污水深度处理工艺的比较研究论文_吴红

污水深度处理工艺的比较研究论文_吴红

摘要:水资源的短缺和污染是全球备受关注的资源环境问题,石油化工企业产生的废水是水污染的重要原因之一。污水进行深度处理可以降低环境污染并生产可回用的新鲜水源,值得研究推广。根据石油化工企业的实际工程案例,以 MBR 工艺为关键技术,设计了“调节除油罐—高效除油器—涡凹气浮—溶气气浮—A/O—MBR”工艺流程,组合为一系列石油化工污水的深度处理系统,产水回用于循环水场。

引言

我国水资源十分匮乏,并且分布及其不均匀,因此要求我们在生产生活用水过程中,对污水的处理及处理后的水进行综合利用,这样不仅可以提供的生产用水,同时可以解决矿区的生活用水,对矿区的可持续发展起到很大作用。

1芬顿氧化技术 (高级氧化技术)

芬顿深度处理工艺的特点是条件要求高,前端处理效果好,污染物溶解度低。主要缺点如下:1) 芬顿处理劳动强度大。硫酸亚铁的加入必须是固体,硫酸亚铁的铁含量约为 20%,而聚铁的铁含量为 11%,大大增加了污泥处理的强度。2) 芬顿处理污泥成本高。大量的污泥是由于添加硫酸亚铁引起的,还有设备折旧、维护费用等。3) 芬顿处理后容易返色。如果过氧化氢和硫酸亚铁的用量和比例控制不好,或 Fe 2+ 不沉淀容易导致废水出现黄色或黄褐色。4) 反应条件很难控制。由于过氧化氢与硫酸亚铁的最佳配比只能通过正交实验得出,且受反应 pH 值、反应时间、混合程度等因素的影响。

2污水处理工艺设计

生产装置排放的污水成分复杂、水质波动大,污水具有高油、高氨氮、高酚、高化学需氧量等特点。为防止循环水场利用污水回用水产生大量生物粘泥,蚀坑和阻塞管道,就必须降低COD、氨氮的浓度。因此对各级污水深度处理工艺进行了以下设计选型。(1)一级处理(预处理)。污水的石油类较高,该污染物会造成系统污堵和影响微生物生化能力,所以需要对其进行预处理。因此选用专业的调节除油罐,在传统的调节罐内设置了浮动环流收油器和罐底水力排泥设施。收油器紧随液位变化上下收取污水调节罐内的表面浮油,把以前开放式的调节池和收油设施组合,成为封闭式多功能调节罐,减少占地利于操作,出水石油类<200mg/L。再设置高效除油器,采用Stokes公式及浅池原理对污水进行油、水、泥的三相分离,出水石油类<100mg/L。污水再进入两级串联运行的涡凹气浮和溶气气浮。涡凹气浮通过散气叶轮把“微气泡”均匀的分布于污水中,去除油脂、固体悬浮物、胶状物等杂质,出水石油类<30mg/L。溶气气浮后置可有效提高溶气效率,使产生的气泡更小,气泡表面积更多,去除效率更高,出水石油类<20mg/L。(2)二级处理(生化)。污水的石油类、有机物、氨氮都比较高,为了达到大幅的处理效果,选择A/O生化工艺。气浮处理后的污水进入A/O生化池,第一阶段为缺氧段(A段)主要脱氮除磷,同时将可溶性有机物和悬浮物水解为有机酸,将大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性有机物转化成可溶性有机物,提高污水的可生化性。第二阶段为好氧段(O段),污水在曝气搅动下与悬浮型、附着型微生物充分混合,氨氮被硝化菌氧化分解为亚硝基氮、硝基氮,有机物被好氧菌氧化分解为CO2、H2O、无机盐,经硝化的污水回流到缺氧段(A段)然后进行反硝化。A/O处理后CODcr<150mg/L、NH3-N<15mg/L。(3)三级处理(深度处理)。为了出水能够稳定达到循环水场补水水质标准,项目污水深度处理技术采用MBR工艺。MBR工艺是一种活性污泥法与膜分离技术结合的新型水处理技术,用膜组件将微生物阻截在生物反应器,彻底分离污泥停留时间和水力停留时间,保持超高浓度和超长泥龄的活性污泥,降解COD和氨氮的效果更突出,减少剩余污泥量和占地面积。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆与其他深度处理工艺相比,MBR工艺的出水水质更好、处理效率更高、污泥产量更低、营养物去除效果更好、占地面积更小、设备更紧凑、运行管理更简单、可自动控制。膜池中污水、污泥的混合液中水 被泵通过MBR膜的微孔抽出,产水送至回用水池,剩下的浓缩混合液由污泥泵回流至A/O生化池。项目MBR膜组件设计出水参数:浊度≤1NTU、BOD5≤10mg/L、CODcr≤50mg/L、氨氮≤10mg/L、石油类≤1mg/L。

