良乔水知识课堂 | 18种污水处理工艺的讲解,附图!

日期: 2024-06-24 01:30:16|浏览: 88|编号: 75926

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良乔水知识课堂 | 18种污水处理工艺的讲解,附图!

现代污水处理技术按工作原理可分为物理处理、化学处理和生物处理。其中物理处理法主要针对污水的基本性质,如色度、浊度、悬浮物等,通常采用沉淀、过滤、吸附等方法进行处理。化学处理法主要利用化学药剂来改变废水的某些特性,如调节pH值、去除有害物质等,通常采用加药、中和、氧化等方法进行处理。最后是生物处理法,主要是利用微生物来处理废水,其基本目的是通过微生物降解废水中的有机物,达到净化水质的效果,同时微生物可以作为污泥进行回收利用,节省资源。

1. 催化湿式氧化技术(CWAO)

工艺介绍:

催化湿式氧化技术(CWAO)是在一定的温度、压力和催化剂下,通过空气氧化作用将污水中的有机物和氨氧化成CO2、H2O和N2等无害物质,从而达到净化目的的过程。

其最显著的特点是以羟基自由基为主要氧化剂与有机物发生反应,反应中生成的有机自由基可继续参加HO的链式反应,或生成有机过氧化物自由基,进一步发生氧化分解反应,直至降解为最终产物CO2和H2O,从而达到氧化分解有机物的目的。

对常规有机污染物的处理效果高达95%以上;对于特别难降解的有机污染物,选择合适的催化剂可达到90%左右的去除率。催化湿式氧化法具有净化效率高、工艺简单、占地面积小的特点,具有广阔的工业应用前景。

适用于处理焦化、染料、农药、印染、石油化工等行业的各种含化学需氧量(COD)较高或不能用生化方法降解的化合物(如氨氮、多环芳烃、致癌物BAP等)的工业有机废水。

过程

废水经高压进料泵加压并与空压机出来的空气混合后送入换热器与来自反应器的热物料进行换热,然后进入二级换热器加热到反应温度后引入氧化反应器。

废水中的有机物被氧化,反应放出的热量使混合液的温度保持恒定。从反应器流出的液体温度和压力较高,在热交换器中被冷却。反应过程中回收的热量用于预热大部分废水。冷却后的液体经压力控制阀减压后,在分离器中分离成气相和液相。

技术特点:

①反应条件温和:与常规WAO技术相比,CWAO技术所需反应温度和压力较低;

②处理效率高:CWAO技术对大部分有机废水COD去除率可达到90%以上,出水可生化性大大提高;

③占地面积小:与传统生化法相比,CWAO装置占地面积较小,80m3/d装置占地面积仅为400m2。

④能耗低:CWAO装置全流程采用DCS集成控制,处理过程可实现自加热,节能效果明显;

⑤适用范围广:CWAO适用于处理焦化、染料、农药、印染、石油化工、皮革等行业的各种含COD较高或不能用生化方法降解的化合物(如氨氮、多环芳烃、致癌物BAP等)的工业有机废水。

2. 蒸汽机械再压缩(MVR)技术

MVR是蒸汽机械再压缩技术的简称,利用蒸发系统本身产生的二次蒸汽及其能量,经蒸汽压缩机压缩做功,使二次蒸汽的热焓增加,引入冷却塔,冷却塔的冷却水循环,对物料进行预热,如此循环给蒸发系统提供热能,从而减少对外界能源的需求,是一种节能技术。

早在20世纪60年代,德国、法国已将此技术成功地应用于化工、食品、造纸、医药、海水淡化、污水处理等领域。在多效蒸发过程中,蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为初效的热源,而只能作为次效或几效的热源,若作为初效热源则必须给予附加能量以提高其温度(压力)。蒸汽喷射泵只能压缩部分二次蒸汽,而MVR蒸发器可将蒸发器内的全部二次蒸汽压缩,起到节能、环保的效果。

流程概述

MVR蒸发器的工作过程是将低温蒸汽通过压缩机进行压缩,提高温度和压力,增加热焓,然后进入热交换器进行冷凝,充分利用蒸汽的潜热。

除开机外,整个蒸发过程不需要使用生蒸汽。从蒸发器出来的二次蒸汽经压缩机压缩,压力、温度、热焓均提高,然后送往蒸发器的加热室,作为加热蒸汽,使液体保持沸腾,而加热蒸汽本身则凝结成水。这样,原本要废弃的蒸汽就得到了充分利用,回收了潜热,提高了热效率。生蒸汽的经济效益相当于多效蒸发的30倍效果。

