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萊特萊德工業廢水回用方法解析

2012-11-12

  萊特萊德工業廢水回用方法解析

  工業廢水回用技術在工業化程度高的歐美國家應用比較早,在我國盡些年來隨著對水資源規劃和對工業用水逐年限制,工業廢水的回用是必然的趨勢。

  工業中主要的水消耗來源于如下幾個領域:冷卻水;鍋爐補給水;產工藝用水和沖洗水。

  工業廢水處理原則:

  1.優先選用無毒生產工藝代替或改革落后生產工藝,盡可能在生產過程中杜絕或減少有毒有害廢水的產生。

  2.在使用有毒原料以及產生有毒中間產物和產品過程中,嚴格操作、監督,消除滴漏,減少流失。

  3.含有劇毒物質的廢水應與其他廢水分流,以便處理和回收有用物質。

  4.流量較大而污染較輕的廢水,應經適當處理循環使用。

  5.類似城市污水的有機廢水,可排入城市污水系統進行處理。

  6.一些可以生物降解的有毒廢水,應先經處理后,按允許排放標準排入城市下水道,再進一步生化處理。

  7.含有難以生物降解的有毒廢水,應單獨處理,不應排入城市下水道。工業廢水處理的發展趨勢是把廢水和污染物作為有用資源回收利用或實行閉路循環。

  工業廢水回用方法介紹:

  中水回用的處理技術按其機理可分為物理化學法、生物化學法和物化生化組合法等。通;赜眉夹g需多種污水處理技術的合理組合,即各種水處理方法結合起來深度處理污水,這是因為單一的某種水處理方法一般很難達到回用水水質的要求。發展到目前,中水回用的工藝流程有:

  一、生物化學法

  生物化學法(簡稱生化法)利用自然界存生的各種細菌微生物,將廢水中有機物分解轉化成無害物質,使廢水得以凈化。

  原水→格柵→調節池→接觸氧化池→沉淀地→過濾→消毒→出水。

  生物化學法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地處理系統、厭氧生物處理法等方法。

  1、活性污泥法

  (1)鼓風曝氣:即排流式曝氣,將壓縮空氣不斷地鼓入廢水中,保證水中有一定的溶解氧,以維持微生物的生命活動,分解水中有機物,以達到凈化污水效果。

  (2)機械曝氣:即表面曝氣,利用裝在曝氣池內的機械葉輪轉動,劇烈攪動水面,使空氣中的氧溶于水中,供微生物生命活動,進行生化作用以達到凈化污水效果。

  (3)純氧曝氣:它是按鼓風曝氣方法向水中吹入純氧,以提高充氧效率,從而加快污水凈化速度。

  (4)深井曝氣:般用直徑為0.5~6.0m,深度50~60m的曝氣裝置,利用水壓來提高水中氧的轉移速率,以提高其凈化效率。

  2、生物膜法

  (1)生物濾池:使廢水流過生長在濾料表面的生物膜,通過兩面間的物質交換及生化作用,使廢水中有機物降解,達到凈化目的。

  (2)生物轉盤:由固定在一橫軸上的若干間距很近的圓盤組成,不斷旋轉的圓盤面上生長一層生物膜,以凈化廢水。

  (3)生物接觸氧化:供微生物棲附的填料全部浸于廢水中,并采用機械設備向廢水中充入空氣,使廢水中有機物降解,以凈化廢水。

  3、生物氧化塔

  利用水中微生物的藻類、水生植物等對廢水進行好氧或厭氧生物處理的天然或人工塘。

  4、土地處理系統

  (1)土地滲濾:利用土壤膜中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力(過濾、吸附、微生物分解等)來處理生活污水,同時利用污水中的水、肥來促進農作物、牧草、樹木生長。

  (2)污水灌溉:主要目的為灌溉,以充分利用凈化后的污水。

  5、厭氧生物處理法:利用厭氧微生物(如甲烷微生物等)分解污水中有機物,達到凈化水目的,同時產生甲烷氣、CO2等氣體。厭氧生化處理主要用于處理高濃度有機廢水及污泥硝化處理。

  二、物理化學法

  原水→格柵→調節池→絮凝沉淀池→超濾膜→消毒→出水。

  運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。通常是指由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統,或指包括物理過程和化學過程的單項處理方法,如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。1935年W.魯道夫和E.H.特魯尼克開始試驗用物理化學處理系統處理污水。隨著工業的發展,工業廢水水質日趨復雜,廢水中許多污染物,如重金屬離子,用通常的生物處理法難以去除;許多復雜的有機物、生物難以降解;對有毒的污染物其濃度超過微生物的耐受限度時,生物處理法又不適用。為了保護環境和合理利用水資源,廢水排放標準越來越嚴格,對廢水回用率的要求越來越高。因此,70年代以來,物理化學處理法得到廣泛重視和迅速發展。

