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水環(huán)境治理技術(shù)大盤點(三):點源污染治理

分類:行業(yè)熱點 > 技術(shù)論壇    發(fā)布時間:2017年8月28日 9:42    作者:來源:小談PPP 作者:檸榽    文章來源:北極星固廢網(wǎng)

引言:點源污染由于有固定的污染物排放點,較為集中易于控制,治理效率較高。根據(jù)點源污染形成原因,主要包括三類污水,即工業(yè)污水、生活污水和畜禽養(yǎng)殖污水,可建造污水處理廠規(guī)模化處理。本文對污水處理技術(shù)工藝做系統(tǒng)介紹。

技術(shù)一

活性污泥法+曝氣生物濾池

活性污泥法(BatchReactor)+曝氣生物濾池(BiologicalAeratedFilter簡稱BAF)的處理工藝是利用微生物的新陳代謝作用,分解轉(zhuǎn)化污水中的污染物,達(dá)到凈化水質(zhì)的目的,且出水水質(zhì)達(dá)到并優(yōu)于國家規(guī)定的中水回用標(biāo)準(zhǔn)。

通過一定技術(shù)手段,將固定的微生物附著在載體(濾料)上,使微生物固著生長,同時加入活性污泥,有利于提高微生物的數(shù)量,提高系統(tǒng)處理能力和適應(yīng)性,縮短處理時間,降低處理成本。與傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)相比,活性污泥法+曝氣生物濾池處理技術(shù)具有處理效率高、運行穩(wěn)定、保持優(yōu)勢菌群、反應(yīng)器內(nèi)生物量大、污泥產(chǎn)生量少及固液分離效果好等一系列優(yōu)點,是一項高效低耗、運行管理方便的污水處理技術(shù)。

活性污泥法+曝氣生物濾池工藝主要特點:

采用上向流過濾,使氣、水很好均勻,防止氣泡在濾料層中凝結(jié)和氣堵現(xiàn)象,濾料層對氣泡的切割作用使氣泡在濾池中的停留時間延長,提高氧的利用率,且降低能耗;

上向流過濾持續(xù)在整個濾池高度上提供正壓條件,可以更好地避免形成溝流或短流,從而避免通過形成溝流來影響過濾工藝而形成的氣阱,并且保證工藝持久穩(wěn)定性與有效性;

上向流過濾使空間過濾能被更好的運用,空氣能將固體物質(zhì)帶入濾床深處,在濾池中能得到高負(fù)荷、均勻的固體物質(zhì),從而延長了反沖洗周期,減少清洗時間和清洗時用的水、氣量;

濾料比表面積大,孔隙率高,通風(fēng)阻力小,散熱能力大,耐熱性能好;

高效微生物用量少、活性高、適應(yīng)性廣、耐毒能力強,對高濃度、大分子、難降解有機(jī)物和NH4+-N有良好的去除效果,其降解能力和降解速度是傳統(tǒng)污水處理工藝的10倍以上。依據(jù)濾料性能可維持生物的多樣性,使好氧、厭氧菌和兼性菌同時存在,對氨氮在2000mg/L以下的高氨氮廢水直接進(jìn)行生化處理,氨氮的去除率可達(dá)99%以上,具有較好的脫氮除磷效果。

曝氣生物濾池具有極好的截污能力,不需要再設(shè)置二沉池,池容積和占地面積小,可節(jié)省占地面積和基建投資;

曝氣生物濾池池污泥量少,氣味小,可避免對環(huán)境造成二次污染,有利于改善污水處理廠的環(huán)境。

技術(shù)二

膜生物反應(yīng)器生化處理工藝

膜生物反應(yīng)器(MembraneBio-Reactor簡稱MBR)是膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)。在生物反應(yīng)器中置入中空纖維膜(UF超濾膜),孔徑范圍為0.04μm,對懸浮液和有機(jī)物進(jìn)行截留,同時生物反應(yīng)器內(nèi)維持一定濃度的微生物量,對污水凈化處理。此技術(shù)可取代活性污泥法中的二沉池,有效實現(xiàn)固液分離。

1.MBR系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

進(jìn)水井:進(jìn)水井設(shè)置進(jìn)水閘門和溢流口,在水量超過系統(tǒng)負(fù)荷時,超量污水通過溢流口排出,為防止直接排出造成面源污染,應(yīng)結(jié)合CSO污染控制技術(shù)進(jìn)行處理。

