⑴ 生活污水處理技術方案
一、連續循環曝氣系統(CCAS)
A、CCAS工藝簡介
CCAS工藝,即連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功,但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模污水處理廠。進入60年代後,自動控制技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功,為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性污泥工藝」。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術(I/A),成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
CCAS工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照「曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水(Decant)」程序周期運行,使污水在「好氧-缺氧」的反復中完成去碳、脫氮,和在「好氧-厭氧」的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制,並可調整的程序,由計算機集中自控。
CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:
(1)曝氣時,污水和污泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。
CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
B、國內外城市污水處理廠發展概況
水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加,水環境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制約許多城市可持續發展的主要原因之一。「環境保護」是我國的基本國策,中國可持續發展的戰略與對策制定的2000年治理目標,要求城市污水集中處理率達20%。目前,我國正處於城市污水處理事業的大發展時期,尤其隨著國家西部大開發戰略的實施,中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。
城市生活污水處理自200年前工業革命以來,越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標志。近200年來,城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理污水,並回用。處理工藝也從傳統活性污泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對於國外發達國家、起步較晚,目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時,必須結合我國發展,尤其是當地實際情況,探索適合我國實際的城市污水處理系統。
結合我國實際情況,參考國外先進技術和經驗,建設城市污水處理廠應符合以下幾個發展方向:
(1)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。
(2)運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
(3)佔地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)也明確規定了適用於所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標准和氨氮排放標准。這就意味著今後絕大多數城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都採用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定的合格出水,而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
C、幾種處理系統的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠,投資上最經濟,管理上最方便的城市污水處理系統,結合當地的實際情況,我們調研了國內外污水處理廠的成熟經驗和發展趨勢,並進行了比較。
目前,國內外城市污水處理廠處理工藝大都採用一級處理和二級處理。一級處理是採用物理方法,主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟,差別不大。二級處理則是採用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結起來,有代表性的工藝主要有傳統活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
二、SPR高濁度污水處理技術
在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。
沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統,既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。
最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」(美國發明專利 )將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ,在30分鍾流程里快速完成 。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一 、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。
SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。
最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.
SPR污水處理系統與眾不同的技術特點
1.城市生活污水和處理葯劑的混合主要是在泵前吸葯管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應管 和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ,依照紊流速度 、混合時間 、和水力學結構數據設計 ,得以十分充分的混合 ,為取得最佳混凝凈化效果和最大限度地節省葯劑創造了前提條件 。這是過去常規的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的 。
2.SPR系統處理城市污水時 ,採用五種以上污水處理葯劑及其最佳配方組合使用 ,靠化學反應使污水中溶解狀態的有機污染物 、重金屬離子 和有害的鹽類從水中析出 ,成為有固相界面的微小顆粒 (它包含有污水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度 。靠消毒劑在30分鍾的流程內殺滅細菌和大腸桿菌 。靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團 。這樣發揮各葯劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用葯方式是與常規的物理化學法不相同的 。而且SPR系統使用的組合葯劑配方 ,只能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR污水凈化器及其系統里才能充分發揮作用 ,在常規的水工系統里是無法使用的 。
3.SPR系統裝置能夠依照模擬試驗得出的配方 ,藉助大氣壓力和流量計 ,十分精確地投加混凝葯劑和絮凝葯劑 ,不致因加葯過量而造成葯劑殘留在凈化後的出水中,而且動力消耗很少 。
4.SPR污水凈化器內部結構是完全按照混凝機理精確設計的 ,形成的渦旋流動和各部位恰當的水流速度 ,使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數 ,並且有凝聚吸附所需的最佳流速環境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。這也是常規水工裝置無法比擬的 。
5.根據混凝形成的絮團實際狀況 ,准確確定了SPR污水凈化器內部的水動力學數據 ,使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的 、十分緻密的懸浮泥層 。所有經過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾 ,才能升流到罐體上部的清水匯集區 。它十分成功地起到了污水高級處理工藝中極為重要的過濾作用 。
這個緻密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝葯劑形成的絮體本身組成的 。隨著絮體由下向上運動 ,使泥層的下表層不斷增加 、變厚 ;同時 ,隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動,引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶 ,上表層不斷減少 、變薄 。這樣 ,懸浮泥層的厚度達到一個動態的平衡 。當混凝後的出水由下向上穿過此懸浮泥層時 ,此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學特性及范德華力的作用 ,將懸浮膠體顆粒 、絮體 、細菌菌體等等雜質全部攔截在此懸浮泥層上 ,使出水水質達到三級處理的水平 。由於泥層是由絮體組成 ,緻密度高 ,過濾效率遠遠高於常規的沙粒層過濾 ;由於是處於懸浮狀態的絮體泥層作濾層 ,其過濾的水頭(阻力)損失非常小 ,所以動力消耗遠遠低於常規的砂層過濾 、微孔過濾 、或反滲透膜過濾;又由於過濾泥層是凈化過程中由污水中的污泥自動補充添加 ,又自動被引走 ,即過濾泥層自身在不斷地更新 ,過濾泥層總是保持著穩定的厚度,而且總是保持著穩定的物理吸附和電化學吸附性能 ,因此能獲得穩定的過濾效果 。而且完全免去了常規系統中必不可少的過濾層的反沖洗以及反沖洗帶來的眾多麻煩 。這種結構和原理與常規的三級污水處理的過濾裝置是完全不同的 ,這里沒有價格昂貴的反滲透膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置 。所以 ,投資省 、動力消耗小 、運行費用低是SPR系統的必然優勢。
6.SPR系統選用的絮凝劑 ,同時也是良好的污泥助濾劑 ,所以 ,系統最後排出的污泥漿 ,其脫水性能良好 ,可以不另外添加助濾劑 ,就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以製成人行道地磚再利用 ,不會帶來二次污染的問題 。它沒有傳統的生化法產生的污泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。
7.本類型污水凈化器曾開機運行處理過養豬場污水 、養雞場污水 、煤礦礦井坑道污水 、生豬屠宰場污水 、高粱釀酒廠酒糟污水 、紡織印染污水、再生紙造紙污水和城市生活污水等等含有大量有機污染物和氨氮的污水;也成功應用於陶瓷廠污水、牆地磚廠污水、大理石水磨拋光污水、洗煤污水、燃煤鍋爐濕法除塵污水、石英砂洗砂污水等懸浮物含量極高的污水的凈化和回用。 各地權威檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關數據 。測試報告單表明 :氨氮去除率可以達到85%,總氮去除率可達95% ,有機氮去除率可達96% ,BOD去除率可達95% ,懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% ,出水濁度達到3 度(3 毫克 / 升)以下。這是本凈水系統在低投資 、低運轉費的前提下所獲得的出水指標 。 這是常規的物化法和生物化學法的一級 、二級處理系統都無法達到的 。
除發達國家有專門的城市生活污水管路系統外,實際的城市污水往往混入有許多工業污水,可生化性差和污染物成分不規則地快速變化是我們面臨的現實,而針對降解某種有機污染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長,所以,傳統生化系統難以適應當今愈來愈工業化了的城市的污水。SPR系統已擁有處理眾多工業污水的適應能力和物化法具有的快速應變能力,容易通過自動化的手段應付系統入口污水水質的變化,保持穩定的凈化效果。
8.在SPR系統中投放殺菌消毒葯劑時 ,只要增加一些投氯量(無需另外增加設備)就可以起到用氯來氧化除氨的作用 ,進一步提高污水處理系統去除氨氮的效率 。
9.假如經過SPR系統處理後的出水氨氮含量還未達到較嚴格的要求(如某些發達國家或發達地區將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下) ,也可以後續再串聯設置一級離子交換裝置 ,靠斜發沸石離子交換柱最終達到除氨氮的目標 。
因為斜發沸石離子交換系統要求進口水質的懸浮物含量要低於35毫克 / 升 ,否則會影響離子交換柱的功能和壽命 ,從而大大增加離子交換的運行費用 。過去 ,常規的一 、二 級污水處理裝置是難以長期穩定地達到這樣的前處理水平的 ,因而限制了離子交換法除氨氮技術的廣泛應用 。現在 ,SPR污水處理系統絕對可以保證凈化後出水的懸浮物含量低於3毫克 / 升(實際運行中出水的懸浮物含量多為1毫克 / 升) ,使得後續的斜發沸石離子交換系統去除氨氮的負荷減輕很多 ,交換柱的使用壽命會大大延長 ,即離子交換的運行費用會大大降低 ,將使離子交換法除氨氮技術的優點得到更充分的發揮 。
早在七十年代 ,美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活污水的 ,其工藝流程是:化學混凝----沉澱----過濾和活性炭吸附----斜發沸石離子交換 。其最後出水水質標准為:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升 ,磷 1毫克 / 升,懸浮物 10毫克 / 升 ,pH 8.5 。證明純粹的物理化學法處理城市污水在技術上是可行的 。現在 ,依靠新發明的SPR凈水技術 ,將使這項工藝的經濟性更為圓滿 。
10 。其實 ,經過SPR污水凈化系統處理後的出水 ,其懸浮物的含量小於3 毫克 / 升 ,濁度也小於3 度 (毫克 / 升 ) ,達自來水標准 ,不再會堵塞輸水管路 ,並且已經經過了良好的消毒 。將此出水回送到城市各地 ,作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全 、可靠的 。經過SPR系統處理後的出水中 ,殘存的氮含量已經很低 ,氮作為植物生長的營養物是不必去除 、或不必去除得那麼干凈 的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用 ,既保證了環境質量 ,又為社會節省了大筆資金 。 用此回用水取代自來水作為城市綠化用水 ,將大大節省城市的淡水資源 ,減輕城市市政部門的供水壓力 ,對城市的整體經濟發展定會產生十分巨大的效益 。這是城市污水回用的新概念。
11 。這種純粹的物理化學法污水處理系統 ,受天氣 、環境 及人為因素的影響少 ,操作人員控制處理系統的能力和靈活性都大大優越於生物化學法 ,這是眾所周知的 。
城市生活污水處理廠的工藝流程可採用下列新模式 :
方案〔1〕:一般的城市:污水經SPR系統處理後 ,回用於城市綠化 、澆灌草地樹木,或作為工業用水 。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ----污泥脫水------ 污泥製成人行道地
出水回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水
方案〔2〕:特殊要求的城市:生活污水經SPR系統處理後 ,再進行離子交換除氨氮 ,最後排海 ,或回用。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ------ 污泥脫水 ------ 污泥製成人行道地磚
斜發沸石離子交換除氨氮,出水排入近海 、或回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水。
如果有關部門能協助創造一些現場表演的簡易條件 ,將可以運送一台處理水量為10 ~ 20 立方米 / 日的SPR污水凈化器及其完整的配套系統到現場作城市污水凈化處理的連續開機運行操作表演 ,並通過播放錄像和幻燈片詳細講解有關的凈化機理 ,同時請當地水質檢測的權威部門進行凈化效果的水質測試 。全套裝置輪廓最大尺寸為長3米 ,寬1.4米 ,高2.4米 ,總重量為一噸以下 。
在技術展示成功的基礎上 ,與當地的環保部門及環保產業密切合作 ,依靠當地自身的科技力量和自身的製造能力 ,建造城市生活污水處理廠 。 另外,SPR系統也可用於市區內的公園湖水的凈化及自循環 。希望將要興建的城市污水處理廠採用SPR污水處理技術後,能成為全球城市生活污水處理技術的典範 。 如果在已有的城市污水一級和二級處理系統的基礎上,附加採用SPR污水處理系統作為最後的深度處理裝置,使出水達到工業自來水的標准,以實現最後出水回用的目標,也是現有城市污水處理系統升級換代的極佳方案。
三、BIOLAK污水處理技術
l、百樂卡(BIOLA)工藝特點
百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由最初採用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。自1972年以來,經多年研究形成了採用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。
由於採用土池而大大減少了建設投資,採用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率,並減少運行費用,大大提高了處理效果。工藝設計簡捷,不需復雜的管理,在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益.