  上式表明元素硫是黃鐵礦氧化過程中的中間產物。而另有研究則認為其氧化反應過程是通過下式進行的,即:

  (1)在干燥環境下,硫化物與空氣中的氧氣起反應生成硫酸亞鐵鹽和二氧化硫,在此過程中氧化硫鐵桿菌及其它氧化菌起到了催化作用,加快了氧化反應速度:

  FeS2+3O2→FeSO4+SO2(4)

  在潮濕的環境中,硫化物與空氣中的氧氣、空氣土壤中的水分共同作用成硫酸亞鐵鹽和硫酸。

  2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+2H2SO4(5)

  反應(4)、(5)為初始反應,反應速度很慢。

  據中科院1993年的調研資料[3]證明礦物中的硫元素在初始氧化過程以四價態為主,反應過程(5)可以表示為:

  2FeS2+5O2+2H2O→2FeSO3+2H2SO3

  2FeSO3+O2→2FeSO4

  2H2SO3+O2→2H2SO4

  (2)硫酸亞鐵鹽在酸性條件下,在空氣及廢水中含氧的氧化作用下,生成硫

  酸鐵,在此過程中氧化鐵鐵桿菌及其它氧化菌起到了催化作用,大大加快了氧化反應過程:

  4FeSO4+2H2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O(6)

  反應(6)是決定整個氧化過程反應速率的關鍵步驟。

  (3)硫酸鐵鹽同時還可以與FeS2及其它金屬硫化礦物發生氧化反應過程,形成重金屬硫酸鹽和硫酸,促進了礦物中其它重金屬的溶解及酸性廢水的形成。

  7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O→15FeSO4+8H2SO4(7)

  2Fe2(SO4)3+MS+2H2O+3O2→2MSO4+4FeSO4+2H2SO4(8)

  三、物化生化組合法 (膜生物反應器技術)

  MBR工藝概述 膜生物反應器 (MembraneBioreactor,簡稱MBR)是將生物降解作用與膜的高效分離技術結合而成的一種新型高效的污水處理與回用工藝。

  其處理流程為: 原水→ 格柵→調節池→活性污泥池→超濾膜→消毒→出水。

  (一體式) 對于中水處理流程選擇的一般原則是,當以洗漱、沐浴或地面沖洗等優質雜排水(CODcr 150~200mg/l,BOD5 50~100mg/l)為中水水源時,一般采用物理化學法為主的處理工藝流程即可滿足回用要求。當主要以廚房、廁所沖洗水等生活污水(CODcr 300~350mg/l,BOD5 150~200mg/l)為中水水源時,一般采用生化法為主或生化、物化結合的處理工藝。而物化法一般流程為混凝、沉淀和過濾。傳統的生物化學法運轉時必須考慮到反應速率和污泥的沉降性能。反應速率主要取決于活性污泥的濃度,污泥濃度高,則反應速度就快。但考慮到二沉池不能過大,所以活性污泥的濃度就不能太大,從而影響了反應速率。污泥的沉降性能則取決于曝氣池的運行條件。嚴格控制曝氣池的操作條件是首要條件,因此也限制了生物化學法的應用范圍。為了克服這些不足,科學家們首先想到了用膜來進行固液分離。超濾膜分離技術正是在這樣的情形下發展起來的。其原理是在一定壓力下,采用具有一定孔徑的分離膜,將溶液中的大分子物質、膠體、細菌和微生物截留下來,從而達到濃縮與分離的目的。其處理精度可達0.1微米。不會產生生化法那樣的氣味兒,污泥量少,無需進行污泥處理。同時啟動也十分方便,不必象生化法那樣接種和培馴污泥,因而操作方便。國外的研究資料表明,超濾技術作為中水處理的后處理技術,具有適應性強、對懸浮物、細菌和洗滌劑的去除率高,出水穩定等諸多優點。

  萊特萊德專業技術人員對工業廢水回用方法解析中,第三種方法物化生化組合法 (膜生物反應器技術),因其占地面積小、對環境污染少、自動化程度高、適用范圍廣的優勢,廣泛應用于很多國家。

經典工程案例

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