为了使蒸发装置制造尽可能简单,操作方便,可以采用离心式压缩机和罗茨式压缩机,这些机器在压缩比范围1:1.2至1:2内有较高的体积流量。

技术特点:

①蒸发设备结构紧凑,占地面积小,所需空间小,冷却系统也可省去,对于现有工厂需要扩建蒸发设备,但蒸汽、供水能力不足、空间不足的情况,特别是需要冷冻水冷凝的低温蒸发,可以节省投资,达到较好的节能效果;

②MVR蒸发器是传统多效降膜蒸发器的换代产品,在单效蒸发器的基础上,通过逆流洗涤、再压缩的方式,对二次蒸汽进行再利用,凡是单效、多效蒸发器适用的材料,都适用于MVR蒸发器,技术上完全可替代,具有更优的环保节能特性,蒸发二次蒸汽回收利用,单位能耗低,运行成本低;

③运行平稳,自动化程度高,运行成本低;

④工艺简单、实用,所需配套公用工程少,工程总投资低;

⑤采用低温负压蒸发(40-100℃),有利于防止蒸发物料的高温变性,保证产品质量。

3.RANS水处理技术

RANS技术是利用气体扩散原理和膜的低阻渗透特性,去除水/液体中的二氧化碳、氧气或氨等氧化性和腐蚀性气体的技术。

流程概述

含氨氮废水在膜组件壳程(中空纤维膜外侧)流动,酸液在膜组件管程(中空纤维内侧)流动。在碱性条件下,氨氮有如下解离平衡:NH4++OH-→NH3+H2O。气态NH3可穿透中空纤维表面微孔,从壳程废水相进入管程酸液相,被酸液吸收后立即变成离子态NH4+,即铵盐。

技术特点:

①分离效果高,气量控制精准。与脱气塔相比,RANS技术大大增加了气液接触面,气液分离路径最短,能有效保证气液分离效果;

②清洁分离技术:与脱气塔相比,RANS技术提供了封闭的操作环境,不会将其他污染物带入系统,出水水质得到很好的保证;

③模块化设计,易于安装、扩展;

④占地面积小。与脱气塔相比,RANS系统采用高度集中的模块化设备设计,占用脱气塔工艺流程的1/10-1/3,大大减少了占地面积;

⑤适用于氨氮含量较高的废水,特别是高盐废水和有机物含量较低的废水。

4、高效混凝沉淀技术

在工业和生活废水处理中,有一项非常重要的物理化学处理技术:混凝沉淀。这项水处理技术应用广泛,对去除各种污染物指标有很高的效率。混凝的基本原理是向废水中加入混凝剂,由于混凝剂是电解质,加入混凝剂后在废水中形成絮凝体,这些絮凝体中和废水中的胶体物质或压缩胶体粒子的双电层并起吸附架桥作用,使废水中的悬浮颗粒和胶体聚集形成高密度絮体而沉降下来。

混凝沉淀不仅可以去除废水中粒径为10(-3)~10(-6)mm的细小悬浮颗粒,而且可以去除废水中的色度、油、微生物、氮磷等营养物、重金属和有机物。近年来,由于经济发展,废水量急剧增加,造成混凝沉淀设备的超负荷运行。为了解决此类问题,高效混合沉淀技术应运而生。它是通过改进化学药剂和沉淀池的沉淀形式,从而大大缩短混凝沉淀在构筑物中的水力停留时间,从而大大提高混凝沉淀效率。

流程概述

在废水中加入高效混凝剂后,在搅拌过程中,废水中的悬浮胶体和分散颗粒在分子力的作用下形成絮凝体,随着搅拌的继续,形成大量的矾花絮体,然后向水中加入混凝剂,加速颗粒间的凝聚沉淀,在沉淀过程中,它们之间不断碰撞凝聚,粒径和质量不断增大,沉淀速度不断增大,最终达到泥水沉降分离的目的。

技术特点:

①处理效率高、占地面积小、经济效益显著。废水中只需投加少量药剂,混合迅速(3-30s)、反应时间短(5-10min),沉淀池上升速度高(2.5-3.5mm/s),大大缩短了水在处理构筑物内的停留时间,提高了处理效率;

