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工业废水技术与工程

更新时间:2019-03-19点击次数:53 次字号:T|T

Fenton氧化工艺

 
  Fenton法处理废水属于高级氧化(AOPs)处理废水中的一种方法,特别是在处理有毒有害废水中得到成功应用。在众多的AOPs中Fenton法以其氧化机理简单、反应速度快、可以产生絮凝等其他一般的化学氧化工艺无法比拟的优点而备受青睐。该法既可以作为废水的预处理,又可以作为废水的最终深度处理。
  芬顿及类芬顿技术在水处理特别是难降解的水处理中有着重要的地位,有着其他工艺无法相比的优点,普通芬顿及各种类芬顿的去除污染物机理主要是生成了具有高氧化电位,强氧化性能的羟基自由基,类芬顿如光-芬顿,超声波-芬顿等主要是光、超声波本身具有降解氧化物的能力,并且能够促进芬顿试剂中羟基自由基的生成,加快反应速度,提高废水处理率,使废水的处理效果更佳但是各种处理的工艺费用较高,比如光-芬顿,如果能够利用太阳光可以节省不少资金;比如电-芬顿,处理费用较高,一直不能够被推广。将芬顿及各种类芬顿工艺与其他的污水处理工艺相结合,大批量处理废水,比直接将废水矿化能够减少费用,并达到较好的处理效果。

 
微电解工艺
  微电解技术是目前处理高浓度、难降解有机废水的一种理想工艺、又称内电解它是在无需外接电源的情况下自身产生1.2伏电位差对废水进行电解处理能达到降解有机污染的目的。在处理过程中产生的[•OH][H•]、[0]、Fe2+、Fe3+ 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应,比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团,甚至断链,达到降解脱色的作用;生成的Fe2进一步氧化成Fe3,它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性,特别是在碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂,它们的絮凝能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机大分子。
该工艺具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、处理时间短、操作维护方便、电力消耗低等优点,可广泛应用于工业废水的预处理和深度处理中。
应用废水种类:染料废水、焦化废水、医药废水、农药废水、树脂废水、助剂废水、制革废水、电镀废水、造纸废水、淀粉废水、大蒜废水、垃圾渗滤液等工业类废水。

 
臭氧氧化工艺
  臭氧能够有效的氧化分解废水中的有机物和氨氮,具有接触时间短处理效率高不受温度影响等特点,并具有杀菌、除臭、除味、脱色等功能。它可以氧化多种化合物,而且具有耗量小,反应速度快、不产生污泥等优点,因此被成功地应用于污水处理、饮用水深度处理、养殖用水和泳池水处理并扩展到矿泉水生产等领域。
臭氧之所以表现出强氧化性,是因力分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子也具有很高的氧化活性并且,证明对于处理洗浴废水中阴离子洗涤剂氧化降解,具有较好的效果。但是,臭氧与有机物反应具有选择性,不易将所有有机物彻底分解为CO2和H2O,因此,一般采用臭氧氧化与其它处理方法联用的工艺去废水中有机污染物的方法应用较力广泛,如臭氧与活性炭联合,臭氧与膜联合等。


 
湿式催化氧化工艺(CWO)
  湿式催化氧化法是八十年代中期国际上发展起来的一种治理高浓度有机废水的先进环保技术,该技术的主要原理是在一定压力(2-8Mpa)和温度(200-280°C)下,将废水通过装有高效氧化性能催化剂的反应器,可将其中的有机物及含N、S等的毒物催化氧化成CO2 、H2O及N2、SO42等无害物排放。具有净化效率高,无二次污染,流程简单,占地面积小等优点。
  本技术适用于治理焦化、染料、农药、印染、石化、皮革等工业中含高化学含氧量(COD>50 00mg/L)或含生化法不能降解的化合物(如氨氮、多环芳烃、致癌物Bap等)的各种工业有机废水。对某些排放量不大的高浓度有机废水可用本技术治理一步达到排放标准,对某些排放量较大的有机废水可以在低温、低压下进料,先对废水进行预处理,然后结合生化法处理。


