高浓度有机废水处理 11页

污水处理，就到污水宝！高浓度有机废水处理一、高浓有机污水处理工艺及后续方案设计在隔绝氧气的条件下,菌群通沼气进行发酵,将废水中的有机物转化成CO2和甲烷的混合气体,即厌氧发酵。厌氧发酵技术有了很好的发展,不仅涉及处理农业的废料、生产沼气能源、减少环境污染、提高肥效;现已经发展到处理工业废水包括制浆造纸厂的蒸煮废液、漂白废水和白水[1]。污水处理过程主要和进出水质、产量、温度以及地方的气候和地质条件有关。下面介绍一种厌氧发酵的污水处理工艺流程。1 污水处理的条件及要求达到的目标一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟,差别不大,所以从二级处理开始进行研究讨论。污水处理厂总建设规模按18000m3/d设计,具体设计时取1.2倍的变化系数。设计进水水质为:CODCr=3000mg/L;BOD5=900mg/L;TSS=200mg/L;AOX=30mg/L;pH=3.5~5.5;t=50℃。污水处理厂出水水质应达到:CODCr500mg/L;BOD5200mg/L;TSS70mg/L;AOX=15mg/L;pH=6~9。2 工艺流程采用厌氧处理工艺,该工艺的核心部分是厌氧反应器技术,其内部的良好稳定情况决定混合效果[2]。其主要工艺流程为:污水先经冷却器(E01)冷却到一定温度(约43℃)后进入集水池(T01),然后自流进入调节池(T02),调节池(T02)自流进入循环水池(T03),循环池水经由进料泵P01A/B、P02A/B泵入厌氧反应器(R01),厌氧反应器出水自流至中水缓冲池(T04)。经缓冲池(T04)沉淀后的废水经出水槽排放。厌氧反应器底部的含污泥量较多的污水进入污泥浓缩池,然后用污泥泵泵至压滤机进行压滤[3];厌氧反应器顶部的沼气通过净化收集后,可以通过燃烧器燃烧。3 工艺流程分段描述污水处理厂整体工艺包括加药单元、沼气处理单元、净水单元、厌氧反应单元等,现对各工艺单元进行详细描述。3.1 加药单元加药单元的工艺流程图如图1所示,它主要由以下设备组成:有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！(1)冷却器(E01)车间来废水由厂内直接输送至冷却器(E01)。不需冷却时,通过冷却器进水管道前的旁通阀门直接输送至集水池(T01),若来水温度过高,则需要经冷却器冷却,冷却后的废水出水温度控制在43℃左右。(2)集水池(T01)集水池用来收集废水,沉淀一部分有机物质,内有格栅,可以拦截大量的悬浮物。废水从集水池(T01)靠重力流入调节池(T02)。(3)调节池(T02)调节池(T02)用来添加化学药品,控制其pH值于中性范围,以达到厌氧所需要的条件,并接收污泥浓缩池(T05)上层的污水。调节废水的水质水量,使各车间间断排出的不同水质、不同浓度、不同温度和不同流量的废水得到均一,以保证整个废水处理系统的平稳安全运行。(4)循环水池(T03)有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！从调节池(T02)溢流过来的水与厌氧反应器(R01)溢流的污水进行混合,然后由厌氧进料泵泵入厌氧反应器(R01)。(5)碱储罐(V01)碱储罐(V01)储存质量分数为30%碱液。该罐有排空管,并由一台碱计量泵(P04)向调节池T02投加NaOH以控制其pH。(6)石灰乳罐(V02)石灰乳罐(V02)储存石灰乳。通过计量泵P05将配制好的溶液打入调节池以增加废水厌氧所需的营养。工艺安排中只选择V01或者V02即可。3.2 厌氧反应单元厌氧反应单元的工艺流程图如图2所示,它主要有以下设备组成:有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！(1)污水泵(P01A/B)将T03循环水池的污水打入厌氧反应塔。该泵周围的控制单元比较多,主要是对泵的输出流量控制,也就是对泵的电机实现变频控制。(2)污泥浓缩池(T05A/B)从厌氧反应器(R01)的底部出来的污水含有大量的污泥,在浓缩池可以很好地沉淀。池内的污泥用污泥泵P03泵至压滤机进行压滤。经压滤机脱水处理后污泥中的干物质浓度可上升至约20%。浓缩池的上层的污水返回到调节池T02循环处理。(3)厌氧反应器(R01)这是整个污水流程的核心单元,其结构和原理简图如图3所示。