②处理后的水质优良,社会效益好,水质效益可观。经水厂特别是污水处理厂几年来的运行实践证明,该工艺可使沉淀后出水浊度稳定在3NTU以下,过滤后出水浊度接近0NTU,形成了水质效益和社会效益;

③抗冲击能力强,适用水质范围广:实践证明,该技术抗冲击能力强,当原水浊度、进水流量、投加量发生变化时,沉淀池出水浊度变化不像传统工艺那样敏感,其设计仍有很大的潜力,对处理汛期高浊度、微污染等特殊原水水质十分有效。

④该技术的核心是高效絮凝剂和助凝剂以及沉淀池的设计研究,能在短时间内高效混凝,然后在高效折板沉淀池中快速分离,减少水力停留时间。

⑤该技术用于废水处理和生活用水生产,可节省处理费用,降低制水成本,工艺流程工程建设周期短,见效快。

5.络合萃取/液-液萃取技术

络合萃取是基于路易斯酸碱理论的一种萃取方法,它选择合适的络合萃取剂,将废水中能与萃取剂络合的有机物进行萃取分离,从而去除废水中的有机物,同时萃取相通过反萃取回收有用物质。

利用同类相溶的原理,选择合适的有机溶剂,目标组分在有机溶剂中的分配就会比较多,达到去除有机物的目的。利用原液中各组分在适当溶剂中的溶解度差异(有机物质在不同溶剂中的分配系数差异)来分离混合液中组分的过程称为液液萃取,又称溶剂萃取。

液相萃取是20世纪30年代在工业生产中应用的一种新的液体混合物分离技术。随着萃取应用领域的扩大,回流萃取、双溶剂萃取、反应萃取、超临界萃取和液膜分离技术相继问世,使萃取成为分离液体混合物最主要的操作单元之一。

流程概述

在待分离的混合物(废水)中加入一定的溶剂(萃取剂),并采取措施(如搅拌、调酸、调碱等),使原液(水体中的有机物)与萃取剂充分混合。由于溶质在两相之间不处于平衡状态(或络合),导致萃取相中溶质的平衡浓度高于实际浓度。溶质从混合液相中被萃取、扩散,使溶质与混合物中的其它组分分离。最后将废水中的有机污染物萃取到有机相中,废水得到净化。萃取后的萃取油相再经过反萃取措施(如碱反萃取、蒸馏等),回收有机物和萃取剂。

技术特点:

①废水针对性强,针对某一类型废水或具有特定功能基团的废水,以及有机物在水体与有机相中的分配系数差异较大的废水样品;

②比化学沉淀法分离程度更高;

③比离子交换法选择性好、传质速度快;比蒸馏法能耗低;废水处理量大、周期短、便于连续化操作,容易实现自动化操作;

④经济效益好。处理废水的同时,可以回收废水中的一些有用物质,避免资源浪费,降低运行成本。

6.膜蒸馏技术(MD)

膜蒸馏(MD)是将膜技术与蒸馏过程相结合的一种膜分离过程,它采用疏水性微孔膜作为介质,在膜两侧蒸气压差作用下,料液中的挥发性组分以蒸气形式透过膜孔,从而达到分离的目的。

流程概述

废水经pH调节及预处理后进入膜蒸馏系统,废水侧的蒸汽在膜两侧蒸汽压差的作用下,通过膜孔进入收集液侧,废水原水被去除小分子或被富集,收集液为低沸点有机物或水。

技术特点:

①该过程几乎在常压下进行,设备简单,操作容易;

②该过程无需将溶液加热至沸点,只要保持膜两侧适当的温差,即可进行该过程;

③可利用低品位工业蒸汽,加热成本低;

④在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中,由于只有水蒸气能够穿过膜孔,所以蒸馏产物非常纯净;

⑤膜蒸馏耐腐蚀、耐辐射;

⑥膜蒸馏组件可方便设计回收潜热,可进一步降低能耗;

⑦应用范围广:不挥发性化学物质的浓缩与回收,如硫酸、柠檬酸、盐酸、硝酸的浓缩,稀氢氧化钠溶液的浓缩等;水溶液中挥发性溶质的去除与回收,如丙烯腈废水的处理、低碳醇废水的处理、废水中氨气的去除与回收等。

