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化工废水基本特征及处理方法

化工废水特点及废水处理原则

  随着经济的高速发展,化工产品生产过程对环境的污染加剧,对人类健康的危害也日益普遍和严重,其中特别是精细化工产品(如制药、染料、日化等)生产过程中排出的有机物质,大多都是结构复杂、有毒有害和生物难以降解的物质。因此,化工废水处理的难度较大。

3D之家  化工废水的基本特征为极高的COD、高盐度、对微生物有毒性,是典型的难降解废水,是目前水处理技术方面的研究重点和热点。化工废水的特征分析如下:

  (1)水质成分复杂,副产物多,反应原料常为溶剂类物质或环状结构的化合物,增加了废水的处理难度;

  (2)废水中污染物含量高,这是由于原料反应不完全和原料、或生产中使用的大量溶剂介质进入了废水体系所引起的;

  (3)有毒有害物质多,精细化工废水中有许多有机污染物对微生物是有毒有害的,如卤素化合物、硝基化合物、具有杀菌作用的分散剂或表面活性剂等;

  (4)生物难降解物质多,B比C低,可生化性差;

  (5)废水色度高。

化工废水处理方法

  废水处理技术已经经过了100多年的发展,污水中的污染物种类、污水量是随着社会经济发展、生活水平的提高而不断增加,污水处理技术也随着科学技术的发展而发生了日新月异的变化,同时,旧的污水处理技术也不断被革新和发展着。尤其现在的化工废水中的污染物是多种多样的,往往用一种工艺是不能将废水中所有的污染物去除殆尽的。用物化工艺将化工废水处理到排放标准难度很大,而且运行成本较高;化工废水含较多的难降解有机物,可生化性差,而且化工废水的废水水量水质变化大,故直接用生化方法处理化工废水效果不是很理想。

  针对化工废水处理的这种特点,我们认为对其处理宜根据实际废水的水质采取适当的预处理方法,如絮凝、内电解、电解、吸附、光催化氧化等工艺,破坏废水中难降解有机物、改善废水的可生化性;再联用生化方法,如SBR、接触氧化工艺,A/O工艺等,对化工废水进行深度处理。

  目前,国内对处理化工废水工艺的研究也趋向于采用多种方法的组合工艺。例如,采取内电饵混凝沉淀—厌氧—好氧工艺处理医药废水、采用大孔吸附树脂吸附和厌氧—好氧生物处理—絮凝沉淀法处理有机化工废水、采用絮凝—电饵法联用处理麻黄素废水、采取臭氧一生物活性碳工艺去除水中有机污染物、采用的光催化氧化—内电饵—sBR组合方法处理高浓化工废水都取得了比较好的结果。  化工废水成分复杂、水质水量变化大。随着国家对其处理达标要求越来越严格,人们用一种方法很难得到良好的处理效果。处理化工废水根据实际情况采用各种组合处理技术。以取长朴短,实现处理系统优化。

  水污染指标

  水污染指标是衡量水体被污染程度的数值标示,也是控制好检测水处理设备运行状态的重要依据。其中,最常用的水污染指标有(8个):

  生化需氧量(BOD):表示在有饱和氧条件下,好氧微生物在20℃,经一定天数降解每升水中有机物所消耗的游离氧的量,常用单位mg/L,常以5日为测定BOD的标准时间,以BOD5表示。

  化学需氧量(COD):表示用强氧化剂把有机物氧化为H2O和CO2所消耗的相当氧量。常用的氧化剂为重铬酸钾或高锰酸钾,分别表示为CODCr或简写(COD)和CODMn(也称耗氧量,简称OC),单位为mg/L。

  总需氧量(TOD):当有机物完全被氧化时,C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、NO、SO2时所消耗的氧量,单位为mg/L。

  总有机碳(TOC):表示水中有机污染物的总含碳量,以碳含量表示,单位为mg/L。

  悬浮物(SS):水样过滤后,滤膜或滤纸上截留下来的物质,单位为mg/L。

pH:表示污水的酸碱性。

  有毒物质:表示水中所含对生物有害物质的含量,如氰化物、砷化物、汞、镉、铬、铅等,单位为mg/L。

  大肠杆菌数:指每升水中所含大肠杆菌的数目,单位为个/L。

  废水处理的方法分类

  针对不同污染物的特征,发展了各种不同的废水处理方法,特别是对化工废水的处理,这些处理方法可按其工作原理划分为4大类,即物理处理法、化学处理法、物料化学处理法和生物处理法。






污水处理后各类污泥如何分类

3D之家污泥是污水经过物理法、化学法、物理化学法和生物法等方法处理后的副产物,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体,悬浮物浓度一般为1%-10%,并呈介于液体和固体两种形态之间的胶体状态。

  各类污泥存在的问题

  1、含水率高,未脱水污泥含水率大于90%,初步脱水污泥含水率也高达80%,运输成本高,堆放占地面积大,直接填埋则会挤压垃圾填埋场库容,使填埋场提前报废,引起堵塞垃圾渗滤液管等问题。

  2、污泥中含有多种矿物质,并含有较多的氮、磷等植物养分和铜、锌、铬、汞等重金属离子及其盐类。污泥用于土地用途时,如果施用不当,则可能污染土地,造成不可逆的耕地退化,并直接威胁人类的食物链。而且,这些物质会通过地表径流或降水等途径进入地表水或地下水而影响其水质,其中氮、磷甚至引起水体富营养化。

  3、有机物含量高,因此拥有较高的热值,干燥后的热值相当于褐煤的水平,但易腐败并散发恶臭,影响大气环境质量。

3D之家  4、污泥中含有大量的寄生虫卵、微生物、病原体以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物质,如直接施用或处理不善,将会造成严重的二次污染,甚至还会传染疾病。

5、污泥密度小,一般分布在1。002-1。006g/cm3范围内,颗粒也较细,在0。02-0。2mm之间,易管道运输,但脱水性差,很难通过沉降进行固液分离。

各种污泥的分类:

  根据来源分类:污泥大致可分为给水污泥(原水净化产生的污泥,例如自来水厂)、生活污水污泥和工业废水污泥三类。

  根据污泥成分及性质分类:污泥可分为有机污泥和无机污泥。有机污泥以有机物为主要成分,是亲水性污泥,生活污水污泥或混合污水污泥均属此类。无机污泥以无机物为主要成分,常称为沉渣,一般是疏水性污泥,这类污泥包括给水处理沉砂池以及某些工业废水物理、化学处理过程中的沉淀物。

根据污泥处理工艺分类:污泥可分为初沉污泥、剩余污泥、消化污泥和化学污泥。其中,初沉污泥指污水一级处理过程中产生的沉淀物;剩余污泥指指从二次沉淀池或沉淀区排出系统外的活性污泥;消化污泥指生污泥经过好氧或厌氧消化后得到的污泥;化学污泥是指化学强化一级处理或三级处理后产生的污泥。

  根据污泥产生的不同阶段分类:可分为生污泥(初沉池污泥)、浓缩污泥、消化污泥、脱水干化污泥、干燥污泥。该法是最常用使用的污泥分类方法。其中,生污泥指从初沉池和二沉池分离出来的沉淀物或悬浮物的总称,包括初沉淀污泥、二沉剩余污泥或两者的混合污泥;浓缩污泥指生污泥经浓缩处理后得到的污泥;消化污泥为生污泥经过好氧或厌氧消化后得到的污泥;脱水干化污泥指经脱水干化处理后得到的污泥;干燥污泥指经干燥处理后得到的污泥。



