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砂石加工工艺的基本环节包括开采、破碎与筛分,为提高砂石质量和环境降尘,筛分环节常伴随冲洗工艺,由此产生的污水必须经过净化处理才可排放。在对部分同类型砂石工艺系统调研后并结合黄登·大华桥水电站砂石加工系统的实际情况,本文提出基于DH高效污水净化器的高效污水循环利用工艺设计,充分借鉴国内外污水处理技术,对水电站的污水处理工艺提供了相当的参考价值。
关键词:砂石加工、废水处理、循环利用、工艺设计
中图分类号: X703文献标识码:A 文章编号:
The wastewater treatment process design in Huang Deng hydropower aggregate processing system
Abstract
The basic link of aggregate processing technology including mining, crushing and screening. In order to improve the quality and the environment of sand dust, screening link is often accompanied by flushing process. And the resulting wastewater must undergo purification treatment before discharge. After part of the same type of sandstone processing systems research and the reality of Huang Deng aggregate processing system , we propose a High efficiency sewage recycling process design basis on DH high efficiency wastewater purifier. This design fully draw on domestic wastewater treatment technology which provides a reference value to the sewage treatment process of hydropower station .
Keywords : Aggregate processing,wastewater treatment,cyclic utilization ,process design
一、概述:
上世纪90年代,砂石加工系统开始进行污水处理工作,从不处理直接排放到逐步处理乃至循环利用,至今已经走过20几年的时间,由于砂石加工系统污水排放标准不断提高,且政府对工业污水和城市生活污水污水处理的高度重视,水电行业的砂石加工系统的污水处理在新设备和新技术应用方面的发展迅速,尤其是进入21世纪,水电行业砂石加工系统污水处理进入了高标准排放时期,污水处理从部分排放转向零排放发展,由于污水形成的原因与城市污水不同,水电行业砂石加工系统的污水主要是采场开采石料的含泥以及为控制石粉含量而加水冲洗产生的污水,其处理工艺也有所差别[1],其量大、悬浊物浓度高的特点,若不经处理直接排放会对施工区生态环境及下游河道水质造成不利影响,而国内水电站建设所产生的污水大都直接或经简单沉淀后排放.出水水质难以保证,不对称的污废水处理设施可能导致运行管理烦琐、运行费用高、设备闲置[2]等后果,因此,一套行之有效的砂石加工系统的污水处理工艺及其优化方案,越来越受到水电行业的重视。
二、黄登·大华桥水电站及其水处理工程概况:
黄登·大华桥水电站砂石加工系统是以大坝左岸上游的大格拉灰岩石料场开采料为料源的砂石骨料生产系统,其主要任务是承担黄登和下游大华桥两座水电站主体工程共约550×104m³碾压和常态混凝土以及25×104m³工程喷混凝土所需的1280×104t粗、细骨料生产和供料。其余各车间布置在距坝轴线约1.5km的左岸上游梅冲河沟口左侧区域(以下简称梅冲河主系统)。粗碎、半成品堆场与主系统之间采用总长约9.5km的大格拉~梅冲河胶带机运输系统连接。加工系统设计规模为2500t/h毛料处理能力和不低于2150t/h的成品生产能力。整个系统年废水发生量十分庞大。黄登·大华桥水电站砂石加工系统生产废水处理系统的主要功能是处理砂石加工系统产生的生产废水,系统废水处理总体规模为600m3/h。系统主要由细砂回收车间、污水处理车间、污泥干化车间、水池、泵站、管网、供配电设施、生产辅助房建等组成。生产系统主要用水点有:第一筛分车间洗石用水、粗骨料脱粉冲洗用水、棒磨机制砂用水、喷骨料筛分用水和降尘喷洒用水,除降尘喷洒水和骨料表面含水是通过自然蒸发外,其余各车间用水根据标准要求均要回收处理,并循环利用。污水处理工艺主体部分采用DH高效污水净化器,集成斜管沉淀、机械絮凝,直流混凝、临界絮凝、离心分离、动态过滤及污泥浓缩沉淀等技术,处理效率高,单位面积产水量大,适应性较强,处理效果较稳定。无须配备预沉池,污水调节池、污泥池和清水池,可按普通过渡水池设计以节省占地面积。处理后SS去除率高达99.9%,COD去除率达到40%~70%,出水水质SS=5~50mg/L。
三、系统污水处理工艺流程
传统处理流程工艺涉及混合反应、沉淀预处理、过滤、再混合反应浓缩等环节,工艺复杂,构筑物体积大、占地多,运行、维护及管理均较复杂。黄登·大华桥水电站砂石加工系统污水处理工艺将传统的处理方法进行优化处理,采用一体化处理设施,将沉淀、过滤和污泥浓缩结合在一起。且在拟定废水处理流程时,必须先考虑回收该部分石粉,回掺进碾压混凝土用砂,以满足碾压混凝土石粉含量要求。
图1-1 废水处理工艺流程
另外系统采用两条独立的处理流程进行处理,第二条处理线通过脱水后的干污泥由于以含石粉为主,作为碾压混凝土成品砂的石粉回掺进砂仓。
废水处理及水回收系统主体工艺
石粉回收工艺
石粉回收回掺进碾压混凝土用砂,可提高成品砂的质量满足碾压混凝土石粉含量,也为下一阶段废水处理降低了细颗粒含量,减少了后续处理工程量,相应的减少了设备投入,因此具有很高的经济价值。根据表1-1废水组成分析,一筛车间废水粘土及泥浆含量总比高达90%,细砂含量少不适宜石粉回收,而细砂回收车间细砂含量占总比70%,设计将石粉回收环节放在细砂回收车间处理,主体设备为黑旋风系列ZX-250细砂处理装置,广泛应用于水电站砂石骨料加工系统,处理能力250m3/h,碴料筛分能力25-80t/h,0.045mm以上的颗粒的分离效率91%以上。 单台ZX-250即可满足系统石粉(细砂)回收指标,并且在实际应用中取得良好的效果。
表1-1废水处理量、悬浮物颗粒组成分析表
2、污水净化工艺
水电砂石加工系统所产是废水组要成分为SS固体悬浮物,其普遍处理方法为加药絮凝,经过石粉回收后,黄登·大华桥水电站砂石加工系统所产生废水SS含量仍可达30000mg/L,为达到污水处理标准,污水净化环节配备3台DH-SSQ-200高效污水处理器,DH系列高效污水净化器融合物理、化学反应并集成直流混凝、临界絮凝、离心分离、动态过滤及污泥浓缩沉淀技术,在短时间内(25~30min)完成废水快速多级净化的一体组合设备。DH系列高效污水净化器的直流混凝和临界絮凝技术取代了混凝反应池,利用废水沿切线方向进入罐体产生高速旋流、产生离心力的作用和悬浮颗粒自身的重的作用下实现固液分离,其SS去除率高达99.9%。本系统的污水净化能力:
1)污泥容重
2)排泥量
3)清水浊度d:
式中:Q-设计污水处理量,m3/h,C-污水中悬浮物浓度,mg/L
Η-污泥去除率,取99.9%;P-排泥浓度,取20%;
V-污泥排放量,m3/h;H-清水回收量,m3/h;
D-清水悬浮物浓度,mg/L。
根据以上计算式可知浊度为30000mg/L的生产废水经过DH-SSQ-200高效污净化器处理后,回收的清水浊度34mg/L,回收量高达530m³/h,满足黄登·大华桥水电站砂石加工系统的废水处理指标,净化效果较好。并且在实际应用中获得良好的使用和经济效果。
3、污泥处理环节
为了便于污泥的排渣拖运处理,系统对污泥进行脱水和干化处理,目前比较常规的方法是自然干化法和机械脱水法,由于处理工艺规模、周期和场地的限制,黄登•大华桥砂石加工系统采用机械脱水进行污泥处理,这种方法连续生产和自动控制,卫生条件较好,占地也小,工艺价值较高,系统车间布3台P60/15-C陶瓷真空过滤机,布置于EL.1925m平台。废水由EL.1935m平台高效污水处理车间自流进入陶瓷真空过滤机。滤后清水自流进入EL.1925m清水池。溢流的废水可通过沟渠排至EL.1925m调节池。石粉通过胶带机回掺至成品砂,而泥渣通过胶带机转运至EL.1925m污泥装车场堆存。这种真空陶瓷过滤机自动化程度高,运行管理方便、过滤精度高结构紧凑,系统脱水后的泥饼通过装载机装运自卸汽车后,运输至指定的弃渣场堆存。最大堆料高度为7m,堆场活容积为500m3。
结束语