格柵:格柵用于將污水中的雜物攔截在MBR系統(tǒng)外,須定期清理。

調(diào)節(jié)池:用于調(diào)節(jié)超出系統(tǒng)負(fù)荷時的水量和水質(zhì)。

MBR反應(yīng)池:MBR系統(tǒng)的核心,反應(yīng)池里包括微生物菌落、膜組件、集水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)和出水系統(tǒng),進(jìn)行有機(jī)污染物降解與泥水分離。

消毒裝置:對出水進(jìn)行消毒,可自動控制加藥量。

計量裝置:對系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)控制,包括流量計、水表等,保證系統(tǒng)運行良好。

電控裝置:在機(jī)房內(nèi)設(shè)置電控箱,控制進(jìn)水泵、風(fēng)機(jī)和出水泵,手動控制或自動控制。

2.MBR系統(tǒng)運行原理

超濾膜直接浸入在MBR反應(yīng)池中,與生物反應(yīng)混合液接觸,通過過濾泵負(fù)壓抽吸使濾后水通過超濾膜實現(xiàn)固液分離。在過濾過程中,鼓風(fēng)機(jī)在膜的底部通入空氣,一方面氣流上升產(chǎn)生湍流擦洗超濾膜外表面可連續(xù)清除膜表面粘附的固體物質(zhì),防止膜污染或堵塞,另一方面氣流起到曝氣作用,提供生物降解所需要的氧氣。生物降解需要的更多氧氣量通過擴(kuò)散曝氣系統(tǒng)完成,生物反應(yīng)中產(chǎn)生的污泥直接從MBR反應(yīng)池排出。

3.MBR工藝主要特點

固液分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池,有效降解污水中的有機(jī)物,硝化效率高,有機(jī)物去除率在95%以上,氨氮去除率在97%以上;

系統(tǒng)實現(xiàn)PLC控制,預(yù)處理操作簡單,不需要大量投入化學(xué)藥劑;

回收率高,水的回收率可達(dá)99%以上;

空氣擦洗超濾膜,在污水流入各種條件下系統(tǒng)都能可靠運行;

自動反沖機(jī)制保證較低的過膜壓力,同時提高整體膜通量;

占地面積小,MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一,并取代了三級處理的全部設(shè)施,占地面積只有傳統(tǒng)污水處理廠的10~20%,節(jié)省投資;

使用壽命長,可連續(xù)運行7萬小時,斷絲率小于1‰。

反應(yīng)池在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷和長泥齡條件下運行,基本實現(xiàn)無污泥排放。

技術(shù)三

高級氧化法

高級氧化法(AdvancedOxidationProcesses簡稱AOP)是針對于化學(xué)物質(zhì)污染治理的方法,以產(chǎn)生具有強氧化能力的羥基自由基(˙OH)為特點,在高溫高壓、電、聲、光輻照、催化劑等反應(yīng)條件下,使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì),最終降解為二氧化碳和水。根據(jù)產(chǎn)生自由基的方式和反應(yīng)條件的不同,可將其分為光化學(xué)氧化、催化濕式氧化、聲化學(xué)氧化、臭氧氧化、電化學(xué)氧化、Fenton氧化等。

活性污泥法、生物膜法等污水生物處理技術(shù)需要花費較長時間培養(yǎng)、馴化微生物,培養(yǎng)周期受環(huán)境影響較大,不能立即投入使用也不能間歇性使用,而高級氧化法具有以下特點:

氧化能力強:產(chǎn)生氧化能力極強的羥基自由基,氧化降解水中的有機(jī)污染物

反應(yīng)速率大:羥基自由基非常活潑,能與大多數(shù)有機(jī)物反應(yīng),氧化過程中的中間產(chǎn)物也能繼續(xù)與羥基自由基發(fā)生反應(yīng),且反應(yīng)速率比其他氧化劑快得多,很短時間就能達(dá)到污水處理效果。