浅析氨氮废水处理技术

3D之家随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高,含氮化合物的排放量急剧增加,已成为环境的主要污染源,并引起各界的关注。经济有效地控制氨氮废水污染已经成为当今环境工作者所面临的重大课题。

  1.氨氮废水的来源

  含氮物质进入水环境的途径主要包括自然过程和人类活动两个方面。含氮物质进入水环境的自然来源和过程主要包括降水降尘、非市区径流和生物固氮等。人类的活动也是水环境中氮的重要来源,主要包括未处理或处理过的城市生活和工业废水、各种浸滤液和地表径流等。人工合成的化学肥料是水体中氮营养元素的主要来源,大量未被农作物利用的氮化合物绝大部分被农田排水和地表径流带入地下水和地表水中。随着石油、化工、食品和制药等工业的发展,以及人民生活水平的不断提高,城市生活污水和垃圾渗滤液中氨氮的含量急剧上升。近年来,随着经济的发展,越来越多含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。氮在废水中以有机态氮、氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)以及亚硝态氮(NO2--N)等多种形式存在,而氨态氮是最主要的存在形式之一。废水中的氨氮是指以游离氨和离子铵形式存在的氮,主要来源于生活污水中含氮有机物的分解,焦化、合成氨等工业废水,以及农田排水等。氨氮污染源多,排放量大,并且排放的浓度变化大。

  2.氨氮废水的危害

  水环境中存在过量的氨氮会造成多方面的有害影响:

3D之家  (1)由于NH4+-N的氧化,会造成水体中溶解氧浓度降低,导致水体发黑发臭,水质下降,对水生动植物的生存造成影响。在有利的环境条件下,废水中所含的有机氮将会转化成NH4+-N,NH4+-N是还原力最强的无机氮形态,会进一步转化成NO2--N和NO3--N。根据生化反应计量关系,1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧气3。43g,氧化成NO3--N耗氧4。57g。

  (2)水中氮素含量太多会导致水体富营养化,进而造成一系列的严重后果。由于氮的存在,致使光合微生物(大多数为藻类)的数量增加,即水体发生富营养化现象,结果造成:堵塞滤池,造成滤池运转周期缩短,从而增加了水处理的费用;妨碍水上运动;藻类代谢的最终产物可产生引起有色度和味道的化合物;由于蓝-绿藻类产生的毒素,家畜损伤,鱼类死亡;由于藻类的腐烂,使水体中出现氧亏现象。

(3)水中的NO2--N和NO3--N对人和水生生物有较大的危害作用。长期饮用NO3--N含量超过10mg/L的水,会发生高铁血红蛋白症,当血液中高铁血红蛋白含量达到70mg/L,即发生窒息。水中的NO2--N和胺作用会生成亚硝胺,而亚硝胺是“三致”物质。NH4+-N和氯反应会生成氯胺,氯胺的消毒作用比自由氯小,因此当有NH4+-N存在时,水处理厂将需要更大的加氯量,从而

  增加处理成本。近年来,含氨氮废水随意排放造成的人畜饮水困难甚至中毒事件时有发生,我国长江、淮河、钱塘江、四川沱江等流域都有过相关报道,相应地区曾出现过诸如蓝藻污染导致数百万居民生活饮水困难,以及相关水域受到了“牵连”等重大事件,因此去除废水中的氨氮已成为环境工作者研究的热点之一。

  3.氨氮废水处理的主要技术

  目前,国内外氨氮废水处理有折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法和生物脱氨法等多种方法,这些技术可分为物理化学法和生物脱氮技术两大类。

  3.1生物脱氮法

  微生物去除氨氮过程需经两个阶段。第一阶段为硝化过程,亚硝化菌和硝化菌在有氧条件下将氨态氮转化为亚硝态氮和硝态氮的过程。第二阶段为反硝化过程,污水中的硝态氮和亚硝态氮在无氧或低氧条件下,被反硝化菌(异养、自养微生物均有发现且种类很多)还原转化为氮气。在此过程中,有机物(甲醇、乙酸、葡萄糖等)作为电子供体被氧化而提供能量。常见的生物脱氮流程可以分为3类,分别是多级污泥系统、单级污泥系统和生物膜系统。

  3.1.1多级污泥系统

  此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果,其缺点是流程长、构筑物多、基建费用高、需要外加碳源、运行费用高、出水中残留一定量甲醇等。

3D之家  3.1.2单级污泥系统

单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为A/O流程与传统的生物脱氮工艺流程相比,A/O工艺具有流程简单、构筑物少、基建费用低、不需外加碳源、出水水质高等优点。后置式反硝化系统,因为混合液缺乏有机物,一般还需要人工投加碳源,但脱氮的效果可高于前置式,理论上可接近100%的脱氮。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成,通过改换进水和出水的方向,两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。该系统本质上仍是A/O系统,但其利用交替工作的方式,避免了混合液的回流,因而脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高,且一般必须配置计算机控制自动操作系统。

  3.1.3生物膜系统

  将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器,即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流,但不需污泥回流,在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。

  3。2物化除氮

  物化除氮常用的物理化学方法有折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、吹脱法、液膜法、电渗析法和催化湿式氧化法等。

  3.2.1折点氯化法

  不连续点氯化法是氧化法处理氨氮废水的一种,利用在水中的氨与氯反应生成氮气而将水中氨去除的化学处理法。该方法还可以起到杀菌作用,同时使一部分有机物无机化,但经氯化处理后的出水中留有余氯,还应进一步脱氯处理。

  在含有氨的水中投加次氯酸HClO,当pH值在中性附近时,随次氯酸的投加,逐步进行下述主要反应:

  NH3+HClO→NH2Cl+H2O①

  NH2Cl+HClO→NHCl2+H2O②

  NH2Cl+NHCl2→N2+3H++3Cl-③

投加氯量和氨氮之比(简称Cl/N)在5。07以下时,首先进行①式反应,生成一氯胺(NH2Cl),水中余氯浓度增大,其后,随着次氯酸投加量的增加,一氯胺按②式进行反应,生成二氯胺(NHCl2),同时进行③式反应,水中的N呈N2被去除。其结果是,水中的余氯浓度随Cl/N的增大而减小,当Cl/N比值达到某个数值以上时,因未反应而残留的次氯酸(即游离余氯)增多,水中残留余氯的浓度再次增大,这个最小值的点称为不连续点(习惯称为折点)。此时的Cl/N比按理论计算为7。6;废水处理中因为氯与废水中的有机物反应,C1/N比应比理论值7。6高些,通常为10。此外,当pH不在中性范围时,酸性条件下多生成三氯胺,在碱性条件下生成硝酸,脱氮效率降低。

  在pH值为6~7、每mg氨氮氯投加量为10mg、接触0。5~2。0h的情况下,氨氮的去除率为90%~100%。因此此法对低浓度氨氮废水适用。

  处理时所需的实际氯气量取决于温度、pH及氨氮浓度。氧化每mg氨氮有时需要9~10mg氯气折点,氯化法处理后的出水在排放前一般需用活性炭或SO2进行反氯化,以除去水中残余的氯。虽然氯化法反应迅速,所需设备投资少,但液氯的安全使用和贮存要求高,且处理成本也较高。若用次氯酸或二氧化氯发生装置代替液氯,会更安全且运行费用可以降低,目前国内的氯发生装置的产氯量太小,且价格昂贵。因此氯化法一般适用于给水的处理,不太适合处理大水量高浓度的氨氮废水。

