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污水处理高级氧化技术方法分类及原理

高级氧化处理技术作为物化处理技术之一,具有处理效率高、对有毒污染物破坏较彻底等优点而被广泛应用于有毒难降解工业废水的预处理工艺中,已经逐渐成为水处理技术研究的热点。目前的高级氧化技术主要包括化学氧化法、电化学氧化法、湿式氧化法、超临界水氧化法和光催化氧化法等。化学氧化技术化学氧化技术常用于生物处理的前处理。一般是在催化剂作用下,用化学氧化剂去处理有机废水以提高其可生化性,或直接氧化降解废水中有机物使之稳定化。1 芬顿氧化法该技术起源于19世纪90年代中期,由法国科学家H.J.Fenton提出,在酸性条件下,H2O2在Fe2+离子的催化作用下可有效的将酒石酸氧化[2],并应用于苹果酸的氧化。长期以来,人们默认的Fenton主要原理是利用亚铁离子作为过氧化氢的催化剂,反应产生羟基自由基式为:Fe2++H2O2——Fe3++OH-+·OH,且反应大都在酸性条件下进行。在化学氧化法中,Fenton法在处理一些难降解有机物(如苯酚类、苯胺类)方面显示出一定的优越性。随着人们对Fenton法研究的深入,近年来又把紫外光(UV)、草酸盐等引入Fenton法中,使Fenton法的氧化能力大大增强。2 类芬顿氧化法类Fenton反应是除Fe(Ⅱ)以外,Fe(Ⅲ)、含铁矿物以及其他一些过渡金属如Co、Cd、Cu、Ag、Mn、Ni等可以加速或者替代Fe(Ⅱ)而对H2O2起催化作用的一类反应的总称。研究表明,利用Fe3+、Mn2+等均相催化剂和铁粉、石墨、铁、锰的氧化矿物等非均相催化剂同样可使H2O2分解产生·OH,因其反应基本过程与Fenton试剂类似而称之为类Fenton体系。如用Fe3+代替Fe2+,由于Fe2+是即时产生的,减少了·OH被Fe2+还原的机会,可提高?OH的利用效率。若在Fenton体系中加入某些络合剂(如C2O2-4、EDTA等),可增加对有机物的去除率。3 臭氧氧化法臭氧氧化体系具有较高的氧化还原电位,能够氧化废水中的大部分有机污染物,被广泛应用于工业废水处理中。臭氧能氧化水中许多有机物,但臭氧与有机物的反应是有选择性的,而且不能将有机物彻底分解为CO2和H2O,臭氧氧化后的产物往往为羧酸类有机物。且臭氧的化学性质极不稳定,尤其在非纯水中,氧化分解速率以分钟计[5]。在废水处理中,臭氧氧化通常不作为一个单独的处理单元,通常会加入一些强化手段,如光催化臭氧化、碱催化臭氧化和多相催化臭氧化等。此外,臭氧氧化与其他技术联用也是研究的重点,如臭氧/超声波法、臭氧/生物活性炭吸附法等。电化学催化氧化法该技术起源于20世纪40年代,有应用范围广、降解效率高、能量要求简单、利于实现自动化操作,应用方式灵活多样等优点。电化学催化氧化法既可用于难降解废水的前处理措施来提高可生物降解性能,又可以作为难降解酚类废水的深度处理技术,在优化的pH值、温度和电流强度条件下,苯酚可以得到几乎完全的分解。针对高浓度、难降解、有毒有害的含酚废水,传统生物法和物化法已经失去了其优势,化学氧化法又因其昂贵的费用阻碍了其推广应用,电化学催化氧化法越来越受到人们的青睐,但其自身也存在一些问题,如电耗,电极材料多为贵金属,成本较高及存在阳极腐蚀,指导其推广应用的微观动力学和热力学研究尚不完善等。湿式氧化技术湿式氧化,又称湿式燃烧,是处理高浓度有机废水的一种行之有效的方法,其基本原理是在高温高压的条件下通入空气,使废水中的有机污染物被氧化,按处理过程有无催化剂可将其分为湿式空气氧化和湿式空气催化氧化两类。1 湿式空气氧化法最早研制开发湿式空气氧化(Wet Air Oxidation,简称WAO)法并实现工业化的是美国的Zimpro公司,该公司已将WAO工艺应用于烯烃生产废洗涤液、丙烯腈生产废水及农药生产废水等有毒有害工业废水的处理。WAO技术是在高温(125——320℃)高压(0.5——20MPa)条件下通入空气,使废水中的高分子有机物直接氧化降解为无机物或小分子有机物。使用湿式空气氧化技术对乐果生产废水进行预处理,有机磷的去除率高达95%,有机硫的去除率高达90%。Zimpro公司的WAO工艺处理效率高、反应时间短,但由于该技术要求高温高压,所需设备投资较大,运转条件苛刻,难于被一般企业接受,因而配合使用催化剂从而降低反应温度和压力或缩短反应停留时间的湿式空气催化氧化法近年来更是受到广泛的重视与研究。2 湿式空气催化氧化法湿式空气催化氧化(Catalytic Wet Air Oxidation,简称CWAO)法是在传统的湿式氧化处理工艺中加入适宜的催化剂使氧化反应能在更温和的条件下和更短的时间内完成。从而可降低反应的温度和压力,提高氧化分解能力,加快反应速率,缩短停留时间,也因此可减轻设备腐蚀、降低运行费用。湿式空气催化氧化法的关键问题是高活性易回收的催化剂。CWAO的催化剂一般分为金属盐、氧化物和复合氧化物3类,按催化剂在体系中存在的形式,又可将湿式空气催化氧化法分为均相湿式催化氧化法和非均相湿式催化氧化法。均相湿式催化氧化化法。在均相湿式催化氧化法中,由于催化剂(多为金属离子)是可溶性的过渡金属盐类,这些盐类以离子形式存在于废水中,在离子或分子的水平上通过引发氧化剂的自由基反应并不断地再生而对水中有机物的氧化反应起催化作用。在均相湿式催化氧化法中由于催化剂在分子或离子水平上独立起作用,因而分子活性高,使得氧化效果较好。但由于均相湿式催化氧化法中的催化剂是以离子形式存在,较难从废水中回收和再利用,且易造成二次污染。非均相湿式催化氧化法。非均相湿式催化氧化是向反应体系中加入不溶性的固体催化剂,其催化作用是在催化剂表面进行,催化剂的比表面积的大小对有机物的降解速率影响很大。由于固体催化剂的组成种类及废水性质的不同,湿式催化氧化的效果也不同。在多相湿式催化氧化法中,由于固体催化剂不溶解,不流失,活化再生及回收都较容易,因此其应用前景十分广阔。超临界水氧化技术超临界水氧化技术是湿式空气氧化技术的强化和改进,是由美国MODAR公司于1982年开发成功的,其原理是利用超临界水作为介质来氧化分解有机物。它同样是以水为液相主体,以空气中的氧为氧化剂,于高温高压下反应。但其改进与提高之处就在于利用水在超临界状态下的性质,水的介电常数减少至近似于有机物与气体,从而使气体和有机物能完全溶于水中,相界面消失,形成均相氧化体系,消除了在湿式氧化过程中存在的相际传质阻力,提高了反应速率,又由于在均相体系中氧化态自由基的独立活性更高,氧化程度也随之提高。超临界水是有机物和氧的良好溶剂,有机物在富氧超临界水中进行均相氧化,其反应速度很快,在400——600℃下,几秒钟就能将有机物的结构破坏,反应完全、彻底,使有机碳、氢完全转化为CO2和H2O。超临界水氧化技术由于其反应迅速、氧化彻底而越来越受到人们的关注,如何通过催化剂来降低反应的温度和压力或缩短反应停留时间是本领域的一个研究热点。目前常用的催化剂大多是应用于湿式催化氧化工艺的催化剂,寻找对超临界水氧化技术具有广谱催化性能的催化剂是该技术推广中的一个难点。光催化氧化技术光催化氧化技术是在光化学氧化技术的基础上发展起来的。光化学氧化技术是在可见光或紫外光作用下使有机污染物氧化降解的反应过程。自然环境中的部分近紫外光(290——400nm)极易被有机污染物吸收,在有活性物质存在时即发生强烈的光化学反应,从而使有机物降解。但由于反应条件所限,光化学氧化降解往往不够彻底,易产生多种芳香族有机中间体,成为光化学氧化需要克服的问题。自1976年Carey等首先采用TiO2光催化降解联苯和氯代联苯以来,光催化氧化技术的研究热点就转化到了以TiO2为催化剂的光催化氧化降解有机污染物这一方向上来。由于光催化氧化技术设备结构简单、反应条件温和、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染,加之TiO2化学稳定性高、无毒、价廉,故TiO2光催化氧化技术是一项具有广泛应用前景的新型水处理技术。超声波氧化法声化学的发展使人们越来越关注其在水及废水处理中的应用。超声波氧化(ultrasonicoxidation)的动力来源是声空化,当足够强度的超声波(15kHz—20MHz)通过水溶液,在声波负压半周期,声压幅值超过液体内部静压,液体中的空化核迅速膨胀;在声波正压半周期,气泡又因绝热压缩而破裂,持续时间约0.1μs。破裂瞬间产生约5000K和100MPa的局部高温高压环境,并产生速率为110m/s的强冲击微射流。超声波氧化采用的设备是磁电式或压电式超声波换能器,通过电磁换能产生超声波。实验室内使用较多的是辐射板式超声波仪、探头式以及NAP反应器等。超声波氧化反应条件温和,通常在常温下进行,对设备要求低,是应用前景广阔的无公害绿色化处理技术。

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2019.07.23

为什么含镍废水不好处理

镍作为一种常用的表面处理技术,多用在氧化车间的着色和封孔中。现在面临环保压力,废水预处理后要求达到0.1mg/L。很多厂都放弃使用含镍化学品。笔者个人认为用无镍的产品除了价格高,能用无镍化学品把产品的化学性能达到合格,难度也并不比处理含镍废水的难度低。所以在选择使用药品根据各厂的情况。含镍废水为什预处理不容易达标:因为为了保证槽液的稳定性、使用寿命,槽液中除需加入大量的可溶性镍盐外.还需加入大量的络合剂、表面活性剂,稳定剂,光亮剂和 pH值缓冲剂等。在氧化车间应用的络合剂大多为有机酸, 如柠檬酸.酒石酸、氨基磺酸、羟基乙酸、酚类和醋酸等。络合剂中含有多种配位体,这些配位体与镍离子结合.阻碍了氢氧化镍的沉淀,因此只有破坏了这些络合剂之后,才能取得良好的化学沉淀效果。由干在各种品牌的添加剂中,加入不同络合剂会形成不同类型的配位离子,因此加入的络合剂种类不同,含镍废水处理的难度也不一样。目前,化学镀镍废水主要采用化学沉淀法进行处理。如调节 PH,采用石灰作为沉淀剂,延长反应时间处理含镍废水,但效果不是很好。其他的处理方法有:离子交换树脂法、电渗析法、膜分离法、 溶剂萃取法。由于含镍废水成分复杂,现有方法的性价比都不高,并会产生其他的问题。如普通的化学沉淀法处理效率差:离子交换法,树脂的处理能力有限,且树脂易被氧化和污染:电渗析的选择性和耐用性较差,且渗透膜易污染;膜分离技术运行和维护费用高;溶剂萃取法对应用广泛的酸性废液有效的萃取剂还在进一步的研究探讨中。(碱性含镍废水萃取剂比较成熟了)那我们看一下,普通的化学沉淀法在为什么不能处理好含镍废水:这是因为,在溶液中,每一个镍离子可与6个水分子微弱结合,当它们被羟基,羧基、氨基等官能团取代时.则形成一个稳定的镍配位体. 如果络合剂中含有其中一个以上的官能团,则通过氧和氮配位键形成一个镍的闭环配合物。镍配合物的形成,降低了自由镍离子的浓 度,而只有自由镍离子才能与OH-形成沉淀。总来说,还是在化学沉淀法进行深耕,跟据自身的含镍废水的特性,找出破坏络合剂的药剂,才能经济和达标的处理好含镍废水。

厂商

2019.07.19

废水处理技术不断创新 工业氨氮废水处理方法尤为关键!

近年来,国家环保力度加大,在废水中相应的污染物排放标准提高的同时,废水处理技术也在不断创新。作为污染排放的重要产业,工业氨氮废水的处理方法尤为关键。本文结合氨氮废水的不同浓度,重点分析工业氨氮废水的处理方法。氨氮废水存在于冶金、石油化工、制药等工业之中,随着工业的迅速发展,废水排放量、排放浓度也逐渐增多。当废水中氨氮浓度高于500mg/L时,称为高浓度氨氮废水,否则称为中低浓度氨氮废水。由于工艺条件和水质指标的限制,不同类型废水的处理方法也不同。高浓度氨氮废水的处理技术对于氨氮浓度高的工业废水,常用的处理技术有吹脱法和化学沉淀法。吹脱法:将空气引入废水中以促进易挥发性溶质溶解气体从液相转移到气相中,最终实现废水处理的过程称为吹脱。常见的工艺流程见图1。化学沉淀法:即磷酸铵镁沉淀法,向氨氮污水加入含有PO43-和Mg2+的试剂,磷和氨氮以鸟粪石(磷酸铵镁)的形式沉淀,同时回收污水中的氮和磷。中低浓度氨氮废水处理技术废水中有两种主要形式的氨氮,一种是氨水形式,另一种是氨基无机盐形式,即氯化铵和硫酸铵等。目前,处理中低浓度氨氮废水的技术主要有吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等。吸附法指吸附物在吸附剂表面上自发变化的过程,即物质从气相或液相到固体表面的传质现象。离子交换吸附法是一种更有效的处理中低浓度氨氮废水的方法,利用吸附剂上的可交换离子与废水中的NH4+发生交换并吸附NH3分子,以达到从水中除去氨的目的。该过程是可逆的,并且吸附剂对离子的亲和力及离子间的浓度差为整个吸附过程提供动力。不同的吸附材料产生的吸附效果是不同的,常见的高效吸附剂有沸石、离子交换树脂及活性炭等。折点氯化法是废水处理过程中常用的脱氮工艺。该原理为将氯气加入氨氮废水至某一临界点以将氨氮氧化成氮气。其反应方程式为:NH4++1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-生物法指的是废水中的氨氮在各种微生物的作用下通过一系列反应(硝化和反硝化等)形成氮的过程。生物脱氮过程如图2所示。膜技术分为电渗析技术和反渗透技术。电渗析技术是通过离子交换膜在外部直流电场的作用下的选择渗透性从电解质溶液中分离离子的过程。反渗透技术是通过使用半透膜在高于溶液渗透压的压力下选择性地保留溶质来从溶剂中分离溶质的技术。当采用反渗透技术处理氨氮废水时,工业纯水在压力作用下通过选择性半透膜析出,另一侧的氨氮溶液具有较高的浓度,可以在处理后用作浓缩物。实际操作过程中,随着氨氮溶液浓度的增加,反渗透装置所需的能量也随之增加。结语工业氨氮废水处理方法较多,目前,常用的方法包括吹脱法、吸附法、膜技术、化学沉淀法和化学氧化法。为提高氨氮回收综合利用率,氨氮废水处理技术还有待进一步提高。

厂商

2019.07.17

含酚废水处理技术研究

含酚废水主要来源于焦化、煤气、炼油和以苯酚或酚醛为原料的化工、制药等生产过程,其来源广、数量多、危害大,是各国水污染控制中列为重点解决的有毒有害废水之一。此废水处理原则:① 对高浓度含酚废水,首先应考虑将酚加以回收利用;② 对含酚浓度较低、无回收价值的废水或经回收处理后仍留有残余酚的废水,则必须进行无害化处理,做到达标排放,以实现经济效益与环境效益的统一。1、化学法处理1.1 缩聚法反应原理是在一定的温度、压力条件下,苯酚与甲醛经催化剂的作用,反应生成酚醛树脂。产物经固液分离后,对含酚量已下降到一定浓度的二次废水采用固定床、动态逆流活性炭吸附处理,可使废水含酚量达到排放标准。该法具有占地面积小、流程简单、处理效果稳定等特点。目前,一些树脂厂、塑料厂、石化炼油厂之“碱渣”及一些高浓度亚硝基苯酚废水的处理均已使用本法。有的树脂厂采用预处理—吸附—氧化三级处理法,对酚醛废水进行综合利用,效果显著。1.2 氧化法在废水中添加化学氧化剂,使酚分解,同时也使水中的还原性物质被氧化。该法多用于低浓度含酚废水(3,PO,PO2等活性物,它们能降解和破坏污染物。在合适的反应条件下,苯酚去除率可达95%以上。2、物化法处理含酚废水2.1 萃取法常用萃取剂有苯、丁醇等。目前使用较多的有N-503、TBP及TOPO等。其中N-503是一种最常用的高效脱酚萃取剂,它对酚的萃取分配系数大于苯及其它萃取剂。单级萃取率可达95%以上。但萃取后的废水含酚量仍不符合排放标准,且在废水中含微量萃取剂,可能造成二次污染。因此,N-503萃取法对高浓度含酚废水,仅作为一级回收处理;欲使废水达到排放标准,须进行二级生化处理。葛宜掌等进一步提出了用协同—络合萃取法回收含酚废水中的酚类方法。在此方法理论的基础上,开发了4种HC新型萃取剂。其中使用HC-3和HC-4萃取剂单级萃取可使废水中酚的含量降至10mg/L以下,除酚率可达99%以上。2.2 吸附法目前较广泛采用的固体吸附剂有活性炭、磺化煤等。树脂吸附主要采用大孔径树脂作吸附剂。近来,有人研究了在丙烯酸基质中的多孔聚合吸附剂对酚的吸附,显示出更好的除酚效率。国内目前也相继开发出H系列、GDX系列、NKA系列树脂,其性能已接近或超过国外产品。使用较普遍的有H-103、NKA-2、DA-201型树脂等。H-103型大孔树脂是采用二次交联合成法制成的,其比表面积达1 000m2/g,平均孔径90。利用其对苯酚分子产生较大的范德华力,且有较强的吸附能力,可用来处理含酚废水。用DA-201大孔树脂处理从酚醛树脂和环氧树脂生产中排放的含酚量高达8000mg/L~40000 mg/L的废水,经预处理后,含酚量可降至0.5mg/L以下,符合国家排放标准。活性炭纤维(ACF)、PVA阳离子交换纤维等也可用于高浓度酚的吸附。其特征是具有巨大的比表面积、特有的微孔结构及带有多种官能团。吸附再生速度快,交换容量大。如PVAF对苯酚吸附量可达95%以上,二次吸附苯酚去除率可达99.99%。2.3 液膜法本法自1968年N.N.Li首创液膜技术以来,国内外对其分离技术进行了不少研究。对含酚量为上千mg/L的酚醛树脂废水,经处理后,可达到国家排放标准,且无二次污染。目前,该法主要用于焦化废水、双酚A废水等的治理上。2.4 蒸汽脱酚法挥发酚可与水蒸汽形成共沸混合物。利用酚在两相中平衡浓度的差异,在强烈对流中,酚由水相转为气相,从而可使废水得以净化。并可以利用碱液回收粗酚。本法主要用于高浓度挥发酚的处理上,且回收酚的质量好,不带进其它污染物。3、生化法处理含酚废水生化法是利用微生物净化废水的方法。废水中含酚浓度在50mg/L~500mg/L时,适用于生化法处理。采用生化法时要注意废水中不得含有焦油或油类物质,否则会使微生物死亡。3.1 活性污泥法活性污泥法是一种以活性污泥为主体的废水处理方法。该法目前已成为焦化、煤气、炼油、染料等工业废水治理的主要方法。优点:设备简单、处理效果好受气候条件影响小等。缺点:预处理要求高、运行开支较大。满春生等从生化反应的动力学理论出发,研究了温度对提高活性污泥法处理含酚废水的效果。结果表明:当水温由20℃~25℃升至50℃~55℃时,出口水含酚合格率由88%提高至百分之一百%;COD去除率由68%提高至85%。此外,将光合细菌(PSB)固定于活性污泥上经驯化培养后,在好氧条件下处理含酚废水,可明显提高去酚能力,并可减少菌体流失。具有抗冲击力强,对温度pH值适应范围广等特点。刘长风等用以苯酚为碳源和能源的无机盐驯化液对沈阳某煤气厂土壤进行驯化培养,从中分离筛选到1株苯酚降解菌,编号为MW-1。该菌株可耐受1 600mg/L苯酚,其降解性能研究表明:该菌具有较强的苯酚降解能力,在30℃,pH 5.5~7.5,装液量为60mL,接种量20%,摇床振荡速度120r/min的条件下,振荡培养6h后可使400mg/L的苯酚降解率达80%以上。虽然葡萄糖对该菌体的生长及降解苯酚均有一定的抑制作用,但有葡萄糖(600mg/L)存在的情况下,该菌对苯酚的降解率仍接近60%。3.2 生物膜法生物膜是一种生长在固定介质表面上,由好氧微生物及其吸附、截留的有机物和无机物所组成的粘膜。在处理废水时,废水流过生物膜,借助于生物膜中微生物的作用,在有氧存在的条件下,氧化废水中的有机物质,经处理后的污水可以排放或作污水灌溉。具体的应用方式有生物滤池法、生物转盘法、接触曝气法等。近年来,我国生物膜法的研究开发着重于基础和应用两个方面,主要内容有:生物膜法的动力学模式研究;新的填充料的开发研究;接触曝气法“无污泥低氧”运转控制研究;在工业废水中处理的应用。3.3 生物接触氧化法又称ASFF法该法兼有生物膜法和活性污泥的优点。自1980年以来,在我国得到较为广泛的应用。尤其在染料废水的处理中已取得良好的效益。本法采用人工曝气,填料完全浸没在污水中的手段,使微生物以固定生物膜的形态附着于填料表面,与所需净化的污水相接触,从而对水中有机污染物进行降解与转化。采用多段ASFF法处理含酚废水。当酚浓度为190mg/L~900mg/L,水力负荷为0.02m3/m2/d~0.22m3/m2/d,水温为20℃时,酚去除率可达99.99%。3.4 厌氧法除了用好氧法处理含酚废水外,近年来,厌氧法的研究也取得了肯定的成果。研究人员在对焦化废水的厌氧生物处理的试验中发现:焦化废水中的甲酚及二甲酚等对厌氧微生物有抑制作用。因此,厌氧处理一般采用颗粒活性炭(GAC)滤床或流化床、GAC膨胀床等。废水中大部分抑制性有机物首先被吸附在GAC上,从而降低了对厌氧微生物抑制作用。用该法处理废水的主要问题在于:COD,TOC的去除率不高,一般在70%左右、GAC饱和较快,使用周期短,再生也有一定的困难、处理的时间比较长。除上述外,用于处理低浓度含酚废水的方法还有电解法、温法氧化法、光催化氧化法及酶催化氧化法等。氧化处理技术湿式催化氧化法该法是在传统的湿式氧化工艺中加入适宜的催化剂以降低反应的温度和压力,提高氧化分解能力,缩短反应时间。若配合使用H2O2、O3等氧化剂,则可加大自由基产生的速率,进一步提高废水处理能力。以Cu(NO3)2为催化剂,湿式氧化处理煤气含酚废水(酚7866mg/L,COD22928mg/L)时,酚、氰、硫的去除率达百分之一百,COD去除率达65%~90%。湿式催化氧化法虽对有机物的处理效率高,但由于在高温、高压下反应,对设备要求高(要求耐高温、耐高压和耐腐蚀),且催化剂的损耗大。因而研究适合于温和反应条件下高效经济的催化剂是湿式催化氧化法推广应用中要解决的重要课题。光化学氧化法光化学氧化是近十几年来发展迅速的先进氧化技术,它的反应条件温和、氧化能力强、适用范围广,特别适用于难生物降解的有毒有机物的处理。目前研究较多的是非均相半导体光催化氧化法和均相光氧化法两大类。非均相半导体光催化氧化法一般可使有机物完全降解,如用TiO2半导体光催化氧化较低浓度的含酚废水,在pH=4的环境下光解2h,可使酚的去除率达到百分之一百%。常用的均相光氧化体系有:UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton、UV/H2O2/草酸铁络合物等。其中在含酚废水处理中应用较多的是Fenton试剂,光Fenton氧化法可在较短时间内将酚完全分解,但对组成复杂的实际废水,完全矿化则需要较长时间的光照及要消耗较大量的氧化剂。从经济上考虑,光氧化法适于低浓度、少量废水的处理;对有机物浓度较高的废水,单纯采用光氧化法能耗高、氧化剂用量大,在经济上是不可行的。用太阳光代替人工电光源,可节省能源、降低成本,具有广泛的应用前景,但是如何提高太阳光的光效率仍是研究的热点。超临界水氧化法它利用超临界水(Tc≥374℃,Pc≥22.1Mpa)作为氧化有机物的介质,使气体、有机物完全溶于废水中,气液相界面消失,形成均相氧化体系,大大提高了反应速率,许多有机物在极短时间内就可完全分解,被氧化成H2O、CO2、N2及其他无害小分子,国内外的研究表明,超临界水氧化法以及其他多种有机物的氧化降解是很有效的。超临界水氧化法因反应迅速、氧化彻底而倍受关注,国外发达国家已建成中试及工业化装置并投入运行,中国在这方面的研究仍处于起步阶段。超临界水氧化法由于在特殊的高温、高压状态下反应,面临的主要问题是反应器材的腐蚀,对反应器材质要求高、功耗大,因而在一定程度上限制了其工业化应用。研制长期耐高温、耐腐蚀的反应器材质是该法大规模工业化应用的关键。超声波化学氧化法超声波化学氧化法是20世纪80年代后期新发展起来的一种有机污染物高效处理技术,其原理是利用超声波辐照溶液产生高温(>5000K)的空化气泡及强氧化性物质,使难降解有机物在此条件下完全氧化降解、无二次污染。但与其他水处理技术相比,超声辐射降解法仍存在处理量少、费用高的问题,目前仍属探索阶段,其工业化应用还有许多尚需解决。考虑到含酚废水的复杂与多样性,单纯采用一种方法往往难以达到预期目的,因此要考虑几种技术的联用以实现高效、经济的目的。含酚废水处理技术发展趋势焚烧处理技术主要用于高浓度有机废水的处理,其实质是对废水进行高温空气氧化,使有机物转化为无害的H2O、CO2等小分子。当含酚废水中除酚外,还含有多种其他高浓度有机污染物、组成复杂,使酚的回收困难或不经济时,可考虑采用焚烧法进行高温燃烧氧化,实现无害化。当废水中有机物的发热量达到4360KJ/Kg以上时,点火后燃烧可自动进行,只需消耗少量的燃料来预热焚烧炉,运行费用较低;对发热量不够高的废水,焚烧则需要消耗大量的燃料,处理成本高;一般认为当废水热值>1.05×104 KJ/Kg时,使用焚烧处理技术比其他技术更加经济、合理。但是由于实际废水组成复杂,焚烧后可能产生有毒气体,导致二次污染。焚烧处理技术生物处理技术生物法与物理、化学方法相比,具有经济、高效的优点,更重要的是可以实现无害化,无二次污染,处理量大,是目前应用最广的废水处理技术,也是中国含酚废水无害化处理的主要方法。该法对浓度较低的含酚废水处理效果好,对含酚浓度较高、毒性较强的废水,由于存在毒性物质对微生物活性的抑制作用,采用传统的生化法处理效率低。为此,国内外学者对生物处理技术进行了大量研究。以活性污泥法为基础改进传统生物技术生物法中应用最广的首推活性污泥法,该法作为传统的比较成熟的废水生物处理技术,在水污染治理中发挥了重要作用,已成为焦化、煤气、炼油、木材防腐等工业含酚废水无害化处理的主要方法。但该法同时也存在运行管理要求高、对毒物承受能力低、不适应冲击负荷、曝气池容积负荷低、污泥产生量大等不足之处,对浓度较高的含酚废水处理效果不理想。为提高常规活性污泥法的处理效率,改良工艺的应用是近年来生物处理技术发展的一个重要方向之一。例如,添加粉末活性炭的活性污泥法(PACT工艺),能大大增强酚的去除效率,可使出水酚的浓度降至0.01mg/L。在PACT工艺中,由于活性炭对难降解有机物及微生物的吸附,延长了微生物的接触时间(相当于延长污泥龄),增大了这些物质的生物降解机会,因而PACT工艺对含酚废水的去除效率比普通活性污泥法要高。在普通序列间歇式活性污泥法(SBR工艺)中投加粉末活性炭即PAC-SBR工艺,由于活性炭与污泥之间存在良好的相互调节作用,不仅可以改善污泥沉降性能,提高处理效率,而且还可用于废水的脱色处理。除投加活性炭的改良工艺外,还有利用形成生物铁絮凝体的生物铁法,以及近年来开发的膜分离活性污泥法(由于混合液经膜过滤分离,使难降解污染物及一些微生物被膜截留,不断在系统内循环,延长了难降解物质与微生物的接触反应时间,从而可增强处理效果),这些改进工艺的处理效果均优于传统的生物处理技术。