1.1低負荷活性污泥工藝
百樂卡工藝污泥迴流量大,污泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以污泥負荷較低。龍田污水廠BOD5污泥負荷率為 0?05kgBOD/kgMLSS.d,污泥濃度為400Omg/L,污泥齡為29d,所以剩餘污泥雖很少。
1.2 曝氣池採用士池結構
根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用於土建工程設施,而只有36%用於設備,造成這 種投資分配格局的主要原因是工藝池大都採用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍田污水廠土建工程造價500萬元,僅占總投資的20%。
大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對於許多種曝氣工藝來講,都不考慮採用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由於在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。
為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。
這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易於開挖、投資低廉,而且完全能滿足污水處理池功能上的要求,並能因地制宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏鬆地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。
1.3 高效的曝氣系統
百樂卡曝氣系統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表面逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡並不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高於一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被鬆弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。
採用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由於百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構,即使在很復雜的環境里曝氣頭也不至於阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。
曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為2?5kgO2/kW?h),而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。
1.4 簡單而有效的污泥處理
百樂卡工藝的另一特點是迴流污泥量大,其剩餘污泥比傳統工藝少許多。
在恆定的負荷條件下,百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由於污泥池中的污泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。
1.5 簡單易行的維修
百樂卡系統沒有水下固定部件,維修時不用排乾池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成,並用聚合物充填,以達到防水和防臟物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的面積很小,並很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都採用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何復雜的控制系統,而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。
1.6 二次曝氣和安全池
為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。
1.7 二沉池
曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離,並重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合並到一起,進一步節省了土建費用和佔地面積。二沉池沉澱污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽迴流。
1.8 土地的利用
盡管百樂卡系統需要的曝氣池體積比所謂密集型的大,但所需的總面積並不大,有時甚至更小,這主要有以下原因:a\不需初沉池;b\二沉池可以和曝氣池合建在一起;c\池的設計和布置的自由度大,對地形的適應性強。
2、龍田污水處理廠工藝流程
污水在廠內首先經過粗格柵去除大的漂浮物,然後自流入集水池。污水經立式污水泵提升至組合式旋轉細格柵,組合式旋轉細格柵可把雜物及砂粒從廢水中分離出來,並濃縮址理。旋轉細格柵處理出水先進入厭氧池,由推進器將進水和厭氧污泥混合進行厭氧處理,然後自流入BIOLAK生化池,利用懸鏈式曝氣器曝氣充氧進行好氧處理,處理後的污水,經沉澱後再進行曝氣充氧穩定,污水自流入消毒池,消毒後排放。Bl0lAk反應池產生的剩餘污泥用污泥泵送入污泥濃縮池,污泥經濃縮後再由螺桿泵送人帶式壓濾機脫水。污泥濃縮池產生的上清液和壓濾機產生的濾液自流入集水池二次處理。BlOLAK反應池需要的氧氣由風機供給,預處理設施產生的機械雜物外運填埋處置,產生的剩餘污泥外運用作農肥。
3、山東招遠百樂卡工藝處理效果
一位哲學家曾經說過:所有的技術都是由簡單到復雜,再由復雜到簡單,百樂卡技術正是這樣一種由復雜到簡單的工藝,但這種高效、簡單的工藝,是在傳統活性污泥法的基礎上,集合了大量研究工作的先進成果,並在數百例工程實踐中不斷地完善改進提出的,它是一種較為成熟的工藝。
四、「WT--FG」生物法技術簡介
⑵ 廢水處理基本方法有哪些
酸鹼中合
、城市污水處理廠工藝選擇的原則
城市污水處理廠的工藝選擇一般應遵循四條原則:
1)技術合理。
應正確處理技術的先進性和成熟性的辨證關系。一方面,應當重視工藝所具備的技術指標的先進性,同時必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質。城市污水處理工程不同於一般點源治理項目,它作為城市基礎設施工程,具有規模大、投資高的特點,且是百年大計,必須確保百分之百的成功。工藝的選擇更注重成熟性和可靠性,因此,我們強調技術的合理,而不簡單提倡技術先進。必須把技術的風險降到最小程度。
2)經濟節能。
節省工程投資是城市污水處理廠建設的重要前提。合理確定處理標准,選擇簡捷緊湊的處理工藝,盡可能地減少佔地,力求降低地基處理和土建造價。同時,必須充分考慮節省電耗和葯耗,把運行費用減至最低。對於我國現有的經濟承受能力來說,這一點尤為重要。
3)易於管理。
城市污水處理是我國的新興行業,專業人才相對缺乏。在工藝選擇過程中,必須充分考慮到我國現有的運行管理水平,盡可能做到設備簡單,維護方便,適當採用可靠實用的自動化技術。應特別注重工藝本身對水質變化的適應性及處理出水的穩定性。
事實上,任何一種工藝總有是有利有敝,關鍵在於適用性如何。在工程實踐中,應該具體情況具體分析,因地制宜,綜合比較,取長補短,作出較為優化的選擇。
2、城市污水處理廠主導工藝述評
1)AB法工藝
AB法工藝由德國BOHUKE教授首先開發。該工藝將曝氣池分為高低負荷兩段,各有獨立的沉澱和污泥迴流系統。高負荷段(A段)停留時間約20--40分鍾,以生物絮凝吸附作用為主,同時發生不完全氧化反應,生物主要為短世代的細菌群落,去除BOD達50%以上。 B段與常規活性污泥法相似,負荷較低,泥齡較長。
AB法A段效率很高,並有較強的緩沖能力。B段起到出水把關作用,處理穩定性較好。對於高濃度的污水處理,AB法具有很好適用性的,並有較高的節能效益。尤其在採用污泥消化和沼氣利用工藝時,優勢最為明顯。
但是,AB法污泥產量較達,A段污泥有機物含量極高,污泥後續穩定化處理是必須的,將增加一定的投資和費用。另外,由於A 段去除了較多的BOD,可能造成炭源不足,難以實現脫氮工藝。對於污水濃度較低的場合,B段運行較為困難,也難以發揮優勢。
目前有僅採用A段的做法,效果要好於一級處理,作為一種過渡型工藝,在性能價格比上有較好的優勢。一般適用於排江、排海場合。
2)SBR工藝
SBR工藝早在20世紀初已有應用,由於人工管理的困難和煩瑣未於推廣應用。此法集進水、曝氣、沉澱在一個池子中完成。一般由多個池子構成一組,各池工作狀態輪流變換運行,單池由撇水器間歇出水,故又稱為序批式活性污泥法。
該工藝將傳統的曝氣池、沉澱池由空間上的分布改為時間上的分布,形成一體化的集約構築物,並利於實現緊湊的模塊布置,最大的優點是節省佔地。另外,可以減少污泥迴流量,有節能效果。典型的SBR工藝沉澱時停止進水,靜止沉澱可以獲得較高的沉澱效率和較好的水質。
由SBR發展演變的又有CASS和CAST等工藝,在除磷脫氮及自動控制等方面有新的特點。
但是,SBR工藝對自動化控制要求很高,並需要大量的電控閥門和機械撇水器,稍有故障將不能運行,一般必須引進全套進口設備。由於一池有多種功能,相關設備不得已而閑置,曝氣頭的數量和鼓風機的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外,由於撇水深度通常有1.2—2米,出水的水位必須按最低撇水水位設計,故總的水力高程較一般工藝要高1米左右,能耗將有所提高。
SBR工藝一般適用於中小規模、土地緊張、具有引進設備條件的場合。 添加評論
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.txmix | 2009-12-04 20:46:10
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生態工程與污水處理系統
生態工程一般指人工設計的、以生物種群為主要結構組分、具有一定功能的、宏觀的、人為參與調控的工程系統。
基本功能:通過一定相互協調的結構形成動態平衡;以多層營養結構為基礎進行物質轉化、分解、富集與再生。
生態工程類型
物質能量多層利用生態工程
物質轉化與再生生態工程
無污染生態工程
污染自凈多功能生態工程
工農業聯合生態工程
生態工程應用方法
氧化塘法:生物氧化塘是利用藻類和細菌兩類生物間功能上的協同作用處理無水的一種生態系統。細菌主要利用藻類產生的氧,分解流入塘內的有機物;分解產物中的無機物,以及一部分小分子有機物又成為藻類的營養源。
氧化塘法
生物組成:藻類、細菌、微型動物
特點:構築物簡單、能源消耗少,運轉管理方便
類型:兼性塘、厭氧塘、好氧高效塘、精製塘、曝氣塘
水生植物塘
人工濕地處理系統
濕地是每年在足夠長的時間內具有淺的表面水層,能維持大型水生植物生長的生態系統。
人工濕地是根據自然濕地模擬的人工生態系統,用於處理廢水。
污水土地處理系統
利用土地以及其中的微生物和植物根系對污染物的凈化能力來處理已經過預處理的污水或廢水,同時利用其中的水分和肥分促進農作物、牧草或樹木生長的工程設施。
利用土地生態系統的自凈能力凈化污水。
污水土地處理系統與污灌的區別
土地處理系統對污水進行必要的預處理;
土地處理系統是按照全年連續運行的污水處理設施;
土地處理系統具備完整的工程系統並可以調控,底層防滲系統能有效控制污水對地下水可能造成的污染;
土地處理系統種植有利於污水處理的經濟作物,一般不種植直接食用的農作物。
這是我們上課學的,希望能幫到你!這周四剛考完,還考這題了呢! 添加評論
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.sun7680111 | 2009-12-04 20:47:48
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CCAS工藝,即連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功,但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模污水處理廠。進入60年代後,自動控制技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功,為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性污泥工藝」。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術(I/A),成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