  3.2.2化学沉淀法

  化学沉淀法是往水中投加某种化学药剂,与水中的溶解性物质发生反应,生成难溶于水的盐类,形成沉渣易去除,从而降低水中溶解性物质的含量。当在含有NH4+的废水中加入PO43-和Mg2+离子时,会发生如下反应:

  NH4++PO43-+Mg2+→MgNH4PO4↓④生成难溶于水的MgNH4PO4沉淀物,从而达到去除水中氨氮的目的。采用的常见沉淀剂是Mg(OH)2和H3PO4,适宜的pH值范围为9。0~11,投加质量比H3PO4/Mg(OH)2为1。5~3。5。废水中氨氮浓度小于900mg/L时,去除率在90%以上,沉淀物是一种很好的复合肥料。由于Mg(OH)2和H3PO4的价格比较贵,成本较高,处理高浓度氨氮废水可行,但该法向废水中加入了PO43-,易造成二次污染。

  3。2。3离子交换法

  离子交换法的实质是不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与废水中的其它同性离子的交换反应,是一种特殊的吸附过程,通常是可逆性化学吸附。沸石是一种天然离子交换物质,其价格远低于阳离子交换树脂,且对NH4+-N具有选择性的吸附能力,具有较高的阳离子交换容量,纯丝光沸石和斜发沸石的阳离子交换容量平均为每100g相当于213和223mg物质的量(m.e)。但实际天然沸石中含有不纯物质,所以纯度较高的沸石交换容量每100g不大于200m.e,一般为100~150m.e。沸石作为离子交换剂,具有特殊的离子交换特性,对离子的选择交换顺序是:Cs(Ⅰ)>Rb(Ⅰ)>K(Ⅰ)>NH4+>Sr(Ⅰ)>Na(Ⅰ)>Ca(Ⅱ)>Fe(Ⅲ)>Al(Ⅲ)>Mg(Ⅱ)>Li(Ⅰ)。工程设计应用中,废水pH值应调整到6~9,重金属大体上没有什么影响;碱金属、碱土金属中除Mg以外都有影响,尤其是Ca对沸石的离子交换能力影响比Na和K更大。沸石吸附饱和后必须进行再生,以采用再生液法为主,燃烧法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由于废水中含有Ca2+,致使沸石对氨的去除率呈不可逆性的降低,要考虑补充和更新。

  3.2.4吹脱法

吹脱法是将废水调节至碱性,然后在汽提塔中通入空气或蒸汽,通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气中。通入蒸汽,可升高废水温度,从而提高一定pH值时被吹脱的氨的比率。用该法处理氨时,需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准,以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、有机化工有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。

3.2.5液膜法

  自从1986年黎念之发现乳状液膜以来,液膜法得到了广泛的研究。许多人认为液膜分离法有可能成为继萃取法之后的第二代分离纯化技术,尤其适用于低浓度金属离子提纯及废水处理等过程。乳状液膜法去除氨氮的机理是:氨态氮NH3-N易溶于膜相油相,它从膜相外高浓度的外侧,通过膜相的扩散迁移,到达膜相内侧与内相界面,与膜内相中的酸发生解脱反应,生成的NH4+不溶于油相而稳定在膜内相中,在膜内外两侧氨浓度差的推动下,氨分子不断通过膜表面吸附、渗透扩散迁移至膜相内侧解吸,从而达到分离去除氨氮的目的。

  3.2.6电渗析法

  电渗析是一种膜法分离技术,其利用施加在阴阳膜对之间的电压去除水溶液中溶解的固体。在电渗析室的阴阳渗透膜之间施加直流电压,当进水通过多对阴阳离子渗透膜时,铵离子及其他离子在施加电压的影响下,通过膜而进入另一侧的浓水中并在浓水中集,因而从进水中分离出来。

  3.2.7催化湿式氧化法

  催化湿式氧化法是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术。在一定温度、压力和催化剂作用下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的。该法具有净化效率高(废水经净化后可达到饮用水标准)、流程简单、占地面积少等特点。经多年应用与实践,这一废水处理方法的建设及运行费用仅为常规方法的60%左右,因而在技术上和经济上均具有较强的竞争力。

  4结论

  国内外氨氮废水降解的各种技术与工艺过程,都有各自的优势与不足,由于不同废水性质上的差异,还没有一种通用的方法能处理所有的氨氮废水。因此,必须针对不同工业过程的废水性质,以及废水所含的成分进行深入系统地研究,选择和确定处理技术及工艺。目前,生物脱氮法主要用于含有机物的低氨氮浓度化工废水和生活污水的处理,该法技术可靠,处理效果好。对于高浓度氨氮废水主要采用吹脱法,近年来兴起的膜法分离技术及催化湿式氧化等方法具有很好的应用前景。




人工湿地生活污水处理技术技术概述

1。基本概念

  人工湿地实质是一个综合生态系统,主要应用生态系统中各个共生物种的能量和物质循环的再生作用,在促进废水中污染物良性循环的前提下,充分发挥资源生产潜力,获得污水处理与资源化的最佳效益,防止污水对环境造成二次污染。

  2.技术原理

  人工湿地污水处理技术的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面,将污水有控制地投配到湿地上,使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中,利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。

  3。系统分类

  人工湿地处理系统可以分为以下几种类型:自由水面人工湿地处理系统、潜流型人工湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统等。

  系统去除的污染物范围广泛,包括N、P、SS、有机物、病原体等。在进水浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%,COD去除率可达80%以上,出水中BOD5的浓度在10mg/L,SS小于20mg/L。废水中大部分有机物作为异样微生物的养分,最终被转化为微生物有机体、CO2和H2O。

3D之家  4。技术特点

  人工湿地处理系统同时具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低等优点,非常适合中、小型村庄生活污水的集中处理。

  5.适用范围

  (1)人工湿地污水处理技术易受气候条件影响,南北差异较大,北方大部分地区冬季温度较低,难以维持生态系统的正常运行或保证污水处理效果。因此在选用该技术时,要选取合适的植物,并且要充分考虑项目地植物过冬问题。

  (2)该处理技术适用于农村集中式和分散式污水处理,根据各地土地充裕情况、居住方式和经济状况而定。对于居住较为分散、土地宽裕的村庄,可选用分散式处理方式,以户为单位,充分利用农村零星空地,建设小规模湿地处理系统,可同时满足净化污水和美化环境的效果。集中式处理系统,更适宜于居住集中、土地有限的农村,尤其是撤村并镇和新建的农村社区,各户将污水通过管网或沟渠排入处理系统集中处理。

(3)该技术对于项目地地形条件的要求较为宽松,设计时可因地制宜。

  6.注意事项

  采用人工湿地处理技术,主要注意以下几点:

  (1)人工湿地处理技术必须做好防渗系统,对于农村地区湿地防渗可采用土工膜或三灰土夯实等简易实用的方法。

  (2)人工湿地植物的选取。湿地植物是湿地处理系统最明显的生物特征,它是人工湿地的主要组成部分,在污水处理过程中起着重要作用。湿地植物选取时应因地制宜,综合考虑植物的以下特征:耐水、根系发达、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顾观赏性和经济性、要尽量选择当地的土著种。目前,常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、彩虹鸟、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯芯草等。

  (3)人工湿地植物栽种初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季,植物容易成活。如果不是在春季栽种而在冬季,应做好防冻措施,在夏季应做好遮阳防晒。总之,要根据实际情况采取措施以确保栽种植物的成活率。

3D之家  (4)植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深,需要通过控制湿地的水位,促使植物根茎向下生长。

