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工业污水处理设备​技术应用与发展趋势
时间:2020-08-29 点击次数:28

工业污水处理设备新工艺跟新技巧开发内在起因是人们一直寻求高效力、低能耗、低本钱跟低的占地面积等高机能指标的实际结果。不同反应器的利用受到了技巧、经济跟实际前提的限度。这些限度体当初对好氧生物反应器研究跟开发,受到了生物成长特点、反应器的情势、传质前提跟固液分别等诸多因素的限度。长期以来人们缭绕这些限度因素依据各个时代的实际、技巧、资料等进展,进行了长期不懈的研究跟开发工作。目前,在以下多少个方面的进展敏捷:


  ① 高效反应器的发展: 生物膜反应器跟活性污泥工艺的处理负荷在1.0~2.0kgBOD/m3.d之间,而以三相内轮回流化床反应器为代表的挪动床反应器的负荷可能达到5-10kgBOD/m3.d。所以,对生活污水的处理从反应器发展趋势角度是从生物膜反应器、活性污泥工艺向高效的挪动床跟流化床发展。

  ② 积淀与反应、反应与分别等技巧的融合趋势: 对生物反应跟积淀功能的组合,导致三沟式氧化沟、SBR反应器跟UNITANK等新工艺的开发跟利用,特别是集接触氧化反应跟过滤为一体的曝气生物滤池,以及利用高科技形成反应跟分别的膜生物反应器,充分代表了这一发展趋势。

  ③ 固定床跟悬浮成长体系融合的趋势: 80年代初,我国跟日本同时开发了接触氧化工艺,然而接触氧化不解决填料利用寿命、放大跟堵塞一系列问题,同时,填料用度的增加对消了池容投资的节俭。这导致挪动床跟流化床反应器的开发,这种反应器生物外在状况上是悬浮状况,而成长方法是生物膜成长。这是固定床生物膜技巧与悬浮成长体系更高一个品位的技巧融合。

  ④ 充氧机能的进步:从直到70年代末仍然采取简单的穿孔管曝气,这一时代的技巧进展表示为我国对射流曝气的开发跟控制,到80年代初国内个大型城市污水处理厂引进中刚玉盘的微孔曝气,90年代,开发橡胶资料的可变孔微孔曝气装置,体现了这一范畴的进展。
我国城市污水处理技巧研究工作从20世纪70年代末起步,经过20多年的不懈尽力,在城市污水处理技巧方面获得了较大的成绩,结果丰富。同时,随着改革开放也一直引进国外新的工艺技巧。目前在水沾染治理技巧上,已胜利普遍利用传统活性污泥法、延时法等新型活性污泥工艺、SB
  R、AB法、UNITANK跟氧化沟技巧、A-O法跟A2-O等变形工艺。这些在我国城市污水处理厂普遍采取的工艺,是欧美等发达国度所采取的主导技巧,并被证明是行之有效的水沾染把持技巧。这些工艺准则上也实用于小城镇污水处理,然而,对我国大量的小城镇的小型城市污水处理厂,应当依据这一宏大须要开发小城镇实用的简易高效污水处理成套技巧,重点要解决在城市污水处理厂呈现的三高问题,即投资高、电耗高跟运行用度高。
2小城镇污水处理的适合工艺
2.1SBR反应器
传统SBR反应器在运行操作上形成了曝气跟积淀相结合的特点,这体现了SBR反应器最为实质的特点之一。工业污水处理设备主要目的是将生活污水和与之相类似的工业有机废水处理后达到回用水质要求,使废水处理后资源化利用。在总结国内外先进经验的基础上,不断改进污水处理工艺,促进了污水处理设备的大发展。 同时,这请求SBR反应器必须充分利用了古代电子跟主动化技巧。SBR反应器的发展进程显现了多样性,有CAS
  S、CAS
  T、ICEA
  S、MSBR等多种新型SBR反应器。各种SBR反应器的发展体现了与传统活性污泥彼此融合的趋势。具体表示为从间歇进水、间歇出水的传统SBR反应器,发展到连续进水、间歇出水跟连续进水、连续出水并带回流污泥的SBR反应器。以及呈现了UNITANK这种融合氧化沟、SBR跟活性污泥工艺新型的综合性工艺。这体现了间歇式的SBR跟连续式活性污泥工艺彼此融合的特点。
通过对SBR工艺特点跟不同研究者的研究结果进行汇总,SBR反应器众多优点可演绎如下:
SBR反应器充分利用了生物反应进程跟单元操作进程的一些基本原理。不同的SBR反应器因为流态、池型或操作方法的转变可能仅仅存在上述特点的一条或多少条。同时,经典的SBR反应器也存在一定问题,比方:

  ① 处理连续进水时,对单一SBR反应器的利用须要较大的调节池;

  ② 对多个SBR反应器进水跟排水的阀门主动切换频繁;

  ③ 无奈解决大型污水处理名目连续进水、连续出水的处理请求;

  ④ 设备的闲置率较高跟污水晋升水头丧失较大等等。
2.2氧化沟工艺
氧化沟在欧美各国得到了普遍的器重,发展速度很快。据统计到1977年为止在西欧有超过2000多座派司维尔型氧化沟投入运行。荷兰DHV公司发明的卡鲁塞尔氧化沟在全世界范畴已有800多座投入运行。法国OTV-Kurger公司开发的D型氧化沟已占丹麦氧化沟总数的80%。美国Envirex公司开发的Orbal氧化沟,更大处理范围已达90万m3/d。
从90年代至今是我国氧化沟技巧大发展的阶段,预计已有上百座氧化沟污水处理厂投入运行。氧化沟技巧仍然是当前污水处理的热点。氧化沟属于活性污泥工艺的一种变形,然而在其发展进程中也形成了其很多独有的优点跟特点:

  ① 结构情势存在多样性

  ② 氧化沟曝气设备的多样性

  ③ 简化了预处理跟污泥处理
2.3 曝气生物滤池工艺
古代曝气生物滤池是在70年代末80年代初呈现的一种膜法生物处理工艺,最初是利用在污水处理的三级处理上。其将生物接触氧化与过滤结合在一起,不设积淀池,通过反冲刷再生实现滤池的周期运行。在废水的二级处理中其坚持接触氧化的高效性,同时又可通过过滤获得高的出水水质。90年代初得到了较大发展。以BAF为代表的工艺重要优点如下:

  ① 工艺容积负荷可高达6.0kgBOD/m3.d,出水达到或濒临生活杂用水标准;

  ② 占地面积少:曝气生物滤池占地是通例二级生化处理的1/5~1/10;

  ③ 投资省:BAF体系总水力停留时光短,基建投资少,同时出水水质高。
曝气生物滤池可能有多种运行方法,可能下向流的方法运行,也可能是上向流的方法运行,采取上向流的曝气生物滤池往往采取轻质滤料。印染污水处理设备不是多净化几遍的问题,而是整个净化工艺都要发生变化,这需要大量的资金。有位从事多年污水处理行业的人士给出了一个计算模型,一个污水处理厂从一级B排放标准到一级A排放标准的追加投资,等于该处理厂原始投资成本的50%-70%。曝气生物滤池工艺也可与其余生物处理工艺一样采取多级串联工艺。采取两级串联工艺为进一步降解污水中难降解的有机沾染物跟达到严格的出水水质供给了坚固的保障,可能获得了精良的处理后果,保障了出水的牢固性。
2.4 三相内轮回流化床反应器
内轮回三相流化床反应器,作为一种新型的三相流化床,其反应器的诸多特点重要体当初气、液轮回、载体流态的特别运行法则。因为在内轮回三相生物流化床反应器内装有大量渺小的载体,并使之处于轮回流化状况,为微生物的附着成长供给宏大的名义积,同时保障良好的混淆跟传质前提。因此实质上该反应器是一种生物膜法处理工艺。
三相内轮回流化床不仅存在个别好氧流化床的特点,还存在以下特点:

  ① 流化机能好,反应器处于完全混淆状况:反应器内大局部载体都参加轮回流动,载体流化存在良好的均匀性,这为生物膜形成供给了前提;

  ② 氧的转移效力高:因为大量液体轮回流动,在此进程中会夹带一些渺小的气泡,延长气-液接触时光,进步了氧的转移效力。氧利用率可达30%~50%;