CCAS工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照「曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水 (Decant)」程序周期運行,使污水在「好氧-缺氧」的反復中完成去碳、脫氮,和在「好氧-厭氧」的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制,並可調整的程序,由計算機集中自控。
CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:
(1)曝氣時,污水和污泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。
CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
B、國內外城市污水處理廠發展概況
水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加,水環境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制約許多城市可持續發展的主要原因之一。「環境保護」是我國的基本國策,中國可持續發展的戰略與對策制定的2000年治理目標,要求城市污水集中處理率達20%。目前,我國正處於城市污水處理事業的大發展時期,尤其隨著國家西部大開發戰略的實施,中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。
城市生活污水處理自200年前工業革命以來,越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標志。近200年來,城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理污水,並回用。處理工藝也從傳統活性污泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、 AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對於國外發達國家、起步較晚,目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時,必須結合我國發展,尤其是當地實際情況,探索適合我國實際的城市污水處理系統。
結合我國實際情況,參考國外先進技術和經驗,建設城市污水處理廠應符合以下幾個發展方向:
(1)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。
(2)運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
(3)佔地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)也明確規定了適用於所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標准和氨氮排放標准。這就意味著今後絕大多數城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都採用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定的合格出水,而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
C、幾種處理系統的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠,投資上最經濟,管理上最方便的城市污水處理系統,結合當地的實際情況,我們調研了國內外污水處理廠的成熟經驗和發展趨勢,並進行了比較。
目前,國內外城市污水處理廠處理工藝大都採用一級處理和二級處理。一級處理是採用物理方法,主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟,差別不大。二級處理則是採用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結起來,有代表性的工藝主要有傳統活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
二、SPR高濁度污水處理技術
在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。
沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統,既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。
最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」(美國發明專利)將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ,在30分鍾流程里快速完成。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入 CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。
SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。
最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.
⑶ 有什麼常用的軟化水處理方法
本發明公開了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,將電解槽分隔成陽極室和陰極室,並分別置有陽極板和陰極板;根據I≥1.01Qη(M+2M2)得到電流,待軟化的水流經陰極室,通電後,在陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,產生的OH‑,使Ca2+生成CaCO3晶體,Mg2+生成Mg(OH)2晶體,且隨著pH值的增大,碳酸鈣晶體的zeta電位降低,晶體聚團行為加強而訊速形成晶核;過飽和的晶體懸浮液隨水流流出電解室的過程中,以此晶核為生長點並迅速成長,實現自發結晶,再進行沉降或過濾,即完成軟化。本發明計算出適宜電流值,將水中鈣鎂離子一次性除去,且在處理過程中陰極板上幾乎不會附著水垢,電能利用效率高達90%,極大提高了設備的處理能力和便於實現數字化和自動化控制。
權利要求書
1.一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,包括以下步驟:
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室,並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流,所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到,其中,I為電極板的電流,單位:A;η為目標軟化率,單位:1;Q為陰極室的水流量,單位:L/s;當M0>M1時,M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度,單位:mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度,單位:mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度,單位:mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室,通電後,在陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,電解產生的OH-,與HCO3-反應生成CO32-,然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體,且隨電解的繼續,陰極液pH值增大,CaCO3晶體的zeta電位降低,晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長,實現自發結晶,生成肉眼可見的固體顆粒物,懸浮於水中,再進行沉降或過濾,即完成軟化。
2.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
3.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到,其中,Q1為向陰極室通入空氣的流量,單位:L/s。
4.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到,其中,Q0為向陰極室通入CO2的流量,單位:L/s。
5.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為定型導電材料中的一種。
6.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板。
7.一種利用權利要求1~6所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
8.根據權利要求7所述的軟化硬水的裝置,其特徵在於,至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口,在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口,在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
9.根據權利要求8所述的軟化硬水的裝置,其特徵在於,在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器。
10.一種軟化硬水的系統,其特徵在於,將若干個權利要求8所述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接,且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器。
說明書
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置
技術領域
本發明屬於電化學軟化水技術領域,特別涉及一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置。
背景技術
利用電化學技術進行水體脫鹽除垢處理,早在2006年就有文獻(Desalination,2006,201:150)報道,隨後也有不少國內文獻及專利(西安交通大學學報,2009,43(5):104;專利公開CN105523611A、CN204198498U)報道過,並在工程實踐中得到一定程度的應用。相比於傳統的消石灰軟化法,電化學脫鹽軟化水技術佔地空間小、處理速度快、不需要使用絮凝劑無二次污染、廢棄固體物少,操作簡單方便,可實現數字化控制,具有很高的經濟效益和環境效益。用於冷卻循環水的除垢防垢領域,與以往傳統的化學加葯方法以及電磁技術、超聲波技術相比,電化學技術的優點在於能夠將水中的成垢的鈣鎂離子以水垢沉積的方式從水中取出,並能提高濃縮倍數,達到節水減排的目的。
現有的電化學設備主要用於冷卻循環水的除垢防垢領域,為提高除垢效率,中國專利公開CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等專利對電化學除垢設備進行了相應的優化設計,其創新點在於充分優化電化學設備內部結構,擴大陰極面積,簡化操作,提高設備的處理效率與處理能力。
為了擺脫極板面積大小的限制因素,以色列文獻(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一種新的處理方法,利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極室與陰極室,將待處理的水流經陰極室後,引入外部結晶器內進行誘發結晶以提高極板處理能力,電能利用率達到50%。中國專利CN204198498U利用刮刀刮掉陰極板垢以提供微小晶核增加結晶比表面積,雖在一定程度上提高了電能的利用率,但其電能利用率依舊偏低,一是增加了陰極動力旋轉部分的電耗,二是由於其輔助電極接正電且在陰極室內,其表面必定會析氧(氯)而產生H+,可消耗陰極產生的部分OH-而導致電能利用率降低,另外其在後續工藝中提及需添加絮凝劑造成二次污染及處理成本的增加,另外其設備內腔底部沒有隔膜將陰陽兩室分開,而其實施例中陽極室酸性水一直往復循環部分H+必會進入陰極室,也會降低電能的利用率。生活中大部分水體都是硬水即鹼度小於硬度(等同於重碳酸根的含量低於鈣鎂量),故在不補加二氧化碳的情況下不能完全消除硬度。專利CN106277369A雖也提及陰陽極間加隔膜,但同樣要求陰極室出水口需連接一外部結晶器誘發結晶,結晶器體積龐大且時效性低,因無二氧化碳的補給同樣存在硬度水條件下不能完全消除硬度達到徹底軟化水的目的。
發明內容