  (5)做好日常护理防止其他杂草滋生并及时清除枯枝落叶,防止腐烂污染。

(6)对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割。



废水处理厌氧生物处理技术

废水处理的厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程,又称为厌氧消化。厌氧生物处理技术在水处理行业中一直都受到环保工作者们的青睐,由于其具有良好的去除效果,更高的反应速率和对毒性物质更好的适应,更重要的是由于其相对好氧生物处理废水来说不需要为氧的传递提供大量的能耗,使得厌氧生物处理在水处理行业中应用十分广泛。

  一般来说,废水中复杂有机物物料比较多,通过厌氧分解分四个阶段加以降解:

  (1)水解阶段:高分子有机物由于其大分子体积,不能直接通过厌氧菌的细胞壁,需要在微生物体外通过胞外酶加以分解成小分子。废水中典型的有机物质比如纤维素被纤维素酶分解成纤维二糖和葡萄糖,淀粉被分解成麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被分解成短肽和氨基酸。分解后的这些小分子能够通过细胞壁进入到细胞的体内进行下一步的分解。

  (2)酸化阶段:上述的小分子有机物进入到细胞体内转化成更为简单的化合物并被分配到细胞外,这一阶段的主要产物为挥发性脂肪酸(VFA),同时还有部分的醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等产物产生。

  (3)产乙酸阶段:在此阶段,上一步的产物进一步被转化成乙酸、碳酸、氢气以及新的细胞物质。

  (4)产甲烷阶段:在这一阶段,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇都被转化成甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。这一阶段也是整个厌氧过程最为重要的阶段和整个厌氧反应过程的限速阶段。

  厌氧技术发展过程大致经历了三个阶段:

  第一阶段(1860-1899年):简单的沉淀与厌氧发酵合池并行的初期发展阶段。这个发展阶段中,污水沉淀和污泥发酵集中在一个腐化池(俗称化粪池)中进行,泥水没有进行分离。

  第二阶段(1899-1906年):污水沉淀与厌氧发酵分层进行的发展阶段。

  第三阶段(1906-2001年):独立式营建的高级发展阶段。这个发展阶段中,沉淀池中的厌氧发酵室分离出来,建成独立工作的厌氧消化反应器。

  与此相对应的是,厌氧生物处理技术的反应器主体也经历了三个时代。

  第一代厌氧反应器是以普通厌氧消化池(CADT),厌氧接触工艺(ACP)为代表的低负荷系统。

第二代反应器是20世纪60年代末以在反应器内保持大量的活性污泥和足够长的污泥龄为目标,利用生物膜固定化技术和培养易沉淀厌氧污泥的方式开发出的。如厌氧滤器(AF)、厌氧流化床(AFB)、厌氧生物转盘(ARBCP)、上流式厌氧污泥床(IAASB)、厌氧附着膨胀床(AAFEB)等。其中UASB反应器为应用最广的反应器,在其为代表的第二代反应器的研究与应用的基础上开发出了新一代反应器。

  第三代厌氧反应器是在将固体停留时间和水力停留时间相分离的前提下,使固液两相充分接触,从而既能保持大量污泥又能使废水和活性污泥之间充分混合、接触以达到真正高效的目的。目前研究较多的有:厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧内循环(IC)等。

  在此,介绍几种应用比较广泛的厌氧技术:

  1、厌氧生物滤池

  厌氧生物滤池的构造与一般的生物滤池相似,池内设填料,但池顶密封。废水由池底进人,由池顶部排出。填料浸没于水中,微生物附着生长在填料之上。滤池中微生物量较高,平均停留时间可长达150d左右,因此可以达到较高的处理效果。滤池填料可采用碎石、卵石或塑料等,平均粒径在40mm左右。

  2、厌氧接触工艺

3D之家  厌氧接触工艺又称厌氧活性污泥法,是在消化池后设沉淀分离装装置,经消化池厌氧消化后的混合液排至沉淀池分离装置进行泥水分离,澄清水由上部排出,污泥回流至厌氧消化池。这样做既避免了污泥流失又可提高消化池容积负荷,从而大大缩短了水力停留时间。厌氧接触工艺的一般负荷:中温为2-10kgCOD/(m3˙d),污泥负荷≤0.25kgCOD/(kgVSS˙d),池内的MLVSS为10-15g/L。

  3、UASB

ASB反应器污泥床区主要有沉降性能良好的厌氧污泥组成,浓度可达到50-100g/L或更高。沉淀悬浮区主要靠反应过程中产生的气体的上升搅拌作用形成,污泥浓度较低,一般在5-40g/L范围内,在反应器的上部设有气(沼气)、固(污泥)、液(废水)三相分离器,分离器首先使生成的沼气气泡上升过程偏折,穿过水层进入气室,由导管排出。脱气后混合液在沉降区进一步固、液分离,沉降下的污泥返回反应区,使反应区内积累大量的微生物。待处理的废水由底部布水系统进入,澄清后的处理水从沉淀区溢流排除。在UASB反应器中能得到一种具有良好沉降胜能和高比产甲烷活性的颗粒厌氧污泥,因而相对其他的反应器有一定优势:颗粒污泥的相对密度比人工载体小,靠产生的气体来实现污泥与基质的充分接触,省却搅拌和回流污泥设备和能耗;三相分离器的应用省却了辅助脱气装置;颗粒污泥沉降性能良好,避免附设沉淀分离装置和回流污泥设备:反应器内不需投加填料和载体,提高容积利用率。

4、EGSB

  20世纪90年代初,荷兰Wageningen农业大学开始了厌氧膨胀颗粒污泥床(简称EGSB)反应器的研究。Lettinga教授等人在利用UASB反应器处理生活污水时,为了增加污水污泥的接触,更有效地利用反应器的容积,改变了UASB反应器的结构设计和操作参数,使反应器中颗粒污泥床在高的液体表面上升流速下充分膨胀,由此产生了早期的EGSB反应器。EGSB反应器实际上是改进的UASB反应器,区别在于前者具有更高的液体上升流速,使整个颗粒污泥床处于膨胀状态,这种独有的特征使其可以具有较大的高径比。EGSB反应器主要由主体部分、进水分配系统、气液固三相分离器和出水循环等部分组成,结构。其中,进水分配系统是将进水均匀分配到整个反应器的底部,产生一个均匀的上升流速:三相分离器是EGSB反应器最关键的构造,能将出水、沼气和污泥三相有效分离,使污泥在反应器内有效持留;出水循环部分是为了提高反应器内的液体表面上升流速,使颗粒污泥与污水充分接触,避免反应器内死角和短流的产生。

  5、IC

IC内循环厌氧反应器为荷兰帕克公司的专利产品,目前帕克公司在全球有300多台IC反应器得以应用。相对于UASB只在顶部有一级三相分离器,IC内循环反应器具有两级三相分离器。IC反应器实际上由两级UASB构成,底部UASB负荷高,顶部负荷低。因为在一级分离时收集了大量沼气,其对废水的扰动减少,使得在二级三相分离中得到更好的气、水、泥分离效果。二级分离的lC反应器确保了最佳的污泥停留时间,这样对于处理一些化工废水是很有利的,因为这些废水厌氧污泥产量很小。IC反应器具有一个自调节的气提内循环结构,循环废水与原水混合将稀释进水浓度。内循环作用所带来的能量使得泥水在底部混合更加充分,从而污泥活性也得到增加。IC内循环所行成的废水内部稀释可以减少生产所带来的负荷波动。IC反应器的容积负荷(15-30kgCOD/m3)为UASB(7-15kgCOD/m3)的两倍。