厂商

2019.07.15

含磷废水处理技术研究进展

磷是水体富营养化的限制性因素,废水除磷是控制水体富营养化的关键,也是回收磷的重要途径之一。本文就含磷废水的处理方法,包括生物法、化学法、吸附法以及结晶法等除磷技术的原理、特点及研究现状进行了详细介绍,综合分析表明,研究价格低廉、选择性好、易再生的水处理方法是今后含磷废水处理领域的主要发展趋势,未来对磷的回收将是水处理过程中的重要环节。目前,水体富营养化现象备受人们关注,它所导致的水质恶化严重影响了人们的生产和生活。富营养化是指在人类活动的影响下,生物所需氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河流等缓流水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧下降,水质恶化,鱼类及其它生物大量死亡的现象。富营养化水体中磷的来源主要包括外部(农业施肥、含磷工业废水不达标排放等)进入水体的磷,以及水体内部自身底泥沉积物释放出的磷。其中,外源污染是磷的主要来源,湖泊、水库、河流中的磷80%来自于污水排放。磷通常以低浓度磷酸盐形式存在于废水中,包括有机磷酸盐、无机磷酸盐(主要是正磷酸盐)和聚磷酸盐,其中以正磷酸盐和聚磷酸盐为主要形态。当然,废水来源不同,各种形式的磷含量也不同。典型的生活污水中总磷含量在3~15 mg·L-1(以磷计);在新鲜的原生活污水中,磷酸盐(以磷计)的分配大致如下:正磷酸盐5 mg·L-1,三聚磷酸盐3 mg·L-1,焦磷酸盐l mg·L-1 以及有机磷研究表明,磷是多数水体富营养化的控制性因素,因此控制磷的浓度尤为重要,污水厂出水中的磷含量必须达标才能排放。我国污水综合排放标准(GB8978-1996) [3]的一级标准为磷酸盐(以P计)≤0.5 mg·L-1,二级标准磷酸盐(以P 计) ≤1.0 mg·L-1。因而,进一步深入研究废水除磷技术,控制磷的排放,已成为一个亟待解决的问题。同时由于农业化肥使用的需求,天然磷资源在不断的减少,所以,深度处理对磷的回收利用也是未来人们极为关切的大问题。1 含磷废水的处理方法在含磷废水处理技术中,人们采用了各种工艺来除磷,主要包括生物法、化学沉淀法、吸附法、离子交换法等以及这些方法的综合运用。所有的除磷技术都是利用磷的循环转化过程,使废水中的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀,或利用结晶和吸附作用,或利用细胞合成将磷吸收到污泥细胞中的过程,然后再通过沉淀、过滤等分离手段将这些固体同水体分开,从而将磷从污水中去除。1.1 生物法1.1.1 生物法除磷原理生物除磷技术于80 年代在欧洲得到了广泛的使用。它是一种利用微生物的生理活动(新陈代谢),将磷从污水中转移到污泥细胞中,从而排出处理系统的除磷技术;其除磷原理是基于聚磷菌在厌氧条件下释放磷及在好氧条件下过剩摄取磷的原理,通过好氧- 厌氧的交替运行来实现除磷的方法。其中,具体的生物除磷过程为:在厌氧条件下,兼性细菌聚磷菌受到抑制,它必须吸收污水中的有机碳源(溶解性BOD 的转化产物,即低分子挥发性有机酸(VFAs))来维持生存,并在细胞内将有机物转化为胞内碳能源储存物聚-β- 羟基丁酸酯(PHB)/聚羟基戊酸(PHV)贮存起来,该过程所需的能量正是来自于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解,从而完成磷的厌氧释放。而在好氧条件下,聚磷菌的活力得到恢复, 它利用PHB/PHV 的氧化代谢产生的能量吸收超出自身生长所需的几倍的磷,并以聚磷酸盐的形式储存。有关资料显示[4],在好氧条件下吸收的磷是厌氧条件下放出磷的11 倍之多,因此水体中的磷得以大量吸收到细菌细胞中,再随剩余污泥排出系统,从而实现磷的去除。1.1.2 生物法除磷特点生物除磷是一种较为经济的除磷技术[5],该方法在合适条件下,可去除污水中90%的磷,现在多用于城市污水处理厂磷含量低的情况。其特点如下:(1)生物法除磷对废水中有机物浓度(BOD)依赖性强。进水的BOD5/TP 比值大小,将影响除磷效果。一般认为,若要使出水中的磷含量控制在1.0mg·L-1 以下,进水中的BOD/TP 应控制在20~30[6]。因此,生物除磷及脱氮工艺适合处理中高BOD5(≥200 mg·L-1)的污水。(2)生物处理效果受环境温度、pH、溶解氧等因素的影响。生物除磷适于在中性和微碱性条件下进行。(3)泥龄长短对除磷脱氮效果亦有直接影响,因而生物处理部分应及时排泥,否则厌氧菌会分解污泥中的聚磷,导致磷的二次释放。1.1.3 生物法除磷研究现状近年来,增强生物除磷工艺(Enhanced biologicalphosphorus removal,EBPR) 由于其持续有效的特点成为生物除磷的一个热点。一般认为EBPR 需要厌氧水力停留时间来获得稳定的磷去除率。M Vargas 等[7]为了测试EBPR 能否在持续有氧环境中用丙酸盐作为碳源,进行了持续有氧条件下的EBPR-SBR 实验。结果表明,系统处于有氧环境46 d 后,聚磷菌所占比例由70%只下降到了50%,再将系统恢复到标准的厌氧-好氧条件下,聚磷菌所占比例又上升到了72%。在研究的整个过程中,聚磷菌始终处于主导地位,能保持稳定的磷去除率。从而得出,使用丙酸盐作为碳源可以在一定的有氧条件下保持聚磷菌的存活状态。M Pijuan 等[8]的研究表明在持续好氧作用下,污泥中聚磷菌(PAO)会增加。使用乙酸盐作为有机碳源的SBR 反应器中,也观察到了上述现象。但是,实验只在最初4 d 有较好的磷去除率,这表明了所测试的有氧SBR 条件不会提供稳定的磷去除率。由于乙酸和丙酸是污水中常见的2 种有机酸,Chen 等[9]的研究显示,适当提高污水中的丙酸含量,可以使污水中磷的去除率从72%左右提高到近90%。但是,进一步的研究[10]表明,当污水中的丙酸含量增加时,微生物的驯化对生物处理系统中的各种物质的代谢和磷的去除率会产生明显影响。Ahn 等[11]提出了一种新的在有氧SBR 环境下除磷的方法,即将添加碳源同添加磷酸盐暂时分离。作者的研究结果表明,这种方法可使磷的质量浓度从最初的10~12 mg·L-1 下降到小于0.1 mg·L-1,而且这种新的操作还适用于低COD 浓度的废水。总之,生物除磷技术能对原有废水生化处理设备进行合理利用,同时能去除有机物,运行费用较低;其缺点是工艺运行稳定性差,除磷的效率随进水水质(酸碱度、有机物浓度、磷含量)及边界条件(温度等)的变化波动性很大,不能进行磷回收,很多情况下,出水很难满足磷的排放标准,因此需要添加化学除磷技术作辅助处理。1.2 化学法化学沉淀除磷是应用最早、使用最广泛的一种除磷方法。化学除磷是通过投加化学药剂,使污水中的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀,然后通过固液分离转移到污泥中,以此来达到除磷目的。该方法主要是通过调整pH,控制金属离子与磷的浓度比来达到形成最稳定的难溶性金属磷酸盐的目的。其中,磷的化学沉淀分为4 个步骤:沉淀反应、凝聚作用、絮凝作用、固液分离[12]。按工艺流程中药剂投加点的不同,磷酸盐沉淀工艺有前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀3 种类型。1762 年发现化学沉淀之后,1870 年就已在英国成为一种实际应用的污水处理方法,如今,化学除磷法仍是很多污水处理厂的主要处理环节。例如,挪威污水处理厂(Oslo West)[13]采用化学预沉淀技术,磷的去除率高达90%以上,其BOB5的去除可达到与常规生物处理相同或更好的处理效果,而且,它还解决了常规生物处理厂的超负荷问题。1.2.1 化学除磷原理在化学沉淀中,一般认为磷酸盐沉淀是配位基参与竞争的电性中和沉淀,即通过PO43- 与金属盐离子的化学沉淀作用加以去除。可以有效除磷的金属离子有:钙、铁、铝、镁等,通常使用的3 种类型金属沉淀剂为铁盐、铝盐、石灰,其反应方程式概括如下:M3++PO43-→MPO4↓(M:Fe,Al)M3++3HCO3-→M(OH)3↓+3CO2铝盐除磷的原理是当铝盐分散于水体时,一方面,Al3+ 与PO43- 反应生成磷酸铝沉淀;另一方面,Al3+水解生成单核络合物Al(OH)2+、Al(OH)2+ 及AlO2- 等,单核络合物通过碰撞进一步缩合,进而形成一系列多核络合物Aln(OH)m(3n-m)+(n>1,m≤3n),这些铝的多核络合物往往具有较高的正电荷和比表面积,能迅速吸附水体中带负电荷的杂质,中和胶体电荷、压缩双电层及降低胶体电位,促进了胶体和悬浮物等快速脱稳、凝聚和沉淀,表现出良好的除磷效果。其中,pH 是影响铝盐除磷效果的主要因素,从沉淀物的溶解度看,最适宜的pH 为6。而对于铁盐[14],当加入Fe2+ 去除水中的磷生成磷酸盐沉淀时,会有以下伴生反应,反应产物具有絮凝作用:生成铁的磷酸盐[Fe(PO4)x(OH)3-x]沉淀;部分胶体状的氧化物或氢氧化物表面上吸附磷酸盐;多核氢氧化铁(Ⅲ)悬浮体的作用,生成不溶于水的金属聚合物。上述过程的聚合作用,能促使水中磷酸盐浓度降低。磷酸盐沉淀中化学剂的水解产物可与磷酸盐发生化学吸附并进行络合反应,形成络合物共同沉淀。1.2.2 化学除磷特点化学除磷本质上是一种物理化学过程,其优点是处理效果稳定可靠,操作简单且弹性大,污泥在处理处置过程中不会重新释放磷,耐冲击负荷的能力也较强。不足之处是化学除磷法会产生大量含水化学污泥,处理难度大。此外,药剂费用较高,由此造成的残留金属离子的浓度也较高,出水色度增加。1.2.3 化学除磷研究现状在多年研究的基础上,刘云根[15]提出了一种新型污水除磷技术- 固定化活性氧化镧的化学- 吸附除磷技术,利用活性氧化镧的多孔、巨大表面积和高分散性,将其负载在多孔性的载体上,并与化学除磷相结合,除磷效果较好,且反应完全后可对其回收,避免了二次污染问题。J Thistleton 等[16]通过实验证明影响化学除磷效果最主要的因素是溶液的pH,其次是溶解氧浓度(DO)和氧化还原电位。实验结果显示,在实验条件下,即系统DO 的质量浓度为1.0~5.7 mg·L-1,pH 在7.5~8.0 之间,氧化还原电位为57~91 mV,2 价铁盐中的68.7%可转化为3价铁盐。投加氯化亚铁可使废水中磷的质量浓度降至2 mg·L-1,并且投加质量比为Fe:P=3 :1。YunanZhou[17]研究了使用单宁酸(TA)强化三氯化铁除磷技术,单宁酸是一种天然高分子聚合物。实验表明,添加单宁酸会在含磷溶液中生成TA-Fe-P 混合物,加速生成的絮体沉淀,减少溶液中残留的3 价铁离子,从而提高除磷效率,降低出水色度。开发新型的混凝剂,以降低药剂费用和提高除磷效果,研究结合生物法协同除磷的方法,在废水除磷的同时考虑磷的回收技术将是化学除磷的发展趋势。1.3 吸附法1.3.1 吸附法除磷原理在废水处理尤其是工业废水处理中,吸附法是一类重要的物理化学方法。它是利用某些多孔或大比表面积的固体物质对水中磷酸根离子的亲和力来实现废水除磷的一种方法[1]。反应过程中的吸附除磷,包括固体表面的物理吸附、离子交换形式的化学吸附以及固体表面的沉积过程,并进一步通过解吸处理可以回收磷资源。吸附法中所使用的吸附剂多采用多孔状结构或粉状物质。吸附剂与吸附质之间的作用力除了分子之间的引力以外,还有化学键力和静电引力。吸附法的关键在于寻找一种恰当的吸附剂,来实现对废水的除磷过程。其中,除磷吸附剂的选择要求满足以下条件:(1)高吸附容量;(2)吸附速度快;(3)无有害物溶出;(4)吸附剂再生容易、性能稳定;(5)原料易得并造价低。1.3.2 吸附法除磷研究现状近些年的废水处理中,许多低成本而且易获得的材料,例如活性红壤[18]、高炉炉渣[19-20]、钢渣[21-22]、矿渣[23]等都被广泛的研究,且除磷都已有成功的实例。例如,沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物,具有独特的吸附性、离子交换性以及离子的选择性,其孔穴和通道中的阳离子还有较强的选择性离子交换性能,可以用于去除废水中的氨氮以及磷,净化水质。王士龙等[24]经过试验研究,探讨了沸石用量、废水酸度、接触时间、温度及磷酸盐浓度对除磷效果的影响。结果表明,在废水pH 2~10、磷质量浓度0~l00 mg·L-1 范围内,按磷与沸石质量比为l:200 投加沸石进行处理,磷去除率可达90%,且处理后废水pH 近中性。研究[25-26]表明粉煤灰有较高活性,在一定的条下能有效地去除磷酸盐水溶液和生活污水中的磷。这些研究探讨了粉煤灰对含磷废水脱磷的一般规律,研究了pH、浓度及粉煤灰颗粒大小对平衡吸附量的影响,结果表明,用粉煤灰脱磷简捷、经济,并有较好的去除效果,磷的去除率在91%以上。炉渣是钢铁冶炼过程中产生的固体废弃物,熔渣中大都含有Si、Ca、Mg、Al、Fe 等多种作物生长所必需的元素。高炉渣中单是3 种成份含量就大约占90%左右,所以可以将其视为SiO2- Al2O3-CaO。吸附法与化学沉淀法相比,吸附速度快,操作简易,并且吸附产物可以回收利用,不会对环境产生二次污染。其缺点是吸附剂的抗干扰性、溶解损失以及再生方面仍然存在一些问题。因此,寻求一种吸附容量方面性能优异的高效吸附剂,或者利用废渣改性提高除磷效果是吸附法除磷的发展趋势。1.4 结晶法除磷1.4.1 结晶法除磷原理结晶法除磷就是向已含钙盐的含磷废水中添加一种结构和表面性质与难溶磷酸盐相似的固体颗粒,破坏溶液的亚稳态,在作为晶核的除磷剂上析出羟基钙磷灰石,从而达到除磷目的。作为晶核的除磷剂绝大多数都是含钙的矿物质材料,如磷矿石、骨炭、高炉渣等,其中以磷矿石和骨炭的效果为好。该方法的实质是利用污水中的磷酸根离子与钙离子以及氢氧根离子反应生成碱式磷酸钙(羟基钙磷灰石(Calcium-Hydroxyapatite)[Ca5(OH)(PO4)3])的晶吸现象。其反应式如下:3HPO42-+5Ca2++4OH-→Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O许多废水都因含有磷酸钙等化合物而过度饱和,但沉降过程很少发生。加入晶核是为了建立Ca和P 之间的平衡,因为晶核结晶可以降低界面能并能引发沉降过程[30]。1.4.2 结晶法除磷的特点(1)采用结晶法除磷,磷在晶核表面析出,仅仅是晶核变大,这种工艺的优点在于它提供了沉淀剂,因此处理过程中产生的污泥量比化学沉淀法少的多,结晶法所获得的产品还可作为肥料生产中的原料被回收利用。U Berg[27]使用方解石和富含雪硅钙石的破碎混凝土作为种晶,进行了连续流固定床柱和膨胀床柱的实验。实验显示,雪硅钙石碎混凝土能有效的从有机废水中去除磷。在合适的条件下,磷的去除率可达百分之八十到百分之百,从而产生一种含磷质量分数为10%的产品。经检测所得产品的物理和化学特性,证明了这种产品中的磷可以回收。(2)结晶法除磷的主要影响因素为废水pH、反应器中的除碳酸效果的好坏以及晶种的好坏。由于磷灰石的溶解度随碱度的升高而降低,因此加大废水的pH,有利于磷的去除。动态运行时,水力负荷也是一个重要因素。另外,不同的载体对晶种的培养影响较大,多孔陶粒与石英砂对比试验[28]表明,采用多孔陶粒作载体形成结晶体效果较好,用该晶种的连续流固定床除磷,获得令人满意的效果。结晶法除磷一般采用过滤式通水法,其占地面积小,管理费用低,易于控制,但当污水中存在大量有机物时,易造成除磷剂的失效,大量的固体悬浮物成分也会引起通水反应塔的堵塞。因此该方法作为一种高级处理方法是可行的,对于防治富营养化、污水的深度除磷是极为有效的。结晶法可以和其它方法联用除磷。其中混凝沉淀与结晶综合处理技术可以处理高浓度含磷废水且达到较高的除磷率,是一种可靠的高浓度含磷废水处理方法。1.5 含磷废水的其它处理方法除上述应用最广的除磷方法外,还有离子交换法、电渗析法等,土地处理系统也能用于废水脱磷。1.5.1 离子交换法离子交换法是利用多孔性的阴离子交换树脂来除磷的一种方法,反应的一般形式可总结为:H2PO4-+RNH2·Cl RNH2·H2PO4+Cl-用离子交换法去除磷存在着树脂药物易中毒、树脂难再生、只能选择性的除去污水中的某种离子、交换容量低和选择性差等问题,因而这种方法难以得到实际应用。1.5.2 电渗析除磷电渗析除磷是一种膜分离技术。电渗析室的进水通过多对阴阳离子渗透膜,在阴阳膜之间施加直流电压,含磷和含氮离子以及其他溶解离子在施加电压的影响下,体积小的离子会通过膜而进到另一侧的溶液中去,从而实现分离。在利用电渗析去除磷时,预处理和离子选择性显得特别重要。在处理时必须对浓度大的废水进行预处理,而高度选择性的防污膜仍在发展中[12]。事实上,电渗析除磷只是浓缩磷的一种方法,它自身无法从根本上除去磷。1.5.3 土地处理系统法土地处理系统是在人工可控条件下将废水投配到土地上,经土壤植物系统完成一系列物理、化学、生化的净化过程。人工湿地对磷的去除作用包括基质的吸收和过滤、植物吸收、微生物去除及物理化学作用。基质中的吸收和过滤对无机磷的去除作用,因填料不同而存在差异,若土壤中含有较多的铁、铝氧化物,有利于生成溶解度很低的磷酸铁或磷酸铝,使土壤固磷能力大大增加;若以砾石为填料的湿地,砾石中的钙可以生成不溶性的磷酸钙而从废水中沉淀去除。2 含磷废水中磷的回收利用磷一方面会造成水体富营养化,另一方面,又是植物生长不可或缺的因素。目前,全球约80%的磷矿用于生产各种磷肥,其余用于制造黄磷及其他磷酸盐类,应用领域涉及化工、轻工等工业部门。然而,随着磷资源的大量开采与消耗,磷的不可再生性及其对于生命的不可替代性,都决定了实现磷资源的循环利用将成为未来可持续发展过程中亟待解决的问题。因此,废水除磷的目标就是实现从污水处理的不同环节回收磷资源并重新利用。意大利、日本、英国等许多国家的污水处理厂已有应用于生产的磷回收设备,多以含磷丰富的污泥脱水上清液、厌氧污泥消化液以及富磷废水为磷源,鸟粪石、磷酸钙等沉淀是目前广泛采用的回收形式。除此以外,结晶法、离子交换法、从污泥焚烧灰中回收磷等方法也有相关研究。针对磷的回收,环境研究的生物- 生态工程研究室已经评估了改良的脱氮除磷技术和愈加引起人们关注的回收磷资源的技术。他们建立了磷回收示范型实验模型系统,并设置了磷回收及循环再用的试点厂。通过对污水处理系统配备装有磷吸附剂的去除单元达到除磷目的,再将吸附剂粉碎再生后用于农田系统,来达到磷资源的回收利用。图1 是生物- 生态工程研究室所设计的磷回收系统。3 废水除磷技术的发展趋势目前,各种除磷方法都分别有自己的优缺点。相比而言,生物法适于处理较低磷浓度的有机废水,并且往往需要进行二次除磷处理;化学沉淀法对高浓度含磷废水比较有效,但是需要密切注意废水的酸碱度,以达到处理效果;离子交换法和吸附法对高浓度、小批量的工业废水有较好的处理效果。在选择除磷方法时,要根据当地的具体水质特性和环境条件合理地选择除磷工艺流程,即要从废水含磷量、其它离子的种类和含量、处理规模、出水要求等因素来综合考虑,以达到除磷效果。环境工程界的发展趋势是越来越重视廉价、高效的替代性技术,如果能充分的利用丰富的自然资源或工厂的副产品和废物来进行除磷,就会在很大程度上降低成本。由于磷自然资源有限,未来研究所关注的不仅仅是从废水中去除磷,更重要的是回收磷资源。因此,研究价格低廉、选择性好、易再生并且可回收利用磷资源的系列水处理方法已成为废水处理研究领域的发展趋势。

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2019.07.12

关于废水处理中厌氧反应器的16个技术问答

    1、厌氧反应器内出现泡沫、化学沉淀等不良现象的原因是什么?   厌氧反应器中有时会产生大量泡沫,泡沫呈半液半固状,严重时可充满气相空间并带入沼气管道,导致沼气系统的运行困难。   产生泡沫的主要原因是厌氧系统运行不稳定,因为泡沫主要是由于CO2产量太大形成的,当反应器内温度波动或负荷发生突变等情况发生时,均可导致系统运行的不稳定和CO2的产量增加,进而导致泡沫的产生。如果将运行不稳定因素及时排除,泡沫现象一般也会随之消失。在厌氧污泥培养初期,由于CO2产量大而甲烷产量少,也会出现泡沫,随着甲烷菌的培养成熟,CO2产量减少,泡沫一般也会逐渐消失。进水中含有蛋白质是产生泡沫的一个原因,而微生物本身新陈代谢过程中产生的一些中间产物也会降低水的表面张力而生成气泡。厌氧生物处理过程中大量产气会产生类似好氧处理的曝气作用而形成气泡问题,负荷突然升高所带来的产气量突然增加也可能出现泡沫问题。   碳酸钙(CaCO3)沉淀:处理废水钙含量高或利用石灰补充碱度,都会增加产生碳酸钙沉淀的可能性。高浓度的碳酸氢盐和磷酸盐都有利于钙的沉淀。   鸟粪石(MgNH4PO4)沉淀:进水中含有较高浓度的溶解性正磷酸盐、氨氮和 镁离子时,就会生成鸟粪石沉淀。厌氧处理系统鸟粪石沉淀主要在管道弯头、水泵入口和二沉池进出口等处出现。   2、厌氧生物处理的三个阶段是怎样的?   理论研究认为三个阶段,即厌氧消化过程分为水解发酵阶段、产乙酸产氢阶段、产甲烷阶段三部分。   水解发酵阶段和产乙酸产氢阶段又可合称为酸性发酵阶段。在这个阶段,污水中的复杂有机物,在酸性腐化菌或产酸菌的作用下,分解成简单的有机物,如有机酸,醇类等,以及CO2、NH3和H2S等无机物。由于有机酸的积累,污水的pH值下降到6以下。此后,由于有机酸和含氮化合物的分解,产生碳酸盐和氨等使酸性减退,pH值回升到6.6~6.8左右。   ⑴ 水解酸化阶段。污水中复杂的大分子、不溶性的有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,水解产生挥发性有机酸、醇类及醛类等。   ⑵ 产氢产乙酸阶段。在产氢产酸菌的作用下,各种有机酸分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。   ⑶ 产甲烷阶段。产甲烷菌将乙酸、氢及二氧化碳转化为甲烷。   3、厌氧消化的三个阶段和COD转化率有多少?  4、水解酸化法的优点是什么?   ⑴ 池体不需要密闭,也不需要三相分离器,运行管理方便简单。   ⑵ 大分子有机物经水解酸化后,生成小分子有机物,可生化性较好,即水解酸化可以改变原污水的可生化性,从而减少反应时间和处理能耗。   ⑶ 水解酸化属于厌氧处理的前期,没有达到厌氧发酵的最终阶段,因而出水中也就没有厌氧发酵所产生的难闻气味,改善了污水处理厂的环境。   ⑷ 水解酸化反应所需时间较短,因此所需构筑物体积很小,一般与沉淀池相当,可节约基建投资。   ⑸ 时间酸化对固体有机物的降解效果较好,而且产生的剩余污泥很少,实现了污泥、污水一次处理,具有消化池的部分功能。   5、厌氧生物处理的主要特点有哪些?   ⑴ 能耗较低:因为厌氧生物处理不需要供氧,能源消耗约为好氧活性污泥法的1/10,还能产生具有较高热值的甲烷气(CH4)。每去除1gCODcr可以产生0.35标准升甲烷或0.7标准升沼气。沼气的热值为22.7KJ/L,甲烷的热值为39300KJ/m3,一般天然气的热值为34300KJ/m3 。   ⑵ 污泥产量低:因为厌氧微生物的增殖速率比好氧微生物低得多,好氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量为0.25~0.6kg,而厌氧生物处理系统每处理1kgCODcr产生的污泥量只有0.02~0.18kg。   ⑶可对好氧生物处理系统不能降解的一些大分子有机物进行彻底降解或部分降解。   ⑷ 厌氧微生物对温度、PH等环境因素的变化更为敏感,运行管理好厌氧生物处理系统的难度较大。   ⑸ 水温适应广:好氧处理水温在10~35℃之间,当高温时就需采取降温措施;而厌氧处理水温适应广泛,分低温厌氧(10~30℃)、中温厌氧(30~40℃)和高温厌氧(50~60℃)。   6、厌氧生物处理的影响因素有哪些?   ⑴ 温度。存在两个不同的温度范围(55℃左右,35℃左右)。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个温度范围。   ⑵ pH值。厌氧消化pH值范围为6.8~7.2。   ⑶ 有机负荷。由于厌氧生物处理几乎对污水中的所有有机物都有降解作用,因此讨论厌氧生物处理时,一般都以CODcr来分析研究,而不象好氧生物处理那样必须以BOD5为依据。厌氧处理的有机负荷通常以容积负荷和一定的CODcr去除率来表示。   ⑷ 营养物质。厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。甲烷菌对硫化氢的需要量为11.5mg/L。有时需补充某些必需的特殊营养元素,甲烷菌对硫化物和磷有专性需要,而铁、镍、锌、钴、钼等对甲烷菌有激活作用。   ⑸ 氧化还原电位。氧化还原电位可以表示水中的含氧浓度,非甲烷厌氧微生物可以在氧化还原电位小于+100mV的环境下生存,而适合产甲烷菌活动的氧化还原电位要低于-150mV,在培养甲烷菌的初期,氧化还原电位要不高于-330mV。   ⑹ 碱度。废水的碳酸氢盐所形成的碱度对pH值的变化有缓冲作用,如果碱度不足,就需要投加碳酸氢钠和石灰等碱剂来保证反应器内的碱度适中。   ⑺ 有毒物质。   ⑻ 水力停留时间。水力停留时间对于厌氧工艺的影响主要是通过上流速度来表现出来的。一方面,较高的水流速度可以提高污水系统内进水区的扰动性,从而增加生物污泥与进水有机物之间的接触,提高有机物的去除率。另一方面,为了维持系统中能拥有足够多的污泥,上流速度又不能超过一定限值。   7、营养物质对厌氧生物处理的影响体现在哪些方面?   厌氧微生物的生长繁殖需要摄取一定比例的CNP及其他微量元素,但由于厌氧微生物对碳素养分的利用率比好氧微生物低,一般认为,厌氧法中碳氮磷的比值控制在CODcr:N:P=(200~300):5:1即可。还要根据具体情况,补充某些必需的特殊营养元素,比如硫化物、铁、镍、锌、钴、钼等。   在厌氧处理时提供氮源,除了满足合成菌体之外,还有利于提高反应器的缓冲能力。如果氮源不足,即碳氮比太高,不仅导致厌氧菌增殖缓慢,而且使消化液的缓冲能力降低,引起pH值下降。相反,如果氮源过剩,碳氮比太低、氮不能被充分利用,将导致系统中氮的积累,引起pH值上升;如果pH值上升到8以上,就会抑制产甲烷菌的生长繁殖,使消化效率降低。一般说来,氮的浓度必须保持在40~70mg/L的范围内才能维持甲烷菌的活性。   8、pH值对厌氧处理的影响体现在哪些方面?   厌氧微生物对其活动范围内的pH值有一定的要求,产酸菌对pH值的适应范围较广,一般在4.5~8.0之间都能维持较高的活性。而甲烷菌对pH值较为敏感,适应范围较窄,在6.6~7.4之间较为适宜,pH值为7.0~7.2。因此,在厌氧处理过程中,尤其是产酸和产甲烷在一个构筑物内进行时,通常要保持反应器内的pH值在6.5~7.2之间,要保持在6.8~7.2的范围内。   厌氧处理要求的pH值指的是反应器内混合液的pH值,而不是进水的pH值,因为生物化学过程和稀释作用可以迅速改变进水的pH值。反应器出水的pH值一般等于或接近反应器内部的pH值。   含有大量溶解性碳水化合物的废水进入厌氧反应器后,会因产生乙酸而引起pH值的迅速降低,而经过酸化的废水进入反应器后,pH值将会上升。含有大量蛋白质或氨基酸的废水,由于氨的形成,pH可能会略有上升。因此,对不同特性的废水,可控制不同的pH值,可能低于或高于反应器所要求的pH值。   9、维持厌氧反应器内有足够碱度的措施有哪些?   ⑴ 投加碱源:增大系统缓冲能力的碱源可以使用碳酸氢钠和石灰等。   ⑵ 提高回流比:正常厌氧消化处理设施的出水中含有一定的碱度,将出水回流可以有效补充反应器内的碱度。   10、什么是VFA和ALK?VFA与ALK的比值有什么意义?   VFA表示的是厌氧处理系统内的挥发性有机酸的含量,ALK则表示的是厌氧处理系统内的碱度。   厌氧消化系统正常运行时,ALK一般在1000~5000 mg/L(以CaCO3计)之间,典型值在2500~3500mg/L之间,VFA一般在50~2500mg/L之间,必须维持碱度和挥发酸浓度之间的平衡,使消化液pH保持在6.5~7.5的范围内。只要碱度和挥发酸浓度能保持平衡,当碱度超过4000mg/L时,即使VFA超过1200mg/L,系统也能正常运行。而碱度与酸度能保持平衡的主要标志就是VFA与ALK的比值保持在一定的范围内。   VFA/ALK反应了厌氧处理系统内中间代谢产物的积累程度,正常运行的厌氧处理装置的VFA/ALK一般在0.3以下,如果VFA/ALK突然升高,往往表明中间代谢产物不能被甲烷菌及时分解利用,即系统已出现异常,需要采取措施进行解决。   如果VFA/ALK刚刚超过0.3,在一定时间内,还不至于导致pH值下降,还有时间分析造成VFA/ALK升高的原因和进行控制。如果VFA/ALK超过0.5,沼气中的CO2含量开始升高,如果不及时采取措施予以控制,会很快导致pH值下降,使甲烷菌的活动受到抑制。此时应加入部分碱源,增加反应器内的碱度使pH值回升,为寻找确切的原因并采取控制措施提供时间。如果VFA/ALK超过0.8,厌氧反应器内pH值开始下降,沼气中甲烷的含量往往只有42%~45%,沼气已不能燃烧。这时候必须向反应器内大量投入碱源,控制住pH值的下降并使之回升,如果pH值持续下降到5以下,甲烷菌将全部失去活性,需要重新培养厌氧污泥。   11、为什么VFA是反映厌氧生物反应器效果的重要指标?   VFA表示的是厌氧处理系统内的挥发性有机酸的含量,而挥发性有机酸是厌氧生物处理系统的中间产物。   厌氧生物处理系统实现对废水中或污泥中有机物的有效处理,最终是通过产甲烷过程来实现的,而产甲烷菌所能利用的有机物就是挥发性有机酸VFA。如果厌氧生物反应器的运转正常,那么其中的VFA含量就会维持在一个相当稳定的范围内。   VFA过低会使甲烷能利用的物料减少,厌氧反应器对有机物的分解程度降低;而VFA过高超过甲烷菌所能利用的数量,又会造成VFA的过度积累,进而使反应器内的pH下降,影响甲烷菌正常功能的发挥。同时甲烷菌因各种原因受到伤害后,也会降低对VFA的利用率,反过来造成VFA的积累,形成恶性循环。   因此,所有的厌氧反应器都应把VFA作为一个控制指标来分析化验和及时掌握。   12、什么是升流式厌氧污泥反应器UASB?   升流式厌氧污泥反应器的英文是Upflow  Anaerobic  Sludge  Blan-ket,简称为UASB,其基本特征是在反应器的上部设置气、固、液三相分离器,下部为污泥悬浮区和污泥床区。   13、什么是膨胀颗粒污泥床EGSB?   膨胀颗粒污泥床的英文是Expanded  Granular  Sludge  bed,简写为EGSB,是在UASB反应器的基础上发展而来的。EGSB反应器与UASB反应器的结构非常相似,所不同的是EGSB反应器中采用高达2.5~6m3/(m2·h)的水力负荷,这远大于UASB常用的约0.5~2.5m3/(m2·h)的水力负荷。因此,在EGSB反应器中,颗粒污泥床处于部分或全部“膨胀化”状态,即污泥床的体积由于颗粒之间的平均距离的加大而增加。为了提高水力负荷(即上流速度),EGSB反应器采用较大的高度与直径比和较大的回流比。   14、什么是颗粒污泥?   颗粒污泥的形成实际上是微生物固定化的一种形式,其外观为具有相对规则的球形或椭圆形黑色颗粒。颗粒污泥的粒径一般为0.1~3mm,个别大的有5mm,密度为1.04~1.08g/cm3,比水略重,具有良好的沉降性能和降解水中有机物的产甲烷活性。   在光学显微镜下观察,颗粒污泥呈多孔结构,表面有一层透明胶状物,其上附着甲烷菌。颗粒污泥靠近外表面部分的细胞密度较大,内部结构松散、细胞密度较小,粒径较大的颗粒污泥往往有一个空腔,这是由于颗粒污泥内部营养不足使细胞自溶而引起的。大而空的颗粒污泥容易破碎,其破碎的碎片成为新生颗粒污泥的内核,一些大的颗粒污泥还会因内部产生的气体不易释放出去而容易上浮。   15、使升流式厌氧反应器内出现颗粒污泥的方法有哪几种?   UASB反应器运行成功的关键是具有颗粒污泥,使UASB反应器内出现颗粒污泥的方法有以下三种:   ⑴ 直接接种法:从正在运行的其它UASB反应器中取出一定量的颗粒污泥直接投入新的UASB反应器后,由少到多逐步加大处理的污水水量,直到设计水量。这种方法反应器投产所需时间最快,但一般只有在启动小型UASB反应器采用这种方法。   ⑵ 间接接种法:将取自正在运行的厌氧处理装置的厌氧活性污泥,如城市污水处理厂的消化污泥,投入UASB反应器后,创造厌氧微生物的生长条件,有人工配制的、含有适当营养成分的营养水进行培养,形成颗粒污泥后,再由少到多逐步加大被处理的污水水量,直到设计水量。   ⑶ 直接培养法:将取自正在运行的厌氧处理装置的厌氧活性污泥,如城市污水处理厂的消化污泥,投入UASB反应器后,用被处理污水直接培养,形成颗粒污泥后,再逐步加大被处理的污水水量,直到设计水量。这种方法反应器投产所需时间较多,可长达3~4个月,大型UASB反应器常采用这种方法。   16、厌氧污泥培养成熟后有何特征?   培养结束后,成熟的污泥呈深灰到黑色,有焦油气味但无硫化氢气味,pH值在7.0~7.5之间,污泥容易脱水和干化。对进水的处理效果高,产气量大,沼气中甲烷成分高。培养成熟的厌氧消化污泥的基本指标和参数见下表。