本發明的第一目的是提供了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,向電解槽中通入電流,使得陰極室內形成強鹼性區域,利用電解產生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶體,與Mg2+生成Mg(OH)2晶體,並隨著電解的進行,陰極室pH值增大,碳酸鈣晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶,避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染,減少了工序步驟,而且時間上也快很多,投資少、設備佔用空間也少,處理能力大。
本發明的第二目的是提供了一種利用上述高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置及其系統,向電解槽中通入電流,使得陰極室內形成強鹼性區域,利用電解產生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶體,與Mg2+生成Mg(OH)2晶體,並隨著電解的進行,陰極室pH值增大,CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶,避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染,減少了工序步驟,而且時間上也快很多,投資少、設備佔用空間也少,處理能力大。
本發明的技術方案如下:
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,包括以下步驟:
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室,並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流,所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到,其中,I為電極板的電流,單位:A;η為目標軟化率,單位:1;Q為陰極室的水流量,單位:L/s;當M0>M1時,M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度,單位:mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度,單位:mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度,單位:mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室,通電後,在陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,電解產生的OH-,與HCO3-反應生成CO32-,然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體,且隨電解的進行陰極室pH值的增大,CaCO3晶體的zeta電位降低,晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長,實現自發結晶,生成為肉眼可見的固體顆粒物,懸浮於水中,再進行沉降或過濾,即完成軟化。
優選為,還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
優選為,常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到,其中,Q1為向陰極室通入空氣的流量,單位:L/s。
優選為,常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到,其中,Q0為向陰極室通入CO2的流量,單位:L/s。
優選為,所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為不銹鋼、鑄鐵、石墨、鋁或銅等定型導電材料中的一種。
優選為,所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板,如聚四氟乙烯塑料薄板。
本發明還公開了一種利用上述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
優選為,至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口,在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口,在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
優選為,在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器,用來收集綠色能源—氫氣。
本發明還公開了一種軟化硬水的系統,將若干個上述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接,且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器,用來收集綠色能源—氫氣。
與現有技術相比,本發明的有益效果如下:
一、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,通過I≥1.01Qη(M+2M2)計算出一適宜電流,使得陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,利用電解產生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶體,與Mg2+生成Mg(OH)2晶體,並隨著電解的進行,陰極室pH值增大,CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,流出陰極室的過飽和懸浮液以此晶核為生長點高效自發結晶,實現將水中大部分或全部鈣鎂離子一次性除去,且在陰極板上不會附著水垢,無需誘發結晶和外加絮凝劑,避免了二次污染,減少了工序步驟,具有軟化效率稿,投資少、設備佔用空間少,處理能力大等優點;
二、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,還根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算通入空氣的流量和根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算通入二氧化碳的流量,以提供足夠量的HCO3-,達到所需軟化率;
三、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,根據通入電流的計算公式和通入空氣或二氧化碳的計算公式,計算出電流值及通入空氣或二氧化碳的速率,便於實現數控化和自動化,使用清潔電能作為唯一的「處理劑」,無色環保無污染。
⑷ 水處理專利怎麼寫有什麼格式和要求嗎
如果有代理機構,你只要准備1說明書,2權利要求書。3說明書,4說明書附圖5摘要附圖
如果沒有代理機構,你需要准備發明專利請求書,實質審查請求書,以及上面提到的5項內容材料
⑸ 立源水業哪些專利技術與產品
立源水業哪些專利技術與產品?環保擬3億現金收購江蘇博恩51%股權,據悉,作為國內異味治理(生物除臭)領域的領先企業,江蘇博恩的主營業務為大氣惡臭污染治理(也稱異味治理)。該公司依託生物土壤過濾除臭等發明專利技術,輔以箱式生物濾池技術、離子除臭技術等相關技術,為市政污水處理、工業廢水處理等下遊行業客戶提供異味治理設備和安裝工程服務。
3.萬德斯(688178):公司主營垃圾污染削減及修復業務、高難度廢水處理業務。
4.萬邦達(300055):公司系為煤化工、石油化工、電力等下遊行業大型項目提供工業水處理系統全方位、全壽命周期服務的工業水處理專業服務商。其中包括系統建設全方位服務和系統運營服務,滿足客戶在生產經營中的純水、循環冷卻水、脫鹽水等工業用水需求和水處理的環保達標需求,並通過自身專業技術能力為客戶和社會節省資源、降低成本,公司已經成為一家以其卓越的設計與項目管理服務享譽工業水處理系統服務行業,被譽為工業水系統醫生。
5.上海洗霸(603200):公司主要業務為水處理服務業務和風管清洗業務。公司水處理業務包含化學品銷售與服務,水處理系統運行管理,加葯設備銷售與安裝和水處理設備集成,涵蓋水處理系統從建設到運營等不同階段的整體解決方案。
6.上海環境(601200):公司主營固體廢棄物處置、城市污水處理等環境市政項目投資、建設與運營。公司污水業務主要是市政污水處理業務,包含是生活污水處理廠的建設與運營。公司下屬污水處理廠分別位於上海和成都兩地。位於上海市的龍華水質凈化廠,閔行水質凈化廠,長橋水質凈化廠及友聯竹園合計處理上海市政污水176萬噸/日,其中友聯竹園為上海市第二大污水處理廠。
7.東華科技(002140):公司在工業廢水處理領域具有較強的技術優勢,擁有高含鹽污水處理、高濃度有機廢水厭氧處理、PTA廢水處理、A/O處理、腈綸工業廢水處理等多項實用技術,先後完成1000多項環境污染治理工程業務,獲得國家級、省部級科技進步獎近20項。公司成功建成了中煤圖克化肥污水"零排放"項目,奠定了公司在"零排放"領域的領先地位。2017年12月14日晚間公告,公司與天業匯合正式簽訂《新疆天業有限公司100萬噸/年合成氣制乙二醇一期工程60萬噸/年乙二醇項目空分裝置、鍋爐裝置、脫鹽水及污水處理裝置總承包合同》,合同價款為暫定價計10.84億元。合同的順利履行對公司2018、2019等年度的營業收入和經營業績將產生影響。
8.東方園林(002310):子公司上海立源專注於水處理工藝、技術、設備的研發、製造與應用,中山環保主要從事污水處理工程施工、污水處理設施運營。兩家子公司均在各自領域經營多年,在技術、市場、管理等方面已經積累較強的競爭優勢,與公司在客戶資源共享、技術融合、產品多元化、項目實施、原材料采購等方面均存在較強的協同效應,有利於公司加快發展水處理業務,進一步提高公司在生態治理領域的市場佔有率,為公司生態治理業務快速發展奠定基礎。
9.東江環保(002672):公司以控股子公司虎門綠源污水處理收費收益權為基礎資產,發行資產支持證券,實際融資人民幣3億元,系廣東省及深交所PPP+ABS業務的首單;
10.中原環保(000544):2017年,公司下屬13家水務運營單位,在保證安全生產、出水達標排放的前提下,外部開展水量摸查,內部優化控制工藝,科學調配資源利用,污水處理經營再創新高,全年共處理污水46301萬立方,中水處理2703萬立方。公司主營業務為城市污水處理和城市集中供熱,所經營的業務具有較強的區域性,主要經營區域為鄭州地區。公司在該地區市場的佔有率為污水處理50%、熱力供應35%左右;中原環保水務登封有限公司為公司全資子公司,該公司以TOT方式收購運營登封市污水處理廠。該廠設計規模為日處理污水3萬立方米,處理工藝採用改良型的SBR工藝,服務范圍為登封市中心城區,服務面積約10平方公里,服務人口約15萬;
11.中建環能(300425):國內最大的磁分離水體凈化設備製造企業,掌握凈化核心技術,黑臭河治理經驗豐富;2017年環保業務收入5.94億元,離心機業務收入2.11億元,合計佔比超過99%。公司以磁分離水體凈化技術為依託,同時結合生化處理技術、生物-生態水體修復技術、膜技術等污水處理領域其他適用技術,為客戶提供污水處理成套設備、運營服務、工程總包服務及整體解決方案。
12.中持股份(603903):18年11月,公司中標MFA(賓士前驅車型)生產輔助設施區二期-污水處理系統項目,中標價5330.15萬元。擁有「用於污水處理系統的雙參數曝氣控制系統」、「序批式污水處理裝置」、「內循環曝氣生物濾池與澄清池聯合處理系統」等52項專利技術和14項軟體著作權,以及工業廢水深度處理Advanguard技術、第二代改良型BAF技術、SG-MixerDrum污泥鹼性穩定干化處理技術、市政污泥分級分相厭氧消化技術、SG-DACT滾筒動態好氧高溫發酵技術等專有技術,多項技術列入國家重點環境保護實用技術名錄。除此之外,公司研發團隊承擔了國家863計劃、國家水專項及北京市科技委員會等研發課題,公司技術創新優勢得到廣泛認可。公司以環境基礎設施的第三方運營管理服務為基礎,採用「中資產,重服務,區域經營」的可復制模式,在環境發展戰略顧問,污水處理廠投融資,污水廠建設和升級改造及運營,污水廠伴生污泥的建造業務,核心技術產品銷售等領域開展業務活動。
⑹ 脫硫廢水處理系統及方法是不是有專利的
本發明提供一種脫硫廢水處理系統及方法,屬於西姆克趙慧江發明專利,水處理系技術領域。所述脫硫廢水處理系統包括:第一儲槽、第二儲槽、蒸發器和液體旋流器,其中,第一儲槽用於存儲脫硫廢水;蒸發器用於將脫硫廢水分成濃水和水蒸氣;冷凝器用於將水蒸氣冷凝成純凈水;液體旋流器,所液體旋流器用於將濃水分離出石膏和液體,所述液體排入第二儲槽。本發明提供的硫酸廢水處理系統能夠利用進入燒結機的煙道中的余熱將脫硫廢水蒸發,並給晶須產生器中提供熱能,從而達到節能減排。
⑺ 關於水的小發明
我國的城市,特別是大中城市,水資源短缺也是人們面對的一個窘迫問題。我國人均水資源佔有量僅為世界平均水平的四分之一,而水消耗量卻十分巨大。像北京的人均耗水量是世界平均水平的4倍。因此,不要認為節約用水和你無關,一個滴水的龍頭一天可以漏掉70升水,一年就是25噸水。在我們的生活中,這樣的漏洞並不少見。除了樹立節水意識外,還有些什麼竅門讓我們能夠節約水呢?