人工砂石料生产加工过程中,处理砂石料中的泥土杂质是一个重大课题,较成熟的方法是用大量的浅水对砂石料进行清洗,由此产生了大量夹带泥沙的工业废水会对环境造成相当的影响。砂石系统废水处理的研究对环境保护意义重大,工程应用前景广阔。由于本系统还处于安装试运行阶段,其运行效果还有待于长期工程实践的检验,但是就目前的实验情况,系统对污水处理工艺流程的优化,以及系统所采用的新设备新工艺,如DH-SSQ-200高效污水净化器、P60/15-C陶瓷真空过滤机等设备的应用,不但大大缩短工艺周期、而且净化效果突出,回收的细砂也可回用于工程中;虽然本处理系统还处于工程实践的检验阶段,但积累的资料和数据,和回收利用及石粉含量方面取得的经验,还是可以为其他水电工程的废水处理提供一定参考价值。是值得借鉴和推广应用的。
参考文献
[1]陈伯俊 . 水电行业砂石加工系统污水处理设备的探讨与应用 . 贵州水力发电-机电与金属结构 . 2011.6
环境问题日益突出,使得人们更加注重环境污染治理,带动着水处理技术的进一步发展。经过相关人员不断地研究和实践,形成了具有高效率和低能耗等优势的膜分离技术,为环境工程的开展,奠定了前提基础。现结合具体实践,对此项技术的应用进行分析。
1膜分离技术分类
从当前环境工程中常用的膜法来说,主要如下:(1)微滤分离技术。此技术手段的普及率较高,重点应用于粒径在0.1-10微米的胶状体处理中,能够实现细菌和颗粒的有效分离。技术原理为筛网过滤,具有适用性好的优势。(2)超滤分离技术。其属于压力驱动膜类别,膜孔径尺寸大小在0.05微米-1微米范围内,适用于颗粒物质以及悬浮物质等的分离,被广泛应用于汽车制造领域。(3)纳滤分离技术。该技术介于超滤分离技术和反渗透分离技术手段之间,为压力驱动类别,适用于和流水以及地下水的处理。上述技术手段的应用效果相对较好,适用范围较广。
2膜分离技术在环境工程的具体应用
2.1饮用水净化处理
借助膜分离技术手段,对饮用水进行处理,能够高效分离悬浮物和细菌等,净化效果极佳。具体操作时,使用微滤膜和超滤膜,能够轻松去除微生物,比如病毒和贾第虫等,而且超滤膜能够实现胶体和细菌的处理。照比传统饮用水净化处理手段,膜分离技术的应用,不需要添加其他试剂,而且有着较好的处理效果。比如,在2015年,X县进行自来水水质提升改造,引用了反渗透膜处理法,进行饮用水处理,使得水质达到一级饮用水标准,提升了日供水量,达到了2万立方米-2.4万立方米。
2.2废水处理
废水是造成环境污染的重要因素,一般需进行深度处理,借助膜分离手段,既能够深度处理,还可以实现废水回收,增加处理效益。其具体应用优势如下:(1)石化废水。一般来说,对含油废水进行处理,乳化油中一般含有表面活性剂以及有机物,油分以离子形式存在水中,采用重力分离法以及粗粒化法等,难以发挥处理作用。而使用超滤膜,对石化废水进行处理,能促使油质量下降,达到排放要求。(2)染料废水。此类废水处理难度大,借助传统的处理手段,生物降解性不高,处理后的废水含盐量比较高。而使用表面纳滤膜,可降低废水中的含盐度。(3)造纸废水、重金属离子废水等。在汽车行业和电器领域等,借助超滤膜手段,进行废水处理,能够实现金属离子的回收再次利用,处理效益较高。
2.3海水和苦咸水淡化
在海水淡化方面,行业人员人为,在十三五期间,国内海水淡化市场很有希望增加到250-300万吨/日。从最新的研究情况来说,国际顶级期刊《Nature》刊登了研究论文,研究学者提出并且实现了利用水和离子精确控制石墨烯膜,验证了离子筛分以及海水淡化性能。膜分离技术的应用,能够支撑海水淡化,处理效果令人惊叹,但是能源消耗大问题需要进一步控制。在咸淡水处理方面,采用反渗透技术手段,也能够获取令人惊讶的处理效果,处理成本低[1]。
3膜分离技术在环境工程的发展前景
照比发达国家,我国的膜产业起步相对晚,不过技术发展迅速,目前已经成为膜研究和应用第一大国。据相关预测,到2020年,我国膜法水处理行业将会取得突破性进展,将会达到1600亿元。在居民生活用水、企业生产用水以及生活用于领域,膜法水处理技术的应用,有着极大的优势,成为企业竞争的核心力。除此之外,在生活以及生产污水的处理中,该技术更是展现了自身的优势。GB5749-2006为新版《生活饮用水卫生标准》,提出了106项检测指标,总结增加71项。采用传统的混凝沉淀消毒工艺,难以达到106项指标标准,而膜法水处理方法能够实现。在污水处理中,膜法水处理技术发挥着重要的作用,主要体现在提标和升级以及改造方面,市场前景较为广阔。不过从技术发展实际来说,技术壁垒高,加之项目投资成本大,限制了技术的发展。随着国家政策的支持力度的不断加大,企业的积极参与,未来在环境工程中,膜分离技术的应用将会更加广泛[2]。
关键词:污水处理 曝气 WT--FG生物法 污水净化器
一、连续循环曝气系统(CCAS)
A、CCAS工艺简介
CCAS工艺,即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System),是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功,但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后,自动控制技术和监测技术有了飞速发展,新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功,为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水,周期排水,延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术(I/A),成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。
CCAS工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。
经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池,在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行,使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮,和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制,并可调整的程序,由计算机集中自控。
CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势:
(1)曝气时,污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。
(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格。
(3)沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物(SS)极低,低的SS值也保证了磷的去除效果。
CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
B、国内外城市污水处理厂发展概况
水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加,水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策,中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标,要求城市污水集中处理率达20%。目前,我国正处于城市污水处理事业的大发展时期,尤其随着国家西部大开发战略的实施,中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。
城市生活污水处理自200年前工业革命以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水,并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工艺)等多种工艺,以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚,目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地实际情况,探索适合我国实际的城市污水处理系统。
结合我国实际情况,参考国外先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向:
(1)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。
(2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。
(3)占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。
(4)脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。
