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废水处理论文范文

废水处理论文

废水处理论文范文第1篇

水泥厂的用水量要根据生产规模来确定,表1为水泥行业新型干法水泥厂用水情况统计表。从表中可知,随着生产线的规模增大,单位熟料的用水量在减小,但总的用水量还是在增大的。

2水泥厂废水的特点及废水处理方法

2.1废水特点水泥厂的废水包括生产废水和生活废水,生产废水中,除回转窑托轮的冷却水受到油脂的污染,其他生产废水仅水温有所升高及稍带有一些粉尘外,水质没有大的改变。而生活废水主要由中控化验室、办公楼及厕所排出的废水。总的来说,水泥厂废水中主要为有机物污染及泥砂量。

2.2废水处理方法(1)简单处理方法。一些水泥厂,在前期设计时,未考虑废水处理及循环利用问题,在投运后,考虑外排废水对环境的影响同时又考虑投入资金的问题,便自行增加简单的废水处理及循环利用装置,这个装置包括两个水池及两台水泵(一用一备)。废水的处理利用两个水池进行,全厂废水经管网流入沉砂池,处理废水带入的泥砂、油脂及其他飘浮物,澄清池用于储水及把收集的水经水泵输送到生产用水的管网中。这种简易的废水处理及循环利用装置,解决了废水外排对外部环境的影响,同时也利用了大部分废水,但回收的水质难以达到要求,尤其是水中的微生物及菌类无法消除。(2)较完善的处理方法。较完善的处理方法采用“预处理+物化处理+生化处理+消毒”,保证回收水达到使用要求,从而实现真正意义上的污水零排放。其工艺流程为:污水—排水管网—格栅除杂—沉沙池—调节池(完成预处理)—物化澄清池(物化处理)—生物炭反应器(生化处理)—接触池(消毒处理)—回收。预处理主要是处理废水中的飘浮物、泥沙等物,物化处理时,要加入絮凝剂,将污水浊度降下来,同时消除大量的有机物,生物炭反应器主要是消除废水中的有机物,而消毒主要是消除废水中的微生物和菌类。生物炭反应器是一种比较成熟的技术先进的水处理及废水处理设备。在水泥厂废水处理中,有的厂也采用曝气生物滤池来对废水中的有机物和油类降解,从而达到去污的目的。曝气生物滤池是生物接触氧化法的一种特殊形式,即在生物反应器内装填比表面积极高的颗粒填料,以提供微生物膜生长的载体,并根据污水流向不同分为下向流或上向流,污水由上向下或由下向上流过过滤料层,在滤料层下部鼓风曝气,使空气与污水接触,污水中的有机物与填料表面生物膜通过生化反应得到稳定和去除,填料同时起到物理过滤作用。

3循环供水系统的组成

循环供水系统一般由循环水池、泵房、循环给水管网和循环回水管网组成。废水经处理合格后,进入循环水池,再经水泵及管网,就可以输送到供水管网中,从而实现废水的循环利用。

4废水处理及循环利用系统设计及使用时注意事项

废水处理论文范文第2篇

1.1UASB反应器厌氧消化可分为高温厌氧消化(550℃)、中温(350℃)和常温厌氧消化,高温厌氧消化效率最高,其容积负荷均在8~30kg/(m3•d);中温厌氧消化效果适中,其容积负荷均在6~20kg/(m3•d),而常温厌氧消化效果较差。其设计必须根据被处理污水的特点、温度和处理设施所在地的气候特点而定〔2-3〕。UASB反应器所采用的上流速度约0.5~2.5m/h。通过该处理工段可去除污水中80%以上有机物,同时所降解的有机物在厌氧细菌(产酸和产甲烷菌)的作用下转化为沼气。沼气中CH4体积分数在65%左右。沼气通过集气罩收集,不会对周围环境带来气味。沼气进入处理系统的沼气燃烧系统。由于污水浓度较低,UASB反应器进水上升流速不足,可能导致“短流”或“沟流”现象,故通过厌氧出水回流改善进水水力条件。此外厌氧出水回流可提高进水的碱度,降低污水进水的挥发酸(VFA)浓度,进一步减少酸化的可能性。由于厌氧反应器内污水对金属有一定的腐蚀性,如采用钢结构布水器和三相分离器,则使用寿命较短,一般三、五年就可能腐蚀掉,故必须采用耐腐蚀性强的玻璃钢或不锈钢。

1.2Biofor滤池设计采用6组Biofor,Biofor滤池的结构如图2所示。图2Biofor滤池的结构示意

2调试运行及工艺调试运行结果

2.1调试运行

2.1.1调节池调节池调节进﹑出水流量,使管渠和构筑物正常工作,不受废水高峰流量或浓度变化的影响。笔者工程采用在线流量计,调节进水流量为40m3/h。若流量计不准确,必须及时校准使用。

2.1.2UASB反应器UASB投入运行前必须进行充分实验和气密性实验,充分实验要求无漏水现象。选用污水厂污泥消化池的消化污泥进行接种。接种污泥的质量浓度为30kg/m3,接种量为UASB反应器有效容积的30%,接种方式为将接种污泥加水搅拌后,用污泥泵均匀地输入到UASB反应池各布泥点。进水COD为6000mg/L,初始用稀释水稀释进水COD为1000mg/L,然后逐步提高有机负荷直到可降解的COD去除率达到80%为止。当可生物降解的COD去除率达到80%后,逐步提高进水COD,直到达2000mg/L,在这段运行中,有少量非常细小的分散污泥带出,其主要原因是水的上流速度和逐渐产生的少量沼气。下一阶段COD增加由2000mg/L开始,每次浓度增加20%,操作时间为1个月,经过多次重复操作达到设计指标6000mg/L。在这段运行中,由于提升水量大,COD高,产气量和上流速度的增加引起污泥膨胀,污泥量带出量多,大多为细小非分散的污泥或部分絮状污泥,这种污泥的带出,有利于颗粒化污泥的形成。当反应器的进水COD达到设计指标6000mg/L,以后的稳定运行阶段,要严格控制pH、温度、有机负荷、VFA、ALK等各项操作参数,逐步形成颗粒污泥〔2-3〕。UASB反应器运行时间段,性能稳定,COD去除率为85%,色度去除率为50%,SS去除率为25%。