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2019.07.08

焦化废水处理之高级氧化技术

钢铁行业迅猛发展,产生了大量难处理的工业废水,尤其是焦化废水,含有大量有毒有害、难降解的高浓度有机物,具有成分复杂、水质水量变化大等特点,焦化废水的治理日益引起人们的重视。目前,焦化废水处理主要是传统的生物处理法、絮凝混凝法、吸附法等。焦化废水可生化性差,需要大量稀释后再进行生化处理,并且存在生化出水后COD(化学需氧量)和氨氮量很难同时达标的问题,需要再进行深度处理。而一些深度处理技术处理费用高,对一些有毒有害物质也很难做到完全降解,并容易产生二次污染。基于目前焦化废水的处理现状,研究高效环保的处理技术是非常必要的。高级氧化技术(Advanced Oxidation Process,简称AOPs),利用反应体系中产生的活性极强的羟基自由基(·OH)来进攻有机污染物分子,最终将有机污染物氧化为CO2和H2O以及其他无毒的小分子酸,是绿色环保、高效的废水处理技术。目前,高级氧化技术主要有化学氧化、光化学氧化、光催化氧化、湿式催化氧化等。由于AOPs具有氧化性强、操作条件易于控制的优点,近年来引起越来越多的关注。高级氧化技术的利与弊化学氧化法该法是用化学氧化剂将液态或气态的无机物或有机物转化成微毒物、无毒物,或将其转化成易分离形态。水处理领域中常用的氧化剂为臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等。在苯酚废水处理工艺中,臭氧和过氧化氢的应用最为常见。目前,世界上已经有许多国家使用臭氧消毒,特别是欧洲在自来水厂水处理中多采用臭氧。在臭氧氧化系统中加入固体催化剂,如具有较大表面积的活性炭等,臭氧、活性炭同时使用,起到催化作用,并可以吸附臭氧氧化后的小分子产物,两者联合增加溶液中的OH-,具有协同效果从而产生更多的羟基自由基。过氧化氢是一种强氧化剂,在碱性溶液中氧化反应很快,不会给反应溶液带来杂质离子,因此被很好地应用于多种有机或无机污染物的处理。过氧化氢用于去除工业废水中的COD已经有很长时间,虽然使用化学氧化法处理废水的价格比普通的物理和生物方法高,但这种方法具有其他处理方法不可替代的作用,比如有毒有害或不可生物降解废水的预消化、高浓度/低流量废水的预处理等。单独使用过氧化氢降解高浓度的稳定型难降解化合物的效果并不好,可以通过使用过渡金属的盐类进行改进,最常见的方法是利用铁盐来激活,即芬顿试剂法。可溶性亚铁盐和过氧化氢按一定的比例混合所组成的芬顿试剂,能氧化许多有机分子,且系统不需高温高压。试剂中的Fe2+能引发并促进过氧化氢的分解,从而产生羟基自由基。一些有毒有害物质如苯酚、氯酚、氯苯和硝基酚等也能被芬顿试剂和类芬顿试剂所氧化。过氧化氢与臭氧联合、过氧化氢与紫外线联合等方法称为类芬顿技术,其原理基本与芬顿技术相同。光化学氧化法该法是在光作用下进行的化学反应,需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激发产生分子激发态,之后才发生化学变化到另一个稳定的状态,或者变成引发热反应的中间产物。单纯紫外光辐射的分解作用较弱,通过向紫外光氧化法中引入适量的氧化剂(如H2O2、O3等),可以明显优化废水的处理效果和加快降解速率。有机物的光降解有直接光降解和间接光降解两个途径,前者是指有机物分子吸收光能后呈激发态与周围环境中的物质直接进行反应;后者是指有机物环境中存在的某些物质吸收光能呈激发态,再诱导有机物、污染物反应的过程。其中,间接光降解有机物更为重要。光化学氧化法中可以利用的波长范围是200nm~700nm,即紫外光与可见光范围。光化学氧化在大气污染治理和废水处理方面都有应用,其根据氧化剂种类不同可分为UV/O3、UV/H2O2、UV/Fenton等系统。不管哪个系统,光化学反应一般都是通过产生羟基自由基来对有机物进行降解。如UV/O3系统,液相臭氧在紫外光辐射下会分解产生羟基自由基,紫外线吸收率在253.7nm处,可将大多数有机物氧化成CO2和水,用于处理工业废水中的铁氰酸盐,有机化合物,氮基酸,醇类,农药,含氮、硫或磷的有机化合物,以及氯代有机物等污染物。光催化氧化法该法是光催化剂(也称光触媒)在特定波长光源的照射下产生催化作用,使周围的水分子和氧气激发形成极具活性的·OH-和·O2自由离子基。光催化氧化技术使用的催化剂有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SnO2和Fe3O4等。TiO2是最常用的催化剂,在光催化反应中,TiO2的光催化活性主要受晶相、晶粒尺寸和比表面积的影响。当晶相确定后,晶粒尺寸和比表面积成为TiO2在光催化作用中的重要因素,粒径越小,光生电子和空穴扩散的时间越短,比表面积越大越能有效地吸附水中的污染物质,提高光催化性能。当催化剂颗粒尺寸达到纳米级时,还可以产生量子效应提高光吸收率和利用率,这是目前催化剂研究的一个重要方向。光催化氧化具有无毒、操作条件简单的特点,紫外光、模拟太阳光和日光均可作为光源,而且可以利用自然条件(如空气)作为催化促进物,活性高、稳定性好,能使有机污染物彻底降解,无二次污染。近年来,为充分利用自然光降解各类污染物,人们在提高催化活性和扩大激发光波长范围等方面做了大量的工作,又称为催化剂的表面修饰。对TiO2进行过渡金属掺杂,贵金属沉积可以形成新的修饰能级,从而拓宽了其光响应范围,对其进行光敏化等改性处理可提高光催化性能。光催化氧化应用领域主要有染料废水、高浓度有机废水的处理,以及在饮用水深度处理阶段去除难降解的微污染物质。通常情况下,TiO2光催化氧化多在紫外光的波长范围内才能进行,局限了光催化技术的推广应用。此外,光催化氧化反应器的开发还不成熟,很难做到大规模处理。湿式氧化法该法是在高温、高压下,利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水,从而去除污染物的一种高级氧化方法。该方法具有适用范围广,处理效率高,极少有二次污染,氧化速率快,可回收能量和有用物料等特点。在日本和美国,此类方法己有工程应用,属于前沿技术,发展前景广阔。但是此法也存在问题,那就是湿式氧化一般要求在高温高压的条件下进行,其中间产物往往为有机酸,对设备材料要求很高,处理催化剂昂贵,并只适于小流量高浓度的废水。湿式氧化法包括两种类型:次临界水氧化和超临界水氧化。超临界水氧化技术,是指水在超临界条件下氧化处理有机污染物的一种新兴、高效的废物处理技术。在一定温度、压力下,几乎所有有机物在很短时间内都可彻底氧化分解,大大缩短了废水处理的时间,处理装置全封闭,节约空间且无二次污染。在超临界状态下的水,盐的溶解度明显降低,而有机物溶解度明显增大,如苯、己烷、N2、O2等可与水完全互溶,使其密度、黏度和扩散系数发生变化。扩散系数随密度增加而减小,由于湿式氧化技术采用较高的温度和压力,使水的密度减小,扩散系数变大,传质速度剧增。湿式氧化应用领域主要有农药废水的处理、含酚废水处理、印染废水和污泥处理等。上述废水经湿式氧化处理后,毒性大大降低,可生化性也得到提高,再辅以生化处理,可实现废水的达标排放。高级氧化技术可将有机污染物矿化成二氧化碳和水,是环境友好型工艺,但其降解污染物时处理成本过高是制约其推广的“瓶颈”。在我国高级氧化技术中除少数如芬顿法、臭氧氧化技术等已在实际水处理中有所应用,其余还多处于实验室研究或小型试验阶段。只有解决了高级氧化技术投资处理成本高、设备腐蚀严重、处理水量小等缺点,才能加快其在实际工业中的应用。高级氧化技术的发展方向可总结为以下几点:一是部分技术例如光催化氧化技术、臭氧氧化技术能够提高废水的可生化性,但单独处理焦化废水难度大、成本高,可将其与生化技术结合,降低焦化废水的生物毒性,提高可生化性,再采用低耗高效的生化法进行处理。二是湿式催化氧化、超临界水氧化等技术对设备要求高,处理成本高,可针对反应器材质和低廉催化剂进行专项研发。在焦化废水处理中,难处理的废水如剩余氨水不要混入其他废水中,增加其废水量,进而采用上述高级氧化剂进行处理。三是设计结构简单、效率高、能应用自然光并可长期稳定运行的反应器,提高光化学氧化、光催化氧化技术的处理效率,并将其与混凝法、吸附法等技术联合。

厂商

2019.07.04

磁絮凝分离法处理含油废水的试验

磁分离技术是利用各种物质磁性的差别, 在不均匀磁场中实现分离的一种方法[ 1] 。本身具有磁性的物质可以直接进行磁分离, 本身无磁性的物质可以通过投加磁粉磁化后进行分离[ 2-4] 。单独使用磁粉处理含油废水, 虽然操作简单, 费用较低, 但出水含油量难以达标。因此为了提高处理效果, 试验在加入磁粉的同时加入絮凝剂与助凝剂, 使絮凝作用得到强化, 再通过磁分离器将磁絮凝体分离除去, 可得到较好的处理效果[ 5] 。1 试验条件与方法含油废水取自某炼油厂污水处理站经隔油池后的含油废水。磁粉Fe3O4 含量>98 %, 粒径主要集中在2 ~12 μm。絮凝剂聚合氯化铁(PFC)含量(以Fe 计)≥12 %。助凝剂聚丙烯酰胺(PAM), 分子量>5 ×106 。首先取一定量的含油废水, 试验PFC 、PAM 加入量对其除油的效果, 确定工艺参数。然后, 根据以上工艺参数, 研究投加磁粉的磁絮凝效果, 即考察磁粉与絮凝剂加入量的匹配关系以及加料顺序、搅拌条件对含油废水处理效果的影响。试验每次取400 mL 含油废水置于500 mL 烧杯中, 按照不同的试验条件分别加入磁粉、絮凝剂和助凝剂后, 用搅拌仪进行搅拌, 再将烧杯置于磁分离器中20 min , 使带有磁性物质的絮凝污泥分离去除。对处理后的水, 分别测定其含油量、浊度、污泥含水率等指标。2 试验结果和讨论2.1 工艺参数的确定经试验, 对于含油量在100 ~ 200 mg L 的废水, 当PFC 加入量在25 ~ 30 mg L 时的除油效果较好。控制PFC 加入量为30 mg L 条件下, 改变PAM 投量0.1 ~0.7 mg L , 通过试验知, 随着PAM 加入量的增加, 含油废水的除油率逐渐提高, 当PAM 加入量为0.6 mg L时, 除油率达到高。这是因为加入助凝剂后改善了絮凝反应环境, 促进了絮凝剂PFC 与水中胶体颗粒的反应。絮凝剂和助凝剂按一定比例投加时效果较好, 否则过量投加助凝剂PAM 后, 水的除油率反而下降。由此确定, 不加磁粉时PFC 和PAM 加入量分为30 、0.6 mg L 。以此参数为基础, 研究加入磁粉后的磁絮凝效果。2.2 磁粉对污泥的沉降速度、体积及含水率的影响取400 mL 含油废水, 加入PFC 和磁粉, 以250 r min的速度搅拌2 min 后, 再加入PAM 以50 r min的速度慢搅5min , 倒入500 mL 的量筒中, 将量筒置于磁分离器中, 记录沉降20 min 时污泥的体积, 同时, 比较不加磁粉时污泥的沉降情况。试验结果见表1。由表1 可知, 在相同的混凝剂的用量条件下, 加入磁粉处理后的污泥体积较不加磁粉时减少了1 312环境工程2007 年6 月第25 卷第3 期DOI :10.13205/j .hjgc.2007.03.003左右;达到相同的污泥体积, 自然沉降需要20 min , 而磁分离沉降仅需9 ~ 10 min , 沉降时间缩短了一半。这是由于磁粉的加入增加了悬浮颗粒的数量, 提高了颗粒碰撞几率, 同时在铁盐絮凝剂的吸附架桥作用下形成了以磁粉为核心的磁性复合絮体。在磁场中, 磁性粒子所受磁力公式为[ 6] :Fm = xm · V ·H(dH dL)磁絮凝过程中, 悬浮颗粒因吸附磁粉而具有磁性, 相当于增大了磁性粒子的体积V , 从而使磁场力Fm 增大, 加快了磁性絮体的沉降速度。重复上述试验, 同时改变磁场强度, 控制沉降时间为30 min , 考察污泥体积和含水率的变化, 试验结果见表2 。由表2 可知, 随着磁场强度的增加, 污泥的沉降体积有所减少, 这正是由于磁场强度H 和磁性粒子磁化率χm 的增大, 从而使磁场力Fm 增大的结果。同时经过磁场作用的磁性絮体, 其颗粒间的吸引力增大, 有利于将颗粒间的空隙水排出, 污泥的含水率也随之降低。有研究表明[ 7] , 污泥体积的减少及含水率的降低可以缩短废水处理周期, 减少设备容积以及降低污泥处理难度。2.3 磁粉加入量的影响图1磁粉加入量与除油率、浊度的关系在废水含油量152 mg L , 浊度88 NTU 的条件下,按不加磁粉时絮凝反应的工艺参数投加混凝剂,即PFC 量为30 mg L , PAM 量为0.6 mg L , 再以不同的磁粉加入量100 ~ 400 mg L 进行试验, 配以250 r min的速度搅拌2 min 和50 r min 的速度慢搅5 min , 再进行磁分离, 试验结果见图1 。图1 中曲线2 、4 表示PFC 和PAM 用量分别为30 mg L和0.6 mg L 时, 磁粉量与除油率和剩余浊度的关系;曲线1 、3 表示只加磁粉时磁粉量与除油率和剩余浊度的关系。比较曲线1 、2 可以看出, 无论是否添加絮凝剂,随着磁粉加入量的增加, 除油率均逐渐提高。这首先是因为磁粉本身对废水中的油类、胶态物质具有良好的吸附能力[ 8] ;其次, 加入的磁粉在搅拌状态下呈悬浮状, 增加了水中固体颗粒的数量, 使胶体的碰撞次数增多, 形成磁絮体的机会加大。从4 条曲线中还可以看出, 絮凝剂与磁粉联用处理含油废水比单纯采用絮凝剂或磁粉效果要好, 除油率要提高30 %~ 40 %。这是因为在絮体形成的过程中又以大量分散在废水中的磁粉为凝聚核心, 使油滴和其它污染物被包裹絮体中形成磁性絮体, 磁性絮体在磁分离器中能得到很好的分离, 从而提高了除油效率[ 9] 。从曲线3 可以看出, 随着磁粉加入, 有利于除去水中的悬浮物, 降低剩余浊度, 这也是由于磁粉吸附悬浮物的能力和磁絮体所具有优良的沉降性能所致。但同时发现磁粉加入量高于300 mg L 时, 剩余浊度有所上升, 这是因为磁粉投量过大后, 过剩的磁粉其粒径较小者无法形成磁絮体下沉仍悬浮于水中, 使剩余浊度上升。分析确定磁粉加入量为280 mg L。2.4 絮凝剂加入量的影响在废水含油量为128 mg L , 浊度为76 NTU , 磁粉加入量为280 mg L 的条件下, 改变PFC 用量5 ~40 mg L, 并相应改变PAM 的用量0.1 ~ 0.8 mg L 进行试验, 结果见图2 。图2 中曲线1 、3 表示磁粉加入量为280 mg L 时,絮凝剂加入量与除油率和剩余浊度的关系;曲线2 、4表示在没有投加磁粉的情况下, 絮凝剂用量与除油率和剩余浊度的关系。从图2 中可知, 无论是否投加磁粉, 随着PFC 用量增加, 除油率不断上升, 剩余浊度则逐渐下降, 但是加入磁粉后的处理效果明显要提高。同时可以看出,加入磁粉后PFC 投量达到25 mg L 时有处理效果, 比不加磁粉时PFC 的投量(30 mg L)要减少。这是因为磁粉的加入在一定程度上改变了胶体或悬浮颗粒表面性质, 使胶体或悬浮颗粒之间的吸引能大于排斥能促进了凝聚, 这时絮凝剂的用量就相应减少了。因此, 在磁粉用量为280 mg L 时, PFC 和PAM 加入量分别为25 、0.5 mg L 。2.5 加料顺序的影响在废水含油量为126 mg L , 浊度为75 NTU 的条件下, 控制磁粉、PFC 、PAM 用量分别为280 、25 、0.5 mg L , 试验以下4 种不同加料顺序对除油率的影响:①首先同时加入磁粉和PFC 快搅, 然后加PAM 慢搅;②先加磁粉, 紧接着加PFC 快搅, 后加PAM 慢搅;③先加PFC , 紧接着加磁粉快搅, 后加PAM 慢搅;④先加PFC 快搅, 再加PAM , 紧接着加磁粉后慢搅。快速搅拌速度为250 r min , 慢速搅拌速度为50 r min 。磁分离20 min 后废水含油量和出水浊度见表3 。由表3 可知1 ~ 3 加药顺序处理结果类似, 只有磁粉和PFC 几乎同时加入, 保证两者在快速搅拌下充分接触, 形成有效的磁性絮体, 才能提高除油率和降低浊度。第4 种加料顺序由于磁粉加入的太迟, 不能及时参加絮凝反应, 未能形成磁性絮团, 悬浮物的磁性增强小, 因此除油效果不佳。可见, 在磁性絮体的形成过程中, 磁粉与胶体或悬浮颗粒的结合和胶体与胶体或悬浮颗粒的结合类似, 也是通过吸附凝聚作用, 该过程只发生在絮凝剂加入的瞬间, 一旦错过, 磁粉便难以与污染物结合成磁性絮团。2.6 搅拌条件的影响在废水含油量为152 mg L , 浊度为82 NTU 的条件下, 控制磁粉、PFC 、PAM 用量分别为280 、25 、0.5 mg L , 加料顺序为先同时加入磁粉和PFC , 然后加PAM , 试验下列4 种不同搅拌条件对反应的影响:①快搅(400 r min)2 min +慢搅(50 r min)5 min ;②快搅(150 r min)2 min +慢搅(50 r min)5 min ;③快搅(150 r min)2 min +慢搅(50 r min)5 min ;④快搅(150 r min)2 min +慢搅(80 r min)5 min 。磁粉和PFC在快搅时加入, PAM 在慢搅时加入, 试验结果见表4 。由表4 可见, 当快速搅拌速度较低时, 磁粉难以扩散, 导致磁粉与油类和其它悬浮物相互碰撞凝聚的几率减少, 结果磁粉絮凝率降低, 絮团磁性减弱, 处理效果不佳。而当快搅速度达400 r min 时的效果与250 r min 搅拌速度相差不大。因此, 搅拌速度并非越快越好, 搅拌的目的是使磁粉迅速扩散至整个水体,与水中污染物充分接触, 更高的搅拌速度既不能提高磁粉的絮凝率, 又浪费能源。同时, 慢搅速度又不能过高, 否则新形成的絮体就容易破碎。适宜的搅拌条件应为快搅速度250 r min , 慢搅速度50 r min 。3 结论(1)通过投加磁粉和絮凝剂进行磁絮凝分离反应来处理含油废水是可行的, 其处理效果比只加絮凝剂或磁粉的效果要好。(2)磁粉的适宜加入量能同时获得高的磁粉絮凝率和磁性絮团, 其值与废水含油量和污染物浓度有关。当废水含油量为100 ~ 200 mg L 时, 反应工艺参数:磁粉加入量为280 mg L ;PFC 和PAM 加入量分别为25 、0.5 mg L ;磁粉和PFC 同时先于PAM 投加, 且快速搅拌速度为250 r min , 慢速搅拌速度为50 r min 。(3)加磁絮凝改善了絮凝效果, 使出水含油量和剩余浊度进一步降低, 絮体更紧密。加磁絮凝可缩短沉降所需时间, 提高絮凝效率, 且易于实现固液磁分离, 同时降低了磁性污泥的含水率。这些优点为缩短处理周期, 减少设备占地面积, 降低污泥处理难度, 及节约费用提供了可能。

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2019.07.01

电镀废水的三大特征

本文中所述电镀废水,是指含有电镀(electroplating)、化学镀(electroless plating) 、阳极氧化(anodizing)工序的生产线所产生的废水,包括了镀前和镀后处理。开篇我们先讲一讲电镀废水的特征,一般我们见到最多的说法是“重金属含量高、毒性大、环境危害严重”,但这只是从环境危害的角度,而且是在不处理的情况下对环境的危害。如果从废水处理的角度,我们总结了以下三个最关键的特征:一、产水点多电镀线的生产工序都比较长,一般一条线5-15个清洗水排放点,如果考虑到高浓度废液,则有10-30个排放点。而国内的专业电镀园区,平均有30-100条电镀线,也就意味着每个电镀园区有300-3000个废水排放点,但平均每个点的水量只有不到1吨/天。产水点多导致的问题就是管控困难,水质产生波动或者处理效果不佳时,如果没有技术手段的协助,短时间内很难找到问题的源头。▼电镀线工艺流程示例普通镀锌线:高温脱脂→电解脱脂→水洗→酸洗→水洗→活化→水洗→镀锌→水洗→出光→水洗→钝化→水洗塑料电镀线:超声波除油→水洗→化学除油→水洗→亲水→粗化→水洗→中和→水洗→预浸→钯活化→水洗→解胶→水洗→化镍→水洗→活化→水洗→预镀镍→水洗→活化→酸铜→水洗→活化→水洗→半光镍→光镍→镍封→水洗→活化→水洗→珍珠镍→水洗→三价铬钝化→水洗二、污染物杂如果只是单纯的产水点多还好,关键在于每个产水点的污染物成分不同,我们选取镀镍线的四个关键工序,以及不同类型含镍镀种,看看其中的污染物会有多大差异。这还只是镀镍的情况,考虑到铜、锌、金、镉等其他镀种,以及还在不断开发的新型电镀药水,电镀工序中的污染物成分会更加复杂。污染物杂导致的问题是分流难度大,各类指导文件中给出的“酸碱废水、含氰废水、含镍废水、含铬废水、含油废水”等简单分类并未充分考虑各工序特征污染物的差异性,极易导致后续处理难度增加,总镍、总磷等指标超标。三、废液量大电镀废水中经常被忽略的一类废水,就是各工序产生的高浓度废液(见表3)。这些废液的产生量很少,但是1吨废液和上百吨清洗水的污染物量相当,在电镀废水总的污染量中,废液的贡献应该在1/3-1/2。因为电镀废液是不定期产生并间歇排放的,一旦某种废液瞬间排入废水站,就会导致水质出现几倍甚至几十倍的波动,超出废水站的处理能力。即使将废液单独收集起来均匀有序排放,也会导致废水总体盐分大幅升高(盐分从5000mg/L以内升高到7000-10000mg/L),降低废水的可生化性。综上,电镀废水的特征可以概括为“产水点多,污染物杂,废液量大”三点,并因此导致了管控困难、分流困难、水质波动大和含盐量高等问题。

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2019.06.26

印染废水治理技术进展

印染行业为我国经济发展做出了重大贡献,但是不可否认印染行业所产生的废水占据了工业废水的很大比例,对于我国生态安全造成了严重的影响。因此处理印染废水是印染行业面临的共同问题。目前我国使用的废水处理技术主要包括了物理处理法、化学处理法以及生物处理法,如果具体细分技术的话有厌氧- 好氧生物处理法、高压脉冲电解法。上述方法各有利弊,需要不同印染企业根据实际情况进行分析,同时本文还探讨了印染废水的治理技术的进展情况。印染行业所产生的废水占据了工业废水的很大比例,同时印染废水的成分复杂,给废水处理带来了极大的挑战。因此国家出台了很多政策要求这些企业要花大力气进行转型和技术升级,决不能以牺牲环境来换得经济的发展。但是印染污水处理是一项复杂的长期工程,绝不是一蹴而就的。既要在技术上寻求突破,又需要政府和社会各界的鼎力帮助。1 我国印染废水技术概述我国印染废水技术发展历经了很多阶段,现在技术已经趋向于成熟。目前,我国印染行业大多数采用的是生化法来进行污水处理,这种方法本身存在很多的优势。还有一些企业在生物处理法的基础上串联化学处理法,这种方法在国外也很盛行。但是随着印染技术的不断改进,导致PVA 浆料、新型的活化剂等难以降解的有机物进入到印染污水,这给传统的印染废水处理带来了很大的困难。使用传统的技术来处理印染污水,COD( 化学需氧量) 的降解率从原来的60%~70% 下降到40%~50%,在色度的处理结果更是不能让人满意,使用生物处理的方法难以处理掉污水的色度浓的问题,因此行业针对这个问题做了深入的研究,取得了一系列的理论研究成果和实践成果。在技术的突破主要在两个方面下手,一方面是研究新型的生物处理系统,另一方面是培养分解能力更强的新型细菌和研究性能更加优越的催化剂。经过不懈努力,很多先进的技术应运而生,比如有厌氧- 好氧生物处理法、高压脉冲电解法等方法。本文主要阐述了“七五”国家攻关项目所诞生的几种印染废水处理技术,这些技术极大地促进了印染污染的处理,在一定程度上减少了印染污水对我国生态环境的破坏。2印染废水处理的生化法印染污水由于有机物所占比例有限,不能单纯使用好氧细菌来达到处理结果,因此这些年厌氧细菌处理技术越来越受到行业的重视。但是厌氧细菌对于环境要求比较苛刻,厌氧所需要的污泥环境的营造需要一笔很大的费用,因此很多企业采取的方案都是将好氧技术和厌氧技术结合起来使用,既能达到处理印染污水的效果,又能实现企业利润。我们这里主要介绍一下厌氧- 好氧生物转盘技术,这是一种常用的印染废水处理技术。2.1 厌氧- 好氧- 生物炭技术如图1 所示的厌氧- 好氧- 生物炭工艺流程,其中厌氧池和好氧池中都是盛装有纤维和活化剂的,而生物炭池中主要是颗粒状活性炭。脉冲发生器会根据指令定时进行喷水,主要起到一个搅拌的作用。厌氧-好氧处理技术将好氧细菌处理法和厌氧细菌处理法有机串联起来共同来处理污水。这种方法效率很高,同时经济性很强。厌氧技术与好氧技术相结合,而且厌氧池内可以设置出水内回流,为了脱氮,好氧池可以单独设置缺氧区,减小曝气或者只设潜水搅拌,同时设置硝化液内回流,根据处理要求灵活改变运行方式。不仅可以有效充分地分解有机物,而且能够达到脱氮除磷的效果,提高了整个系统的除污效率。如表1所示,某印染行业使用厌氧-好氧-生物炭工艺技术取得实际的处理效果。3 其他印染污水处理技术3.1 采用多功能混凝剂处理印染废水采用混凝剂处理印染废水能够起到很好的脱色效果。但是如果只是使用普通的混凝剂的话,它只能对很有限的几种染料起到很好的脱色效果,无法处理大多数的印染废水的染料,因此有一定的局限性。但是随着技术的不断发展,很多科学家研制出了用途广泛、脱色能力强、对有机物去除效果好的多功能高效混凝剂,同时对于污泥的综合利用有很好的促进作用。一般认为,脱色的主要作用是对胶体物质和混凝产生的微絮凝物的吸附,对去除水溶性染料非常重要。通过桥接和电中和,产生的絮凝体还携带细悬浮物,因此很多技术主要是在混凝剂配方做突破,他们不断完善上面两个设计目标,同时能够根据印染废水的不同,设计出一种通用型和一种特殊型的染料,作为系列产品。3.2 生物铁法处理印染污水技术这种技术主要是往曝气池中添加氢氧化铁这种化学物质,这种物质能够经逐步驯化形成一种具有特殊结构的物质,这种物质具有很强的吸附能力,加入这种物质的污泥的吸附能力远远超过普通的污泥,因此它能够使曝气池具有很强的沉降性能,因而曝气池可以维持很高的活性污泥浓度,提高单位池容的处理能力。4 结语综上所述,本文详细介绍了我国印染废水处理的发展历程,其中生物处理法在我国得到了广泛的应用。因此本文着重介绍了生物处理法如何具体处理印染废水的过程,同时对于其他处理印染废水的技术做了简要的分析。

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2019.06.24

脱硫废水 零排放工艺这么选!

目前国家对高盐废水的处理要求越来越高,这一情况在电力行业体现得尤为突出。15年”水十条“开始,燃煤电厂废水回用不外排的政策频出,脱硫废水零排放需求越来越普及。近几年,在旧电厂改造、新建电厂等系统中,为了响应国家政策要求,促进电厂的长期发展,电厂都在陆续考虑脱硫废水零排放系统的配套。目前燃煤电厂脱硫废水零排放工艺百花齐放,众说风云。本文主要解析目前燃煤电厂脱硫废水零排放系统工艺市场应用情况。Part01 电力行业背景中国电力行业发电构成中,五大全国性发电集团约拥有全部发电资产的50%,其余发电资产分布于其他的独立发电公司、地方发电企业等。五大电力集团:华能集团、大唐集团、华电集团、国电集团、电力投资集团。四小豪门:国华电力、华润电力、中广核、国投电力。为了响应国家煤电一体化规划,促进国家煤电资源合理化利用,神华与国电合并成立国能投,其中国电拥有控股权。其实不难发现,近些年国家一直在陆续加强央企之间的重组。类似的操作,如中国南车与中国北车、宝钢与武钢、中国远洋与中国海运等,如出一辙。近些年山东、天津、北京地区增加了对外排水含盐量的要求,内蒙包头地区要求实现废水零排放,其余地区也纷纷开始废水零排放试点。在国内大环境下,目前华能、大唐、国能投、各类地方电厂等均有脱硫废水零排放系统案例实施。从实施情况来看,末端高盐废水的处理具有处理难度大、投资和运行成本高等特点。毋庸置疑,采用先进节水与废水零排放技术,使有限的水资源发挥更大经济效益,是我国发展电力工业的必然选择和发展趋势。Part02 燃煤电厂脱硫废水燃煤电厂的废水种类较多,针对于不同的废水,燃煤电厂常规会采用废水阶梯式处理回用工艺。石灰石-石膏湿法脱硫技术是国内外燃煤电厂最常用的脱硫技术。在湿法烟气脱硫工艺中,为了维持系统稳定运行和保证石膏产品质,需要控制将液中Cl-浓度不能过高,因此需排出一部分浆液,从而产生脱硫废水。燃煤电厂脱硫废水水质、水量与前端脱硫工况、石灰石质量、锅炉烟气散发量等相关性非常大,尽管各地方电厂脱硫废水组成类别有一定的相似性,但是各组成含量、水量等具有差异较大。目前脱硫废水系统零排放往往考虑将厂区多股高盐废水集中处理,常规末端高盐废水主要包括以下几种:针对于脱硫废水,国内大多数燃煤电厂基本采用下述三联箱工艺优先处理:早期初步处理后的脱硫废水,主要回用于干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷洒、水力除渣等工艺系统,其次较多的老厂配备了蒸发塘/池,用于蒸发减量处理。Part03 脱硫废水零排放工艺目前国内燃煤电厂脱硫废水零排放组合工艺较多,各有优势,因厂制宜显得格外的重要,其中归纳后,零排放工艺主要含以下几个单元:预处理单元,尽管工艺相对成熟,但一般具有相关案列应用经验的工程公司会体现出更好的细节设计、更强的专业性,其中预处单元主要控制的风险参数:悬浮物、重金属、硬度、硅等。预处理单元工艺包中,纳滤分盐的工艺越来越普及,一方面源于纳滤的浓水可以考虑返回至前端预处理系统使用,降低药剂费用;另一方面纳滤浓水可以考虑硫酸钠冷冻结晶,做硫酸钠副产品;第三,纳滤产水可以得到纯度较高的氯化钠溶液,有利于后续工艺的多样性选择。虽然目前考虑到投资和运行成本,有部分工程公司主推脱硫废水直接利用烟道余热蒸发等工艺,但是市场综合测试反馈下来,这样的系统并未能有效降低成本,而且存在一定的运行风险。固化单元,目前电厂应用最多的工艺应该是MVR、烟道蒸发。其中MVR工艺相对成熟,在零排放系统中普及较广,脱硫废水系统中MVR工艺包常规考虑最终得到氯化钠纯盐产品(工业盐一级标准)。烟道蒸发工艺中,通过长期的数据模拟、实际案例验证,其中烟道旁路蒸发工艺更具有优势,适合目前脱硫废水零排放系统,两者工艺说明如下:浓缩减量单元,主要含膜法和热法,可选择的工艺较多,。该工艺单元主要目的:将高盐废水浓缩减量,减少MVR或旁路烟道蒸发系统水量,提高运行经济性、稳定性。膜法浓缩工艺中,应用最多的是蝶管式反渗透(DTRO)、电渗析(ED)。其中DTRO工艺,膜片主要以美国、德国等进口为主,部分主体配件可进口、可国产,系统进水最经济TDS范围为40-60g/L;实际出水氯化钠浓度可浓缩至100-120g/L。但是DTRO运行压力较高,可达120Bar,单支膜通量有限,在设备占地和投资方面,会有些劣势。其中江苏利港电厂脱硫废水零排放系统中,DTRO工艺就存在一些运行问题,后来进行了工艺改造。电渗析(ED)工艺,配套的离子交换膜品牌可进口、可国产,有应用业绩的进口膜品牌主要有日本ASTOM、AGC(膜品牌介绍点这里)。国产膜品牌较多,但有应用业绩的主要为杭州某电渗析品牌。电渗析系统进水最经济的TDS范围为15-60g/L;实际出水氯化钠浓度可以做到150-200g/L。电渗析系统属于常压运行,对于预处理要求不高,且不存在氯离子腐蚀等材质问题。综合上述优势,尽管目前脱硫废水零排放系统中,运行2年以上的电渗析系统基本没有,但是这两年新增的脱硫废水零排放系统中,浓缩减量单元多数为电渗析工艺。各类电厂行业会议上,设计院、工程公司等推广的零排放工艺包中含ED浓缩减量工艺单元的非常多。热法工艺中,市场推广最多的是低温烟气余热蒸发、烟气余热闪蒸,且具有应用业绩。两者工艺均有效利用烟道余热,在水量较小的系统,具有非常大的经济性优势,脱硫废水经过简单预处理后,可以直接进入蒸发系统。但这类系统,一旦水量和水质出现大范围波动,则系统稳定性无法保证。燃煤电厂脱硫废水零排放工艺,投资成本、运行成本、运行稳定性、电厂的特性等因素,会综合影响一个工艺包的落地。目前国内电厂零排放市场非常火,应用案例非常多,但是达到设计预期,长时间运行的零排放案例偏少。下述案例仅供参考:从应用案例可以看出,脱硫废水零排放工艺从最开始的简单直接蒸,到目前分盐、浓缩减量、烟气余量利用、烟道蒸发等,其实在借鉴了其他领域零排放工艺基础上,又利用了电厂自身的资源,工艺包趋于多样化。基于组合工艺包的演变,工艺技术的成熟化应用,仅针对于脱硫废水零排放系统,吨水投资成本从最开始的500万降到了150万-300万。吨水运行成本从最开始的70-80元降到了20-45元。Part04 结束语尽管目前燃煤电厂脱硫废水零排放越来越普及,但各类电厂是否真正需要“零排放”,还需三思。在满足国家政策要求的情况下,电厂不仅要考虑到水,还应注意环境、资源等实际需求,同时电厂运营现状、能力等也非常重要。在考虑燃煤电厂废水零排放的方向上,综合目前市场情况而言,后续燃煤电厂会更多地考虑整厂废水零排放实施。在这种情况下,不管是旧电厂改造,还是新建电厂,配套的零排放工艺包中,纳滤分盐、膜浓缩减量、旁路烟道蒸发等工艺应用会越来越普及。