3MBR工艺

膜生物反应器(MBR)技术是膜分离技术与生物技术相结合的一种新型废水处理技术。采用膜分离设备对生化反应池中的活性污泥和高分子有机物进行捕获和截留,可分别控制水力截留时间和污泥截留时间,同时在反应器中对难降解物质进行连续反应和降解。与传统的生物处理方法相比,具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易于实现自动控制等优点。MBR的缺点:1)MBR可以用来处理一些难降解有机物和水质量要求比较高的生化处理工艺,MBR不能保证高标准水质指数(COD小于30mg/L)。2)日常运行维护费用高。膜的使用寿命短,一般3~5年就需要更换,一次性投资大,更换成本高。3)进口膜组件性能较好,但价格较贵,国产膜组件价格相对便宜,但膜组件容易出现断丝、老化和堵塞等问题。

4污水深度处理工艺

首先利用水泵将井下排出的污水抽到地面沉淀池里,矿井水经过沉淀池进行沉淀以后继续流向调节池进行处理,在调节池中主要是经过加药泵处理,加药泵中主要成分是絮凝剂,絮凝剂的作用是使污水形成混合液,然后混合液在助凝剂的作用下形成絮凝体,经过助凝剂作用后污水经过迷宫斜管进行沉淀、过滤处理,最后进入复用水池中等待进一步回收处理。深度水处理的工艺流程:通过以上步骤的预处理以后污水进入服用水池,通过过滤泵的抽取使复用水池水进入带有超级滤网的盘式过滤装置中,并且在进入超级滤网之前及之后都需要使用阻垢剂,通过超级滤网过滤以后,水进入超滤水池,然后通过高压水泵抽取进入下一步的反渗透系统,在经过反渗透装置后水质达标就可以进入清水池,在清水池中经过进一步的消毒杀菌处理就可以提供给用户作为生活用水使用了。

5单体工艺设计

进行污水处理的渗透装置可以通过对污水中含有的阴阳离子以及一些有害物质进行处理。反渗透装置主要由加药器、压力泵、过滤网、储水装置、反渗透器件及RO清洗部件组成,这种反渗透一般采用一级反渗透,进行反渗透的主要流程是:通过主起作用的是透过性膜,利用压力的作用形成膜分离的效果形成了反渗透。通常,渗透膜是一种有中心管以及反渗透膜导流管共同组成的,为了形成反渗透装置,可以通过在玻璃钢制成的压力容器里加入一些RO膜元件的方式。根据理论分析可以知道,污水经过反渗透装置以后,水中原本存在的大部分的有机物、微生物以及几乎全部的盐分去除,从而对水质的提高起到了非常大得作用。

结语

既要满足深度的水质要求、又要兼顾建设投资和运行成本,单独选用一种工艺很难满足要求。拟采用反硝化滤池(DNBF)+曝气生物滤池(BAF)+高级氧化组合工艺。考虑到曝气生物滤池分单元反洗过程中,正常运行的单元水力负荷升高,会导致出水SS增加。为确保出水各项水质指标均能稳定达标,在工艺流程末端设置滤布滤池作为保障手段。当出现偶发极端寒冷天气,导致污水厂进水水质突然大幅恶化,可通过向生化池投加粉末活性炭的方式,将生化单元以PACT法运行。

参考文献

[1]黎华恒.高级氧化技术在难降解工业废水中的应用[J].能源与环境.2019(01):79-80.

[2]朱凑花,王晓玭,刘苏苏,等.芬顿氧化+A/O+接触氧化处理化学合成类制药废水[J].中国给水排水.2017,33(18):99-102.

论文作者:吴红

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期

论文发表时间:2019/11/27

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