2.1.3生物接触氧化池接触氧化池接种污泥来自污水处理厂的脱水污泥,好氧污泥投入接触氧化池后,采用先间歇进水后连续进水方式培养氧化池内污泥,沉淀池污泥在MLSS大于5000mg/L,SV大于30%之前全部回流,同时保证氧化池内DO在2mg/L左右。接触氧化池的调试效果以UASB反应器调试出水水质和水量为前提。好氧污泥培养驯化阶段,按m(C)∶m(N)∶m(P)为100∶5∶1向氧化池内加磷酸二铵和尿素,以满足微生物正常生长需要。投入污泥3d后填料上生成极薄的生物膜,显微镜下观察发现有个别的豆形虫,随着营养的不断补充,生物膜不断增厚。第10天后,盾纤虫、吸管虫、轮虫等原生动物出现,菌胶团发育良好,出水水质降至135mg/L。生物接触氧化池运行时间段,性能稳定,COD去除率为80%,色度去除率为50%,SS去除率为80%。

2.1.4Biofor池调试运行Biofor池采用自然挂膜方法〔6〕。在滤池进水之前,先对滤池进行冲洗和曝气,使陶粒中的泥沙和杂质被带走。Biofor池的调试及运行分两个阶段进行,第一个阶段采用间歇进水的方式,水力停留时间为12h,每隔40min进废水30min,水速控制在1.0m/h,运行时间为7d。第二阶段采用连续进水,在连续曝气的条件下逐步增大进水流量,直到达到设计的进水流速。此阶段水解酸化池污泥进入到滤池,被滤料截留、吸附,易于生物膜的快速生长,挂膜期间,随着进水量的增加,微生物的生长,在滤料表面形成一层肉眼可见的生物膜,挂膜期间滤池不得进行反冲洗。COD去除率为70%,色度去除率为50%,SS去除率为30%。运行期间,按设计方案进行进水。Biofor池的反冲洗采用气水联合的方式,单独气洗5min,然后气水一起反冲洗10min,直至出水不再含有明显杂质,反冲洗水回流到调节池。出水水质达到国家标准。

2.2调试及运行效果分析

废水经过UASB反应器、生物接触氧化及Bio-for处理后出水各项指标均达到GB8978—1996中的一级标准。经3个月调试后,国家法定环境监测单位对工程出水进行连续监测12d,选取第9天各处理单元出水COD、色度、SS、pH数据进行记录。各处理单元进出水水质如表1所示。

3运行费用分析

废水处理论文范文第3篇

1.1水温无论是好氧菌、厌氧菌还是兼性菌都有最合适的温度范围。温度影响着微生物酶的活性。由于3个蒸氨系统的换热器受废水含油、循环冷却水温度等各方面的影响,存在着调节池进水水温有时偏高的现象,夏季有时持续高达45℃左右。冬天温度对系统的影响相对较小,即使调节池进水水温高,经过添加稀释水,好氧池与环境换热,消泡水的喷洒后好氧池温度也能维持在36~38℃。但是夏季时,由于环境温度高,好氧池内的溶解氧自身带入了大量的热量,导致好氧池内温度比厌氧池、缺氧池温度高2~4℃,这种情况下若调节池进水水温偏高,将导致污泥活性急剧恶化。

1.2污泥中毒2012年9月4日开始二沉池出水COD、氨氮指标持续上涨,污泥性状持续恶化,见表2。观察污泥沉降比时发现上清液特别浑浊,泥水分离效果极差,并且好氧池泡沫呈现蓝色。经分析可能是由于混合煤气水封水中含有有毒物质,造成了污泥中毒。采取了措施后污泥活性、出水指标逐步恢复正常。

1.3污泥老化2013年5月7日开始,二沉池出水COD指标又一次出现上涨,二沉池泥水分离效果较差,见表3。观察污泥沉降比,与污泥中毒时的现象不相同,上清液比较清澈,但是沉降比数值较高,达到了65%,污泥比较密实,检测污泥浓度约为7000mg/L左右。经分析此次出水指标上涨的原因是污泥出现了老化现象,剩余污泥排泥不及时。污泥老化的主要原因有2方面:一方面主要是调节池进水水温高,导致好氧池温度达到了42℃,超出了好氧菌生长的极限,抑制了污泥的活性;另一方面是由于一系统蒸氨换热器出现泄漏,一系统蒸氨停产检修,只能进二、三系统的蒸氨废水,进水负荷降低,同时剩余污泥排放量偏少,污泥浓度相对过高,两者共同导致食微比出现严重不足,污泥活性降低。

2改进措施

2.1稳定进水水质和水量进水的水质、水量波动对系统连续稳定运行影响极大。正常情况下,3个系统蒸氨废水全部进入调节池进行均和,混合后的水质在进水指标范围内。当一系统蒸氨废水停产检修时,进水COD负荷降低,容易造成污泥老化,必须适当调整二、三系统溶剂脱酚操作,提高出水含酚浓度,保障进水COD负荷。当进水水质的氰化物、氨氮等指标波动较大时,应及时将进水切换至事故池,缓慢泵送至调节池,最大限度减少水质波动对微生物造成的冲击。

2.2选择高效的预处理混凝剂系统运行初期,气浮除油选用硫酸铝作为气浮混凝剂,运行一段时间发现药剂投加量非常大,但是产生的絮体小,混凝沉淀效果差。改进措施是重新根据废水温度、pH等指标选择高效混凝剂,采用了硫酸亚铁作为混凝剂,聚丙烯酰胺作为助凝剂,提高了絮凝沉淀效果。硫酸亚铁除了起到絮凝作用,还能使原水中的硫化物和氰化物生成硫化亚铁沉淀、普鲁士兰沉淀,降低有害物质对微生物的危害。

