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關鍵詞:化肥廢水a/o工藝
operationpracticeandanalysisofthewastewatertreatmentforjiujiangfertilizerplant
abstract:thea/oprocesshasbeenadoptedtotreatthewastewaterofjiujiangfertilizerplantfornitrogenremoval.incasewhenthespecificloadsarecontrolledto0.23~0.50and0.023~0.040kg/(kgmlss.d)forcodandnh3-nrespectivelyandthecod/niscontrolledto10-16,theremovalratiosof95%,>85%and>80%havebeenobtainedforcod,nh3-nandtnrespectively.alsotheproblemsintheoperationofthisprocessarediscussed.
1設計簡況
九江大化肥廢水處理a/o工藝系統(tǒng)采用同心圓式的硝化反硝化池,內徑9.5m,外徑12.7m,反硝化區(qū)有效體積205m3,硝化區(qū)有效體積318m3,設計進水量1200m3/d,設計出水水質。
工藝流程如圖1所示,廢水首先進入反硝化池,與回流污泥經推流式攪拌機混合均勻,發(fā)生反硝化反應(若攪拌機發(fā)生故障,可將通入反硝化池的空氣管微開),然后水經底部回流窗進入硝化池發(fā)生硝化反應,硝化后的水在鼓風動力作用下一部分通過上部回流窗回流到反硝化池,一部分經溢流堰通過重力作用流入脫氣池脫氣,脫氣后的水最后在二沉池內進行泥水分離,澄清后的水經溢流堰流入暴雨調節(jié)池,經泵提升至長江,污泥一部分回流,一部分進行濃縮脫水外運。整個a/o工藝采取a、b兩個系列并列運行。
1反硝化池2硝化池3固定螺旋曝氣器4推流式攪拌機5溢流堰6脫氣池7二沉池
2活性污泥培養(yǎng)及馴化
從上海金山石化廢水處理廠接種4t經脫水后的活性污泥,用水稀釋至300m3,mlss為380mg/l。在培養(yǎng)期間,按甲醇∶尿素∶磷酸=100∶8∶3的比例投加營養(yǎng)物,控制cod負荷率在0.34~0.40kg/(kgmlss.d)之間(其中1kg甲醇相當于1.5kgcod)。當mlss達到1500mg/l時,補充生活污水至500m3,約90d后,污泥顏色逐漸由黑色變成淡紅色,最后變?yōu)榧t棕色,mlss達到5000mg/l以上。培養(yǎng)結束后轉入馴化階段,啟動污泥循環(huán)系統(tǒng)。馴化過程中,cod負荷率控制在0.2kg/(kgmlss.d)左右,nh3—n負荷率控制在0.016kg/(kgmlss.d)左右。
3穩(wěn)定運行階段
當污泥經30d馴化后,該廢水處理進入穩(wěn)定運行階段,下面就其穩(wěn)定運行階段的cod負荷率、nh3—n負荷率、cod/tn同cod去除率、nh3—n去除率的相互關系逐一分析,并對溫度控制作一介紹。
3.1cod負荷率同cod去除率之間的關系
由圖2可知,當cod負荷率在0.23~0.50kg/(kgmlss.d)之間,cod去除率達95%以上,在0.15~0.2kg/(kgmlss.d)之間,cod去除率在80%以上,低于0.15kg/(kgmlss.d),cod去除率在60%~80%之間。在cod負荷率高于0.15kg/(kgmlss.d)時,cod去除率仍然較高,其原因是由于前置缺氧對cod降解的功能增強,這一點在污泥第一次受到cod負荷沖擊時表現出來,cod值平均12808mg/l,超過設計值11.6倍,但cod去除率仍在73%~83%之間,而隨著cod負荷率提高,cod對硝化菌有抑制作用,硝化反應受到影響,出水nh3—n偏高。
3.2nh3—n負荷率同nh3—n去除率之間的關系
由圖3可知,nh3—n負荷率在0.023~0.040kg/(kgmlss.d)之間,nh3—n去除率達85%以上,tn去除率達80%以上。nh3—n負荷率超過0.040kg/(kgmlss.d)時,雖然nh3—n去除率在60%以上,但出水no-3—n濃度偏高,tn去除率僅在40%~50%左右。并且no-3—n可能在二沉池內發(fā)生脫氮反應,產生污泥上浮現象,致使出水懸浮物濃度偏高。
3.3cod/tn與cod去除率關系
化肥工業(yè)廢水中甲醇含量高,甲醇屬于易降解的有機物,可生化性好,同時前置缺氧也增強了cod的降解功能。由圖4可知,cod/tn在4~25之間時,cod去除率在80%以上,而在cod/tn<4時,cod去除率低于80%。
3.4cod/tn與nh3—n去除率關系
由圖5可知,cod/tn在10~16左右,nh3—n去除率高,cod/tn<10或cod/tn>16去除效果不佳。當進水nh3—n偏高,cod/tn≤5,出水nh3—n偏高,表明由于進水基質不足,雖然活性污泥內一部分微生物死亡自溶,釋放出有機碳,作為內碳源,但反硝化速率降低,而在cod/tn>16時,說明進水cod偏高,經過缺氧階段降解一部分cod后,進入硝化階段,cod仍然偏高,對硝化菌有抑制作用,從而影響硝化反應進行,結果出水nh3—n偏高。
3.5水溫控制
前置缺氧脫氮a/o工藝,控制好硝化速度是關鍵,而硝化菌種數和數量多少是保證硝化速度的前提。硝化菌的生長比較緩慢,泥齡和水溫是重要的控制因素,尤其是水溫的控制顯得極為重要。一般控制水溫在25℃。
4運行分析
4.1污泥受cod和nh3—n沖擊
在穩(wěn)定運行階段后一個月,隨著合成氨工段和尿素工段的相繼開車,每天水質處于波動不穩(wěn)定狀況,進水cod平均在12808mg/l,超過設計值11.6倍,最高達25萬mg/l。由于cod含量偏高,厭氧菌迅速繁殖,好氧菌受到抑制,曝氣池污泥顏色由紅棕色變成黑色,因此受到cod沖擊的曝氣池形同一個厭氧池,處理nh3—n能力減弱。
在污泥受cod沖擊后不久,由于誤操作,引入尿素工藝冷凝液,nh3—n高達3065mg/l,致使整個曝氣池中cod/tn完全失調,喪失了處理nh3—n的能力。
經過兩次沖擊后的污泥,污泥中的微生物以厭氧菌占絕對優(yōu)勢菌種,因此轉變曝氣池中以硝化菌占優(yōu)勢菌種,使其恢復原狀,可以考慮兩種途徑:①重新馴化;②自然恢復。
根據這兩種方案分別對a、b系列采取相應措施:a系列引進生活污水,將反硝化池的空氣管打開,抑制厭氧菌生長;b系列按照馴化的要求重新馴化,由于nh3—n濃度較高,因此b系列在封閉曝氣過程中,白色泡沫充斥整個池面,每天停止曝氣1~2h,引進生活污水置換出白色泡沫。結果表明,經過30d后,a池污泥首先由黑色變成紅褐色,而b池污泥顏色不穩(wěn)定,依次出現的顏色為黑色淡紅色淡綠色黑色,再經過15d后,a池污泥顏色已恢復紅棕色,而b池污泥顏色仍然是黑色,后將a池污泥倒入b池,b池顏色才逐漸變成紅棕色。綜合兩種方案,利用硝化菌的自然世代更替(一般為15~30d),引進生活污水作其營養(yǎng)源,既經濟又方便,不須投入大量人力、財力、物力,節(jié)省不必要的開支。
4.2污泥循環(huán)受阻
由于大量防腐層脫落,聚集在二沉池泥漿斗里,導致大量污泥堆積在二沉池內,同時no-3—n在反硝化作用下發(fā)生脫氮反應,污泥上浮,造成大量污泥流失。處理水量及no-3—n能力均減小。
當污泥循環(huán)泵堵塞時,大量污泥積聚在回流污泥池內,污泥發(fā)酵變臭發(fā)黑。由于未及時清理,污泥循環(huán)至曝氣池,污泥顏色變成黑色,處理nh3—n能力降低。通過清理二沉池、回流污泥泵,停止進工業(yè)廢水,引進生活污水,排出發(fā)黑污泥等辦法,污泥顏色不過幾天逐漸恢復紅棕色,因此污泥循環(huán)暢通是保證處理效果的前提。