(5)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术,尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善,为环保工程的发展提供了有力的支持。目前,国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统,保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水,而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。
C、几种处理系统的工艺比较
为了选择出工艺上最可靠,投资上最经济,管理上最方便的城市污水处理系统,结合当地的实际情况,我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势,并进行了比较。
目前,国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟,差别不大。二级处理则是采用生化方法,主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性,溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前,这一处理工艺有多种方法,归结起来,有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前,这几种代表工艺在国内外都有实际应用。
二、SPR高浊度污水处理技术
在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天,缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁,缺水危机已经是我们面临的现实,解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得,来源稳定,容易收集,是可靠且稳定的供水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键,污水净化处理的流程要简单可靠,投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受,处理后出水的水质要满足回用的要求。
沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求,处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统,既回避不了庞大复杂的传统二级生化处理系统,也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以,环保市场十分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市,投资和运行费用又要为现有城市的经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。
最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”(美国发明专利 )将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内 ,在30分钟流程里快速完成 。它容许直接吸入悬浮物(浊度)高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水,处理后出水的悬浮物(浊度)低于3毫克/升(度);它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水,处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一 、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用 ,就能够获得三级处理水平的效果 ,实现城市污水的再生和回用。
SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出,形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒;选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来;然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体;再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理,在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离;清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后,达到三级处理的水准,出水实现回用;污泥则在浓缩室内高度浓缩,定期靠压力排出,由于污泥含水率低,且脱水性能良好,可以直接送入机械脱水装置,经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖,免除了二次污染。
最新发明的SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后,为城市提供了第二淡水水源,为城市的可持续发展提供了必不可少的条件,其经济效益和社会效益是不可估量的.
SPR污水处理系统与众不同的技术特点
1.城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道 、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的 ,依照紊流速度 、混合时间 、和水力学结构数据设计 ,得以十分充分的混合 ,为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件 。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的 。
2.SPR系统处理城市污水时 ,采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用 ,靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物 、重金属离子 和有害的盐类从水中析出 ,成为有固相界面的微小颗粒 (它包含有污水三级处理的作用)。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度 。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌 。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团 。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的 。而且SPR系统使用的组合药剂配方 ,只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用 ,在常规的水工系统里是无法使用的 。
3.SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方 ,借助大气压力和流量计 ,十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂 ,不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中,而且动力消耗很少 。
4.SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的 ,形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度 ,使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数 ,并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境 。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果 。这也是常规水工装置无法比拟的 。
5.根据混凝形成的絮团实际状况 ,准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据 ,使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的 、十分致密的悬浮泥层 。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤 ,才能升流到罐体上部的清水汇集区 。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用 。