2.3严格控制工艺参数1)温度。在冬季低温时期,可适当提高蒸氨废水进调节池的温度,进水水温不超过45℃,整体工艺流程的前后温差在5℃内可保证生化系统的运行。在夏季,可以采取定期清洗蒸氨换热器等措施来严格控制进水水温在38℃以内。只有保证进水水温在控制范围内,才能保障生化系统各个单元的水温在合理范围。2)好氧池溶解氧。好氧池溶解氧高有利于酚、氰等有机物的降解和硝化反应进行,但过高会造成污泥自身的氧化分解;溶解氧不够会降低硝化反应效率。溶解氧的调节主要依据好氧池内污泥浓度、污泥性质和进水中有机物含量来调整风量。控制好氧池内溶解氧在2~4mg/L。3)好氧池碱度。硝化反应消耗碱度,前置反硝化虽然可以补充一些碱度,但仍然需要额外补充碱度。我厂向好氧池投加液体氢氧化钠。加碱量应根据好氧池出水碱度、出水氨氮的变化来确定,一般控制出水碱度在200~250mg/L,既保证了出水指标,又节约了水处理成本,实践表明,碱耗费用占生化处理药剂费用的一半以上。至于碳氮比、有毒有害物质浓度因素主要体现在进水水质控制方面。当系统出现出水指标上涨、污泥性状变化,有污泥老化或者污泥中毒倾向时,应立即分析哪些工艺参数超出了正常的控制范围,然后结合污泥体积指数、污泥沉降比、污泥浓度指标,对系统进行及时的调整;其次是适当增加稀释水量,减少有害物质浓度,必要时可以添加甲醇、葡萄糖等额外碳源,使污泥活性在短时间内得到恢复。

2.4工艺优化和升级改造倍增组合式焦化酚氰处理工艺原设计是将回用水作为消泡水、离心机滤清液返回至混合液回流渠,在实际运行过程中发现容易形成恶性循环,抑制污泥活性,因此对上述两处进行了工艺优化和升级改造。1)消泡水由回用水更换为循环水排污水。改造前,消泡水使用高效沉淀池出水,高效沉淀池经过一段时间的运行,由于产泥速度过快,造成出水区严重漂泥,出水水质较差,作为消泡水循环使用,造成难降解有机物在好氧池内不断积累,污泥活性受到抑制,出水COD指标持续升高。将消泡水进行更换,引入循环水排污水,更换后出水COD降低,由改造前的400~500mg/L降低至270~280mg/L,效果明显。2)离心机滤清液回流改造。改造前离心机滤清液是回流至混合液回流渠,进入了生化系统。当离心效果好时,滤清液相对清澈,滤清液含COD100~200mg/L左右,对生化系统影响相对减小;但离心效果差时,滤清液特别浑浊,此时出水COD在500~600mg/L,甚至更高,对生化系统的影响特别大,形成了恶性循环,污泥活性受到抑制,造成二沉池出水COD持续偏高,进而造成物化阶段加药量增加、产泥量增加,离心机超负荷运转,导致离心机离心效果差和离心机维修费用增加。为了彻底解除滤清液对生化系统的抑制作用,对滤清液系统进行了改造,将滤清液回流至高效氧化池的入口,使其不进入生化系统,当滤清液效果好时,滤清液可以对二沉池出水进行稀释;当滤清液效果差时,即含泥量较多时,进入高效沉淀池后经过絮凝沉淀也可以得到进一步的处理。

3结论

废水处理论文范文第4篇

(1)水质均化和水量调节工序。通常情况下,污水处理厂收集到的污水水质和水量的变化幅度过大从而影响污水处理设备机能的正常发挥,甚至可能损坏污水处理设备。水质和水量的剧烈变化不利于污水处理工艺的稳定,影响处理效果。所以,必须对收集到的污水进行水质均化和水量调节处理。一般的做法是,将收集到的污水导入具有水质均化和水量调节功能的调节池中进行调节,之后才能进入污水处理厂正式开始处理。

(2)隔除油状有机物工序。化工废水中含有大量有机物质,这些有机物不能溶于水,常呈油状存于污水中。由于其对生物膜表面或者活性污泥颗粒表面具有很强的吸附作用,使其能够阻断好氧生物获取氧气,进而导致生物活性降低乃至完全失去活性,严重影响污水处理效果,所以必须予以去除。通过隔油池可以去除油状有机物,同时,对污水进行初步的沉淀处理,降低可沉淀物含量,从而减少后续处理的药剂用量。

(3)气浮工序。气浮的主要原理是通过气泡发生装置在污水中产生大量高分散度的细小气泡,气泡会大量吸附水中悬浮颗粒,并一同升至水面,进而分离处理。疏水性细微固体悬浮物和油类悬浮物是这阶段主要的处理对象。国内通常使气浮工艺有加压溶气气浮工艺、MAF(旋切气浮)工艺、CAF(涡凹气浮)工艺等。

(4)混凝工序。混凝工艺主要原理是,在污水中添加混凝剂,通过若干化学反应或物理变化后,水中悬浮物或者其他不易沉降的物质凝聚成大颗粒物质,从而便于分离。在实际工作中,混凝工艺通常与沉淀工艺、气浮工艺联合使用,以提高分离效果。由于需要混凝的物质种类繁多,所以实际中应用的混凝剂往往是复合性混凝剂而不是单一的混凝剂。

(5)微电解工序。微电解工艺又称之为内电解工艺,引入国内的时间还很短,主要分为铁铜法和铁碳法等,利用氧化还原反应、絮凝等方法去除水中污染物。该工艺由于能够显著提高生物可利用性、降低重铬酸盐指数和色度等,所以常用于印染废水等化工废水的处理。微电解工艺的主要原理是电化学反应。碳铸铁屑和纯铁构成的颗粒在酸性水溶液环境中,铁屑和炭粒或铜屑组成无数个微小原电池发生电化学反应,生成亚铁离子和氢原子。在铁和亚铁离子的还原作用、铁离子的混凝作用等作用的影响下,发生凝集、电中和、网捕和架桥等多种现象,污水中原本很难去除的微小颗粒凝聚成粒径比较大的颗粒,连同废水中原有的悬浮物和微电解反应产生的不溶物进一步形成更大的颗粒物,从而得以去除。这个过程非常复杂,通常还包括催化氧化反应、络合作用和电沉积作用。