4.3污泥循環(huán)泵設計問題
污泥循環(huán)泵原設計采用液下泵,由于采用回流污泥作冷卻水,導致軸承體磨損嚴重,振動大,后將冷卻水改為生產水,但因泵軸太長,振動亦大,并且容易堵塞,運行性能極差,需要經常檢修,迫使污泥循環(huán)中斷,只得采用兩臺潛水泵代替回流污泥泵。而潛水泵的電纜線長期浸沒在污泥中,容易腐爛,導致短路燒壞潛水泵,故建議將液下泵改為自吸式離心泵或螺桿泵。
5結束語
(1)若要使出水cod、nh3—n效果好,控制cod負荷率在0.23~0.50kg/(kgmlss.d)左右,nh3—n負荷率控制在0.023~0.040kg/(kgmlss.d),cod/tn控制在10~16左右。若cod/tn偏低,可以考慮外投加甲醇;若cod/tn偏高,可以考慮投加尿素。
關鍵詞:油漆廢水;物化法+生化法
中圖分類號:X788.03 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2012)35-0179-02
1 項目概況
重慶市三峽油漆股份有限公司位于重慶市德感工業(yè)園區(qū)醫(yī)藥化工片區(qū)31、32-1號地塊,占地面積0.2 km2。本項目為重慶三峽油漆股份有限公司整體搬遷改造項目的生產廢水和生活污水集中治理以及中水回用水處理項目。
總的廢水量由水性涂料廢水、溶劑性涂料廢水、車間生活廢水組成。
根據現有污水處理設施的運行狀況,擬建工程工業(yè)污水需將水性漆污水和溶劑性漆污水單獨收集,生活污水可納入溶劑性漆污水收集管路。采用分開預處理后,集中至廢水處理站進行二級生化處理,再進行三級深處理后回用于車間清潔用水、循環(huán)冷卻補充水,不外排。
擬建工程生產廢水和生活污水將一道進入綜合廢水處理站進行處理,出水回用于車間清潔用水。
2 油漆廢水水質水量
污水水質、水量數據如表1所示。
3 排放標準
廢水經處理達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》中新建企業(yè)一級標準后,經深度處理達到GB50050-95《工業(yè)循環(huán)冷卻水水處理設計規(guī)范》和CJ 25.1-89《生活雜用水水質標準》中洗車、清掃用水標準的水質要求。
4 油漆廢水來源及成分分析
油漆生產主要是利用油類物質、漆料、顏料、填料、助劑等原料通過混合、乳化等工序進行,其生產過程中產生的廢水水質成份復雜,污染物濃度高,廢水水質、水量波動大。另外,油漆容器及設備清洗也會產生廢水。廢水中主要含有樹脂、溶劑、助劑、礦物油、植物油、皂、顏料等有機物質,COD濃度高。
從擬建項目廠區(qū)廢水排放情況可知,三峽油漆主要生產水性漆和溶劑性漆。油漆廢水主要來源于生產過程排出的工藝廢水、設備和生產場地清洗廢水。生產過程產生的工藝水污染濃度最高,最高COD達30 000 mg/L以上,但水量小;設備、場地清潔水污染濃度低,但每天清洗時間比較集中。由此帶來廢水水質、水量波動較大,懸浮物多。
油漆廢水由于其工藝特點,廢水中一般殘留了生產工藝中所使用的大多數原料、半成品、成品,水質成分復雜,毒性大。根據業(yè)主介紹,廢水中主要有丁醇、二甲苯、甲醛、酚類、環(huán)氧樹脂及各種助劑、動植物油、重金屬等污染物,導致廢水COD濃度高。
應招標書要求,所有工業(yè)廢水零排放,達到回用水標準,要求治理工藝穩(wěn)定、可靠。
油漆廢水中最主要的污染物來自于生產工藝中原料、半成品和成品,這些污染物殘留在工藝水和清潔水中,一并進入廢水處理站,直接導致廢水中COD濃度高,毒性大。
國內油漆廢水基本上都采用了物化法+生化法的治理模式,采用氣浮作為物化處理已經是通行方式,由于生物接觸氧化工藝成熟可靠,大多數工藝選擇了接觸氧化。三峽油漆目前正在運行的廢水處理站也是采用上述工藝。
5 工藝流程說明
由于預處理效果對油漆廢水處理至關重要,其中最重要的是在合適的PH值下混凝氣浮,油性廢水最佳有效范圍在7.0~8.0,水性廢水在8.5~10.5,單獨設置管路收集水性漆廢水,其它廢水進入溶劑性漆廢水收集管路。
當車間生產發(fā)生事故時可通過閥門轉換讓廢水進入事故池貯存,事故池內分別設置提升泵,根據實際情況將池內廢水泵入隔油沉淀池進行處理。
在廢水處理站正常運行的情況下,溶劑性漆廢水和廠區(qū)生活污水一起進入溶劑性漆隔油沉淀池,由于進水標高較低,為減少土建工程量,在溶劑性漆隔油沉淀池前設置集水井,通過提升泵泵入并列運行的兩套溶劑性漆隔油沉淀池中。在這里,廢水中的油脂上浮和溶劑,較大的懸浮物下沉。隔油沉淀池出水泵入為2#混凝反應器,通過投加HCL或NaOH將廢水的PH值由5.5~11.5調到7.0~8.0。然后投加聚合氯化鋁(PAC)和聚丙烯乙酰胺(PAM)進行混凝反應,待廢水和混凝劑充分混合后進入2#氣浮機組,通過壓縮雙電子層、吸附橋聯(lián)、網捕等作用將水中的部分有機物和懸浮物形成較大的顆粒物質并粘附于氣泡上,氣泡在上浮過程中使大部分有機物質和無機污染物質形成浮渣而去除。
氣浮出水進入中轉池。浮渣自流入干化場進行干化。
水性漆廢水單獨進入水性漆沉淀池進行處理,出水泵入1#混凝反應器,通過投加NaOH將廢水的PH值調到8.5~10.5,然后投加破乳、混凝、助凝藥劑進行混凝反應。由于混凝形成的塊狀物較大,大塊的懸浮物在沉淀罐內沉淀后,細小的懸浮物和廢水一起進入1#氣浮機組。通過壓縮雙電子層、吸附橋聯(lián)、網捕等作用將水中的部分有機物和懸浮物形成較大的顆粒物質并粘附于氣泡上,氣泡在上浮過程中使大部分有機物質和無機污染物質形成浮渣而去除。
氣浮出水進入中轉池。浮渣自流入干化場進行干化。
1、2#氣浮機組出水進入中轉池,通過提升泵泵入預曝氣池。在這里設置兩臺提升泵,池內設置下位浮球,以保證提升正常工作。中轉池內廢水由綜合提升泵泵入預曝氣池,由于該廢水污染物濃度較高,廢水經過氣浮系統(tǒng)處理后仍然有較高的COD,將曝氣池內設置散流曝氣器,通過鼓入空氣來加速廢水的混合,同時還對廢水中的污染物有一定的去除率。
預曝氣池出水自流入初沉池,在此攔截預曝氣池出水中含有部分有機污泥和無機顆粒。
初沉配水池出水自流入生物接觸氧化池,通過在池體中裝加填料作為微生物載體,以此提高微生物的濃度。池內設置曝氣管路,通過鼓風機鼓入空氣,為微生物的生長提供所需要的氧量。
生物接觸氧化池出水自流入二沉池中心管,在沉淀池中進行泥水分離。沉淀池分離出來的活性污泥自流入污泥濃縮池進行濃縮。沉淀池出水管道自流到中間水池。
中間水池設置稀釋泵將部分出水泵入前段預曝氣池,其余出水進入砂濾池以除去出水中部分細小懸浮物。
砂濾池出水通過提升泵泵入DA863過濾器,在提升泵入口處投加氧化劑、絮凝劑,經水泵葉輪充分攪拌后均勻混合將原水中的膠體物質及細小固體顆粒懸浮物進行微絮凝反應,快速生成體積大于5 um的絮體,流經過濾器內863濾料過濾截留,以及降低化學需氧量、生物需氧量,過濾器出水通過消毒處理后,深度處理水進入回用水池。過濾器采用氣水聯(lián)合沖洗,反洗空氣由風機提供,反洗水采用原水反洗,由原水提升泵增壓提供。系統(tǒng)的廢水(DA863過濾器反洗廢水)排入油性漆隔油沉淀池。
氣浮系統(tǒng)的污泥化學污泥自流入干化場干化,干化后的污泥運至干泥場,干化場濾液自流入污泥濃縮池。沉淀池分離出來的活性污泥自流入污泥濃縮池進行濃縮處理。
濃縮池的污泥定期泵入臥螺離心機,泥餅儲存于干泥場堆放,定期外運處置。污泥濃縮池上清液排入隔油沉淀池。
6 結 語
此項目運行接近1 a時間,砂濾池出水COD徘徊在150左右,并沒有預期效果那么好。在今后的類似設計中有待改進。
參考文獻:
[1] 劉夭來.生物接觸氧化法處理高濃度有機廢水[J].化工環(huán)保,1995,(10).