7. 扩散透析技术

扩散渗析是利用半透膜或选择透过性离子交换膜,使溶液中的溶质通过膜从高浓度侧向低浓度侧迁移的过程。在环境工程中,目前主要用于酸碱废液的处理与回收。扩散渗析不仅处理了废酸液,而且回收了其中的酸,是一种经济、环保的废水资源化利用方法。

流程概述

废酸先经过预处理系统处理,处理后的液和水分别进入扩散透析系统的原料室和回收室,经扩散透析系统回收酸,回收的酸经浓缩后直接回用于生产工艺,原料液酸度降低后,进入后处理工序,方可达到排放标准。

技术特点:

①回收率高,酸回收率为80-90%,回收酸浓度为原酸浓度的90%左右;

②有效截留盐分及金属离子,对原废酸水盐分及金属离子截留率达90%以上;

③采用分子扩散方式回收酸,运行过程中几乎不消耗任何能量;

④ 安装及运行成本低;

⑤不会对环境造成二次污染。

8、稀土铁碳微电解技术

稀土铁碳微电解是基于电化学中的电池反应,在原有铁碳微电解上进行改进的一种微电解技术。当将特制的稀土铁碳粉末浸入废水溶液中时,由于改进后的稀土铁粉与C之间存在1.2V的电极电位差,会形成无数个增强型微电池体系,在其作用空间形成电场,废水中的有机污染物在电位差作用下发生氧化还原反应,最终被降解。

流程概述

稀土铁碳微电解反应条件温和,处理效果好,在pH=5-9之间均能达到良好的处理效果。反应是将废水收集后调节水量和水质,由提升泵提升进入稀土铁碳微电解反应器,在反应器反应结束后,对出水水质参数进行监测,若出水达标,则将出水酸碱pH值微调至6-9后排放或进行后处理。

技术特点:

①污染物范围广,微电解处理法既能达到化学沉淀除磷的效果,又能通过还原作用去除重金属,对甚至含有氟、碳双键、硝基、卤代结构的难降解有机物都有很好的降解效果。

②操作方便。常规微电解填料使用寿命长,操作维护方便。加工过程中仅消耗少量微电解填料,只需定期添加,无需更换,大大减轻了维护劳动强度。

③减少二次污染。废水反应时其pH在5-9之间,比传统铁碳反应pH大约为3,节省酸成本。同时出水维持pH=6-9,节省酸碱成本。同时几乎不产生或几乎不产生铁泥类固废,不会对水体造成二次污染,COD去除率高。

④反应速度快。一般处理工业废水仅需30~240分钟,长期运行稳定有效。

⑤应用方法多样。既可以应用于已建成但未达标的高浓度有机废水处理工程,用于废水的预处理,也可以从生产废水中单独提取浓度较高的废水进行微电解处理。

9.低温常压催化氧化技术(LCWO)

低温常压催化湿式过氧化氢氧化(LCWO)技术是一种处理高浓度有机工业废水的新方法。该技术在低温常压条件下,利用催化剂的作用,使氧化剂产生具有强氧化能力的羟基自由基,从而破坏污染物分子结构,达到废水无害化处理的效果。该技术具有设备简单、投资少、不要求严格的高温高压条件、不产生有毒副产物、反应速度快、氧化彻底、处理效率高、催化剂易于回收利用、不产生二次污染等优点。

该方法适用于处理焦化、农药、染料、石油化工、皮革等行业的高浓度、难降解有机废水,尤其适用于处理含酚、氰化物、硝基苯、苯胺等废水。对于排放量较小的废水,一次处理即可达标排放,无需进行其他后处理;对于排放量较大的废水,也可作为预处理方法与生化法等其他方法联合使用。

流程概述

废水经水泵、pH调节装置、预热器预热后,由反应器顶部进入催化反应床进行催化氧化;氧化剂由反应器侧面分批进入催化反应器,充分发挥其氧化能力。催化反应完成后,处理后的废水由催化氧化床底部排出,生成的CO2等无害废气由催化反应床顶部排出。

技术特点:

①氧化剂参与反应后的残留物能自行分解,不留残渣,不会造成二次污染;

②反应压力、温度低,能耗小,节省操作费用;

③反应所用催化剂用量少、价格便宜、催化剂残留污染极小;

④该技术处理有机废水适应性强,能氧化大多数有机物,且反应速度快;

⑤脱色效果明显,且废水中的氯离子不会影响有机物的去除;