2混合化工废水的生化处理工艺

(1)水解酸化工艺。水解酸化的作用是通过控制微生物将某些大分子难降解有机物转化为较易降解的小分子有机物,从而提高废水的生物利用度,为后续处理创造有利的条件。水解酸化工艺具有适应性强,耐COD负荷变化,pH适应广,启动快,运行稳定的特点,可在常温下运行。水解酸化———好氧工艺是处理混合工业废水的常用手段,只要控制适当的运行条件可以取得比较理想的处理效果。

(2)A/O工艺。A/O工艺通过串联使用缺氧环境和富氧环境,利用微生物将水中悬浮物变为有机酸,将大分子有机物分解为小分子,并将污水中的含氮有机物进行脱氮处理,从而实现COD、NH3-N、色度的全面达标,污染物含量的进一步降低,废水生物可利用性进一步提高。

(3)PACT工艺。该工艺由美国杜邦公司开发,并于1972年申请专利。其原理是利用活性炭粉末对污水中有机物的吸附作用来去除污染物。由于该工艺成本较低,操作简便高效,进而广受废水处理企业的欢迎,广泛应用于工业废水如石油化工、有机化工废水的处理。

3结束语

废水处理论文范文第5篇

1电渗析在工业废水处理中的应用电渗析是利用阴阳离子交换膜的特性来分离工业废水中有害物质的一种方法。目前,电渗析可以应用在赤泥碱性废水的处理过程中,也可以应用在将亚硝酸盐从镍老化液的去除中。(1)电渗析在赤泥碱性废水处理过程中的应用。近些年来,氧化铝生产企业多采用将赤泥混合浆液注入深海的办法处理堆积如山的赤泥,然而,长期使用这种方法不仅不利于海洋生态的保护,而且由于碱量损失严重也会损害氧化铝生产企业的经济效益和社会效益。(2)电渗析在将亚硝酸盐从镍老化液的去除中的应用。电渗析可以利用其具有阴阳离子选择透过性的特点,将有害离子进行滤除,延长镀镍液的使用周期,避免了资源浪费,同时也为企业购置原材料节省了成本。反渗透在工业废水处理中的应用当下,反渗透主要用于处理橡胶工业废水、高浓度有机废水及海水的淡化。(1)反渗透在处理橡胶工业废水中的应用。反渗透对无机盐具有很高的去除率,而橡胶工业废水成分中含量最多的恰恰就是无机盐。利用反渗透对橡胶工业废水进行处理有利于废水的资源回收,减少了橡胶废水对环境的影响。(2)反渗透在有机废水处理中的应用。可以利用反渗透对有机物90%的去除率,对废水中的有机物进行滤除,回收有机物得到无害的工业用水。另外,反渗透在海水淡化中的应用也越来越普遍。我国的淡水资源短缺,然而,我国的海洋覆盖率很大,而海水与淡水的最大区别在于海水含盐量较高。如果能将海水的盐分降低到人可以使用的程度,再经过一系列的处理就可以供人们使用。我国已经投入四个海水淡化工程,通过多次反渗透将海水进行逐步的淡化,将苦咸水变成使用水,为解决我国食用水短缺现象提供了可能。

2在造纸废水处理中的应用(1)造纸废水水质与处理方法。造纸行业是消耗大量水的大户,废水排放,对环境污染十分严重。不同成分的纸浆和造纸产生的工业废水也不同,一般对于污水处理采用的措施有:化学沉淀、活性污泥、药浮、气浮等传统措施。然而,用这些处理措施通常达不到排放标准,尤其是活性污泥工艺,夏季高温影响了活性污泥处理过程的效率,活性污泥厂消化处理造纸废水中芳香族化更难。近年来,随着渗透膜分离介质(UF)、(NF)、(RO)、(ED)等措施处理纸浆、造纸废水,国内外都进行了研究及开发应用。在造纸废水中有许多有价值的化工产品,如木质素、木质素磺酸盐、香兰素,可以在膜处理中回收,净化水可用于造纸过程,所以膜技术10多年来的污水处理厂在世界造纸工业中建立及运行。(2)膜法处理纸浆造纸废水工艺。膜系统的设计,膜和装置类型的选择,都要注意。由于造纸废水的温度较高,pH范围较宽,因此应选用耐温和耐化学药品的高分子膜,如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物及其他一些聚合物制成的UF膜、RO膜,以及聚乙烯异相阴、阳离子交换膜等。由于废水成分复杂且含量较高,因此应选用流动状态较好的管式、板式的UF、RO装置,才能获得较满意的处理效果。(3)膜工艺处理造纸废水。1)膜系统的设计。①膜和设备选型,由于造纸废水温度比较高,pH值范围也比较广泛,所以我们应该选择高分子膜并耐化学腐蚀,例如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物和其他聚合物制作的UF膜、RO膜和聚乙烯异相阴、阳离子交换膜。由于废水成分复杂,含量较高,所以我们应该选择流动状态好管式,板式的UF、RO装置,可获得满意的处理效果。②膜系统的选型设计,UF膜RO膜法或ED法,在恒定的操作条件下对造纸废水处理时,透水通量随溶液浓度的增加而明显降低。从膜分离方法的特点来看,有几种不同的设计方法。如图1所示。图1(a)为RO工厂运作模式,对低浓度的废水,效果特别明显,当液体通过膜组件时,通常可以去除5%~20%稀溶液。图1(b)的措施更适合于超滤系统,因为系统中的组件数量少,回路中的溶液可以不断循环,浓缩到所需的浓度。然而,该方法的性能不高,因为膜几乎总是在高浓度废水中。图1(c)所示是一个多段连续系统,供给液在每一段都经过一定的循环浓缩,最后浓缩到所需浓度。所以,。图1(c)的运作模式更适合于超滤,纳滤和反渗透系统。2)膜法处理工艺流程。图2为按照图1(c)的概念面设计的多段连续过滤膜系统。图2中,废水过滤后被泵入在膜的每一段元件中,渗透和和浓缩液集中在各出口。系统中带有可用蒸汽或冷却水进行恒温的热交换器。过生产线上膜系统末端的折光仪或通过控制料液和浓缩液流量比例的控制器来控制浓缩液的流量和固体含量。渗透液和清洗剂的混合物作为定期清洗膜的清洗液。