隨著社會經濟的飛速發(fā)展,近年來制藥行業(yè)不斷壯大,已取得了重大成就,但隨之產生的制藥工業(yè)廢水成為困擾企業(yè)和政府的巨大難題。制藥廢水的特點主要表現為水質各組分比例不穩(wěn)定、成分復雜、有毒有害污染物濃度高、色度高、可生化性差及難降解物含量高等,此外水質和水量也非常不穩(wěn)定。所以如何處理制藥廢水,使之達到《污水綜合排放標準》的要求,是環(huán)境保護和企業(yè)效益的雙重目標。本文就近年來國內外制藥廢水的不同處理方法進行論述,希望為制藥企業(yè)提供借鑒。
2 制藥廢水的處理方法
不同制藥企業(yè)由于原料、工藝、廢水量、處理程度不同,所選擇的處理方法也不盡相同。根據各方法原理,一般歸納為物理法、化學法、生物法。在制藥廢水處理過程中,采用生物法處理后的廢水不能直接排放,通常先采用物理法、化學法進行預處理,改善其可生化性,降低毒性,然后繼續(xù)進行生物法處理,廢水才能達到排放要求。
2.1 物理法
2.1.1 吸附法
吸附法是依靠多孔性的高分子材料本身具有對污染物、有毒物的高吸附性能,在重力作用下形成沉淀,降低污染物在水中的含量,進而達到凈化的目的。常用的吸附劑有活性炭、活性煤、腐殖酸類、吸附樹脂等,其中活性炭主要包括粉末活性炭(PAC)、顆粒活性炭(GAC)和生物活性炭(BAC)三大類,其吸附屬于物理吸附,不受水質、水量和水溫的影響,不僅能去除水相中分子量在500~3000 的有機物以及重金屬,而且還可以有效去除臭味、色度等,應用前景廣泛。張鑫等利用非苯乙烯骨架吸附樹脂對經CaO絮凝沉淀后的磺胺間甲氧嘧啶類藥物廢水再次進行深層次處理,廢水的COD 去除率可達到81.66%,而且樹脂可以多次重復套用,吸附性能依然良好。
2.1.2 膜過濾法
膜過濾法是利用不同性質和孔徑大小的半透膜的選擇過濾性將廢水中的污染物、有毒物質分離。常用的膜過濾法主要包括超濾、微濾和精濾等。雖然此法處理效果顯著,能去除絕大部分的污染物,但由于半透膜自身的缺陷,比如比較薄,長時間使用易腐蝕損壞和堵塞,半透膜的效率也隨工作時間延長而逐漸降低,而且膜過濾法成本較高,最后直接導致濾液里某些污染物無法完全清除。張春暉等采用陶粒過濾- 陶瓷膜組合工藝對已經由生物接觸氧化處理后不能達到排放標準的止咳糖漿廢水再次進行深層次處理,最終處理后的廢水BOD、COD、固體懸浮物(SS)和氨氮指標(NH3- N)均能達到排放標準。
2.1.3 氣浮法
氣浮法主要應用于制藥廢水預處理過程中,化學氣浮只適用于懸浮物含量較高的廢水的預處理,但不能有效去除廢液中可溶性有機物,該法在投Y費用、能源消耗、工藝精度、維修等方面都具有優(yōu)勢。例如新昌制藥廠選用CAF 渦凹氣浮裝置進行廢水處理,在補加其它特定的化學物質之后,廢水中CODcr的平均去除率在25%左右。李紅云等以含藻類污水為實驗對象,分別采用自吸式剪切流微孔微泡發(fā)生器氣浮實驗裝置以及電凝聚氣浮實驗裝置對廢水進行研究,水樣的COD 去除率分別達到46.23%和54.24%。
2.2 化學法
2.2.1 沉淀法
沉淀法是指在廢水處理時通過加入某些能夠與污染物及有毒物發(fā)生反應的化學物質,經沉淀、過濾,最終達到凈化的目的。不同于吸附法,該過程有化學反應,屬于化學法。王莘淇使用磷酸銨鎂沉淀法處理廢水,發(fā)現在最適的pH 條件下,PO43- 去除率達90%,NH4+ 去除率達15%,當加入晶種后可以提升約20%的去除率。此法成本低,卻引入新物質,添加量過大會造成二次污染。
2.2.2 高級氧化法
高級氧化法是一種利用一些活性極強的自由基降解有機污染物,使其轉換成易降解的小分子,甚至完全氧化成CO2 和H2O的一種環(huán)保的處理方法。由于優(yōu)良的處理效果,目前已受到國內外研究人員的青睞。
目前,Fenton 法主要包括超聲波Fenton 法、電Fenton 法、光Fenton 法、微波Fenton 法,該法已經被實際應用于生產中,對處理有機廢水有著顯著作用。Badawy等考查了Fenton 和生物聯(lián)合工藝處理BOD/COD為0.25~0.30 的制藥廢水,朱榮淑等考查了采用Fenton預處理廢水,廢水中除了吡啶的去除率(約53.3%)較低以外,其它各組分如CH2Cl2、四氫呋喃、DMF、硝基苯、鄰甲苯胺的去除率都在92%以上。
高級的氧化方法中一種常見方法是臭氧氧化法,基于臭氧自身很強的氧化性能,將制藥廢水中的一些有機分子、發(fā)色基團氧化成小分子化合物或直接氧化為CO2和H2O,且大多數的細菌被除去,達到廢水處理的目的。此法較環(huán)保,且一般不會污染環(huán)境,可生化性也大幅度提高,因此臭氧氧化法及其聯(lián)合技術在廢水中被廣泛采用。王少俊等采用Fe/C預處理+生化+臭氧生物炭的組合工藝處理高濃度維生素B2 生產廢水,經處理后的廢水已達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)排放要求。
2.3 生物法
生物法是利用微生物的生命活動代謝去除廢水中的有機污染物,達到水質凈化目的的一種方法。生物處理技術是當前最為成熟的污水處理技術,且處理成本低,效果好。
2.3.1 好氧生物處理
好氧生物處理是依靠好氧微生物及兼性微生物在有氧條件下進行代謝活動,將廢水中的有機化合物轉換成H2O和CO2 等,達到降解廢水中污染物質目的的一種方法。好氧處理能去除絕大部分有機物,COD 去除率一般在80%以上。目前,好氧處理方法中效果較好的主要有傳統(tǒng)活性污泥法、生物接觸氧化法、序批式活性污泥法(SBR)、深井曝氣法等。近幾年制藥企業(yè)都采用多種不同組合方式的聯(lián)合工藝,可明顯提高廢水處理效果,如水解酸化- 好氧接觸氧化法、SBR 法處理制藥廢水的聯(lián)合工藝。
(1)傳統(tǒng)活性污泥法。傳統(tǒng)活性污泥法需要廢水經過大量稀釋,且在運行中容易發(fā)生污泥膨脹,去除率不高,因此近年來為提高廢水的處理效果,微生物固定方式的改變已成為傳統(tǒng)活性污泥法最重要的方向之一。
(2)接觸氧化法。生物接觸氧化法是加入布滿生物膜的填料,廢水與生物膜接觸,利用微生物的新陳代謝使有機物去除,達到水質凈化的一種高效污水處理方式。該法處理負荷較高,占地面積相對較小,可以間歇性使用,不會出現污泥膨脹的問題,并且整個流程運行成本很低。由于生物接觸氧化法的優(yōu)點,該法常常與其它物化技術等聯(lián)用,成為一種新的組合工藝,能夠增強處理效果。朱新鋒、張樂觀采用Fe/C微電解- Fenton- 生物接觸氧化法處理土霉素廢水,當進水CODcr濃度為1000~1200mg/L 時,CODcr去除率達到90%以上,達到直接排放標準。
(3)序批式間歇活性污泥法(SBR)。SBR 法是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥法,在制藥廢水處理中的應用較為廣泛,具有凈化能力強、無污泥回流、出水水質均一、抗沖擊負荷能力強、工藝結構簡單、操作便捷、整個工藝運行穩(wěn)定性好、總體投資較少等優(yōu)點。佘宗蓮等采用SBR 法對含有多種抗生素混合廢水進行處理,若進水COD 為911~3280mg/L,去除率可達84.6%~90.6%,出水BOD 和SS皆滿足國家行業(yè)排放標準。
