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开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业废水处理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:工业废水;处理方法;研究探讨;建议措施
中图分类号: R123 文献标识码: A
一、水污染的类型
水污染指的是水中含有的有害物超标,水体不能够进行自身净化,产生了污染。水污染的主要因素是由于生物污染物和化学污染物的存在,使得水体自身难以清除,影响了水的质量。生物污染物主要是指生活和医院废水中的病原微生物,对水体的影响很大。而化学污染物的种类较多,主要是指重金属污染物、无机污染物、有机污染物、富营养物质、漂浮物、石油类、放射性污染物、悬浮固体物和热污染等。
二、工业废水处理方式
1、物理处理法
物理处理法主要分为沉淀、过滤、膜分离、萃取、吸附和离心分离等方式,在物理处理过程中没有改变污水本身的化学性质,主要是分理出污水中的不溶解的悬浮颗粒物等。
1.1沉淀分离法
顾名思义,沉淀分离法就是利用污水中的水密度跟悬浮物的密度不同而依靠于重力作用来将悬浮物沉淀,然后进行分离处理。
1.2膜分离法
一般在物理处理法中采用的处理方式有渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤、电渗析和液膜等方法,其原理就是通过半透膜来将废水中的溶质和溶剂分散开来,然后渗透出这些不溶物质。在这些处理方式中反渗透膜在上世纪70年代已经被使用在电镀废水过程中,而纳滤膜主要用作脱色、脱盐,消除有机物等工艺中。目前在处理含油废水中主要是采用超滤膜,此方式处理含油污水过程简单、操作方便、无相变,且消耗较少的能量等。但生产中也会出现不耐腐蚀、超滤膜易被污染等现象。
1.3萃取法
萃取法也是物理处理方式中一种较为常用的方式,其原理就是通过在废水中添加一些特定的溶剂,然后废水中的不溶解物质会跟溶剂接触混合,加固废水的污染物转入到溶剂中,最后分理出污染物,达到回收的目的。
1.4离心分离法
离心分离法是利用快速旋转所产生的离心力使废水中密度与水不同的悬浮物进行分离的一种方法。含悬浮颗粒的废水在高速旋转下,密度大于水的悬浮物被甩到,密度小于水的悬浮物则留在内层,从而使固体悬浮物得到分离,水体得到净化。
2、生物处理技术
生物处理技术是现代工业废水处理发展的主要趋势。该技术是通过微生物降解代谢将有机物转化为无机物,从而完成对工业废水处理的过程。在我们现实生活的自然环境中,微生物的种类繁多、数量巨大、分布范围广、繁殖能力强,对于有机物有一定的氧化分解性。该项工业污水处理技术可应用于农药业、食品业、造纸业、印染业、冶金业等多个行业,且具有良好的效果,为未来工业废水处理技术的发展点名了方向。目前,工业废水生物处理技术主要分为好氧处理和厌氧处理两种,常用的工艺则包括生物过滤、活性污泥与生物膜等。
3、化学法
3.1中和法
中和法是一种主要用于含酸、含碱废水的处理方法,其原理是利用酸与碱发生中和反应生成盐和水。由于工业废水中所含酸或碱的量差异比较大,所以处理方法不尽相同。有酸、碱废水相互中和,以废治废,从而达到相互处理的方法;有采用价格便宜的石灰、工业硫酸处理酸、碱废水的投药中和法;还有使废水通过具有中和能力滤料进行中和反应的过滤中和法。工业生产中有时为了满足某种条件,也需要将废水的pH值调节到某一特定值范围,这种处理操作称为pH调节。因此,中和法也是工业上应用较广的一种处理技术。
3.2混凝法
混凝法是向废水中投入混凝剂,利用混凝剂的离解和水解产物的作用,使细小悬浮颗粒和胶体颗粒在碰撞、吸附、黏着、架桥的作用下聚集成较粗大的颗粒而沉淀,从而使废水得以净化的一种方法。该法可以用来降低废水的浊度和色度,其处理的细小悬浮物及胶体颗粒一般利用自然沉淀法难以沉淀除去。混凝沉淀处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离等几个部分。它既可以作为独立的废水处理法处理废水,也可以和其他废水处理方法配合,作为预处理、中间处理或最终处理来处理废水。
3.3化学氧化法
化学氧化法是利用臭氧、氯气、高锰酸钾、二氧化氯、过氧化氢等氧化剂将废水中的污染物氧化成二氧化碳和水的一种处理技术。由于此法要往废水中注入大量的氧化药剂,致使其处理费用相对较高,但反应速度快,工艺简单,可对废水脱色、除臭,也可进行深度处理。臭氧氧化法不仅可以对废水杀菌消毒,还可使水中的溶解氧增加,从而使废水的COD和BOD降低,因此,其可作为一种主要的废水深度处理技术。氯氧化法由于氯的氧化性,可对废水杀菌、消毒,目前已广泛应用于含酚、含氰、含硫废水的处理。
4、电化学处理法
4.1电渗析法
电渗析法主要是采用阴阳离子交换膜,在直流电场的环境作用下,对废水中阴阳离子的选择性透过,实现废水中阴阳离子的定向移动,将溶质跟水有效的分离开来,达到净化污水的目的。
4.2电化学氧化法
电化学氧化法其原理是让污染物在电极上直接发生化学反应或者电化学反应,然后消除废水中的污染物,达到废水跟污染物分离,净化水源的目的。
三、工业废水处理及回用过程中存在的问题
1、污水分流不彻底
我国工业废水中的污染物种类越来越复杂,在废水处理过程中存在很大困难。通常将废水分为含氟废水、含铬废水和综合废水,这种分类存在许多不合理性,如重金属不能有效回收,不同的污染物性质不同,没有针对性的治理措施会导致额外的药剂消耗,增加处理费用。
2、碱使用量大
利用化学沉淀法处理工业废水时,由于废水中重金属含量大,如果不经过回收处理而直接加碱沉淀,则需加入大量的碱中和废水中的酸,并使金属沉淀;而且很多企业废水处理过工程由人工操作,不能准确的控制药剂的添加量,所以经常出现减的使用量过大情况,浪费药剂。
3、污水处理工艺没有针对性,处理成本高,中水回用率低
受工业废水处理技术的限制,国内企业的污水处理成本普遍较高。为了满足环保要求,废水达标排放,企业投入大量资金、人力和物力,许多企业废水处理工艺不合理,浪费药剂,工作效率不高。虽然废水处理存在经济效益,但是高成本的资金投入使得经济效益并不乐观,企业也就没有了处理污水的动力。所以企业要加强改进污水处理工艺,做到分开治理、分类回收、严格工艺。
四、污水处理与回用改进措施及发展趋势
1、废水分流收集、分类处理
工业废水的处理应做到分流收集、分质处理,根据污水的水质特点进行分类,在对不同类别的水质采取不同的处理工艺,例如对废水中的金、银、镍等贵重的重金属采用单独处理,回收再利用,降低重金属超标的可能性,又为企业创造价值。
2、提高自动化水平
提高企业废水处理的自动化水平,不仅能够节省劳动力、提高效率,还能减少人为操作导致的问题,确保工艺参数稳定、实现高水平、高效率的污水处理。废水处理站的加药及控制系统可采用仪表自动化控制,设定好系统中各仪表的参数,实现电脑操控。
3、废酸单独回收处理
工业废水中的废酸要单独处理并回收,通过添加一定量的酸活化剂,过滤掉废酸中的重金属和油污,则酸可以实现二次利用。这样不仅减少了碱的使用量,还节省了新酸的用量,从而节省了处理费用。
4、改进废水处理及回用工艺
污水的处理方法多种多样,企业要有针对性地根据水质特点采取有效的治理措施,目前常用的方法有吸附法、反渗透法、离子交换法、电絮凝法、超滤等,对于有机工业废水,生化技术是未来污水处理的发展趋势,不仅能够降低有机物含量,节省费用,还能满足废水排放标准。
结束语
防治工业污染是我国环境保护的重中之重,近年来,随着我国工业的迅速发展,工业废水和污染物的排放量逐年增加,导致了水源污染严重,生态环境日益恶化。只有对各种污水进行有针对性的分类和处理,才能更好的减少环境污染,建设清洁健康的家园。
参考文献
[1]王彦蕊.工业废水处理方法及发展趋势探讨[J].科技传播,2011(11):25,35.
[2]王如军.羧甲基纤维素/β-环糊精水凝胶的制备及其工业废水处理应用研究[D].华南理工大学,2013.
[3]付立凯.国内外城市工业废水处理现状及发展趋势[J].石油石化节能与减排,2012.