其實只要我們注意身邊的點滴小事,節水很容易做到。像清除餐具上過重的油污時不要直接用洗滌劑洗,先用紙擦拭,然後再清洗,這樣可以節省一半以上的用水。
洗手時,用盆洗比用水長流的方法更節省水,洗滌蔬菜水果或洗碗時也一樣,開著水龍頭不間斷的沖洗非常費水,間斷沖洗就能節約水。把用過的水存下來還可以再次利用。
家庭中洗衣機的用水量大,為了節水,生產廠家和科研人員都下足了功夫,要在保證洗干凈衣服的前提下盡可能的節約用水。
這種傾斜的造型並不是為了美觀或標新立異,10度的斜面設計自有它的道理。洗衣筒歪了10度後,它的水位就相對加深了,能達到較大水量的洗滌效果。所以它省水。
洗衣機設定的程序一般都是一次洗滌,兩次漂洗,水主要都耗費在漂洗上了。如果不用洗衣粉,不就能省下漂洗的水了嗎?
這種超聲波洗衣機,每秒能發出2萬次的沖擊波,可以將污垢從衣物上「震」下來。洗衣機里還安裝了一個特殊的電解水裝置,能把自來水中的水分子分解成氫離子和氧離子,利用離子對污漬、灰塵的分解和吸附作用來清潔衣物。雙管齊下,這種不用洗衣粉的洗衣機比普通洗衣機要節水30%以上。
還有洗衣機的水位不要定得太高,否則衣服之間缺少摩擦,洗不幹凈反而還浪費水。
除了洗衣機,坐便器也是家庭中的用水大戶,用水量大約占居民用水量的35%左右,一個三口之家一個月就要沖掉3千多升水。
技術人員研製開發出了一種新型的坐便器,每次用水量僅為4升,比現有的坐便器要節約三分之一到二分之一的水。
它的水箱在注水的同時存積了空氣,利用供水管道中的壓力來壓縮內部積攢的空氣,再推動水以較高的速度流入便盆。與傳統潔具的「拉」力不同,這種新型的潔具是採用「推」力將污物排出,沖力大,所以能節約水。
其實,家庭中的其他生活用水一樣可以用來沖洗馬桶,比方說經過最後一次漂洗,衣服洗干凈了,從洗衣機排出的水看上去還比較干凈,直接流進下水管還真有點可惜。還有像洗完臉、洗過菜的水,如果能再次利用就好了。業余發明家吳漢平研製了一套生活用水回用裝置,獲得了國家專利。他將廚房的洗滌槽、衛生間的面盆和坐便器水箱連接到一個儲水箱上。洗滌槽、面盆流出來的比較干凈的水進入儲水箱,供沖廁使用。
現在我來教你省水小秘方1.要用省水形馬桶,般審型馬桶加裝2段式沖水配件。2.水箱底下浮餅拆下 即成無段式控制出水。
3.小便池自動沖水器沖水時間調短。 4.用米水、洗衣水、洗碗水及洗澡水等清水來澆花、洗車,及擦洗地板。5.清理地毯法由濕式或蒸汽式改成乾燥粉沫式。6.將除濕機收集的水,及純水機、蒸餾水機等凈水設備的廢水回收再利用。
現在我說完了6項省水秘方,你是否想到比我更好的省水方法呢?你是否在省水呢?我想你應該在省水吧!
長期以來,人們普遍認為水是「取之不盡,用之不竭」的,不知道愛惜,而浪費揮霍。事實上,水資源日益緊缺,而我市的城市供水工作更是在嚴重缺水的邊緣艱難度日,自來水來之不易。
人不可一日無水,水是生命之源,珍惜水就是珍惜自己的生命!在此,我們介紹一些日常生活中的節水常識:
刷牙
浪費:不間斷放水,30秒,用水約6升。
節水:口杯接水,3口杯,用水0.6升。三口之家每日兩次,每月可節水486升。
洗衣
浪費:洗衣機不間斷地邊注水邊沖洗、排水的洗衣方式,每次需用水約165升。
節水:洗衣機採用洗滌—脫水—注水—脫水—注水—脫水方式洗滌,每次用水110升,每次可節水55升,每月洗4次,可節水220升。
另外,衣物集中洗滌,可減少洗衣次數;小件、少量衣物提倡手洗,可節約大量水;洗滌劑過量投放將浪費大量水。
洗浴
浪費:過長時間不間斷放水沖淋,會浪費大量水。
盆浴時放水過多,以至溢出,或盆浴時一邊打開水塞,一邊注水,浪費將十分驚人。
節水:間斷放水淋浴(比如腳踏式、感應式等)。搓洗時應及時關水。避免過長時間沖淋。
盆浴後的水可用於洗衣、洗車、沖洗廁所、拖地等。
炊事
浪費:水龍頭大開,長時間沖洗。燒開水時間過長,水蒸汽大量蒸發。用自來水沖淋蔬菜、水果。
節水:炊具食具上的油污,先用紙擦除,再洗滌,可節水。
控制水龍頭流量,改不間斷沖洗為間斷沖洗。
洗車
浪費:用水管沖洗,20分鍾,用水約240升。
節水:用水桶盛水洗車,需3桶水,用水約30升。使用洗滌水、洗衣水洗車。使用節水噴霧水槍沖洗。利用機械自動洗車,洗車水處理循環使用。
節水小方法:
節約用水,利在當代,功在千秋,這是經過討論同學們一起研究出一些生活節水小方法:
一、淘米水洗菜,再用清水清洗,不僅節約了水,還有效地清除了蔬菜上的殘存農葯;
二、洗衣水洗拖帕、帚地板、再沖廁所。第二道清洗衣物的洗衣水擦門窗及傢具、洗鞋襪等;
三、大、小便後沖洗廁所,盡量不開大水管沖洗,而充分利用使用過的「臟水」;
四、夏天給室內外地面灑水降溫,盡量不用清水,而用洗衣之後的洗衣水;
五、自行車、家用小轎車清潔時,不用水沖,改用濕布擦,太臟的地方,也宜用洗衣物過後的余水沖洗;
六、沖廁所:如果您使用節水型設備,每次可節水4一5kg;
七、家庭澆花,宜用淘米水、茶水、洗衣水等;
八、家庭洗滌手巾、小對象、瓜果等少量用水。宜用盆子盛水而不宜開水龍頭放水沖洗;
九、洗地板:用拖把擦洗,可比用水龍頭沖洗每次每戶可節水200kg以上;
十、水龍頭使用時間長有漏水現象,可用裝青黴素的小葯瓶的橡膠蓋剪一個與原來一樣的墊圈放進去,可以保證滴水不漏;
十一、將衛生間里水箱的浮球向下調整2厘米,每次沖洗可節省水近3kg;按家庭每天使用四次算,一年可節葯水4380kg。
十二、洗菜:一盆一盆地洗,不要開著水龍頭沖,一餐飯可節省50kg;
十三、淋浴:如果您關掉龍頭擦香皂,洗一次澡可節水60kg;
十四、手洗衣服:如果用洗衣盆洗、清衣服則每次洗、清衣比開著水龍頭節省水200kg;
十五、用洗衣機洗衣服:建議您滿桶再洗,若分開兩次洗,則多耗水120kg;
十六、洗車:用抹布擦洗比用水龍頭沖洗,至少每次可節水400kg;
⑻ 幾種先進的污水處理技術介紹
一、連續循環曝氣系統(CCAS)
A、CCAS工藝簡介
CCAS工藝,即連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration
System),是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch
Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功,但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模污水處理廠。進入60年代後,自動控制技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功,為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性污泥工藝」。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術(I/A),成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
CCAS工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照「曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水(Decant)」程序周期運行,使污水在「好氧-缺氧」的反復中完成去碳、脫氮,和在「好氧-厭氧」的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制,並可調整的程序,由計算機集中自控。
CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:
(1)曝氣時,污水和污泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。
CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
B、國內外城市污水處理廠發展概況
水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加,水環境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制約許多城市可持續發展的主要原因之一。「環境保護」是我國的基本國策,中國可持續發展的戰略與對策制定的2000年治理目標,要求城市污水集中處理率達20%。目前,我國正處於城市污水處理事業的大發展時期,尤其隨著國家西部大開發戰略的實施,中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。
城市生活污水處理自200年前工業革命以來,越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標志。近200年來,城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理污水,並回用。處理工藝也從傳統活性污泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對於國外發達國家、起步較晚,目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時,必須結合我國發展,尤其是當地實際情況,探索適合我國實際的城市污水處理系統。
結合我國實際情況,參考國外先進技術和經驗,建設城市污水處理廠應符合以下幾個發展方向:
(1)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。
(2)運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
(3)佔地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)也明確規定了適用於所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標准和氨氮排放標准。這就意味著今後絕大多數城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都採用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定的合格出水,而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
C、幾種處理系統的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠,投資上最經濟,管理上最方便的城市污水處理系統,結合當地的實際情況,我們調研了國內外污水處理廠的成熟經驗和發展趨勢,並進行了比較。
目前,國內外城市污水處理廠處理工藝大都採用一級處理和二級處理。一級處理是採用物理方法,主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟,差別不大。二級處理則是採用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結起來,有代表性的工藝主要有傳統活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
二、SPR高濁度污水處理技術
在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。
沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統,既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。
最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」(美國發明專利 )將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內
,在30分鍾流程里快速完成
。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一
、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。
SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。
最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.