有效減少THMs生成

THMs是指對含有機(jī)物的水進(jìn)行氯消毒時產(chǎn)生的三鹵代甲烷類副產(chǎn)物,屬于致癌和致畸物質(zhì)。水體中難降解的有機(jī)物如腐殖酸、棕黃酸在氯化過程中吸收鹵素導(dǎo)致THMs產(chǎn)生。高級氧化法可將這些有機(jī)物徹底氧化成二氧化碳和水,當(dāng)水體中存在THMs時,高級氧化法也可以部分消除,并有效減少臭氧處理后溴代有機(jī)化合物的生成。

操作簡單、易于控制反應(yīng)過程,易于設(shè)備化管理,處理效率高。

技術(shù)四

反滲透膜+多效蒸發(fā)

反滲透膜(ReverseOsmosismembrane簡稱RO膜)+多效蒸發(fā)(MultipleEffectDistillation簡稱MED)技術(shù)是針對于高鹽廢水污染治理的方法,工業(yè)廢水尤其是化工廢水中含鹽量特別高,可采用反滲透膜與多效蒸發(fā)組合工藝進(jìn)行處理。

1.反滲透膜技術(shù)

反滲透膜技術(shù)是指通過施加壓力于與半透膜接觸的濃縮溶液產(chǎn)生與自然滲透現(xiàn)象相反的過程,施加壓力超過溶液的天然滲透壓時,水便流過反滲透膜(特殊的高分子材料制成的半透膜,只允許水分子及較少小分子透過),在相反一側(cè)形成稀溶液,加壓的一側(cè)形成濃度更高的溶液,從而使水從反滲透膜中分離出來。反滲透膜技術(shù)可有效去除水體中的溶解鹽、膠體、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物等雜志,無需使用化學(xué)品即可有效去除水中的鹽分,系統(tǒng)除鹽率可達(dá)98%以上,是節(jié)能環(huán)保型的主流預(yù)脫鹽工藝。

反滲透膜技術(shù)使用的設(shè)備體積小、操作維護(hù)簡單,無需加熱、能耗少,對環(huán)境無污染,可全自動運行。

2.多效蒸發(fā)技術(shù)

多效蒸發(fā)是指多個蒸發(fā)器串聯(lián)使用,前一蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)時所產(chǎn)生的二次蒸汽用作后一蒸發(fā)器的加熱蒸汽,使蒸汽熱能得到多次利用,從而提高熱能的利用率,有效去除水體中的鹽分和有機(jī)物。

含鹽廢水的多效蒸發(fā)工藝流程如下:

含鹽水首先進(jìn)入冷凝器中預(yù)熱、脫氣,作為蒸餾過程的進(jìn)料。

進(jìn)料含鹽水加入阻垢劑后進(jìn)入多效蒸發(fā)器,料液經(jīng)噴嘴均勻分布于蒸發(fā)器頂排管上,沿頂排管以薄膜形式向下流動,部分水吸收管內(nèi)冷凝蒸汽的潛熱蒸發(fā)形成二次蒸汽。

二次蒸汽在下一效組蒸發(fā)器中冷凝成產(chǎn)品水,其余料液通過泵輸送到下一效組蒸發(fā)器中,下一效組的操作溫度比上一效組略高,料液在新的效組中重復(fù)噴淋、蒸發(fā)、冷凝,剩余料液繼續(xù)通過泵往更高溫效組輸送,最后在溫度最高的效組中,鹽分、有機(jī)物以半固態(tài)形式析出。

由于下一效組的操作壓力低于上一效組,二次蒸汽依次進(jìn)入各效組的傳熱管,重復(fù)蒸發(fā)、冷凝使每效組產(chǎn)生基本等量的產(chǎn)品水。由于各效組壓力不同使產(chǎn)品水呈階梯狀流動并被逐級閃蒸冷卻,并將熱量帶回蒸發(fā)器,提高系統(tǒng)總效率。

反滲透膜和多效蒸發(fā)的處理成本相對來說比較高,可以對工藝技術(shù)不斷進(jìn)行優(yōu)化,通過集約化處理,降低能耗,降低處理成本。

結(jié)語

垃圾也是影響水體質(zhì)量的重要污染源,人為傾倒的生活垃圾等固體廢棄物以及季節(jié)性落葉,造成河岸垃圾堆積、水面漂浮物等污染水體。為有效實施控源截污措施,必須對所有可能的污染源進(jìn)行嚴(yán)格排查,定點排放治理,將潛在污染源對水體的不利影響降至最低。


來源:小談PPP  作者:檸榽

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