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2019.06.19

水力不均衡对污水厂工艺运行中的影响

         在污水处理厂中,最经常见到的就是大量的水体流动,这些水体流动过程中,会产生很多与流动水体相关的力学现场,这是污水厂内的水力学的研究范畴,具体来说水力学的水动力学的范围,从学科划分上是水动力学,但是污水厂中,高层次的技术人员较少,完全理解水动力学的人员较少,对一些实际产生的工况就很难理解,特别是造成了工艺影响未能引起足够的注意。   水动力学研究的是液体在运动状态下的力学规律及其应用,主要探讨管流、明渠流、堰流、孔口流、射流多孔介质渗流的流动规律,以及流速、流量、水深、压力、水工建筑物结构的计算,以解决给水排水、道路桥涵、农田排灌、水力发电、防洪除涝、河道整治及港口工程中的水力学问题。   为了使大家易于理解,本篇文章从最为常见的水力不平衡问题来讨论水动力学在污水厂的运营管理中的应用,希望能通过简单的介绍,使大家意识在污水厂的工艺管理水力学因素影响,也是个抛砖引玉的作用。   一般污水厂都不是一条处理线,为了工艺稳定运行保证,污水厂都建设有多条处理线路,最少也要两条处理线路,两条处理线路就有配水不均衡问题,配水不均衡造成了工艺运行上出现很多问题。先举一个比较极端的例子,某污水厂在建设期间,受到环保工期的制约,在施工后期,工程进度快速推进,很多工程进度都在很混乱的情况完成了。   两座二沉池从施工结束后,根据水量的增加情况,逐个投入运行,在单池运行,和双池负荷不满的运行工况下,并没有什么问题。但是处理水量逐步达到设计负荷的80~90之后,运行人员发现两座系统的运行总有差别,污泥浓度和溶解氧等不论怎么调整,两条系统就是很难调整均衡,特别是二沉池,其中一座二沉池总是不如另一座二沉池配水充足,水力负荷一直不均衡,导致单池运行负荷一个过大,一个过小,活性污泥沉淀时间不均衡,导致出水中悬浮物较高,出水水质不稳定。反复进行了各个环节的检查,包括二沉池进水的分配,剩余污泥的排放阀门控制,回流污泥虹吸阀门的调整,二沉池水位高低的检测是否存在地基沉降不均衡等等。但是都找不到彻底解决的原因,导致两条线路的工艺均衡调整非常困难。   直到一次进行二沉池排水检修底部的吸泥喇叭方管过程中,发现在二沉池中心配水的管井上开的四个配水口上,有施工过程中水泥支模的模板竟然还未完全拆除,导致配水口被堵掉半个。这被堵的半个出水口,造成这个二沉池配水管道的阻力较大,导致曝气池出水配水向阻力小的二沉池流动,导致阻力小的二沉池水力负荷大,出水水质受到影响,工艺调整困难。进行了模板拆除后,两座二沉池水力分配均衡,工艺调整很快实现了平衡,保证了出水水质的稳定,这就是水力平衡在工艺管理中的作用。   再来举一个复杂的例子:某污水厂共有三条工艺处理线路,分两期建设,在三条线路中,第1和第2条线路为一期建设,第三为二期建设。三条线路合用一根主进水管,在各个线路上设有配水阀门,配水阀门较大,一般调好后就不再调整。一二线路合用一个污泥回流泵房和剩余污泥排放泵房,三线路单独设置一个污泥回流泵房和剩余污泥泵。一二系统的污泥通过一台回流泵回流到各自的回流管路中,通过阀门调控后进入到各自的厌氧选择区,和各自的进水都从厌氧选择区底部进水,但是有共用互通部分,三系统单独系统。其中沉砂池出水总管距离二号系统最近,生化池到二沉池之间有相互连通的管路,在管路上有控制阀门,长期处于关闭状态。三系统与一二系统无联通阀门。这么详细的介绍工艺线路,其实还远远不能说明现场的复杂程度。   在运行中,由于城市发展变化,部分企业受到环境发展的需要,从城市搬迁出去,导致进水量低于往年,在进水量发生变化之后,发现二系统的污泥浓度总是很低,由于一二系统的污泥回流是合用一个污泥泵池,但是一系统的污泥浓度却比较高,特别是早晨的枯水期,二系统的二沉池液位下降也明显低于一,三系统的二沉池液位。另外就是二号系统的缺氧区内的推进器损坏,起吊需要停水进行,一直未能开展,导致缺氧区内有污泥堆积。   由于这个厂的进水中氨氮,总氮浓度较高,各个系统的污泥浓度的合理控制是保证各系统出水氨氮和总氮稳定的前提,由于污泥浓度的问题,二系统的出水中氨氮,总氮总是远远高于一、三系统。在冬季气温较低的情况下,二系统的低浓度就严重影响了出水水质的达标,有时甚至造成超标出水。为此运行人员查找了很多方面,也做了很多整改,但是收效都不明显。   后来经过整体的分析和查找,发现该厂自从处理水量下降后,日夜间进水量变化较大,污水提升泵的运行是通过变频器和液位连锁的控制方式,夜间水位较低的工况下,会出现水泵变频自动停止。但是由于回流系统在夜间为了保持各自生化系统的稳定,各自系统的回流泵不会停止运行,回流泵会不断地将二沉池的沉淀污泥回流到各自厌氧选择池内。在日间正常进水的情况下,各自系统进水,回流都沿着正常的管路流动,保持着各个系统的稳定。   但是到了夜间进水停了以后,进水管路没有进水后,回流泵开启,各自的系统主要依靠回流泵来保持水体流动。由于二系统的管路从设计路线上是直线系统,而缺氧区内堆积的活性污泥造成了二系统的厌氧选择区水位较高,在单独回流的情况下,就会出现二系统的回流量大,厌氧选择区液位高。此时会出现回流污泥通过空余的进水管路进入到液位较低一、三系统内,造成二系统的回流污泥大量流失到一三系统内,造成了二系统污泥浓度下降,二沉池液位下降等等情况。分析出原因后,对一二系统的回流管路进行了改造,一二系统的回流管路彻底分离开,各自通过回流泵进行回流,这样就完全避免了系统之间的干扰,使三个系统的工艺得到了有效的控制。   通过上述的两个例子,我们看到水力学因素在工艺管理中,特别是工艺异常情况下的水力学判断,也是很重要的。污水厂的内的运行管理人员应该认真研究自己厂内的复杂的地下管网部分,以便在各种运行工况下,能够依据复杂的地下管网的交叉互通的特性,来判断出工艺异常的原因。

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2019.06.18

化工废水处理现状、存在的问题及发展建议!

工业生产的三废排放造成了严重的环境污染问题。世界卫生组织(WHO)的资料表明,全世界大约有80%的疾病是由于饮水或卫生不良引起的,在我国80%的疾病、1/3的死亡均与饮水水质有关。尽管近年来污染物处理率和排放达标率保持增长势头,但工业废水的排放量仍然很大,环境形势依然严峻,总的污染趋势不容乐观。其中部分化工废水由于污染物浓度高、治理难度大,因而还有相当部分企业的废水未达到排放的标准,废水治理的任务仍很艰巨。1、当前形势下化工废水处理现状1.1 化工废水处理存在资源浪费一些化工企业在废水处理达标前提下,在尾水排放时没有排除副产品盐分,这就给环境水体带来的不小的压力,会让化工企业在运行废水处理装置时增加更多困难。主要原因是副产品中的碱和酸只能“各自为政”而不能资源互相利用,因此增加了治理环境的成本,让污染的治理难度提升。从顶层设计角度看,政府部门已逐渐出台相应的标准顺应时代发展。如上海市地方污染物排放标准《污水综合排放标准》(DB31/199-2018),该标准自2018年12月1日起实施。新标准中亮点之一就是增加了协商排放的规定。协商排放的目的是在保障水环境质量的前提下,减轻企业和污水处理厂的负担,达到双赢。现在工业园区内,很多污水处理厂污水处理工艺采取生化处理,主要依靠活性污泥微生物降解污染物,生物处理的运行需要碳源作为基本条件,比如低毒无害的生化需氧量比较高的废水,可以作为有机碳源补充到污水处理装置内。碳源好比是食物,污水处理厂在处理废水时必不可少。以前为了达到排放标准,企业对废水进行处理,而排出的废水碳源很少。对此类低毒无害的生化需氧量比较高的废水如果能够减少在企业内部的处理,直接排到污水处理厂,一方面企业减少了处理成本,另一方面对于污水处理厂来说,是很好的碳源补充。1.2 污水处理配套设施建设滞后总体来说,中国污水处理设施建设和运营能力较好,但污水管网等配套设施建设滞后。目前,污水管网建设存在40万公里的缺口,补足这一缺口需要1万亿资金28。部分工业园区因建设资金、征地拆迁和规划等原因,分期建设园区污水管网,短时间内难以满足所有入园企业的纳管需求,甚至有些企业已经投产,园区配套管网还未完成。以贵州为例,截至2017年7月底,该省有82个园区建成污水集中处理设施,但因配套管网不到位,有42个不能正常运行29;安徽省163个省级及以上工业园区中,15个园区管网建设滞后导致污水处理厂无法正常运行30;原环保部2017年9 月在湖北的”水十条”专项督导中发现,襄阳市谷城经济开发区由于污水管网没有铺成,导致已经建好的处理设施“晒太阳”达两年,另一个石花经济开发区也有类似的情况,导致园区企业自行处理污水后直排北河汇入汉江31。1.3 废水处理工艺路线不合理化工废水治理成本高、效果难保证、运行不稳定。一方面高浓度难降解有机废水应采用专业性和针对性较强的技术方法,例如较为复杂的水质成分、浓度较高的污染物和毒性大且可生化性差等使得一般的处理技术难以实现出水的效果。另一方面对于水处理行业,现普遍存在技术创新能力不足,缺乏原创性核心技术和成套设备。同时技术研发和工程应用脱节,新技术的工程示范力度不够,难以全面推广。许多化工企业处理废水的工艺路线并不科学,一方面由于设计时不够了解水质情况,特别是忽视了氨氮浓度,造成工艺设计缺失或是工艺设计过长的现象;另一方面则是由于企业内部多次进行技改而引发,众所周知,现在随着排污标准的不断提高,企业原有的处理工艺难以实现达标排放,迫使企业不断进行升级改造。而常用的工艺改造则是在原有工艺的基础上增加处理环节,往往造成化整体规划布局不合理,并且处理效果难以保证。1.4 环保设施的运行管理不到位化工企业的环保设施的运行管理有待进一步提高,主要表现为治污设施运转故障发生率较高。环保受重视程度不够是环境管理不到位的根本原因。与投资时因急于通过环保手续获得允许开工生产进而愿意在环保设备上投资相比,化工企业主在正常运转时,因看不到环保利润回报,相对忽视环保设备的运行,甚至有意识地削减相配套污水处理构筑物运行和维护管理费用。企业对环保的这种“重投入,轻运行”的运营模式,导致环保管理上小问题得不到重视,环保设备常常带伤运转。最终积重难返,以故障的形式爆发,增加企业的环保支出。缺乏科学的理论指导也是环境管理不到位的另一个原因。少数环境管理人员不注重提升自身专业技术水平,在环保设备运行中难以通过一些运行参数来判断运行状态,遇到已出现异常信号后处置欠妥当。如不理解活性污泥的“镜检”,不清楚污泥池出现大量泡沫现象,结果对处理设施运行状态的表征,出现异常浑然不知;不理解废水温度对微生物的影响,生化池温度过高或活性不足等现象。以上,也是环保设施运行故障率居高不下的重要原因。1.5 废水处理工艺存在难点绝大多数化工企业设计的工艺流程为:先利用物化工艺预处理后,再进行生化处理的工艺流程。在化工企业中,常见的预处理包括隔油池、混凝池、气浮池、三效蒸发器、铁碳微电解装置、Fenton塔、高级氧化等。化工废水主体往往也采用生化工艺,但较生活污水的生化工艺不同,化工废水应用生化工艺常表现为池单体数量多、停留时间长。工艺往往为多个生化池的串联,而且生化工艺部分的水力停留时间平均停留时间在40h以上。为了确保达标排放,生化处理后往往还设有混凝装置、砂滤罐、脱氮装置等。在化工园区内,约有50%的企业排污量在200-1000t/d,高者可达1000t/d。化工企业不仅废水排放量大,污染物浓度也普遍较高。多数化工企业处理前废水COD质量浓度在4000-8000mg/l,进水COD浓度高给污染治理带来很大难度。园区各企业污水的集中会加大处理难度。如制药行业,企业排污标准较低,达到COD500mg/L以下即可,但是这类污水集中到园区污水处理厂时,要降到COD100mg/L的排出标准,则很难用生化或其他手段达到,必须用强氧化的方法,处理成本很高。另外,不同行业的污水在集中到污水处理厂后,也可能相互发生化学反应,产生高难处理的化学成分,加大排污成本。当处理成本高于企业支付的污水处理费时,污水处理厂只能超标排放,从而对环境产生不利影响。2、化工废水污染防治对策及建议2.1 发挥园区优势,加强园区污水处理基础设施建设现阶段我国95% 以上的省级及以上工业园区已修建污水集中处理设施,同时仍需继续加大对众多省级以下的工业园区污水处理基础设施企业的财政支持。可将企业所得税优惠政策适用范围扩大到工业园区污水处理设施项目;针对从事工业园区环境污染治理设施运营服务的企业,可参照高新技术企业的税收优惠政策,给予15% 的企业所得税优惠税率。通过设定一定条件,使符合条件的第三方企业可以直接申报享受税收优惠政策,减轻水处理企业的负担。化工园区建设的本意就是促进化工生产的集约化和可持续发展,在合理的政策和管理条件下,它同样可以成为促进环保达标甚至环境资源共享的平台。目前我国园区建设上普遍规划不够合理,园区的公共服务功能也有待进一步强化,园区可以在特征污染物的检测、环保宣传、环保技术指导和推广等方面发挥园区行业集中的自身优势;使同行业的污染治理方法手段相互影响显著。可以通过树立典型等方法来引导同行业企业相互交流学习,改进污染治理水平,促进清洁生产手段的推广,进而提高整个园区的污染治理水平。2.2 建立“以废治废”的平台,落实循环经济必要的治污成本对污染治理至关重要,但治污成本过高也未必和治污效果成正比关系,反而不利于企业的发展。目前园区还可以进一步发挥园区合作的优势,在园区建立“以废治废”的平台。化工行业的某些副产品,如酸、碱、强氧化剂等本身就是环保设施运行的调剂之一,某些企业的副产品葡萄糖、尿素等可作为微生物运行的营养之一,改善其他企业废水生化性能。在合适的科学的政策调控下实现产品、副产物、“三费”的相互调配预回收利用,将为企业减轻治理成本,提高治理的效率。部分企业步入误区,完全依赖增加环保投入来确保达标排放,而环保资金压力是其绕不过去的痛。事实上,清洁生产的实施可以实现不需要增加投入,而改善污染状况。与末端治理相比,清洁生产则强调通过提高资源利用率来减少污染的排放。如部分企业利用厂内废蒸汽改善废水处理温度环境、提高生化降解速率等。但这远远不够,无论是企业内部还是园区之间,还存在较大的节能减排上升空间。事实上,在基本环保设施满足的前提下,通过园区内资源调节及企业内工艺调整、资源利用等手段,完全可能实现通过以废治废,进而降低环保成本。2.3 着眼整体规划,完善工业园区污水排放标准体系目前我国在积极完善水污染物排放标准体系,但行业标准和地方标准修订滞后。2018 年12 月19 日发布的《国家水污染物排放标准制订技术导则》(以下简称“导则”)为水污染物排放标准的制定和修订提供了有力的技术指导。“导则”中明确工业园区中的企业将污水排放到污水处理厂中时,在一定条件下可与污水处理厂协商制定间接排放标准。行业标准应尽快依据“导则”进行修订,明确哪些污染物的间接排放标准可基于下游污水处理厂的处理能力协商制定。可协商制定间接排放标准污染物选择应考虑该污染物能被下游污水处理设施有效去除,并且对排水管网和下游污染物集中处理设施没有安全风险或者干扰。比如2019 年1 月征求意见的《石油化学工业污染物排放标准》修改单明确了悬浮物、化学需氧量、五日生化需氧量等8 项指标可由企业和污水处理厂协商间接排放标准。协商确定的企业排放限值,应报当地环境保护主管部门备案。间接排放控制要求可直接转化为排污许可证中的规定,为排污许可制度实施提供基础。2.4 培养环保科技人才,推动科技成果应用化工废水治理的自身难度造成常规处理工艺难以保证理想效果。但除了资金压力外,出于对新技术运行规律的不熟悉、处理效果不确定,无论是环保设计单位还是化工企业一般均不敢轻易涉足新型环保技术。而事实上,科技创新才是出路。加大科技创新力度,推动环保科技成果的应用,是解决环境问题极为重要的途径,对处理难降解的化工废水尤具意义。而环保专业技术人才是鉴别和利用好环保设备的重要保证。因此提高环保认识,积极地促进科技成果转化,培养环保科技人才,是化工企业解决化工废水难以达标的必由之路。在处理化工工业废水中,市场上存在一些目前应用相对不普遍的技术,比如膜技术处理法、电催化氧化法、臭氧氧化法、磁分离技术、铁碳微电解、过滤法处理技术等。1、膜技术在化工工业废水处理工艺中运用膜技术处理法,主要是膜技术在处理废水的过程当中,无需加入其他药剂,就可以使水中的污染物质能够分离,而且还能把水中含有的原料进行有利的回收。膜技术包括反渗透以及超滤技术。反渗透法,顾名思义就是在能够承受的高压强度下,能够防止水中的杂质离子透过但是能够让水分子透过的一种薄膜,从而从含有盐分的水中将纯水分离出来。在现实的化工废水处理中,主要是应用的半透膜的薄膜来实现反渗透技术,主要有芳香族聚酰胺纤维素膜、醋酸纤维素膜等。醋酸纤维素膜在成型后呈现半透明的状态,颜色为乳白色,整个膜有韧性,是一种无定型链状的高分子化合物。在膜的内部是多孔层,有着较大的空隙和疏松的结构,膜的表面有着较小的空隙和紧密的结构,因此多孔层和表皮层的特征是截然相反的,在其中间还有一层过渡层作为连接,各个层与层之间紧密相连。醋酸纤维素膜之所以具有反渗透的作用,主要是由于它的吸附能力是带有选择性的,它可以让纯水通过而将其中的盐微粒留下。在水透过薄膜之后,一些微生物、悬浮物、溶解度小的盐分会在膜的表面产生薄垢,这个将严重影响膜的功能,透水性将受到一定的影响,因此必须采用一些技术处理掉薄垢,增强反渗透膜的使用寿命。除了反渗透技术,还有超滤技术目前常应用于化工废水处理中,比如超滤技术能够将化工工业废水中的聚乙烯醇浆料进行回收。然而在化工工业废水中采用膜技术法也有不利的地方,主要是由于膜使用技术要求的造价会很高,在使用的过程中的时间较短,很容易遭到污染。较高的使用成本,限制了膜技术在废水处理行业的广泛使用。2、隔油技术隔油技术主要是针对的不溶于水的有机污染物,因此在化工废水处理过程中,运用隔油技术是非常必要的,由于这些污染物能够通过生物膜和活性污泥颗粒使好氧生物缺氧,会极大的影响生物处理的效果,所以在生化处理工艺前采取隔油措施必不可少。可以运用隔油池处理这些油状有机物,同时还能够去除沉淀物质,效果颇为明显。通过隔油技术,能够作为其他技术的有效补充,大程度的将所有应当处理掉的废水达到标准范围内。3、混凝技术在化工废水处理中,混凝技术通常是和沉淀法、气浮法一起使用的,也可以称之为混凝沉淀工艺或者混凝气浮工艺。单一的混凝法指的是通过化学或物理方法在废水中加入物质,让废水中的悬浮物在不易过滤和沉降时能够凝结成一体,从而变大较大颗粒后可以有效的进行分离。在实践过程中,单一混凝剂使用较少,主要是其效果较复合混凝剂而言较差。采用混凝技术来处理化工企业的工业废水,特别是针对混合化工废水的处理是非常有效的,能够根据不同水质情况来选择适用的脱色剂,脱色效果好,处理能力强。因此,混凝技术在化工企业处理废水时效果非常好,也得到了普遍的应用。4、内电解技术内电解技术包含铁铜法、铁碳法等工艺技术,又称为微电解。这种内电解技术是新兴的化工企业废水处理技术,最近几年广泛的应用到了我国的化工企业中,且产生了意想不到的废水处理效果。它的可生化性较好,可以有效的除去去除COD?Cr,且脱色效果较佳。其工作原理主要为电化学作用,铁刨花由纯铁和FeC构成,在含有酸性电解质的水溶液中,铁屑和炭粒或铜屑之间形成无数个微小原电池发生电化学反应生成Fe2+和[H],铁和新生的Fe2+的还原作用,铁离子的混凝作用,即通过凝集、电中和、网捕和架桥等作用使水中比较细小的颗粒凝集成粒径比较大的颗粒,并吸附凝聚废水中原有的悬浮物和微电解反应产生的不溶物。

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2019.06.12

长江水质污染堪忧 水质检测仪器前来助力

     长江发源于“世界屋脊”——青藏高原的唐古拉山脉各拉丹冬峰西南侧,是中华民族的母亲河,是我国主要的饮用水水源之一。   但随着我国人口的快速增长以及社会工业的快速发展,长江的水质受到了不同程度的污染。据悉,长江两岸的取水口有500多个,部分取水口因水质污染已延伸至江心,长江流域年污水排放总量多达250多亿吨,占全国40%以上。近年来,国家在长江的污染治理上虽然进行了大量投入,但长江水污染形势仍然比较严峻。目前长江干流60%的水体,均已受到不同程度的污染。   长江水质进一步恶化,严重威胁到沿江两岸人民的饮水安全。饮水安全对沿江城市都是一个非常严峻的考验。有关专家对长江水体进行分析,发现污染来源主要集中几个方面。   首先是工业废水与生活污水的污染。工矿企业废水和城镇生活污水是长江流域的主要污染源之一。随着经济的发展以及用水量的增大,排入江河的废污水量不断增加,据水利部门调查资料显示,长江流域现状废污水年排放量达256亿吨,已超过80年代废污水量一倍以上,这些废污水80%以上未径处理直接排入水体,是水体的主要污染源。   其次是农业面源污染严重。农业面源污染是长江流域的另一个主要污染来源,主要包括:化肥、农药污染、畜禽养殖业污染、农业固体废弃物、农村生活污水和山林地区径流污染等。据有关专家估计,目前长江流域农业面源污染物的总量,与工业、城市生活等点源排放的污染物总量基本上已是“三分天下有其一”。   还有航运量激增带来大量船舶污染。长江是横贯我国东西的水上运输大动脉,航运业十分发达,常年在水上运营的船舶有21万多艘,这些船舶每年向长江排放的含油废水和生活污水达3.6亿吨,排放生活垃圾7.5万吨。另外,因海损事故造成的油品、化学品污染事件也时有发生,对长江水环境构成了极大威胁。   长江的水环境质量是长江经济带发展的重要因素,开展长江水环境保护,修复长江生态,加快建立健全长江流域综合监测预警体系,已成为推进长江水体保护的迫切需要。   随着科学技术的发展,水质在线自动监测仪等技术也在不断提高。我国对水体环境的重视,驱动了水质监测仪器的市场需求不断扩大,我国水质监测市场也呈现了前所未有的高速发展趋势。去年,在政策红利影响下,水质监测行业细分领域在稳定发展中迎来了发展的高潮。据不完全统计,2018年我国水质监测仪器市场规模为60亿元左右,市场全年增速在10%以上。有相关专家预测,到2020年,我国水质监测市场容量有望超过95亿元,未来我国水质监测市场容量的增速将在20%以上,各种专业化水质监测仪器和自动化水质监测仪器的应用将得到加速推广。   水质监测技术也由原来的间断性监测发展为现在的激动连续监测,监测手段更是利用了卫星遥感监测等多种技术,实现高效、准确监测。利用水质监测仪器进行水质结果评估,并且及时向地方政府通报水环境质量状况,及时发布预警信息,对推动地方政府落实水污染防治责任,改善水环境质量具有重要意义。   尽管我国水质监测设备产业正在快速发展,但仍面临诸多挑战,总的来说,当前水质监测设备发展正经历从数量扩张向高质量发展的攻坚阶段。因此,在水质监测行业不断呈现新的发展趋势下,相关环境监测企业也应当不断加强水质监测技术和产品的科研开发能力,不断提高工业和装备水平。在售后服务与运维、品牌差异化建设等更关键环节加大投入,才能有利于企业的持续成长,才能在不断增速的水质监测市场占据更多份额。   “保护长江,人人有责”这不仅仅是一句口号,绿水青山需要我们每个人的共同努力。企业减少污染排放,个人垃圾积极分类,长江水质实时监测,并且也希望我国的水质监测技术能有更多的新突破,全方位的守护我国的大江大河!

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2019.06.04

一体化污水处理设备材质主要分为哪几种

综合污水处理设备的应用越来越广泛,各种污水处理设备已根据客户的市场需求定制。目前,市场上的综合污水处理设备主要分为三种材料:玻璃纤维、碳钢、不锈钢。下面详细阐述了几种综合污水处理设备材料的优缺点。玻璃纤维材料综合污水处理设备1。玻璃钢一体化污水处理设备:1、采用玻璃纤维材料的综合污水处理设备的优点轻质高强玻璃钢的相对密度在1.5~2.0之间,仅为碳钢的1~4~1~5,但抗拉强度接近甚至高于碳钢,其比强度可与先进合金钢相媲美。因此,它在航空、火箭、航天器、高压容器和其他需要减轻重量的产品方面取得了显著成果。部分环氧玻璃钢的拉伸、弯曲、压缩强度可达400 MPa以上。耐腐蚀玻璃钢是一种良好的耐腐蚀材料,具有良好的耐大气、耐水、耐酸碱、耐盐、耐多种油类和溶剂等多种性能。已应用于化学防腐的各个方面,正在替代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。电性能好它是用于制造绝缘体的优异绝缘材料。良好的介电特性仍然在高频下受到保护。它具有良好的微波渗透性,并已广泛用于天线罩。热性能良好玻璃钢导热系数低,室温下为1.25-1.67 kJ/(m.h.k),只有1/100-1/1000的金属。这是一种很好的绝缘材料。它是一种理想的材料,用于瞬时超高温下的热保护和抗烧蚀。它可以保护航天器在2000摄氏度以上的温度下免受高速气流的侵蚀。可设计性好(一)可以根据需要灵活设计各种结构产品以满足使用要求,使产品具有良好的完整性。(2)可以充分选择满足产品性能的材料,如耐腐蚀、瞬时耐高温、某一方向强度高、介电性能好等。工艺性优良主要结果如下:(1)可根据产品的形状、技术要求、用途和数量灵活选择成型工艺。(2)工艺简单,可一次成型,经济效果突出,特别适用于形状复杂,成型少的产品,工艺优势更加突出。2。在综合污水处理设备中使用玻璃钢的缺点:弹性模量低玻璃纤维的弹性模量是木材的两倍,但比钢小10倍(e=2.1×105),因此在产品结构上常常感觉不那么坚硬,容易变形。它可以制成薄壳结构、夹层结构,也可以用高模纤维或钢筋等材料制成。长期耐温性差普通玻璃钢不能在高温下长期使用,一般聚酯玻璃钢的强度在50℃以上明显下降,一般在10 0℃以下,普通环氧玻璃钢的强度在60℃以上明显下降。但可以选择耐高温树脂,使其长期工作温度在2 0 0℃~30 0℃之间。老化现象老化是塑料的常见缺陷。 FRP也不例外。在紫外线,沙,雨,雪,化学介质和机械应力的影响下容易导致性能下降。低层间剪切强度由树脂承担,因此非常低。通过选择工艺和使用偶联剂,可以提高涂层间的结合强度。最重要的是在产品设计中避免层间剪切。碳钢综合污水处理设备:1。碳钢一体化污水处理设备的优点价格低、容易冶炼碳钢一体化污水处理设备强度高,可满足各种使用场所加工简单,周期短加工工艺性好加工周期短性能改进(C%,热处理)2、碳钢综合污水处理设备缺陷其耐蚀性较差,有必要对其进行重防腐处理。不锈钢综合污水处理设备:1.不锈钢一体化污水处理设备的优点耐腐蚀耐高温耐一般的耐酸性介质耐热性能好耐高温氧化(耐热、无剥落)不锈钢综合污水处理设备2。不锈钢综合污水处理设备的缺陷主要原因是成本高,价格昂贵;此外,不锈钢不耐碱性介质腐蚀。

