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每天500吨地埋式污水处理设备方案
阅读:284 发布时间:2019-10-19每天500吨地埋式污水处理设备方案
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生物法
传统的生化法主要用于低浓度氨氮废水处理,它是利用微生物的硝化及反硝化作用使氨氮转变为氮气。低浓度氨氮废水通常具有比低的特点,有些生产废水甚至不含COD,因此采用生物脱氮的方式处理,需要加入碳源,运行成本很高。常见工艺有A/O或A2/O)和SBR工艺。其缺点是处理过程对温度和工业废水中某些组分的干扰非常敏感,需要的反应器体积比较大,而且反硝化过程中会产生N2O,易转化为其它影响臭氧层的氮氧化物,反硝化把NH4+这种有价值的物质转化成N2逸入空气,造成浪费。在A/O工艺中,为了促使反硝化反应顺利进行,一般要求C/N大于3。
空气吹脱法
空气吹脱法是使废水作为不连续相与空气接触,利用废水中氨的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮由液相转移至气相而达到废水脱氨的目的。在空气吹脱过程中,废水pH、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有非常大的影响。一般来说,pH要提高至10.8-11.5、水温一般不能低于20℃、水力负荷为2.5-5m3/(m2•h)、气水比2500-5000m3/m3,当废水处理要求更高时甚至达到7000-8000m3/m3,或者需要多塔串联操作方可满足工艺要求。空气吹脱法所需空气量大,而空气吹脱塔因为受到塔设备空塔气速的限制,一般体积非常庞大,占地面积大。另外,空气吹脱法需要在系统中引入第三种介质——空气,氨自废水进入空气中,因为空气量很大,氨在空气中的浓度很低,必须再采用酸对含氨空气进行洗涤,而酸洗塔同样体积非常庞大,而且在吸收不够充分的情况下,容易造成二次污染,即水污染转化为空气污染。
空气吹脱法一级除氨效率一般为85%左右,要达到更高的处理要求,则需要多级串连操作。另外,因为废水中氨的平衡浓度受温度影响非常大,因此水温低时采用空气吹脱效率很低,一般不太适合在寒冷的冬季使用。在空气吹脱工艺中,如果将废水及空气进行加热,提高操作温度,可以提高脱氨效率,但是由于系统热量无法实现综合回收利用,会导致其废水处理单耗显著增加,其经济性将受到很大的影响。通常认为空气吹脱法比较适用于1000mg/L以下的较低浓度氨氮废水的处理。
光催化氧化技术(photocatalysis)是在反应过程中辅以紫外光照,使氧化剂H2O2、O3吸收光能迅速分解形成˙OH自由基,攻击水中有机物基团,使之分解。此技术催化剂利用效率较高,处理过程中不带入其他杂质。
催化湿式氧化法
催化湿式氧化技术(catalysiswetairoxidation,CWAO)是在传统的湿式氧化技术上发展起来的。是指有催化剂作用的情况下,在高温、高压的液相中,用氧气或空气作为氧化剂,氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物的一种处理方法。该技术主要用于高浓度难降解的有机废水、氨氮废水生化处理的预处理以及有毒有害工业废水。它包括均相催化氧化法和非均相催化氧化法。
均相催化氧化通常指气-液相氧化反应,习惯上称为液相氧化反应。虽然均相催化氧化的选择性高、反应器设备结构简单,但反应介质腐蚀严重,且催化剂回收难度大,从而制约了其应用和发展。目前研究较多的是非均相催化氧化,主要是指在反应体系中装入固体催化剂,以空气或氧气作催化剂将废水中众多的难降解物质*氧化为CO2、H2O及N2,不需再进行后处理即可达标,从而达到净化的目的。该技术具有净化效率高、流程简单、占地面积小等特点。
影响催化湿式氧化法处理效果的因素有温度、氨氮浓度、pH、催化剂特性、反应时间、压力、搅拌强度等。对臭氧湿式氧化氨氮的降解过程进行了研究,在pH较低时,主要是臭氧分子直接氧化机制;当pH增大时,诱发产生一种氧化能力很强的˙OH自由基,主要是自由基氧化机制,氧化速率会显著加快,所以氨氮的臭氧湿式氧化降解应在碱性条件(pH为9~10)下进行。
A /O 污水生化处理