废水自循环池(T03)从厌氧反应器(R01)的底部被泵入,在厌氧反应器内发生生物反应把高浓度废水中大量的COD转化为沼气。有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！该厌氧反应器是内循环反应器,专用于废水厌氧处理的一种反应器。在反应器内接种了可以把废水中的COD转化为沼气的厌氧颗粒状污泥。所产生的沼气是一混合气体其主要成分为甲烷气(CH4)、二氧化碳(CO2)及少量的硫化氢(H2S)气体。其主要过程可描述如下:CODCH4+CO2+新生厌氧污泥废水处理产生的沼气通过两级三相分离器分离并排出反应器。内循环厌氧反应器可以看成叠在一起的2个厌氧处理单元组成,其中一个为高负荷反应单元,另一个为低负荷反应单元。其特点是在一个竖高的反应器中分2步将沼气分离。沼气在第一步首先聚集并产生气提作用引发内循环流,反应器因此而得名。进水(12)经配水系统泵入反应器,在配水系统中进水,循环的污泥和出水得到良好地混合(10)。在反应器第一个反应区有一颗粒污泥膨胀床,在此处大多数的COD被转化为沼气。在该反应区内所产生的沼气由每一级三相分离器收集并由此产生气提作用携带水和污泥经上升管(4)至反应器顶部的气液分离器(2)之中,在这里沼气从泥水混合物中分离出来并离开反应器(11)。泥水混合物通过中心下降管(7)直接向下流至反应器的底部,如此形成内部循环流。第一反应区的出水进入第二反应区进行进一步处理,第二反应区称之为低负荷区(5),在此去除剩余的可生化降解的COD。在上部反应室区所产生的沼气由上部的三相分离器(3)所收集,同时厌氧处理出水经溢流堰(12)离开反应器。为防止泡沫积累(如果有的话),在气液分离器(2)设一喷淋水喷头(1)用于喷淋消泡。从厌氧反应器溢流出的已经厌氧处理的废水依靠重力进入下一工序处理。3.3 净水单元净水单元的工艺流程图如图4所示,它主要有以下设备组成:有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！中水缓冲池(T04)从厌氧反应器(R01)出来的水自流至中水缓冲池(T04A),然后经过沉淀一部分颗粒物后自流入缓冲池(T04B),最后进入出水槽,出水排放,可以用来浇花或者清洁地面。3.4 沼气处理单元沼气处理单元的工艺流程图如图5所示,它主要有以下设备组成:有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！在厌氧反应器中会产生沼气。沼气的产气量由施加给厌氧反应器的COD负荷来决定。较高的COD负荷则产生较高的气量。沼气位于厌氧反应器顶部的脱气罐收集以进一步处理。(1)脱泡器(V03)用于脱去沼气经过脱泡器所产生的泡沫。(2)沼气柜(V04)产生的沼气由厌氧反应器顶部的脱气罐所收集,然后排至沼气柜中(V04)。该沼气柜的壁由经防腐处理的碳钢组成并带有一可活动的浮顶,浮顶上设置混凝土配重使沼气系统中保持250~300mmH2O的压力。(3)沼气燃烧器(R02)该工艺产生的沼气由沼气柜排至一沼气燃烧器(R02)处理。燃烧器通过沼气柜(V04)的气位自动操作,如果沼气储气柜的气位到一设定点由点火阀自动打开且点火器自动点火。如果温度探头监测到高温则说明点火火苗已被点燃。(4)自动排水器(V05)从厌氧反应器产生的沼气饱和水汽,当沼气温度下降时会冷凝析出水。这些冷凝水由自动排水器(V05)分离收集,在冷凝水收集罐中设有水封来用于防止沼气从排水管泄漏(排水来自沼气管路)。3.5 工艺的故障及分析有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！本工艺主要针对COD和BOD的指标下降来进行设计,所以要联系生产实践来按照该工艺进行适当调整。整个工艺流程的心脏是厌氧反应器,所以必须保证它的正常启动和运行。首先需要保证一定数量的厌氧颗粒污泥,如果接种的污泥量不足则将花费更长的时间才能达到最终设计的负荷率。其次,废水处理厂进水水质的改变总会影响厌氧反应器系统的运行效果,因此有必要了解废水的特征改变的情况,如此才可以采取预防措施。若进水不处于厌氧反应器的适宜范围,则会损害或抑制厌氧污泥并降低反应器的运行效率[4]。从整个工艺来看,如果在运行中工艺不正常,通常可以从下面的原因进行分析:(1)进水的pH值超出最佳范围;(2)存在有毒物质;(3)在生产过程中化学品的改变;(4)污泥床混合不均匀;(5)反应器温度过高或过低;(6)有机负荷过高;(7)营养物不足;(8)痕量元素不足;(9)预酸化度超出范围;(10)进水中颗粒物浓度过高;(11)进水中含有脂肪、油和油脂;(12)进水中钙浓度过高。