高效反渗透(HERO)工艺
HERO是High Efficiency Reverse Osmosis的简称。
  HERO是一个非常好的新型工艺。首先要通过加二氧化碳让水中的硬度全部转化为二氧化碳硬度;然后加碱让水中碱度刚好大于硬度,这样水中的硬度全部以重碳酸盐的形式存在,后跟弱阳去除硬度(利用弱酸阳树脂对重碳酸盐的去除率高的特点);再经脱碳器后再加碱调节PH至9〜10, 然后进R0(高PH对除硅、除阴离子等效果很好,而且能起到RO膜自清洗的作用)。
HERO高效反渗透系统力R0的突破性成果,在相同造价情况下,可比常规反渗透设备高出30%以上制水能力,耗电大大降低同时膜通量可达到普通R0的2倍以上,大大提高出水水质,无需复杂的清洗工艺无需添加阻垢剂。
HERO系统可广泛应用在半导体行业高纯水制造,海水淡化,电厂循环水补水系统等工业领域。其中在电厂循环水的应用可提高浓缩倍数数倍。大大节省补水成本,同时提高冷却塔寿命。



双膜法(超滤+反渗透工艺)
  双膜法(超滤+反渗透)水处理工艺具有出水水质好、易于实现自控、占地面积小、节水环保等特点。
  超滤是以压力为驱动的膜分离过程,超滤膜的典型孔径在0.01〜0.1微米之间,对于细菌和大多数病菌、胶体、淤泥等具有极高的去除率。应用在印染废水的再处理流程中,超滤膜除对有机物及色度有一定的去除作用外,最主要的作用是去除可能污堵反渗透膜的胶体、细菌、病毒等杂质,延长反渗透膜的清洗周期和寿命,降低总体运行成本;反渗透膜可去除97%(25°C)的盐离子,去除硬度、同时对COD、色度也具有极高的去除作用。


 
MED(多效蒸发)工艺
  多效蒸发是最古老的淡化方法之一,在多级闪蒸诞生以前一直是蒸发、浓缩的主导。
原理:多效蒸发是由单效蒸发组成的系统。将前一蒸发器产生的二次蒸汽引入下一蒸发器作为加热蒸汽,并在下一效蒸发器中冷凝成蒸馏水,如此依次进行。
  多效蒸发是使用最早的海水淡化技术,现今已经发展成为较为成熟的废水蒸发技术,解决了结垢严重的问题,逐步应用于高含盐水处理方向。
1、多效蒸发的传热过程是沸腾和冷凝换热,是双侧相变传热,因此传热系数很高。对于相同的温度范围,多效蒸发所用的传热面积要比多级闪蒸少。
2、多效蒸发的动力消耗少。由于多级闪蒸产生淡水依赖的是含盐水吸收的显热,而潜热远大于显热,因此生产同样多的淡水多级闪蒸需要的循环量比多效蒸发大出很多,所以多级闪蒸需要更多的动力消耗。
3、多效蒸发的操作弹性很大,负荷范围从110%到40%,皆可正常操作,而且不会使造水比下降。


MVR(机械压榨蒸发)工艺
  MVR是Mechanical Vapor Recompression的简称,即为机械式蒸汽再压缩。用这种蒸发器处理废水时,蒸发废水所需的热能,由蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放的热能所提供。在运作过程中,没有潜热的流失。运作过程中所消耗的,仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵、和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀,保证设备的使用寿命,蒸发器的主体和内部的换热管等,通常用高级钛合金制造。MVR适合处理高盐废水,处理量范围很广,约为25I/h—50t/h。 蒸发温度为40—1 00摄氏度。
  在MVR蒸发器系统内,在一定的压力下,利用蒸汽压缩机对换热器中的不凝气(开始预热时)和水蒸汽(开始蒸发时)进行压缩从而产生蒸汽,同时释放出热能。产生的二次蒸汽经机械式热能压缩机(类似于鼓风机)作用后,并在蒸发器系统内多次重复利用所产生的二次蒸汽的热量,使系统内的温度提升5〜20°C,热量可以连续多次的被利用,大幅度减低蒸发器对外来新鲜蒸汽的消耗。提高了热效率,降低了能耗。

 

臭氧+BAF(生物滤池)工艺
  臭氧是一种强氧化剂,能与水中各种形态存在的污染物质(溶解、悬浮、胶体物质及微生物等)起反应,可以改变有机物分子量分布特征,将复杂的有机物转化成为简单有机物,使污染物的极性、生物降解性和毒性等发生改变。在理想条件下可把废水中的大多数单质和化合物氧化到最高价态,对水中有机物有很强的氧化降解作用。多余的O3可自行分解为O2,不产生二次污染。因为臭氧与有机物反应时速度快并且可就地生产,原料易得、使用方便、符合高水平环境需求及技术设备可靠等优点,在净化污水的化学氧化工艺中,臭氧处理作为一个有力、有效和经济的氧化方法,地位稳步上升。
曝气生物滤池(BAF)是在生物滤池和普通快滤池的基础上发展起来的新型水处理技术,处理污水的原理是反应器内填料上生长的生物膜中微生物的氧化分解作用、填料及生物膜的吸附截留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用。曝气生物滤池是生物降解与过滤截留相结合的一种高效低耗的污水处理方法,用于处理低浓度、难降解有机废水,与普通活性污泥法相比,具有占地面积小、抗负荷冲击强、氧传输效率高、避免污泥膨胀、出水水质稳定等优点。
 