(4)水解酸化- 好氧接觸氧化法。水解酸化法又稱為升流式污泥床(HUSB),屬UASB 的改進版工藝。水解- 好氧工藝有兩個優(yōu)點:① 隨著傳統(tǒng)的初沉池被水解池替代,極大提升了有機物的去除率,不僅使有機物總量發(fā)生變化,而且在理化性質上發(fā)生巨大改變,縮短了后續(xù)處理時間;②該工藝也完成了對污泥的處理,使污水、污泥處理一元化,放棄了傳統(tǒng)的消化池,減少總停留時間和能耗。我國相繼開發(fā)了水解-活性污泥處理、水解-氧化溝處理、水解-接觸氧化處理等工藝,這些相結合的處理工藝,提高了廢水的處理效果,使制藥企業(yè)生產時總的水力停留時間至少縮短30%,曝氣量下降50%,并且能夠降低總投資和運行費用。
2.3.2 厭氧生物處理
現階段好氧生物處理不適合于高濃度有機廢水,制藥廠往往采用厭氧生物處理技術處理高濃度的制藥有機廢水。厭氧生物處理是通過厭氧菌在無氧條件下,以有機物為原料進行生命代謝活動,并且將其最終轉換成無機物、CO2、H2、CH4 等無毒物質的一種方法。該法單獨處理后的廢水,由于COD 含量還是很高,無法達到直接排放的要求,需通過好氧理后才能達到排放指標。基于厭氧菌自身代謝所需時間較長,使整個工藝難以人為控制,若出水中損失掉大量生物質,嚴重影響處理效率,無法保證處理效率的穩(wěn)定性。目前常用的厭氧處理工藝主要有升流式厭氧污泥床反應器、厭氧折流板反應器等。
升流式厭氧污泥床(UASB):該設備構造簡單,處理能力強,運行穩(wěn)定,當在設備內已經形成合適的微生物后,處理效率可達85%~90%以上。UASB 關鍵部分是三相分離器,固、液、氣三相被有效分離,最終使污泥、氣體被合理去除和收集,進而達到處理污水的目的。由于厭氧消化效率很高,所以不需要采用污泥回流裝置等,但通常在處理抗生素類如紅霉素、氯霉素、土霉素等制藥廢水時,往往要求廢水進水時懸浮固體濃度不宜過高。
厭氧折流板反應器(ABR):ABR 是第三代新型厭氧反應器,其優(yōu)點比較多,主要包括系統(tǒng)運行穩(wěn)定性高,易于操作,總資產投入少,最顯著的是污泥沉降性能好,能達到很好的固液分離效果,所以出水水量均一,水質良好,特別是對有毒物質、難降解物質有很強的適應性。
2.3.3 厭氧-好氧生物處理
制藥企業(yè)由于原料不同、反應副產物多、生產工藝不同等原因,所產生的制藥廢水成分復雜、濃度高、色度深、毒性高、難降解物質含量高,僅靠單一的好氧或厭氧處理技術,會存在處理效果較差、凈化率差、COD 去除率較低等情況,一般無法滿足直接達標排放的要求。而將二者工藝組合,可以改善其可生化性,提高廢水的處理效果,且整個聯(lián)合工藝的投資成本也有所下降。
李靜等采用UASB- 生物膜反應器組合工藝處理制藥廢水,整個工藝體系總體COD 去除率可達86%,厭氧段(UASB)的COD 去除率約70%左右,好氧段的COD去除率為59%。李瑩等采用ABR、膜生物反應器(MBR)和移動生物膜反應器(MBBR)組合處理制藥廢水,實驗表明,當原廢水中固體懸浮物含量為1000mg/L,COD 為10000mg/L,氮氨含量為500mg/L 時,廢水出水時濁度、COD 和氮氨分別為3NTU、500mg/L 以及10mg/L 以下,處理前后去除率分別高達98%、95%和98%以上。
3 結語與展望
制藥廢水的處理一直都是企業(yè)和社會關注的問題。雖然現代制藥廢水的處理技術取得了很大進步,但由于制藥廢水的各組分比例不穩(wěn)定、組成復雜、污染物濃度高、顏色深、毒性強、難降解物質含量高等特點,僅僅依靠單一的處理工藝無法使出水達到國家排放標準,需采取多種工藝方法聯(lián)合處理,著力開發(fā)出經濟、高效、環(huán)保的工藝組合方式。
【關鍵詞】高濃度污水 處理 IRB AF處理工藝
中圖分類號:U664文獻標識碼: A
油田廢水,包括原油脫出水(又名脫水原油生產水),鉆井廢水和其他類型的站內含油廢水。油田廢水的處理根據油田生產,環(huán)境和其他因素的許多方面可以有多種方法。當需要注水時,油田污水處理后回注地層,這要對水中一系列的懸浮物、油等嚴格控制,防止其對地層形成傷寒。大多數油田生產單位在干旱地區(qū),水資源嚴重短缺,如何處理油田生產過程中的廢水,具有十分重要的意義。
1、油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“隔油——過濾”和“隔油——浮選(或旋流除油)——過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1 技術分類
根據不同程度的油田污水處理和質量要求的污水處理技術,通常分為一級、二級和三級處理技術。一般一級處理為預處理,二級處理,以去除懸浮固體的90%—95%和可降解有機物的90%。然而,在高碳化合物的毒性的重金屬和難降解有機物的過程中,氮、磷、難以完全消除,仍需要進行三級處理。處理技術的各個層面,包括重力分離,粗粒化,浮選法,過濾,膜分離和生物法,等十幾種方法。
1.2 油田污水處理的一般工藝
油田污水成分復雜,油含量和油在水存在的形式也不同,大多數情況下,往往與其他廢水混合,因此,單一的處理方法往往效果不佳。同時,各種方法有其局限性,在實際應用中通常是結合使用兩個或三個方法來滿足排放標準的質量標準,另外,對油田的生產方式和環(huán)保要求及不同水處理的用途,是油田污水處理技術中差別比較大的。
1.3 膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種膜分離單元和處理單元相結合的新型水處理技術,在膜組件中取代二沉池,以保持高活性的污泥濃度對反應器的污水進行處理,減少設施占地,保持低污泥負荷,減少污泥量。相比傳統(tǒng)的生化水處理技術,MBR具有以下主要特點:處理效率高,出水水質好;設備緊湊,面積小,自動控制易于實現,管理簡單等。在我國,作為一項高新技術,膜生物反應器的開發(fā)與研究已越來越深入。雖然目前膜反應我國也在實際應用中,然而,在日益短缺的水資源形勢下,隨著膜技術的發(fā)展,新型膜材料的開發(fā)以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有良好的發(fā)展前景。
2 、污水處理技術分析
目前,石化行業(yè)的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。
化學處理法通常使用濕式空氣氧化處理技術,(WAO),也就是說,在1 5 0~200℃,1.5—10MPa條件下,直接使用氧氣氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣處理的效果受制于氧化反應體系的壓力,溫度等。污染物去除效率越高,需要相應的系統(tǒng)壓力,溫度就越高。WAO法高昂的投資費用和操作設備的運行費用限制了其應用。焚燒和濕式催化氧化是運行費用投資非常高的處理技術。相反,采用生化處理技術的投資、運行費用只有濕式催化,焚燒法的一小部分或幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩(wěn)定。
3、IRBAF處理工藝簡介