⑥操作简单,反应装置易于自动化控制,方便与其他工艺联合使用。

10、光催化氧化废水处理技术

利用紫外光、催化剂和氧化剂的联合作用,降解有机污染物。氧化剂在紫外光照射下能生成·OH,具有强氧化性,能与有机污染物中的C结合,破坏其双键和芳香链,使其裂解并产生H2。有机物最终变成无毒无害的CO2和H2O。同时,紫外光能诱导有机物的光敏化作用。

流程概述

废水经pH调节池、氧化剂加药池、混合池,进入带有紫外光照射的反应主箱,箱内发生氧化还原反应,生成羟基自由基,自由基氧化水中的有机物,氧化后生成二氧化碳和水,最后废水经pH值调节后排放或回用。

技术特点:

①能耗低,反应条件温和,在常温常压下易于操作,可在紫外光、太阳光下进行反应。

②反应速度快,几分钟至几小时内即可将有机污染物彻底销毁,避免了多环产物的生成。

③降解不具有选择性,几乎可以降解任何有机物。

④消除二次污染。矿化产物为无机离子、CO2、H2O。

⑤设备简单,反应活性高,价格低廉,可连续工作,可氧化ppb级污染物,适用于各种专门设计的反应器系统。

⑥适用于化工、制药、印染等行业的高盐或难降解废水的预处理及尾水的提高标准。

11、电催化氧化废水处理技术

电催化氧化技术是通过外加电场的作用,在二维、三维电极表面产生·OH,或在电解体系中产生强氧化性中间体(如Cl2),实现有机物的降解。三维电解是在二维电极之间填充颗粒状催化填料或其他碎屑状电极材料,使其表面在电场作用下带电,形成无数微小的电化学体系,促进反应的进行。

流程概述

原水经pH调节后进入气浮槽,经过一定时间的反应后通过加药进行絮凝,滤液进一步进入电催化模块。电催化模块为无隔膜电解、阳离子膜电解、阳离子膜电解三种单元,每一种单元均需曝气。工艺可根据具体项目情况,灵活组合所需模块。

技术特点:

①电催化氧化单元无需添加化学药剂,清洁无二次污染;

②电催化氧化条件温和,反应可在常温、常压下进行;

③操作方便,只需调节电流、电压即可,易于实现自动化;

④与其他技术的兼容性好,既可以独立运行,也可以与其他技术耦合运行;

⑤适用于化工、制药、印染、农药、食品等行业废水的处理,以及生化出水或工艺尾水标准的提高。

12.电渗析资源技术

对于高COD、高盐废水的处理,国内外常用的技术有铁碳微电解、、高级氧化等。这些方法都是通过氧化等过程降解废水中的有机污染物,将其转化为小分子,然后进一步蒸发、浓缩、除盐。我们根据国内外高盐、高COD废水处理的研究进展,以及我们自身的技术研发,开发了电渗析技术来处理该类废水。

盐水进入电渗析系统,有机物截留在脱盐室(即原水室),盐进入浓水室。浓水室含有机物较少,含盐量一般在10%以上,经蒸发浓缩可得到工业级盐;脱盐室中的有机物酌情回用于工艺流程,以提高工艺收率和生产率。或盐水直排过程中若TDS超标,可采用此工艺除去水中大部分盐,原水室中的有机物经浓缩回收,产生的废水达到排放标准。

高浓度废盐水经电渗析处理后除盐率高达90%,可实现含有机物的高浓度盐水中盐与有机物的分离,有机物视情况可资源化回收利用。盐水浓度在15%左右,可分离蒸发得到工业级盐出售或自平衡。废水经电渗析处理后,盐与有机物有效分离,高浓度盐水处理达标排放。

流程概述

废水经预处理后进入电渗析系统,有机物截留在脱盐室(即原水室),盐进入浓水室。浓水室含有机物较少,含盐量一般在10%以上,经蒸发浓缩可得到工业级盐;脱盐室中的有机物视情况再利用于工艺中,以提高工艺收率和生产率。或若盐水直排过程中TDS超标,可采用此工艺除去水中大部分盐,原水室中的有机物经浓缩回收,所得废水达到排放标准。

技术特点:

①适用于废水中有机物与盐的分离,可同时实现有机物的浓缩、有机物与盐的分离、盐的净化;

②电流效率高,能耗低,用途广泛;