曝气器技术如何应用在污水处理中

 曝气器在污水处理中的应用

  生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况,可分为好氧法和厌氧法两大类。一般情况,好氧法比较适用于较低浓度污水,如乙烯厂污水;而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水。好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法是水体自净的人工强化方法,是一种依靠活性污泥工作主体的去除污水中有机物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气存在的条件下才能起作用。在污水处理生化系统的曝气池中,充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性。溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度来综合考虑。这样,活性污泥才能处在最佳的降解有机物的状态。根据试验表明,曝气池中溶解氧维持在3~4mg/L为宜,若供氧不足,活性污泥性能差,导致废水处理效果下降。为保证有充足的供氧,必须依靠一种设备来完成,例如曝气器。

  曝气原理

  曝气是使空气与水强烈接触的一种手段,其目的在于将空气中的氧溶解于水中,或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之,它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用,如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中,氧由气相向液相进行传质转移,这种传质扩散的理论,目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。

  双膜理论认为,在“气水”界面上存在着气膜和液膜,气膜外和液膜外有空气和液体流动,属紊流状态;气膜和液膜间属层流状态,不存在对流,在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度,空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体,因而液膜和气膜将成为氧传递的障°,这就是双膜理论。显然,克服液膜障°最有效的方法是快速变换“气液”界面。曝气搅拌正是如此,具体的做法就是:减少气泡的大小,增加气泡的数量,提高液体的紊流程度,加大曝气器的安装深度,延长气泡与液体的接触时间。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛采用的。

  曝气类型与曝气器的功能

  曝气类型大体分为两类:一类是鼓风曝气,一类是机械曝气。鼓风曝气是采用曝气器扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式。一般乙烯厂的污水处理多采用这种方式。机械曝气是指利用叶轮等器械引入气泡的曝气方式。

  所有的曝气设备,都应该满足下列3种功能:

3D之家  ①产生并维持有效的气水接触,并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度;

  ②在曝气区内产生足够的混合作用和水的?环流动;

  ③维持液体的足够速度,以使水中的生物固体处于悬浮状态。

鼓风曝气设备

  鼓风曝气系统由鼓风机、曝气器和一系列连通的管线组成。鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的曝气器,通过曝气器,使空气形成不同尺寸的气泡。气泡在曝气器出口形成,尺寸则取决于空气扩散装置的形式,气泡经过上升和随水环流动,最后在液面处破裂,这一过程产生氧向污水中转移的作用。鼓风系统的曝气器主要分为微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击及空气升液等类型。

3D之家  鼓风曝气设备的主要技术性能指标有:动力效率(Ep),即每消耗1kW电能转移到混合液中的氧量;氧的利用效率(EA),即通过鼓风曝气转移到混合液的氧量,占总供氧量的百分比(%)。

  微气泡曝气器

3D之家  微气泡曝气器也称微孔曝气器,采用多孔性材料如陶粒、粗瓷等掺以适当的如酚醛树脂一类的粘剂,在高温下烧结成为扩散板、扩散管和扩散罩的形式。按照安装的型式,可分为提升式微孔曝气器及固定式微孔曝气器。

  提升式微孔曝气器主要由微孔曝气管、活动摇臂、提升机等3部分组成:①微孔曝气管即由微孔管、前盖、后盖及连接螺栓组成;②活动摇臂是可提升的配管,微孔曝气管安装于支气管上,成栅条状,底座固定在池壁上,活动立管伸入池中,支管落在池底部,并支架支撑在池底部;③曝气器提升机,为活动式电动卷扬机,起吊小车可随意移动,将摇臂提起。

  其工作原理是:空气从微气泡曝气管后盖的通气孔进入曝气管,曝气管的管壁上密布者许多细小的孔隙,管内空气在压力差的作用下,从管壁的孔隙中扩散出来,在污水形成许许多多微小的气泡,并造成水的紊流,从而达到了将空气中的氧溶入水中的目的。

  微孔曝气管的形式有很多,目前较为常用的有两种:一种是由粗瓷或刚玉等烧结而成的普通曝气管,这种管壁在烧结过程中产生许多极微小的孔隙,它的主要特点是能产生微小的气泡,气泡直径约0.1~0.2mm,气、液接触面积大,氧利用率高,一般可达到20~25%;其缺点是气压损失较大,易堵塞,送入的空气需经过滤处理,易损坏,一旦损坏,氧利用率就开始快速下降。另一种是管式膜片微孔曝气管。这种曝气管的安装方式与前一种基本一样,但其自身的结构却有很大的区别,它是由一个用ABS或UPVC制成的管子作为布气管,管壁上开有通风孔,布气管外周覆盖着合成橡胶制成的膜片,膜片被金属卡子固定在管子上。在合成橡胶膜片上用激光等方法打出均匀分布的孔眼。曝气时,空气通过管壁上的通气孔进入膜片与管壁之间,在压缩空气的作用下,使膜片微微鼓起,孔眼张开,达到布气扩散的目的。停止供气,气压消失后,膜片本身在弹性作用下使孔眼自动闭合,由于水压的作用,膜片压实在管壁上。因此,污水不会倒流而堵塞孔眼。但由于这种膜片的开孔直径直接影响到氧的利用率,因此,开孔直径应适当。开孔直径过大,氧的利用率较低,开孔直径过小,氧利用率高,但阻力增大。橡胶膜片应选用耐老化,高强度胶质,以免膜片出现撕裂,造成曝气器损坏。

  动态曝气器

  动态曝气器是一种新型的曝气器,属于固定安装式的微气泡曝气器,它由圆罩、旋混筒、旋混圈、套接头抱箍和配气管组成。

 动态曝气器采用了“大孔排气泡布气”技术,将引入曝气器内的空气分别进行正旋和反旋导流,正旋导流为顺时针方向,反旋导流为逆时针方向,由两个不同方向旋流作用下,在套筒旋混筒内形成一个瞬间连续局部反应的气液强化旋混区。由旋混旋流作用所产生的大量气泡,再经圆罩阻挡扩散作用之后,均匀密布的向上产生气泡。总的来说,动态曝气器是由大孔双向旋混、套筒强化旋混和圆罩阻挡扩散等各种结构作用,使气相在液相中碰撞、剪切和分割,从而形成混合性扩散。由于动态曝气器采用了大孔排气,即使停风停压后,污水倒流进曝气器和配气管中,也不会造成排气孔堵塞,从而从根本上解决了曝气器堵塞的问题,可长期保持氧利用率不发生变化。但由于产生气泡的直径较大,氧利用率相对微孔曝气器要低,一般在15~19%之间。与动态曝气器的结构和性能类似的还有旋混曝气器。

  摇臂微孔曝气器与动态曝气器的对比

  除了上面所讲的气泡直径、氧利用率、是否易堵塞等不同之处外,两者还有以下几个不同点:

  安装方式

  摇臂微孔曝气器为可活动式安装,当曝气器需要更换或检修时,可用提升机将曝气器从水中à出来,在池面进行施工检修,不影响同池其他曝气器的工作,不需要停池净水,检修成本低,工作量少。