这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的 。随着絮体由下向上运动 ,使泥层的下表层不断增加 、变厚 ;同时 ,随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动,引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶 ,上表层不断减少 、变薄 。这样 ,悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡 。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时 ,此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用 ,将悬浮胶体颗粒 、絮体 、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上 ,使出水水质达到三级处理的水平 。由于泥层是由絮体组成 ,致密度高 ,过滤效率远远高于常规的沙粒层过滤 ;由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层 ,其过滤的水头(阻力)损失非常小 ,所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤 、微孔过滤 、或反渗透膜过滤;又由于过滤泥层是净化过程中由污水中的污泥自动补充添加 ,又自动被引走 ,即过滤泥层自身在不断地更新 ,过滤泥层总是保持着稳定的厚度,而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸附性能 ,因此能获得稳定的过滤效果 。而且完全免去了常规系统中必不可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多麻烦 。这种结构和原理与常规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的 ,这里没有价格昂贵的反渗透膜过滤 、微孔过滤 、或活性炭过滤等装置 。所以 ,投资省 、动力消耗小 、运行费用低是SPR系统的必然优势。
6.SPR系统选用的絮凝剂 ,同时也是良好的污泥助滤剂 ,所以 ,系统最后排出的污泥浆 ,其脱水性能良好 ,可以不另外添加助滤剂 ,就直接泵入压滤机脱水 。泥饼可以制成人行道地砖再利用 ,不会带来二次污染的问题 。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差的致命弱点。
7.本类型污水净化器曾开机运行处理过养猪场污水 、养鸡场污水 、煤矿矿井坑道污水 、生猪屠宰场污水 、高粱酿酒厂酒糟污水 、纺织印染污水、再生纸造纸污水和城市生活污水等等含有大量有机污染物和氨氮的污水;也成功应用于陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石水磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗砂污水等悬浮物含量极高的污水的净化和回用。 各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据 。测试报告单表明 :氨氮去除率可以达到85%,总氮去除率可达95% ,有机氮去除率可达96% ,BOD去除率可达95% ,悬浮物的去除率则高达98.3% ~ 99.6% ,出水浊度达到3 度(3 毫克 / 升)以下。这是本净水系统在低投资 、低运转费的前提下所获得的出水指标 。 这是常规的物化法和生物化学法的一级 、二级处理系统都无法达到的 。
除发达国家有专门的城市生活污水管路系统外,实际的城市污水往往混入有许多工业污水,可生化性差和污染物成分不规则地快速变化是我们面临的现实,而针对降解某种有机污染物的微生物生长、繁殖的过程却太长,所以,传统生化系统难以适应当今愈来愈工业化了的城市的污水。SPR系统已拥有处理众多工业污水的适应能力和物化法具有的快速应变能力,容易通过自动化的手段应付系统入口污水水质的变化,保持稳定的净化效果。
8.在SPR系统中投放杀菌消毒药剂时 ,只要增加一些投氯量(无需另外增加设备)就可以起到用氯来氧化除氨的作用 ,进一步提高污水处理系统去除氨氮的效率 。
9.假如经过SPR系统处理后的出水氨氮含量还未达到较严格的要求(如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克 / 升以下) ,也可以后续再串联设置一级离子交换装置 ,靠斜发沸石离子交换柱最终达到除氨氮的目标 。
因为斜发沸石离子交换系统要求进口水质的悬浮物含量要低于35毫克 / 升 ,否则会影响离子交换柱的功能和寿命 ,从而大大增加离子交换的运行费用 。过去 ,常规的一 、二 级污水处理装置是难以长期稳定地达到这样的前处理水平的 ,因而限制了离子交换法除氨氮技术的广泛应用 。现在 ,SPR污水处理系统绝对可以保证净化后出水的悬浮物含量低于3毫克 / 升(实际运行中出水的悬浮物含量多为1毫克 / 升) ,使得后续的斜发沸石离子交换系统去除氨氮的负荷减轻很多 ,交换柱的使用寿命会大大延长 ,即离子交换的运行费用会大大降低 ,将使离子交换法除氨氮技术的优点得到更充分的发挥 。
早在七十年代 ,美国Minnesota 州Minneapolis 市的罗兹芒污水厂就是用纯粹的物理化学法处理城市生活污水的 ,其工艺流程是:化学混凝----沉淀----过滤和活性炭吸附----斜发沸石离子交换 。其最后出水水质标准为:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升 ,磷 1毫克 / 升,悬浮物 10毫克 / 升 ,pH 8.5 。证明纯粹的物理化学法处理城市污水在技术上是可行的 。现在 ,依靠新发明的SPR净水技术 ,将使这项工艺的经济性更为圆满 。
10 。其实 ,经过SPR污水净化系统处理后的出水 ,其悬浮物的含量小于3 毫克 / 升 ,浊度也小于3 度 (毫克 / 升 ) ,达自来水标准 ,不再会堵塞输水管路 ,并且已经经过了良好的消毒 。将此出水回送到城市各地 ,作为城市草坪绿地和树木绿化浇灌用水是十分安全 、可靠的 。经过SPR系统处理后的出水中 ,残存的氮含量已经很低 ,氮作为植物生长的营养物是不必去除 、或不必去除得那么干净 的。从而可以免去除氮的深度处理投资及其运行费用 ,既保证了环境质量 ,又为社会节省了大笔资金 。 用此回用水取代自来水作为城市绿化用水 ,将大大节省城市的淡水资源 ,减轻城市市政部门的供水压力 ,对城市的整体经济发展定会产生十分巨大的效益 。这是城市污水回用的新概念。
11 。这种纯粹的物理化学法污水处理系统 ,受天气 、环境 及人为因素的影响少 ,操作人员控制处理系统的能力和灵活性都大大优越于生物化学法 ,这是众所周知的 。
城市生活污水处理厂的工艺流程可采用下列新模式 :
方案〔1〕:一般的城市:污水经SPR系统处理后 ,回用于城市绿化 、浇灌草地树木,或作为工业用水 。
城市生活污水储存调节池:SPR污水处理系统 ----污泥脱水------ 污泥制成人行道地
出水回用于浇灌城市草地、树木,或作为工业用水
方案〔2〕:特殊要求的城市:生活污水经SPR系统处理后 ,再进行离子交换除氨氮 ,最后排海 ,或回用。
城市生活污水储存调节池:SPR污水处理系统 ------ 污泥脱水 ------ 污泥制成人行道地砖
斜发沸石离子交换除氨氮,出水排入近海 、或回用于浇灌城市草地、树木,或作为工业用水。
如果有关部门能协助创造一些现场表演的简易条件 ,将可以运送一台处理水量为10 ~ 20 立方米 / 日的SPR污水净化器及其完整的配套系统到现场作城市污水净化处理的连续开机运行操作表演 ,并通过播放录像和幻灯片详细讲解有关的净化机理 ,同时请当地水质检测的权威部门进行净化效果的水质测试 。全套装置轮廓最大尺寸为长3米 ,宽1.4米 ,高2.4米 ,总重量为一吨以下 。
在技术展示成功的基础上 ,与当地的环保部门及环保产业密切合作 ,依靠当地自身的科技力量和自身的制造能力 ,建造城市生活污水处理厂 。 另外,SPR系统也可用于市区内的公园湖水的净化及自循环 。希望将要兴建的城市污水处理厂采用SPR污水处理技术后,能成为全球城市生活污水处理技术的典范 。 如果在已有的城市污水一级和二级处理系统的基础上,附加采用SPR污水处理系统作为最后的深度处理装置,使出水达到工业自来水的标准,以实现最后出水回用的目标,也是现有城市污水处理系统升级换代的极佳方案。
三、BIOLAK污水处理技术
l、百乐卡(BIOLA)工艺特点
百乐卡工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥污水处理系统。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来,经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。
由于采用土池而大大减少了建设投资,采用曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率,并减少运行费用,大大提高了处理效果。工艺设计简捷,不需复杂的管理,在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益.