1食品工业废水处理工艺现状
目前,国内外对于食品工业废水的处理过程中主要采用的是生物处理工艺,其中主要包括有好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺,以及由好氧生物处理工艺与厌氧生物处理工艺相结合的处理工艺。在好氧生物处理工艺方面,主要有活性污泥法(目前实际应用较为广泛的主要有SBR法)和生物膜法(具有代表性的是曝气生物滤池法)。由于厌氧生物处理工艺相较于好氧生物处理工艺无论在后期的运行管理费用还是前期的基建投资方面的费用都有较大优势,其中比较具有典型的处理工艺有厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)工艺、第三代厌氧处理工艺———厌氧内循环反应器(IC)被广泛应用到了食品工业废水处理中。此外,厌氧生物处理工艺在处理食品工业废水方面具有良好的处理效果[1]。
2各种工艺特点及应用效果分析
目前国内外,食品工业废水的处理以生物处理[2]为主。在实际中运用较广,技术较为成熟的主要有厌氧接触法、厌氧污泥床法、浅层曝气、延时曝气、曝气沉淀池法等等。
2.1好氧生物处理工艺
好氧生物处理是在不断供氧的环境中,利用好氧微生物来氧化有机物。在好氧过程中,微生物对复杂的有机物进行分解,一部分被转化为稳定的无机物CO2、H2O和NH3,一部分则由微生物合成为新细胞,最后去除污水中的有机物。
2.1.1SBR法,即间歇式活性污泥系统(又叫序批式间歇活性污泥法)。SBR法目前在国内外应用较为广泛,生物反应池中集中了生物降解过程、沉淀过程以及污泥回流功能为一体,这种工艺比较简单,它是在以前间歇式活性污泥工艺基础上发展来的一种新工艺,采用SBR法处理废水的运行过程一般包括了进水、充氧曝气、静止沉淀、排水和排泥五个步骤。与连续性活性污泥工艺相比,该工艺具有的有点主要有:曝气池兼具二沉池的功能,不设二沉池,也没有污泥回流设备,系统结构简单,易于管理;耐冲击负荷,一般无需设置调节池;反应推动力大,较为简便的得到优质出水水质;污泥沉淀性能好,SVI值较低,便于自控运行,后期维护管理也较为简便。居华[3]通过SBR法在酱油、酱菜食品废水处理中的应用研究后得出,原废水CODcr在2000mg/L~4000mg/L范围内,经SBR法处理后出水水质得到了二级标准,去除率达96%以上,没有出现污泥膨胀现象,而且操作管理方便,占地面积小,运行的费用也低。
2.1.2BAF法,即曝气生物滤池法。这种工艺最早可以追溯上个世纪80年代,是由欧美等国家应用和发展起来的,大连马栏河污水处理厂是我国最早采用BAF工艺。该工艺是在生物接触工艺基础上,在滤池中填装陶粒、石英砂等粒状填料,以填料及其附着生产生物膜为介质,发挥生物的代谢功能,通过物理过滤功能,发挥膜和填料的截留吸附作用从而实现污染物的高效处理。廖艳[4]等采用混凝—ABR与曝气生物滤池(BAF)联合处理工艺,对某市肉联厂高浓度废水化学需氧量和氨氮的去除研究后发现,化学需氧量和氨氮的去除效果从原水时的1500mg/L~4500mg/L、30mg/L~85mg/L,经处理后出水COD<100mg/L,氨氮<50mg/L,达到了国家一、二级排放标准,取得良好的环境和社会效益。
2.1.3MBR法,即膜生物反应器法。是上个世纪90年代逐渐发展起来的一种废水处理技术,该工艺是将膜组件替代传统的二沉池,实现固相和液相分离。其实质是把细菌和微生物以生物膜的方式附着在固体表面上,以污水中的有机物为营养物进行新陈代谢和生长繁殖,从而达到实现净化污水的效果。该工艺具有较强的抗冲击力,对水质和水量变化具有较强适应性;污泥产量较低且沉降性能优,易于固液分离;对于低浓度污水也可以进行处理,在正常运行时可以把原水中的BOD5由20mg/L~30mg/L降至5mg/L~10mg/L;运行费用也不高,管理方便。张亮平,王峰[5]以MBR在湖北某食品厂废水处理中的应用为例进行研究后发现,采用MBR-活性炭-杀菌联合工艺,出水COD和BOD的去除率达到了99%以上,系统工艺能耗低,运行稳定。
2.2厌氧生物处理工艺
在食品废水处理过程中,厌氧处理法与好氧处理法相比由于产生的污泥少,动力流耗小,管理简便,既能节能又能降低成本,逐渐在高浓度有机废水行业———食品工业广泛推崇。
2.2.1UASB法,即升流式厌氧污泥床法。该种工艺是由高活性厌氧菌体构成的粒状污泥,在UASB装置内随上升的气流呈向上流动的状态。处理效率高、性能可靠、能耗低,也不需要填料和载体,运行成本低等优点,既可以处理高负荷废水,也不会产生堵塞等优点。也是当前应用最为广泛的高速反应器之一。王炜,何好启[6]研究发现,食品废水经由UASB+接触氧化法工艺处置后,CODcr、BOD5、SS和植物油由原水浓度的1170mg/L、570mg/L、600mg/L、150mg/L,处置后的效果为60.2mg/L、15.5mg/L、40mg/L和3mg/L,出水水质达到了《污水综合排放标准》中的一级标准,且工程的经济运行效益也良好,总运行费用约为0.54元/m3,工艺占地小,处理成本低,运行方式灵活,值得推广。
2.2.2EGSB反应器,即膨胀颗粒污泥床反应器。该工艺是在UASB基础上发展起来的一种新厌氧工艺,与UASB工艺相比,EGSB增加了出水的回流,提升了反应器中水流的速度,其速度可以达到5m/h~10m/h,比UASB的0.6m/h~0.9m/h高出近10倍。李克勋[7]等以天津某淀粉厂采用EGSB处理淀粉废水为例,EGSB的厌氧反应器对COD的去除率超过了85%,出水水质达到了国家一级排放标准,大量有机物被去除,后续单元的处理压力被减轻,此外,厌氧反应器的介入使用,可以产生沼气作为能源进行二次利用,降低运行费用(总运转费用为0.73元/m3•d),具有良好的环境效益和社会效益。
2.2.3ASBR法,即厌氧序批式活性污泥法。ASBR厌氧序批式活性污泥法最早诞生于上世纪90年代的美国,是在SBR基础上发展起来的,该工艺的显著特点是以序批间歇运行,按次序分为进水、反应、沉淀和排水四个步骤,与连续流厌氧反应器相比,该工艺由于不需要大阻力的配水系统,因此极大地减少了系统的能耗,也不会产生断流和短流,运行灵活,抗击能力较强,实现厌氧功能,也同时兼有了SBR的优点。
3厌氧生物处理工艺优势分析
1.1普通工业废水特点
普通工业废水量大、污染物成分复杂,不同行业产生的废水所含污染物成分区别较大,有的废水温度高,容易造成环境的热污染;有些具有明显的酸碱度;有些含有易燃、易爆、有毒物质。针对工业废水中所含的不同成分,选择不同的处理工艺,往往需要物理、化学、生物代谢等多种不同工艺组合处理。
1.2放射性废水特点
具有放射性的重金属元素是放射性废水处理的主要去除对象,而放射性核素只能通过自然衰变来降低其放射性,所有的水处理方法都不能改变其固有的放射性衰变特性。在进行放射性废水处理的时候,我们只有通过各种方法将放射性核素浓缩到较小体积的废物内,降低处理后可排放废水的放射性核素浓度。
2普通工业废水处理方法
为了使工业废水得到净化,一般将废水中所含的污染物分离出来,或将其转化为无害、稳定的物质。我们按照处理原则,将工业废水处理方法中物理化学法分为吸附法、离子交换法、膜分离法、汽提法、吹脱法、萃取法、蒸发法、结晶法等。离子交换法在普通工业废水处理中,主要用以回收贵重金属离子。膜分离技术在70年代后大规模应用到各个工业领域及科研中,发展非常迅速。蒸发法处理多用于酸、碱废液的回收。自然界存在种类繁多的具有氧化分解有机物能力的微生物,这些微生物具有数量巨大、分布范围广、繁殖力强等特点,被广泛应用于制革造纸、炼油化工、印染纺织、食品制药等行业的废水处理中。
3放射性废水的处理方法
放射性核素使用任何水处理方法都改变不了其固定的放射性衰变特性,其处理一般都是遵循以下两个基本原则:①将放射性废水排入水体,通过稀释和扩散达到无害水平。主要适用于极低水平的放射性废水的处理。②将放射性废水浓缩后,将其浓缩产物与人类的生活环境长期隔离,任其自然衰减。对高、中、低水平放射性废水均适用。目前国内外普遍做法是对放射性废水进行浓缩处理后贮存或固化处理。
3.1蒸发法
蒸发浓缩法具有较高的浓缩倍数和去污因子,可用于处理高、中、低放废水。尉凤珍等利用真空蒸发浓缩装置处理中低水平核放射废水,对总α和总β的去污因子能达到104量级,出水满足国内放射性废水排放标准。
3.2化学沉淀法
化学沉淀法主要通过投加合适的絮凝剂,然后与废水中的微量放射性核素发生沉淀后,将放射性核素转移并浓缩到体积量小的沉淀底泥中。在进行化学沉淀法时主要投加铝盐、铁盐、磷酸盐、苏打、石灰等,同时可投加助凝剂,如粘土、活性二氧化硅等加快凝结过程。罗明标等的试验结果显示氢氧化镁处理剂具有良好的除铀效果,特别适合酸溶浸铀后的地下低放射性含铀废水的处理。
3.3离子交换法
目前离子交换主要处理低放废水,包括有机离子和无机离子两种交换体系。此法特点是操作方便、设备简单、去除效率高且减容比高,适用于含盐量低、悬浮物含量少的水体。国内外研究都表明离子交换剂对Cs的有很高的吸附容量。
3.4膜分离技术
膜处理方法是处理放射性废水相对经济、高效、可靠的方法,此法具有出水水质好、物料无相变、低能耗、操作方便和适应性强等特点等特点,膜技术的研究比较广泛。美国、加拿大许多核电站采用反渗透和超滤工艺处理放射性废水。
3.5生物处理法
生物处理法包括植物修复法、微生物法。微生物治理低放射性废水是20世纪60年代开始研究的新工艺,国内外都有人开展研究微生物富集铀的工作。美国研究人员发现一种名为Geobactersulfurreducens的细菌能够去除地下水中溶解的铀,Geobacter能够还原金属离子,从而降低金属在水中的溶解度,使金属以固体形式沉淀下来,因此,这种细菌有可能被用于放射性金属的生物处理。生物法处理流程复杂,处理周期长,运行管理难度大,国内核电厂还未采用生物法处理放射性废水。
4放射性废水和普通工业废水处理方法比较
工业废水中污染物成分复杂多样,我们采用单一的处理方法很难达到完全净化的效果,因此需要我们寻找适合的工艺进行处理。其中废水处理工艺的组成需要遵循先易后难的原则,先除去大块垃圾和漂浮物质,然后依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。放射性废水与普通工业废水处理的一个根本区别是:能够用物理、化学或者生物方法将普通工业废水的一些有毒物分解破坏,转化为无毒物质,例如六价铬、氰、有机磷等;而用这些方法无法破坏放射性核素,不能改变其衰变辐射的固有特性,只能靠其自然衰变来降低直至消失其放射性。物理、化学或物理化学方法一般是普通工业废水处理中的预处理或深度处理方法,主要处理方法采用生物处理法。而物理化学法是目前放射性废水处理的主要方法。有些处理方法只适用于处理普通工业废水,而较难应用于处理放射性废水。
5结论
关键字: 工业废水 废水处理 废水处理自动化
Abstract: Since the city, the water pollution problem is becoming more and more serious, which restricts the sustainable development of the city, threatening people's survival environment, therefore must attach great importance to industrial wastewater treatment problem of the city, vigorously develop industrial wastewater treatment technology, improve the industrial wastewater treatment facilities construction, this article from the city industrial wastewater treatment situation, treatment three aspects are discussed in this paper the development trend of future measures and industrial wastewater treatment.