通过一一排除,综合考虑,最终可以得到异常原因,从而解决，同时可以查看中国污水处理工程网更多关于高浓有机污水处理工艺的技术文档。4 后续处理工艺本工艺认为经过处理后CODCr500mg/L;BOD5280mg/L;但是不能达到国家要求的排放标准,所以需要增加后续工艺,主要介绍如下2种方案。4.1 CCAS工艺CCAS工艺流程如图6所示,即连续循环曝气系统工艺(ContinuousCycleAerationSystem),是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR(SequencingBatchReactor,序批式处理法)的基础上改进而成。经过CCAS工艺处理后,可以使本工艺的指标下降很多,CODCr100mg/L;BOD530mg/L,从而达到排放标准。整个工艺由充气-曝气、充水-泥水分离、上清液滗除和充水-闲置等4个阶段组成,并形成一个周期。与SBR工艺不同的是,CASS工艺在沉淀阶段不仅不停止进水,而且污泥回流也不停止。工艺流程改进的方法主要是在反应器R01和中水缓冲池T04中间加了一个曝气、沉淀系统。有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！4.2 膜生物反应器(MBR)工艺膜生物反应器(MBR)工艺流程如图7,它集给水处理的膜法和污水处理的活性污泥法2种技术于一体,作为一个单元兼具有过滤机理和生化作用两大特点,所以出水水质非常稳定,其中CODCr60mg/L;BOD515mg/L。它具有如下显著特点[5]:(1)工艺流程简单。它将传统流程中的曝气池、二沉池和污泥浓缩池的功能集MBR池于一体,然后将膜浸没到MBR池中,生化后过滤出水,工艺简单易于管理;(2)节省占地。由于工艺流程简单,处理单元少,水力停留时间小于传统活性污泥法,所以池容小,结构紧凑;(3)整套设备对有机污染物COD去除率达90%以上,几乎不需排泥。由于该设备可以在污泥质量浓度10g/L以上运行,有机负荷比传统生物处理更低,有机污染物在高污泥浓度的MBR池得到较为彻底的分解,所以剩余污泥几乎没有。有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！为了达到出水水质的要求,主要指COD和BOD的指标达到排放的标准,可以在厌氧工艺的基础上采取许多后续方案。上面只是介绍了2种比较先进的方法,有时根据实际需要,也可以采用其他方法,如氧化沟甚至传统活性污泥法。表1是几种方法的比较。一、高浓度有机废水处理方法氧化-吸附法高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附。经此法处理的废水，色度和COD可分别去除100%、90%，具有较好的处理效果。吸附后的煤粉用于燃烧，无二次污染，比使用活性炭作吸附剂更经济。焚烧法焚烧法适用于处理高浓度有机废水。预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方，由高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛蒸发焚烧。该法在保证锅炉安全运行的条件下，能对高浓度有机废水彻底处理，其优点是初投资省，运行费用低。若采用专门技术，焚烧效果良好，灰渣及飞灰含碳量均有所降低，对锅炉出力、效率均无显著影响。该法在实际推广应用中存在的缺点是：①废水水量受相配锅炉的限制；②对废水成分应详细分析，确保不影响锅炉本体燃烧；③该法在理论上有待进一步深入研究。吸附法有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！n污水处理，就到污水宝！吸附法是用具有很强吸附能力的固体吸附剂，使废水中的一种或数种组分富集于固体表面的方法。常用的吸附剂有活性炭和树脂，活性炭再生和洗脱困难；树脂吸附具有实用范围广，不受废水中无机盐的影响，吸附效果好，洗脱和再生容易，性能稳定等优点，因而在超高浓度有机废水处理中，最常用的吸附剂为树脂吸附剂。树脂吸附法可用于处理含酚、苯胺、有机酸、硝基物、农药、染料中间体等废水，是一种处理有机废水的有效方法。有污水需要处理的企业，可以进入污水宝平台咨询！