1.1低负荷活性污泥工艺
百乐卡工艺污泥回流量大,污泥浓度较高,生物量大,相对曝气时间较长,所以污泥负荷较低。龙田污水厂BOD5污泥负荷率为 0?05kgBOD/kgMLSS.d,污泥浓度为400Omg/L,污泥龄为29d,所以剩余污泥虽很少。
1.2 曝气池采用士池结构
根据国家环保局1992年《工业废水处理设施的调查与研究》,我国工业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 种投资分配格局的主要原因是工艺池大都采用价格昂贵的钢筋混凝土池。而龙田污水厂土建工程造价500万元,仅占总投资的20%。
大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵,而且施工难度大。但对于许多种曝气工艺来讲,都不考虑采用土池,因为土池会造成地下水的侵蚀,同时也由于在土池基础上安装曝气头是十分困难的。
为了减少投资,百乐卡技术在研究土池结构的曝气池上做了大量工作,首先是使用HDPE防渗膜隔绝污水和地下水,其次是悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在池底池壁穿孔安装。
这种敷设HDPE防渗膜的土池不仅易于开挖、投资低廉,而且完全能满足污水处理池功能上的要求,并能因地制宜,极好地适应现场的地形,存某些特殊的地质条件下,如地震多发地区、土质疏松地区,其优点得到更充分的体现。敷设HDPE防渗膜的土池使用寿命远远超过钢筋混凝土池。
1.3 高效的曝气系统
百乐卡曝气系统的结构是,曝气头悬挂在浮链上,停留在水深4一5m处,气泡在其表面逸出时,直径约为50um。如此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。同时,因为气泡向上运动的过程中,不断受到水流流动,浮链摆动等扰动,因此气泡并不是垂直向上的运动,而是斜向运动,这样延长了在水中的停留时间,同时也提高氧气传递效率。运行表明:百乐卡悬挂链的氧气传递率,远远高于一般的曝气工艺以及固定在底部的微孔曝气工艺。百乐卡曝气头悬挂在浮动链上,浮动链被松弛地固定在曝气池两侧,每条浮链可在池中的一定区域蛇形运动。在曝气链的运动过程中,自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果,节省了混合所需的能耗。
采用百乐卡系统的曝气池中混合作用所需的能耗仅为1?5W/m3,而一般的传统曝气法中混合作用的能耗为l0一l5W/m3。由于百乐卡曝气头(BIOLAK)-Friox)特殊的结构,即使在很复杂的环境里曝气头也不至于阻塞,这意味着曝气装置可运行几年不维修,所需维护费用很少。
曝气系统与配套的高效鼓风机保证了很高的氧气传递效率,供氧能力为2?5kgO2/kW?h),而传统的污水处理厂该值为lkgO2/lkW?h)。鼓风机就设在池边,减少了鼓风机房和空气输送管道的费用。
1.4 简单而有效的污泥处理
百乐卡工艺的另一特点是回流污泥量大,其剩余污泥比传统工艺少许多。
在恒定的负荷条件下,百乐卡工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳定的,它不会再腐烂,即使长期存放也不会产生气味,这就是它同传统工艺相比污泥更容易处理的原因。而且污泥池完全可以做成土池结构,节省厂土建费用。
1.5 简单易行的维修
百乐卡系统没有水下固定部件,维修时不用排干池中的水,而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明,曝气头运行几年也不用任何维修,这主要是因为曝气管是由很细的纤维(直径约0?003mm)做成,并用聚合物充填,以达到防水和防脏物的目的。同时,曝气头有大约80%的自由空隙和20%的表面,和传统曝气头刚好相反。因此,微生物可生长的面积很小,并很容易被去除。当曝气头必须维修时,也不影响整个污水处理场的运行。该工艺的移动部件和易老化部件都很少。在选择设备和材料时,都采用了可靠耐用的材料。该工艺无需太多的自动化。它既不需要任何易损的探测器,也不需要任何复杂的控制系统,而操作这些控制系统还需要专门的技术和昂贵的配件。
1.6 二次曝气和安全池
为了保证负荷变化时用水质量,百乐卡工艺利用一个相对独立的池来进行二次曝气,以保证出水清洁,保证水中有足够的溶解氧。
1.7 二沉池
曝气池中产生的污泥在二沉池中被分离,并重新回到曝气池参与污水净化。有的百乐卡工艺的二沉池和曝气池合并到一起,进一步节省了土建费用和占地面积。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥机、吸泥机排入污泥槽回流。
1.8 土地的利用
尽管百乐卡系统需要的曝气池体积比所谓密集型的大,但所需的总面积并不大,有时甚至更小,这主要有以下原因:a\不需初沉池;b\二沉池可以和曝气池合建在一起;c\池的设计和布置的自由度大,对地形的适应性强。
2、龙田污水处理厂工艺流程
污水在厂内首先经过粗格栅去除大的漂浮物,然后自流入集水池。污水经立式污水泵提升至组合式旋转细格栅,组合式旋转细格栅可把杂物及砂粒从废水中分离出来,并浓缩址理。旋转细格栅处理出水先进入厌氧池,由推进器将进水和厌氧污泥混合进行厌氧处理,然后自流入BIOLAK生化池,利用悬链式曝气器曝气充氧进行好氧处理,处理后的污水,经沉淀后再进行曝气充氧稳定,污水自流入消毒池,消毒后排放。Bl0lAk反应池产生的剩余污泥用污泥泵送入污泥浓缩池,污泥经浓缩后再由螺杆泵送人带式压滤机脱水。污泥浓缩池产生的上清液和压滤机产生的滤液自流入集水池二次处理。BlOLAK反应池需要的氧气由风机供给,预处理设施产生的机械杂物外运填埋处置,产生的剩余污泥外运用作农肥。
3、山东招远百乐卡工艺处理效果
一位哲学家曾经说过:所有的技术都是由简单到复杂,再由复杂到简单,百乐卡技术正是这样一种由复杂到简单的工艺,但这种高效、简单的工艺,是在传统活性污泥法的基础上,集合了大量研究工作的先进成果,并在数百例工程实践中不断地完善改进提出的,它是一种较为成熟的工艺。
四、“WT--FG”生物法技术简介
美国富美生物工程有限公司运用具有世界先进水平的“WT一FG”微生物技术成功地对中国的高浓度的工业污水和城市污水以及被污染的河流进行了卓有成效的治理,这是生物工程在污水治理中的实际运用。“WT--FG”生物技术,为中国环保事业走出一条投资省。见效快。运行费用低的路子作出了贡献。最近,该技术得到中国一批著名的生物专家的一致肯定,被中国政府列为“中国政府采购技术。”
“WT--12”固体微生物具有高度浓缩和高度组合的特点,具备1200种微生物,可以针对不同的污水组合为不同的微生物菌剂,这种高效的微生物菌群,每克中含有10亿--60亿个微生物。利用它治理污水后,不会产生第二次污染,不会有新的活性污泥产生。“FG--12”专用助剂,它在水中具有吸收、蓄存。释放氧气的作用,因此“WT一FG”生物法完全抛弃了传统的机械曝气设备,采取了用电量极少的循环喷水装置和”FG一21”专用助剂来增加水中的溶解氧,这就大大节约了投资成本和运行费用。