Keywords: Industrial wastewater; wastewater treatment; wastewater treatment; automation
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:
随着社会的发展和城市化进程的加快,城市水污染问题越来越严重,制约了城市的可持续发展,威胁着人们的生存环境,因此说必须高度重视城市的工业废水处理问题,大力发展工业废水处理技术,完善工业废水处理设施建设,有效地制止水污染问题,确保城市的健康可持续的发展。首先来看城市工业废水处理现状:
一、城市工业废水处理现状
1.1工业废水处理水平低下
我国的工业废水处理还处于初级阶段,由于缺乏相关的实践经验,不免会出现处理水平低下的情况,一些较小的企业,由于生产规模小、资金投入少,更不会采用相应的资金进行工业废水处理工作,这就使得水污染的现象更加严重。同时,在处理的过程中,会出现一些偷工减料的作法,这就使本来水平低下的处理工作更加不能解决水污染的现状。
1.2工业废水处理方式不恰当
工业废水处理工作的开展除了要有相关的技术支持外,还需要根据当地的实际情况进行处理工作,而目前的情况是,在工业废水处理的过程中往往只选取热门的工艺而忽视了当地的实际情况,忽视了当地的水质、水量等因素,这往往会造成一些用水隐患,这种不恰当的工业废水处理方式阻碍了城市的长远发展。
1.3工业废水处理管理机制不健全
工业废水处理工作不仅需要有较高的技术水平,还需要有健全的监管机制,保证处理工作能够按照流程进行,但是从目前的情况来看,一些工业废水处理工作的进行过程中,管理机制不健全。同时需要注意的是,市场的不完善发育也是管理过程中的一个不容忽视的因素,目前,工业废水处理市场还比较混乱,行政性的市场干预严重,又缺乏统一健全的管理制度,往往会出现混乱的局面,这也阻碍着城市工业废水处理工作的开展。
二、主要工业废水特点与处理方法
2.1农药废水的特点及其处理方法
农药品种繁多,农药废水水质复杂。其主要特点是:(1)污染物浓度较高,化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质;(3)有恶臭,对人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水质、水量不稳定。因此,农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度,提高回收利用率,力求达到无害化。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药,积极研究和使用微生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。
2.2食品工业废水污染特点及其处理方法
食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等;(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易腐败,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。
食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。 、
2.3造纸工业废水处理
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5—40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的处理方法。例如浮选法可回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水pH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法可脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。
2.4印染工业废水处理
印染工业用水量大,通常每印染加工1t纺织品耗水100-200t,其中80%-90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用:(1)废水可按水质特点分别回收利用,如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流,前者可以对流洗涤。一水多用,减少排放量;(2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收,如碱液量大,可用三效蒸发回收,碱液量小,可用薄膜蒸发回收;(3)染料回收,如士林染料可酸化成为隐巴酸,呈胶体微粒,悬浮于残液中,经沉淀过滤后回收利用。
无害化处理可分:(1)物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。(2)化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原性物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。(3)生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。
三、工业废水处理自动化控制系统的作用以及应用的现状
工业废水处理自动化控制系统在当前社会的工业废水处理有着其不可忽视的作用但是在工业废水处理的应用之上的现状却是不容乐观,下面简述一下工业废水处理自动化控制系统的作用以及应用现状。
工业废水处理自动化控制系统的作用主要在于能够对污水的处理进行整个过程的实时监督和控制,而达到工业废水处理系统优化运行以及能够降低系统运行成本的同时而保证了工业废水处理的质量和实现真正的无人值守的工业废水处理的目的。不仅如此,工业废水处理自动化也能够为环保部门的污水监控提供技术的支持。
尽管工业废水处理自动化控制系统的作用如此明显,但是现在的应用现状却是有点令人堪忧。由于地域的不同以及资金的局限,在很多的公司对工业废水处理的系统还是依靠工业废水处理系统采用的检测为手段,而进行检测的仪表基本为国产的离线仪表达不到工业废水处理的要求。不仅如此工业废水处理的监测手段也是先取样后测量, 而以测量结果调整工业废水处理系统的运行状态,这种不连续的工业废水处理系统已经达不到时代的需求。
参考文献:
[1]王彦蕊. 工业废水处理方法及发展趋势探讨[J]. 科技传播. 2011(11)
[论文摘要]染色废水属于典型的难生化降解废水,如何低成本、高效率的对其处理,且保证出水的稳定达标,一直是许多环境保护工作者的研究目标。本文首先对国内外染色废水处理的技术和研究方向进行了综合概述,并对各类工艺进行了比较分析,归纳出一般染色废水的主要处理工艺技术路线。
一、研究背景和意义
纺织工业是我国的传统支柱工业之一,也是出口创汇较多的行业之一,目前我国占有15%左右的国际市场份额,是世界上最大的纺织品出口国。经过多年建设,纺织工业基本成为一个门类较齐全、布局较合理、原料和设备基本立足于国内、生产技术达到一定水平的工业部门。产业综合发展能力不断增强,已形成棉、毛、丝、麻、化纤、服装、纺织机械等行业较为完整的系列体系。
纺织工业按加工的原料、产品的品种和产品的加工用途等不同,主要分为上游、中游、下游三类产业,纺织工业的上游产业主要指各类纤维生产和加工,如天然纤维的棉花、羊毛和各类化学纤维等生产领域;中游产业指纺纱、织布、染色等生产领域;下游产业主要指服装加工等生产领域。
染色行业作为纺织工业中的中游行业,在纺织工业中起到承上启下的作用,即将各类纤维加工制造的坯布,通过染色和印花工艺生产出各类带色彩和图案的织物。在染色业中,棉纺染色业是最大的行业。染色行业作为湿法加工行业,其生产过程中用水量较大,据不完全统计。我国染色废水排放量约为每天300万~400万立方米,染色厂每加工100米织物,产生废水量3~5立方米。而且,染色废水成份复杂,含有的多种有机染料难降解,色度深,对环境造成非常严重的威胁。
随着工业化的不断深入,全球性的环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境存在威胁。由于逐渐加重的环境压力,世界各国纷纷制定严格的环保法律、法规和各项有力的措施,我国作为世界大国,对环境保护也越来越重视,并向国际社会全球性环境保护公约作出了自己的承诺。
二、废水处理方法分类
根据使用技术措施的作用原理和去除对象,废水处理法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。具体如下:
1.废水的物理处理法
利用物理作用进行废水处理,主要目的是分离去除废水中不溶性的悬浮颗粒物。主要工艺有:
(1)格栅和筛网格栅是一组平行金属栅条制成的有一定间隔的框架。把它竖直或倾斜放置在废水渠道上,用来去除废水里粗大的悬浮物和漂浮物,以免后面装置堵塞。筛网是穿孔滤板或金属网制成的过滤设备,用以去除较细小的悬浮物。
(2)沉淀法利用重力作用,使废水中比水重的固体物质下沉,与废水分离。主要用于(a)在尘砂池中除去无机砂粒(b)在初见沉淀中去除比水重的悬浮状有机物(c)在二次沉淀中去除生物处理出水中的生物污泥(d)在混凝工艺以后去除混凝形成的絮状物(e)在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。此法简单易行而且效果好。
(3)气浮法在废水中通入空气,产生细小气泡,附着在细微颗粒污染物上,形成密度小于水的浮体,上浮到水面。主要用来分离密度与水接近或比水小,靠重力无法沉淀的细微颗粒污染物。
(4)离心分离利用离心作用,使质量不同的悬浮物和水体分离。分离设备有施流分离器和离心机。
2.废水的化学处理法
(1)酸性废水的中和处理