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2019.05.31

电镀废水稳定达标排放的影响因素及对策

梳理了电镀废水易超标排放的污染物,分析了影响金属类污染物和非金属类污染物稳定达标排放的因素,以及技术和管理方面目前存在的问题,提出了相应的对策和建议。电镀生产过程中需要使用大量的水来清洗镀件,因此会产生大量的废水。电镀废水治理是电镀企业环保工作的重要环节。2008 年环保部发布的《电镀污染物排放标准》(GB 21900–2008)规定了20个废水污染物指标(包括要求在车间或生产设施废水排放口监测的总铬、六价铬、总镍、总镉、总银、总铅、总汞等7 个指标和在总排口监测的总铜、总锌、总铁、总铝、pH、悬浮物、化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、石油类、氟化物、总氰化合物等13 个指标)的排放限值要求。2017年1月1日起施行的《最gao人民法院、最gao人民检察院关于办理环境污染刑事案件适用法律若干问题的解释》(法释[2016]29号)进一步加大了对破坏生态环境行为的司法打击力度,规定“排放、倾倒、处置含铅、汞、镉、铬、砷、铊、锑的污染物,超过国家或者地方污染物排放标准三倍以上”、“排放、倾倒、处置含镍、铜、锌、银、钒、锰、钴的污染物,超过国家或者地方污染物排放标准十倍以上的” 、“二年内曾因违反国家规定,排放、倾倒、处置有放射性的废物、含传染病病原体的废物、有毒物质受过两次以上行政处罚,又实施前列行为的”等情形应当认定为“严重污染环境”。这些情形与电镀企业生产排污息息相关,电镀企业的污染物排放达标与否显得尤为重要。笔者近年来走访了大量电镀企业、园区以及环境管理部门,较为深入地了解该行业污染物排放的达标情况。本文通过分析电镀企业易超标排放的污染物因子,探讨影响稳定达标排放的因素,提出相应的对策和建议,以期为电镀企业达标排放和环境管理提供参考。1 电镀废水易超标排放的污染物通过与电镀企业、地方环保部门交流以及文献调研,电镀企业易超标的污染物主要是总镍、总铜、总锌、总铬、化学需氧量、氨氮、总磷、总氰化物等指标。1.1 典型市县电镀企业监测超标的情况根据在我国东部某县调研获得的当地电镀企业废水达标排放情况进行分析(见表1),电镀企业的超标因子主要集中在总铜、总锌、总铬和总镍。1.2 超标排放处罚案例近几年电镀企业超标排放的相关事件中涉及的超标因子包括氨氮、化学需氧量、总锌、总铜等指标(见表2),这些事件均属于有污染治理设施企业出现超标的情形,并非废水直排或仅简单处理的非法电镀企业排放事件。2 影响污染物稳定达标排放的主要因素电镀生产易超标的污染物按理化性质可分为金属和非金属两大类,总铜、总锌、总铬和总镍属于金属类污染物指标,化学需氧量、氨氮、总磷、总氰化物等属于非金属类污染物指标,同一大类的污染物由于理化性质相近,导致超标的原因相似。另外,各类污染物的达标稳定性除与其本身特性有关之外,还受一些外部因素(如技术因素和管理因素)的影响。2.1 影响金属类污染物稳定达标的因素电镀生产使用的原辅料较多,除使用镀种对应的金属盐外,还使用了大量无机和有机材料,其中包括无机配位剂与有机配位剂,常见的无机配位剂有氰根、焦磷酸根、多磷酸根、氨等,有机配位剂主要包括有机酸、有机膦和胺三类,这些配位剂会与金属离子形成溶解态的配合物。含溶解态配合物的电镀废水仅用普通化学沉淀法处理的效果有限,需先采用氧化、酸化水解等方法去除配位剂,使得金属离子游离在溶液中后,再添加化学沉淀剂进行沉淀。有的电镀企业或园区目前仍采用单一的化学沉淀法来处理电镀废水,无去除配位剂的破络环节,或是有破络环节但破络不彻底,这些因素均会造成镍、铜、锌等金属离子存在于溶解态的配合物中,难以通过化学法沉淀去除,从而导致出水超标。另外,氢氧化锌、氢氧化铬(III)等属于两性氢氧化物[2],若pH 调节不当(过高或过低),均会造成沉淀不完全,影响去除效果。2.2 影响非金属类污染物稳定达标的因素电镀前处理、电镀过程、电镀后处理等环节均会产生有机污染物,废水中这些有机污染物的含量通常反映为化学需氧量。电镀废水中的有机污染物种类多,不少都是难降解的,可生化性差,常规单一的AO(厌氧/好氧)法、A2O(厌氧/缺氧/好氧)等方法的处理效果有限。同时,电镀废水中存在的还原性无机化合物[4]会产生“假性化学需氧量”,导致化学需氧量升高。电镀生产辅料中使用硝酸较多,因此电镀废水中的硝酸盐含量一般较高。高含量硝酸盐的存在会抑制好氧池内氨氮的硝化反应,若有机碳源不充足,微生物更无法进行硝化反应,导致氨氮的去除效果较差。此外,电镀废水处理常常采用聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂,但PAM 在絮凝过程中会释放出部分无机铵盐,也会导致电镀废水中氨氮升高。废水中的氰根易与金属离子形成配合态的氰化物,若破络不彻底,氰化物易超标。电镀辅料中会使用次磷酸钠,次磷酸盐难以直接通过常规化学沉淀法去除,需要被氧化为正磷酸盐后才易于化学沉淀。电镀企业往往未设置氧化含磷废水的处理环节,次磷酸盐未被有效去除,故出水总磷易超标。另外值得注意的是,目前无论是环境监管部门还是企业主,都认为电镀生产的特征污染物是重金属污染物,侧重于治理电镀废水中的重金属污染物,放松了对非金属类污染物的控制,在废水监测方面往往存在选择性,企业自测和环保部门监督性监测多以监测重金属污染物为主,非金属污染物的监测频次远低于金属污染物。自我管理和外部监管的放松影响了非金属类污染物的达标稳定性。2.3 影响达标稳定性的外部因素2.3.1 技术因素2.3.1.1 生产工艺的“清洁”状况近年来国家和相关省份大力推进电镀清洁生产工艺技术改造,企业原辅材料的“绿色”程度、工艺技术的清洁化程度、废水资源化回收利用的开展情况等,都成为了决定电镀废水排放能否达标以及影响达标稳定性的重要因素。手工生产线的槽液带出量多,槽液存在跑、冒、滴、漏现象(尤其是在老旧企业中),有价金属在线回收未做到位等情况,均影响废水达标稳定性。2.3.1.2 治污环节的自动化控制水平自动化控制水平越高,达标稳定性越有保障。部分企业的生产过程中,药剂的投加由操作人员根据经验来确定,并且是手工或半自动操作,有一定的盲目性和滞后性,难以将治理效果与工艺调控联动起来。2.3.1.3 污染治理工艺的针对性电镀废水种类繁多,可分成不同类的废水分别收集,分别处理。废水处理方法有物理法、化学法和生物法,每种方法又分别有多种处理技术。废水水质不同,处理技术可能不同。很多企业在选取治理技术时针对性不强,因此难以保证出水达标。2.3.2 管理因素2.3.2.1 管理制度的完善程度污染治理设施的良好运行离不开健全和完善的管理制度。设备管理、工艺管理、水质分析、人员培训考核等是运行管理制度的组成内容,都不能忽视。2.3.2.2 运营人员的专业程度电镀企业废水处理的专业性较强,需配备专业的技术人员、专业的设备操作管理人员和专业的水质分析检测人员。但事实上部分电镀企业的运营人员的专业技能水平较低,难以确保废水污染治理设施的正常有效运转。甚至有些运营人员缺乏最基本的环保意识和环保知识,易出现将应作为危废外运处置的废槽液排放到电镀废水处理设施中的违规操作。2.3.2.3 监测的到位程度环境监测是判断达标有效性和修正达标情况的重要依据。很多企业的监测主要依靠地方各级环境监测站的外部监测,开展自行监测的企业数量不多且监测指标不全,企业在不知处理情况和效果的情况下进行生产,很难保证废水排放的稳定达标。3 实现稳定达标排放的对策建议3.1 加强废水治理精细化设计和管理有条件的电镀企业或园区应对废水实行分流收集、分质处理。一般来说,可分为以下类型进行收集:(1)需进行预处理而不能与其他废水混合的废水,包括含氰废水、含铬废水;(2)有回收利用价值的废水,如含镍废水、含金废水、含银废水;(3)前处理废水;(4)混排废水,或者叫综合废水;(5)清洗水。分流收集后,针对不同废水的水质特点和执行的排放标准,选取合适的工艺技术,《电镀废水治理工程技术规范》(HJ 2002–2010)、《电镀污染防治可行技术指南(试行)》(HJ-BAT-11)、《电镀废水治理设计规范》(GB 50136–2011)等规范指南可供参考。另外,要规范车间排水。对于含电镀车间的企业,非电镀车间的废水不得混入电镀废水处理系统。3.2 淘汰落后工艺和设备根据《产业结构调整指导目录》(2011 年本,2013 年修正)[8]和《电镀行业规范条件》,应淘汰的落后工艺、装备和产品包括:含氰沉锌,氰化电镀工艺(氰化金钾电镀金及氰化亚金钾镀金,银、铜基合金及预镀铜打底工艺暂缓淘汰),镀层在铬酸酐质量浓度为150 g/L 以上的钝化液中钝化的工艺,在生产过程产生和排放含有汞元素的蒸气或废水的工艺或产品,加工过程中使用和排放废水中含有镉元素的用于民品生产的工艺和产品(船舶及弹性零件除外),加工过程中使用和排放废水中含有铅元素的用于电子和微电子电镀生产的工艺和产品(国家特殊项目除外),仅有一个且无喷淋、镀液回收等措施的普通清洗槽,砖砼结构槽体。3.3 实施清洁生产改造依法实施强制性清洁生产审核,促进中高费方案的落实,逐步提高清洁生产水平,参照《电镀行业清洁生产评价指标体系》[10],达到清洁生产I 级(国际清洁生产水平)或II 级(国内清洁生产先进水平)。提高机械化、自动化程度,品种单一、连续性生产的电镀企业的自动生产线、半自动生产线应达到70%以上。安装用水计量装置,将水洗槽改为二级或三级逆流清洗槽,配备喷淋或喷雾水洗等节水装置,安装槽边水回收装置。推广采用低铬、三价铬钝化等有毒原辅料替代工艺。3.4 提升环境管理水平健全企业环保制度,配备有相应专业技能的环保技术人员,并加强业务培训与交流。对照执行的排放标准,定期开展全指标监测,加强企业自身达标排放的控制。采用集中式污水处理的电镀园区应加强对上游来水水质的控制,保证上游来水的水质在园区集中污水设施的可接受范围内。另外,可通过成立业主委员会、出台园区管理办法等方式来规范园区的管理,采用加强监管、处罚等措施来提高企业的管理水平,杜绝混排、偷排、超排等行为。

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2019.05.28

最强总结!水处理药剂核心内容汇总

环保水处理领域的人都知道,水处理剂究竟有多重要,生物处理环节达不到的指标,我们都可以用它来办到。水处理剂简直可以称作是污水处理工程师的“命根子”。关于水处理药剂的内容实在太多,今天来系统性总结一下关于水处理药剂的主要内容。一、水处理剂的应用领域它的应用领域涉及工业用水、市政/饮用水处理、污水废水处理以及海水淡化。在工业用水领域中,主要是应用于工业循环水处理和工业锅炉水处理。工业循环水处理使用的药剂主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、清洗剂、预膜剂等。工业锅炉水处理的常用方法有锅外水处理和锅内水处理,使用的药剂主要有:缓蚀阻垢剂、除氧剂、给水降碱剂、离子交换剂、再生剂、软化剂、碱度调节剂、清垢剂等。市政/饮用水处理涉及到的水处理药剂一般有:杀菌灭藻剂、絮凝剂、缓蚀剂等。污水处理涉及到的水处理药剂一般有絮凝剂、污泥脱水剂、消泡剂、螯合剂、脱色剂等。海水淡化的主流技术包括蒸馏法和膜法。膜在运用中很容易被堵塞,所以需要在水中添加阻垢缓释剂、清洁剂、絮凝剂、阻垢分散剂等药剂。而蒸馏法容易产生锅垢从而降低蒸发效率,可以向原水中加入聚磷酸盐、有机磷酸,膦基聚羧酸等进行水质软化,对钙,镁离子以及其他金属离子螯合作用使其不易沉淀,阻止水垢的形成。二、水处理药剂的种类水处理剂包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、涣散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及离子交流树脂等。1、关于絮凝剂关于絮凝剂展开来讲又是长篇大论,说多了不容易记住,所以总结3点,一点是絮凝剂在污水处理领域中主要是用来强化固液分离的。第二点是可以使用投加助凝剂的方法来加强絮凝效果。第三点就是絮凝剂是价格低而又高效的除磷方法。2、关于助凝剂总结2点,一点是助凝剂的作用是调节或改善混凝条件;第二点是它可以加大矾花粒度、密度和结实性。3、缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢剂顾名思义就是缓解锅炉等循环用水设备结垢、腐蚀的一种水处理药剂。该药剂由碱性物质和有机复配而成,加入了缓蚀剂,防止受热面被腐蚀。药剂中的碱性物质,在锅炉内通过化学反应,与水中的钙、镁盐类物质发生反应生成水渣,沉淀后通过排污功能排出锅炉外,降低水中钙、镁离子浓度,使锅炉内不生成水垢。4、清洗剂清洗剂是一种能溶解渗透液的挥发性溶剂,用于去除被检工件表面上多余的渗透液。有些清洗剂特别设计专用于清除金属氢氧化物、碳酸钙和其他类似的附着在聚酰胺、聚砜和薄膜组分膜表面的垢。在清洗剂使用前要检查清洗罐,管路和保安过滤器以及安装新的滤芯。5、杀菌剂杀菌剂主要是消灭细菌、微生物等有害细菌的一种药剂。在国际上,通常是作为防治各类病原微生物的药剂总称。常见技术:1)杀菌、消毒:水的消毒方法可分为化学和物理的两种。物理消毒方法有加热法、紫外线法、超声波等法;化学方法有加氯法、臭氧法、重金属离子法以及其他氧化剂法等。2)磁化:利用磁场效应对于水的处理作用,称为水的磁化处理。3)精密过滤技术: 用特殊材料制成的微孔滤芯、滤膜,利用其均一孔径,来截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤芯、滤膜而被去除截留。精密过滤能够过滤微米级(μm)或纳米级(nm)的微粒和细菌。在水的深度处理中应用也十分广泛。4)超过滤技术: 超过滤是一种薄膜分离技术。就是在一定压力下(压力为0.07-0.7Mpa,高不超过1.05Mpa),水在膜面上流动,水与溶解盐在和其他电解质是微小的颗粒,能够渗透超滤膜,而分子量大的颗粒和胶体物质就被超滤膜所阻挡,从而使水中的部分微粒得到分离的技术。超滤膜的孔径是由一定分子量的物质进行截留试验测定的,并以分子量的数值来表示的。5)臭氧:是一种在常温下呈蓝色、有特殊的鱼腥味的气体,分子式为O3。臭氧具有极强的氧化性。臭氧可是细菌、真菌等菌体的蛋白质氧化、变性,使电解质失去作用,可杀灭细菌繁殖体和芽胞、病毒、真菌等,并可破坏肉毒杆菌菌毒素,可以清除和杀灭空气中、水中、食物中的有毒物质和细菌,可除异味,广泛应用于食品生产的消毒、灭菌等工序中。臭氧在消毒、灭菌过程中仅产生无毒的氧化物,多余的臭氧最终还原为氧,在被消毒物品上不存在残留物,可直接用于食品的消毒灭菌。6)离子交换: 所谓离子交换,就是水中的离子和离子交换树脂上的离子,所进行的等电荷反应。用H+型阳离子交换树脂HR和水中Na+交换反应过程为例:HR+Na+=Na++H+。从上式可知:在离子交换反应中,水中的阳离子(如Na)被转移到树脂上去了,而离子交换树脂上的一个可交换的H转入水中。Na从水中转移到树脂上的过程是离子的置换过程。而树脂上的H交换到水中的过程称游离过程。因此,由于游离和置换过程的结果,使得Na和H互换位置,这一变化,就称为离子交换。7)紫外线:汞灯在点燃时,能够放射出波长为1400nm-4900nm的紫外线(1nm=10-10m),这种光线能穿透细菌的细胞壁,杀死微生物,达到消毒杀菌目的。紫外线波长在2600nm左右效果为好。紫外线消毒主要应用于处理量小的饮用水方面。它的特点是:杀生能力强,接触时间短;设备简单,操作管理方便,处理后的水无色、无味、无中毒的危害;不会增加像氯气杀毒时出现的氯离子。8)吸附净水技术: 主要指活性炭等具有吸附能力的物质吸附技术。这里只就活性炭的一些特点,做简要介绍:活性炭广泛应用于生活饮用水及食品工业、化工、电力等工业用水的净化、脱氢、除油和去臭等。通常,能够去除63%-86%胶体物质;50%左右的铁;以及47%-60%的有机物质。三、常见水处理药剂1、聚合氯化铝聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂,由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。特点:1)絮凝体成型快,活性好,过滤性好。2)不需加碱性助剂,如遇潮解,其效果不变。3)适应PH值宽,适应性强,用途广泛。4)处理过的水中盐份少。5)能除去重金属及放射性物质对水的污染。6)有效成份高,便于储存,运输。作用:1)水中胶体物质的强烈电中和作用。2)水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。3)对溶解性物质的选择性吸附作用。用途:1)城市给排水净化:河流水、水库水、地下水。2)工业给水净化。3)城市污水处理。4)工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的回收。5)各种工业废水处理:印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水f、污水处理。6)造纸施胶7)糖液精制8)铸造成型9)布匹防皱10)催化剂载体11)医药精制12)水泥速凝13)化妆品原料2、聚合硫酸铁聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体,极易溶于水,10%(重量)的水溶液为红棕色透明溶液,吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点:1)新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂;2)混凝性能优良,矾花密实,沉降速度快;3)净水效果优良,水质好,不含铝、氯及重金属离子等有害物质,亦无铁离子的水相转移,无毒,无害,安全可靠;4)除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著;5)适应水体PH值范围宽为4-11,合适PH值范围为6-9,净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小,对处理设备腐蚀性小;6)对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著,对高浊度原水净化效果尤佳;7)投药量少,成本低廉,处理费用可节省20%-50%。3、聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的磨擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。阳离子聚丙烯酰胺使用注意事项:1)絮团的大小:絮团太小会影响排水的速度,絮团太大会使絮团约束较多水而降低泥饼干度。经过选择聚丙烯酰胺的分子量能够调整絮团的大小。2)污泥特性:一点理解污泥的来源,特性以及成分,所占比重。依据性质的不同,污泥可分为有机和无机污泥两种。阳离子聚丙烯酰胺用于处置有机污泥,相对的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用于无机污泥,碱性很强时用阴离子聚丙烯酰胺,而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺,固含量高时污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。3)絮团强度:絮团在剪切作用下应坚持稳定而不破碎。进步聚丙烯酰胺分子量或者选择适宜的分子构造有助于进步絮团稳定性。4)聚丙烯酰胺的离子度:针对脱水的污泥,可用不同离子度的絮凝剂经过先做小试停止挑选,选出适宜的聚丙烯酰胺,这样即能够获得絮凝剂效果,又可使加药量最少,节约本钱。5)聚丙烯酰胺的溶解:溶解良好才干发充沛发挥絮凝作用。有时需求加快溶解速度,这时可思索进步聚丙烯酰胺溶液的浓度。应用范围:1)在造纸过程中作助留剂,补强剂。2)水处理中作助凝剂、絮凝剂、污泥脱水剂。3)石油钻采中作降水剂,驱油剂。4)PAM还广泛应用于增稠、稳定胶体、减阻、粘结、成膜、生物医学材料等方面。4、无机絮凝剂硫酸铝适用的pH值范围与原水的硬度有关,处理软水时,适宜pH值为5~6.6,处理中硬水时,适宜pH值为6.6~7.2,处理高硬水,适宜pH值为7.2~7.8。硫酸铝适用的水温范围是20oC~40oC,低于10oC时混凝效果很差。硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便,但水解反应慢,需要消耗一定的碱量。5、无机絮凝剂三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂,产品有固体的黑褐色结晶体,也有较高浓度的液体。其具有易溶于水,矾花大而重,沉淀性能好,对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。三氯化铁的适用pH值范围是9~11,形成的絮体密度大,容易沉淀,低温或高浊度时效果仍很好。固体三氯化铁具有强烈的吸水性,腐蚀性较强,易腐蚀设备,对溶解和投加设备的防腐要求较高,具有刺激性气味,操作条件较差。

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2019.05.17

电镀废水 COD 达标受哪些因素的制约?如何解决?

前言电镀废水中有很多无机物质,其中含有多种重金属离子;也有许多有机物质,所有的有机物都有二个共性:一是有机物至少都由碳、氢组成;二是绝大多数的有机物质能够发生化学氧化或被微生物氧化,废水中的有机物质越多,则耗氧量也越多。废水用化学药剂氧化时所消耗的氧量称为化学需氧量,即COD;废水用微生物氧化所消耗的氧量称为生物需氧量,即BOD。1、电镀废水COD产、排污特征电镀工艺一般分为前处理、电镀、后处理等三部分。这三个部分都使用一些有机物质,在随后的水洗工序中,这些有机物质要进入清洗水中,最终进入排放的废水中,构成了COD指标。(1)前处理工序的作用是对待镀工件进行整平、除油、除锈。在对工件进行磨光、抛光加工过程中经常使用抛光膏,抛光膏是用油脂、石蜡制成的,清理这些油脂、石蜡会产生COD很高的废水。以前除油工序使用的药品有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸三钠、硅酸钠等。近年来,为了提高除油速度和质量,同时降低除油时的温度,普遍使用表面活性剂。表面活性剂的种类大都采用阴离子型表面活性剂和非离子表面活性剂复配。阴离子表面活性剂可以使用硫酸脂盐(如十二烷基硫酸钠);非离子型表面活性剂可以使用环氧乙烷和某些疏水化合物的缩合产物(如脂肪醇聚氧乙烯醚)。这些表面活性剂都是有机物。除锈工序大量使用盐酸、硫酸和缓蚀剂。盐酸虽然不是有机物,但是组成盐酸的Cl-会提高COD指标。酸洗钢铁生成的Fe2+也会提高COD指标。经常使用的缓蚀剂(如六次甲基四胺、硫脲)也属于有机物,同样也会提高COD。(2)以前使用无机物进行电镀,例如:镀锌使用氧化锌,镀铜使用硫酸铜,镀镍使用硫酸镍。近年来,为了提高电镀的效率和质量,则大量使用各种添加剂。这些添加剂可以提高整平性、光亮性、分散性、深镀性等,大大提高了镀层的外观质量,提高了生产效率,降低了劳动强度(过去需要人工对镀层进行抛光)。光亮锌酸盐镀锌采用的主光亮剂是有机醛、酮类化合物,辅助光亮剂常用季铵化或季磷化的有机杂环化合物。光亮酸性镀铜添加剂种类繁多,有不饱和有机硫化物和表面活性剂类化合物(如聚醚化合物,带有磺酸基的有机硫化物等)。镀镍的第四代添加剂由吡啶类衍生物、丙炔炔和丙炔醇衍生物及其环氧缩合物或磺化产物组成。(3)电镀的后处理工序中,为了提高镀层的耐蚀能力,经常要做封闭处理,一些封闭剂也是有机物。2、我国电镀废水COD排放控制要求根据国家环境保护总局和国家质量检验检测总局发布的《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)的规定,企业COD排放限值为80mg/L。3、我国电镀废水COD达标难点分析我国大部分电镀企业的废水处理系统是针对电镀行业的标志性污染物——氰化物和重金属而选定的方法,其中最成功、最普遍采用的是化学氧化—还原加絮凝沉淀的方法。对待去除COD没有一个十分理想的方法。(1)活性炭法:去处COD有效,但活性炭很快饱和、失效,其再生至今没有一个成熟的方法;(2)膜法:可以截留有机物的大分子,但是排放浓溶液时COD会更高;(3)紫外线法:一些单位通过研究认为利用臭氧、紫外线、活性炭法处理电镀废水效果明显,在通入臭氧10mg/L和紫外线3W/L的条件下反应30min,经活性炭滤后COD去除率大于72%。分析上述结论可以看出,效果也不是很理想。(4)生化法:为了降低COD指标,一般对于电镀废水都是先经过化学处理再进行生化处理。在市政管理的废水处理站中,生化处理降低废水COD指标是既经济、又有效的。但是由于电镀废水中难免残留少量的氰离子、重金属离子,所以毒化微生物的问题难以解决。一些资料提出用生化法处理前要求氰离子的质量浓度≤0.5mg/L,铜离子的质量浓度≤0.5mg/L、六价铬为零,这条件是很难达到的,一旦超过,微生物就会被毒化。采用生化法的企业普遍遇到这种问题效果还不理想。在北方应用生化法还有一个冬天的低温问题。据资料介绍,这些微生物在5℃以下时,基本失去活性。如果保温则需消耗大量能源,稍有不慎也会发生微生物死亡的问题。4、我国电镀废水COD达标技术对策国家在全国抓废水中的COD排放指标是完全正确的,否则含大量有机物的废水会污染水体、污染环境。发臭的废水四处横流,会给人们造成多大的危害。抓矛盾应抓主要矛盾,应抓排放高COD指标的大户。机械加工企业使用的含切削液的废水,其COD可达10000mg/L;一个普通饭店排放的废水,其COD也可达到几千甚至上万mg/L;一般的电镀企业排放的废水,其COD指标仅在几百mg/L。电镀废水中的COD是电镀液中的有机添加剂带来的,总量不是很大,但处理电镀废水的方法对COD均无明显的去除效果。因此,根据达到电镀生产和现有处理技术的特点,《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)规定COD排放限值为80mg/L。比?污水综和排放标准?(GB8978-1996)适当放宽,是比较合适的。针对我国电镀废水COD达标现状,提出如下技术对策:(1)作为电镀企业,有责任采取新工艺来降低废水中的COD指标。采用剥离型除蜡水和低温碱性化学除油粉、电解除油粉,并配套油水分离机是较好的清洁生产方案。(2)COD并不是仅仅表示水中的有机物,它还表示水中具有还原性质的无机物。电镀企业的酸洗工序经常使用盐酸含有大量的Cl—,酸洗黑色金属时会产生大量的Fe2+,所以废水中COD指标的检测时,应排除它们的干扰。(3)建议在考查COD指标的同时,还应考查BOD指标,但环保部门平常不检测BOD指标,在?电镀行业污染物排放标准?中也没有关于BOD指标的问题。通常认为COD基本上可表示水中所有的有机物,而BOD则为水中可以生物降解的有机物,因此,COD与BOD的差值可以表示为废水中生物不能利用生物降解的那部分有机物。如果废水中COD指标偏高,但是BOD指标也很高,说明废水中以可降解成分为主,在自然界中能很快地自然降解,就不应对这种废水指标过分要求。

厂商

2019.05.14

污水处理进水异常对溶解氧变化的影响

市政污水处理厂进水通常以生活污水为主,进水水质较为稳定、生化性好,易于处理,但是偶有进水异常情况发生,如高浓进水、油、重金属等,以处理生活污水为主的市政污水厂一般没有设计专门的应对设施,会对稳定达标运行构成一定威胁。目前关于工业废水处理的研究较多,而关于市政污水厂突发性异常进水的研究较少。本文以常见的渗滤液、油、重金属进水为例,对山东省某市政污水厂突发性异常进水对DO的影响特征进行了经验总结,为异常进水的及时发现和甄别提供参考,以便采取应对措施。1、异常进水影响特征1.含油进水本厂采用推流式A/A/O工艺,好氧区停留时间为8h,沿程均匀取8个点位检测DO含量。在进水含油情况下(170mg/L),DO较正常值偏低,好氧区前段较为明显,这种差异在好氧区后段逐渐减弱,如图1所示。根据出水在线检测结果,COD和NH3-N浓度略有升高,这说明活性污泥受油的影响COD和NH3-N的降解速率降低,此时耗氧量降低,应当表现出DO升高的现象,这与DO的检测结果相反。推测可能的原因为,油膜一方面影响了DO向污泥絮体内部的传递,降低了COD和NH3-N的降解速率;另一方面在DO检测探头表面也形成了油膜,影响了DO的传递,造成了DO检测结果的失准。这种影响随着反应的延续,油类物质逐渐迁移转化而消除。2.重金属进水在进水含重金属(以Cu为例,45mg/L)情况下,好氧区前段DO较正常值偏高,而在好氧区的后段则较正常值偏低,如图1所示。重金属(Cu)会对污泥活性产生毒性抑制,微生物活性降低,因此在好氧区的前段耗氧量降低,DO较正常值偏高。由于微生物降解速率的降低,在好氧区后段COD和NH3-N仍有较高的含量,造成好氧区后段需氧量较大,DO较正常值偏低。3.高浓进水本厂设计进水COD为500mg/L,在运行过程中经常有进水超负荷现象,700-800mg/L,甚至瞬时超1000mg/L。在高浓进水情况下,好氧区整体DO较正常情况偏低,如图1所示。高浓进水对DO的影响主要是因为污染物浓度的升高增大了耗氧量,DO较正常值偏低,此时应增大供氧量。2、进水类型甄别及应对措施根据DO的变化特征,并结合进水在线COD检测数据,可以对异常进水类型进行初步的判断,并及时采取应对措施,如表1所示。在运行过程中往往还有复合型进水情况,如高浓进水并伴有重金属的情况,处置难度大,需根据具体情况进行详细分析。3、结语突发性异常进水是市政污水处理厂运行过程中普遍存在的问题,会对工艺运行造成较大冲击。通过总结不同类型异常进水对DO的影响特征,并结合进水在线COD检测结果可以对进水类型进行快速的初步判断,以便采取相应的应急处置措施,把风险降低。

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2019.05.09

电厂水处理中EDI技术的应用

电厂的水处理问题一直十分重要,电去离子技术(Electrodeionization, EDI)技术在电厂中的应用,能够有效提高电厂水处理的效率,降低电厂水处理的成本。文章介绍了电厂水处理EDI 设备的关键技术,探究了EDI 水处理的具体过程,结合电厂EDI 技术对环境的影响,对电厂水处理中的EDI 技术的应用方式进行分析。关键词:电厂; 水处理; EDI 技术1 电厂水处理EDI主要技术分析1.1 EDI除盐过程EDI除盐过程主要就是利用淡水室对废水中的有关杂质离子进行处理,即在淡水室中填充阴阳离子交换树脂,原水从淡水室进入后,阴阳树脂和杂质离子进行相互交换与迁移,通过交换反应去除废水中的有害物质,一般情况下,EDI技术的基本工作过程主要包括原水和树脂相互之间发生的离子交换、通入直流电后,水中的无机盐离子在阴阳膜和电场共同作用下发生的定向迁移、电解水产生氢离子和氢氧根使树脂再生三个方面,以达到连续除去废水中离子的目的。由于树脂、膜、水的界面在化学反应中会使溶液的浓度发生变化,使得水分解为H+和OH-,这样就会造成废水的pH值变化,在这种独特的环境中,废水中的碳酸、硅酸、硼酸等弱电解质在局部的pH值变化情况下产生电离反应,相应的的反应方程为::HR=H++R-,在这样反应进行后,通过与直流电场相互配合,产生的离子就能够有效的被去除掉,所以,在EDI设备中,强弱电解质都能够被高效的去除,对废水中的硼、CO2有96%以上的去除率,对硅元素也有90%~99%以上的去除率。1.2 电化学再生过程在利用渗析的极化过程中,由于在水溶液中会产生H+和OH-,使树脂在化学反应中进行电化学再生,这对水质的提升具有正面的影响,而在再生的过程中,如果不进行离子交换处理,就会造成水质变坏,这样就需要采用适宜的工作环境,才能达到提高水质的要求,采用EDI装置的离子交换树脂技术,可以有效的提高水质。具体的化学反应方程式如下,(1)阳离子交换树脂所发生的化学反应为:1.3 EDI的进水条件分析EDI 装置在电厂中得到了广泛的应用,它属于较为精细的水处理系统,在水处理的过程中,必须要求进水有较高水质,才能满足处理的要求。在一般情况下EDI 对进水水质的要求具体如表1 所示,主要采用RO 作为火电厂的废水预脱盐软化处理设备。1.4 EDI的出水水质控制随着电厂的水处理EDI 装置的不断发展,出水的水质也有了明显的提高,在26℃时,EDI 的理论纯水电阻率为18.3MΩ·cm,而且要求RO+混床产水电阻率要控制在一般为10~18MΩ·cm,也要求它的二级RO(RO+RO) 产水电阻率控制在15 ~16MΩ·cm以下,保证在正常运行时能够达到17MΩ·cm 以上,可以达到达18MΩ·cm 为佳,并能够保证RO+EDI 的出水电阻率控制在15 ~16MΩ·cm 以上。在EDI 处理技术中,由于离子交换作用的参与,可以有效的去除水中的Ca2+或者Mg2+,这样就能够有效的降低水处理过程中的硬度。因此,在RO+EDI 的水处理过程中,不仅可以提高处理的效率,完全可满足超临界、超超临界锅炉补给水的水质要求,而且出水水质平稳,在具体的处理过程中不会出现传统的离子交换设备出现的运行- 失效- 再生周期性变化的问题。2 电厂EDI技术对环境的影响在火电厂中应用EDI 技术的成本比较低,它省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用,也能够有效的对环境的污染进行控制,由于EDI 的产水率一般在81% ~95% 之间,在具体的废水处理过程中,不需要再生用水,具体的运行费用要明显的低于混床。而且,采用混床技术是依靠阳/ 阴离子交换树脂的交换作用对废水中的各种有害离子进行降解,在树脂再生的过程中会产生大量的酸碱废液,容易对环境造成污染。同时采用混床还需解决药品采购和储存问题,对火电厂提出了较高的要求。而采用EDI 技术在原理上与混床不同,它是通过电解水产生的H+和OH-,对淡水室中填充的阴阳树脂进行再生,在整个工作流程中主要消耗电能,对其他物质的消耗较少。EDI 独特的工作流程,使它在能够一边正常工作,一边进行树脂的电再生,这样就能够节约了大量人工和物质成本,便于实现整个流程的自动化控制,使废水处理的效率得到了大幅度的提高。在火电厂处理过程中,EDI 如与RO 配合,能够提高污水的处理效率,还可基本上摆脱酸碱的使用,这样就能够彻底消除处理过程中潜在的污染隐患,颠覆了原有的老式水处理方式,使耗水量、能耗、设备占地都大幅度减少。在未来的发展中,RO+EDI 的膜法水处理工艺必将占据主导地位,成为最重要的火电厂污水处理方法。3 EDI技术在电厂水处理中的应用随着科学技术的不断发展,EDI 技术也在不断完善成熟,逐渐在电厂的水处理中得到了广泛的应用。当前大部分电厂正在积极的探索EDI 技术在电厂中更深层次的应用,而且在电厂水处理中已有大量成功运行的实例,有利于EDI 技术的推广,EDI 正逐渐成为电厂水处理的核心装置。一般说来,在EDI 装置进水部分,原水在进入RO+EDI 系统之前,需要经过合适的预处理。通常包括过滤、吸附、软化等,以提高的水的纯度,降低水的污染指数、硬度、游离氯离子等对膜正常运行起到危害作用的离子,这样才能够使RO 膜得到有效的保护,从而提高EDI的效率。具体的处理工艺流程如下 :原水→板式过滤器→活性炭过滤器→保安过滤器→RO →保安过滤器→EDI →除盐水箱→锅炉补给水,这样完成整个制水过程。在进行处理的过程中,进水的水质得到了明显的改善,可见,只要经过合理设计,就能有效的对火电厂的水处理进行有效的控制。EDI 工艺的产水不但能达到基本的水处理要求,而且还大大高于火电厂锅炉补给水水质要求指标,同时还降低了水处理的成本,是一种优良的锅炉补给水生产工艺。4 结语总之,EDI 独特的技术特点使得它在电厂中的应用前景十分广泛,将EDI 与RO 配合一起使用,使得电厂水处理的效果更加明显。由于EDI 装置对进水水质要求较高,因此,要能够根据具体的情况,加强其预处理的合理设计,提高水处理的效率。另外,EDI 的出水水质还与系统的电压密切相关,通过提高膜堆的操作电压,可得到更高质量的纯水。在处理的过程中,应保持EDI 在适当的电压下运行,电压不能太高; 二级RO(RO+RO)产水电阻率保持在18MΩ·cm 左右为佳。