美国富美公司三年来在中国作了大量的实验和实际工程,取得了突出的成绩。首先在海南省环保厅的直接支持、领导下,用低成本的“WT--FG”生物法攻克了用生物法治理河流污染的重大课题,开创了中国用生物法彻底治理被污染河流的先例,达到既治标又治本的目的,这为中国的旧城镇的改造有着重大的现实意义。
经海南省环保厅批准,1999年11月在万宁市环保局监督下,还对兴隆污水厂进行了工程技术改造,即不用原有的曝气设备和生化池而改用“WT--FG”生物法,对排放量为每天1200m3的城市污水进行治理运行,此次技改试验工程取得了成功,其污水出水水质达到国家一级排放标准, COD=40mg/L、B0D5 =8mg/L, NH-N=4mg/L、运行费节约30%左右,没有活性污泥产生,其出水水质无色、无味、透明。该项工程的成功,在技术上是对传统的污泥法的挑战,是一场技术革命,在经济上走出了一条投资省、见效快、易操作的路子。由于兴隆污水厂的治理成功,海南省国家旅游区三亚市亚龙湾污水处理厂也马上用“WT--FG”生物法对旧污水厂进行了技术改造。一个月后,该厂处理成功, COD从300mg/L降至15mg/L以下, BOD从150mg/L降至5mg/L。P从2mg/L降至0.2mg/L,完全达到海南省对该污水厂的要求,因该厂的污水要排人风景区的大海,运行成本较旧厂降低了70%,经过半年的运行,污水处理质量十分稳定,该厂现在要建造15000T/日的污水处理厂。基础建设投资与原活性污泥法相比节约50%以上的资金。
我国的各大中城市都有被污染的河流,因河水流动性大、变化大,采用常规的方法,即用人工和机械疏通河道,都不能根治河流的污染问题,在世界上治理河流的污染是属于前沿技术。1999年10月经省环保厅的批准,在海口市环保局的大力支持下,于10月27日开始在海日市大同沟银河路地段的30米长、20米宽,2.0米深的河段上进行生产性的工程试运行。该河流位于海口市区内,全长近5公里,由于有大量的城市生活污水排人河中,河水严重污染,污泥大量产主,海水倒流,兰藻不断繁殖,臭气很浓,河水变黑,多年来老百姓称之为“臭水沟”。近年来市政府对河流也多次清掏河床,但成效不显著,治标未治本。这次运用“WT--FG”生物法处理后,三天内臭气全部消除,经过二个月的处理,河水变成无味,无色。透明的河水,污泥由45公分,减少至8公分,每天有2000--2400吨上游被污染的河水,通过该河段;污水得到有效的治理,河水水质达到国家“地表水环境质量标准”4类标准,溶解氧为5--6mg/L, COD=20--3Omg/L、BOD5=5--6mg/L,透明度为0.5--1.2米,目前处理后的河水已经可以养鱼,有200多条红金鱼和红鲤鱼已在河中健康的生存了4个多月,海口市人民广泛称赞这为老百姓作了一件了不起的好事。
在海南省的治理成功后,该技术得到国家环保总局的肯定、得到不少省市环保部门的认可和支持,中央电视台、海南省电视台、上海电视台以及有关省市报纸均作专题报导。海南省治理成功后,接着,广东、上海、北京的政府已决定用“WT--FG”生物法治理被污染的河流。现已成功治理了上海同济大学的校内河流,上海浦东新区的中槽港河流以及广东东莞的河流,均达到地表水4类水的标准。
“WT--FG”生物法也能有效治理高浓度的工业污水,如皮革厂、造纸厂、印染厂、石油化工厂的污水和垃圾渗透液,经广州市环卫局批准,对广州垃圾渗沥液作了10aT/日的生产运行,效果十分理想,进水水质十分恶劣,原水的COD为3000Omg/L,BOD为1531Omg/L,NH-N为200Omg/L,又黑又臭,我公司用“WT?FG”生物法辅之以物化法,使出水指标达到当地政府要求的二级排放标准。
COD为253mg/L, BOD5为47mg/L, NH--N为24mg/L,出水质的DO=5--6mg/L,色度从1230倍降为16倍,出水为无色,无味、无臭、透明的水体。特别指出,我们已将原有的曝气设备,去NH--N的设备,全部停止,而用FG--21助剂, DO>3mg/L。此结果得到市环卫局好评,已决定在广州大田山垃圾场用此技术进行生产运行,日处理500T污水,这是用生物彻底治理垃圾渗沥液的典型。
1999年8月我们在三门峡市对口排放量为3000T的棉浆黑液进行了有效地治理,COD从2000mg/L降为150mg/L,BOD5从800mg/L降为10mg/L,黑水变成无色透明的出水。
1999年4月,我们对山西省黄河造纸厂的污水进行了生产性试验,取得完满成功。COD由50000一2000mg/L降至150mg/L,达到二级排放标准。
五、EWP高效污水净化器在造纸污水治理的应用
造纸污水水量大,浓度高,可生化性差。传统采用的生化法处理这类造纸污水,投资大、运行费高,去除率低。近年的治理情况表明,较为经济实用的是物化法[1],在一些国家,已把处理技术的重点转到物化凝聚法的研究和开发[2]。EWP高效污水净化器是只有一级物化处理工艺的设备系统,对利用废纸再生桨料造纸的污水进行治理,达到以污染物去除率COD在90%以上;BOD在70%能上能下;SS在95%以上,经处理污水还可回用到生产上。
1、试验研究
1.1 设备原理
造纸污水经絮凝反应后能分离出大量的污泥,这些含有纤维的絮状泥有类似活性碳的很好的吸附能力,以往的沉淀或气浮工艺,只把这些固形物分离,没有再充分发挥这些污泥的只附过滤作用。则EWP高效污水净化器就是利用这些絮凝反应后生成的絮凝沉淀物在净化器内形成一个稳定的、可连续自动更新的只附过港督流化床,令污染物起到活性碳的作用,使进入的污水除了得到平常混凝反应之后的固液分离效果外,还让污水得到过滤和吸附的净化处理,即可达到比普通的气浮或沉淀的物化处理工艺提高10-20%的去除率。由于EWP高效污水净化器没有用任何的滤料或填料作为滤床,不会堵塞,所以免除了砂滤池或其他过滤装置必需的反冲洗的麻烦和额外的动力消耗,更解决了处理装置偶然停用后滤料干涸板结造成的堵塞问题。EWP高效污水净化器是集污水絮凝反应、沉淀、吸附、过滤、污泥浓缩等功能于一体的设备。
1.2 试验效果
在试验的五个月中,分六个阶段进行测试,表1结果表明试验达到要求目标。
2、工程应用
2.1 处理规模
珠江纸厂治理工程中,采用两台处理量100m3/h(高13 m)和两台50 m3/h(高11 m),共4台净化器,分别处理黄板纸和白纸的制桨、抄纸废水。人民纸厂采用六台处理量100(高15)的净化器,处理黄板纸和灰板纸的制桨、抄纸废水。配有污泥浓缩槽和加药系统2套、调节池刮泥机、污泥脱水机等设备。两个工程处理量分别为7200和15000,总投资分别为590万元和980万元,占地1600和2800。广州头号城纸箱厂应用EWP高效污水净化器,污水处理后回用到造纸生产中,使得该厂达到1吨水造1吨纸的先进水平。
2.2 工艺流程
对比试验流程增加了调节池刮泥李、泵后加药系统、污泥脱水机等设备。
2.3 运行效果
EWP高效污水净化器的技术特点是没有用任何的滤料或填料,而利用先进生产方式的污水中的悬浮与絮凝剂反应后生成的絮凝沉淀物形成吸附过滤订对连续进入的污水进行净化。其关键是EWP高效污水净化器能把污水中的絮凝沉淀物形成稳定的流化,今污染物起到活性碳的作用,并能由新鲜进入的絮凝沉淀物推动老的絮凝沉淀物排出,始终保持净化器的治理效果。虽然只是一级物化处理工艺,却可比气浮、沉淀等同类工艺提高效率10-20%。