二、膜技术发展方向

现有膜对无机分子的截留不好,从而影响了它的使用。所以,对膜分离技术发展很有必要性。当前,研发新的膜材料已成为膜技术发展的新趋势。目前,废水处理中膜技术未来的发展方向有以下几点。(1)膜材质和表面性能的变化,通过研发高强度、长寿命、抗污染、高通量膜材料,可以减少膜的污染。(2)开发复合薄膜材料,加强各种膜新材料和复合膜工艺的开发,特别是生产高强度、寿命长、抗污染、高通量膜材料。(3)化学稳定性高,抗污染能力强,抗菌的新型膜研制,尤其是性能优良的有机膜与低成本的无机膜的研制。(4)膜分离和其他膜分离工艺技术的结合,开发新型的膜分离工艺,成功地处理了膜堵塞问题,如果把不同的膜技术进行组合使用,或者和常规的水处理技术进行结合应用,大大提高处理效果,降低处理成本。(5)研发新的膜组件及膜分离技术工程的一些设备,例如高压泵、计量泵精密过滤器。大部分设备由于质量问题而影响了膜装置的作用,所以要加强这方面的工作。

三、结语

废水处理论文范文第6篇

1.1实验药品与仪器实验用水直接取自该皮草企业生产废水,皮草废水水质见表1.根据该皮草公司的回用要求,制定回用水指标同见表1.实验药品:聚丙烯酰胺(PAM,阳离子型,相对分子质量400~1000万),上海恒力水处理材料有限公司;聚合氯化铝(PAC),巩义市拓普净水材料有限公司;重铬酸钾,天津市大茂化学试剂厂;硫酸,衢州巨化试剂有限公司;硫酸银,国药集团化学试剂有限公司;邻菲啰琳,国药集团化学试剂有限公司;硫酸汞,国药集团化学试剂有限公司;硫酸亚铁铵,湖州湖试化学试剂有限公司.实验仪器:PHS-25型酸度计;JH-12型COD测试仪;TU-1810紫外分光光度计;DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱;爱康CFY-6臭氧发生器;双向磁力搅拌器;磁力驱动泵.原水pH值用5.0mol/L的氢氧化钠溶液进行调节.选用的混凝剂为聚合氯化铝(PAC,质量浓度为30mg/L),助凝剂为PAM[11](聚丙烯酰胺,质量浓度为2mg/L).臭氧发生器:本次实验采用的臭氧发生器是杭州荣欣电子设备有限公司生产的爱康CHYF-3A型臭氧发生器.其臭氧发生量为3g/h.实验中采用的氧气为普氧,整个实验装置接管处均采用硅胶管和聚四氟乙烯管连接,保证管路不会因被氧化而发生泄漏.臭氧氧化实验装置:反应器是一个内径为70mm,外径为80mm的玻璃管反应器,容积为2.5L,高为0.8m,反应器0.5m高处有一接口,用硅胶管与磁力驱动泵相连.臭氧曝气时,纯氧进入臭氧发生器,产生的臭氧在文丘里混合器中与水样混合,并经5m管道反应器使臭氧与废水保持更长接触时间,再进入反应器底部.在磁力驱动泵的作用下,废水循环流动,以提高臭氧利用率.反应器0.1m高处的接口为取样口.具体实验装置如图1所示.

1.2实验方法

1.2.1臭氧氧化取1.5L皮草废水置于2L大烧杯中,用氢氧化钠溶液调节pH值为9,置于玻璃管反应器中,用臭氧曝气.反应结束后,取样测定相关水质指标,主要考察臭氧曝气时间及pH对去除色度,COD的影响.水质指标的测定方法参照《水和废水监测分析方法》第四版,增补版[12].

1.2.2混凝沉淀调节废水pH为9,投加不同量的PAC,快速搅拌5min,然后再投加PAM,低速搅拌2min.分别倒入量筒,观察絮凝物的量.通过取样口将处理后的水装于烧杯中,然后投加5‰PAC,使用双向磁力搅拌器快速搅拌5min,再投加1‰PAM,低速搅拌2min.混凝结束后,取样测定相关水质指标.主要考察混凝沉淀对去除色度、COD、总铁与总铬的影响.

2实验结果与讨论

2.1进水pH对臭氧处理效果的影响取原水样1.5L,分别将pH值调节为6,7,8,9,10.通入臭氧10min,臭氧流量为2.67g/h,考察pH对色度、COD、总铁与总铬的影响.当pH升高时,水样产生沉淀,取上清液检测,结果如图2所示.由图2可以看出:pH对废水色度,COD、总铁与总铬的去除均有较明显的影响,随着pH的升高,总铁与总铬生成沉淀,去除率升高;脱色率和COD去除率逐渐增加,当pH=9后,随着pH的升高,总铁和总铬的沉淀溶解而降低趋势,色度和COD的去除率也略有降低.

2.2不同混凝剂及用量的处理效果取原水样1.5L,投加适量PAC与PFC,混凝沉淀后,取上清液检测.PAC和PFC对皮草废水中色度、COD、总铁与总铬的去除效果如图3所示.由图3可知:色度的去除率随着混凝剂投加量的增加而增加,最后趋于稳定;COD的去除率随着混凝剂投加量的增加呈现先增加后变小的趋势.当混凝剂的投加量超过最佳投加量时,胶粒发生脱稳,使处理水中COD上升.由于PFC含有铁离子,显黄色,而回用水对于色度的要求较高.故两种混凝剂相比,PAC的处理效果要好于PFC,PAC最佳为20mg/L.

2.3臭氧流量对皮草废水处理效果的影响取原水样1.5L,设置不同臭氧流量,通入臭氧曝气10min后,取上清液检测.臭氧流量对皮草废水中色度、COD去除效果如图4所示.由图4可知:色度、COD去除率均随着臭氧流量的增加而略有升高,最后趋于稳定,且臭氧流量对色度影响较大,对COD的影响较小.臭氧流量过高,气速过快,使臭氧不能与废水充分接触,提高臭氧流量会降低臭氧利用率.由于臭氧产生成本较高,投加量太大就会增加投资成本和运行成本,故臭氧流量控制在2.67g/h为宜.