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2019.05.06

70%污水厂的脱氮除磷问题 可以看这3种解决方案

传统 A2/O 工艺是一项具有脱氮除磷功能的典型污水处理技术,这个工艺结构简单、水力停留时间(HRT)短且易于控制,多数污水厂都是采用传统 A2/O 工艺进行污水处理。然而,生物脱氮除磷的过程中涉及硝化、反硝化、摄磷和释磷等多个生化过程,而每个过程对微生物组成、基质类型及环境条件的要求存在许多差异。在传统A2/O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程,就会发生各种矛盾冲突,比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧(DO)残余干扰等。传统A2O工艺存在的矛盾01 污泥龄矛盾传统A2/O工艺属于单泥系统,聚磷菌(PAOs)、 反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中,而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同:1)自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比,硝化菌的世代周期较长,欲使其成为优势菌群, 需控制系统在长泥龄状态下运行。冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄(SRT)需控制在 30d 以上;即使夏季,若 SRT<5 d,系统的硝化效果将显得极其微弱 。2)PAOs 属短世代周期微生物,甚至其最大世代周期(Gmax)都小于硝化菌的最小世代周期(Gmin)。从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。若排泥不及时,一方面会因 PAOs 的内源呼吸使胞内糖原 (Glycogen)消耗殆尽,进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚 -β- 羟基烷酸(PHAs)的贮存,系统除磷率下降,严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放;另一方面,SRT 也影响到系统内 PAOs 和聚糖菌(GAOs) 的优势生长。在 30 ℃的长泥龄(SRT≈ 10 d)厌氧环境中,GAOs 对乙酸盐的吸收速率高于PAOs,使其在系统中占主导地位,影响 PAOs 释磷行为的充分发挥。02 碳源竞争及硝酸盐和 DO 残余干扰在传统A2/O脱氮除磷系统中,碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面,其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。一般而言,要同时完成脱氮和除磷两个过程,进水的碳氮比(BOD5 /ρ(TN))>4~5,碳磷比(BOD5 /ρ(TP))>20~30。当碳源含量低于此时,因前端厌氧区 PAOs 吸收进水中挥发性脂肪酸(VFAs)及醇类等易降解发酵产物完成其细胞内 PHAs 的合成,使得后续缺氧区没有足够的优质碳源而抑制反硝化潜力的充分发挥,降低了系统对 TN 的脱除效率。反硝化菌以内碳源和甲醇或 VFAs 类为碳源时的反硝化速率分别为 17~48 、120~900 mg/(g·d)。因反硝化不彻底而残余的硝酸盐随外回流污泥进入厌氧区,反硝化菌将优先于 PAOs 利用 环境中的有机物进行反硝化脱氮,干扰厌氧释磷的正常进行,最终影响系统对磷的高效去除。一般, 当厌氧区的 NO3-N 的质量浓度>1.0 mg/L 时,会对 PAOs 释磷产生抑制,当其达到 3~4 mg/L 时,PAOs 的释磷行为几乎完全被抑制,释磷(PO4 3--P)速率降 至 2.4 mg/(g·d)。按照回流位置的不同,溶解氧(DO)残余干扰主要包括:1)从分子态氧(O2)和硝酸盐(NO3-N) 作为电子受体的氧化产能数据分析,以 O2 作为电子受体的产能约为 NO3-N 的 1.5 倍,因此当系统中同时存在 O2 和 NO3-N 时,反硝化菌及普通异养菌将优先以 O2 为电子受体进行产能代谢。2)氧的存在破坏了 PAOs 释磷所需的“厌氧压抑”环境,致使厌氧菌以 O2 为终电子受体而抑制其发酵产酸作用,妨碍磷的正常释放,同时也将导致好氧异养菌与 PAOs 进行碳源竞争。一般厌氧区的 DO 的质量浓度应严格控制在 0.2 mg/L 以下。从某种意义上来说硝酸盐及 DO 残余干扰释磷或反硝化过程归根还是功能菌对碳源的竞争问题。传统A2O工艺改进策略分析01 基于 SRT 矛盾的复合式A2/O工艺在传统A2/O工艺的好氧区投加浮动载体填料, 使载体表面附着生长自养硝化菌,而 PAOs 和反硝化菌则处于悬浮生长状态,这样附着态的自养硝化菌的 SRT 相对独立,其硝化速率受短 SRT 排泥的影响较小,甚至在一定程度上得到强化。悬浮污泥 SRT、填料投配比及投配位置的选择不仅要考虑硝化的增强程度,还要考虑悬浮态污泥 含量降低对系统反硝化和除磷的负面影响。载体填料的投配并不意味可大幅度增加系统排泥量,缩短悬浮污泥 SRT 以提高系统除磷效率;相反,SRT 的 缩短可能降低悬浮态污泥(MLSS)含量,从而影响 系统的反硝化效果,甚至造成除磷效果恶化。研究表明,当悬浮污泥 SRT 控制为 5 d 时,复合式A2/O工艺的硝化效果与传统A2/O工艺相比, 两者的硝化效果无明显差异,复合式A2/O工艺的载 体填料不能完全独立地发挥其硝化性能;若再降低悬浮污泥 SRT 则因系统悬浮污泥含量的降低致使 硝酸盐积累,影响厌氧磷的正常释放。02 基于“碳源竞争”角度的工艺解决传统A2/O工艺碳源竞争及其硝酸盐和 DO 残余干扰释磷或反硝化的问题,主要集中在 3 方面:针对碳源竞争采取的解决策略,如补充外碳源、反硝化和释磷 重新分配碳源(如倒置A2/O工艺)等;解决硝酸盐干扰释磷提出的工艺改革,如 JHB、UCT、MUCT 等工艺;针对 DO 残余干扰释磷、反硝化的问题, 可在好氧区末端增设适当容积的“非曝气区”。1、补充外碳源补充外碳源是在不改变原有工艺池体结构及各功能区顺序的情况下,针对短期内因水质波动引起碳源不足而提出的应急措施。一般供选择的碳源可分为 2 类:1)甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸钠等有机化合物;2)可替代有机碳源,如厌氧消化污泥上清液、 木屑、牲畜或家禽粪便及含高碳源的工业废水等。相对糖类、纤维素等高碳物质而言,因微生物以低分子碳水化合物(如,甲醇、乙酸钠等)为碳源进行合成代谢时所需能量较大,使其更倾向于利用此类碳源进行分解代谢,如反硝化等。任何外碳源的投加都要使系统经历一定的适应期,方可达到预期的效果。针对要解决的矛盾主体选择合适的碳源投加点对系统的稳定运行和节能降耗至关重要。 一般在厌氧区投加外碳源不仅能改善系统除磷效果,而且可增强系统的反硝化潜能;但是若反硝化碳源严重不足致使系统 TN 脱除欠佳时, 应优先考虑向缺氧区投加。2、倒置A2/O工艺及其改良工艺传统A2/O工艺以牺牲系统的反硝化速率为前提,优先考虑释磷对碳源的需求,而将厌氧区置于工艺前端,缺氧区后置,忽视了释磷本身并非除磷工艺的目的所在。从除磷角度分析可知,倒置A2/O工艺还具有 2 个优势:“饥饿效应”。PAOs厌氧释磷后直接进入生化 效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成的摄磷驱 动力可以得到充分地利用。“群体效应”。允许所有 参与回流的污泥经历完整的释磷、摄磷过程。 然而有研究者认为,倒置 A2 /O 工艺的布置形式。3、JHB、UCT 及改良 UCT 工艺与分点进水倒置 A2 /O 工艺相比,JHB(亦称 A+ A2 /O 工艺) 和 UCT 工艺的设计初衷是通过改变外回流位点以解决硝酸盐、DO残余干扰释磷。JHB 工艺中的氮素的脱除主要发生在污泥反硝化区和缺氧区,且两者的脱除量相当, 污泥反硝化区的设置改变了氮素在各功能区的分配比例,使厌氧区能够更好地专注于释磷。与倒置 A2 /O 工艺相同,对于低 C/N 进水而言, JHB 工艺污泥反硝化区的设置可能会引起后续各功能区的碳源不足,为此也有必要采用分点进水方式。与倒置 A2 /O 工艺不同,UCT 工艺是在不改变传统 A2 /O 工艺各功能区空间位置的情况下,污泥先回流至缺氧区,使其经历反硝化脱氮后,再通过缺氧区的混合液回流至厌氧区,避免了回流污泥中硝酸盐、DO 对厌氧释磷的干扰。在进水 C/N 适中的情况 下,缺氧区的反硝化作用可使回流至厌氧区的混合液中硝酸盐的含量接近于 0;而当进水 C/N 较低时, UCT 工艺中的缺氧区可能无法实现氮的完全脱除, 仍有部分硝酸盐进入厌氧区,因此又产生了改良 UCT 工艺(MUCT)。与 UCT 工艺相比,MUCT 将传统 A2 /O 工艺中 的缺氧区分隔为 2 个独立区域,前缺氧区接受来自 二沉池的回流污泥,后缺氧区接受好氧区的硝化液, 从而使外回流污泥的反硝化与内回流硝化液的反硝 化完全分离,进一步减少了硝酸盐对厌氧释磷的影响。无论 UCT 还是 MUCT,回流系统的改变强化了 厌氧、缺氧的交替环境,使其与 JHB 一样,缺氧区容易富集反硝化 PAOs,实现同步脱氮除磷。03 兼顾 SRT 矛盾及“碳源竞争”工艺1、新型双污泥脱氮除磷工艺新型双污泥脱氮除磷工艺(PASF)工艺也可谓是传统 A2/O 与曝气生物滤池(BAF)的组合工艺, 是以分相培养为基础的双泥系统,能更好地满足各功能微生物对环境、营养物质及生存空间的最佳需 求。在工艺设计及运行过程中,通过缩短前端 A2 /O 工艺好氧区的 HRT,将硝化过程从中分离而顺序“嫁接”于二沉池后端的 BAF。对于 PAOs 的厌氧释磷而言,因前端的污泥单元不承担硝化功能,在理想条件下外回流污泥中不含有硝酸盐,为 PAOs 释磷创造了良好的“压抑”环境,使其优先利用原水中的 VFAs 类物质合成 PHAs 并释放磷;再者,也因长 SRT 硝化菌以生物膜形式固着生长在填料表面而短SRT 的 PAOs 和反硝化菌呈悬浮态生长在前端的污泥单元,实现了硝化菌与反硝化菌、PAOs 等功 能微生物的 SRT 分离,缓解了 SRT 矛盾。决定缺氧区反硝化效果的因素主要有2个:进入缺氧区的优质碳源(VFAs 和 PHAs)含量及来自 BAF 的内回流硝化液中的硝酸盐含量。当进水 C/N 较高时,硝酸盐成为反硝化的限制因子,随着内回流比的增大缺氧区异养反硝化效果也相应提高,但升高幅度却呈递减趋势;而当进水 C/N 较低时,因碳源成为反硝化的限制因子,根据异养反硝化菌和反 硝化 PAOs 对电子受体的竞争机制,适当提高内回 流硝酸盐负荷的方式刺激反硝化聚磷菌(DPAOs) 的优势生长,使其以硝酸盐为电子受体,并以 PHAs 为电子供体进行同步反硝化脱氮除磷,实现“一碳 两用”,同时可节省系统的能耗,减少污泥产量。2、双循环两相生物处理工艺双循环两相生物处理工艺(BICT)是在序批式活性污泥法的基础上,增设独立的生物膜硝化反应器,使自养硝化菌与反硝化菌、PAOs 等异养菌分相培养,以克服脱氮与除磷间的 SRT 矛盾及硝酸盐、 DO 干扰释磷而开发的污水处理新工艺,其主体单元由厌氧生物选择器、序批式悬浮污泥主反应器、生物膜硝化反应器组成。该工艺正常运行时主要完成 4 个操作过程:1) 进水、曝气搅拌 + 污泥回流原水与沉淀池的回流污泥在厌氧生物选择器内混合接触,借助高负荷梯 度产生的“选择压力”筛选出具有良好絮凝性的细 菌,并使 PAOs 厌氧释磷。此时,主反应器在曝气搅 拌的作用下,完成 COD 的去除及 PAOs 的超量摄磷;2)缺氧搅拌 + 硝化液回流主反应器接受来自生物膜反应器的硝化液,在机械搅拌作用下,完成反硝化脱氮,同时被挤出的混合液进入沉淀池,经沉淀分离后上清液进入生物膜硝化反应器;3)再曝气(可选做)吹脱污泥中包裹的氮气以利于泥水分离,也 可强化 PAOs 的好氧摄磷;4)静止沉淀、滗水静止沉淀的同时排出富磷污泥。 此工艺独立硝化反应单元的设置消除了 SRT 与 硝化的高度关联性,SRT 不再是影响系统脱氮效率 的限制因子。3、BCFS 工艺BCFS 工艺(Biologische Chemische Fosfaat Stikstof verwijdering) 可实现磷的完全去除和氮的最佳脱除。与 UCT 工艺相比,BCFS 工艺在主流线上增设2个反应区——接触区和混合区。介于厌氧区与缺 氧区之间的接触区相当于第 2 选择池,可以有效控 制丝状菌的异常生长,防止污泥膨胀的发生;另外, 也因回流污泥先回流于此进行反硝化脱氮反应,给 PAOs 厌氧释磷营造了良好的“压抑”环境。介于缺氧区与好氧区之间的混合区相当于一个“机动单元”, 可通过曝气系统的启闭灵活地控制其前端好氧区和后端缺氧区的氧化还原电位,也可在低 C/N 条件下诱导反硝化 PAOs 成为优势菌群而发挥同步脱氮除磷,实现“一碳两用”。

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2019.04.28

中国污水处理市场竞争格局及投资并购发展现状分析

        2018年7月2日,国家发改委印发《关于创新和完善促进绿色发展价格机制的意见》,整个污水处理行业似乎蔓延着乐观情绪,而3月以来接连出现的黑臭水体专项治理行动、长江经济带沿岸修复等,某种程度上更加大了这种感觉。而观察国内的市场格局发现,近年来随着消费需求侧结构变化,曾经主流业态正在衰退,因填补空白而存在的非主流业态却走出一道反周期行情。   国有企业把持,市场份额达45%   近年来,中国污水处理业迅速成长,已经发展成为一个竞争激烈的行业。目前中国规模以上的污水处理企业有336家,行业快速发展,市场竞争激烈。   目前,国有企业、集体企业、外商及港澳台投资企业、私营企业和其他性质企业数量占整个污水处理行业企业数量的比例达到96%。从中国污水处理行业的竞争格局来看,国有企业目前市场份额(按销售收入)高,其次是其他性质企业,不过国有企业在中国污水处理市场近几年的份额略有所下降。   此外,值得注意的是,外商及港澳台投资企业凭借其先进技术占据国内16%的市场份额。  2018第三季度污水处理拟在建项目846项,总投资超3000亿元   根据市场监测数据显示,2018年第三季度,市场共发布 846项,总投资约3077.37亿元,其中污水处理拟在建项目数量最多的为广东、四川和贵州,分别为86、79、60个,其余地区均在60个以下。以第三季度投资情况来看,我国污水处理是一个万亿级的投资市场。   投资额方面,辽宁省位列第1,合计为738.74亿元,主要受“兵器工业集团精细化工及原料工程项目”投资额巨大影响,单个投资额达到了695亿元;广东省和湖北省则分别以244.96亿元和220.01亿元为例第二和第三,其余省市则均在200亿元以下。  在国内,随着企业实力不断壮大,通过投资兼并重组来抢占市场份额已成为龙头企业的做大做强的重要手段,行业并购整合之风日盛。与此同时,国有资本也开始进入该领域。   由于污水处理行业目前比较分散,尚未出现标杆性的龙头企业,它们需要借助并购整合迅速成长。近年来,专业化水务公司以其运营效果佳和优良服务逐渐得到越来越多的市场认可,污水处理市场的区域壁垒呈现松动迹象,一些龙头水务公司逐渐走出本地市场进入其他地区。而在全国攻城略地的过程中,一些公司还结合自身优势逐渐打造出污水处理企业并购重组的不同模式。其中具有代表性的模式分析如:    随着环境监管及消费结构的变化,污水处理行业的“黄金时代”刚刚开始。显然,无论是资本还是水环境治理企业都意识到,该领域跑马圈地的黄金时代正在到来。能够抢占先机而后立稳脚跟的行业翘楚,正在定义污水处理领域新的排行榜。未来3-5年,污水处理行业的整合、重构必然会成为趋势,恒者恒强是亘古不变的道理。