经过三年多的运行,尽管进水浓度变化较大,但出水仍然比较好和稳定。表2监测结果表明,可达到去降率COD为92.5%,BOD78.5%,SS98.9%,达到项目的设计要求和国家标准。直接运行费用(药剂费0.25元,电耗0.2度)为0.38元/吨水。
对以废纸再生桨料造纸的废水,采用一级物化处理工艺的EWP高效污水净化器治理,具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行费用低、经处理废水能达标排放并可回用等优点。
六、高效垂直流人工湿地系统水质净化技术介绍
工艺原理
人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法,其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物,从而建立起一个人工湿地生态系统,当污水通过系统时,其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解,使水质得到净化。
方法特点
人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点,同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点。
适用范围
经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准,因此它实际上是一种深度处理的方法。特别适用于饮用水源和景观用水保护,处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的生活污水或直接对受污染水体的水进行处理,或者为这些水体提供清洁的水源补充。
基建与运行费用
基建费用与很多因素有关:地形特征、地层结构、选用的前处理方法、进水水质情况、出水水质要求、外观要求等等因素有关。因而根据情况的不同有很大差异,但比二级污水处理厂低很多。人工湿地系统运行费用特别低,如果仅以电费计,通常不会超过0.05元/吨/天(主要用于提高进水水位,如果水位不需提升则没有此项费用),另外需要工人进行简单的操作和维护管理。
处理效果
出水水质可以因进水水质或停留时间的不同达到地面水水质标准(GB3838- 88)II至V类标准。系统可以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计。
研究与应用实例
1.研究工作
关键词:石油开采;废水处理;技术
在石油开采工作实施过程中,石油废水中所含有的悬浮物、浮油、分散油等威胁到了人体健康。为此,为了迎合石油开采量扩大趋势,要求开采人员在石油开采工作开展过程中应严格遵从“节约、环保”理念,对石油开采中石油废水进行有效处理,继而将悬浮物、乳化油等物质含量降至最低,达到最佳的废水处理效果,满足当前水资源应用需求。以下就是对石油开采作业中废水处理技术的详细阐述,望其能为当前石油开采行业的发展提供有利参考。
1当前石油开采过程所面临的问题
就当前的现状来看,石油开采作业中废水处理难点主要体现在以下几个方面:第一,从聚合物驱采技术应用角度来看,开采作业中会产生大量废水,而废水中含有乳化油、聚合物、活性炭等物质,弱化除油器除油功能,且扩大了废水处理中活性剂、聚合物等保留难度,为此,在废水处理工艺活动开展过程中应提高对此问题的重视程度,对其展开行之有效的处理;第二,从蒸汽驱采稠油技术应用角度来看,开采作业中所产生的废水含有SiO2等污染物,为此,部分油田在开采作业中注重将稠油废水注入锅炉中,达到废水净化目的,但此种废水处理方法呈现出SiO2、硬度等处理效率较低等问题,且耗时长、速度慢,因而应引入新型废水处理工艺;第三,就当前石油开采现状来看,部分油田缺乏技术手段,最终影响到了地表形状与地下水的协调处理,引发地震等灾害,威胁到人们生命安全。因而,在石油开采工艺开展过程中,为了规避废水污染问题的凸显,必须严格把控废水处理环节,优化废水处理技术手段。
2石油开采作业中废水处理技术的具体应用
2.1物理处理技术
在石油开采作业环境下,为了实现对石油废水的有效处理,要求开采人员在实际工作开展过程中应注重做好物理处理工作,即在膜分离方法应用过程中需通过微滤、纳滤方式,处理废水中悬浮物质,将废水中悬浮物质拦截于多孔材料外部,达到高效废水处理效果。同时,在废水处理工作开展过程中,亦可借助油、水密度的差异性,通过静置形式,沉淀悬浮物质,达到重力分离目的。而在过滤器分离作业中,需依据石油开采作业要求,配置过滤器,继而开启过滤器截留、沉降功能,分离废水中颗粒状物质,达到废水处理效果。此外,在石油废水处理工艺活动开展过程中,亦可将废水置入到容器内,借助容器高速旋转功能,对密度不同的物质进行离心分离,提升整体废水处理水平。
2.2化学处理技术
在石油废水处理过程中,为了改善废水处理效果,应首先于废水中添加酸碱类、无机盐类混凝剂,促使废水中物质发生变化,达到分离。其次,在中和分离方法应用过程中,需结合酸性废水PH值1~2,碱性废水PH值11~12的特点,向废水内投入石灰石、电石等,净化废水所含杂质。同时,基于中和分离方法应用的基础上,亦可采用高级氧化方式,即通过H2O2/UV对石油废水进行预处理,继而将废水PH值控制在3,而H2O2投入量为500mg/L,就此达到污染物42.4%的处理效果[1]。此外,在湿式氧化法应用过程中,为了提升整体废水处理效果,需配置封闭反应器,且将作业环境温度控制在150~300℃之间,继而将废水置入到反应器内,通过空气中氧气溶解废水中有机物等杂质,达到最佳的废水处理效果。
2.3生物处理技术
在石油废水处理过程中,生物处理技术的应用亦是非常必要的,为此,要求相关工作人员在实践作业过程中,应注重利用微生物中酶成分,吸收废水中细菌,而由菌细胞所产生的酶分解物质,将通过合成、分解、氧化等作用,转化为微生物自身部分,即CO2、H2O等,达到污染物降解目的。同时,生物处理方法在应用过程中呈现出效率高、处理量大等优势特点,为此,当代石油化工企业在开采作业环节开展过程中应强调对生物处理技术的引进。此外,在废水生物处理作业中,亦需配置生物滤池,且基于“自上而下”理念的导向下,将废水注入到滤料表面,继而吸附废水中杂质,达到废水净化目的[2]。同时,基于废水处理工艺开展的基础上,亦可向废水内输入空气,而后投入活性污泥,处理废水中有机物质等,营造良好的废水排放空间,规避废水等的产生影响生态环境保护。
3结语
综上可知,在石油开采工艺开展过程中将产生大量石油废水,威胁到人们健康,同时破坏生态环境的保护。因而在此基础上,为了将石油废水中污染程度降至最低,要求当代石油化工企业在实践生产作业过程中,应注重引入湿式氧化法、活性污泥法、生物滤池法等石油废水处理方法,吸附废水中杂质,对石油废水进行净化处理,达到标准化石油废水排放状态,且推进石油产业的快速发展。
参考文献:
[1]宋鹏.简述石油开采废水处理技术的现状与展望[J].中国新技术新产品,2012,11(01):199.