內循環(huán)固定生物氧化床技術(Enternal Recurrence Fixed BiologicalBed縮寫IRBAF)在正常的溫度和壓力條件下,利用專屬微生物特殊的工藝環(huán)境,形成一個高活性生物酶催化氧化床,促使水體中污染物氧化。BAF反應池運行一定時間后,會產生大量的生物質材料在其填料中,如生物質床太多時,可能會影響內部運行的水填充效率,降低處理效率,這時,需通過反沖洗將生物床中的過剩生物質脫出。BAF的反沖洗可通過反沖洗自控系統(tǒng)或半自控系統(tǒng)來完成。IRBAF工藝的特點:(1 )高品質填料:生物床采用粘土陶粒,具有較大的比表面積和總孔容積,抗機械磨損強度高,表面粗燥,化學穩(wěn)定性強。(2)隔離式曝氣技術:采用獨有的隔離式曝氣技術,給反應器充氧的同時,將污水沿曝氣管道提升,再經過反應器生物床,形成循環(huán),避免了傳統(tǒng)曝氣方式對濾料的沖刷,同時由于反應器水體呈內循環(huán)狀態(tài),每小時可以循環(huán)10~20次,增加了濾料內水流速度,增強了污水與生物體之間介質的交換,提高了反應器的處理效能,具有完全混合式反應器的特點,提高了反應器耐有毒物質的能力和抗沖擊能力,隔離式的曝氣技術改變了傳統(tǒng)曝氣方式容積利用率低,易形成水流短路的現象,提高了反應器的容積效率和處理效率。(3)獨特的氣水聯(lián)合反沖洗方式:IRBAF的反沖洗技術是一種對傳統(tǒng)反洗技術的改進,提高了濾料層擾動的強度,提高系統(tǒng)應力中的附加切應力,提高顆粒間的碰撞機會,從而提高系統(tǒng)的反沖洗效果,避免濾料的粘結堵塞,保持反應器的活性,達到穩(wěn)定處理的目的。(4)自動化程度高:反沖洗是保障系統(tǒng)正常運行的關鍵,對出水水質、運行周期、運行狀況的影響很大,設計系統(tǒng)的整個反沖洗過程由程序控制,自動按次序控制管道上的閥門,減少人力,方便操作。對于一直困擾著煉油化工行業(yè)污水處理場的堿渣高濃度污水,經過隔油、氣浮等物化處理后,再進入內循環(huán)固定生物氧化床IRBAF工藝進行生化預處理,能夠有效穩(wěn)定去除大部分COD,減輕后續(xù)普通生化處理工藝的處理負荷,提高整個污水處理場的抗沖擊能力,出水水質穩(wěn)定,操作簡便、工程造價和運行費用低,必將在煉油石化行業(yè)的堿渣高濃度污水處理的領域中得到較廣泛的應用。
參考文獻
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作者簡介
關鍵詞:UASB;配水;均勻性;COD達標排放
引言
隨著某啤酒廠的快速發(fā)展,啤酒廠污水的日處理能力也將由目前水平提高到5000m3/d,因此需要盡量利用原有的構筑物設施在原有調節(jié)池+水解酸化+氧化溝處理工藝的基礎上進行升級改造。針對啤酒廠排放污水中高含量的COD和BOD[1],采用UASB+CASS組合工藝處理后達到排放標準。但此組合工藝在運行過程中,由于生產廢水COD含量非常高且營養(yǎng)相對單一,UASB工藝處理后COD去除率效果一般,而用UASB+好氧處理是比較科學經濟的處理方法,且為大多數啤酒生產企業(yè)采用。筆者在啤酒廢水處理過程中,對UASB配水方式進行了深入的研究,大量試驗證明:合理的配水方式對UASB處理系統(tǒng)的操控性和處理效果及運行費用都具有非常積極的作用[2]。
1啤酒廠污水處理的主要改造措施
1)在原調節(jié)池的位置上安裝4臺全封閉型UASB反應器,出水區(qū)產生的少量臭氣經除臭裝置處理后達到排放標準,對環(huán)境沒有任何污染;將產生的沼氣進行回收利用,實現經濟循環(huán)。2)將原有氧化溝加高改造成2組CASS池,1組曝氣,1組沉淀、排水,交替運行。同時,CASS池曝氣系統(tǒng)采用“羅茨鼓風機+球冠形可變微孔曝氣器”,可以提高氧利用率和處理效率,減少電耗。3)將原有的好氧池改為清水池,同時新建1座壓濾機房。4)對現有配電柜進行改造,并增加在線監(jiān)測機房。啤酒廠污水處理改造后的工藝流程工藝流程如圖1所示。
2試驗的材料與方法
2.1試驗目的由于該廠UASB+CASS組合工藝的COD去除率效果一般,對后續(xù)CASS處理工藝中COD去除也造成一定的影響,導致出水中COD的去除率運行不穩(wěn)定;因此,考慮在UASB厭氧處理中改善配水條件,即引用該試驗方法和裝置。2.2試驗原理針對啤酒工業(yè)生產廢水中COD含量高的特點,UASB+好氧組合工藝為大多數啤酒企業(yè)采用。本次試驗在厭氧處理過程中引入UASB+好氧處理,以大大降低生產廢水中COD。好氧處理方法致力改善配水條件,在試驗裝置A中豎向布置配水支管,并定期進行管道疏通和維護;在試驗裝置B中橫向布置配水支管,同樣定期進行管道疏通操作和維護通過試驗比較,試驗裝置A比試驗裝置B處理效果更好。2.3試驗裝置A所取水樣進入混合池后,經加酸或加堿調節(jié)為厭氧菌適宜的pH值(65~80)后,通過水泵進入UASB反應器。對操作方式進行改進,分別于UASB反應器進水口及出水口采取水樣,測定各水樣的COD值。通過一段時間的運行后,厭氧出水COD逐步升高,定期對UASB進行配水疏通操作,工作流程如圖2所示。1)進水時打開b閥門,關閉B閥門,打開A排泥閥,關閉a排泥閥,對管路進行1min疏通;2)進水時打開B閥門,關閉b閥門,打開a排泥閥,關閉A排泥閥,對管路進行1min疏通。通過以上疏通操作后,厭氧出水COD顯著下降,見表1。以后每月進行2次疏通操作,厭氧出水COD均值保持在200mg/L以下。2.4試驗裝置B水樣進入混合池,經加酸或加堿調節(jié)為厭氧菌適宜的pH值(65~80)后,通過水泵進入UASB反應器。通過反應器改進,分別于UASB反應器進水口及出水口采取水樣,測定各水樣的COD。連續(xù)試驗3個月,UASB處理效果如表2所示。該廠對配水器(圖3)改造后將原有污泥投加回系統(tǒng),如圖4所示。正常進水時打開進水總管閥門,關閉排泥總管閥門。每月定期進行如下操作:打開進水總管閥門進水的同時,打開排泥總管的閥門,沖洗疏通管道1min。后關閉進水總管閥門,打開排泥總管閥門進行反向排泥1min管道疏通。表3為裝置B改造后4周的厭氧效果:用原有污泥進行接種,4周內厭氧出水COD達到并保持在200mg/L以下。通過比較,試驗裝置A比試驗裝置B處理效果更好。
3結果與討論
3.1硬件UASB處理工藝在啤酒廢水的處理中具有極為重要的作用,保持配水的均勻性,可以將厭氧處理中出水COD保持在200mg/L以下,極大地降低污水處理的運行費用(主要指電耗方面)。同時,定期疏通進水和排泥管(形成回路系統(tǒng))也取得了非常好的處理效果,而且操作方便。鑒于以上試驗結果說明配水的均勻性對UASB處理效果有重要的作用。3.2管理定期的疏通操作是保持配水均勻性的重要條件,可以達到UASB配水的均勻性,保證厭氧出水COD保持在200mg/L以內。4結語1)啤酒UASB工藝厭氧處理中的配水均勻性對達到滿意的結果具有非常積極的作用,在保證達標排放的前提下,運行費用也降低很多;2)良好的自疏通結構是保證厭氧配水均勻性的重要硬件條件;3)定期的疏通操作是保證厭氧處理效果的必要條件。綜上所述,利用UASB配水的自疏通結構是一種保證管理操作的硬件結構,既可以大幅降低啤酒污水廠的運行費用,同時又保證了啤酒廢水的達標排放,是一種非常值得推廣的厭氧配水設計方法。