酸性废水处理可以用投药中和法、天然水体及土壤碱度中和法、碱性废水和废渣中和法等。药剂有石灰乳、苛性钠、石灰石、大理石、白云石等。他的优点是:可处理任何浓度、任何性质的酸性废水。废水中允许有较多的悬浮物,对水质水量的波动适用性强,中和剂利用率高,过程容易调节。缺点:劳动条件差、设备多、投资大、泥渣多且脱水难。天然水体及土壤碱度中和法采用时要慎重,应从长远利益出发,允许排入水体的酸性废水量应根据水体或土体的中和能力来确定。
(2)碱性废水和废渣中和法
投酸中和法可用药剂:硫酸、盐酸、及压缩二氧化碳(用二氧化碳做中和剂,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制装置)酸性废水及废气中和法如烟道气中有高达24%的二氧化碳,可用来中和碱性废水。其优点可把废水处理与烟道气除尘结合起来,缺点是处理后的废水中硫化物、色度和耗氧量均有显著增加。清洗由污泥消化获得的沼气(含25%—35%的二氧化碳气体)的水也可用于中和碱废水。
3.生物处理法
利用微生物可以把有机物氧化分解为稳定的无机物的这一功能,经常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物处理法
应用好氧微生物,在有氧环境下,把废水中的有机物分解成二氧化碳和水的方法,主要处理工艺有:活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等,这种方法处理效率高,应用面广。
(2)厌氧生物处理法
应用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物,最后生成二氧化碳、甲烷等物质的方法。主要用于有机污泥、高浓度有机工业废水的处理。如啤酒厂、屠宰厂。
(3)自然生物处理法
应用在自然条件下生长,繁殖的微生物处理废水的方法。工艺简单,建设费用和运行成本都比较低,但其净化功能受自然条件的限制,处理技术有稳定塘和土地处理法。
三、染色污水处理系统的工艺设计
在染色污水处理系统的工艺设计中往往遇到以下问题:(1)工程设计人员大都是仅仅了解废水水质的情况下,根据自己的工程经验和直觉进行设计,这样往往造成工程缺陷,使建成的处理系统处理废水不能达标排放;(2)在有些设计中,因为对出水的达标要求严格,使设计出的工艺建设费用和运行费用偏高;(3)在许多现有的处理系统中,由于所要处理的水质发生改变,原有工艺不能针对目前的水质进行有效的处理。以上的这些都涉及到污水处理系统的优化改造和优化管理运行问题。
如何优化污水处理工艺,降低污水处理成本,提高污水处理效果,对于污水处理有着极其重要的意义。必须指出的是,染色废水处理系统的优化改造是一个非常错综复杂的问题,从目的上它不仅要基于污水水质分析,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案,并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且还要在污水的成份和水量一定幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少运行成本。而在各染色废水水质各异、水量大小不一的实际工况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化处理系统是不可能的,某一污水处理系统可能对某企业的废水处理是最优,但它对其他的染色厂可能就并不能做到最优,因此本论文对染色废水处理系统优化研究只是为提出一个系统优化改造和优化运行的概念和思路,并不是要提出一个能对所有染色废水有最优处理效果的处理系统。
四、系统工艺改造的总体思路
污水处理厂废水的水质为含有一定量难生物降解物质和颜色的有机废水,各染色子行业排放的废水所含污染物质不同,其相应的治理工艺流程也不同。对染色废水处理,工程上一般用物化法和生化法或两种方法相结合的处理方法。物化处理有见效快、水力停留时间短的优势,但其处理费用高、污泥产量大、污泥处理困难、存在二次污染的隐患。虽然臭氧氧化、活性碳吸附、电解等方法有较好的脱色效果,但它们较高的运行费用却使厂家无法承受。但前述的几种方法都具有稳定性好的特点。生物处理因具有处理成本较低,并能大幅度去处有机污染物和一定色度的特性使得染色废水治理采用生物治理作为主要治理单元己成为共识。但结合园区污水处理厂目前的运行现状及操作工人素质,为确保污水处理厂处理出水的稳定达标排放,因此改造扩建工艺的设计思想以强化物化处理的原则,以生物处理工艺为重心,尽量提高强化生物处理的作用。鉴于污水处理厂接受的染色废水综合性废水,是典型的难生化降解的有机废水,水质性质有其特殊性,而且各有关企业生产废水排放的水质水量的不稳定性,以及污水处理厂的运行成本及运行负荷。因此必须要有针对性的废水处理工艺,才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前,应在分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度的基础上,确定各单元处理方法和改造工艺流程,以验证改造工艺的有效性。
五、结论
印染生产废水可生化性差,原污水处理系统又存在着设计、施工不尽合理,管理水平落后等缺陷,从而造成了处理出水污染指标达不到排放标准,运行成本高等后果。染色废水处理系统的优化改造本身就是一个非常错综复杂的问题,而作为集中式染色废水处理厂的优化就更加困难了。从目的上它不仅要在污水水质分析的基础上,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案。并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且,还要在污水的成份和水量大幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少的运行成本。但由于客观条件的诸多限制,并且各种印染废水水质各异,水量大小不一的设计情况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化方法十分困难,某一污水处理系统可能对某一区域内的废水处理是最优的,但它对其他的企业可能就并不能做到最优。因此,在加强技术创新和知识创新的同时也要为保护我们仅有的水资源提高人类意识,转变观念,为创造一个更好的环境多做努力。
[参考文献]
关键词:含镉工业废水;处理方法;最佳投加量;效果
中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号:
镉是一种重要的工业生产原料和催化剂,因此,镉的广泛应用造成了它的环境污染,尤其是含镉的工业废水,对土壤和水体的污染十分之大。环境受到镉的污染后,镉可在生物体内富集,通过食物链进入人体,引起慢性中毒。因此,镉的危害引起了人们的重视,我国规定工业废水中镉的最高排放浓度为0.1mg·L-1。含镉废水必须进行处理,只有达到排放标准后才能排放,因此,研究高效经济的含镉废水处理方法显得刻不容缓。
1废水水质及水量
工业废水主要由合成废水和电锌冲板水组成,整个工业废水处理系统设计处理量200m3/h,约80%回用,20%外排。废水水质水量见表1。
表1 废水水质水量表(mg/L)
2 试验条件
2.1 试验用水
试验用水是由合成废水与冲板废水配制的。
2.2试验仪器
PHS一3C型酸度计、原子吸收分光光度仪。
2.3试验选用
药剂聚合硫酸铁、硫化钠、硫酸亚铁、氢氧化钠、聚丙烯酰胺。
3处理方法研究
3.1聚合硫酸铁法
聚合硫酸近年来在水处理中被广泛应用,其对废水重金属离子有显著的去除效果。对上述废水中约80%的回用水采用聚合硫酸铁沉淀法进行处理,其流程见图1。
图l 聚合硫酸铁沉淀法处理废水流程
(1)效果
试验在常温条件下,采用相同搅拌速度,相同反应时间及澄清时间。经多次大量试验,选定两组不同聚合硫酸铁浓度,进行不同聚丙烯酰胺的加人量试验,结果见表2。
表2 聚合硫酸铁及聚丙酰胺加入量对除镉的影响(mg/l)
备注: (1)悬浮物SS均小于20mg/L
(2)搅拌时间10min,澄清时间30min。
由表2可知,PH值在9左右时,对上述废水,聚合物硫酸铁最佳投加量为40mg/L,,此时同聚丙烯酰胺配合使用,其加人量在0.0-0.4mg/L之间时,出水中镉含量均在1.omg/L以下,悬浮物含量小于20mg/L,镉去除率达93%以上。
(2)结论
上述方法处理后的水质能够满足工业用水要求,而且操作简单,成本较低,可用于80%回用水的处理。
3.2硫化物—聚合硫酸铁沉淀法
利用硫化物,处理重金属离子废水也是一种常用方法,CdS溶度积为3.6×10-29,属难溶硫化物,在试验中又同时投加一定量的聚合硫酸铁,利用其吸附共沉作用,既可强化硫化镉的沉淀分离过程,又可清除水中剩余硫离子。其处理流程见图2。
图2 硫化物—聚合硫酸铁法处理流程
注: 悬浮物SS>20mg/L
(1)结果
本研究在室温条件下,采取相同搅拌速度时间及澄清时间进行。
1)硫化钠用量影响试验
为了确定最佳硫化钠加量,进行了大量试验,其结果见表3。
表3 硫化钠加量影响试验
表3试验数据表明,PH值和聚合硫酸铁加量一定时,硫化钠加量增加,镉去除率明显提高,当硫化钠加量达70-150mg/L时,出水中镉小于0.lmg/L,去除率可达9.3-9.6%。从经济角度及保证出水水质权衡,应选硫化钠含量70-10Omg/L间为宜。
2)聚合物硫酸铁用量影响试验
确定硫化钠加量后,保持PH值一定,变化聚合硫酸铁加量。试验结果见表4。
表4 聚合硫酸铁加量试验
注: 悬浮物SS小于2Omg/L
由表4分析得出,当PH值和硫化钠浓度一定时,聚铁加量的变化对镉去除率有影响,当硫化钠加量为70-10mg/L时,选取铁加量为40mg/L,镉去除率最高。
3)不同PH值对除镉的影响试验
在确定了硫化钠、聚合硫酸铁加量后,调节不同PH值,确定最佳PH范围,试验结果见表5。
表5 不同PH 值对除镉效果影响试验