③操作简单、运行稳定、环保。

13.DTRO(碟管反渗透)技术

DTRO(碟管式反渗透)是反渗透的一种,是专门用于处理高浓度污水的膜组件,其核心技术是碟管式隔膜膜柱。

DTRO膜组具有特殊的流道设计,采用开放式流道,盘管表面有按一定方式排布的凸点。这种特殊的力学设计使处理液在压力下流经过滤膜表面时形成湍流并与凸点碰撞,增加了渗透速率和自清洗功能,从而有效避免膜堵塞和浓差极化,成功延长膜的使用寿命;清洗时也容易清除膜上的水垢,确保盘管式膜组适用于较为恶劣的进水条件。

流程概述

废水通过原水泵泵入核心过滤器(10μm),保证进入膜的浊度在5NTU以下。滤液经高压泵加压后泵入膜柱系统进行盐水分离。产水进入清水箱,浓缩废水循环回原水箱,使原水箱中浓度逐渐升高直至达到浓度极限。

技术特点:

①膜寿命长;

② 最少的结垢和污染;

③部件维护方便;

④浓缩倍数高;

⑤更换滤膜成本低。

14.双极膜电渗析技术

双极膜是一种新型的阴阳离子交换复合膜,阴、阳离子交换层之间有中间层。在反向直流电场作用下,当双极膜反向加压时,膜内盐离子在直流电场作用下快速迁移,在双极膜内阴、阳离子层界面发生水离解,离解生成的H+和OH-分别通过阳离子交换层和阴离子交换层向相反方向扩散。基于双极膜的这一特性,将其引入到传统的电渗析系统中,组成双极膜电渗析系统。双极膜电渗析系统将阴、阳离子交换膜与双极膜结合在一起,可以将盐转化为相应的酸和碱,不引入新的组分。通过双极膜系统可以实现生产过程中盐的内部循环利用。

该方法不仅节省了企业生产过程中工业盐处理费用,还将盐转化为酸碱,减少了企业购买酸碱的成本,是一种经济、有效、环保的高盐废水回收利用方法。双极膜系统后产生的低盐水经电渗析浓缩后返回到前面的高盐水中,实现了残盐的回收利用。

流程概述

高盐废水经过预处理后进入双极膜系统,在电场作用下,双极膜系统将盐转化为相应的酸和碱,酸碱浓度约为8-10%,可在生产过程中重复利用。当双极膜系统中盐水浓度降至5%以下时,通过电渗析浓缩,返回预处理单元,然后进入双极膜系统。

技术特点:

①无需添加化学试剂,即可将盐转化为酸和碱,有利于环境;

②操作简单、运行稳定;

③将工业废盐转化为酸、碱,重新用于生产过程,实现工业盐的资源化利用;

④制备有机酸、碱成本低、工艺流程短。

15. 升流式厌氧污泥床(UASB)

升流式厌氧污泥床技术是一种处理污水的厌氧生物处理技术,又称升流式厌氧污泥床,缩写为UASB(Up-flow Bed/)。

它是1977年由荷兰教授发明的,其机理为:UASB反应器是集有机物去除和泥、水、气三相分离为一体的一体化废水厌氧处理工艺。厌氧生物处理利用厌氧微生物的代谢特点,利用还原性有机物作为氢受体,不需要外界能量,产出具有能量价值的甲烷气体。

UASB反应器内的厌氧反应过程与其他厌氧生物处理过程相同,包括水解、酸化、产乙酸和产甲烷等,反应器本体分为上下两个区域,分别为反应区和气、液、固三相分离区,下部反应区为厌氧污泥床,沉淀性能良好;

高浓度有机废水经布水系统进入反应器底部,向上流经厌氧污泥床,与厌氧污泥充分接触、反应,有机物转化为水、甲烷和二氧化碳,经顶部三相分离器实现气、液、固的分离。出水COD去除率可达80%以上,容积负荷为5~/(m3·d)。出水经二级处理后达到排放标准,分离出的沼气可作为能源利用。

流程概述

经过预处理后的废水进入反应器底部,由于废水以一定的流速由下而上流动,加上厌氧过程产生的大量沼气的搅拌作用,使废水与污泥充分混合,有机物被吸附分解。产生的沼气经反应器顶部三相分离器的集气室排出,含有悬浮污泥的废水进入三相分离器的沉淀区。由于沼气已从废水中分离出来,沉淀区不再受到沼气的搅拌作用的影响。在废水稳定上升过程中,沉降性能好的污泥经沉降面返回反应器主体部分,从而保证了反应器内较高的污泥浓度,含有少量较轻污泥的废水由反应器顶部排出。