2.4臭氧曝气时间对皮草废水处理效果的影响取原水样1.5L,将臭氧流速调至2.67g/h进行曝气,臭氧曝气时间对皮草废水中色度,COD去除效果如图5所示.由图5可知:随着曝气时间的延长,废水中色度和COD去除率呈现上升后趋平缓态势.曝气12min时,色度的去除率为93.75%.臭氧对于色度的去除具有非常好的效果,原因在于皮草染料中含有偶氮键的发色基团—N=N—,臭氧的强氧化性容易破坏偶氮键而较快地脱色[13].另外,数据也说明过量的臭氧并不能继续提高色度和COD的去除率.

2.5先臭氧曝气后絮凝沉淀的组合工艺由上述实验和分析可知,臭氧氧化-混凝沉淀组合工艺处理废水的最佳工艺条件为:臭氧气流量为2.67g/h,曝气时间为10min,pH值为9,PAC为20mg/L,PAM为2mg/L,出水水质如表2所示.臭氧通过亲核亲电作用直接参与反应,或者通过活泼的羟基自由基氧化有机物,使废水中结构复杂的染料大分子发生断链、开环等反应,生成结构简单的小分子化合物.为了达到回用要求,在臭氧处理后需要进行絮凝沉淀,将被氧化的有机物进一步去除.试验表明先臭氧曝气后絮凝沉淀的组合工艺具有较高的处理效率和较低的处理成本.经该组合工艺处理后的皮草废水水质可以满足企业回用要求,该组合处理工艺成本主要为电费和药剂费,根据小试实验估算,处理成本为6.8元/t,企业可以接受.

3结论

废水处理论文范文第7篇

1.1聚结分相过程机理疏水膜分相油水分离技术是利用有机相(油相)和水相在多孔分相膜表面接触时,根据分相膜与两液相的亲疏水性的不同,油相优先吸附在膜表面,形成纯的液相层,在跨膜压差的作用下,油相优先通过多孔薄膜,从而达到两相分离的目的,如图1所示。在膜分相过程中,膜实际上起到了聚结介质的作用。HazlettRN等[12]认为聚结分离包括液滴在聚结材料表面被捕获,捕获的液滴通过聚结层和脱离表面3个过程;而OthmanFM等[13]认为聚结分离包括吸附、润湿、碰撞聚结和释放分离4个过程。2种描述从根本上都揭示了聚结分离过程。我们可以把油滴在疏水分相膜的聚结分离从宏观上分为3个过程:1)油相被吸附捕获在膜的上表面,并聚结生长;2)在跨膜压差的作用下,油相渗入膜内并透过膜;3)透过的油相在膜下表面聚结并离开膜表面。一般情况下,透过速率主要取决于前2步以及油相的黏度[14]。对于过程1,分散相液滴被固体表面捕获的方式一般包括拦截、沉积、扩散、惯性碰撞和范德华吸引力等[13],它们对油滴聚结效率的影响取决于分离物系性质和操作参数,例如油滴的尺寸分布、油水两相的密度差、膜材料的表面性质、流体的流动速度等。对于尺寸较大的液滴,拦截分离占主导作用而扩散和范德华吸引力的影响较小,油水两相的密度差越大,则沉积分离的比例就越高,流体的流动速度高,则惯性碰撞分离的作用加强等[15]。由于所采用的膜材料的疏水亲油性,该过程的聚结机理应为润湿聚结。但是由于流态的变化频繁剧烈,且过程是在跨膜压差的驱动下,为油滴的碰撞聚结提供了良好的环境基础和实现条件,大大提高了油滴的聚结效率。对于过程2,一般透油速率随跨膜压差的增加而增加,但是当操作压力大于有限润湿压差Pw时,水相就会随油相透过膜孔,直接影响油水分离效率。油水两相间的有限润湿压差可由Laplace方程式(1)描述。当操作压力小于润湿压差才能实现良好的分相,因此需权衡操作压力、油通量和分离效率之间的关系。由式(1)可知:润湿压差与两液相间的液液界面张力成正比。但是当出现以下两种情况时,即使压差小于润湿压差也不能实现良好的分相:1)当含油废水中含有表面活性剂,此时界面张力会大大降低甚至为零,有限润湿压力Pw极小。2)同样当膜孔过大时,有限润湿压力Pw极小。这两种情况在很小的操作压力下水相和油相就能自由地透过膜孔,因此对于含有表面活性剂的含油废水,在膜孔径足够小的情况下,需通过破乳才能实现油水分离。

1.2疏水膜对于油水乳状液破乳过程机理描述对于油水乳化液特别是含有较强界面活性物质(表面活性剂等)的油水体系,会大大降低油水两相间的表面张力,油滴被表面活性剂包裹,此种乳状液比较稳定,特别是由碱-表面活性剂-聚合物三元复合躯体形成的乳状液,兼有静电斥力、空间位阻、高分子溶液等稳定作用,具有更高的稳定性,为后期的油水分离带来了巨大困难[2],然而疏水膜对含油乳化液具有破乳—分离功能,为乳化液的破乳提供了一条新的路径。油水乳状液破乳过程如图2所示。如图2a所示:被表面活性剂膜包裹的油滴稳定存在,并在膜表面聚集。由于表面活性剂薄膜的存在,当和其他油滴碰撞时也不会聚结在一起,油滴粒径远大于膜孔径。伴随着进料液的高速错流流动,在跨膜压差的驱动下,沿着流动方向油滴发生形变被挤入狭窄的膜孔中。如图2b所示:油滴之间及油滴与膜孔壁面发生激烈的挤压、碰撞和摩擦剪切,从而促进了油滴外层表面活性剂薄膜的剥离,于是油相被释放出来和膜孔壁面发生直接接触,根据流动的乳液经过微孔膜与孔壁的相互作用原理[17],内部的油相逐渐在孔壁上被吸收和聚结,变成更大的油滴,在跨膜压差的推动下流出膜孔,达到了破乳效果并实现了油水分离,如图2c所示。膜材料在整个破乳过程中充当的是润湿和聚结介质的作用,膜孔径和跨膜压差促进了油滴的变形并最终导致油滴破裂。在这个过程中油水两相的润湿性差异和速度梯度是影响膜破乳的两个重要影响因素[17]。