由试验数据表明,PH对除镉效果影响不大。同时又可看出,当硫化钠加量为70mg/L时,PH范围可选7-9,而当硫化钠加量为10mg/L时,PH范围更宽些,可选5-9。
4)废水处理试验综合指标
在上述试验选定的条件下进行试验,处理后水质综合指标见表6。
表6 废水处理综合指标(mg/L)
由表6中的试验数据表明,采用硫化钠—聚合硫酸铁沉淀法处理后的废水,水质可达国家污水综合排放标准中的一级标准。
经以上试验可以得知,硫化钠—聚合硫酸铁沉淀法操作简单,反应条件易于控制,处理效果好,PH值适应范围广,可以用于处理20%外排废水。工艺条件为:硫化钠投加量10mg/L声,聚合硫酸铁加量40mg/LPH范围5-9,搅拌时间10分钟,澄清时间30分钟。
3.3铁氧体法
向含镉废水中投加硫酸亚铁,调PH至9-10加热,通压缩空气,使之氧化,即可形成铁氧体晶体并使镉离子进人铁氧化晶格中,再过滤水中有害离子即可去除。其处理流程见图3。
图3 铁氧体法处理流程
(1)试验效果
在多组投加不同量硫酸亚铁的试验基础上,选出两组理想加量,完成以下试验。
1)不同通气时间对除镉效果影响
试验在一定的硫酸亚铁加量下,用氢氧化钠调PH为9-10,加热,通入压缩空气,其试验结果见表7。
表7 不同通气时间对除锡效果影响(mg/L)
试验结果表明,在其他条件相同时,通气氧化时间越长,镉的去除效果越好。当硫酸亚铁加量150-20Omg/L,通气时间10分钟以上,镉去除率达99.2%以上,出水镉含量小于0.1mg/L。
4 结束语
总之,含镉工业废水是一种环境污染和人体危害都很大的废水,因此,对其处理方法的研究是十分必要的。本文所介绍的处理方法各有各的特点,同时均有缺陷,但都处于不断完善之中。随着人们对环境污染和健康的日益重视,含镉工业废水的处理方法将得到改进和完善,镉污染问题将得到有效解决。
参考文献
[1] 沈萍 朱国伟,含镉废水处理方法的比较[J].污染防治技术,2010.12
[论文摘要]染色废水属于典型的难生化降解废水,如何低成本、高效率的对其处理,且保证出水的稳定达标,一直是许多环境保护工作者的研究目标。本文首先对国内外染色废水处理的技术和研究方向进行了综合概述,并对各类工艺进行了比较分析,归纳出一般染色废水的主要处理工艺技术路线。
一、研究背景和意义
纺织工业是我国的传统支柱工业之一,也是出口创汇较多的行业之一,目前我国占有15%左右的国际市场份额,是世界上最大的纺织品出口国。经过多年建设,纺织工业基本成为一个门类较齐全、布局较合理、原料和设备基本立足于国内、生产技术达到一定水平的工业部门。产业综合发展能力不断增强,已形成棉、毛、丝、麻、化纤、服装、纺织机械等行业较为完整的系列体系。
纺织工业按加工的原料、产品的品种和产品的加工用途等不同,主要分为上游、中游、下游三类产业,纺织工业的上游产业主要指各类纤维生产和加工,如天然纤维的棉花、羊毛和各类化学纤维等生产领域;中游产业指纺纱、织布、染色等生产领域;下游产业主要指服装加工等生产领域。
染色行业作为纺织工业中的中游行业,在纺织工业中起到承上启下的作用,即将各类纤维加工制造的坯布,通过染色和印花工艺生产出各类带色彩和图案的织物。在染色业中,棉纺染色业是最大的行业。染色行业作为湿法加工行业,其生产过程中用水量较大,据不完全统计。我国染色废水排放量约为每天300万~400万立方米,染色厂每加工100米织物,产生废水量3~5立方米。而且,染色废水成份复杂,含有的多种有机染料难降解,色度深,对环境造成非常严重的威胁。
随着工业化的不断深入,全球性的环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来形成的生态平衡,并对人类自身的生存环境存在威胁。由于逐渐加重的环境压力,世界各国纷纷制定严格的环保法律、法规和各项有力的措施,我国作为世界大国,对环境保护也越来越重视,并向国际社会全球性环境保护公约作出了自己的承诺。
二、废水处理方法分类
根据使用技术措施的作用原理和去除对象,废水处理法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类。具体如下:
1.废水的物理处理法
利用物理作用进行废水处理,主要目的是分离去除废水中不溶性的悬浮颗粒物。主要工艺有:
(1)格栅和筛网 格栅是一组平行金属栅条制成的有一定间隔的框架。把它竖直或倾斜放置在废水渠道上,用来去除废水里粗大的悬浮物和漂浮物,以免后面装置堵塞。筛网是穿孔滤板或金属网制成的过滤设备,用以去除较细小的悬浮物。
(2)沉淀法 利用重力作用,使废水中比水重的固体物质下沉,与废水分离。主要用于(a)在尘砂池中除去无机砂粒(b)在初见沉淀中去除比水重的悬浮状有机物(c)在二次沉淀中去除生物处理出水中的生物污泥(d)在混凝工艺以后去除混凝形成的絮状物(e)在污泥浓缩池中分离污泥中的水分,浓缩污泥。此法简单易行而且效果好。
(3)气浮法 在废水中通入空气,产生细小气泡,附着在细微颗粒污染物上,形成密度小于水的浮体,上浮到水面。主要用来分离密度与水接近或比水小,靠重力无法沉淀的细微颗粒污染物。
(4)离心分离 利用离心作用,使质量不同的悬浮物和水体分离。分离设备有施流分离器和离心机。
2.废水的化学处理法
(1)酸性废水的中和处理
酸性废水处理可以用投药中和法、天然水体及土壤碱度中和法、碱性废水和废渣中和法等。药剂有石灰乳、苛性钠、石灰石、大理石、白云石等。他的优点是:可处理任何浓度、任何性质的酸性废水。废水中允许有较多的悬浮物,对水质水量的波动适用性强,中和剂利用率高,过程容易调节。缺点:劳动条件差、设备多、投资大、泥渣多且脱水难。天然水体及土壤碱度中和法采用时要慎重,应从长远利益出发,允许排入水体的酸性废水量应根据水体或土体的中和能力来确定。
(2)碱性废水和废渣中和法
投酸中和法可用药剂:硫酸、盐酸、及压缩二氧化碳(用二氧化碳做中和剂,由于PH值低于6,因此不需要PH值控制装置)酸性废水及废气中和法如烟道气中有高达24%的二氧化碳,可用来中和碱性废水。其优点可把废水处理与烟道气除尘结合起来,缺点是处理后的废水中硫化物、色度和耗氧量均有显著增加。清洗由污泥消化获得的沼气(含25%—35%的二氧化碳气体)的水也可用于中和碱废水。
3.生物处理法
利用微生物可以把有机物氧化分解为稳定的无机物的这一功能,经常采用一定人工措施大量繁殖微生物。
(1)好氧生物处理法
应用好氧微生物,在有氧环境下,把废水中的有机物分解成二氧化碳和水的方法,主要处理工艺有:活性污泥法、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化等,这种方法处理效率高,应用面广。
(2)厌氧生物处理法
应用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物,最后生成二氧化碳、甲烷等物质的方法。主要用于有机污泥、高浓度有机工业废水的处理。如啤酒厂、屠宰厂。
(3)自然生物处理法
应用在自然条件下生长,繁殖的微生物处理废水的方法。工艺简单,建设费用和运行成本都比较低,但其净化功能受自然条件的限制,处理技术有稳定塘和土地处理法。
三、染色污水处理系统的工艺设计
在染色污水处理系统的工艺设计中往往遇到以下问题:(1)工程设计人员大都是仅仅了解废水水质的情况下,根据自己的工程经验和直觉进行设计,这样往往造成工程缺陷,使建成的处理系统处理废水不能达标排放;(2)在有些设计中,因为对出水的达标要求严格,使设计出的工艺建设费用和运行费用偏高;(3)在许多现有的处理系统中,由于所要处理的水质发生改变,原有工艺不能针对目前的水质进行有效的处理。以上的这些都涉及到污水处理系统的优化改造和优化管理运行问题。
如何优化污水处理工艺,降低污水处理成本,提高污水处理效果,对于污水处理有着极其重要的意义。必须指出的是,染色废水处理系统的优化改造是一个非常错综复杂的问题,从目的上它不仅要基于污水水质分析,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案,并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且还要在污水的成份和水量一定幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少运行成本。而在各染色废水水质各异、水量大小不一的实际工况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化处理系统是不可能的,某一污水处理系统可能对某企业的废水处理是最优,但它对其他的染色厂可能就并不能做到最优,因此本论文对染色废水处理系统优化研究只是为提出一个系统优化改造和优化运行的概念和思路,并不是要提出一个能对所有染色废水有最优处理效果的处理系统。
四、系统工艺改造的总体思路
污水处理厂废水的水质为含有一定量难生物降解物质和颜色的有机废水,各染色子行业排放的废水所含污染物质不同,其相应的治理工艺流程也不同。对染色废水处理,工程上一般用物化法和生化法或两种方法相结合的处理方法。物化处理有见效快、水力停留时间短的优势,但其处理费用高、污泥产量大、污泥处理困难、存在二次污染的隐患。虽然臭氧氧化、活性碳吸附、电解等方法有较好的脱色效果,但它们较高的运行费用却使厂家无法承受。但前述的几种方法都具有稳定性好的特点。生物处理因具有处理成本较低,并能大幅度去处有机污染物和一定色度的特性使得染色废水治理采用生物治理作为主要治理单元己成为共识。但结合园区污水处理厂目前的运行现状及操作工人素质,为确保污水处理厂处理出水的稳定达标排放,因此改造扩建工艺的设计思想以强化物化处理的原则,以生物处理工艺为重心,尽量提高强化生物处理的作用。鉴于污水处理厂接受的染色废水综合性废水,是典型的难生化降解的有机废水,水质性质有其特殊性,而且各有关企业生产废水排放的水质水量的不稳定性,以及污水处理厂的运行成本及运行负荷。因此必须要有针对性的废水处理工艺,才能达到较好的处理效果。在选择处理工艺前,应在分析废水水质及其组成及对废水所要求的处理程度的基础上,确定各单元处理方法和改造工艺流程,以验证改造工艺的有效性。