  动态曝气器为固定式安装,一经安装完成后,便不可以移动,如果某间曝气池需要检修,就必须停止该池的运行,并且将池内的污水和淤泥等杂物清除后,方可施工,检修成本较高。

  耐用性

  摇臂式微孔曝气器的失效形式主要有以下3种:①钢制布气管生锈后产生氧化铁以及污水和空气中的杂物会造成曝气管内堵,曝气管内气流分布不均匀,使曝气管抖动,而产生疲劳损坏;②曝气管安装在管接头上,在曝气管抖动和污水腐蚀的双重作用下,管接头易从根部折断,污水的腐蚀还会造成布气管壁减薄穿孔;③水下摇臂活动关节长期浸泡在水中,可能会因为生锈等原因而无法转动,从而使得曝气器不能正常提升到水面。以上3种失效形式,经过近年来的新技术的应用,已经得到很大的改善,使得曝气器的使用寿命可达5年左右。

  动态曝气器的失效形式则有:由于疲劳或腐蚀等原因,曝气头各部件(如圆罩、旋混筒、旋混圈等)之间的连接件断裂或松脱,而造成曝气头解体或脱落;配气管断裂;配气管一般采用UPVC等非金属管材,管子与管子,管子与管件多用胶水粘连,一旦粘接不牢,容易从粘连处脱落和漏气。这3种失效形式一般可以通过合理选型,正确选材,严把质量关等方法来避免。因此,这种曝气器的使用寿命较长,可达8~10年。

  实际应用

  摇臂式微孔曝气器因为有氧利用率高、检修方便等优点,较多应用在生产负荷较重、污水水质较恶劣的一级生化系统;固定式动态曝气器则因为有氧利用率稍低但可以长期保持,检修困难但使用寿命长的特点,一般应用在生产负荷较低,污水水质较好的二级生化系统。

曝气器的种类非常多,经过不断的更新和发展,其结构和性能更是有着日新月异的变化。介绍的只是其中极少的几种,所作的论述也只是根据本地区的有限几家污水处理场的情况而作,一些看法带有很大的片面性和局限性。其实,曝气器的选用依据各有侧重,主要考虑下列因素:

  ①空气扩散装置应具有较高的氧利用率和动力效率,具有较好的节能效果;

  ②不易堵塞,出现故障易排除,便于维护管理;

  ③构造简单,便于安装,工程造价及装置本身成本都较低。

此外,还应考虑污水的水质,地区条件以及曝气池型、水深等。






脱硫废水常规处理及零排放技术分析

 1。脱硫废水排水水质分析

  由于煤矿等矿物质经过燃烧会产生大量的重金属元素及其它有害物质,这些有害物质经过烟气脱硫后大量的排入到了大气当中,但也有一部分随着脱硫废水的得到了排放。故相应的脱硫装置要进行相关脱硫废水的排放,进而有力的确保其它系统的正常运转,且实现较好的安全性及可靠性,国家也出台了相关的规定政策,对某些企业如发电等进行了要求,要求其必须设有专门单独的脱硫废水处理系统装置。

  同时,脱硫废水的密度较低,显弱酸性,化学耗氧量与通常的废水不同,产生COD的为具有还原性质的无机离子,CODCr值一般在150~300mg/l范围内。脱硫废水中的悬浮物含量较高,经废水旋流器分离后,浓度一般在1。5%左右,根据来水浓度以及旋流器分离效果不同,最高可达32000mg/l。脱硫废水中的可溶性盐含量在40000mg/l左右,主要为Cl-,其次是Ca2+以及SO2-4。

  2.常规脱硫废水处理方法

  鉴于脱硫废水的上述特点,废水处理一般采用化学或机械方法分离出重金属和其他可沉淀的物质。沉淀的污泥经脱水后,剩余的泥饼运至渣场,进行综合处理。脱硫废水从废水缓冲箱用泵送入中和、沉降、絮凝三联箱,在中和箱中加入石灰乳将废水pH值调至9左右,使废水中的大部分重金属生成氢氧化物而沉淀,并使石灰乳中的钙离子与废水中的氟离子反应生成溶解度较小的氟化钙沉淀,与As3+络合生成Ca3(AsO3)2等难溶物质。

  在沉降箱中加入有机硫(TMT-15),使其与水中剩余的Pb2+,Hg2+反应生成溶解度更小的金属硫化物而沉积下来。在絮凝箱内加入FeClSO4,使水中的悬浮固体或胶体杂质凝聚成微细絮凝体,微细絮凝体在缓慢、平滑的混合作用下在絮凝箱中形成稍大的絮体,在絮凝箱出口处加入阳离子高分子聚合电解质作为助凝剂来降低颗粒的表面张力。

  废水自动流进入澄清浓缩池,絮凝体在澄清浓缩池中与水分离。絮体因密度较大而沉积在底部,然后通过重力浓缩成污泥。大部分污泥经污泥输送泵输送到污泥脱水系统。澄清浓缩池上部则为净水,净水通过澄清浓缩池周边的溢流口自动流到出水箱,在此根据测得的水的pH值,加盐酸将其pH值调整到6.0~9.0。

最后,用废水排放泵将处理后的废水送入水力除渣系统,随冲渣水进行排放。脱硫废水处理工艺除了上述的中和反应系统和污泥脱水系统外,还包括化学加药系统,其中包括石灰乳加药系统、有机硫(TMT-15)加药系统、聚合氯化硫酸铁(FeClSO4)加药系统、助凝剂加药系统和盐酸加药系统等。

  3。零排放工艺技术分析

  3.1蒸发和结晶工艺

  蒸发系统分为四个单元:热输入单元、热回收单元、结晶单元、附属系统单元。热输入单元即从主厂区接入蒸汽,经减温减压后成为低压蒸汽储存至蒸汽储罐,在需要进行深度处理脱硫废水时,将蒸汽送至加热室对废水进行加热处理。

  热交换后的冷凝液进到冷凝水箱中,冷凝水箱分为两个支路,其中一路通过减温水泵给蒸汽管道上的减温减压器提供减温冷却用水。常规处理后的脱硫废水,由四级蒸发室的加热浓缩后送至盐浆箱,由两台盐浆泵送入旋流站,旋流子将大颗粒的盐结晶旋流后进入离心机。离心机分离出盐结晶体,然后经螺旋输送机送到干燥床进行加热干燥。

  旋流站和离心机分离出的浆液,再返回到加热系统中进行再次蒸发浓缩。干燥后的盐结晶运输出厂。该处理工艺要单独建立一套废水蒸干系统,处理过程要耗费一定量的蒸汽和厂用电,由于其属于末端工艺,不会对电厂其它设备和系统造成影响,但建设和运行成本较高。

  3。2盐浓缩工艺

  盐浓缩工艺能够将来自常规处理系统的脱硫废水,通过蒸汽压缩式降膜蒸发器,处理生成纯净的蒸馏水,用于回收到FGD系统作为工艺补充水。这个系统的副产物是氯化钙溶液,它适合应用在防尘、稳定土壤、防冰控制以及其他与高速公路建设相关的领域。

  脱硫废水常规处理的工艺需要使用盐酸和防垢抑制剂。然后对它预加热,除去空气、加热到接近沸腾然后给料至蒸发池,那里混合了再循环的浓缩盐溶液。浆液被泵输送到盐溶液冷凝浓缩器中,在那里浆液被分配到钛合金管内壁的一层薄膜上。当浆液膜沿着管道向下流动时水分会蒸发掉。

  凝结产物被蒸馏罐收集,并通过与饱和蒸汽的热传导冷却后返回到FGD系统。随着降膜的蒸发,硫酸钙开始结晶。硫酸钙晶体提供晶核以阻止管道结垢。控制蒸发渠中悬浮固体以及溶解固体的浓度对于阻止二次盐的生成以及蒸发器管道中生成物的结垢是很关键的。