  ③ 载体消散量少,不需专门的脱膜设备,大大简化了原来的流化床处理污水所需的帮助设备。
在投配容积负荷达10kgCOD/m3.d以内时,可获得70%~80%左右的COD去除率,与传统活性污泥比较去除污泥负荷可进步10倍左右。内轮回三相生物流化床进入畸形运行后,COD去除率均达75%以上,尤其是进水浓度较高时,去除率可达90%以上。这说明流化床存在较强的抗冲击才干。
3 可连续发展的污水处理工艺
目前我国城市污水处理厂普遍采取的工艺是国外在水沾染把持进程中,被证明是行之有效的技巧。并且是欧美等发达国度所采取的主导技巧,我国与欧美等国度与工艺多少乎处在同一水平上,然而我国的公民生产总值远远低于上述国度,采取以上技巧是否可能完全适合我国的国情,是咱们须要考虑的一个问题。这须要从技巧的进步性跟是否代表了可连续发展的方向两个方面来考虑。
3.1新技巧、新工艺的开发
从技巧发展的角度给开发新技巧供给了可能性,各品种型有机沾染物的厌氧、好氧降解反应进程汇总如下。
     好氧进程                              厌氧进程
 1) COD®H2O+CO2                2) COD ® CH4+CO2
 3) NH4+ ®NO2- ®NO3-               4) NO3-® N2 反硝化)
 5) PO4-+生物-P ®生物-P            6) NH4++NO2-®N2
 7) H2S ®So                 8) SO4= ®H2S
 9) R-Cl®CO2 + Cl-              10) RCCl®CH4+CO2+Cl-
以上反应为新工艺开发的化学反应基本,是新工艺开发的基本跟成长点。人们从前对好氧微生物跟专性厌氧微生物研究十分充分, 而对兼氧性微生物的研究不够。反应式为传统厌氧跟好氧工艺,其余均为兼性菌的反应。事实上,去除
  N、P的A2O或AO工艺就是利用兼性菌的工艺。Kuenen等发明某些细菌在硝化、反硝化利用中能利用NO2-或NO3-作电子受体将NH4+氧化为N2跟气态氮化物;在这些反应的基本上,正在开发短程反硝化、ANAMMOX跟OLAND等合乎可连续发展的新工艺。可能很好的与氧化沟、生物膜、SBR反应器跟间歇曝气等工艺结合。
胜利的利用兼性微生物的典范工艺是北京环保所在80年代开发的水解-好氧处理工艺。水解池利用水解跟产酸微生物,将污水中的固体、大分子跟不易生物降解的有机物降解为易于生物降解的小分子有机物。使得污水在后续的好氧单元以较少的能耗跟较短的停留时光下得到处理。从大量实际来看,采取水解-活性污泥法与传统活性污泥比较,基建投资、能耗跟运行费均可节俭30%以上。
3.2 生态处理技巧
所谓生态处理技巧并不是什么全新的技巧,而是在城市跟小县城可能依据当地社会、经济跟天然前提,而恰当采取的土地处理技巧、氧化塘处理技巧跟人工湿地处理技巧等等。土地疾速渗滤或慢速渗滤污水处理体系,是利用天然或人工砂土,在一定水力负荷前提下,通过土地处理体系产生综合的物理、化学跟生物反应使沾染物得以去除,其中重要是生物化学反应。满意出水的处理目标。该技巧建设跟运行用度低、治理简单跟出水后果好,适合于我国国情。
而污水人工湿地处理技巧,将污水有把持地投配到经人工改革的湿地上,利用泥土、动物跟微生物等对污水进行处理。深圳平湖白泥坑人工湿地体系是我国九十年代存在代表性的工程。近年来,该技巧研究跟利用较为普遍。牢固塘则是一种结构简单,易于治理,处理后果牢固坚固的污水天然生物处理设施。污水在塘内通过长时光的停留,其有机物通过不同细菌的分解代谢作用用后被生物降解,牢固塘依照功能可分为以类:  好氧塘; 兼性氧化塘; 厌氧氧化塘; 曝气氧化塘; 高效氧化塘。
4小城镇污水物化处理
4.1一级化学强化处理
国度城镇沾染技巧政策倡导非重点流域跟非水源维护区的建制镇,依据当地经济前提跟水沾染把持请求,可先行一级强化处理,分期实现二级处理。污水处理成套设备除了对污水处理工艺进行改进、强化脱氮除磷功能外,污水处理厂的设备改造、过程控制、水力条件优化也不容忽视。业内人士提出,可以采用高效、无堵塞的水泵和变频设备,提高设备的效率,降低能耗和运行费用,减少设备检修率。一级物化处理有投资省、运行用度跟能耗低的优点,特别是采取一级强化处理办法,在用度跟能耗增加未几的前提下,较大幅度的进步有机物的去除率,以达到大量削减有机沾染物总量的目标,这对我国这样一个发展中国度是一条值得摸索的途径,对全面实现我国水环境彻底改良的目标存在重粗心思。表2是国内外一些一级强化处理工艺典范工艺的汇总表。
强化一级处理的工作的特点如下:
一级强化化学处理与絮凝剂的发展密切相干,当初因为高效、廉价絮凝剂的呈现,国外在城市污水处理中已经利用。瑞典的城市污水处理厂大局部都采取了化学处理与生物处理联用。瑞典有关部分曾对生物处理跟化学处理中所需能量进行了比较,生物处理每降解1 kgBOD7需1.3kW.h。絮凝剂生产的原料、运输跟形成产品所需能耗为每kg产品约0.3kw·h,通常絮凝剂的投加量均匀约为150g/m3,可见化学处理的药耗能耗远低于生物处理。一级强化处理工艺特点如下:

  ① 去除率高:对悬浮固体、胶体物质跟磷的去除存在明显后果,个别可去除悬浮固体达90%,BOD50%~70%,COD50%~60%,细菌80%~90%,总磷80%~90%。

  ② 投资效益好:能降落后续生物处理的负荷跟电耗,运行牢固,所需生化池容积较小,节俭用地跟造价,而且近期投资环境效益较好;

  ③ 除磷后果好:国内外的实际运行教训表明,除磷效力将高于生物除磷,当结合后续生物处理时,出水的TP含量可望满意0.5mg/L的排放请求。

  ④ 化学污泥的处理跟处理:采取一级强化工艺的污水厂,化学药剂的投加会使积淀污泥的产量增加、浓度降落,污泥体积增大,使污泥处理处理的难度增加,初沉池产泥量将增加50%~。除了考虑药剂用度外,要考虑污泥的处理处理用度。一级强化工艺增加了污泥处理处理用度相称可观,对此需引起足够的器重。
4.2化学除磷
随着我国污水排放标准中对
  N、P的请求日趋严格,我国面临着现有污水处理设施的除磷工艺改革跟新建存在除磷脱氮功能的污水处理设施两种情况。活性污泥工艺跟生物接触氧化工艺是存在代表性的两种污水处理工艺。目前国内外普遍采取的除磷方法重要有化学除磷跟生物除磷法,以及化学跟生物除磷相结合的生化除磷法。化学除磷投药量盘算较为庞杂,目前还不公开发表过技巧实验结果来描述化学除磷投药量的盘算方法。常引入药剂投加系数β值,即:
 β=摩尔Fe或Al/摩尔
投加系数β是受多种因素影响的,如投加地点、混淆前提等,实际投加时倡导通过投加实验判断。现对中试试验中β与TP去除后果进行剖析,如图3跟图4。
由图3可知,要达90%以上的TP去除率,铁盐β值应在1.6以上。且雷同β值情况下,活性污泥工艺的TP去除率优于生物接触氧化的TP去除率。同理,对铝盐β值,要达90%以上的TP去除率,对活性污泥工艺应在1.2以上,对生物接触氧化工艺应在2.0以上。雷同β值情况下,活性污泥工艺的TP去除率优于生物接触氧化的TP去除率,且水平高于投加铁盐的后果。
5小城镇污水处理新资料跟新施工方法的利用
水沾染把持技巧波及到处理技巧研究开发、工程设计、工程履行、设备加工跟经营治理等各方面。以往人们着重于工艺技巧的开发跟研究。工艺开发无疑是很重要,然而,当工艺判断当前,应当更加重视工程跟制造环节,提倡新资料、新技巧、新设备跟新的施工方法的改进跟改革。在这一方面从前不引起足够的器重,事实上,从前不乏这样的实例,例如:高效曝气装置的利用可能大幅度的降落能耗;如Bioloc
  K、Lipp等新的建造资料跟施工方法的利用,形成了新的工艺。
5.1设备化的小型污水处理厂
国外发达国度的产业废水处理工程大多已采取新设备、新资料跟新工艺来设计跟建造,如德国利浦公司的双折边咬口技巧跟Farmetic公司的拼装制罐技巧。这些技巧利用金属塑性加工中的加工硬化原理跟薄壳结构原理,通过专用技巧跟设备将2~4mm镀锌钢板建造成体积为100~2000m3的反应器。存在施工周期短、造价较低、品质高等优点,其施工周期比同样范围的混凝土罐缩短60%,比个别钢板罐节俭资料达50%以上,而且耐腐化,不需颐养维修,利用寿命要达20年以上。
例如,Lipp制罐技巧是一种存在世界进步水平的制罐工艺与技巧,然而须要特别机械。80年代国内粮食体系引进多套加工机械,并且在粮仓上有大量的利用。目前也逐步利用于城市污水处理。
5.2新型防渗施工资料利用
依据考察我国废水处理设施资金的54%用于土建工程设施,而只有36%用于设备,造成这种投资调配格局的重要起因是工艺池大都采取价格昂贵的钢筋混凝土池。大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵,而且施工难度大。但对小城镇很多种污水处理工艺而言,都可考虑采取土池。为了减少投资,很多公司在研究土池结构的曝气池上做了大量工作,首先是利用HDPE防渗膜隔断污水跟地下水,其次是解决避免了在池底池壁穿孔的曝气方法的装置。例如,百乐卡技巧采取悬挂在浮管上的微孔曝气头、氧化沟技巧采取名义转刷或转碟曝气以及采取名义曝气的其余曝气池等等。
工业污水处理设备是一种多级活性污泥污水处理体系。它是由最初采取天然土池作反应池而发展起来的污水处理体系。经多年研究形成了采取土池结构、利用

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