五、结论
印染生产废水可生化性差,原污水处理系统又存在着设计、施工不尽合理,管理水平落后等缺陷,从而造成了处理出水污染指标达不到排放标准,运行成本高等后果。染色废水处理系统的优化改造本身就是一个非常错综复杂的问题,而作为集中式染色废水处理厂的优化就更加困难了。从目的上它不仅要在污水水质分析的基础上,按照技术和经济的要求,在条件允许的范围内,利用各种方法,找出最佳的设计工艺方案。并在设计工况条件下,找出最佳的设施组合和最佳工艺参数,而且,还要在污水的成份和水量大幅度变动的情况下,找出相应的优化运行措施和最少的运行成本。但由于客观条件的诸多限制,并且各种印染废水水质各异,水量大小不一的设计情况下,要求得到一个能严格意义上普遍性的染色废水优化方法十分困难,某一污水处理系统可能对某一区域内的废水处理是最优的,但它对其他的企业可能就并不能做到最优。因此,在加强技术创新和知识创新的同时也要为保护我们仅有的水资源提高人类意识,转变观念,为创造一个更好的环境多做努力。
[参考文献]
BAS工艺能够满足系统出水对有机污染物、营养元素及悬浮固体(SS)非常严格的要求。一个配置良好的BAS工艺可以最大限度地去除可生化降解的COD;出水BOD5和SS可以分别小于10mg/l和30mg/l。相对于传统的活性污泥工艺,BAS工艺具有很高的有机负荷,减少了整体工艺的占地面积。BAS工艺常用于对现有传统活性污泥工艺进行升级改造,以达到提高系统处理效率及稳定性,增加系统的有机负荷或增强系统的硝化功能。在BAS工艺的配置中,高效的生物膜工艺(MBBR)应用在传统活性污泥阶段之前作为预处理,去除容易生物降解有机物。相比于单独的传统活性污泥工艺,这样的工艺布置具有如下优点:
1.极大地提高了处理能力
由于高负荷的高效悬浮填料段(MBBR)对大部分易生化降解有机物的去除,后续传统活性污泥段的容积即使很小,其有机负荷及食微比(F/M)仍较低。整个BAS系统的容积负荷是同容积传统污泥系统的2~3倍。
2.大大改善了污泥的分离性能
生物膜反应器去除了大部分容易降解的有机物质,抑制了活性污泥段丝状细菌的生长,很大程度上消除了活性污泥段污泥膨胀的风险。在活性污泥工艺前增加生物膜反应器作为预处理工艺,在很多工程中被证明能极大地减小活性污泥段的污泥指数。绝大多数采用BAS工艺的废水处理厂的污泥指数都小于100ml/g。在降低活性污泥SVI值所采取的工艺措施中,以生物膜反应器作为预处理工艺比任何形式的生物选择器要有效得多。
3.提高了工艺稳定性,抗冲击负荷
采用高效耐冲击的MBBR作为预处理工艺有效地保护了后续敏感的传统后续污泥段。相对于单独的传统活性污泥工艺,BAS工艺更具稳定性和抗冲击性。
4.低污泥产率
相对于传统活性污泥工艺,MBBR和活性污泥有机结合的BAS工艺产生更少的污泥,一般会少30~50%。在这样的两段布置中,MBBR反应器中产生的剩余污泥将在活性污泥池中被生化降解,从而减少了整个工艺的剩余污泥的产量。5.低营养(氮/磷)需求由于整个系统低的污泥产率,以及MBBR预处理产生的剩余污泥在活性污泥池被降解,在MBBR反应池中消耗的营养物质又被释放出来被活性污泥所重新利用,降低了整个BAS工艺系统的营养需求。
二、BAS工艺升级改造实例
1.美国艾克森石油公司炼油厂
美国埃克森石油公司炼油厂废水处理装置由于进水水量增加,有机物浓度波动较大,导致活性污泥系统不能有效去除有机物,同时也无法实现硝化反应。随着新的出水水质要求,特别是强调对氨氮的去除效率,现有活性污泥系统需要进行升级改造。由于没有场地进行扩建活性污泥系统,同时为了提高生化系统的稳定性,以及实现硝化功能,BAS工艺被应用于生化系统的升级改造。将原有的初沉池直接改造为MBBR池后,处理全部的废水进水。MBBR池的出水直接进入后续原有的三座活性污泥池。生化系统于1999年3月升级改造完成后进行正式运行,生化系统稳定高效,实现了完全的硝化反应。污泥的沉降性能提高,SVI更低,出水TSS浓度更低,而且系统整体更易于操作。
2.加拿大昆河纸浆公司
加拿大昆河纸浆公司是全球最大的漂白化学热磨机械木桨(BCTMP)供应商,其原有废水处理设施采用厌氧+活性污泥的工艺。由于纸浆原料中含有树脂酸,厌氧系统几乎没有什么处理效果,导致后续活性污泥系统经常受到冲击,处理效果差,而且不稳定。随着产能提升,对现有污水处理系统进行升级改造,取消厌氧处理,增加MBBR池,将活性污泥系统改造为BAS系统。改造后,所有废水先经过MBBR池进行预处理,然会再进入活性污泥池。BAS系统的运行提高了生化系统的稳定性,同时承受更高的有机负荷。活性污泥系统的污泥性能得到显著提高,污泥指数从300~400ml/g将至并稳定在70ml/g左右,在系统启动后的两周内。
3.苏州某化妆品生产企业
江苏苏州某化妆品生产企业主要生产护肤化妆品、美容化妆品及发用化妆品,原有废水处理设施采用气浮+活性污泥的处理工艺。由于生产化妆品的种类繁多,生产计划的不确定性,进入污水处理厂的废水水质水量经常具有较大的波动性,造成生化处理系统常受到冲击,处理效果不稳定,出水水质差,几乎没有硝化功能。为了提高废水处理厂的处理效率及稳定运行性能,在气浮和活性污泥系统之间增设一个MBBR反应池,将现有活性污泥系统升级改造为BAS系统,有效解决了生化系统处理能力扩容,提高处理效率及稳定性的要求。同时提升了生化系统的硝化能力。MBBR池的容积为100m3,相对于原有的1400m3活性污泥反应池,BAS系统的总池容仅仅增加了7%。但是这7%的池容却去除了大约50%的进水负荷,有效保护了后续的活性污泥系统。MBBR池投加的悬浮载体的有效比表面积为500m2/m3,总体积填充比为30%。设计MBBR池容积负荷为7.5kgCOD/m3/d,悬浮载体的有效表面负荷为50gCOD/m2/d,而整个BAS系统的总体负荷为0.5kgCOD/m3/d。通过比较升级改造前后生化系统的处理效果,证明经过BAS工艺的改造,整个生化系统展现出稳定高效的运行特点,硝化能力显著。
三、结论
关键词:生活污水;工业废水;回收利用;研究实施
1 引言
近年来,由于煤电公司产业链的不断调整发展,电厂机组随之进行了改扩建,对水的需求量也不断增大。
我厂的生活污水,主要来源于现有的生活区及办公区,排放量在50m3/h左右,要求处理后达到中水再利用水质标准,并作为循环冷却系统的补充水;我厂的生产废水,主要来源于机组运行及检修过程中排水,排放量在350m3/h左右,属于含油废水(一般含油量11.0mg/L),要求处理后含油量小于5.0mg/L,并作为新建电厂补给水处理系统的水源。
2 设计依据
2.1 设计原则
(1)严格执行《城市污水回用设计设计规范》(CECS75—1995)、《建筑中水设计规范》(CECS41—1992),保证深度处理后水质达到要求。
(2)立足国内先进技术及实践成果,采用技术先进、经济可行的处理工艺,降低工程投资和处理成本。
(3)根据电厂工人的特点,采用可靠的自动控制,减少维修工作量。
2.2 设计规范
(1)《城市污水回用设计规范》(CECS75-1995);
(2)《建筑中水设计规范》(CECS41-1992);
(3)《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007);
(4)《地表水环境质量标准》(GB3838-2002);
2.3 水质指标
由于生活污水和生产废水处理前后水质用途不同,处理后水质要求亦不同。例如,生产废水处理后的水质应符合《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)的要求,从生产废水水质看,只需要将石油类降低到5mg/L以下即可满足要求。
3 工艺及设备的选择
3.1 工艺流程的选择
(1)对于原水质较差(即生活污水处理厂出水执行标准较低),并且出水回用水的标准要较高,一般采用的深度处理工艺如下:
原水调节池提升泵混凝沉淀过滤消毒出水回用
(2)对于原水水质较差,并且出水回用的水的标准要求很高,一般采用深度处理工艺如下:
原水隔油池废水池毛发收集器核桃过滤器混凝沉淀池普通滤池
由于电厂化学水处理工艺要求较高,污水站处理的出水必须保证100%合格,否则将会造成化水系统膜污染及设备结垢等严重后果,所以本工艺采用第(2)项工艺流程。
工艺说明:生活污水、工业废水经管道收集,自流进入隔油池(吸附池),上设桁架刮油机,定期把液面上部油液刮净。废水池进水口位置设置格栅,以拦截水中的漂浮物。废水池出水通过提升泵送至HLJ型含油污水过滤器,出水自流进入斜管沉淀池,混凝剂加入沉淀池,初步净化悬浮物。沉淀池出水自流进入普通滤池,普通滤池出水进入中间水池,最后由反洗泵送至原有清水池,自流进入电厂各冷却塔。
3.2 工艺设备选择
(1)GYZ-6/4型刮油机工作桥面宽度:B=1000mm,中间传动装置功率:N=0.75KW,刮油速度:1.2m/min,电机防护等级:IP54,轨道型号:18Kg/m。刮油机除行走轮材质采用ZG45铸钢,其它材质均采用Q235碳钢(型钢)。全程运行自动控制并具有手动控制的功能,通过转换开关控制分手动和自动两种状态。手动时即可以通过各个对应的按钮对设备和各个动作进行点动操作(包括刮油、提落耙、过载、紧急停车等)又可以实现一个全过程的多次循环工作,预留远程信号输出端口。
(2)JYG-300型集油管采用蜗轮杆传动,可根据液面不同,进行调节。采用一端通集油装置(集由管材质:不锈钢)。集油装置的拉杆与集油管中心距离H≥2.4m,池宽度6m,一端通坡度2~5度。
(3)LQSII-1.0型手轮式螺杆启闭机铸铁镶铜材质,丝杆长度L=4000mm。
(4)MF-250毛发聚集器过滤精度30目,外部为碳钢结构材质,内胆过滤系统为不锈钢。
4实施效果
该工程于2009年12月底正式投产,调试处理后的水质满足(工业循环冷却水处理设计规范GB-50050-2007)