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我國是世界上水產養(yǎng)殖規(guī)模最大的國家,水產養(yǎng)殖對于保證國家的食品供應以及食品安全方面發(fā)揮了非常重要的作用。從現階段來看,我國的水產養(yǎng)殖大多數采用的是池塘高密度養(yǎng)殖的方式,此種方式雖然能夠帶來水產品產量的大量增長,但同時也造成了養(yǎng)殖水域的環(huán)境惡化,造成了很多水產品疾病的爆發(fā)以及死亡,所以急需對水產養(yǎng)殖廢水進行處理。本文主要闡述水產養(yǎng)殖廢水處理技術和應用方面的內容,希望能夠對相關人士有所幫助。
【關鍵詞】
水產養(yǎng)殖;廢水處理技術;應用
引言
隨著我國經濟改革的不斷深入,水產養(yǎng)殖業(yè)得到了非常迅猛的發(fā)展。但水產養(yǎng)殖業(yè)中廢水的排放問題成為了影響環(huán)境的重要問題之一,受到了社會各方面的普遍關注。我國水產養(yǎng)殖普遍采用的是池塘式的高密度養(yǎng)殖方式,此種養(yǎng)殖方式造成水產品的大量排泄物以及食餌殘渣造成了養(yǎng)殖水體的污染。如果沒有進行水體的及時處理不但能夠影響到養(yǎng)殖物的質量和數量,同時也會造成環(huán)境方面的污染。所以對水產養(yǎng)殖廢水處理技術進行研究,使其得到有效應用,對于提高水產養(yǎng)殖物的質量以及數量,改善環(huán)境質量具有非常重要的意義。
1水產養(yǎng)殖廢水的生物處理技術
1.1生物膜法
生物膜法主要包括的技術內容有:生物濾池、生物轉盤以及生物硫化床等等。由于微生物的多樣化造成了這些技術能夠在水產養(yǎng)殖廢水中得到較好的應用。(1)生物濾池。通過生物濾池進行水產養(yǎng)殖廢水的處理時,最主要的就是填料的選擇,填料所具有的結構以及表面積要能夠促進生物膜的生長,并且能夠有利于有機懸浮顆粒的捕集。現階段生物濾池中的填料主要包括碎石、煤渣、卵石、塑料蜂窩、焦炭以及不同類型的人工合成產品等等。生物濾池可以進行連續(xù)使用而不必更換濾料。(2)生物轉盤。生物轉盤主要是將一定數量的圓盤固定在軸上,在不同盤片之間有間隔,將盤片的50%浸入水中,剩余部分露出水面。這樣水以及空氣當中的微生物就會吸附到盤片表面上,形成生物膜。在生物轉盤轉動過程中,浸沒在水中的盤片露出水面后,其表面的水會在自重的作用下順著生物膜表面向下流動,在此過程中會將空氣中的氧氣吸收到水中,增加養(yǎng)殖水中氧的含量,從而使得水質得到凈化。(3)生物硫化床。此種技術屬于高負荷的生物膜法,主要是通過好氧的硝化滴濾與缺氧反硝化硫化床形成的反應器將水體表層的硝酸鹽以及溶解的有機物輸送到硫化床進行處理,具有比較好的效果。通過硫化床所具有的硝化以及反硝化作用同時對水產養(yǎng)殖水體進行處理,能夠保證出水氨氮在0.5mg/L以下。
1.2活性污泥法
在水產養(yǎng)殖廢水生物處理技術當中,活性污泥法是最主要的技術之一。從傳統(tǒng)活性污泥法上有不斷演進出了氧化溝、間歇式活性污泥法(SBR)以及AB法處理工藝等等。相關研究表明,利用活性污泥法進行水產養(yǎng)殖廢水處理后,NH4+-N不能滿足再利用方面的要求;在水產養(yǎng)殖排水溝當中采用類似SBR的操作方法實施好氧厭氧處理能夠取得比較好的效果;通過SBR法對鹽度不是非常高的養(yǎng)殖廢水進行處理能夠得到較好的脫氮效果。
2水產養(yǎng)殖廢水的物理化學處理技術
2.1機械式過濾處理
機械式過濾裝置主要是在傳統(tǒng)砂濾池基礎上演變而來的,主要是利用裝置所具有的阻隔吸附作用實現的廢水過濾。通過此種方法能夠有效濾除水產養(yǎng)殖水體當中的SS(是S,或者H2S,此處看應該是S),但是此種方式不能很好的處理到N以及P等,但是通過斜發(fā)沸石能夠一定程度上處理氨。相關研究表明,在砂濾床中種植植物并且對水的滲透率以及干濕循環(huán)時間進行有效控制,在水力負荷為3.5cm/d的情況下能夠處理掉93%的磷。美國研制了一種筒形的過濾機,在筒體的周邊設有濾網,當筒體放到水中時就會有部分濾網浸沒在水中。廢水會從開口位置流入到筒內部,同時將水中所具有的污物掛到網上,實現過濾之后的水會重新流到池中,而污物會受到噴頭的沖擊落到漏斗內被排到外部。
2.2電化學處理方式
經過相關研究表明。通過電化學方式進行養(yǎng)殖廢水中亞硝酸鹽以及氨氮的處理時,隨著傳導率的增加,亞硝酸鹽全部去除的時間以及能耗都會有所降低。在輸入的電流最大為2A時消耗的能量最少。相比輸入電流以及電導率來說,pH(應該是pH)值對于廢水處理幾乎沒有影響,酸性環(huán)境對于亞硝酸鹽的取出更加有利,堿性環(huán)境對于氨的去除更加有利,但總的來說氨的去除速度要比亞硝酸鹽的去除速度慢。
2.3臭氧處理方式
利用臭氧進行水產養(yǎng)殖廢水處理的原理就在于其相比于氯(1.36V)以及二氧化氯(1.5V)來說,其在水中的氧化還原電位相對較高(2.07V),能夠將細胞壁破壞并且分解,能夠迅速擴散到細胞內部將病原菌殺死。臭氧在水中分解得出的物質羥基自由基具有非常強的氧化性,能夠將難于分解的有機物分解掉。所以通過臭氧處理廢水可以將細菌、病毒以及氨等有害物質快速清除掉,同時能夠增加水中的溶解氧,實現凈化水產養(yǎng)殖廢水的目的。
3水產養(yǎng)殖廢水的自然生物處理技術
通過自然生物進行水產養(yǎng)殖廢水的處理主要包括濕地系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘等等,此種處理技術的優(yōu)點在于:對于水體中氮以及磷的處理能夠達到比較理想的效果。
3.1濕地系統(tǒng)
人工濕地具有比較好的污水處理能力,能夠有效去除掉含有氮、磷等的有機物懸浮物。通過人工濕地的方式進行工農業(yè)廢水處理相對來說比較成熟,將此應用于水產養(yǎng)殖廢水也取得了一定的成績。最為典型的濕地系統(tǒng)之一就是非集約化水產養(yǎng)殖自然水域,其具有很強的自凈化能力,將其合理充分利用能夠取得非常好的環(huán)境效應以及經濟效應。相關研究得知,通過人工濕地進行水產養(yǎng)殖水體的處理,當水力負荷在1.8~13.5cm/d范圍內時,NH4+-N的去除率能夠到達86~98%,磷的去除率能夠達到32~71%,出水NH4+-N的濃度在0.3mg/L以下,NO2--N的濃度在0.01mg/L以下。如果養(yǎng)殖廢水的鹽度相對較高,那么可以在沙性濕地上種植耐鹽性植物,此種方式能夠將水產養(yǎng)殖水體中98%的氮、94%的無機氮、99%的磷以及97%溶解態(tài)磷去除掉。
3.2魚塘水生態(tài)系統(tǒng)
此種生態(tài)系統(tǒng)具有非常強的污物處理能力,對于水產養(yǎng)殖廢水處理來說,可以充分利用魚塘的凈化能力對養(yǎng)殖廢水進行凈化。魚塘水生態(tài)系統(tǒng)的綜合利用主要是通過池塘所具有的凈化能力以及魚類的生理特征實現廢水凈化,例如利用充氧、魚藻共生系統(tǒng)、魚類在白天以及晚上不同活動時間的混養(yǎng)、將具有不同耐污能力的魚混養(yǎng)、對于魚類的生理修正等等。通過相關研究得知,對于水生植物結構進行更改,充分利用浮萍對于氮以及磷的吸收、對于重金屬的累積能力等能夠有效進行水產養(yǎng)殖廢水的處理。
4生物工程在水產養(yǎng)殖廢水處理中的應用