一侧流动的回收盐溶液被旋流器处理。底流则返回到盐浓缩池中。溢流可以回收到盐水浓缩器或者基于其溶解的固体浓度转移到成品罐中。另一侧流动的回收盐溶液被转移到成品罐用来控制固体悬浮物的浓度。然后33%的盐溶液产品经过冷却后由卡车运往市场。

  4。结语

  综上所述,本文通过对相关脱硫废水常规处理方法及零排放技术的运用进行了详细分析后,得出,这些常规处理方法经过多年的实践应用及完善已经达到了一定的水平,工艺流程及操作技术也相对比较成熟,在现代化的脱硫行业中应用的十分广泛。

3D之家  但是对脱硫废水的深度处理技术却由于各企业的生产条件的限制不能够得到很好的开展,各相关企业应加强零排放技术的研制及应用推广,学习国外先进行脱硫水处理技术,结合自身条,逐渐优化并完善我国的脱硫水处理技术,选择更为符合实际情况的脱硫水零排放工艺,从而以实现以最少的成本投入达到最佳的脱硫目的,这对我国的工业生产废水处理技术的发展以及环境保护工作都具有一定的积极作用。





纺织印染废水处理技术研究现状及进展

   1.纺织印染废水主要来源及性质

  纺织印染废水主要来源于各道生产加工工序,由于所使用的化学原料不同,所产生的污染物也不尽相同。纺织印染企业生产废水一般占企业总排水量的60%~80%,主要来自退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和后整理等工序段。退浆废水一般占纺织印染废水总量的15%左右,污染程度高,化学需氧量通常占污染物总量的一半以上,并含各种浆料、纤维碎屑等污染物。若采用淀粉浆料时,通常退浆废水可生化性较好,五日生化需氧量与COD之比可达0.3~0.5,但若使用PVA浆料时,退浆废水可生化性差,BOD5/COD值通常低于0。1。煮炼废水通常产生量大,呈强碱性,色度深,有机污染物浓度高。漂白废水水量大,但污染程度轻,属纺织印染废水中较为清洁废水的一种,一般可直接排放或循环使用。丝光废水一般经蒸发浓缩后可回收重复利用,但末端排放的少量废水碱性强。染色废水具有水质变化大、色泽深、碱性强等特点,特别当使用硫化染料和还原染料时,废水pH值超过10。印花废水主要包括调色、印花滚筒和筛网冲洗水,以及后处理皂洗、水洗、洗印花衬布等所产生的废水。整理废水中主要含树脂、甲醛和表面活性剂等,废水量相对较少。由此可见,纺织印染废水具有水质和水量变化大、碱性强、pH值变化大,色度深、有机物质量浓度高等特点,若未经有效处理排放,会对生态环境造成严重的污染和危害。

  2.纺织印染废水处理技术

3D之家  2。1化学处理法

  2.1.1混凝法

  混凝法具有投资少、设备占地小、脱色率高等优点,在我国中小型印染企业废水处理中应用非常普遍。通常情况下,混凝法对分散染料等疏水性染料去除效果好,但对活性染料等水溶性较好的染料去除效果很差。因此,选择合适的混凝剂和高效的混凝工艺,是保证废水处理效果的关键。近年来,多功能高效复合混凝剂的研发和应用,大大拓展了混凝工艺的使用范围,并在有机物去除和脱色方面取得良好的效果。

  2.1.2化学氧化法

  化学氧化法利用强氧化剂断链染料分子显色基团,达到脱色目的,该方法在性质稳定、难降解染料处理中应用较为广泛,包括臭氧氧化法、Fenton氧化法和高温深度氧化法。

  臭氧氧化法。通常,臭氧氧化有机物包括两种途径———直接反应和间接反应。直接反应是臭氧通过环加成、亲电或亲核作用直接与有机污染物反应;间接反应是臭氧在碱、光照等作用下,生成氧化能力更强的羟基(•OH)等自由基。臭氧可有效破坏染料发色基团,也可破坏构成发色基团的苯、萘、蒽等环状化合物,达到脱色效果。采用臭氧氧化法深度处理印染废水二级生化出水,COD和色度的去除率分别达75%和85%。

Fenton氧化法。Fenton氧化法是利用过氧化氢(H2O2)在亚铁离子(Fe2+)的催化作用下生成具有高反应活性的•OH,其氧化性不具有选择性,可与大多数有机物反应使其降解。采用Fenton试剂处理染袜厂印染废水,考察反应时间、硫酸亚铁投加量、过氧化氢投加量和pH值对废水色度及COD处理效果的影响,发现在最佳工艺条件下,COD去除率大于80%,色度去除率在95%以上。

  高温深度氧化法。高温深度氧化法主要包括超临界水氧化法(SCWO)、湿式催化过氧化氢氧化法(CWPO)及湿式空气氧化法(WAO)等。综述了CWPO技术的反应原理和特点,并指出该技术在印染废水处理中具有很好的应用前景和推广价值。采用CWPO技术降解活性艳蓝KN-R,当染料初始浓度(质量浓度,下同)为200mg/L时,在最佳反应条件下,脱色率和总有机碳(TOC)去除率分别达100%和68。5%。

3D之家  2.1.3光催化氧化法

  光催化氧化法是指在光照条件下,半导体光催化剂被激发,产生的空穴电子对与水分子反应生成•OH,将有机污染物氧化去除。常用的半导体催化剂有二氧化钛、氧化锌、硫化锌、氧化铁和氧化铜等。从理论上讲,保证足够的反应时间和适宜的反应条件,光催化氧化法可使废水中有机污染物矿化,但实际条件下很难达到此目标。光催化氧化法目前尚处于研究阶段,在我国尚未大规模投入实际应用。

  2。1。4电化学法

  电化学法是通过阳极和阴极的氧化还原反应将废水有机污染物降解去除的方法,具有工艺简单、处理效果明显等优点。采用电芬顿降解罗丹明B,考察了不同反应条件参数对去除效果的影响,发现在最佳反应条件下,初始浓度为10mg/L的罗丹明B去除率达97.5%。

  2.2生物处理法

  2.2.1好氧处理法

  好氧处理法包括活性污泥法和生物膜法。活性污泥法对废水有机物去除效果较好,并能去除部分色度,处理后出水水质较好,成本较低,在印染废水处理中被普遍采用,但易发生污泥膨胀等现象,一般适用于水量不大的情况。对于可生化性较好的印染废水,采用好氧法处理对BOD5去除率一般可达80%左右。尽管如此,随着人工合成染料和浆料助剂的大量使用,目前印染废水采用单一好氧处理方法已无法取得较好的COD和色度去除效果。

2.2.2厌氧处理法

3D之家  厌氧处理法不仅可用于处理高浓度有机废水,也可应用于中、低浓度有机废水处理,尽管本身对有机物的去除效果不及好氧处理法,但可提高废水可生化性,改善后续生物处理效果。针对印染废水,厌氧生物处理可以打破染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基等,但对活性染料中间体芳香胺等处理效果很差。在实际印染废水处理工程中,厌氧处理法通常与好氧处理法联合使用。

  2。2。3厌氧—好氧处理法

  厌氧—好氧处理法主要通过厌氧生物处理过程将印染废水中大分子难降解有机物分解为易生物降解的小分子有机物,改善废水可生化性,有利于后续好氧生物处理对有机物的高效去除。厌氧—好氧法处理是目前纺织印染废水处理应用最为普遍的一种处理方法,具有COD去除率高、脱色效果好、运行稳定、耐冲击负荷能力强等特点。利用厌氧生物转盘—好氧移动床膜生物反应器处理偶氮染料废水,取得较好的去除效果。