工程总投资约318.00万元人民币(包括基建费用),工程施工过程中充分考虑到地下管线复杂及在110KV高压线下作业,严格制定《电厂污废水处理工程三措》,本着安全第一、生产第二的原则总工期约2个月。项目实施后得到了工程监理组、工程验收评审组及集团公司领导的一致好评。
系统投产后至今,运行稳定,具有良好的经济效益(单从节约水资源角度计)。
处理回收量按300t/h计;
原来系统取用微山湖水按0.29元/t计;
年运行小时按7000h计;
则回收后节水费用约:
300*0.29*7000=60.9万元/年
该生活污水回收、工业废水处理技术工艺具有技术先进,运行稳定可靠,投资省、运行成本低、自动化程度高的优点。随着社会经济的发展,水资源日趋紧张,相信该项目具有良好的社会、经济和环境效益。将生活污水、工业废水资源化,在煤矿进行资源综合利用的过程中,必将具有广阔的前景。
关键词:工业废水;处理;废水特点;发展趋势
工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。因此,对于保护环境来说,工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。
一、工业废水分类及处理的基本原则
工业废水分类通常有以下三种:第一种是按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类,含无机污染物为主的为无机废水,含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水,是无机废水;食品或石油加工过程的废水,是有机废水。第二种是按工业企业的产品和加工对象分类,如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。第三种是按废水中所含污染物的主要成分分类,如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主要成分,也不能表明废水的危害性。第三种分类法,明确地指出废水中主要污染物的成分,能表明废水一定的危害性。处理的基本原则:
(一)优先选用无毒生产工艺代替或改革落后生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝或减少有毒有害废水的产生。
(二)在使用有毒原料以及产生有毒中间产物和产品过程中,应严格操作、监督,消除滴漏,减少流失,尽可能采用合理流程和设备。
(三)含有剧毒物质废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰废水应与其它废水分流,以便处理和回收有用物质。
(四)流量较大而污染较轻的废水,应经适当处理循环使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水处理负荷。
(五)类似城市污水的有机废水,如食品加工废水、制糖废水、造纸废水,可排入城市污水系统进行处理。
(六)一些可以生物降解的有毒废水,如酚、氰废水,应先经处理后,按允许排放标准排入城市下水道,再进一步生化处理。
(七)含有难以生物降解的有毒废水,应单独处理,不应排入城市下水道。工业废水处理的发展趋势是把废水和污染物作为有用资源回收利用或实行闭路循环。
二、废水处理方法可按其作用分为四大类:物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法
三、主要工业废水特点与处理方法
(一)农药废水的特点及其处理方法
农药品种繁多,农药废水水质复杂。其主要特点是:(1)污染物浓度较高,化学需氧量(COD)可达每升数万mg;(2)毒性大,废水中除含有农药和中间体外,还含有酚、砷、汞等有毒物质以及许多生物难以降解的物质;(3)有恶臭,对人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水质、水量不稳定。因此,农药废水对环境的污染非常严重。农药废水处理的目的是降低农药生产废水中污染物浓度,提高回收利用率,力求达到无害化。农药废水的处理方法有活性炭吸附法、湿式氧化法、溶剂萃取法、蒸馏法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低残留的新农药,这是农药发展方向。一些国家已禁止生产六六六等有机氯、有机汞农药,积极研究和使用微生物农药,这是一条从根本上防止农药废水污染环境的新途径。
(二)食品工业废水污染特点及其处理方法
食品工业原料广泛,制品种类繁多,排出废水的水量、水质差异很大。废水中主要污染物有(1)漂浮在废水中固体物质,如菜叶、果皮、碎肉、禽羽等;(2)悬浮在废水中的物质有油脂、蛋白质、淀粉、胶体物质等;(3)溶解在废水中的酸、碱、盐、糖类等;(4)原料夹带的泥砂及其他有机物等;(5)致病菌毒等。食品工业废水的特点是有机物质和悬浮物含量高,易腐败,一般无大的毒性。其危害主要是使水体富营养化,以致引起水生动物和鱼类死亡,促使水底沉积的有机物产生臭味,恶化水质,污染环境。
食品工业废水处理除按水质特点进行适当预处理外,一般均宜采用生物处理。如对出水水质要求很高或因废水中有机物含量很高,可采用两级曝气池或两级生物滤池,或多级生物转盘或联合使用两种生物处理装置,也可采用厌氧—需氧串联的生物处理系统。
(三)造纸工业废水处理
造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程。制浆是把植物原料中的纤维分离出来,制成浆料,再经漂白;抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干,制成纸张。这两项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,BOD高达5—40g/L,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸工业废水的处理应着重于提高循环用水率,减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的处理方法。例如浮选法可回收白水中纤维性固体物质,回收率可达95,澄清水可回用;燃烧法可回收黑水中氢氧化纳、硫化钠、硫酸钠以及同有机物结合的其他钠盐。中和法调节废水pH值;混凝沉淀或浮选法可去除废水中悬浮固体;化学沉淀法可脱色;生物处理法可去除BOD,对牛皮纸废水较有效;湿式氧化法处理亚硫酸纸浆废水较为成功。此外,国内外也有采用反渗透、超过滤、电渗析等处理方法。
(四)印染工业废水处理
印染工业用水量大,通常每印染加工1t纺织品耗水100-200t,其中80%-90%以印染废水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用:(1)废水可按水质特点分别回收利用,如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流,前者可以对流洗涤。一水多用,减少排放量;(2)碱液回收利用,通常采用蒸发法回收,如碱液量大,可用三效蒸发回收,碱液量小,可用薄膜蒸发回收;(3)染料回收,如士林染料可酸化成为隐巴酸,呈胶体微粒,悬浮于残液中,经沉淀过滤后回收利用。
无害化处理可分:(1)物理处理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除废水中悬浮物;吸附法主要是去除废水中溶解的污染物和脱色。(2)化学处理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于调节废水中的酸碱度,还可降低废水的色度;混凝法在于去除废水中分散染料和胶体物质;氧化法在于氧化废水中还原性物质,使硫化染料和还原染料沉淀下来。(3)生物处理法有活性污泥、生物转盘、生物转筒和生物接触氧化法等。为了提高出水水质,达到排放标准或回收要求往往需要采用几种方法联合处理。
(五)冶金废水治理及发展趋
冶金废水的主要特点是水量大、种类多、水质复杂多变。按废水来源和特点分类,主要有冷却水、酸洗废水、洗涤废水(除尘、煤气或烟气)、冲渣废水、炼焦废水以及由生产中凝结、分离或溢出的废水等。冶金废水治理发展的趋势:(1)发展和采用不用水或少用水及无污染或少污染的新工艺、新技术,如用干法熄焦,炼焦煤预热,直接从焦炉煤气脱硫脱氰等;(2)发展综合利用技术,如从废水废气中回收有用物质和热能,减少物料燃料流失,(3)根据不同水质要求,综合平衡,串流使用,同时改进水质稳定措施,不断提高水的循环利用率;(4)发展适合冶金废水特点的新的处理工艺和技术,如用磁法处理钢铁废水具有效率高,占地少,操作管理方便等优点。
1 SBR法工艺特性及其改进[1]
1.1 SBR法简介
SBR是通过在时间上的交替实现传统活性污泥法的整个过程。它在流程上只有一个基本单元,将调节池、曝气池和沉淀池的功能集中在池子里,兼有水质水量调节、微生物降解、有机物和固液分离等功能。经典的SBR反应器的运行过程:进水—曝气—沉淀—滗水—待机。随着计算机和自动控制技术的飞速发展,解决了开发初期间歇操作中的复杂问题,使该工艺的优势得到充分发挥。SBR法处理污水具有以下优点[2]:①工艺简单,造价低;②时间上具有理想的推流式反应器的特性;③运行方式灵活,脱氮除磷效果好;④污泥沉降性能良好;⑤对进水水质水量的波动具有较好的适应性[3]。
2 SBR法工艺的改进
由于SBR工艺时间和空间上的特点,造就了SBR工艺在运行操作上的灵活性,使得SBR工艺的发展呈现了多样性,开发出了ICEAS、CASS、UNATANK等。
3 SBR法试验研究
在活性污泥处理系统中,有机底物从污水中去除过程的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程。在这个过程中所发生的一系列物理化学以及生物化学等反应都需要氧的参与。因此微生物对有机物的降解过程实质上就是对氧的利用过程。运行中可以用DO浓度作为过程控制和反应时间的控制参数[4]。