SPR污水處理系統與眾不同的技術特點
1.城市生活污水和處理葯劑的混合主要是在泵前吸葯管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應管 和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ,依照紊流速度 、混合時間
、和水力學結構數據設計 ,得以十分充分的混合 ,為取得最佳混凝凈化效果和最大限度地節省葯劑創造了前提條件 。這是過去常規的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的
。
2.SPR系統處理城市污水時 ,採用五種以上污水處理葯劑及其最佳配方組合使用 ,靠化學反應使污水中溶解狀態的有機污染物 、重金屬離子
和有害的鹽類從水中析出 ,成為有固相界面的微小顆粒 (它包含有污水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度
。靠消毒劑在30分鍾的流程內殺滅細菌和大腸桿菌 。靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團
。這樣發揮各葯劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用葯方式是與常規的物理化學法不相同的 。而且SPR系統使用的組合葯劑配方
,只能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR污水凈化器及其系統里才能充分發揮作用 ,在常規的水工系統里是無法使用的 。
3.SPR系統裝置能夠依照模擬試驗得出的配方 ,藉助大氣壓力和流量計 ,十分精確地投加混凝葯劑和絮凝葯劑
,不致因加葯過量而造成葯劑殘留在凈化後的出水中,而且動力消耗很少 。
4.SPR污水凈化器內部結構是完全按照混凝機理精確設計的 ,形成的渦旋流動和各部位恰當的水流速度 ,使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數
,並且有凝聚吸附所需的最佳流速環境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。這也是常規水工裝置無法比擬的 。
5.根據混凝形成的絮團實際狀況 ,准確確定了SPR污水凈化器內部的水動力學數據 ,使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的 、十分緻密的懸浮泥層
。所有經過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾 ,才能升流到罐體上部的清水匯集區 。它十分成功地起到了污水高級處理工藝中極為重要的過濾作用 。
這個緻密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝葯劑形成的絮體本身組成的 。隨著絮體由下向上運動 ,使泥層的下表層不斷增加 、變厚 ;同時
,隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動,引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶 ,上表層不斷減少 、變薄 。這樣 ,懸浮泥層的厚度達到一個動態的平衡
。當混凝後的出水由下向上穿過此懸浮泥層時 ,此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學特性及范德華力的作用 ,將懸浮膠體顆粒 、絮體
、細菌菌體等等雜質全部攔截在此懸浮泥層上 ,使出水水質達到三級處理的水平 。由於泥層是由絮體組成 ,緻密度高 ,過濾效率遠遠高於常規的沙粒層過濾
;由於是處於懸浮狀態的絮體泥層作濾層 ,其過濾的水頭(阻力)損失非常小 ,所以動力消耗遠遠低於常規的砂層過濾 、微孔過濾
、或反滲透膜過濾;又由於過濾泥層是凈化過程中由污水中的污泥自動補充添加 ,又自動被引走 ,即過濾泥層自身在不斷地更新
,過濾泥層總是保持著穩定的厚度,而且總是保持著穩定的物理吸附和電化學吸附性能 ,因此能獲得穩定的過濾效果
。而且完全免去了常規系統中必不可少的過濾層的反沖洗以及反沖洗帶來的眾多麻煩 。這種結構和原理與常規的三級污水處理的過濾裝置是完全不同的
,這里沒有價格昂貴的反滲透膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置 。所以 ,投資省 、動力消耗小 、運行費用低是SPR系統的必然優勢。
6.SPR系統選用的絮凝劑 ,同時也是良好的污泥助濾劑 ,所以 ,系統最後排出的污泥漿 ,其脫水性能良好 ,可以不另外添加助濾劑
,就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以製成人行道地磚再利用 ,不會帶來二次污染的問題 。它沒有傳統的生化法產生的污泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。
7.本類型污水凈化器曾開機運行處理過養豬場污水 、養雞場污水 、煤礦礦井坑道污水 、生豬屠宰場污水 、高粱釀酒廠酒糟污水
、紡織印染污水、再生紙造紙污水和城市生活污水等等含有大量有機污染物和氨氮的污水;也成功應用於陶瓷廠污水、牆地磚廠污水、大理石水磨拋光污水、洗煤污水、燃煤鍋爐濕法除塵污水、石英砂洗砂污水等懸浮物含量極高的污水的凈化和回用。
各地權威檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關數據 。測試報告單表明 :氨氮去除率可以達到85%,總氮去除率可達95% ,有機氮去除率可達96%
,BOD去除率可達95% ,懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% ,出水濁度達到3 度(3 毫克 / 升)以下。這是本凈水系統在低投資
、低運轉費的前提下所獲得的出水指標 。 這是常規的物化法和生物化學法的一級 、二級處理系統都無法達到的 。
除發達國家有專門的城市生活污水管路系統外,實際的城市污水往往混入有許多工業污水,可生化性差和污染物成分不規則地快速變化是我們面臨的現實,而針對降解某種有機污染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長,所以,傳統生化系統難以適應當今愈來愈工業化了的城市的污水。SPR系統已擁有處理眾多工業污水的適應能力和物化法具有的快速應變能力,容易通過自動化的手段應付系統入口污水水質的變化,保持穩定的凈化效果。
8.在SPR系統中投放殺菌消毒葯劑時 ,只要增加一些投氯量(無需另外增加設備)就可以起到用氯來氧化除氨的作用 ,進一步提高污水處理系統去除氨氮的效率
。
9.假如經過SPR系統處理後的出水氨氮含量還未達到較嚴格的要求(如某些發達國家或發達地區將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下)
,也可以後續再串聯設置一級離子交換裝置 ,靠斜發沸石離子交換柱最終達到除氨氮的目標 。
因為斜發沸石離子交換系統要求進口水質的懸浮物含量要低於35毫克 / 升 ,否則會影響離子交換柱的功能和壽命 ,從而大大增加離子交換的運行費用 。過去
,常規的一 、二 級污水處理裝置是難以長期穩定地達到這樣的前處理水平的 ,因而限制了離子交換法除氨氮技術的廣泛應用 。現在
,SPR污水處理系統絕對可以保證凈化後出水的懸浮物含量低於3毫克 / 升(實際運行中出水的懸浮物含量多為1毫克 / 升)
,使得後續的斜發沸石離子交換系統去除氨氮的負荷減輕很多 ,交換柱的使用壽命會大大延長 ,即離子交換的運行費用會大大降低
,將使離子交換法除氨氮技術的優點得到更充分的發揮 。
早在七十年代 ,美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活污水的
,其工藝流程是:化學混凝----沉澱----過濾和活性炭吸附----斜發沸石離子交換 。其最後出水水質標准為:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升
,磷 1毫克 / 升,懸浮物 10毫克 / 升 ,pH 8.5 。證明純粹的物理化學法處理城市污水在技術上是可行的 。現在 ,依靠新發明的SPR凈水技術
,將使這項工藝的經濟性更為圓滿 。
10 。其實 ,經過SPR污水凈化系統處理後的出水 ,其懸浮物的含量小於3 毫克 / 升 ,濁度也小於3 度 (毫克 / 升 ) ,達自來水標准
,不再會堵塞輸水管路 ,並且已經經過了良好的消毒 。將此出水回送到城市各地 ,作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全 、可靠的
。經過SPR系統處理後的出水中 ,殘存的氮含量已經很低 ,氮作為植物生長的營養物是不必去除 、或不必去除得那麼干凈
的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用 ,既保證了環境質量 ,又為社會節省了大筆資金 。 用此回用水取代自來水作為城市綠化用水
,將大大節省城市的淡水資源 ,減輕城市市政部門的供水壓力 ,對城市的整體經濟發展定會產生十分巨大的效益 。這是城市污水回用的新概念。
11 。這種純粹的物理化學法污水處理系統 ,受天氣 、環境 及人為因素的影響少 ,操作人員控制處理系統的能力和靈活性都大大優越於生物化學法
,這是眾所周知的 。
城市生活污水處理廠的工藝流程可採用下列新模式 :
方案〔1〕:一般的城市:污水經SPR系統處理後 ,回用於城市綠化 、澆灌草地樹木,或作為工業用水 。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ----污泥脫水------ 污泥製成人行道地
出水回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水
方案〔2〕:特殊要求的城市:生活污水經SPR系統處理後 ,再進行離子交換除氨氮 ,最後排海 ,或回用。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ------ 污泥脫水 ------ 污泥製成人行道地磚
斜發沸石離子交換除氨氮,出水排入近海 、或回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水。
如果有關部門能協助創造一些現場表演的簡易條件 ,將可以運送一台處理水量為10 ~ 20 立方米 /
日的SPR污水凈化器及其完整的配套系統到現場作城市污水凈化處理的連續開機運行操作表演 ,並通過播放錄像和幻燈片詳細講解有關的凈化機理
,同時請當地水質檢測的權威部門進行凈化效果的水質測試 。全套裝置輪廓最大尺寸為長3米 ,寬1.4米 ,高2.4米 ,總重量為一噸以下 。
在技術展示成功的基礎上 ,與當地的環保部門及環保產業密切合作 ,依靠當地自身的科技力量和自身的製造能力 ,建造城市生活污水處理廠 。
另外,SPR系統也可用於市區內的公園湖水的凈化及自循環 。希望將要興建的城市污水處理廠採用SPR污水處理技術後,能成為全球城市生活污水處理技術的典範 。
如果在已有的城市污水一級和二級處理系統的基礎上,附加採用SPR污水處理系統作為最後的深度處理裝置,使出水達到工業自來水的標准,以實現最後出水回用的目標,也是現有城市污水處理系統升級換代的極佳方案。
三、BIOLAK污水處理技術
l、百樂卡(BIOLA)工藝特點
百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由最初採用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。自1972年以來,經多年研究形成了採用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。
由於採用土池而大大減少了建設投資,採用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率,並減少運行費用,大大提高了處理效果。工藝設計簡捷,不需復雜的管理,在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益.