2应用于含油废水处理的疏水膜研究现状

2.1疏水膜的制备研究

室温下,水的表面张力约为72mN/m,而油的表面张力为20~30mN/m,所以当膜材料的表面张力介于水的表面张力和油的表面张力之间时,此种材料就会表现出疏水和亲油的性质,常用的疏水膜材料有聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。如将材料的表面微观形貌进行合理设计,使其具有超疏水和超亲油的性质。常用的较为成熟的制备方法有相转化法、拉伸法、烧结法等,为了实现更好的分离效果,许多研究者开发出一些新的材料新的制备工艺,以下将着重介绍。北京化学所的江雷教授首次提出“二元协同作用”这一概念。根据该概念,超疏水表面一般经过2步获得:1)在材料的表面构筑粗糙结构;2)在粗糙表面上接枝低表面能的试剂。常用的制备方法有溶液浸泡法、气相或化学沉积法、模板法和自组装法等。

2.1.1溶液浸泡法制备疏水膜的研究在我国较早提出将疏水膜应用于油水分离领域的是北京化学所的江雷教授研究组[18],他们通过喷枪雾化喷涂—干燥的方法制备出一种新颖的兼有超疏水超亲油性质的纳米结构丝网膜。将含有低表面能的聚四氟乙烯均相乳液喷涂在115μm的不锈钢丝网上,所得网膜的纯水接触角高达(156.2±2.8)°,滚动角为4°,柴油的接触角几乎为0°。该研究组提出所研发的材料有望应用于油水分离领域。Wang等[19]将经过预处理的不锈钢丝网浸泡在含有1H,1H,2H,2H-六氟化三乙氧基硅烷均相溶液中,烘干后得到超疏水超亲油的网膜,对纯水的接触角高达150°,对煤油、二甲苯、甲苯的接触角几乎为0°。用所制备的材料进行油水分离试验,透过液(柴油)中水的质量分数降低至0.028%,被截留的水相中水的质量分数为95.1%,对油水混合液实现了有效地分离。

2.1.2气相或化学沉积法制备疏水膜的研究JuliannaA等[20]通过气相沉积法,在聚丙烯膜表面沉积多孔晶状聚丙烯涂层,使聚丙烯膜呈现超疏水性,接触角达169°。姚同杰[21]通过化学沉积法,得到了超疏水超亲油性质的铜网,将该材料应用于油水分离试验,展现了良好的分离效果。

2.1.3膜板法制备疏水膜的研究自从江雷等[22]提出荷叶表面的微纳双重结构使其具有超疏水性能,其课题组关于荷叶效应研究越来越多。他们首先采用模板挤压法构筑粗糙结构,以多孔氧化铝为模板,使得聚丙烯氰纤维表面接触角由100°升高到173.8°。金美花等[23]通过激光刻蚀法制备的超疏水性微米-纳米复合结构的PDMS为软模板,通过软模板印章的方法,在平滑聚苯乙烯表面上制备出同样具有微米-纳米复合结构的粗糙表面,该表面具有超疏水性能。该方法也可以在其他热塑性聚合物如聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲脂等表面上制备出大面积超疏水性的微-纳复合结构的粗糙表面。采用模板法制备的超疏水亲油膜材料有望应用于油水分离领域。

2.1.4自组装法制备疏水膜的研究Song等[24]报道以硅烷为功能材料,利用自组装技术制备了超疏水性膜表面。这种膜表面具有微纳二重结构,结果使其疏水性显著增高,接触角可达156°。曲爱兰等[25]采用溶胶-凝胶法制备不同粒径SiO2粒子,通过界面聚合得到不同形状复合粒子,并利用氟硅氧烷的表面自组装功能制备了具有“荷叶效应”的超疏水涂膜,与水静态接触角高达174°。

2.2疏水膜处理含油废水的应用研究

Ueyama等[26]用孔径为0.67μm的聚四氟乙烯平板微孔膜进行油水乳状液的分离间歇实验,考察了乳状液中含油量、搅拌速率、表面活性剂在油水分离过程中的影响。实验发现:当表面活性剂的量达到一个极限值时,油相的透过通量将严重衰减。Tirrnizi等[27]考察了一系列聚丙烯中空纤维疏水膜(0.02~0.2μm)对含有表面活性剂的正十四烷-水的乳状液进行破乳研究,发现透油速率为0.14~5.79cm/s时透过侧水含量在49mg/L以下,且透过侧的油滴经破乳聚结后生长了100倍以上,破乳分离效果非常理想。HlavacekMarc等[28]利用0.2μm的聚丙烯微孔膜作为聚结介质对制铝工业产生的油水乳液进行破乳油水分离试验,在30kPa的低跨膜压差下,可使平均粒度为(1.7±0.5)μm油滴全部透过膜,且生长到100μm左右,能够自动聚结达到较好的分离效果。KongJ等[29]采用聚偏氟乙烯微孔平板膜,从本质上考察了膜孔径、孔隙率以及操作工况等因素对含有质量分数为1%的煤油的油水乳状液分离效果的影响。在正常操作状态下,煤油去除率可达77%。刘君腾等[26]通过涂覆的方法制备出具有超疏水性质的聚四氟乙烯丝网膜并对高黏度原油进行脱水实验,经过二次过滤后,透过的原油含水量降低至0.4%,脱水率达98.4%。中国农业机械东北公司生产的XT型高分子材料,利用喷涂技术在一种致密丝网表面涂上一层疏水物质,处理船舶发动机含油废水,常压下即可获得含油量95%的油通量[31]。CheeHuei等[32]通过热化学气相沉积法在以不锈钢金属丝网为基底的无机Al2O3膜上成功附着了垂直排列的多层碳纳米管,所获得的膜材料纯水接触角为145°~150°,汽油、异辛烷完全润湿,油水分离效率超过80%,达到理想的分离效果。EdwardBormashenko等[33]以不锈钢丝网为基底,采用自组装法制备了具有蜂巢状微米级多孔兼有超疏水亲油性质的聚碳酸酯(PC)膜材料,对体积分数为18%的汽油,32%的松节油和50%的水的油水混合体系进行油水分离试验,汽油的分离效率高达94%,松节油的分离效率达75%。