  2.2.4生物强化技术

  生物强化技术是根据废水处理体系中微生物组成及环境条件,投加具有特定功能的细菌微生物,以改善废水处理效率。所投加的微生物可以由原有处理系统中的微生物经过驯化、富集、筛选和培养后进行投加,也可以投加具有高效降解能力的外源微生物。该技术能够有针对性地提高印染废水中难降解有机物的去除效果,并取得良好的脱色效果。采用经培养的白腐真菌降解甲基橙废水,发现该菌株一周后对初始浓度为10~50mg/L的甲基橙废水脱色率达55.8%~72.6%。

  3结论

综上,纺织印染废水由于具有废水量大、水质复杂、水质水量变化大的特点,其治理比较复杂,处理方法有物理法、化学法和生化法等方法。必须根据织物采用的原料、产品的品种、加工的方法,特别要了解各工艺操作过程中投加药料、染料、助剂的情况,对废水组分特性进行分析,通过技术经济比较,选择最优化的处理技术。






高浓度有机废水浓缩处理技术研究现状

高浓度有机废水概述

  高浓度有机废水,如酒精废液、制药行业废水、垃圾渗滤液等,是指COD浓度在2000mg/L以上的废水,其特点是水中的悬浮物含量高,色度高,有异味,有机物浓度高,水质的成分复杂,不易进行生物降解,处理难度很高,采用一般的废水处理方法难以满足高浓度有机 废水净化处理的技术和经济要求,因此,对其进行有效处理方法的研究已逐渐成为环境保护技术的热点研究课题之一高浓度有机废水的来源主要有:农业行业生产的废水,该废水降解性强,所含的有机物质无害;制药废水、化工废水等,这类废水含有一定有害离子与化学物质;精细化工废水,这类废水所含成分复杂且毒性强,对环境影响大。

3D之家  高浓度有机废水浓缩处理技术研究现状

  高浓度有机废水的浓缩处理,目的是先将高浓度有机废水进行浓缩,然后采用焚烧法等方法进行处理,这样可以节约处理成本,从而使高浓度有机废水得到有效的治理。高浓度有机废水的浓缩方法目前主要有:冷冻浓缩、蒸发浓缩、燃烧浓缩、膜浓缩等。

  冷冻浓缩

3D之家  冷冻浓缩是处理高浓度有机废水的一种新方法,它利用的是冷冻分离的固液相平衡的原理。采用冷冻浓缩地方法对COD浓度在10000mg/L以上的利用啤酒自配的高浓度有机废水进行处理,

  在冷冻时间为12~24h,冷冻温度为-16~-12℃时,COD和TOC的去除率达到70%以上。采用冷冻浓缩与膜浓缩结合的方法处理有机废水,发现可以达到很好的处理效果,比单独使用膜浓缩更经济。冷冻浓缩对废水无选择性,尤其适合处理有恶臭气味、易挥发的有机废水,但是应用到实际有限制,且设备及操作费用较高,操作不宜控制。

蒸发浓缩

  蒸发浓缩是指通过采用低温真空或减压等方法,对高浓度有机废水蒸发浓缩处理。采用减压蒸发浓缩的方法对某化工厂的高浓度有机废水进行处理,进COD浓度为45×104~55×104mg/L时,COD的去除率达90%以上。通过低温真空蒸发法对垃圾渗滤液处理站的反渗透浓缩液进行处理,废液的COD为3000mg/L,处理后COD的蒸发率为62。5%。

3D之家  市垃圾渗滤液处理厂对垃圾渗滤液采用四级闪蒸法浓缩处理,CODcr的去除率可达99.5%,同时NH3-N去除率为98.5%。蒸发浓缩可以回收有机废水中有价值的成分,但是在蒸发浓缩的过程中会有结垢等问题。

  燃烧浓缩

  燃烧法是在燃烧炉内将废液与煤粉混烧,从而使高浓度有机废液中的有机物达到浓缩的目的。酒精废醪液有机物含量大,COD浓度在105mg/L以上,采用燃烧法处理酒精废醪液,COD的去除率可达99%以上。燃烧浓缩对废水浓缩处理后,燃烧的热量及浓缩过程产生的冷凝水均可用作生产,但是该方法投资费用较大,电耗较高,且在燃烧时废水中的盐分会腐蚀设备。

  膜分离浓缩

  膜浓缩高浓度有机废水的原理是废水通过膜时,在两侧施加某种推动力,废水中的有机物就会选择性的透过膜,从而达到浓缩有机物的目的。根据膜孔径的大小,膜分离技术可以分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等。

  超滤膜浓缩

  超滤又称超过滤,膜表面的机械筛分是超滤分离的主要机理,同时膜表面和膜孔的吸附以及膜孔阻滞也在起着截留作用。超滤截留分子粒径范围在0.01~0.1μm之间,在外界压力的作用下水和小分子物质透过孔径成为渗滤液,而水中的胶体、细菌等则被截留。

  利用超滤技术对微生物胞外多糖PS-9415发酵液进行浓缩分离的研究,结果表明在0.05MPa下对3%的料液超滤浓缩,可得到5.8%的浓缩液,多糖回收率为82.7%;在0.1MPa下对0.5%的料液超滤浓缩,浓度提高了4.9倍.

纳滤膜浓缩

  纳滤,是操作压力和分离效果处于超滤和反渗透之间的一种压力驱动膜分离技术,分离原理主要近似机械筛分,同时纳滤膜本身带有电荷也起到了截留的作用,纳滤的截留分子粒径范围在0。5nm~0。01μm之间。纳滤相比于超滤和反渗透,相对分子质量低于200的有机物和单价离子被截留的效果较差,而对于相对分子质量介于200~500之间的有机物及二价或多价离子的截留率很高。通过超滤-纳滤连续性实验对土霉素进行分离提纯,结果发现,采用超滤平均收率为95%,结晶收率为94。5%左右,产品纯度为96%,废水的CODcr值比原来平均减少了37%,再进行纳滤浓缩2。5倍后的平均结晶收率为96%,纯度为98。4%,排放废水中CODcr总量减少了近2。5倍。

  反渗透浓缩

  反渗透又称逆渗透,是渗透过程的逆过程,即溶剂透过膜从浓溶液向稀溶液流动,在分离过程中通过增加大于本身渗透压的压力,使溶剂逆着自然渗透的方向渗透,反渗透膜孔径小,截留分子粒径范围小于等于0.5nm,逆着自然渗透的方向渗透。

  反渗透技术在各种膜分离技术中,近年来已经成为发展最快,应用最普及的一种。采用高耐污反渗透技术对沼泽进行浓缩,沼液COD浓度为10000mg/L以上,采用反渗透COD去除率可达95%以上,NH3-N的去除率也在90%以上,且渗透液的水质可以达到调浆等的回用标准。

  膜蒸馏浓缩

  膜蒸馏技术是指通过使用疏水性微孔膜(水溶液不能通过),由于两侧的蒸汽压差不同,蒸汽可通过膜从热侧向冷侧进行传输,而其他非挥发性组分被留在热侧,从而实现分离或提纯的目的。对COD浓度为30000mg/L左右的高盐有机废水采用膜蒸馏技术(MD)处理,COD的去除率可达99。5%以上。膜处理技术具有能耗低、适应性强、浓缩过程无相态变化等优点,但是膜对废水的处理具有选择性。





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