隨著科技的發(fā)展,生物工程技術已經成功應用在了很多領域。水產養(yǎng)殖領域也在加大生物工程技術的應用,通過此技術的應用能夠有效降低廢水的排放量以及污染物的數量。例如:通過微生物發(fā)酵生產以及遺傳工程技術進行特定氨基酸的合成,將此合成基因克隆島微生物的細胞質當中,之后利用微生物的增值進行蛋白質魚類飼料的生產,能夠有效提升魚對于飼料的利用率,并且能夠降低氮的排泄物,降低廢水中的氮濃度;通過生物篩選技術以及基因工程能夠培育出具有較強去污能力的植物以及微生物,通過這些生物能夠對水產養(yǎng)殖廢水進行有效處理;另外,也可以通過生物工程對魚類實施生理修正,從而提升魚類的抗污能力并減少排泄物,例如已經培育出的生物魚類能夠對沙門氏菌具有有效抗體,從而能夠在受到一定污染的水體中正常生長。另外,相關研究對于具有高效凈化水產養(yǎng)殖水體的紫色非硫光合細菌進行了有效的分離以及篩選,得出的紫色非硫光合細菌具有比較強的凈水能力,同時也是魚類的良好飼料。
5結束語
社會經濟的發(fā)展以及人們生活質量的提升需要各方力量的共同推動,水產養(yǎng)殖不但能夠有效提升社會經濟,同時也給人們的生活提供更加多彩的供給,所以近些年得到了大力的發(fā)展。但人們也要充分認識現階段水產養(yǎng)殖所帶來的問題,目前養(yǎng)殖方式造成水產品的大量排泄物以及食餌殘渣造成了養(yǎng)殖水體的污染,與節(jié)約型、環(huán)保型社會不符。所以我們需要認真研究水產養(yǎng)殖的廢水處理技術(主要包括生物處理技術、物理化學技術、自然生物技術等)以及其應用的情況,進一步推動水產養(yǎng)殖向著綠色環(huán)保的方向發(fā)展,不斷提升經濟效益以及社會效益。
作者:向明實 單位:四川省宣漢縣水產局
參考文獻
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(中核第四研究設計工程有限公司,河北 石家莊 050021)
摘 要:本文基于鈾水冶工程中廢水的來源及其危害性,以某礦廢水處理廠房的設計為例,簡要介紹該廠房主要工藝設備的計算和選型。
關鍵詞 :含鈾廢水處理;設備選型計算
中圖分類號:X703 文獻標志碼:A 文章編號:1000-8772-(2015)05-0222-0
一、案例工程概況
某礦需要設計處理廢水量300m3/d(廢水密度1.05t/m3)。處理前廢水(pH為1.7)主要成分含有Al3+、Fe3+、H+、Mn2+、SO42-等,其中放射性鈾濃度3~5mg/L,鐳~4Bq/L。要求處理后廢水pH~7,鈾濃度≤0.3mg/L,鐳≤1.1Bq/L。
二、廢水處理流程
針對廢水成分,采用氯化鋇-沉渣堿化-石灰沉淀法。廢水中226Ra可與堿土金屬(Ca、Ba)的硫酸鹽形成共沉淀去除,鈾酰離子與Ca2+發(fā)生沉淀來去除,酸性廢水采用石灰中和。主要工藝為廢水經氯化鋇除鐳、石灰中和、濃密沉降澄清、濃縮底流過濾,合格清液采用槽式排放,檢驗不合格的則返回重新處理。
三、主要設備選型計算
根據工藝流程要求,以下將介紹廢水處理廠房的主要設備選型計算:
(一)廢水貯池和槽式排放池
實際生產時,需要考慮廢水的間歇產生、流量不均等特點,以及處理不達標廢水返回的影響。
1.廢水貯池
貯存量:設計2池,方便清污及檢修,單池滿足1d貯存量。
經濟性:可采用拉格朗日乘數法計算貯池規(guī)格的經濟性極值,計算時需要綜合考慮影響貯池造價的征地、主體結構、防腐層、地基處理等因素。由于現階段我國工程用地較為緊張,一般采用鋼筋混凝土結構,經濟性高度為3.5m。
貯池邊長==9.76m(有效容積率90%)
設計貯池規(guī)格:長×寬×高=10m×10m×3.5m;內壁采用襯環(huán)氧樹脂防腐。
2.槽式排放池
由于廢水須檢驗達標后,才可向環(huán)境排放。考慮鈾、鐳指標分析時間較長,設計為2池,池體規(guī)格與工藝廢水貯池相同。
(二)廢水中和罐
本部分設計需要從兩方面考慮:廢水與氯化鋇、石灰乳充分混合;控制混合強度,促進新生成的沉渣晶體長大。一般采用軸流機械攪拌罐作為中和罐,攪拌強度控制在2級。
設計規(guī)格:直徑×高=DN2500×2500(有效容積率70%);罐內壁襯玻璃鋼防酸腐蝕。
(三)石灰消化器
設計采用后排式化灰機,主體由筒體、尾部內篩筒(石灰乳粗篩)、排汽收漿罩、支撐裝置及傳動裝置(右傳動型)組成。生石灰與水采用回轉運動方式混合,未消化灰渣經洗滌后從設備尾端排出。
石灰乳用量:15×25÷1000÷13%=2.88t/h(25m3廢水/h);2.88÷1.09=2.65m+/h(15kg生石灰/m3廢水);設備作業(yè)容積:πR2×L×k=π(0.5)2×10×20%=1.57m3;化灰時間:1.57÷2.65×60=36min>30min。
設備技術規(guī)格:筒體內徑1m,有效長度10m,轉速1.75~8rpm,有效容積系數20%;石灰乳生產能力2~5m3/h;灰乳濃度13~15°Be’;設備功率5.5kW。
(四)濃縮機
利用密度差的原理,將比水重的懸浮顆粒從水中去除。設計按溢流中最大顆粒的沉降速度計算濃縮機面積,即:
給入濃縮機固體量:Gd =10.69t/d(pH值由1.7中和至7,濃縮機底流沉渣返回1/4);濃縮前漿體的液體和固體重量比:R1=32.22;濃縮后漿體的液體和固體重量比:R2=13.72;溢流中最大顆粒的自由沉降速度:u0=0.044mm/s;溢流中允許的最大固體顆粒直徑:d=8.5μm;擬截留漿體的密度:ρT =2.76g/cm3;濃縮機有效面積系數,取0.85~0.95,φ12m以上K=0.9;進料波動系數1.05~1.20,本文K1=1.05。
設計2臺廂式壓濾機,設備型號XAZ50/800×800-U,單臺過濾面積F=50m2。
參考文獻:
關鍵環(huán)節(jié)一:根據制革廢水的上述水質,可以看出,其懸浮物濃度相當高。主要是動物皮屑、毛、泥砂等。首先,其處理采用以生化為主,并輔以物化處理是正確的,因其生化性較好,B/C=0.4~0.5,宜采用生化處理作為制革廢水的主處理工藝。此處的物化處理是指在生化處理之前的預處理,這一點對制革工業(yè)廢水處理至關重要。在無極縣部分制革工業(yè)企業(yè)中,其皮革工業(yè)廢水治理初始階段,工藝設計中,忽略了預處理環(huán)節(jié),導致運行失敗。由于在生化處理單元前沒有設足夠停留時間的沉淀池或氣浮池,使原水中的高懸浮物隨同原水一并進入生化處理單元,從而嚴重地影響了生化處理效果。
當廢水中含有較高的懸浮物時,懸浮物會隔離微生物與廢水中有機污染物的接觸,從而影響微生物對水中BOD的吸附和降解,進一步造成生化處理效率下降。因此,制革工業(yè)廢水(包括皮革、裘皮、羊絨加工等廢水)的處理,必須強化生化處理單元之前的物化預處理,這是很重要的一個處理環(huán)節(jié)。關鍵環(huán)節(jié)二:如前所述,皮革工業(yè)廢水含鹽量較高,特別是Ca2+濃度,這是皮革廢水另一個特點。