3结论与展望

废水处理论文范文第8篇

(1)调节池。钢筋混凝土结构,地下式,1座,尺寸4.0m×4.0m×6.4m,有效容积为80m3,HRT=6h。内设两台QJB600/480—5/S型潜水搅拌机,使水质水量均化,利于后续处理,配2台40WQ15—30—2.2型污水提升泵(1用1备),Q=15m3/h,H=17m,N=2.2kW。(2)氧化反应池。钢筋混凝土结构,半地下式,1座,尺寸2.6m×1.3m×2.5m,有效容积为6.67m3,HRT=0.8h。氧化反应池中加入次氯酸钙,利用次氯酸根的氧化性和钙离子的盐析作用进行破乳。(3)气浮池。钢筋混凝土结构,半地下式,1座,尺寸6.5m×1.2m×2.5m,有效容积为15.6m3,HRT=1h,采用部分污水回流加压溶气法,回流比为30%。设WG2型链板式刮渣机1台,配备压力溶气系统、加药系统各1套。(4)厌氧池(UASB)。钢筋混凝土结构,半地下式,1座,尺寸9.4m×4.7m×7.5m,有效容积为262.5m3,HRT=24h。内设流量计、pH监测仪、温度监测仪、污泥浓度监测仪等自控系统。(5)生物接触氧化池。钢筋混凝土结构,半地下式,2座,尺寸8.8m×4.6m×5.2m,有效容积为160m3,并联运行,每座水力停留时间为12h。池内配备2台LZSR125型三叶罗茨鼓风机。(6)沉淀池。竖流式沉淀池,钢筋混凝土结构,半地下式,1座,尺寸D3.0m×4.9m,有效容积为32m3,HRT=1.5h。(7)污泥浓缩池。钢筋混凝土结构,半地下式,1座,尺寸D5.2m×5.27m,有效容积为105m3,内设污泥泵50WQ20-15-2.2型1台,Q=20m3/h,H=15m,N=2.2kW。

2工程调试

2.1氧化反应池的调试氧化反应池的调试主要是确定氧化剂的最佳投量。该工艺选用的药剂为次氯酸钙,次氯酸钙是一种强氧化剂,能使废水中的部分有机物氧化降解,并能起一定程度的破乳作用。在中试确定的最佳次氯酸钙投加量以及反应时间的基础上适当改变上述条件,检测出水指标,结果表明:次氯酸钙为150mg/L,最佳反应时间为30min。

2.2混凝气浮的调试混凝气浮的调试主要是确定混凝剂的最佳投加量,该工艺选用的药剂为碱式氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)。因PAM在pH>10时可充分发挥作用,故向原水中投加石灰将pH调整至9~11。采用0.1%的PAM溶液、分3组投加量(5、10、15mg/L)进行实验来确定PAM和PAC的最佳投加量,结果表明:PAM为10mg/L、PAC为240mg/L为最佳组合。

2.3厌氧污泥的培养驯化UASB反应器接种污泥取自青山湖污水处理厂,厌氧接种污泥量采用15kg/m3以上(按厌氧池容积计)。将接种污泥搅拌后通过污泥回流泵均匀分布至UASB反应池,待其在UASB反应池中放置2d后进行驯化。在厌氧驯化时,控制进水COD在500~2000mg/L左右,逐步提高进水COD,最后至接近2000mg/L(不大于2000mg/L),期间补充氮源、磷源和适量微量元素等营养物质,控制m(COD)∶m(N)∶m(P)=200∶5∶1,当进水COD稳定,COD去除率始终为50%以上时,连续稳定15d即可认为污泥驯化成功,可转入启动阶段。

2.4好氧污泥的培养驯化接触氧化池接种污泥来自青山湖污水处理厂的脱水污泥,好氧接种污泥均匀投加至接触氧化池后,投加时开启曝气系统,接种污泥量按MLVSS1.5kg/m3以上计算,采用先间歇进水后连续进水方式培养氧化池内污泥,连续曝气24~48h后(保证氧化池内DO在2mg/L),期间补充氮源、磷源和适量微量元素等营养物质,控制m(BOD5)∶m(N)∶m(P)=100∶5∶1,检测活性污泥颜色及上清液COD的变化,确定是否进入系统启动阶段〔4〕。当活性污泥颜色变为黄褐色,污泥沉降性能较好,填料上生成生物膜(显微镜下可观察到盾纤虫、吸管虫、轮虫等原生动物出现),上清液COD低于100mg/L时,可转入启动阶段。

3运行情况

系统调试完毕后投入运行,经当地环保监测部门连续监测,结果表明废水经过氧化破乳、混凝气浮、UASB反应池、接触氧化池处理后出水各项指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)二级标准要求。部分出水水质监测数据如表1所示。4技术经济分析项目工程总投资为120万元,其中土建费用65万元,设备及其他投资为55万元。处理成本为3.82元/m3,其中:电费为0.8元/m3,药剂费为2.41元/m3,人工费为0.61元/m3。

5设计运行建议

(1)由于荧光废水含有有毒有害物质且难以生物降解,破乳难度大,可生化性差,可在处理系统前设置调节池,既可调节进水水质水量,又可提高废水的可生化性,利于后续生化处理过程。(2)荧光废水中氮、磷及其他微量元素等营养物质不足,为满足微生物生长需要,需定期按一定比例向废水中投加氮、磷及其他微量元素。(3)该类荧光废水工艺设计时应考虑对污泥和浮渣的妥善处理,避免其造成二次污染,且应考虑初期雨水的处理并制定相应的事故应急措施。

6结论