来自界外压力管网的甲醇项目污水和DCC项目污水送入污水调节池,在此进行水质水量调节和均衡,在进入调节池的入口管道上安装有流量、温度、总有机碳(TOC)在线仪表,对进水水质水量进行监控。调节池内污水的混合搅拌采用2 台污水均质泵进行。在池中还有pH、COD 在线检测仪表,以了解池中水质情况。
污水调节池中的污水经生化进水泵送至混合选择池,在此与回流污泥进行混合。该池作为生物选择器让活性污泥有时间对新鲜污水进行调整和适应,池中设有机械搅拌机进行搅拌混合,与回流污泥混合好的污水自流进入缺氧池,并在其入口端与内回流的硝化混合液均匀混合,在池内进行反硝化脱氮反应,同时降解一部分COD,在反应池内有溶解氧(DO)和氧化还原电位(ORP)在线仪表对反硝化脱氮进行监控。
经缺氧池后,污水混合液自流进入好氧池,在此进行硝化和好氧生物处理,降解污水中的COD、NH3-N 和其他污染物。生化好氧反应的氧由离心鼓风机通过微孔曝气设施供给。在好氧池近末端处设有DO 在线监测仪表,对混合液中的DO 进行监控,并对风量进行调节。
膜生物反应器(MBR)工艺
膜一生物反应器(MBR)是生物处理单元与膜技术的有机结合。由于膜分离代替了常规固液分离装置,有效地截留了微生物,实现了水力停留时间和污泥龄的分离,污染物处理效率高,出水水质好且稳定,已成功应用于污水处理与回用等领域。
浮生长型和3种附着生长型MBR处理人工模拟微污染水源水,结果表明,上述4种MBR对氨氮的去除率可达85%一90%(HRT为2—4h),且投加PAC的MBR对有机物去除率较高。曹占平等¨采用MBR工艺处理低浓度氨氮废水,在进水氨氮浓度为30—63mg/L、DO浓度在0.8—1.2mg/L时,氨氮去除率能达到90%以上,总氮(TN)去除率达到70%。
膜生物反应器(MBR)工艺利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留,省掉二沉池,活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,使难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此,膜生物反应器(MBR)工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比,是目前有前途的废水处理新技术之一。
采用涂铁污泥处理中低浓度氨氮废水,研究结果表明:室温时经0.15mol/L的氯化铁溶液改性的涂铁污泥用量5g/L,pH为9,反应40min即可达到氨氮去除率95%以上,且该吸附反应符合拟二级速率方程。将此工艺条件用于处理氨氮浓度为102.68mg/L、COD为362mg/L的实际工业废水,处理后滤液中氨氮浓度为9.2mg/L、COD为83mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级标准(NH4+浓度<15mg/L和COD<100mg/L)。
短程硝化的过程不经历硝酸盐阶段,节约生物脱氮所需碳源。对于低C/N值的氨氮废水具有一定的优势。短程硝化反硝化具有污泥量少,反应时间短,节约反应器体积等优点。但短程硝化反硝化要求稳定、持久的亚硝酸盐积累,因此如何有效抑制硝化细菌的活性成为关键。
ANAMMOX(厌氧氨氧化)工艺
ANAMMOX(厌氧氨氧化)工艺由荷兰Delft技术大学于1990年开发,是一种新型脱氮工艺,其原理为:在厌氧条件下,以硝酸盐或亚硝酸盐为电子供体,将氨氮氧化成氮气。由于NO2–是一个关键的电子受体,所以ANAMMOX工艺也划归为亚硝酸型生物脱氮技术。由于参与厌氧氨氧化的细菌是自养菌,因此不需要添加有机物来维持反硝化。ANAMMOX工艺的优点是脱氮效率高,其污泥活性和反应器能力都远远高于活性污泥法中的硝化/反硝化;其缺点是氨氧化菌生长缓慢,污泥龄长。
工艺原理及特点
工程待处理的污水主要成分为COD、BOD5、悬浮物(SS)、NH3-N,目前国内外对于该类污水的处理方法有物理法、生化法、光氧化法、生物法、化学氧化法[1-2]等。生物处理通常采用活性污泥法和生物膜法,工艺运行较为稳定、成熟。由于石化行业的污水成分复杂,处理难度往往较大,远大于城市污水,所以都采取了强化生化处理过程的措施,增加生化处理的反应时间,降低污泥负荷。工程采用A /O 生化处理后,加一级低负荷曝气生物滤池(BAF)终处理,保证出水COD 含量小于60 mg /L,NH3-N 含量小于15 mg /L。