3.1试验设备和方法
试验中采用的SBR法装置,反应器有效容积10L,共三个,采用微孔曝气,溶解氧检测仪在线检测反应器内DO浓度,通过控制曝气量维持DO浓度恒定。DO与曝气量较小时用搅拌器使混合液混合充分。试验所用原水为啤酒废水,其主要成分包括多种糖类、酵母、醇类、氨基酸和蛋白质等有机物,属于含糖量较高的易溶解性废水,为维持微生物的正常生长,按BOD:氨:磷=100:5:1的比例向原水中投加氯化铵和磷酸二氢钾配制而成的营养液。
检测分析的项目有COD、DO、MLSS、SVI等,试验中的三个反应器内的有机物降解反应分别在高DO(DO=3.5mg/L,3.0mg/L,2.5mg/L,0.1mg/L)的条件下进行,相对应的反应器依次命名为1#、2#、3#,进水COD为600mg/L,混合液初始COD在400-500mg/L之间,污泥浓度维持在300mg/L左右,1#、2#、3#反应器内的反应时间分别为120min,135-165min和180-210min。反应过程中维持DO浓度基本恒定。其中:CODcr浓度600mg/L;TN浓度18.42mg/L;PH值6.5;BOD5浓度371mg/L;TP浓度为3.72mg/L。
3.2试验结果和分析
3.2.1 DO对有机物降解反应速率的影响
啤酒废水是一种可溶解性易降解工业废水。在反应开始,易降解有机物立即被微生物吸附,储存在细胞内用于后续的变化氧化反应。随着曝气的进行,剩余有机物不断地去除,在反应前期,有机物降解迅速,约lh左右有机物降解完毕。此过程中,底物浓度与反应时间几乎呈线性关系,有机底物以最大的速率进行分解,与底物浓度关系不大。当DO在2.0mg/L以上高浓度时,有机物降解速率受DO影响很小,有机物曲线几乎重合。而在中、低DO浓度的环境中,有机物降解速率受DO影响则较大,尤其是低DO浓度(DO<1.0mg/L时,需100 min左右有机物才能降到100mg/L以下)。当有机物降解到一定浓度之后,降解速率及耗氧速率均开始减少,需氧量也随之降低。到反应后期,反应器内有机物浓度很低(COD在100mg/L以下),且大部分为不可生物降解的细胞残留物质。当DO浓度在2mg/L以上时,有机物降解速率与DO浓度间的关系,可用莫诺方程式采用线性回归通过计算机可求出氧饱和常数KO2为0.194mg/L,比IAMRRC推荐的KO2为0.2mg/L略小,这表示在较高浓度下,DO对有机物降解速率影响很小,这启示:为了节能没有必要维护曝气池中过高的DO浓度。
3.2.2 SBR工艺中DO对污泥指数的影响
DO浓度的高低影响着活性污泥微生物的生长,中DO浓度(DO=2.0-1.0mg/L)和高DO浓度(DO>2.0mg/L)环境下,SVI一直较低,尤其是在高DO浓度条件下,SVI均在35ml/g左右,这是因为,在DO适宜的情况下,微生物絮状菌占优势,相反丝状菌的生长则受到抑制。一直以来,低DO浓度被认为是引起丝状菌污泥膨胀的主要因素之一,且在笔者以前做的试验中,恒定曝气量在低DO浓度条件下也曾发生过丝状菌污泥膨胀。然而,本试验条件下,却出现了截然相反的试验结果,可能是因为在低DO环境中细菌能量水平降低,活性减弱,代谢过程缓慢,这使得在菌胶团的形成中起主要作用的荚膜的分泌量减少,污泥含水率下降,SVI值降低。另外,整个试验过程中DO浓度是逐渐低的,且每一DO值都有较长一段时间的驯化,这也可能是导致低DO条件下SVI降低的原因。
3.3结论
通过对上述结果的分析与评论,可以提出以下结论:
(1)SBR法处理啤酒工业废水中,DO浓度高(DO>2.0mg/L)时,有机物降解反应很快完成,DO对有机物降解速率的影响不大;相反,DO浓度较低(DO<0.8mg/L时,有机物降解完毕则需较长时间,DO对有机物降解速率有明显的影响,DO浓度越快,有机物降解速率越小。
(2)DO浓度对有机物比降解速率的影响可用莫诺方程式描述,试验中求得有机物最大比降解速率vmax=4.62d-1,氧饱和常数KO2=0.194mg/L。当DO>2.0mg/L时,有机物比降解速率接近最大值vmax,此时,再增大DO浓度并不能提高有机物降解速率。因此,为了节能,在曝气池中也没有必要维持过高的DO浓度。
(3)一般认为低DO是引起污泥膨胀的主要原因之一。然而,在本试验条件下,低DO浓度并没有引起膨胀,相反却使SVI值降低,但微生物活减弱,代谢过程缓慢,有机物降解速率降低。可见,在某种情况下,低DO浓度并不是引起污泥膨胀的充分与必要条件,这一 新的发现还有待于在进一步研究中验证。
4 结语
SBR工艺反应池内活性污泥驯化成熟后,活性高,降解率高,沉降性能好,适应能力强。在SBR工艺系统启动初期应大量曝气,提高有机负荷应该慎重,以免造成超负荷运行;当污泥凝聚性能好转时,则需有意加大负荷,以促进污泥生长,提高混合液污泥浓度。当30min沉降实验及混合液污泥浓度均显示污泥性能足够时,应及时排除剩余污泥,以免污泥老化,在污泥驯化期还要适时排放泥水分离后的上清液。在实际工作中,当处理规模大时,需多套SBR池并联运行,使控制系统及维护管理趋于复杂,故SBR法特别对于一般中、小型规模有机浓度较高、可生化性好的工业废水处理,具有较大的推广应用价值[5]。
参考文献:
[1] 肖大松.SBR处理城市生活污水的研究[J].重庆环境科学.1996,(815):39-41
[2] 方先金,Horst A Jezierski,薛平.间歇式双向特环活性污泥法在工业废水处理中的应用。给水排水[J].2001,27(10):59-61
[3] 李道棠,赵敏钧,间歇式活性污泥法技术特点及应用[J].上海交通大学学报,1996,30(9)45-48
关键词:回用水;水质;流程;超滤;反渗透
0 引言
我国处于严重缺水的边缘,有十余座城市人均水量低于1700m3,属严重缺水区域。由于工业用水占城市用水的绝大部分,所以工业废水的处理回用意义重大[1]。
1 工程概况
本回用水装置主要收集全厂循环水系统排污水、热电站(化学水处理)排污水、净水场排泥水、污水处理场处理后出水及工艺装置区清净排水,其设计进水规模为1400 m3/h。
2 设计水量水质
2.1 各装置排水水量及主要参数见表1
2.2 回用水装置出水水质及压力
回用水装置出水用做循环水系统补充水,其处理出水水质指标优于《污水再生利用工程设计规范》循环冷却系统补充水要求的水质,能满足《化工企业循环冷却水处理设计技术规定》中敞开式循环冷却水的水质要求。供水压力0.2MPa,出水含盐量约100mg/L(脱盐率>97%),产水率预期为65%。
3 处理工艺方案的确定
从回用水装置进水水质分析:进水含盐量较高,约2300mg/L,硬度及碱度均较高,分别为1087mg/L和650mg/L。为确保出水水质达到要求,确定整体流程为“石灰软化+絮凝高效沉淀+过滤+超滤+反渗透”。(1)高效沉淀池。本工程采用高效沉淀池,它将混凝、絮凝、沉淀和污泥浓缩功能集合于一体。其主要优点是占地小,沉淀效率高、排放污泥含固率高、抗负荷变化能力强、节约药剂、水量损失较低;(2)过滤。本工程设计采用V型滤池,它具有滤池过滤周期长、滤料层利用率高、滤后水质好、反洗强度小、节省冲洗水量和电耗、反冲洗效果好等特点,是一种较为理想的滤池,可以确保出水水质和供水的安全性[2];(3)除盐。本工程选用反渗透装置作为除盐的技术手段。反渗透膜装置是在压力作用下,大部分水分子和微量其它离子透过反渗透膜,回用水,水中的大部分盐分和胶体、有机物等不能透过反渗透膜,残留在少量浓水中。反渗透装置适宜进水含盐量较高的原水,其运行能耗小。
4 工艺流程
厂区回收水进入回收水池,经回收水泵提升进入高效沉淀池,在混凝池内加入三氯化铁,混凝池出水进入石灰投加池,软化后的水进入絮凝池,絮凝池出水进入沉淀池,沉淀池出水进入中和池,在此投加硫酸使出水pH调整为6~9。中和池出水进入滤池,滤池出水经滤后水泵提升进入超滤装置,超滤出水进入超滤产水罐,经超滤产水泵提升进入反渗透装置,反渗透出水进入回用水罐,经回用水泵提升至回用水管网。
5 主要处理单元设计参数
5.1 构筑物
(1)回收水池 平面尺寸为40×18m。设计水深3.5m,总有效容积为2520m3。两台潜水搅拌器功率为7.5kW,连续运行,保证池内水质均匀;(2)混凝池 混凝池结构为半地下钢筋混凝土结构。平面尺寸为2.7×2.7×7m,设计水深6.5m,总有效容积为47m3。池内设一台快速搅拌器(260M102),直径1300mm,P=7.5kW;(3)絮凝池 絮凝池为两座,结构为半地下钢筋混凝土结构。平面尺寸为5.5×5.5×7.7m,设计水深7m,总有效容积为423m3。每座池内分别设一台搅拌器(260M105A或260M105B),直径2650mm,P=1.1kW;(4)沉淀和污泥浓缩池 沉淀和污泥浓缩池为两座。平面尺寸为10.5×10.5×7.7m,设计水深6.9m,单池有效容积为849m3,设计上升流速12m/h;(5)中和池 中和池结构为地下钢筋混凝土结构。平面尺寸为4×4m,设计水深6.4m,总有效容积为102m3。池内设一台搅拌器(260M106):直径2000mm P=5.5kW;(6)滤池 总过滤面积为216m2,共分4个单池,单池面积为54m2;(7)滤后水池 滤后水池结构为地下钢筋混凝土结构。平面尺寸为17×18m,设计水深4.3m,总有效容积为1315m3。
5.2 设备
(1)超滤装置 超滤装置的膜组件采用抗污染复合膜。滤膜材质为PVDF(聚偏二氟乙烯)。超滤系统单套产水量为175m3/h,共8套。膜通量55 L/m2・h,工作压力0.2MPa,过滤周期45 min,反洗总历时为30~60秒,水反洗强度:100L/m2・h,自用水率≤10%,产水SDI
6 结语
采用处理流程为“石灰软化+絮凝高效沉淀+过滤+超滤+反渗透”,污水处理的效果较好,达到了回用水的水质要求。废水回用具有极大的经济效益和社会效益。但由于本工程有部分关键部件采用原装进口产品,使得总体投资略高。
参考文献: