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关键词:高炉渣处理;渣池法;底滤法;INBA法;图拉法;名特法
Abstract: The processing method of blast furnace slag is multiple, including slag pool (advection sedimentation tank method), the bottom filter method, INBA, TYNA, and stir cage method. In this paper, the characteristics of each process is carried out comparative analysis, finding out that the precipitation filtration process is simple and reliable, and of low investment and operating costs; while the costs of investment and operation is slightly higher, the mechanical filter approach is suitable for the application on large blast furnaces for its high automation integration, water residue transported by belt conveyor.
Keywords: blast furnace slag processing; slag pool method; bottom filtration method; the INBA; TYNA; stir cage method
中图分类号:TF04文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
成熟可靠的高炉渣处理工艺有多种形式,但在本质上均属于水淬法,只是由于渣水分离方式不同分为沉淀过滤法(包括渣池法、底滤法)及机械过滤法两种(包括INBA法、图拉法、名特法),下面对这几种渣处理方法的工艺及工艺特点等进行分析:
渣池法(平流沉淀池法)
工艺简介
高温熔渣由粒化喷头水淬后由冲渣沟流入沉淀池,经设置的多个沉淀池分级沉淀后由抓斗吊将水渣捞至渣场沥水后外运,冲渣水由泵房循环供至粒化喷头,水淬产生的蒸汽由设置在冲渣沟上的烟囱排空。
主要建筑设施:沉淀池、冲渣沟、排气烟囱、冲渣泵房;
主要设备:抓斗吊、渣浆泵及相关辅助设施;
工艺特点:简单可靠,运行费用低,但沉淀池占地大、现场环境较差;
5) 设计应用:莱芜钢铁股份炼铁厂老区及银前高炉、徐州东南钢铁高炉等采用此种渣处理方法。
底滤法
工艺简介
底滤法由渣池法演变而来,其处理工艺基本相同,区别在于其沉淀池上部设置由卵石组成的滤层,渣水混合物由冲渣沟落入底滤池后,水渣留在滤层上方。
主要建设设施:底虑池、冲渣沟、排气烟囱、冲渣泵房;
主要设备:抓斗吊、渣浆泵及相关辅助设施;
工艺特点:工艺简单可靠,运行费用低,但必须设置双滤池且滤池较深,滤层清理较繁琐;
5) 设计应用:哈尔滨西林集团阿城钢铁高炉及山东石横特钢高炉等采用此种渣处理方式。
INBA法
工艺简介
高温熔渣在粒化塔内由粒化喷头水淬后先沉入塔内的沉渣池,其渣水混合物再经水渣沟及渣水分配器进入脱水器转鼓进行渣水分离,成品渣通过受料斗落到皮带机上运至渣场,水则透过筛网流入水槽中溢流至转鼓下方的水池,回水沉淀后被泵打到各用水点循环使用,细渣定期通过抓斗清理。
主要设施:粒化塔、冲渣管道、沉淀池、转鼓平台;
主要设备:脱水转鼓、渣浆泵、输渣皮带;及相关辅助设施;
工艺特点(热INBA):系统布置紧凑,占地少,自动化集成度高,但投资相对较大;
5) 设计应用:莱芜钢铁型钢3#高炉及东阿金华钢厂高炉采用此种渣处理方式。
图拉法(嘉恒轮法)
工艺简介
高炉熔渣经粒化轮击打及粒化喷头喷水双重作用下水淬,渣水混合物经冲渣沟进入脱水器筛斗中,通过筛斗的筛网实现渣水分离,水渣留在筛斗中随着脱水器旋转达到顶部时翻落进受料斗,再通过受料斗下面溜槽落到输渣皮带机上。水则透过筛网流入回水槽返回沉淀池,经沉淀后由泵房供至粒化喷头循环使用。沉淀池内的细渣定期通过抓斗清理。
1—粒化装置;2—冲渣水管;3—渣沟;4—脱水装置;5—压缩空气管;
6—胶带机;7—供水管;8—回水管;9—集水池
主要建设设施:冲渣沟、排气烟囱、沉淀池、转鼓平台、泵房;
主要设备:脱水转鼓、渣浆泵、输渣皮带及相关辅助设施;
工艺特点:系统布置紧凑,占地较小,自动化集成度高,但投资相对较大;
5) 设计应用:莱芜钢铁型钢1#及2#高炉、鲁丽钢厂采用此种渣处理方式。
名特法(搅笼法)
工艺简介
高温熔渣由粒化喷头水淬后,渣水混合物经水渣沟汇入沉淀水池,并随搅笼机转动自池底提升至搅笼头部漏斗,渣水混合物在提升的过程中实现渣水分离,水渣经漏斗落入输渣皮带机外运,回水沉淀后被泵打到用水点循环使用,细渣定期通过抓斗清理。
主要建设设施:冲渣沟、排气烟囱、沉淀池、搅笼平台、泵房;
主要设备:搅笼机、渣浆泵、输渣皮带及相关辅助设施;
工艺特点:系统布置紧凑,占地较小,自动化集成度高,但投资相对较大;
设计应用:通钢2650m3高炉采用此渣处理方式。
对比以上渣处理工艺,可以看出,沉淀过滤法工艺简单可靠、投资及运行成本较低;机械过滤方式投资及运行费用稍高,但其自动化集成度高,水渣可有皮带机连续输送,较适用大型高炉,其相关工艺、主要设备等的比较如下表所示:
参考文献
周莲士. INBA水渣粒化系统简介.马钢技术.1995(2).48~50
周传典.高炉炼铁生产技术手册[M]. 北京:冶金工业出版社,2005:596~605
王茂华,王保平.高炉渣处理方法[J].鞍钢技术,2006(2):1~4
随着人类社会经济的发展,人民生活水平的提高和日益增强的公众环境意识,城市污水处理厂在运行过程中所产生的臭气,一直影响着周边居民生活质量,影响污水处理厂工作人员的生产环境,甚至引发坠池的重大生产安全事故。为了防止和消除城市污水处理厂臭味对周围环境和居民生产生活的影响。污水处理厂臭气污染控制已成为污水处理工程中不可忽略的重要组成部分。
1.臭气的来源及特征
根据污水处理的过程,这些臭气主要来源分布在污水收集系统、污水处理系统、污泥处理系统三大部分。
污水收集系统中臭气主要来源于城市污水处理厂厂外沿途的提升泵站。
污水处理系统中的臭气源主要分布在污水处理厂预处理区,粗格栅间、进水泵房、细格栅沉砂池等构筑物。
污泥处理系统中臭气的主要来源分布在污泥浓缩池、污泥贮池、污泥脱机房。
2.除臭处理工艺比较
除臭技术在国外已经有几十年的运营经验,到80年代中期更是被广泛关注,制定了臭气测定的相关标准,开发了各种臭气扩散的数学模型和计算机模拟程序,处理技术也不断发展。目前,国内外主要的除臭技术有活性炭吸附法、热氧化法、氧离子基团除臭法、化学洗涤法、生物过滤法、植物液除臭法和高能离子除臭技术等。其中较常用的方法有化学洗涤法、植物液除臭法、生物滤池法、高能离子除臭技术。
2.1化学洗涤法
水清洗是利用臭气中的某些物质能溶于水的特性,使臭气中氨气、硫化氢气体和水接触、溶解,达到除臭的目的。传统的化学除臭法是利用臭气中的某些物质和药液产生中和反应的特性,利用呈碱性的苛性钠和次氯酸钠溶液,脱去臭气中硫化氢、有机酸等酸性物质,利用盐酸或硫酸等酸性溶液,去除臭气中的氨气等碱性物质。
与活性炭吸附法相比较,化学除臭法必须配备较多的附属设施,如药液贮存装置、药液输送装置、排出装置等,运行管理较为复杂。适合于较大规模或者超大规模高浓度恶臭气体的除臭工程。整个除臭装置包括洗涤塔、洗涤循环水泵、自动加药系统、鼓风机、化学药品储存槽、单元控制盘六大部分。化学洗涤除臭法的基本原理是利用臭气成分与化学药液的主要成份间发生不可逆的化学反应生成新的无臭物质以达到脱臭的目的。
化学洗涤除臭法比较适用于恶臭污染源成分相对浓度很高、气量比较大的恶臭气体的处理。
2.2天然植物液除臭工艺
天然植物液通过高压雾化泵雾化后,分裂成直径非常小的液滴,这样可以使植物液在需除臭的区域内与臭气进行充分的接触反应,反应的方式有分解、聚合、酸碱、中和、取代、置换和加成等。从而消除致臭成份,经除臭的最终产物不会形成二次污染,对人体无害。
天然植物液除臭剂是从自然界的植物中提取的香精油。它具有广谱性,即对很大范围的恶臭物质都具有高效的除臭作用。经过工程实例证明,成份的天然性使天然植物液除臭剂的无毒、无害、无污染、可被生物完全降解。
天然植物液除臭剂除臭原理如下:
通过专用设备雾化成细小的液滴后与臭气物质接触,通过吸收和吸附作用与臭气分子充分接触,同时增加臭气分子在植物液除臭剂的溶解度,然后充分与臭气分子发生一些列反应,生成无毒、无害的有机盐,达到彻底消除异味的目的。
2.3生物滤池法
生物滤池也叫填料床滤池,将要处理的气体进行预湿,然后气体由下向上通过装满有机填料滤料床进行处理。
2.3.1生物滤池除臭原理
生物滤池除臭法主要包括污染场所密封系统、臭气收集及输送系统和生物滤池。生物滤池为混凝土矩形池,池底为布气系统,由带有多个滤头的模压塑料滤板组成,上层为无机滤料,其厚度根据处理气量的多少来确定。从各种处理构筑物收集的臭气通过鼓风机鼓入滤板下,由滤板均匀分布扩散至滤池,通过滤池内滤料达到去除臭气化合物的目的。
臭气化合物,主要是硫化氢和有机气体,向上流动穿过生物滤池内的滤料,生物滤料为经优化加工的无机滤料,将恶臭污染物彻底降解为H2O和CO2,实现总臭气浓度控制。
2.3.2除臭过程
第一步:气体功过滤床并在表层水体中溶解。
第二步:水溶液中的异味成分被微生物吸附、吸收,异味成分从水中转移至微生物体内。
第三步:滤料中的专性细菌(根据臭源的类型筛选而得到的处理菌种)将以污染物为食,把污染物转化为自身的营养物质,进入微生物的自身循环过程,从而达到降解的目的。
生物滤池重要的操作参数包括植菌、滤料的PH值及湿度、滤料湿度及营养物的含量。填料的材质及特性是影响滤床效率的主要因素,其中包括孔隙度、压密度、水份载留能力及承载微生物族群的能力。
除臭流程:恶臭源密封恶臭气体收集系统引风机滤板无机滤料。
2.3.3优点
(1)建设成本一次性投入大,运行成本较低,主要为风机运行费用。
(2)不使用化学药品,能源需求低廉,不产生二次污染物,最后的产物是良性的,属环境友好技术。
(3)生物填料为无机填料,具有良好的机械结构与生物特性。
(4)处理效率高,去除效果明显。
(5)生物滤床可划分多个系列,操作弹性好,方便维护、检修,安装简便,调试时间短。
2.4离子除臭法
离子换风设备主要是新鲜空气通过离子发生装置时,氧离子受到具有一定能量的电子的碰撞而形成分别带有正电和负电的正负氧离子,这些氧离子具有很强的活性。将这些高活性的氧离子与臭气源相接触后,能打开气体分子的化学链,经过一系列的反应最终生成二氧化碳和水。
离子换风设备借助通风管路系统向散发臭气的空气送入可控浓度的正负氧离子空气,用离子空气覆盖污染源(如水池上部空间),使离子空气充满被污染空间,并在极短的时间内与气体污染物分子发生反应,以有效地控制气体污染物的扩散和降低室内气体污染浓度。
3.污水处理厂除臭工艺选择
化学洗涤除臭法适用于恶臭污染源成分相对浓度很高、气量比较大的恶臭气体的处理。
天然植物液除臭主要适用于低浓度的恶臭污染源,对于污泥处理产生的高浓度硫化氢和有机气体。一般用于低浓度改善操作环境的场合。
生物滤池方法是污水处理厂使用广泛,效果稳定的一种良好除臭方法,它适用于气量大、恶臭污染物浓度中等、气体湿度大的各种场合。
离子除臭技术主要适用于大空间、大流量、低浓度、相对比较干燥的臭气处理,在改善工作环境方面有比较大的优势。
污水处理厂及沿途提升泵站在选择除臭方法时,可根据各自不同的条件并综合考虑运营成本,选择合适的除臭处理工艺或者进行有机结合。如提升泵站采用离子除臭技术,污水处理厂才有喷洒植物液或者生物滤池技术。
【参考文献】
[1]赵丽君,范淑平,梁力.污水处理厂除臭技术及工程化.中国给水排水,2003,19(6):46-48.
关键词:城镇污水;污水回用;节能环保
Abstract:Recently years, China's water pollution problem has become more and more serious, especially the problems of sewage discharge in cities、towns and rural ,resulting in water pollution problem of a number of rivers, lakes .This article aimes at the current situation of sewage disposal of our country, briefly introduces the process technology for sewage treatment and Reuse Principles, and a sewage treatment plant two effluent sewage reuse status, analysis of wastewater reuse economic benefits and environmental benefits, Confirm the list wastewater treatment process technology is worth further promote the use in our country.
Keywords: Town sewage; Sewage reuse; Energy saving and environmental protection
中图分类号:U664文献标识码: A 文章编号:
0引言
随着我国城镇化的加速,在经济高速增长的同事也带来了一系列的环境问题,其中水环境问题已经成为当前各国面临众多环境问题中的焦点,因此,如何加强对城镇、农村地区的水环境问题已经成为重中之重,要从根本上解决水环境的恶化问题,最为主要有效的途径就是对加强对污水排放的监管。因此,在现实实践中,强化地区污水处理厂建设力度的同时,还要加强对水厂工艺的应用研究,两者缺一不可。
1我国污水处理现状及处理工艺概况
1.1我国污水处理现状
我国污水处理的历史最早可追溯到20世纪20年代,污水处理工艺开始进入我国,但在我国发展缓慢。截至2006年,我国661个大中小型城市共有污水处理厂708座,每天处理能力达到4912万m3,城市污水处理率达45.7%,处理水平较低。数量上与西方发达国家相比存在比较大差距,另外在我国监测网内的七大水系中,水质的状况也不容乐观,其中,无饮用功能的IV~V类和劣V类水质高达59%,而满足水质要求的仅有41%。由此可见,我国的污水处理水平还远远没达到令人满意。我国在污水处理方面逐渐加大投入,其中在“七五”和“八五”十年期间,很多新型的污水处理工艺引入我国并在实践中用于污水处理。同时,将污水生物脱氮除磷技术的研究开发以及工程化应用列入国家的重点科技攻关,并于1990年成立全国污水脱氮除磷技术研究会,污水的氮磷去除技术的研究应用成为了科技界热点。当前用于脱氮除磷的新工艺主要有A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟法、AB法等[1]。
1.2污水处理工艺与技术概况
纵观整个污水处理工艺,可以概括以下几点:物理工艺、化学处理工艺及生物处理工艺,一般而言,物理和化学工艺很难将污水中含有部分难降解有机物和N、P等物质去除,因此,目前采用较多的一般是通过生物处理工艺,依靠微生物的新陈代谢对其降解可取得较高的去除率。如图:
图1 污水处理工艺流程图
2新型污水处理处理工艺
2.1生物处理法
生物处理法主要指利用生物的代谢作用将污水中的各种污染物去除的过程,其中生物的种类和数量对污染物的去除中起着关键的作用。处理过程中为了达到较为理想的去除效果,应当为反应器中的生物创造适合的生长条件。现将污水回用工艺中常用的生物处理工艺一一介绍如下:BAC(生物活性炭工艺)、曝气生物滤池等工艺[2]。
2.1.1曝气生物滤池
曝气生物滤池工艺有:BIOSTYR、BIOFOR以及BIOPUR等,其原理虽然基本相同,又各有特点。在所用滤料、水流方向(进水与进气同向流、逆向流)以及单个滤池功能(硝化反硝化在同一滤池中进行与硝化反硝化在不同滤池中进行)上均各有千秋。曝气生物滤池工艺特点:
1)生物曝气滤池(BAF法)负荷高,效率高:一般悬浮生长活性污泥法生物脱氮除磷A2/O工艺,处理城市污水其污泥负荷为0.05~0.15kgBOD/kgMLSS•d,容积负荷0.15~0.45kgBOD/m3•d,而BAF工艺仅要求除碳时容积负荷为2~5kgBOD/m3•d,要求除氮时为0.5~2.5kgBOD/m3•d。2)占地小,土建投资省:BAF工艺由于负荷高,停留时间短,因此土建等投资少,占地也可节省。在土地面积有限时,BAF工艺可以充分发挥其占地省的特点。3)运行管理简便,污泥膨胀问题改善良好:滤料上附着有较高的生物量,不需要污泥回流,易于运行的维护与管理。除此之外,在悬浮生长活性污泥法中,因污泥膨胀导致了固液分离困难和处理效果降低的问题,而在曝气生物滤池法中,由于微生物附着生长丝状菌大量繁殖,不会有污泥膨胀的问题,并且丝状菌较强的分解氧化能力还有助于提高处理效果。4)出水水质好:BAF处理出水水质,从试验资料以及国外资料可知,BOD5及SS值均可达10mg/L以下,而悬浮生长活性污泥法二级处理出水水质BOD5达10mg/L尚有可能,而SS值达到20mg/L已很困难了。5)耐冲击负荷能力强:BAF具有生物膜法特点,耐冲击负荷,运行稳定,操作方便,与任何处理方法一样,
2.1.2 BAC(生物活性炭工艺)
BAC即生物活性炭工艺,是指在活性炭上固定微生物, 从而达到提高活性炭的吸附容量,增强对水中有机物的降解能力的目的。BAC滤池对去除溶解性BOD5,NH4+-N效果较好。BAC工艺是以生物代谢为主,颗粒吸附为辅的原理。BAC微生物代谢主要依靠附着于活性炭层的多相的微生物群,具有生物膜法的显著特点。此外,为保持微生物活性,BAC采用较高的反冲洗速率。
关键词:生物预处理工艺;生物接触氧化工艺;悬浮填料氧化工艺;曝气生物滤池工艺
生物预处理是指在常规的净水工艺之前增设生物处理单元,借助于生物群体的新陈代谢活动,对水中的有机污染物、氨氮、亚硝酸盐及铁、锰等无机污染物进行初步去除的净水工艺。
1 生物预处理工艺的作用及机理
对源水进行生物预处理既能改善水的混凝沉淀性能,减轻了常规处理和后续处理过程的负荷。又能通过对可生物降解的有机物的去除,减少了水中“三致”物前体物的含量,减少了细菌在配水管网中重新滋生的可能性。用生物预处理代替常规的预氯化工艺,不仅起到了预氯化作用相同的效果。而且避免了由预氯化引起卤代有机物的生成,这对降低水的致突变活性、控制三卤甲烷物质的生成是十分有利的。
研究表明,增加生物预处理后,常规处理的加矾量可减少20~40%,消毒加氯量可减少10~15%,从而降低了常规处理的费用。
生物预处理对氨氮、CODMn、铁和锰等有一定的去除效果,尤其是对氨氮的去除效果非常理想,通过曝气也能增加水中的溶解氧。氮是微污染水处理中的主要去除对象,它在原水中以有机氮、氨、亚硝酸盐和硝酸盐的形式存在,对饮用水的安全构成一定的威胁。虽然水中存在氨对人体健康不造成直接明显的危害,但氨是自养菌繁殖的电子供体,在处理厂和配水系统中,氨氮浓度达到0.25mg/l,供水中残余的氨会使配水管网中的硝化菌生长,而硝化菌和氨放出的有机物会造成嗅味问题;氨形成氯胺也要消耗大量的氯,降低消毒效率,而且由氯生成的消毒副产物可能对人体有“三致”作用。在较高溶解氧状态下,生物膜中的亚硝化菌群和硝化菌群占有较大优势,亚硝化细菌利用氨氮作为基质,进行亚消化反应,生成亚硝酸氮和水,并放出能量和使PH值降低;硝化细菌利用亚硝化反应的产物亚硝酸氮为基质,进行硝化反应,生成硝酸氮,放出能量,其反应式如下:
亚硝化反应:
硝化反应:
在进行亚硝化反应和硝化反应的同时,一部分异氧型微生物将一些碳源有机污染物分解成CO2和H2O,其反应式如下:氧化反应:
2 常用的生物预处理工艺概述
当前,给水生物预处理工艺主要有(1)生物接触氧化工艺;(2)悬浮填料流化床工艺;(3)曝气生物滤池工艺。
2.1 生物接触氧化工艺概述
2.1.1 反应机理
生物接触氧化法是在池内设置人工合成的填料,已经充氧的污染原水浸没全部填料,并以一定的流速流经填料,通过填料上形成的生物膜的絮凝吸附、氧化作用使水中的可生化利用的污染物基质得到降解去除。它属生物膜法的一种,主要由池体、填料、布水装置和曝气系统4部分组成。生物接触氧化法对源水中氨氨、溶解性可生物降解有机物、铁、锰、浊度和藻类等均有较好的去除效果。
2.1.2 存在问题
生物接触氧化池工程实例较多,有较为丰富的运行经验,适合于较高浓度的微污染原水的处理,但也存在一下缺点:
2.1.3 对氨氮的处理效果较差,进水氨氮较低的情况下(1~2mg/L),一般在60%左右,温度低时,效果较差;
2.1.4 水力停留时间较长,一般需要1~2小时,占地面积较大。
2.1.5 滤料表面光滑,比表面小,启动和挂膜周期长;
2.1.6 生物膜容易老化,由于曝气强度较低,无法及时脱膜,结果滤料表面结块、积泥,排泥困难;同时接触氧化法生物较丰富,一些高等生物容易在池内生长,影响到弹性填料的处理效果;
2.1.7 生物接触氧化池采用的非颗粒性塑料填料普遍存在不易反冲洗,需要周期性的对填料上的污泥进行脱膜,采用膜式曝气管,维护工作量大。
2.2 悬浮填料流化床工艺概述
2.2.1 反应机理
悬浮填料硫化床工艺属于生物接触氧化工艺的一种,其作用机理与生物接触氧化工艺相同。但由于采用了新型填料,相对于弹性填料,该填料具有比表面积大、反应形态好、氧利用率高、生物膜不易堵塞、更新快、工程实施简单等优点。
2.2.2 存在问题
1)悬浮填料容易孳生贝类,填料易沉入池底、死角。在运行中悬浮球被空气吹浮的过程中往往挤成一堆,很难作到填料在池中均匀地悬浮造成厌氧状态,生物膜变黑,不利于硝化反应。
2)悬浮填料是在流化过程中碰撞容易损耗。更为重要的是悬浮填料达到流化状态所需气水比较大,运行成本也较高,运行数年后填料老化需停池放空更换,填料费用较高。悬浮填料流化床的接触时间较长,占地面积大。
2.3 曝气生物滤池工艺概述
2.3.1 反应机理
在滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料,滤料表面生长着生物膜,滤池内部曝气,污水流经时,利用滤料上高浓度生物膜量的强氧化降解能力对污水进行快速净化,此为生物氧化降解过程;同时,因污水流经时,滤料呈压实状态,利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用,截留污水中的大量悬浮物,且保证脱落的生物膜不会随水漂出,此为截留作用;运行一定时间后,因水头损失增加,需对滤池进行反冲洗,以释放截留的悬浮物并更新生物膜,此为反冲洗过程。因此,曝气生物滤池同时具有去除SS、COD、BOD5、硝化、脱氮等作用。
2.3.2 存在问题
间歇反冲过滤生物滤池由于堵塞问题使得其应用受限,目前应用较好的典型工艺(主要用于污水处理)为轻质滤料生物滤池(威立雅公司)及重滤料生物滤料(得利满),主要原因是设置了预沉淀,使进入滤池的SS为小于60mg/l。该工艺用于给水预处理时,由于地表水浊度变化大严重影响其生物处理效果是其主要问题,且反冲洗后生物膜需要一定周期恢复。
关键词:化工污水污水处理
中图分类号: U664.9+2 文献标识码: A
概述
常见油库化工污水的种类及特点
1.1 种类
污水按含有的污染物种类分类有烃类污水、含醇污水、含醚污水、含醛污水、含酮污水、羧酸污水、脂类污水、有机酸污水、有机磷污水、杂环化合物污水、聚乙烯醇污水、氨氮污水、含盐污水等。