A /O 工艺原理及特点
缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池有机负荷,反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后,可以使反硝化残留的有机污染物进一步去除,提高出水水质。BOD5的去除率较高,可达90%~95%以上,脱氮效率70%~80%。但该工艺需分别设置污泥回流和内回流系统,增加了投资和运行能耗,且大量溶解氧将随回流进入缺氧池,影响反硝化效果。在碳源和其他因素均满足条件下,反硝化效率受制于内回流比大小。内回流比越大反硝化效果越好,但同时内回流比相应增加运行能耗。由于A /O 工艺比较简单,加上较高去除率,目前仍是比较普遍采用的工艺。
氧化技术
原理
氧化技术(advancedoxidationprocesses,AOP)定义为可产生大量的˙OH自由基过程,利用高活性自由基进攻大分子有机物并与之反应,从而破坏有机分子结构达到氧化去除有机物的目的,实现的氧化处理。催化氧化技术的研究核心是寻找性能优良、不易溶出和中毒的催化剂,使其能在工业废水处理中更好地发挥作用。
臭氧氧化法
臭氧技术常用于饮用水消毒和污水净化,由于臭氧制备技术日益成熟,相比传统的消毒技术,它具有不产生二次污染,净化效果好,同时还具有良好的消毒和脱色效果。采用臭氧处理卤水中的氨氮,对卤素离子在氨氮去除中的影响进行试验。结果表明,I–与Cl–对氨氮的去除都无影响,并且在氨氮被氧化的过程中都会生成NO3–;而Br–参与了氨氮的转化反应,对氨氮的去除有积极影响,并且只会产生少量的NO3–。另外通过采用臭氧-生物活性炭工艺(O3-BAC)对污水处理厂二沉池出水进行深度处理,分析了该工艺对CODCr、氨氮和色度的处理效果。结果表明:处理后出水CODCr为26.7mg/L,氨氮为0.18mg/L,色度约5倍,效果良好。
曝气生物滤池(BAF)污水处理
中间水池中的污水经BAF 进水泵提升至BAF滤池,自上而下流经生物填料层,其中未被A /O 生化处理系统降解的BOD5、COD 及NH3-N,被池中生物填料层的微生物隆解,池底出水BOD5、COD及NH3-N 进一步降低,达到工程排放标准。自流进入监控池,在每个滤池的进水管上设置流量检测仪表,对滤池的运行状况进行监控。当进水量减少至设定值时,表明生物滤料层堵塞,需要进行冲洗。生物氧化反应所需的氧气由鼓风机通过单孔膜曝气设施供给。
曝气生物滤池在经过一段时间运行后,生物滤层微生物增长、老化、死亡及脱落,引起堵塞,处理能力和效果下降,需要进行冲洗。在冲洗时先要通过气动开关阀切断需要冲洗的滤池的正常进水、进气和排水管路,然后根据设定的程序,开闭气冲管路控制阀及气冲用鼓风机、水冲管路控制阀、冲洗排水管路控制阀及冲洗水泵。冲洗过程为气水联合冲洗,一般先气冲3~5 min,气水联合冲洗4~6 min,再水清洗3~5 min,冲洗产生的废水主要含SS,从池底排入冲洗废水池,再经冲洗废水泵以一定的流量(通常冲洗排水时间短,但流量大)送回混合选择池或污水调节池。
超临界水氧化法
实际上超临界水氧化法是在超临界水状态下进行的催化湿式氧化法。它是把温度和压力升高到水的临界点以上时进行的催化氧化反应。其特点是反应迅速、效果好。1995年Austin建立商业性装置,处理长链有机物和氨,去除率达到99.99%,氨浓度低于1.3mg/L。但其主要问题是设备腐蚀较严重,需确定能*消除污染物又腐蚀小的操作条件,另外其设备投资也较大。目前该技术在国内起步较晚,报道较少,虽然在国外出现了很多新的成果,但离实用化还有较大距离。
电催化氧化法
电催化氧化技术处理氨氮废水的原理可能有两种途径发生氨的氧化反应:
①氨的直接电氧化,即氨直接参与电极反应,被氧化成氮气脱除;②氨的间接电氧化,即通过电极反应,生成氧化性物质,该物质再与氨反应,使氨降解、脱除。用电催化氧化技术对化肥厂废水进行了研究,结果表明氨氮脱除效率除了与电流密度、电解时间、NH4+-N浓度、pH有关外,还与阳极、阴极、电极面积等因素有关。该法流程简单,但操作成本较高。
氨催化氧化分解所用的催化剂大多是贵金属或添加稀土元素的过渡金属,虽然其表现出较好的催化效果和稳定性,但是其昂贵的价格限制了它的工业应用。