技术特点:

①UASB中厌氧污泥浓度高,平均污泥浓度为20—30μL;

②对高浓度废水有高效、经济的处理效果;有机负荷高,水力停留时间短,如采用中温发酵时,容积负荷一般在/(m3.d)左右;

③没有混合搅拌设备,发酵过程中产生的沼气向上运动,使污泥床上部的污泥保持悬浮状态,同时也对底部的污泥层起一定的搅拌作用;

④污泥床无载体,节省成本,避免因填料堵塞;

⑤UASB设有三相分离器,通常不设沉淀池,沉淀区分离出的污泥返回污泥床反应区,通常不需要污泥回流设备,运行动力相对较小。

申请条件:

①进水pH=6.0~8.0;

②常温无氧温度应为20℃~25℃,中温无氧温度应为35℃~40℃,高温无氧温度应为50℃~55℃;

③营养物组合比(CODcr:氨氮:磷)宜为100~500:5:1;

④B/C比应大于0.3;

⑤进水SS含量</L、氨氮浓度</L;硫酸盐浓度</L

⑥进水CODcr>/L,可高达/L以上;

⑦严格控制进入厌氧反应器的重金属、氰化物、酚类等物质的浓度。

若不能满足上述要求,则需采取适当的预处理措施。

16.序批式活性污泥废水处理技术(SBR)

SBR是序批式活性污泥法(Batch)的缩写,是一种间歇曝气操作的活性污泥法污水处理技术,又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同的是,SBR技术以时间分割操作方式代替空间分割操作方式,以非稳态生化反应代替稳态生化反应,以静态理想沉淀代替传统的动态沉淀。

它于1970年首先被南美科学家用于反硝化,并引起环保人士的重视。20世纪80年代以来,随着全球水资源短缺,水污染的加剧,以及计算机、自动控制技术、生物技术、材料等科学的发展,它已成为国内外广泛关注和研究的一项污水处理技术。

作为一种间歇式污水处理工艺,其结构简单,运行方式灵活,空间上混合完全,时间上流动理想,在一个池子里完成均质、初沉、生物降解、终沉的功能,无需污泥回流系统。随着污水处理研究的深入,SBR工艺改进技术和新工艺的研究、开发和应用发展很快,其中改进型SBR发展尤为迅速,如ICEAS工艺、CASS工艺、工艺、MSBR工艺等。

SBR工艺运行方式由进水、反应、沉淀、出水、待机五个基本阶段组成,回流系统特别适用于间歇排放、流量变化的场合。

简要描述;简介

废水通过水泵送入SBR反应池,在进水的同时进行搅拌,待进水完成后停止进水,经曝气反应将水中的有机污染物降解后转入静态沉淀过程,完成废水处理。

技术特点:

SBR工艺为单池间歇式水处理工艺,多数情况下(包括工业废水处理)无需设置调节池;SVI值较低,污泥易沉淀,一般不会产生污泥膨胀;装置等自控仪表可使本工艺过程完全自动化,集中控制室控制;操作管理得当,出水水质优于连续式;当加深池较深时,与相同BOD-SS负荷的其它方法相比,占地面积小;

①工艺简单,投资及运行费用低;

②污泥活性强,污泥质量浓度高;

③对水量、水质适应性强,有机物去除率高;

④静态沉淀效果好;

⑤不易露污泥;

⑥脱氮除磷效果好。

17. 雅典娜废水处理厂 (BAF)

生物滤池( ),简称BAF,是20世纪80年代末90年代初发展起来的一种新型生物膜污水处理工艺,该工艺综合了传统生物膜工艺与快滤技术的运行特点。

其基本原理包括四个部分:

①反应器内微生物氧化作用对白蛋白滤料的氧化分解作用;

②滤料和微生物膜的吸附去除作用;

③沿水流方向形成的食物链,分割捕食作用;

④微生物膜内微环境的硝化作用。

曝气生物滤池是充分借鉴污水处理接触氧化法和给水滤池的设计思想,将生物降解和吸附过滤两种处理方式合并在同一单元反应器内,当污水流经污水时,利用滤料中活性微生物浓度高和滤料黏度少的特点及滤料自身特有的强氧化分解作用,充分发挥微生物的物理代谢、生物膜及填料的物理吸附截留作用以及沿反应器水流方向食物链的分级作用,达到对污染物的高效清除,利用反应器内良好的富氧缺氧区,达到脱氮除磷的功能。