1.1低負荷活性污泥工藝
百樂卡工藝污泥迴流量大,污泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以污泥負荷較低。龍田污水廠BOD5污泥負荷率為
0?05kgBOD/kgMLSS.d,污泥濃度為400Omg/L,污泥齡為29d,所以剩餘污泥雖很少。
1.2 曝氣池採用士池結構
根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用於土建工程設施,而只有36%用於設備,造成這
種投資分配格局的主要原因是工藝池大都採用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍田污水廠土建工程造價500萬元,僅占總投資的20%。
大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對於許多種曝氣工藝來講,都不考慮採用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由於在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。
為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。
這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易於開挖、投資低廉,而且完全能滿足污水處理池功能上的要求,並能因地制宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏鬆地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。
1.3 高效的曝氣系統
百樂卡曝氣系統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表面逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡並不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高於一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被鬆弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。
採用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由於百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構,即使在很復雜的環境里曝氣頭也不至於阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。
曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為2?5kgO2/kW?h),而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。
1.4 簡單而有效的污泥處理
百樂卡工藝的另一特點是迴流污泥量大,其剩餘污泥比傳統工藝少許多。
在恆定的負荷條件下,百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由於污泥池中的污泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。
1.5 簡單易行的維修
百樂卡系統沒有水下固定部件,維修時不用排乾池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成,並用聚合物充填,以達到防水和防臟物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的面積很小,並很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都採用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何復雜的控制系統,而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。
1.6 二次曝氣和安全池
為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。
1.7 二沉池
曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離,並重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合並到一起,進一步節省了土建費用和佔地面積。二沉池沉澱污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽迴流。
⑼ 污水處理廠第一站是什麼
污水處理廠是從污染源排出的污(廢)水,因含污染物總量或濃度較高,達不到排放標准要求或不適應環境容量要求,從而降低水環境質量和功能目標時,必需經過人工強化處理的場所。一般分為城市集中污水處理廠和各污染源分散污水處理廠,處理後排入水體或城市管道。有時為了回收循環利用廢水資源,需要提高處理後出水水質時則需建設污水回用或循環利用污水處理廠。處理廠的處理工藝流程是有各種常用或特殊的水處理方法優化組合而成的,包括各種物理法、化學法和生物法,要求技術先進,經濟合理,費用最省。設計時必須貫徹當前國家的各項建設方針和政策。因此,從處理深度上,污水處理廠可能是一級、二級、三級或深度處理。污水處理廠設計包括各種不同處理的構築物,附屬建築物,管道的平面和高程設計並進行道路、綠化、管道綜合、廠區給排水、污泥處置及處理系統管理自動化等設計,以保證污水處理廠達到處理效果穩定,滿足設計要求,運行管理方便,技術先進,投資運行費用省等各種要求。
編輯本段試運行管理
污水處理廠污水處理工程的試運行,不同於一般建築給排水工程或市政給排水工程的試運行,前者包括復雜的生物化學反應過程的啟動和調試,過程緩慢,耗費時間長,受環境條件和水質水量的影響較強,而後者僅僅需要系統通水和設備正常運轉便可以。 污水處理工程的試運行與工程的驗收一樣是污水治理項目最重要的環節。通過試運行可以進一步檢驗土建工程、設備和安裝工程的質量,是保證正常運行過程能夠高效節能的基礎,進一步達到污水治理項目的環境效益、社會效益和經濟效益。 污水處理工程試運行,不但要檢驗工程質量,更重要的是要檢驗工程運行是否能夠達到設計的處理效果。無數處理工程試運行的內容和要求有以下幾點。 (1)通過試運行檢驗土建、設備和安裝工程的質量,建立相關設備的檔案材料,對相關機械、設備及儀表的設計合理性、運行操作注意事項等提出建議。 (2)對某些通用或專用設備進行帶負荷運轉,並測試其能力。如水泵的提升流量與揚程、鼓風機的出風風量、壓力、溫度、噪音與振動等,曝氣設備充氧能力或氧利用率,刮(排)泥機械的運行穩定性、保護裝置的效果、刮(排)泥效果等。 (3)單項處理構築物的試運行,要求達到設計的處理效果,尤其是採用生物處理法的工程,要培養(馴化)出微生物污泥,並在達到處理效果的基礎上,找出最佳運行工藝參數。 (4)在單項設施試運行的基礎上,進行整個工程的聯合運行和驗收。確保污水處處理能夠達標排放。
編輯本段運行管理
污水處理廠城市污水廠的運行管理,同其他行業的運行管理一樣,是賭氣醫生場活動進行計劃、組織、控制和協調等工作的總稱,是企業各種管理活動(例如:行政管理、技術管理、設備管理、「三產」管理)的一部分,是企業各種經營活動中最重要的部分。 城市污水廠的運行管理,指從接納原污水至凈化處理排出「達標」污水的全過程的管理。 1.3污水處理運行管理的基本要求 城市污水處理廠運行管理過程中的基本要求是: 污水處理廠
(1)按需生產 首先應滿足城市與水環境對污水廠運行的基本要求,保證干處理量使處理後污水達標。 (2)經濟生產 以最低的成本處理好污水,使其「達標」。 (3)文明生產 要求具有全新素質的操作管理人員,以先進的技術文明的方式,安全的搞好生產運行。 水質管理 污水處理廠(站)水質管理工作是各項工作的核心和目的,是保證「達標」的重要因素。水質管理制度應包括:各級水質管理機構責任制度,「三級」(指環保監測部門、總公司和污水站)檢驗制度,誰知排放標准與水質檢驗制度,水質控制與清潔生產制度等。
編輯本段運行人員的職責與管理
污水處理廠
污水處理廠操作管理人員的任務是,充分發揮各種處理方法的優點,根據設計要求進行科學的管理,在水質條件和環境條件發生變化時,充分利用各種工藝的彈性進行適當的調整,及時發現並解決異常問題,使處理系統高效低耗地完成凈化處理作用,以達到理想的環境效益、經濟效益和社會效益。 (一) 熟練掌握本職業務 污水與污泥的處理是依靠物理、化學及生物學的原理來完成的,要利用大型的構築物、機械、設備與自控裝置,還涉及各種測試手段,這就要求所有運行管理人員除了具有一定的文化程度外,在物理、化學及微生物學方面的知識應具有更高的要求,也包括機械及電方面的知識。 (二) 遵守規章制度 為了保證污水處理廠穩定的運行,除了操作管理人員應具備業務知識和能力外,還應有一系列規章制度要共同遵守。除了崗位責任制以外,還包括:設施巡視制、設備保養制、交接班制、安全操作制等。
編輯本段污水處理行業發展
污水處理廠
地球雖然有70.8%的面積為水所覆蓋,但淡水資源卻極其有限,人類真正能夠利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分,僅佔地球總水量的0.26%,而且分布不均。 20世紀50年代以後,全球人口急劇增長,工業發展迅速。全球水資源狀況迅速惡化,「水危機」日趨嚴重。一方面,人類對水資源的需求以驚人的速度擴大;另一方面,日益嚴重的水污染蠶食大量可供消費的水資源。 全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪,每升廢水會污染8升淡水;所有流經亞洲城市的河流均被污染;美國40%的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑污染;歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。20世紀,世界人口增加了兩倍,而人類用水增加了5倍。世界上許多國家正面臨水資源危機:12億人用水短缺,30億人缺乏用水衛生設施。 中國水資源人均佔有量少,空間分布不平衡。隨著中國城市化、工業化的加速,水資源的需求缺口也日益增大。在這樣的背景下,污水處理行業成為新興產業,目前與自來水生產、供水、排水、中水回用行業處於同等重要地位。 雖然由於國家和各級政府對環境保護重視程度的不斷提高,中國污水處理行業正在快速增長,污水處理總量逐年增加,城鎮污水處理率不斷提高。但目前中國污水處理行業仍處於發展的初級階段。 一方面,中國目前的污水處理能力尚跟不上用水規模的迅速擴張,管網、污泥處理等配套設施建設嚴重滯後。另一方面,中國的污水處理率與發達國家相比,還存在著明顯的差距,且處理設施的負荷率低。 因此中國應完善污水處理的政策法規,建立監管體制,創建合理的污水處理收費體系,扶植國內環保產業發展,推進污水處理行業的產業化和市場化。污水處理行業是一個朝陽產業,發展前景十分廣闊。中國將在「十一五」期間投資3000億元以推進城市污水處理和利用,中國污水處理行業由此迎來高速發展期。