关键词:煤化工产业;节能减排;创新与应用;技术开发
对于煤化工企业来说,节能减排不仅是政策的刚性要求,也是提升企业内部效益的长远战略,但是许多企业执着于眼前之利,舍本逐末,反而带来严重损失,本文研究了节能减排的意义,并就创新与应用对节能减排的重要性以及如何进行创新和应用做出探讨,以期对企业实践做出指导。
1节能减排技术如何进行创新
(1)技术创新对于节能减排的必要性
如果技术条件跟不上,节能减排永远只能成为一句口号,只有技术条件真正能够迎合现实需求,才能从根本上解决能源与环境问题,实现节能减排的目标。创新技术对于节能减排的决定性作用体现在,如果没有技术的创新,无法做到节约能源,即使有节能意识,要么无能为力,要么成效甚微,对于减排亦是如此,因为煤化工的消耗与废物数量巨大,普通措施很难有效果,而且针对工业化操作,只有技术更新才能对现有的工业流程真正产生影响,否则无法改变流程,无法实现目标,每一项技术或者设备的更新,都是对工业流程的大规模变革。由此可见技术的创新对于工业影响之大,足以成为节能减排的决定性因素。
(2)研究更有效技术处理废气、减少排放
现有的空气净化技术运行成本大,且效果不甚理想,导致许多工厂不愿意引进设备,使技术的使用率呈较小比例,因此需要对技术进行升级,怎样能够进行大规模、小成本的废气净化,提高排放废气的质量,最好能形同新鲜空气,当然,更好的办法是研究废气产生过程,减少废气产生。废气的产生大都是由于煤燃烧不完全导致的,如何使煤炭燃烧彻底是主要问题,现今有专家探讨将煤液化后发电,如此能够有效的提升燃烧率,减少废气产生。于废气而言,净化是无奈之举,是无法避免时的防护措施,技术创新一定要研究减少废气之法,提高能源利用率、节省能源,同时探寻更加完善的空气净化技术和废气收集技术。
(3)从废水产生过程对其净化的技术创新
一般对于煤化工废水来说,均是流程完成之后对废水进行收集,并对其进行处理,达标后排入附近河流,这种方法不仅净水成本大,而且对水系统破坏极大,不利于节能减排的实现,如果能够在煤炭发电系统外增加水循环系统,在废水产生的各个环节进行废水收集,并进行净化,使其进入下一个流程循环,如此能够实现水的有效利用,也能够减少排放,需要解决的问题是水循环体系的设计和净水技术的提高,这两个难题解决,必定会为节能减排带来飞跃式的进展,亦会极大节省企业成本,给环境和能源减压。各个环节的废水分开收集,可以对污染程度相差较大的废水进行分开处理,减少净水成本。
2节能减排技术如何投入应用
(1)节能减排技术难以应用于实践的原因探讨
由于科技的进步,许多技术已经问世,设备也进入市场,但是由于技术造价成本太高,使煤化工企业望而却步,许多缺少远见卓识的企业家不愿花钱买技术、购置设备,就像二次科技革命时的英国,工厂不愿丢弃旧设备,从而延误了工业进程,因小失大,同样的,这种想法也阻碍了节能减排的进程。再是许多技术处于研发阶段或是实验阶段,无法获取信任,企业不敢冒险,技术尚未得到实践证明,无法保证一定有成效。加之许多企业家社会责任心减弱,为了节省净化废物的成本,随意进行排放或是未达排放标准而排放,对于环境和能源造成巨大的破坏和浪费,必须加以严格的防范和严厉的处罚。
(2)空气净化处理废气并使用清洁煤减少二氧化碳排量
现有空气净化技术虽然不能说是尽善尽美,但是对于废气的净化有一定作用,能够减少对于环境的污染,必须使企业运用现有技术进行较高标准的废气净化,可以适当提高废气排放标准,并且严格执行,迫使企业能够运用较先进的设备和技术,从而加速节能减排实现进程,现有的利用制作尿素对二氧化碳脱除技术,属于废气综合治理措施,能够有效减少废气中二氧化碳含量和其他废气成分,对废气实现有效净化。使用清洁煤发电,能够有效减少煤中废气产生,对于减少废气的产生与排放具有较大的作用,是除液态煤之外较有效的技术,若能得到应用,必定大有裨益。现有科技已经能够对废气做一个相对较好的处理,只等应用于实践。
(3)坚持废水净化技术的使用
现有废水净化系统虽然并不完善,但至少能够保证废水进入河流系统后能够经由其自净能力净化,但是由于许多企业废水都是采取直接倒入河流或者净化不合格,致使河水遭到严重污染,水体自净能力无法应对高频率、高浓度的废水排放,于是给河流生态和周围环境、生活造成极其严重的破坏,针对这些情况,必须严格执行废水排放标准,对煤化工企业排放进行访查,了解相关情况,使用强制措施,对于一些小规模无法满足要求的企业进行责令关闭,以减少不达标废水的排放,维护生态安全,同时集中行业资源,配置更高的技术和设备,更好的进行节能减排技术的创新和应用,对节能减排步入新阶段提供助力,促进技术的创新、资源的集中。
3结语
为了促进节能减排,必须要进行技术的创新,并真正将技术运用到煤化工产业中,对其过程产生影响,技术的创新要针对现有难题进行探索,同时也要对现有技术进行完善,使其成本尽量减小,这也会促进技术的应用,而技术的应用必须要提高认识,制定长远目标,不能因小失大,积极应用新技术促进节能减排。
参考文献:
[1]王秀国,马磊,左广斌.煤化工企业节能减排技术的开发与应用[J].山东化工,2014,43(10):154-156.