简要描述;简介

曝气生物滤池内含有高比表面积的颗粒填料,为微生物膜的生长提供载体,使废水自上而下或自下而上流动,起到生物滤池的功能。

其突出特点是在一级强化处理的基础上将生物氧化与过滤结合起来,省去了后续的二沉池,在保证处理效果的前提下简化了处理流程,并通过反冲再生使滤池循环运行。

技术特点:

①具有较高的生物浓度和较高的有机负荷:单位体积内微生物数量远远大于活性污泥法中的微生物(可达10-15g/L),高浓度的微生物使BAF的容积负荷增加,同时由于整个滤池中微生物浓度较高,对有机负荷和水力负荷的变化不像污泥那么敏感,减少了无污泥膨胀的问题。

②工艺简单,出水效果好:由于滤料的机械截留作用和滤料表面产生的黏稠物质的吸附作用,出水SS很低,一般不超过10mg/L。因此可省去两个沉池,减少基建费用。有时即使生物处理有故障,活性有时也会有故障。

③氧传输效率高:曝气生物滤池中氧的利用率可达20%~30%,曝气量明显低于一般生物处理。

④易挂膜、启动快:BAF调试时间短,一般仅需7-12天,且不需接种,采用自然挂膜驯化,这一特点表明曝气生物滤池非常适合水量大地区的污水处理。

⑤运行稳定、自动化程度高:BAF滤池为半封闭或全封闭结构,生化反应受外界温度影响较小,适合寒冷地区的污水处理,管理较为方便。

⑥脱氮效果好:不同功能滤料或同一滤池内设置不同功能部件,可使滤料在脱碳的同时进行硝化和硝化作用。

⑦ 减少污水厂臭气,无污泥膨胀问题,无须回流污泥。

⑧生物滤池的应用十分广泛,在水体深度处理、微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水硝化、低温微污染水处理等方面都发挥着良好甚至不可替代的作用。

18、膜生物反应器废水处理技术(MBR)

MBR又称膜生物反应器(BIO-),是一种将膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。

MBR污水处理是现代污水处理的常用方法,它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥及大分子有机物切离,省去了传统工艺中的二次沉降池,可使固、液分离,在生物池中得到稳定的中水。剩余污泥量少,氨氮去除效果好,出水水质悬浮物、浊度接近于零,水中细菌、病毒去除效果好,能耗低,占地面积小,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可分别控制,保持较高的降解效果。

20世纪70年代在美国、日本、南非以及欧洲许多国家已开始将其应用于污水及废水处理的研究,其水源取自生活污水(如淋浴排水、洗涤排水、洗衣排水、厨房排水、卫生间排水等)和冷却水,并被广泛使用。

简要描述;简介

废水水质调节后,由泵加压后进入缺氧池,在缺氧池进行硝化、COD降解,该池供中水,活性污泥等菌胶区则被截留在反应池,利用废水中的有机微生物继续降解废水。

技术特点:

①出水水质优质稳定:由于膜的高效分离,分离效果远胜于传统沉淀池,出水清澈无比,悬浮物、浊度接近于零,细菌、病毒去除率大幅度提高,对各种负荷(水质、水量)变化适应性强,耐冲击负荷,能稳定出水优质水质。

②剩余污泥产量少:该工艺可在高容量、高负荷下运行,污泥负荷较低,剩余污泥产量低(理论上可以实现污泥零排放),降低了污泥处理成本。

③设备紧凑,面积很小,限制不受设置的限制:因为污泥的浓度增加了2至5次,因此可以大大增加体积的负载,并且使用次级沉没的池,并且使用膜组件的过滤设备可以大大减少地面和地下;

④去除氮氨和难以降解有机物体:由于微生物在生化反应器中完全截获,因此有利于硝化细菌等微生物缓慢增殖的生长,并且系统的硝化效率可以提高。

⑤运营管理和易于实现自动控制是方便的:该过程可以完全分离液压停留时间(HRT)和污泥(SRT)。

⑥它很容易从传统技术转变:该过程可以用作传统污水处理技术的深层治疗单元,并且在深度处理领域具有广泛的应用前景(以实现城市污水处理厂的大量城市污水处理)。

停污泥的停留时间可以长达30D;

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