編輯本段性質
在我國,早期的污水處理廠都屬於事業單位編制,屬於市政部門管轄,其建設、運營等由城管部門負責,環保部門僅負責污水處理廠出水的合格性檢驗。但最近十多年來,我國的污水處理領域市場化取得了很大的進步,BOT、TOT等國際先進模式引入我國,對於加速我國污水處理廠的建設步伐,改善水環境起到了積極作用,原有的污水處理廠也大多進行了企業改制,從而導致目前狀況下,我國的污水處理廠性質復雜,有屬於事業單位的,有屬於國營企業的,也有屬於外資、私企的。
編輯本段廠址選擇
污水處理廠 污水處理廠址的選定是城市和工業區的總體規劃的組成部分。廠址的選擇同城市和工業區排水管道的布置、處理後污水出路密切相關,應進行深入的調查研究和技術經濟比較,並應考慮以下原則: 1、廠址必須位於給水水源的下游;如果城鎮、工業區和生活區位於河流附近,廠址必須在它們的下游,而且要在夏季主風向的下風向,並應同城鎮、工業區、生活區以及農村居民點保持一定的距離,但又不宜太遠,以免增加管道的長度。 2、廠址應盡可能與處理後出水的主要去向(如灌溉農田)或受納水體靠近。 3、充分利用地形,選擇有適當坡度的地區,以滿足污水處理構築物和設備高程布置的需要,節省能源和動力。 4、盡可能少佔和不佔農田,並考慮有發展的可能性。
編輯本段處理工藝
污水處理廠 污水處理廠的處理工藝流程以及處理構築物和設備型式的選定是污水處理廠設計的重要環節。確定污水處理工藝流程的主要依據是污水所需要達到的處理程度,而處理程度則取決於處理後出水的去向。處理後的出水如果排入水體,則污水的處理程度既要能夠充分利用水體自凈能力,又要防止水體遭到污染。不考慮水體自凈能力,而任意採用高級處理方法是不經濟的,但也不宜將水體自凈能力耗盡,要留有餘地。處理後污水如用於灌溉農田,污水水質應達到所要求的標准。處理後的出水如果回用於工業企業或城市建設,要考慮兩種情況:直接回用;作某些補充處理後再行回用。 污水處理廠一般是以去除 BOD(生化需氧量)物質作為主要目標。在大型污水處理廠中多採用以沉澱為中心的污水一級處理和以生物處理為中心的污水二級處理。有時為了去除氮、磷等物質,還在生物處理後,進行污水三級處理。 污水處理的產物——初級沉澱池產生的污泥,由污泥處理系統處理。污泥處理系統是污水處理廠的組成部分,污泥採用需氧消化和厭氧消化兩種方法處理(見污泥消化)。需氧消化多用於服務人口在 5萬以下的小型污水處理廠;而厭氧消化則普遍用於大中型污水處理廠。污泥處理的程序是:污泥濃縮、污泥厭氧消化、污泥干化、焚燒。工業廢水處理工藝流程的確定較為復雜,應綜合考慮各方面的因素,如去除的主要對象,對處理出水水質的要求,廢水的水量、水質的變化等。對各種污染物可以採用的處理單元如表:處理工藝流程的排列順序,是先簡單後復雜;從去除對象考慮,則先去除懸浮的污染物,然後去除膠體物質和溶解性物質。
編輯本段處理系統
污水處理廠 SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。SPR污水處理系統與眾不同的技術特點: 1、城市生活污水和處理葯劑的混合主要是在泵前吸葯管道、污水泵葉輪、蛇形反應管和瓷球反應罐的組合作用下完成的,依照紊流速度、混合時間、和水力學結構數據設計,得以十分充分的混合,為取得最佳混凝凈化效果和最大限度地節省葯劑創造了前提條件。這是過去常規的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的。 2、SPR系統處理城市污水時,採用五種以上污水處理葯劑及其最佳配方組合使用,靠化學反應使污水中溶解狀態的有機污染物、重金屬離子和有害的鹽類從水中析出,成為有固相界面的微小顆粒(它包含有污水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度。靠消毒劑在30分鍾的流程內殺滅細菌和大腸桿菌。靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團。這樣發揮各葯劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用葯方式是與常規的物理化學法不相同的。而且SPR系統使用的組合葯劑配方,只能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR污水凈化器及其系統里才能充分發揮作用,在常規的水工系統里是無法使用的。
編輯本段處理技術
污水處理廠 在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。 城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。 沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統,既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。
編輯本段技術發明
污水處理廠 最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」(美國發明專利)將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內,在30分鍾流程里快速完成。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用,就能夠獲得三級處理水平的效果,實現城市污水的再生和回用。 SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。 最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的
⑽ 目前最先進的污水處理技術
「微波化學」污水處理技術
微波化學是研究在化學中應用微波的一門新興的前沿交叉學科。它是在人們對微波場中物質的特性及其相互作用的深入研究基礎上發展起來的。因此也可以說微波化學是根據電磁場和電磁波理論、電介質物理理論、凝聚態物理理論、等離子體物理理論、物質結構理論和化學原理,利用現代微波技術來研究物質在微波場作用下的物理和化學行為的一門科學。多數化學反應需要能量,通常是熱能,微波既然能快速烹調食品,因此不言而喻也能加速反應,這只是早期的看法。實際上微波能不僅提供了一種快速高效的加熱方法,而且在很多化學過程中呈現出無法用熱能解釋的效應,從此吸引了大批科技工作者從事這一領域的開發與研究,微波化學這一交叉學科也就自然地誕生了。 早在六十年代後期,美國麻省理工學院就曾對微波能在化學中的應用作了不少研究,微波化學研究在我國起步並不太晚,中國科學院、蘭州化物所、吉林大學、雲南大學、蘭州大學、四川大學等,在微波等離子體化學和微波合成及反應化學方面的研究都起步較早,並取得過有影響的成果。
微波在微波污水處理工藝中的主要作用:
1、微波能的化學作用:能夠極化水分子及有機化合物分子,使有機化合物與敏化劑之間形成過渡態產物,降低氧化和分解有害有機化合物所需要的活化能,使反應加速進行。
2、微波能的物理作用:能夠加熱和極化水及污染物分子,提高氧化和分解有害有機化合物所需要的反應條件,達到反應所需要的活化能。
3、能夠加熱和催化水及污染物分子,使絮凝劑與污染物之間形成的積聚物的沉澱反應更完全、更快速。
經大量工程實踐證明:微波化學污水處理技術對水中污染物有顯著的去除效果。出水中的色度、硫化物、懸浮物、CODcr、BOD5、揮發酚和總磷等去除率在90%以上;出水中的氨氮和陰離子洗滌劑的去除率在75%和80%左右。沉降污泥中含有大量的磷(富集倍數為300倍左右),出泥量少,占出水量的3%左右。處理後檢測項目符合《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)中的一級標准要求。另經有關權威專業部門檢測,其微波漏能遠遠低於國家標准,證明其對人體絕對安全可靠。微波化學污水處理技術在國內外無先例,處於世界先進水平。
微波化學污水處理技術在治理江河湖泊,凈化水體,改善水資源生態環境方面獨具特點,可快速去污、高效殺菌,可靠除藻,達到去濁變清的目的,對水體不產生二次污染。將污水逐漸置換澄清,生成絮體物,快速沉降,覆蓋於底部污泥層上,防止水質的進一步惡化。為保護人類賴以生存的自然生態環境,徹底解決水資源問題,保護我們的綠色家園,讓微波化學污水處理技術把不可能變成可能!
北京潤澤東方環保科技有限公司(以下簡稱:「潤澤東方」)成立於二○○一年八月一日。
潤澤東方是世界上第一家把「微波」技術引入到污水處理行業的高新技術企業,公司近十年來致力於「微波化學污水處理技術」的推廣與應用,同時推出世界上最先進的水處理設備 --WBSZ系列微波化學污水處理設備機組,又在二○○七年七月成功的研製生產出「世界上第一台微波化學污水處理應急車」已投放市場得到了專家和用戶的好評。
潤澤東方十年來,做了近二百家企業的300餘種不同類別的污水,其中包括了,生活水的中水回用、河道水、石化水的中水回用、電廠水的中水回用、日用化工廢水、造紙廢水(含紙漿廢水木漿廢水)、焦化廢水、酒精廢水、化纖廢水、制葯廢水、印染廢水、製革廢水、電鍍廢水、礦山廢水、冶金廢水、糖業廢水、垃圾廢水、啤酒廢水、澱粉廢水、膠片廢水、紡織廢水、石油、石化廢水等的處理實驗,其效顯著出水指標基本達到了國家的排放標准。
「潤澤東方」是第一家在世界擁有自主知識產權設備「微波化學污水處理設備機組的企業」!
★是第一家革命性的把「微波」技術引入污水處理行業的企業。
★是第一家在世界上 擁有「微波化學污水處理應急車」的企業。
★是第一家把「微波化學污水處理設備機組」出口到國外的企業,同時填補了該項的國家空白,也是在這個行業里創造歷史的企業。
★是第一家在沒有「污水處理設備出口標准」下,以企業標准出口污水處理設備的環保企業。
★是第一家在中國環保行業里自投資金、自主研發一套革命性污水處理設備的企業。
★是第一家將「微波化學污水處理設備」應用於大型企業中水回用工程——蘭州石化煉油廠的萬噸中水回用的環保企業。
★是第一個把「微波化學污水處理技術」應用到台灣工業中水回用的企業。