皮革廢水的生化處理單元是采用活性污泥法還是采用生物膜法,這也是一個關鍵環(huán)節(jié),在這里存在一個誤區(qū)。活性污泥法常應用于市政污水處理,而生物膜法則常應用于工業(yè)廢水處理,特別是生物接觸氧化法。生物接觸氧化處理工藝具有如下優(yōu)點:(1)使水力停留時間HRT與污泥停留時間SRT完全分離,雖其水力停留時間HRT相對較短,生活污水HRT約2h~4h,但污泥停留時間SRT卻很長,可以達到30d,甚至更長至60d。(2)BOD(或COD)容積負荷率比活性污泥法高得多,因此生物接觸氧化法單位容積的生物量比活性污泥法大得多。一般活性污泥法VSS為3.0kg/m3~3.5kg/m3,而生物接觸氧化法VSS為7kg/m3~12kg/m3,因此,其負荷率為活性污泥法的2~3倍,相應其容積占地面積生物接觸氧化法要比活性污泥法小得多。(3)生物接觸氧化法既適合低濃度有機廢水處理也適合高濃度有機廢水處理,而活性污泥法,對低濃度有機廢水處理效果甚微。實踐證明,當廢水COD及BOD濃度較低時,COD<100mg/L,BOD<50mg/L時,微生物會因食料不足,而形不成菌膠團,只能成單體狀態(tài)存在于水中。基于上述優(yōu)點,生物接觸氧化法在工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應用,如印染廢水、焦化廢水、食品廢水、淀粉廢水、啤酒廢水等。根據上述生物接觸氧化法的優(yōu)點,制革工業(yè)廢水采用生物接觸氧化法是順理成章的事,但運行實踐證明這是一個誤區(qū)。
由于皮革廢水中含鹽量較高,其中Ca2+含量也很高,如采用填料式生物接觸氧化法,會使填料上逐漸結成礦化物垢,而且逐漸增厚,此種礦物垢對生物膜起到抑制作用。而這種礦物垢人工無法清除,從而使廢水處理效果愈來愈差,甚至填料上的生物膜完全脫落。近期的兩例革園區(qū)污水處理,由于上述原因而導致運行失敗。綜上所述,皮革廢水的生化處理,應采用活性污泥法,切忌采用填料式生物膜法。
二、結論
1.制革工業(yè)廢水應強化預處理,用混凝沉淀或混凝氣浮法將懸浮物予以去除,以免影響生化處理效率。
關鍵詞:磁泥廢水處理系統(tǒng);沉降池;雜質處理
磁泥廢水系統(tǒng)具有結構簡單、合理布局的特點,會用多個操作處理磁泥廢水中的污染源,消除或降低污染程度,讓其符合排放標準,把對環(huán)境的影響降到最低。而經過處理的廢水也可以二次利用,提高了水源的利用率,減少了能源的過度使用,避免給環(huán)境帶來不良影響。
1磁泥廢水處理系統(tǒng)
磁泥廢水是在磁體材料的生產過程中產生,磁體材料倒入模具成型前,需現在模具中涂抹脫模劑,以讓材料全部脫模,由此,會讓流出的磁泥廢水中有大量的鐵粉、油等,如果沒有經過處理直接把廢水流入自然環(huán)境,將嚴重破壞生態(tài),同時也降低了水資源的利用率。所以,加工企業(yè)在材料加工結束后,需對產生的廢水進行處理,讓其達到排放標準后再排放。因此,技術人員會用相應的技術,建立一個廢水處理系統(tǒng),技術應用后系統(tǒng)的特點是:設置多個處理層,分別是隔油池、溶氣氣浮機以及沉淀池等,通過隔油池隔離出來的廢水用提升泵傳送到溶氣氣浮機,連接沉淀池的兩個管道分別是進液管道與污水管道,進液管道流出的水可以排出,也可以再次使用。用該技術處理后的效果是:先把磁泥廢水放到隔油池,然后把處理后的廢水用溶氣氣浮機處理,經過混凝反應后,可以過濾廢水中的雜質,隨后,用沉淀池和超濾單元清除雜質,如此,可有效減少廢水對環(huán)境的污染,有良好的應用效果。
2磁泥廢水處理系統(tǒng)的具體操作
磁泥廢水處理系統(tǒng)是由多個小部分組成,且每個部分相對獨立又互為統(tǒng)一,優(yōu)化了磁泥廢水的處理效果。
2.1操作方案
操作人員首先會把磁泥廢水放到隔油池中,用隔油池內產生的反應,完成除油處理,當廢水中的油清除后,經由提升泵把水送到溶氣氣浮機內,溶氣氣浮機內會用混凝反應對廢水進行處理,隨后,把水流入沉淀池,由進入水的管道進入,處理水中雜質,隨后,再把水從出水口流出,流出的水經過超濾單元的處理后,檢測是否符合排放標準,確定符合后排放,或是重新在生產中使用。這個過程中,溶氣氣體機的混凝反應是,在混凝區(qū)放入PAC和PAM,讓兩者充分混合,廢水中的有機物與混合物發(fā)生反應后,會逐漸凝結成柳絮,變成絮凝物,這些絮凝物在溶氣的包括下,漂浮到水面,隨后用設備從水面刮離,做初步的雜質分離,但有些絮凝物仍在廢水中,需經由沉淀池再次處理,并順著清液流入超濾單元。如此,經過處理的廢水可順利流入環(huán)境。這一操作方案便于操作,可得到良好的效果,而處理過程中產生的廢渣以及污泥,都被送到污泥處理單元處理,操作便利。
2.2操作方案的優(yōu)化
原有的操作方案雖然可以取得好的效果,但仍可以繼續(xù)改進,進一步優(yōu)化方案的實施。比如,對于沉淀池,可以在池中放置一個隔板,分成兩個區(qū)域,一個區(qū)域是緩水池,另一個區(qū)域是沉降池,而隔板應靠近溶氣氣浮機,并且在隔板的下半部分,設置一個連接緩水池與沉降池的水流通道,緩水池中的污水進口需和溶氣氣體機的污水出口連接,沉降池的清液進口與進液口連接。而溶氣氣體機會把經過處理的廢水先流入緩水池,再通過兩個池子連接的管道流入沉降池,這種方式,可以讓廢水慢慢流入沉淀池的底部,不會使沉降池中的水有過多的攪動,同時,這也可以防止絮凝物進入超濾單元。此外,為提升沉降池對雜質的沉降效果,可以在沉降池的上半部,放置斜向并起到間隔作用的導桿。其實際操作是:廢水是按照自上而下的方式流入沉降池,然后再通過清液入口,流到超濾單元內,加入傾斜的導桿后,廢水中的絮凝物不會隨著水的流動進入清液口,而是在木棍的阻礙下,自然沉降。而導桿架設的過程中,會形成多個長方形間隔,在這些間隔的位置會放置一個擋泥板,板的一端固定在導桿的一端,板的其他部分遠離導桿,整體呈現為懸置狀。該擋泥板的設置,可以讓絮凝物因為多方面的阻擋沉落,提升了雜質的清除效果。而既然是方案的優(yōu)化,選擇的沉淀池也有級別之分,即優(yōu)化后的方案會設置一級與二級之分,一級沉淀池的池口設有一個溢流口,清液可從溢流口流入二級沉淀池,通過這兩個級別沉淀池的設置,可以把廢水中懸浮的絮凝物有效清除,加快了沉淀處理的速度。但這一方案應用一段時間后,超濾單元使用的膜原件不可避免的會發(fā)生堵塞,對此,可以在整個操作中設計一個反沖洗管路。反沖洗管理與水箱和水泵相連,水箱的進水口與超濾單元的透過液管道連接,并且連接管道上會設置一個三通閥,用于控制水箱的進水,進行反沖管道操作時,水箱內的水通過水泵施加水壓,讓水進入超濾單元,如此操作一段時間后,可以把超濾單元最后處理的水流入水箱,然后再用水箱內的水反沖,消除了膜元件的堵塞。此外,為保證管道的清潔,可以在水箱內的水反沖進超濾單元前,預先放入清洗劑,即提高了堵塞的處理效果,又可以讓管道保持清潔。而除了用水清潔以外,透出液管道也可以與反吹氣的氣泵連接,當膜元件堵塞后,可用反吹氣的方式處理,多方面的處理堵塞物,進而增加了超濾單元的使用時間。通過對實施方案優(yōu)化的分析,可以總結出,對系統(tǒng)處理方式的進一步優(yōu)化,可在原有的處理效果上進一步優(yōu)化,提高了廢水中雜質清除的效率。
3結語
本文先簡單介紹了磁泥廢水處理系統(tǒng),包括系統(tǒng)使用的技術與技術應用后的效果,隨后,分析了系統(tǒng)的實際操作與優(yōu)化,與優(yōu)化產生的問題、處理方案,由此,得出的結論是,負責生產磁質材料的企業(yè),應加大對磁泥廢水的處理力度,引入新技術,優(yōu)化廢水的處理,以讓其符合廢水的排放標準,提高水源的利用率,保護生態(tài)環(huán)境。
參考文獻
[1]朱翀,雷美玲,張雪蘋.民用飛機廢水處理系統(tǒng)流動性能仿真研究[J].航空計算技術,2015,6:99-103.