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2019.04.23

污水处理技术经典问答

1.问:厌氧消化产生的甲烷不知如何处置?如何利用?答:可利用的途径很多,如作燃料、发电等,但如利用的话安全方面的要求很高,投资费用也高,所以国内外一般都燃烧后排放,如AF、IC等厌氧处理装置产生的甲烷都用火炬自动点火燃烧。还可用于沼气鼓风机,这是很好的利用途径,这类鼓风机可分别以电和沼气作动力。2.问:本工艺采用淹没式生物膜。考虑到外加碳源要增加劳动量,也不经济,降低溶解氧,氨氮效果去除也还好,出水硝酸盐11mg/L,但是亚硝酸盐很高。请教:在C/N较低的情况下能否提高脱氮效果?答:可采用短程反硝化,因为短程反硝化是直接将亚硝酸氮反硝化为氮气,可大大节省能耗,只是因为亚硝酸氮是不稳定的,很难积累,既然出水亚硝酸氮这样高为何不试试呢?如果能实现,要外加碳源也是很合算的。3.问:养猪废水,进水:COD1500,氨氮500,TP60,碱度3000,硝氮与亚硝氮仪器检不出,肯定值很低。出水:氨氮120,COD700,但是硝氮高达1200,亚硝氮250。SRT:1天请问这种情况正常吗?这么高的硝氮那来的?如何解释?答:如果数据测定正确的话,只有一个解释,即总氮大大高于氨氮的情况下,含氮有机物不断氨化,氨氮不断硝化,而此时处理系统都处于好氧条件下,硝酸氮不能反硝化而大量积累,此情况下如果处理时间增加,出水氨氮可下降,出水硝氮还会增加。4.问:我调试一食品废水,UASB产生颗粒污泥前,原水COD2000-3000,出水一直750左右。这段时间大约50天。这段时间跑少量絮泥。之后废水浓度达到4000-5000,减少了处理水量,一直保持出水小于1000。之后开始加大处理量。跑泥更严重了,产泥量很大,三相分离器也不好。达到设计处理量一半时,公司要求我快速提高水量,因好氧较大。加快水量过程中,产气量不断减少,出水1100-1500。于十五天后接近设计流量,但与甲方合作不好,未能取样验收。之后甲方产量减少,但水质浓度变化大3000-5500,调小流量后,产气量开始略增,但颗粒污泥随水大量流出,非气泡带出为主,即使不进水,也会有较大量污泥飘起,始终不下沉。这种现象已有十余天了,请问是怎么回事?答:可能是负荷太大,使酸性发酵过程延长,造成碱性发酵过程不完全。对于进水负荷不稳定的处理装置,污水预酸化后再进UASB装置,这样才能提高pH,更好地保证处理效果。5.问:我在做糖蜜酒精废液的UASB厌氧生化处理实验,目前进水浓度30000~50000mg/L,去除率55~60%,负荷20KG,其中遇到很多困难,主要是硫酸根影响,接种污泥(非颗粒泥)流失严重,可生化性差。我想原因主要是酸化阶段不好而造成的,不知是否是这样?答:提二个意见供参考:(1)酸化时间不宜长,以免pH过低影响后续生化处理;(2)培养颗粒污泥时,可在接种污泥中加适量活性炭或PAM,这样有利于颗粒污泥形成。因不了解具体情况仅供参考6.问:反硝化聚磷菌(DPB)同步除磷脱氮工艺运行管理中要注意哪些事项?答:运行管理要求很多的,如厌氧池不能有氧,但如何控制呢?好氧区氧不足会影响硝化和聚磷,氧太高会使厌氧区产生微氧环境,影响释磷,有时好氧区溶氧不高,厌氧区也可能有微氧,这与好氧区的溶氧高低外,还与污沉淀池的停留时间、缺氧程度等因素有关。此外,还要做到按工艺要求及时排泥,磷的最终去除出路是通过剩余污泥排放的,如不及时排放,会在系统内周而复始地进行聚磷和释磷的循环。7.问:我这边有一企业准备将处理过的污水进行回用,处理工艺是:调节池-厌氧池-好氧池-一沉池-气浮池-排污口,其中在一沉池中加入硫酸亚铁和石灰,气浮池中加入氯化铝和聚丙烯酰胺,出水水质的铁离子很高,不知道有没有什么好的办法能够将其含量降低,成本当然也不能太高?答:不要用气浮,可将好氧处理后的水加石灰,调整至pH为8左右,再加PAM,并控制好搅拌等絮凝条件,这样可提高铁离子的去除率,可试试看。8.问:BOD与COD的关系中是否COD大于BOD,COD-BOD约等于不可生化有机物答:这样说不确切,因为COD=COD(B)+COD(NB),前者是可生化性部分,后者是不可生化部分。而微生物在20度情况下完成碳化过程约需20天(也即BOD20与CODB接近)。9.问:某县城,约20万人口,预建一城市污水处理厂,规模2万吨/日,由于政府资金有限,建设费用想控制在1500万左右,选用哪种工艺比较合适?答:建议用纳米硅藻精土法处理,本法特别适用城市污水处理,产生的污泥可做保温材料,投资少、运行成本仅传统法的一半。纳米硅藻精土与一般硅藻土的区别在于通过特殊处理有很强的电中和作用,比表面积也大大提高。10.问:本污水处理场是制浆造纸废水处理,使用的是完全混合法,最近污泥出现了SV下降到5-6的现象,污泥中只有钟虫、轮虫,处理效果一般。最近一段时间F/M在0.3左右,温度较高,曝气池的温度在37-39度,请问是不是污泥中毒?还是其他原因?答:F/M不算太低,从生物相看不象中毒,因为钟虫对有毒物质是很敏感的。可能是水温高的原因,一般来说,水温超过38度对好氧微生物的活动会有些影响。11.问:我现在正调试SBR,处理屠宰场废水,这几天沉淀后上清液中总是有细小的泥粒悬浮,不能沉淀,导致出水COD、SS不能达标,水温在35-37度左右,是不是温度太高导致的?应该怎么办?答:污泥已有老化迹象,这样的温度对微生物活动有些影响,但不是主要原因,主要是曝气时间过长,要减少曝气时间(如间断曝气),还需排泥。减少曝气时间就是减少反应阶段的时间,由于一个运行周期时间是固定的,闲置阶段时间可相应增加,进水阶段如采用不限止曝气,则改为限止曝气。12.问:含丙烯腈的废水,加PAC和PAM,再经生化,氨氮含量217mg/L。分析可能是丙烯腈转化为丙烯酸再转化成氨氮,可能酰胺也增加氨氮,没有理论和实验数据基础,是否能解释?答:这种情况很正常的,是氨化的原因,这类废水需要很长的处理时间,出水氨氮这样高说明丙烯腈的氨化过程尚未完成,要使氨氮达标,还需增加生化反应时间。13.问:请问三座氧化沟两座二沉池污泥如何回流?两座二沉池设了一个污泥泵房,怎么才能将回流污泥均匀地分到三座氧化沟?答:污泥泵前设集泥池,回流污泥经泵提升后经一根回流污泥总管输送至氧化沟前,再分三根支管进入各氧化沟。14.问:现有高浓度废水(BOD值约6000),请问:用活性污泥法处理时(SBR法)为满足污泥负荷要求MLSS值取非常大的值(如20000)合适不合适?会出现何种问题?又有什么更好的方式避免出现的问题?答:这样高的浓度不宜直接用好氧法处理,应该在好氧处理前先用厌氧处理。无论SBR法或其它活性污泥法,MLSS应该根据F/M值来控制,并受限于沉淀时间和供氧能力等因素。15.问:本人在做水产加工废水方案,用UASB,水质如下:Q=200t/d,COD=3000,BOD=1000,SS=300,总氮=200,氨氮=20。污水排海标准:出水要求COD请教以下水质情况:(1)在BOD答:UASB对氮的转化主要是有机氮的氨化作用,故在UASB后还要继续氨化、硝化和反硝化,建议在UASB后采用A2/0接触氧化法。16.问:养猪废水COD:10000,氨氮400,经厌氧+SBR出水COD:150,氨氮150,300方/天,稳定塘15亩,可蓄水1-1.5米深,请问稳定塘如何设计,6月初种何植物,出水能否达一级?答:可采用二级稳定塘,一级曝气塘,第二级静止塘。曝气塘可安装少量浮动曝气机(与养鱼塘的一样),一般不常曝气,静止塘内可繁殖水葫芦等水生植物。17.问:本人现在正在试验一化工污水的处理,主要处理难度是:可生化性差;易变色(比起染料废水变色的程度更严重);且该废水具有很强的腐蚀性,其PH值约2左右;生化后的COD时高时低,主要的污染物也是带苯环的物质。应该用什么样的工艺?答:需预处理后再生化处理,预处理可用电解、快离子去除法或酸化法。18.问:本厂是大型城市污水处理厂,日处理规模为30万吨,采用改良氧化沟工艺,最近二沉池特别容易跑泥,而氧化沟MLSS一直稳定在4000-5000mg/L,为什么会这样?答:可能是污泥自身氧化造成部分污泥解絮造成的,如是这样,应该增加排泥量,减少曝气量。19.问:有一污水厂,采用的是普通曝气池,穿孔管曝气,污水量已超过了设计水量,需要提高处理能力。请教在不改变曝气池容积的前提下,可以采取什么措施提高曝气池处理能力?答:以下措施供参考:(1)池内设置纤维填料,采用生物接触氧化法;(2)将穿孔管改用微孔曝气软管,氧的利用率可提高数倍。这样曝气池容积负荷可提高一倍以上。20.问:曝气池的污泥越来越少,进水COD约100~200mg/L,污泥难生长,没投用的池死泥多,怎么办好呢?答:可采用间断曝气法,适量排一些污泥,虽然污泥量很少,如不排泥会更少。21.问:接触氧化法处理废水,要求进水BOD不能太高,水解酸化后再接触氧化能保证接触氧化池的进水BOD要求吗?如果不能,该怎么办?答:水解酸化去除COD很有限,主要是为了提高废水的可生化性,如接触氧化池的进水BOD太高,可采用厌氧工艺或其它方法进行前处理。22.问:如何确定接触氧化曝气池内微生物的量?传统的活性污泥法,可以用污泥浓度(MLSS)来表示,直观的可用污泥沉降比(SV30)来表示。接触氧化曝气池内微生物的量应该怎样直观表示,有人说观察生物膜的厚度,厚度是怎么个标准?答:接触氧化池生物膜的量不可能也没必要测定,填料上膜太厚,比表面积就小,单位体积内有活性的生物膜量就少,膜太少也不好。在实际运行中控制好生物的厚度是运行管理中的关键之一,膜太厚就要加大气量或冲刷。由于生物膜都安装在池内水面下,所以在池边上按装可取上来的观察填料,生物膜的厚度以刚覆盖住填料为佳。23.问:有的A/O工艺中,A段为厌氧段,为什么还要空气管曝气呢?答:采用空气管曝气,既可厌氧运行,也可缺氧或好氧运行,同时可在搅拌效果不好时用曝气管来辅助搅拌,防止污泥沉降,虽然A段应该是缺氧的,但适量曝气(DO24.问:在厌氧+好氧工艺处理过程中,如厌氧处理后还含有大量的硫,如何才能把它去除掉呢?答:如果厌氧后还有大量硫化氢,就说明厌氧反应不完全,要控制好反应条件。25.问:我们设计的二沉池是奥贝尔氧化沟后的沉淀池,氧化沟回流污泥浓度要求8g/L,怕中进周出的回流污泥浓度达不到,因此专家建议采用周进周出,生产厂介绍此工艺用单管吸泥机,回流污泥浓度可达到8-12g/L,对吗?答:要慎用,污泥沉降性能差的装置更不宜用周进周出沉淀池,单管吸泥机更不适合。26.问:我做的100吨中试项目,近期氨氮去除效果不好,目前观察的情况看:供氧应该还可以、碱度充足、生物活性尚可且无明显毒性、污水闷曝还是不行,是否可以认为负荷不成问题?有机氮的氨化和硝化,是不是同时进行,其中氨化要稍微先于硝化?有没有其它影响硝化的因素?答:含氮有机物的氨化过程先于硝化过程,而慢于有机物的碳化过程,但快于氨氮的硝化过程。硝化只能在低有机负荷时才能发生。虽然不能说氨化过程完成后才能开始硝化过程,但可以认为在硝化过程的前期氨化过程还会发生,在某段时间内二个过程会共存。有的装置进水中氨氮很低,总氮很高,经生化处理后,出水氨氮高于进水,说明该装置不仅没有足够的硝化反应的时间,连氨化过程也不一定完成。从你说的情况来看负荷应该没问题,还要确认营养比是否满足,如:磷是否缺等。27.问:我们正在做一个果汁废水处理,用的是UASB+接触氧化工艺。COD在8000左右,BOD在4000左右,pH波动很大,在9-13左右,有时会出现5左右的pH,来水量1200,水量不稳定,请问调试要注意那些情况?答:这类水的水质水量调节很重要,调节池容量要足够大,才能使处理装置稳定运行。28.问:炼油厂(液化气,直馏柴油,催裂化汽油)碱洗废碱液,水量大概4KL/HR,COD约40000,用什么方法预处理?答:预处理建议:因为碱液中难免含些油,要设一座带有滗油功能的废碱液调节储罐,然后中和废碱液。一般废碱液还有含高浓度硫化物,可用空气或其它氧化法处理(在中和工序前面)。29.问几个问题:滗油功能的废碱液调节储罐怎么操作?靠重力分离吗?若乳化严重怎办?污水冷却塔近期因塔管堵塞,开旁路后水温可高达44.7,虽说可加快反应速率,但也接近中温微生物的顶限,(THH设在45C)不得已只好将进水管中温度高的支流切出系统;活性污泥法对进水中甲醇含量有什么限制吗?因为甲醇储罐有问题需清理,又担心冲击生化出理场。查过一些资料,有的说它可生化性极高,有的却说太高会有毒性,不知对吗?答:三个问题回答如下:(1)严格说废碱液如有油应该先进行汽油洗涤的,碱液储罐也要有滗油功能,简单的办法是在罐上部和中部间不同高度设放油管,并安装阀门,这样就可在不同液位滗油了。(2)这样的温度会严重影响生化处理效果的(除非是厌氧法),要有降温措施。(3)甲醇虽然可生化性好,但浓度太高也不行,除非是厌氧法。30.问:我们厂采用的是改良的SBR,所谓改良就是实现了连续进水,只是将反应池用挡墙分为两步分,一个所谓的预反应区与主反应池,挡墙下部有个2平方米的空洞相连,没有污泥回流,预反应区与主反应池完全一样,预反应区长3.5米,主反应池长36米,池深4.7米,池宽12.5米,滗水高度为1.3米,进水主要是生活污水COD400BOD180总氮80总磷8,每天进水10000立方米,现在两个反应池运行!请教污泥浓度控制在多少合适?采用的是曝气软管曝气,可能是曝气管不太好,反应池只是两头曝气中间不曝气!运行半年了,出水还不达标,COD总在80左右,污泥浓度在6000左右。四个小时一周期,两小时曝气,1小时静沉,1小时滗水!请高手指点!曝气时溶解氧为2!答:根据你说的应该是ICEAS工艺。建议你们检查一下曝气软管前输气管中是否安装气包,输气管系统是否设置排气管(也称排污管),因为这些都与你说的曝气管二头有气中间没气的情况有关。至于MLSS高这只是一方面原因,还有曝气时间等因素。31.问:我现调试一个屠宰废水,工艺为:化粪池(HRT>2d)-调节池-水解池(HRT=5)-接触氧化池(HRT=6)-二沉池,由于前化粪池出水COD在700,而且接触氧化时间比较短,故将水触池改为曝气池,但所加的一台潜水曝气机效果有限DO一般在0.5以下,原曝气池DO正常.两池的SV都可达到20-30,现在进水量为设计水量的70%,出水水质仍然很差,SS较多,原曝气池有一定的泡沫,且比较稠,是否是因为污泥老化的原因造成的?答:好氧进水COD700很正常的,泡沫与氨氮无关,要确定是生物泡沫还是化学性泡沫?如是化学性泡沫,在这样的污泥浓度下维持下去会逐渐减少的,实在不行可用水喷淋消泡。感觉你们的污泥活性很差,原因可能是营养比没控制好,如氮和磷。32.问:我们一个项目已运行一年了,近来由于进水水质恶化,进生化装置S含量达100左右,现在进水S在10左右,恢复有五天时间了,进水COD在600,出水300左右,10x16显微镜下看到一些树枝状东西和一些极小的(针尖大小)的东西,不知道是什么,污泥浓度几乎没有,现在该怎么调,是不是污泥被氧化,气量该调小点?答:说明污泥已严重受损而解体了,要重新培养。33.问:污水处理系统刚建好,准备开始运行,工艺:调节池---水解池---厌氧池---好氧池---沉淀池---污泥处理系统,马上要开始试运行了,拟用接种驯养,请问开车和驯养中的具体注意事项有哪些?答:培菌初期应采用静态培菌,污泥初步形成以后,要注意防止污泥过度自身氧化。有不少厂都发生过此类情况,污泥长期不增加,甚至下降,原因就是营养和曝气时间没控制好,污泥在增长同时又在不断自身氧化这样的恶性循环过程。活性污泥培菌后期,虽然污泥浓度较低,还是应适当排一些污泥,会有利于微生物进一步生长繁殖。34.问:本单位的厌氧处理装置将开始调试,请说说厌氧污泥培养方法和调试过程中的注意事项。答:厌氧污泥培养方法有多种,建议采用逐步培养法,大致过程如下:好氧系统经浓缩池的剩余污泥(已厌氧)投入到厌氧反应池中,投加量约为反应器容量的20~30%,然后加热(如要加热的话),逐步升温,使每小时温升为1℃,当温度升到消化所需温度时(根据设计温度))维持温度。营养物量应随着微生物量的增加而逐步增加,不能操之过急。当有机物水解液化(需一、二个月),污泥成熟并产生沼气后,分析沼气成份,正常时进行点火试验,然后再利用沼气,投入日常运行。启动初始一般控制有机负荷较低。当CODcr去除率达到80%时才能逐步增加有机负荷。完成启动的乙酸浓度应控制在1000mg/L以下。上面只是大致的要求,要请有经验的人来指导。35.问:我厂是炼油厂,污水处理工艺目前是这样的:高浓度污水进曝气生物滤池处理后,一部分进低浓度污水处理系统接触氧化池,一部分作为SBR(SBR处理湿式氧化后的碱渣)的稀释水,SBR处理完后进入低浓度污水处理系统接触氧化池,低浓度污水处理系统为隔油、气浮、接触氧化池、二沉池、砂滤器、回用,有一个问题,高浓度污水进曝气生物滤池前的氨氮总是高于出曝气滤池的水。请问这是什么原因?答:很正常,因为一部分氨氮在生物滤池内被去除了,不是异化途径去除,而是同化过程,即通过细菌菌体合成去除的。36.问:想咨询一下去除率方面的问题,以生活污水为主的污水处理厂若进水BOD/COD为0.4~0.5,出水的BOD/COD是否可能达到0.8~0.9,也就是说,出水COD为40~50,但BOD还不能达标,为何会出现这种情况,怎样调整工艺(处理工艺为SBR或氧化沟)?答:这是反常的,要确认BOD5测定是否有问题,如:测定时是否做空白对照;取样时出水中的细小絮体不能取入等。37.问:我们的污水池水深9米,池长50米宽15米,现池底淤泥较多,如何清除?池子常年有水的.答:要说清楚是什么工艺?是什么池?估计是调节池吧,调节池应该配置搅拌设备,进行污水均质,如果没有就要放空清泥。38问:城市污水二级出水如果只是经过过滤直接利用,过滤的方式应是怎样的,如何经过过滤出去颗粒物、毛发、还有藻类等一些杂质啊?请教您了答:要看回用水的要求,如作为一般的杂用水,至少要经过混凝、过滤和杀菌三个工序,过滤的方法很多,比较经济有效的是用石英砂过滤,至于水中毛发之类的物质是应该在前面污水处理装置去除的。39.问:我用的厌氧工艺是UASB,没有升温装置,整个工艺没有污泥回流系统,废水是通过UASB溢流到好氧池的,而好氧池采用的是生物膜法,现在要进行污泥培养,培养过程中要注意什么?答:UASB污泥培养可用其它污水厂浓缩后的厌气污泥移植培养,投加的污泥量要多,投加到厌氧反应装置高度的约1/3,污泥层至少1m以上。如果没有厌氧污泥,也可用放置后一段时间后的好氧污泥来移植培养,因为培养初期不必追求严格的厌氧,即使移植的污泥中有氧会很快耗去,而形成厌氧条件,只是培养时间会长一些。培养过程中pH一定要经常测定,控制在7左右,还要控制好营养。具体的培养要求可参考相关资料。40.问:我们处理的是半导体废水(含氟化物,氨氮,磷酸盐)。由于原设计考虑不周,现在改得只有一个好氧池了,没有厌氧池。好氧池进水氨氮30mg/L左右(流量平均30t/h),加碳酸钠调整pH值和碱度,pH值一般在7.5左右,24小时曝气;在后续沉淀池底放了一个5t/h的污泥泵,也是24小时回流,由于不好控制所以回流的有时是污泥有时是污水,出水氨氮几乎为0,连续这样稳定运行了2个月了。还能不能这样稳定运行下去?答:不合理有二方面:一是无除磷功能,厌氧不应该取消;二是回流污泥量应该相对稳定,在池底用泵这样排不行。从好氧池的反应时间和进水氨氮浓度来看,氨氮去除应该没问题。41.问:本单位采用的是前置式奥贝尔氧化沟工艺,近期在运行上出现问题。设计进水5万吨/天、COD350、BOD150、ss220、实际进水量每天5000m3/d,COD300,BOD120,SS180;运行方式是内外沟四台推进器全开,内外沟溶解氧控制在3mg/L(近期化验室检测溶解氧与在线仪表数据不一样,仪表比化验数据高3mg/L,运行两个月化验才开始。)间歇曝气,曝气5小时、静沉1小时(推进器全部关闭),进水1.5小时,进水一分钟开推进器,开始曝气,由氧化沟内污泥浓度在100左右,一台回流泵长期回流污泥,流量700m3/h,回流污泥浓度在100左右,氧化沟内的污泥浓度一直不变保持在200左右,出水COD140是在100左右,BOD50,SS50,二沉池出水混浊。(1)二沉池污泥不沉降,整个池面很混浊,(2)氧化沟污泥没有絮凝体,全部是很细小的颗粒。(3)镜检只发现一种微生物,样子像豆角籽,中间有气泡,头部多些。(4)氧化沟一直存在白色粘性泡沫,(5)我们处理全部是生活污水,运行3个月污泥浓度上不来,出水一直不好。请帮忙分析造成这样情况的原因。答:说明污泥已严重老化而解体了,是污泥负荷太低,曝气时间过长引起的,培养过程中污泥在增长的同时又在自身氧化,污泥浓度当然不会提高。污泥要重新培养,但问题是如果进水量和污水浓度还不增加,培养好的污泥又如何养住?你们目前的运行方式是不行的,溶解氧高不是主要原因,关键是曝气时间的控制。采用间歇曝气水下推进器不用停的,内沟不用曝气,可作为混合液流至沉淀池的过道,但推进器不能停。42.问:对于周边进水周边出水的二沉池,其是否已经克服了中心进水周边出水的二沉池的缺点呢?而且,我发现这里的辅流式二沉池都会出现液面翻很小的污泥絮体的现象,这是什么原因呢?答:我认为周边进水式沉淀池只是减小了进水水能对沉淀的影响和中心混合液短流问题,并没有全面改变幅流式沉淀池存在的问题。从理论上讲,周边式沉淀效率应该很高,可对进水布水要求很高。43.问:经常在一些论坛上看到类似这样的说法“曝气过大,DO过高,细菌发生自身氧化了,负荷太低,微生物发生自氧化了,导致解絮”云云。而在ASM1#,ASM2#,ASM3#模型以及废水生物处理泰斗McCarty都是将微生物的衰减系数作为常数,用b表示,亦即衰减(自身氧化)是按一定的比例b随时都在发生,进行的。而微生物的生长系数则与基质浓度密切相关,是一变数,当有机负荷较低,而供氧又充分的情况下,微生物将很快消耗掉水中的BOD,使生长停止,只有衰减,结果导致净增为0,甚至为负,使生物量不增反降。因此说自身氧化随时都在发生,而不是在低负荷,高DO下才发生,不知这样说是否妥当?答:理论上没错,但实际运行中对污泥老化并不是局限于这样的理解,虽然污泥老化主要是微生物长时间缺少营养引起的,即营养与微生物量的失衡,微生物不能正常生长,但处理装置在实际运行中的情况较复杂,污泥的活性还与运行控制条件、营养比等因素有关。有的装置会发生以下情况:当进水浓度正常,而碳氮比或碳磷比较低时,污泥的活性也会很差,使微生物对有机物的降解作用受到限制,产生的能量减少;当进水浓度和营养比等都正常,但由于剩余污泥没按要求排放,加之曝气时间过长等也会使污泥松散,活性差,这样的污泥习惯上也称老化。44.问:有一25000T的生活污水处理厂,采用Orbal氧化沟工艺,设计进水COD:370mg/L,实际进水COD在150mg/L左右,TP在2mg/L左右,氨氮在20mg/L左右,总氮高于氨氮6mg/L左右,MLSS在2000~2500mg/L之间,SV小于15%,SVI大约50ml/g,MLVSS/MLSS=0.5。出水COD小于40mg/L,TP几乎没有什么去除效果,氨氮在8mg/L左右,总氮去除率不到50%。现在问题就在二沉池出水堰有跑泥现象,从去年七月份开始运行到现在从来没有间断过。另外,三个沟各有四个转刷曝气器,现在由于负荷较低,外、中、内三圈分别开了1、2、2个曝气器,内圈溶解氧在2.0mg/L左右,外圈在线监测OBP低达-400。请问:二沉沉跑泥是什么原因,这样控制曝气方式恰当吗?答:污泥已发生一定程度的老化,活性已很差,出水带出的是老化了的解絮污泥。主要原因是污泥负荷过低引起的。应对措施:(1)减少曝气时间,可停运外沟,污水直接进中沟;(2)也可不停运外沟,增加排泥量,大幅降低MLSS。这二种措施都是为了增加污泥负荷,前一条是通过减少反应时间来增加污泥负荷,后一条是通过减少污泥浓度来增加负荷,当然为了维持水、气、泥三相平衡,曝气量也不能太大。45.问:周进周出的对布水的要求很严。其实周进周出的布水口都有块挡板深入二沉池底部的,但究竟深入多少比较合适,目前我还找不到资料。因为据说是直接从国外引进的技术,它的计算都没有的,不知道您对这个问题有何见解?答:你说得对,周边的进水口有档板的,估计在进水槽下有很多进水孔,经水能消散后向下流,然后从进水档板下向池内扩散,具体位置我说不清,应该在水面2米左右处吧。我想关键技术应该是均匀布水和水能消散。46.问:污泥中毒与污泥老化在表观上如何鉴别?答:一般来说污泥发生严重老化会有一个发展的过程,而污泥中毒会很快引起细胞解体。污泥老化和中毒时出水ESS都会明显增加,有经验的人能从表观上区分的。污泥老化时出水中的悬浮固体颗粒相对要大些,大多呈碎片状。污泥中毒时出水的悬浮固体颗粒相对要小。污泥中毒与污泥老化也可从DO值的变化上进行区分,污泥发生中毒的过程较快,会使DO在短时间内上升,而污泥老化有个渐进的过程,DO的上升过程也是渐进的。47.问:在污泥脱水机进泥量没变化的情况下,脱水后泥饼的含水率明显上升,这是什么原因?答:排除脱水机本身的运行状况外,可能是污泥加药调质工序有问题,也可能是前面的污泥均质池搅拌机故障停运或污泥浓缩池刮泥机故障停运等造成的。48.问:近段时间本单位的污泥脱水机(带式压滤)滤布常会跑偏,是什么原因?答:要确认滚筒表面是否粘结或磨损,辊轴的平行度是否好等等,如果是滤带坏要及时更换。49.问:最近废水中的油比较多,特别是格删井的地方,有黑色结垢的油,你们通常是怎样处理的?答:先用人工清捞,然后用吸油毡或吸油介质吸油。50.问:接触氧化法处理低浓度的生活污水(小型社区)有很多优点,但是N、P很难达到排放标准(二级),如何改进使该工艺能够有去除N、P的效果?答:我认为并不是接触氧化法脱氮除磷效果不好,而可能是控制环节有问题造成的,如好氧池的DO控制必须比活性污泥法高,缺氧区要有充分混合功能,还有碱度控制等因素。51.问:现在浓缩池上飘满了浮泥,(颜色是灰色的)我们已经延长了泥龄,减少了浓缩池的进泥。可为什么还会有这样的现象呢?答:这样的措施没有针对性,应该增加浓缩池的出泥量,使污泥在浓缩池的停留时间减少,以防厌气发酵。52.问:UNITANK工艺能否用在大规模污水厂中,有用过这个新工艺的工程师说不宜在大规模污水厂中应用,因为自控等很复杂,而且除磷效果较差,是这样吗?广东猎德污水厂是22万吨/日,上海石洞口污水厂是40万吨/日(近期),据说运行总体情况不错,而且石洞口污水厂要角逐詹天佑大奖,这个工艺用在大型污水厂究竟怎么样?请解答。答:我认为UNITANK工艺也适合大规模污水厂用,但对除磷要求高的污水不适合。53.问:我们的好氧池为生物接触氧化池,目的是将氨氮从30降至10以下,实际现在加显色剂后和空白差不多。加碳酸钠调节碱度,从后面沉淀池回流污泥,由于回流不好控制,所以有时是泥有时是水。以前发现没污泥回流时整个好氧池的pH值就随水流方向急剧下降,但有污泥回流时就不会了,能保证出水pH值在6.5-7之间。但近几天发现整个好氧池pH值偏低,前端仅6.9,出水5.8左右(进水所有指标和碳酸钠量均未改变,氨氮浓度依然测不出),即使相对以前改善污泥回流状态也是这样请问这是什么原因造成的?另外我们好氧池后面的沉淀池是竖流沉淀池(148m3,水量30m3/h),下面有四个小泥斗,在现有状况下应采取什么措施改善好氧池回流污泥状态?答:接触氧化法沉淀池的污泥(脱落的生物膜)一般是不回流的,所以要先确认填料上的生物膜是否正常?如果生物太厚就是加大气量冲刷,否则会严重影响处理效果。pH的下降这么多有些反常,理论上解释不通,因为进水氨氮不算高,硝化过程中产生的氢离子也不至于下降一个多pH单位,可能的是沉淀池积泥过多,在缺氧情况下污泥中酸化菌大量繁殖,回流至好氧池后发生酸化作用所至,当然只是推测。所以建议确认填料上生物膜的生长情况,沉淀污泥暂不要回流,观察一段时间再说。54.问:(前一贴回复后的问题)我们的系统以前是不回流的,当然因为设计时氨氮根本不需要考虑,以前没认真对待过这个好氧池,监测时发现整个好氧池pH值程下降趋势(按水流方向6.3——5.5——5.3——5.1);同时因氨氮进水浓度增高处理不了,请人来看时有两个建议:一是提高碱度,二是污泥回流。当时只采用了第1个建议,加碳酸钠之后氨氮确实有效去除了,但pH值依然下降幅度比较大,而且很不好控制,后来在进行污泥回流,发现对pH值的稳定有较好的效果,现在就一直回流了。对好氧池系统总感觉很不放心,一来通过好氧过程仅仅是将氮从氨氮形态转化成了硝态氮,并没有将其从水中除去,对环境的危害也没有降低;二来我经常怀疑这个系统的稳定性和持久性。请帮助分析并提出解决措施。答:纸上谈兵不一定说得准,只能供参考。如果回流后生化池的pH能稳定,也只有一个解释,就是污泥在沉淀池发生反硝化,回流液含OH-,进入好氧池后能中和部分H+。当然只是推测,但不管如何,说明系统去除氨氮的效果是不错的。如果要反硝化,不知反应时间是否够,可试试,在好氧池的中间某时段,设置缺氧区(停留时间约半小时至一小时,少量曝气,DO在0.5以下),这样可去除一部分硝氮,并稳定pH。还要注意:好氧池后半段DO高些,至少在3mg/L以上。补充说明:我前一贴分析中说好氧池的pH下降可能的是沉淀池积泥过多,在厌氧情况下污泥中酸化菌大量繁殖,回流至好氧池后发生酸化作用所至;在后一贴中又说污泥在沉淀池发生反硝化,回流液含OH-,进入好氧池后能中和部分H+,能稳定好氧池的pH。这二贴似乎矛盾,但这是对二种可能性分析,前者是假如污泥已厌气发酵成酸化反应了,后者是可能缺氧而发生反硝化。现在看来是后者的可能性较大。55.问:请教水解酸化池的溶解氧应控制在多少范围内,需要安装曝气及搅拌装置吗?答:水解酸化池是用泥法还是膜法,如果是泥法有搅拌器就可,如果是接触氧化法,除了安装搅拌器外,再好设置穿孔管或曝气软管之类的曝气装置,主要起辅助搅拌作用。不用担心曝气会影响酸化效果,因为酸化池负荷高,充些氧对其影响是微不足道的。56.问:我们厂在北京地区,规模三万吨,采用水解+生物接触氧化处理工艺,运行两年以来,如果开两台泵二沉池(负荷0.9左右)总有浮泥现象,有时候还出现针状絮体。影响出水SS。但是在开一太泵的时候,效果很好,请给诊断!答:主要原因是二沉池表面负荷太小,因为生物膜的沉降性能比活性污泥法差,设计时其表面负荷至少要大于活性污泥沉淀池的一倍。57.问:我们处理的是造纸废水和化工混合废水,采用卡鲁塞尔2000氧化沟。近一年来进水氨氮不断增高,大约在250左右,氨氮的去除率在30%-40%左右。请问氨氮增高对系统运行有何影响?应怎样处理?假如进水氨氮控制在80怎样处理才能达标?答:要确认污泥负荷和碱度等硝化条件是否满足?如果这些基本条件都满足,可增加好氧区的充氧量,将内回流闸门开大些,目的是使缺氧区前部的DO上升,使部分缺氧区也具有一定的硝化功能。58.问:怎么样确定水解酸化停留时间?用什么标准来确定污水达到水解酸化的程度和效果?答:酸化时间要通运行试验定的,一般来说酸化池出水pH下降,BOD/COD比增加就说明酸化有效果。59.问:我们厂采用CASS工艺,进水浓度由去年的COD在平均250ppm到现在的平均350ppm左右,同时进水悬浮物也比去年多了很多。处理周期是4小时,间歇曝气,采取边进水边曝气2小时的方式,进水浓度没这么高的时候基本采取进水1小时,曝气也1小时的处理方式。在曝气阶段结束时DO基本保持在2ppm以上,但是活性污泥的颜色还是黑色的。每进一批水的水量没有大的变化。采取前一方式处理已经有半个多月了,处理后出水还是维持在150ppm左右,悬浮物在50~60ppm,污泥呈黑色,活性污泥的絮凝性差,结构松散,难见到原生微生物,MLSS在1700ppm,进水BOD在120左右。答:我初步判断是曝气时间还不够,理由是:进水浓度增加后,你们采用了非限止曝气方式,表面上看是增加了一小时的曝气时间,其实不然,因为进水期大部分时间,因水位低,氧的利用率很低的,更重要的是由于负荷增高,上一周期曝气阶段结束时生化过程尚未完成,在静止沉淀阶段加剧了污泥厌气,至下一周期的进水阶段虽然在曝气,但这段时间的曝气实际上只是污泥活性的恢复或部分恢复,实际的生化反应时间并没增加多少。工艺调整的基本思路是对的,建议:(1)轮换将各池的污泥闷曝至泥色初步转棕黄色后再进水曝气;还要确认氮或磷是否够?因为进水COD浓度增加后,营养比可能会失调。我只是从表面来推测,仅供参考。60.问:制药废水,硫酸盐3000-4000,Cl-3000-4000,COD3000-4000,想在水解酸化池内挂填料,但小试发现挂膜相当困难;不知是填料选择不当,还是Cl-较高的原因?环保公司说Cl-超过3000填料就无法挂膜。答:这样的Cl-浓度会影响生物膜培养速度,但仍可挂上膜的,需要引入活性污泥或厌氧污泥,这样可增加挂膜速度。从填料来看,软性填料最易挂膜,弹性填料次之,半软性填料较差,但弹性填料易结球,要慎用。

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2019.04.19

医疗废水高污染 仪器助力提高废水回用率

     水污染指的是有害化学物质造成水的使用价值降低或者是丧失,并变成污染环境的水。据世界权威机构调查,在发展中国家,各类疾病有80%是因为饮用了不卫生的水而传播的,每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡。   水污染主要是由人类活动产生的污染物造成,它包括矿山污染源,工业污染源,农业污染源和生活污染源四大部分。医院污水虽然在生活污水中所占比例较小,但由于医院在运行过程中,不可避免地产生了具有直接或者间接感染性、毒性以及其他危害性的废水,含有病原微生物的医疗污水具有空间污染、急性传染和潜伏性传染等特征,如果不经过消毒、灭活等无害化处理,而是直接排入城市下水道,往往会造成水、土壤的污染,严重的还会引发各种疾病,导致介水传染病的暴发流行。   今年3月,北京市水政监察大队陆续对城六区55家医疗机构开展专项执法行动。调查结果显示,有25家医疗机构存在排水水质超标的情况,另有4家医疗机构存在无证排水的情况。在水质检测中发现,此次专项检查中有医疗机构在粪大肠菌群上超标1400倍。如果食用微生物超标的食品,很容易患痢疾等肠道疾病,可能引起呕吐、腹泻等症状,危害人体健康安全。   由于污染所导致的缺水和事故不断发生,不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收,还造成了不良的社会影响和较大的经济损失,严重地威胁了社会的可持续发展,威胁了人类的生存。因此,对于含有化学物质、放射性废水和病原体的医疗废水,必须经过医疗污水处理设备处理后才能排放,特别是肝炎等传染病病房排出来的污水,须经消毒后才可排放。   对于综合医院(不带传染病房)污水处理可采用“预处理→一级强化处理→消毒”的工艺。通过混凝沉淀(过滤)去除携带病毒、病菌的颗粒物,调节池前部设置自动格栅,调节池内设提升水泵,污水经提升后进入混凝沉淀池进行混凝沉淀,沉淀池出水进入接触池进行消毒,达标排放。传染病医院(包括带传染病房的综合医院)和排入自然水体的综合医院使用曝气生物滤池+二氧化氯消毒的污水处理工艺,流程为原污水先经格栅去除漂浮物,再经沉淀池分离泥砂等颗粒物,经调节均匀后泵至BAF进行生物处理,出水经二氧化氯消毒后达标排放,反冲洗出水回流至沉淀池,沉淀分后的污水循环处理。   随着科学技术的进步,废水也可以是一种宝贵的资源,要大程度的利用。提高医疗废水的再生利用率,不仅可以减少污染物排放,还可以节约有限的水资源。在水资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下,采用先进的技术、工艺和设备将废水进行处理后再进行排放,增加循环用水次数,提高水资源重复利用率将是废水回用的发展趋势。

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2019.04.10

垃圾渗滤液行业概况、市场竞争状况、毛利率、处理工艺及未来发展趋势分析

 一、国内垃圾渗透液行业分析1、国内垃圾渗透液行业概况垃圾渗滤液,是指垃圾在堆放和处置过程中由于雨水的淋洗、冲刷,以及地表水和地下水的浸泡,通过萃取、水解和发酵而产生的二次污染物,主要来源于垃圾本身的内含水、垃圾生化反应产生的水和大气降水。目前我国垃圾处理方式目前以填埋和焚烧为主,因此垃圾渗滤液处理需求主要为垃圾填埋场和垃圾焚烧厂。根据前瞻产业研究院发布的《2017-2022年中国渗滤液处理行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》,我们按照垃圾填埋厂产生的渗滤液占垃圾填埋量的40%,垃圾焚烧厂产生的渗滤液占垃圾焚烧量的30%,垃圾综合处理厂产生的渗滤液占垃圾综合处理量的35%,对近年全国渗滤液产生量进行测算,结果如下:2016年,国内垃圾渗滤液产生量约为9152万吨,日均产生量约为25万吨;2017年我国日均垃圾渗滤液产生量为26.57万吨,全年垃圾渗滤液产生量达到9700.75万吨,较上年增长549.1万吨,同比增长6%。数据来源:前瞻产业研究院目前我国垃圾渗滤液处理收费,主要根据垃圾渗滤液的进水水质、排放标准及处理水量来进行收费,由于垃圾渗滤液项目所处地区不同、垃圾种类及性质不同,及项目方所采用的技术路线、工程材料、药剂等有所差异,不同垃圾渗滤液项目的处理费用差别较大。根据目前国内部分项目的实际情况(一般每吨处理费用在150元-200元),结合全国垃圾渗滤液处理量,以每吨150元处理费用,测算我国垃圾渗滤液处理行业市场规模,2010-2017年,垃圾渗滤液行业处理费用规模由89.91亿元增长至145.51亿元,年平均增速在7.15%。数据来源:前瞻产业研究院2、垃圾渗透液行业市场竞争状况近年来,在国家的重视与环保政策趋严助推下,垃圾渗滤液处理市场逐渐被打开,竞争也日趋激烈,但目前行业内的企业规模普遍较小,行业集中度不高。现阶段行业内企业大致可分为两个梯队,研发较强、技术先进、工艺先进、产品质量有保障、服务质量和品牌好、可提供一体化服务的企业盈利能力强,处于行业竞争中的先锋梯队;而绝大部分企业处于第二梯队,主要表现出规模较小、实力偏弱、缺乏核心技术。目前行业比较有竞争力的竞争对手有以下两类:(1)处于先锋梯队,在垃圾渗滤液市场深耕多年的竞争企业如北京天地人环保、江苏维尔利、烟台金正(2)大型环保公司新进入垃圾渗滤液市场伴随着垃圾渗滤液处理行业的快速发展,大型环保公司可能会选择进入垃圾渗滤液行业进行竞争。a、北京天地人北京天地人成立于2002年,注册资金13870万元,员工300余人,专业从事高浓度废水处理和特殊物料分离,是国内碟管式反渗透处理领域成立最早、大规模的企业之一。天地人掌握有碟管式膜技术(DT)、大通道卷式膜技术(DTL)、MBR、DTZ零排放、多效膜蒸馏(V-MEMD)、多相催化臭氧化氧化(HCOS)、高压纳滤分盐(DTNF)、微滤(MF)、超滤(UF)、物料分离、腐植酸提取等多项水处理核心技术,并在水务、固废领域,拥有集投资、研发、设计、设备制造、建设、运营为一体的完整产业链,可以为政府、企业提供一体化、个性化的高浓度废水处理综合解决方案。天地人业务涵盖垃圾渗滤液综合处理、高浓度工业污水深度处理、煤化工浓盐水、制药废水、脱硫废水、城市应急供水、物料分离等多个领域。截止目前,全国工程业绩多达两百多个,青岛、宁国等多项精品工程更是获得国家部委的表彰与肯定。2012年,上市公司国中水务以约5.6亿元收购天地人全部股权,并在2015年12月以6.5亿元价格将天地人全部股权转让于上海东熙投资,转让理由是由于市场竞争激烈天地人的主营业务出现大幅萎缩,导致2015年合并期间内天地人亏损3,209.89万元。b、烟台金正烟台金正环保科技有限公司(纳斯达克股票代码NEWA),是中国水处理行业特种膜研发生产与应用的高新技术环保企业。金正环保以特种膜材料、特种膜元件、膜法水处理设备的研发与制造为核心技术,主营业务是污废水资源化与高品质再生水回用。公司2012年开始从事垃圾渗滤液处理,拥有员工200余人,有自己的DT特种膜生产线。c、江苏维尔利公司成立于2003年,专业从事生活垃圾和垃圾渗滤液处理领域。江苏维尔利拥有环保工程专业承包壹级资质、环境污染治理工程专项设计资质和污染治理设施运营服务资质。承担了一百多项难度大、技术含量高的工程项目,并逐步走向海外市场。历经十余年的发展,江苏维尔利已成为专业化国内龙头企业。业务领域由垃圾及垃圾渗滤液处理扩展到市政污水及污泥、烟气净化、土壤及水环境污染修复等多个领域,为企业及政府提供技术和整体解决方案。d、武汉天源环保股份有限公司武汉天源环保股份有限公司(是武汉天源环保集团控股上市子公司,831713新三板退市),主要从事垃圾焚烧厂、垃圾填埋场、垃圾中转站的垃圾渗滤液,餐厨垃圾沼液,浓缩液的处理工程项目。拥有环保工程专业承包和机电设备安装工程专业承包资质、环境污染治理设施运营资质、生活垃圾环境污染治理设施运营资质证书。作为垃圾渗滤液治理产业的先行者和领军者,公司是中国早期从事垃圾渗滤液处理产业化探索的企业之一,从1998年开始与国内多个城市展开垃圾渗滤液的治理合作,承接200多个垃圾渗滤液处理项目建设与运营,项目数量在国内同行业位列前茅。3、行业毛利率2018年中期垃圾渗滤液行业平均的毛利率在41%左右,整体环保工程及服务行业毛利率在35%左右。列举几家同行公司毛利率做如下比较:垃圾渗滤液成分复杂,处理难度大,处理设施技术壁垒较高,因此,垃圾渗滤液处理行业毛利率较高。4、垃圾渗滤液处理的工艺应用于垃圾渗滤液处理的一般工艺包括物化处理法、生化处理法和两者组合处理方法。物化法处理垃圾渗滤液具有简单、直接、效果明显的特点,广泛应用于垃圾渗滤液的前处理及深度处理过程中。应用于渗滤液处理的物化法包括混凝、沉淀、吸附、吹脱法、高级氧化法、离子交换法、膜法等。常用的膜技术包括超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等。生化处理法是生活垃圾填埋场渗滤液处理最常用的一种方法,其运行费用相对较低、处理效率高,不会出现化学污泥等造成二次污染。生物处理法具体的工艺形式有厌氧生物处理(UASB、IC、UBF、AF等)和好氧生物处理(氧化沟、A/O、SBR等)。综合以上处理技术的特点,结合垃圾渗滤液的特点,单一的处理方法无法实现出水的达标排放,根据现有渗滤液处理设施的具体运行情况和已有的工程经验,工艺设计中一般应优先考虑耐冲击负荷能力和适应性强的工艺。因此,目前我国渗滤液处理实际工程中多采用组合处理工艺,常见的有“预处理+生物处理+深度处理”组合工艺、“预处理+两级DTRO”组合工艺、“预处理+机械蒸发+深度处理”三种组合工艺。以“预处理+两级DTRO”组合工艺举例。“预处理+两级DTRO”组合工艺预处理:预处理设置的主要目的是优化后续碟管式反渗透膜的进水水质,保护膜组件的高效运行。渗滤液中难溶解的钙、镁、钡、硅等无机盐直接进入到后续的反渗透系统中被高倍浓缩,当其浓度超过该条件下的溶解度时将会在膜表面产生结垢现象,影响膜组件的正常运行。根据实际工程设计,本工艺中预处理多采用水质调节和物理截留的方法。该预处理工艺也可采用技术较成熟的混凝、沉淀工艺,尤其是膜系统浓缩液采用回灌处理的生活垃圾填埋场,浓缩液中污染物的积累容易导致膜组件操作压力上升,影响到其正常运行,采用混凝、沉淀工艺能够更有效地优化膜系统的进水水质。两级碟管式反渗透(DTRO)系统:碟管式膜的膜组件构造与传统的卷式膜截然不同,碟管式反渗透系统(DTRO)具有专利的流道设计形式,能有效避免膜堵塞和浓度极化现象,适应更恶劣的进水条件,其前端的预处理工艺要求也相对简单。而且,膜组件使用寿命长,组件易于维护,过滤膜片更换费用相对较低(组件内部任何单个部件均允许单独更换)。工艺特点:“预处理+两级碟管式反渗透(DTRO)”处理系统集成度和自动化程度较高,操作方便,占地面积相对常规处理工艺小。但与常规处理工艺一样需要考虑浓缩液的处理处置问题,本工艺属于单纯的物理截留工艺,渗滤液中的污染物多被截留到浓缩液中,因此浓缩液处理难度更大。5、垃圾渗滤液处理行业发展趋势2008年7月1日,我国《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)新标准正式开始实施,相对于1997年旧的标准,新标准强制规定现有和新建生活垃圾填埋场都应建有完备的垃圾渗滤液处理设施,而且还提高了渗滤液的处理标准和排放标准,因此对于国内垃圾渗滤液处理需求明显增加。未来垃圾渗滤液处理需求依旧强烈,预计行业年均增速仍将保持在7%以上,主要的需求增长点来自以下几个方面:A、增量需求:增量需求主要来自新增垃圾产生量,随着我国城市化程度的加快和居民生活消费水平的提高,我国城市生活垃圾的产生量将以每年8%-9%左右的速度增长。而目前我国城市生活垃圾无害化处理仍以卫生填埋为主,采用填埋处置垃圾会产生大量污染性极强的垃圾渗滤液;B、存量改造需求:存量改造需求主要来自渗滤液处理不能达标的处理设施改造升级,2008年以前,我国垃圾填埋以简单填埋为主,基本无垃圾渗滤液处理装置。2008年7月1日开始实行新修订的《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—2008),文件要求凡在2008年新标准出台前建设的垃圾填埋场,均需要改造垃圾渗滤液处理设施,2012年5月颁布的《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》加大垃圾处理设施存量治理力度,对于渗滤液处理不能达标的处理设施,要尽快新建或改造渗滤液处理设施。C、政策加码:根据发改委发布的《十三五全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,“十三五期间,规划新增生活垃圾无害化处理能力49万吨/日,生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理能力的比例达到50%”。按照《规划》,“十三五”期间新增生活垃圾无害化处理能力49万吨,按照焚烧处理和填满处理各占一半的比例计算,“十三五”期间我国将新增渗滤液处理市场规模约171.5亿元。数据来源:网络数据整理分析综上,未来5年垃圾渗滤液处理行业市场规模以年均增速7%测算,2018-2022年,垃圾渗滤液处理行业市场规模从2018年的157.15亿元增至2022年的204.07亿元。