 
 
厌氧工艺
UASB工艺
  上流式厌氧污泥床反应器是一种处理污水的厌氧生物方法,又叫升流式厌氧污泥床,英文缩写UASB(Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket)。污水自下而上通过UASB。
  UASB负荷能力很大,适用于高浓度有机废水的处理。运行良好的UASB有很高的有机污染物去除率,不需要搅拌,能适大幅度的负荷冲击、温度和pH变化。
  UASB由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。在底部反应区内存留大量厌氧污泥,具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触,污泥中的微生物分解污水中的有机物,把它转化力沼气。沼气以微小气泡形式不断放出,微小气泡在上升过程中,不断合并,逐渐形成较大的气泡
在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器,沼气碰到分离器下部的反射板时折向反射板的四周,然后穿过水层进入气室,集中在气室沼气,用导管导出,固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区,污水中的污泥发生絮凝,颗粒逐渐增大,并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沿着斜壁滑回厌氧反应区内,使反应区内积累大量的污泥,与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出,然后排出污泥床。

 
 

UBF工艺
  上流式污泥床-过滤器,(简称UBF)是加拿大人Guiot在厌氧过滤器(Anaerobic Filter,简称AF)和上流式厌氧污泥床(Upflow Anaero­bic Sludge Blanket,简称UASB)的基础上开发的新型复合式厌氧流化床反应器。UBF具有很高的生物固体停留时间(SRT)并能有效降解有毒物质,是处理高浓度有机废水的一种有效的、经济的技术。
  复合式厌氧流化床工艺是借鉴流态化技术处理生物的一种反应器械它以砂和设备内的软性填料为流化载体。污水作为流水介质,厌氧微生物以生物膜形式结在砂和软性填料表面,在循环泵或污水处理过程中产甲烷气时自行混合,使污水成流动状态。污水以升流式通过床体时,与床中附着有厌氧生物膜的载体不断接触反应,达到厌氧反应分解、吸附污水中有机物的目的。UBF复合型厌氧流化床的优点是效能高、占地少适用于较高浓度的有机污水处理工程。
 
  厌氧膨胀颗粒污泥床(Expanded GranularSludge Bed,简称EGSB),EGSB采用出水回流技术,反应器内的液体具有较高的上升流速,且出水回流可稀释硫酸盐及其它有毒有害物质的浓度,
污水与微生物之间可充分接触,能承受较大的有机负荷,有效避免反应器内死角和短流的产生。
  EGSB反应器是对UASB反应器的改进,除反应器主体外,EGSB反应器主要由配水系统、反应区、三相分离器、沉淀区出水系统和出水循环系统等构成。与UASB反应器相比,EGSB能在高负荷下对低温低浓度有机废水取得高处理效率,可维持很高的水流上升流速。反应器内颗粒污泥床呈膨胀状态,颗粒污泥性能良好在高水力负荷条件下,EGSB反应器内颗粒污泥的粒径较大、凝聚和沉降性能好、机械强度也较高。EGSB能承受较大的有机负荷且对布水系统要求较为简单。



 
好氧工艺
A/O生物接触氧化工艺
  A/O生物接触氧化工艺,操作简单,运转费用低,处理效果好,运行稳定,是目前较力成熟的生活污水处理工艺,能有效地确保污水达标排放。
  污水经预处理后进入A级生物接触氧化池,进行酸化水解和硝化反硝化,降低有机物浓度,去除部分氨氮,然后进入O级生物接触氧化池进行好氧生化反应,在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解,出水进入二沉池进行固液分离后,沉淀池上清液流入消毒池,经消毒后外排。



SBR工艺
  SBR是序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方法,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。



 
SBR系统的适用范围
·中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水,尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
·需要较高出水水质的地方,如风景游览区、湖泊和港湾等,不但要去除有机物,还要求出水中除磷脱氮,防止河湖富营养化。
·水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理,不需要增加设施,便于水的回收利用。
·用地紧张的地方。
·对已建连续流污水处理厂的改造等。
·非常适合处理小水量,间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。






 

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