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2019.03.19

电镀成产过程降低资源消耗 减少污染 做好这4条是基础

电镀生产过程的控制电镀生产是电镀清洁生产的重要环节,通过对电镀生产的控制,能够降低资源消耗、减少污染、增加效益。本文主要阐述了电镀生产过程控制的延长电镀溶液的使用寿命、生产过程中减少电镀溶液的带处量、工件的清洗、金属回收。1 延长电镀溶液的使用寿命(1)减少杂质的带入量。要采用去离子水配制电镀溶液,入镀槽前要清洗工件,使电镀溶液中的杂质减少采取一定的措施减少化工原料、阳极、工装挂具等带人杂质的量。(2)清除电镀溶液中的杂质。主要采取过滤法、电化学法和其他方法。一是过滤法。它分为连续过滤法和定期过滤法。前者主要是清除电镀溶液中机械杂质、有机杂质,还能起搅拌的作用。后者主要是定期处理电镀溶液后分离沉淀及其吸附物的方法。此法可能导致溶液的损失,要尽可能减少此法的使用次数。二是电化学处理方法。一般用以清除电镀溶液中的金属杂质。三是其他处理方法。其中离子交换法、冷冻法使用较多,渗法及膜分离法因其生产成本和膜的质量问题,使用并不广泛。(3)电镀溶液的维护和调整。此维护调整能实现延长镀液寿命的目的,这是降低消耗、节约资源、减少污染的有效措施。电镀溶液的调整必须及时、稳定、可靠,使电镀溶液的组成稳定在合理的范围内,以确保镀层质量。2 生产过程中减少电镀溶液的带出量电镀溶液的粘度与使用温度、工件和挂具的形状与表面状态及出槽的停留时间对电镀溶液的带出量有较大的影响,控制好这些因素可以大幅减少电镀生产过程中电镀溶液的带出量。(1)电镀溶液的浓度与使用温度的选择。电镀溶液浓度控制在工艺条件的下限以减少电镀溶液的带出量;提高电镀溶液的使用温度,能够降低电镀溶液的粘度,也能减少带出;通过添加表面活性剂以降低电镀溶液的表面张力,也能减少电镀溶液的带出量。(2)挂具的设计与选用。挂具分为专用挂具和通用挂具。要按实际生产需求确定使用类型,做到既满足生产需要,也能实现节能、减污。同时,挂具的表面耍尽可能光滑,无毛刺、桔皮等缺陷。(3)出槽停留时间的控制。适当延长工件出槽后在空中的停留时间可以有效减少电镀溶液的带出量。3 工件的清洗要采用清洗效率高、清洗水量少和可回收利用工件带出液的清洗方法。电镀工艺的设计,应采用低浓度电镀溶液,并要采取有效措施减少电镀溶液的带出量。工件单位面积的电镀溶液带出量要通过试验确定。回收槽或一级清洗槽的清洗水要采用满足电镀工艺要求的水质或去离子水。在槽内回收液达到回用要求的浓度时应补人镀槽回用,在回收液对电镀溶液质量产生影响时,要采用过滤、离子交换或隔膜电化学处理等方法净化后再回用。末级清洗槽废水中主要的金属离子允许浓度要按电镀工艺技术要求等确定。要采用以下数据:中间镀层清洗为5-10mg/L,最终镀层清洗为20-50mg/L。在末级清洗槽采用喷洗或淋洗清洗时应采用数据的上限值。在电镀槽中电镀溶液蒸发量与清洗用水量相平衡时,要采用自然封闭循环工艺流程在蒸发量不大于清洗用水量时,要采用强制封闭循环工艺流程。在电镀工艺采用自动线生产时,工件清洗要采用反喷洗清洗法,在采用手工操作时应采用间歇逆流清洗法或回收清洗法。工件预处理的清洗要采用串联清洗工艺流程,其酸洗清洗可复用于碱洗清洗水。在电镀生产为自动线时,清洗槽级数应采用3-5级,手工操作时不可超过3级。工件的各种清洗方法要按具体情况与离子交换、电化学处理等方法组合使用。4 金属回收这是减少资源流失和治理环境污染的有效措施。现在,离子交换法、电化学法、化学法处理污水和回收金属过程有效结合,在处理含锡、铅、铜、锌、镍、铬等重金属的电镀废水的同时能够实现回收金属的目的。新型大孔性离子交换树脂及离子交换纤维的产生,离子交换法在回收金属、提高水的回用率等技术要求方面远优于其他方法。通常采用离子交换法和膜分离法从镀镍清洗水中回收镍。离子交换法成本低,回收的镍价值很快就可补偿回收设备的投资。银的回收采用化学法回收和阴极电化学处理回收。而化学法回收银的过程复杂,还必然带来新的污染,所以,目前多用电化学处理法回收银。银的电化学处理回收系统中阴极面积比阳极大,采用不锈钢制作能使沉积在阴极的银易于剥离开来,其纯度能达99.99%。金的回收要采用阴极电化学处理回收、离子交换法回收,也适合采用化学法回收。电化学处理回收与离子交换回收联合使用,能在确保清洗水中金的回收更彻底,以防止贵金属的流失。

厂商

2019.03.15

污水设备老是坏怎么办?掌握这些要点 再也不用担心水质不达标!

设备是现代化生产的物质技术基础,污水处理厂生产能否正常运行,主要取决于污水处理设备的完善程度,正确使用好设备, 细心保养好设备,专业检修好设备、规范管理好设备, 使设备处于良好的工作状态,是承质达标的重要保证。设备管理主要包括:前期管理、台账管理、备件管理、故障分析与维修管理、技术升级管理等方面。建立管理规范并认真实施规范,实行全员设备管理模式,即:,机械、电气、仪表、管理、操作等专业人员共同参与的设备技术管理。污水处理厂有大量的处理工艺设施和辅助生产设施。生产工艺设备如格栅拦污机、泵类、搅拌器、风机、投药设备、污泥浓缩机脱水机、混合搅拌设备、空气扩散装置、电动阀门等。这些工艺设备的故障将影响污水厂的运行或造成全广的停运。一丶工艺流程二丶水区设备安全操作运行★格栅机负责将污水中大型颗粒物和漂浮物拦截。一般分粗细两种类型,粗格柵柵距为20mm,柵条厚6mm;细格栅栅距为6mm,栅条厚4mm。栅耙在电机驱动下沿齿轮条往返运动,在栅耙运行到上端时,刮板刮掉浮渣,浮渣进入螺旋输送器进料口。电控方式采用格栅前后水位差的信号,经变送器转换,实现自动控制。该设备结构简单耐用,主要易损件为: 耙齿、导向轮、行走轮、支撑压力杆等。保养: 定期更换润滑油。★螺旋输送机和栅渣压实机螺旋输送机将栅渣送入栅渣压实机进行挤压,固液分离,栅渣压实,便于运输。易损件: 衬板、螺旋叶片。保养: 定期更换润滑油。★吸砂桥、砂水分离器污水进入曝气沉砂池进行粗曝气处理,漂浮物上浮泥沙下沉,吸砂桥往复运动,砂泵将泥沙抽出送至砂水分离器,进行砂水分离。浮渣由螺旋输送器送入压实机。易损件: 吸砂泵磨损严重,需经常更换。保养: 定期更换润滑油。★罗茨风机由两只渐开线腰形转子组成,依靠主动轴上齿轮带动从动轴上齿轮,两轮等速相对旋转,完成吸气、压缩和排气过程。开机前检查: 润滑油标线、进出风口及各种仪表阀门。风机运行时每2小时巡视一次,抄录仪表参数; 出现非正常摩擦声和撞击声应立即停车检查。保养: 按照操作手册定期检查各连接螺栓牢固程度; 定期更换润滑油; 每500小时小检一次,2000小时小修一次,15000小时大修。★进水泵房进水泵房承担污水提升任务,由四台110千瓦的潜污泵组成,其中一台为变频控制泵,超声波液位控制,水泵启动程序按泵的累积运行时间排序,实现全自动无人值守运行。常见故障: 控制开关故障、出水闸板阀和蝶阀关闭不严。★初沉池刮泥机是初沉池的重要设备,负责将二二沉池沉淀下来的污泥,刮聚到一起,通过气动排泥阀门进入积泥孔经排泥泵送至预浓缩池; 上面的浮渣通过上面的滚筒收集做其他处理,通过沉淀后的清水进入下一道工艺处理。保养: 定期更换变速箱润滑油。★鼓风机房鼓风机房由4台电动鼓风机和2台沼气鼓风机组成,6台风机在控制中心指令下按设定风压运行,是整个生产运行环节的动力中心,承担着生物池的送气任务。生物池承担着全厂80%的水质处理指标,采用A20和MBBR镶嵌工艺,在池内投加填料(即生物床),使微生物附着在生物床表面上,该填料与水的密度接近,这样易与水充分混合,在保证好分解氧浓度、污泥浓度及适宜的温度条件下,污泥中的微生物氧化分解,水质得到净化。三丶泥区设备安全操作运行★二沉池回流污泥泵回流污泥泵是将生物池排到二沉池的活性污泥回流到生物池前端,同进入生物池的新鲜污泥混合,达到生物与“养料”的结合,来实现活性污泥法的处理过程。因此,保持适当的回流比例,对整个生物池的处理效果至关重要,在生产运行中,要根据污水进水量的大小,合理确定回流量。这需要根据生产计划科的工艺要求来操作。剩余污泥泵负责将生物池剩余污泥输送到浓缩机进行浓缩,然后通过供泥泵泵入消化池。剩余污泥泵是浓缩机的进泥泵,因此存在联动关系,它随着浓缩机的运行而自动启动运行。泵在运行中重要关注是否有异常声响,震动是否异常,如果泵在运行, 而泥量很少,就得考虑是否泵口阻塞或泥位太低等可能性。刮泥机刮泥机是二沉池的重要设备,负责将二沉池沉淀下来的污泥,刮聚到一~起,通过剩余污泥泵和回流污泥泵来分作各个用途; 而上面的浮渣通过上面的滚筒收集做其他处理,通过沉淀后的清水进入下一道工艺处理。二沉池主要易出现问题是: 浮泥、浮渣。当出现此问题时,需要马上采取措施,降低该池进水量,避免更多的浮泥出现,以致影响出水水质。及时巡视二沉池,及时发现水质的细微变化,及时发现是否有泥上浮是运行好二沉池的重要保证。★预浓缩预浓缩包括预浓缩池、预浓缩储泥池和预浓缩泵房三部分预浓缩池是两个大的圆形池,安装于中心的刮泥机将从初沉池来的污泥收集起来通过电控自动进泥阀,输送到预浓缩储泥池,同从脱水机房来的经过浓缩机浓缩的剩余污泥一起,通过进泥泵泵进消化池消化。预浓缩储泥池: 是预浓缩泵房上面的一个暂时存放污泥的方形池,上边有液位变送器把液位状况传递给自动控制系统,来自动保持液位平衡。但由于探头问题导致偶尔的控制失效也是存在的。有时会出现池顶上冒溢,或储泥池泥被拉空,导致供泥泵干运行; 这些问题的出现,需要值班人员根据仪表指示、现场巡视等来发现异常,及时处理,避免造成设备损坏和影响正常生产。预浓缩泵房: 有四台分两组供泥泵,分别往-二号和三四号消化池供泥。两台泵交替每五小时一倒,它的循环同每两个消化池五小时一倒的循环是一致的。这几台供泥泵是泥区正常运行的关键设备。如果供泥泵运行不正常或达不到应该处理的泥量,都会影响整个泥区的正常运行,进而影响全厂工艺水平。对进泥泵的要求是: 要保证达到工艺运行要求的处理量。但事实上,由于污泥中含有不少的沙分,随着泵套磨损的加剧,进泥量会越来越小。需要及时采取措施,提高进泥量。进泥泵运行中有时出现报警,需及时发现、及时复位、消除故障,保障运行正常。★消化池四个消化池分作两组,负责污泥消化、产生甲烷气体送沼气罐储存,消化后的污泥送后浓缩储存,再进脱水机处理。消化池要保持污泥温度35度左右,通过锅炉为消化池加热提高温度。锅炉属燃气锅炉,沼气罐储存的沼气,通过沼气压缩机压缩后输送到锅炉。锅炉有独立的自控系统,可以根据消化池的加热需要开停锅炉。锅炉运行,主要是要及时补充循环水;对锅炉可能发生的报警,要排除故障,及时复位。消化池底下有两组污泥循环泵,负责消化池内部的污泥循环。通过循环保证了污泥的充分流动和接触, 提高了污泥消化的效果; 而且污泥循环的过程, 也正是污泥通过热交换器加温的过程。污泥循环泵两台每五小时交替运行,当一台故障时,另一台持续运行,因此,污泥循环运行相对可靠性高一些。消化池的问题主要是冒溢问题,当消化池内气体到沼气罐的通路不畅时,会出现连气带泥从消化池顶冒溢的情况。一般的处理方案是,先停掉到消化池的进泥,再打开放气阀,让气体压力降下来,然后把水封加满水,再关闭放气阀,继续观察气体压力状况。对于压力持续较高的情况,需要清理砾石过滤器疏通沼气通道。还有由于到后浓缩的落泥管阻塞而导致的冒溢状况,也需及时发现、及时处理, 确保安全生产。★后浓缩后浓缩包括后浓缩池、后浓缩储泥池和后浓缩泵房后浓缩池同预浓缩池结构和设备都相同。经过消化池处理的污泥通过落泥管进入后浓缩池,再通过自动控制的进泥阀进入后浓缩储泥池,由三台供泥泵送入脱水机,进行脱水处理。后浓缩池储存的是消化后的污泥,在运行中,要注意尽量不要让后浓缩池的污泥出现回流水区的情况。后浓缩泵房装有三台供泥泵,分别负责往三台脱水机供泥,相互之间不连通。供泥泵的流量和控制,通过脱水机设备控制按钮实现泥量的加减。对于供泥泵运行中的报警故障,需要在现场控制柜上排除故障和复位。★脱水机房脱水机是进行污泥脱水处理的重要设备,经过消化池消化的污泥,由后浓缩供泥泵送入脱水机,按一定比例配置好的絮凝剂,通过加药泵输送的脱水机,和污泥混合。在高速离心力的作用下,污泥通过絮凝剂的凝聚作用,实现泥水分离,浓缩后的污泥,通过螺旋输送到泥场外运,分离出的水,回流厂区进水前端。脱水机的运行管理和保养对设备状况相当重要。脱水机运行时是高速运转,在运行中轴承要按规定及时加润滑油。在停机状态时,要及时检修保养设备。定期疏通管道,去除管道里的积垢; 定期清除脱水机里的积泥,对保障脱水机的正常运行很重要。脱水机的加药系统是经常出现问题的地方。脱水机所用絮凝剂在加药箱中配置,由于加药系统的故障可能导致絮凝剂堆积在加药口,阻塞加药口。需要值班人员及时巡视、及时发现、及时处理。★沼气系统沼气系统包括沼气罐、脱硫塔、沼气压缩泵房和沼 ,火炬沼气系统的运行,特别强调 :安全放在首位。消化池产生的沼气,通过脱硫塔脱硫后进入沼气罐储存,沼气罐顶部有自动放气机构,当沼气满了,会自动打开放气阀放气。但是,由于自动机构的失效,有时需要手动放气,需要值班人员一起配合操作,确保安全。脱硫塔负责给沼气脱硫处理,经过脱硫的沼可以通过沼气压缩泵房的三台压缩机输送给锅炉或沼气风机使用。为保证沼气质量,需按要求及时给脱硫塔投加脱硫剂。投加时要注意安全, 由于沼气属易燃、易爆气体,要避免烟火、撞击火星等。沼气压缩机房有砾石过滤器,通过水封过滤消化池气体到脱硫塔,当消化池气体压力高时,出现消化池冒溢时,也容易出现砾石过滤器处的气体泄漏,需要值班人员及时戴防护给水封加水,消除泄漏故障。沼火炬会自动根据沼气罐设定气位进行点燃或停止,但由于自动控制系统的故障,可能导致到气位不点燃或到低限位燃不停,需要根据实际,人工点燃或切断电源,来保障沼气运行系统的安全。四丶污水厂主要设备1丶泵类常规检查:至少1年一次(根据实际情况适当增加),正常运行的每3年一次;如果更换机械密封,一周后进行油品检查。常规检查主要对象及步骤:泵的可见部件检查:更换损坏件、确认螺钉紧固性、检查起吊设备。泵壳与叶轮:更换丧失功能的部件、叶轮口环间隙超过2mm需更换、泵壳出口法兰的磨损通常引起出水叶轮的旋转方向: 从电机方向看去,叶轮为顺时针,错误方向将导致电机过载,叶轮紧固件松动;更换润滑油: 按设备说明书要求正确更换油品;更换叶轮: 叶轮和泵轴之间有内部锁定装置,使用专用工具拉出叶轮,更换后手动转动叶轮,看是否有摩擦。更换机械密封: 机械密封主要材质为碳化硅,使用专用工具拆装;电机保护: 泄露保护、电机温度保护、短路保护、过载保护、干运行 保护; 传感器采用常闭热敏双金属片方式,输出信号为电阻值; 电机每小时最多启动15次。常见故障及原因:(1) 不启动: 无电力供应或电缆故障、控制系统问题、保护系统故障,继电器设置过低。(2) 启动后立即停机: 电压不等,泄露,电机受潮,定子线圈问题(3) 电机工作,但不做功: 叶轮旋转方向错误、 电机在两相电压下工作、叶轮磨损。(4)泵工作不平稳、有噪声: 内部零件磨损、叶轮损坏、电机或齿轮箱故障、安装不正确。★安全保护措施(1)正确使用起吊装置、注意溺水危险,起吊前检查起吊设备;(2) 确保周围环境在正常条件下有充足的氧气、无毒气存在,消除不健康因素,严格遵守清洁生产程序;(3)严防触电事故发生,在维修保养时,必须先办理停电手续,挂指示牌,拆掉进行,包好线头,做好记录,后验电。(4) 水泵电缆必须与水泵同时提升,线头不能落入水中,牢固安装好电缆;(5) 导杆上下端装橡胶环。(6) 吊起后用水冲刷干净,必要时消毒处理。2丶鼓风机开机前检查:进出封口是香畅通;联轴器螺栓是否牢固,手动盘车三圈,是否有异常响声; 各种报警仪表参数设置是否合理,阀门是否处正确位置; 检查润滑系统;检查供电和自控系统。运转:手动开启风机;检查润滑系统;检查在线仪表参数;手动运转正常,切入自动运行模式。保养:定期切换、清理润滑油过滤器、空气过滤器;严格按期更拽润滑油和润滑脂;停用风机每周盘孩和采用磁悬浮电磁轴承,转子运行时不需要润滑,在变频控制下能够始终保持高工作效率,节约能源;噪声低,无需设置隔音罩:无振动,无需采取防振措施:设计紧凑,占地面积小,自动化程度高,只需定期更换空过滤器。3丶脱水机脱水机是进行污泥脱水处理的重要设备,经过消化池消化的污泥,由后浓缩供泥泵送入脱水机,按一定比例配置好的絮凝剂,通过加药泵输送的脱水机,和污泥混合。在高速离心力的作用下,污泥通过絮凝剂的凝聚作用,实现泥水分离,浓缩后的污泥,通过螺旋输送到泥场外运,分离出的水,回流厂区进水前端。脱水机的运行管理和保养对设备状况相当重要。脱水机运行时是高速运转,在运行中轴承要按规定及时加润滑油。在停机状态时,要及时检修保养设备。定期疏通管道,去除管道里的积垢; 定期清除脱水机里的积泥,对保障脱水机的正常运行很重要。脱水机的加药系统是经常出现问题的地方。脱水机所用絮凝剂在加药箱中配置,由于加药系统的故障可能导致絮凝剂堆积在加药口,阻塞加药口。需要值班人员及时巡视、及时发现、及时处理。

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2019.03.13

干货!各类除氨脱氮工艺的优缺点汇总!

近20 年来, 对氨氮污水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺,目前氨氮处理实用性较好国内运用最多的技术为:传统生物脱氮法、氨吹脱汽提法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、膜法等。一、各类脱氮工艺简介1、传统生物脱氮传统生物脱氮技术是通过氨化、硝化、反硝化以及同化作用来完成。传统生物脱氮的工艺成熟,脱氮效果较好。但存在工艺流程长、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺点。2、氨吹脱包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法,其机理是将废水调至碱性,然后在吹脱塔中通入空气或蒸汽,经过气液接触将废水中的游离氨吹脱出来。此法工艺简单,效果稳定,适用性强,投资较低。但能耗大,有二次污染。NH4++ OH-= NH3 +H2OOH-一般由NaOH提供, NaOH分子量为40;不考虑其他因素,理论上计算得去除1kg NH4+需要NaOH 2.86kg,按工业级NaOH 2.0元/kg计算,去除1kg NH4+的药剂成本为5.72元(吹出氨气不吸收).吹脱耗电约为4度/吨.3、离子交换离子交换法实际上是利用不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子(NH4+)发生交换反应,从而将废水中的NH4+牢固地吸附在离子交换剂表面,达到脱除氨氮的目的。虽然离子交换法去除废水中的氨氮取得了一定的效果,但树脂用量大、再生难,,导致运行费用高,有二次污染。4、膜过滤利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染,但投资成本太大,而且对废水的水质要求太高,尤其是盐度等。5、折点加氯法折点加氯法是投加过量的氯或次氯酸钠,使废水中的氨氮氧化成氮气的化学脱氮工艺。该方法的处理效率可达到百分之九十到一百,处理效果稳定,不受水温影响。但运行费用高,副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。6、磷酸铵镁沉淀法(鸟粪石法)向含氨氮废水中投加Mg2+和PO43-,三者反应生成MgNH4PO4?6H2O(简称MAP)沉淀。此法工艺简单,操作简便,反应快,影响因素少,能充分回收氨实现废水资源化。该方法的主要局限性在于沉淀药剂用量较大,从而致使处理成本较高,沉淀产物MAP的用途有待进一步开发与推广。Mg2++ PO43-+ NH4+= MgNH4PO4Mg2+一般由MgCL2提供, MgCL2分子量为95; PO43-一般由NaH2PO4提供,分子量145,不考虑其他因素,理论上计算得去除1kg NH4+需要MgCL27.6kg, NaH2PO410.36kg, 按工业级MgCL22.5元/kg, 工业级NaH2PO43.0元/kg计算,去除1kg NH4+的药剂成本为50元.产生磷酸铵镁沉淀18kg(不考虑结晶水)二、各种除氨工艺的优缺点

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2019.03.04

中央一号文件释放新动向 农村污水处理将发生重大变化

     在日前发布的《中共中央、国务院关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》中,污水处理再次成为农村环境治理的重要命题:推进农村饮水安全巩固提升工程,加强农村饮用水水源地保护,加快解决农村“吃水难”和饮水不安全问题。   2019年2月19日,《中共中央、国务院关于坚持农业农村优先发展做好“三农”工作的若干意见》由新华社受权发布。作为新世纪以来第16个指导“三农”工作的中央一号文件,此番政策“含金量”和信息量相当大。   与以往一号文件往往聚焦“三农”工作某一领域不同的是,涉及整个“三农”工作的多个领域。不少细则均是首次或更加细化的提出,加强农村污染治理和生态环境保护便是其中一大亮点。在众多业界人士看来,《意见》提出的“硬任务”,在补齐农村发展各项短板的同时,也涵盖了当前农村发展的难点。   在实施村庄基础设施建设工程方面,《意见》明确全面推开以农村垃圾污水治理、厕所格命和村容村貌提升为重点的农村人居环境整治,确保到2020年实现农村人居环境阶段性明显改善。落实河长制、湖长制,推进农村水环境治理,严格乡村河湖水域岸线等水生态空间管理。尤其就农村水处理而言,《意见》提出推进农村饮水安全巩固提升工程,加强农村饮用水水源地保护,加快解决农村“吃水难”和饮水不安全问题。   而事实上,作为打赢污染防治攻坚战的关键一环,农村污水治理俨然已成为近年水污染治理领域的主战场。国家及地方层面密集出台一系列政策并加快落地,据不完全统计,目前已经有近20省份明确任务清单。我国农村地区每年产生污水90多亿吨,处理率却仅为22%,远低于城镇污水90%以上的处理率。在《全国农村环境综合整治“十三五”规划》中则更为细化农村污水处理路径图:到2020年,新增完成环境综合整治的建制村13万个,农村污水处理率达到60%。   但即便作为水环境综合治理的重要环节,农村污水治理设施却比城市污水治理设施“晒太阳”现象更严重。我国农村也尚未有明确的农村污水排放标准,地方上大都采用城市的排放标准进行项目的建设运行。尤其是当前农村污水处理资金主要来源于财政支持,基本是政府托底。如果按照城市污水处理项目的思路,约定基本水量作为基础水量进行费用支付,社会资本和地方政府都会面临较大风险。   公开资料显示,以一个5000人左右中等规模的小城镇计算,要建设日处理能力600吨的污水处理设施(含预留处理能力),前期各类投入在1000万元左右。但农村污水治理并不是一次性投入,除了前期管网、污水净化设备等基础设施建设投入外,还需要后期持续维护运营投入。即使在各方帮助下建好,后续每年80万元到100万元的运营维护费用仍是一笔不小的开支。也正基于此,对于农村污水处理技术要求,行业普遍的看法是:工艺简单易维护、抗水量负荷的冲击、低能耗。   如何走出成本“晒太阳”的发展困境?业界指出,对已建成的污水处理项目采取第三方运营的专业化运营模式,发挥专业环境服务商的优势,从而降低成本。针对后期维护难题,应明确地方政府有关部门和运行管理单位责任,用政府购买服务的方式,由专业公司来打理,鼓励市场机构建设、维护一体化操作。下一步,住房城乡建设部与生态环境部也将起草农村污水处理排放标准文件,主要涉及流域治理和农村环境治理等领域,相关支持政策或将包括以财政手段鼓励增加环保投入等。   未来,农村污水处理市场,将会如何发展?多家水处理企业及券商报告预测,未来农村污水处理市场可达数千亿元。据桑德集团测算,我国农村污水治理2020年产值将达到844亿元,处理率为30%;2035年产值将达到1305亿元,处理率为58%。另据E20研究院测算,到2020年村镇污水处理率将达60%,后“十三五”时期预计市场空间剩余1200亿。   从市场角度来看,水环境治理要求不断提高与扶持政策集中发力双重催化下,农村污水处理产业市场随之成型,并吸引了大量企业密集涌入。碧水源、先河环保、启迪桑德等环保上市公司成为奋战在这个战场的开路先锋。在此期间,农村污水处理市场的“含金量”也随之大幅提升,诚如农村污水处理厂提标改造也不再局限于项目建设运营,取而代之的是延伸至城市供水管网覆盖。在此背景下,未来产业的竞合并购潮肯定加剧,企业也将日益集中。

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2019.02.20

未来水处理行业的核心技术将以生物、材料、信息技术三个维度的融合作为重要发展方向

环境保护技术市场是一个政策引领型的市场,随着我国环境法律法规的不断完善与日益严格的监管督查,配合宽松的创新创业政策助推,我国的环境技术创新和发展面临着前所未有的历史机遇。   环境保护部副部长、中国环境科学学会理事长黄润秋曾在2018年中国环境科学学会年会中提出“环保科技创新在推动发展方式转变和经济结构调整、解决污染治理难题方面发挥了重要作用。环保科技创新成果转化形成的环保产业,为中国经济新旧动能转换提供了重要动能。”作为技术创新的主体,中国环保企业在关注国际上环境技术创新趋势的同时,需要不断修炼内功,为企业未来的技术创新发展早做规划和各方面资源储备。   环保技术创新的整体方向   环保技术一直以来都是多学科底层技术在环境修复场景下的创新式和集成式应用,深科技底层技术的突飞猛进不断给清洁技术的技术创新带来突破性的灵感以及崭新的切入视角和思考维度。尤其随着清洁技术智能化需求的不断增强,新材料和智能硬件在环保领域的应用已层出不穷。目前一些发达国家在人工智能、纳米新型材料、清洁能源等前沿技术领域均取得了显著的突破,海外的环保技术创新目前也多集中在深科技与传统环保科技的交叉领域。配合我国的环保产业发展趋势,如何将新兴科技与中国环保应用场景高效集成融合将成为我国环保技术创新的重中之重。同时打破各产业之间界限,使环保产业与生物技术、新能源、新型材料、大数据、人工智能等领域协同纵深发展,将真正促进环保技术创新突破瓶颈,加速环保产业的转型和升级。   以水处理行业为例,中国工程院院士曲久辉指出未来水处理行业的核心技术将以生物、材料、信息技术三个维度的融合作为重要发展方向。将成熟环保技术与生物、材料和信息技术交叉融合,能够有效改善并强化污水处理效率,并推动污水处理行业迈向绿色循环经济。目前出现的技术融合形式包括:   生物技术与水处理技术相结合探索新型脱氮除磷工艺   中国工程院院士彭永臻对新型生物脱氮除磷技术的未来发展寄予厚望。目前我国城市污水处理行业普遍存在的难题是污水脱氮除磷和污水厂优化节能。因此一些基于生物技术的改良型工艺例如短程硝化、间歇式循环延时曝气活性污泥法、低温厌氧氨氧化等技术已经日臻成熟。   新材料技术与水处理技术相结合实现高效率膜处理工艺   近年来,纳米陶瓷及高分子新材料方面的技术革新为膜法水处理行业带来了新的增长契机。高性能膜材料可实现高通量、高选择性的污染物分离。有机微孔高分子材料合成方法与传统界面聚合成膜工艺相结合产出的超薄高分子膜性能优异,未来在石油化工行业、水处理与净化、反渗透海水淡化等领域拥有广阔前景。   信息技术与水处理技术相结合发展智慧水务管理   智慧水务作为智慧城市的重要组成之一,是水务运营的发展方向,也是时下的热点之一。智慧水务将借助新一代无线网络、物联网、云计算等信息技术,通过智能传感系统的实时监测,水处理工艺各个环节的数据将被高效收集整合,并用于智能化操作系统的实时模拟和策略制定,从而使水厂运行实现数据化智能化管理。   环保技术创新的周期性   环保产业的技术创新在前期需要将技术、人才、市场和资本进行多维资源整合,并结合切实的产业需求痛点和自身市场推广渠道优势,将前期的投入完成高效退出,让所孵化技术可以拥有造血功能,真正为企业自身业务结构调整和核心技术升级注入新活力。   权威水领域市场分析研究中心BlueTech Research和美国工程院院士Glen Daigger联合进行了一项关于欧美技术创新及应用发展周期的研究,并创建了一套水技术应用理论模型(WaTA)。此模型针对水技术创新发展各阶段所需的时间及关键影响因素进行了分析和验证,最终形成一套对未来技术的发展效率及成败进行评判预测的理论框架。   研究认为,一项技术从研发到成熟需要经历六个阶段:理论及实验室验证阶段、小试阶段、中试阶段、市场初步应用阶段、市场推广应用阶段和技术成熟阶段。这六个阶段是技术的规模和成熟度不断提升的过程,全程需要44-60年的时间。投入市场前的技术研发阶段通常需要6-8年的时间, 从正式投入市场开始(小试)技术将需要11-16年的时间逐渐被新用户了解、尝试并逐渐被市场接受。这个阶段由于市场对新技术还比较陌生,接受程度不够,因此市场增长仍比较缓慢。   直到该技术被那些勇于尝试创新技术的企业验证与认可后,行业中较保守企业也开始对技术进行普遍的应用,技术的应用市场将经历12-16年的快速扩张,完成从新兴到成熟的蜕变过程。之后,市场将趋于稳定,通常在15-20年后将被不断更新的新技术所取代。如何根据技术发展趋势和商业化节奏选择目标研发技术,并制定企业相应研发和市场策略,是国内外环保技术型企业共同面对并亟待突破的难题。   结语   在中国环保产业的转型阶段,只有不甘于循规蹈矩、不甘于在激烈竞争中随波逐流的环保企业和具有远见的企业家,才能把握住行业未来几年的转型升级黄金期,发展出属于自己的“硬核技术”,掌握自身在环保产业的发展命脉。本篇文章为大家剖析了我国未来环保产业技术升级的大背景以及潜在发展路径,在下一篇文章中,奥科环境将为大家详细阐述中国环保企业可以通过哪些有效途径完成技术上的华丽升级。

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2019.01.28

北京科诺科仪分析仪器有限公司

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