污水按溶解度和降解性能区分可分为难溶污水、可溶易降解污水、可溶难降解污水、高浓度污水。
1.2 特点
大多数的化工污水所含的污染物质组分繁多、浓度高。这是由于不少化工过程是在高温、高压、低温、低压、催化剂等条件下进行的,是其物料发生物化反应造成的。
不少化工生产中产生的废料是有毒有害的污染物,如苯、硫、酚、胺类、氰等污染物。
化工污水处理方法
物理处理法
1.1 吹脱、汽提法
吹脱是一种传质过程,将空气通入一定温度的污水中,利用挥发性物质浓度与大气中该物质的浓度差,使污水中溶解状态的挥发性物质由液相转为气相,扩散到大气中去。常用于处理丙烯氰等。
汽提也是一种传质过程,通过废水中物质的溶解性的不同,利用污水中溶质的实际浓度与平衡浓度之差,将挥发性溶解物质由液相转为气相,达到分离目的。常用于处理苯酚、甲醛、苯胺等物质。
化学处理法
2.1 混凝
混凝是通过向水中投加一定的化学药剂,使水中的细化分散颗粒和胶体物质脱稳,形成粗大絮凝体而沉降的过程。常用于去除一些高分子物质、有机物等。
2.2 中和
中和是利用化学酸碱中和原理消除废水中过量的酸或碱,使污水的PH值达到中性左右的过程。常用于处理有机酸等。
2.3 氧化还原
氧化还原是利用物质在化学反应过程中能被氧化或还原的性质,将难于生物法或其他方法处理的物质转变为无毒或微毒的新物质,以达到处理目的。常用于处理含氰废水。
生化处理法
3.1 活性污泥法
活性污泥法是利用活性污泥对有机物的强烈吸附和氧化分解力,将污水中的有机物分离出来的方法。
3.2 生物膜法
生物膜法利用以膜形式存在的微生物或是附着生长于载体表面的微生物的吸附能力,将污水中的有机物分离处理的方法。
3.3 厌氧生物处理法
厌氧生物处理法是在断绝与空气接触的条件下,依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机物。适用于高浓度有机污水。
化工污水处理设计流程
油库化工污水处理工艺设计思路
1.1 调研
首先需要了解污水水质、水量。可通过取水样,进行测试或是参考同地区同类型项目确定其水质、水量。根据试验结果选择合适的、经济的处理工艺和设备。
1.2 选择处理工艺
一般化工品污水都含有部分不溶于水且浮在水面的成分,需要在处理前先去除表面悬浮油在进行后续处理。其次,化工品类污水种类繁多且含有机物浓度较高,无法进行好氧生化处理,必须先通过厌氧处理工艺,提高污水的可生化性后再进行好氧生化处理,对于污水中的一些难降解有机物,可通过氧化还原法将其转换成小分子易降解有机物后再进行生化处理。
污水处理方案
以某库化工品处理为例,
2.1 设计进出水水质及水量
其水质情况如下:
表3-1 化工污水设计进水水质
2.2 工艺流程
图3-1 化工污水处理流程图
图3-2 污泥处理流程图
图3-3 污油处理流程图
2.3 工艺流程说明
2.3.1化工污水预处理阶段
化工品罐区通过单独污水管道收集化工污水经过人工格栅隔除大颗粒杂质后进入化工污水调节隔油池。调节池内设溢流沉淀区、隔油区、调节区进行无机物质沉降、撇除上层浮油、均质均量调节等工序后通过污水提升泵提升进入多相流溶气气浮装置去除污水中分散油及乳化油后再通过污水提升泵提升进入铁碳微电解装置。
污水在进入铁碳微电解装置前先通过在管道上设置的静态管道混合器中同加酸装置投加的酸混合将污水PH调整至铁碳微电解反应合适的范围内后进入铁碳微电解装置进行铁碳微电解氧化反应后自流进入芬顿氧化装置。
铁炭微电解装置处理污水原理是当将微电解规整填料浸没在酸性废水中时,在酸性充氧条件下会发生电化学反应,其反应过程如下:
阳极(Fe): Fe- 2e Fe2+,
阴极(C) : 2H++2e 2[H]H2,
初生态的Fe2+和原子H,它们具有高化学活性,能改变废水中许多有机物的结构和特性,使有机物发生断链、开环等作用,提高污水的可生化性。同时在池内设置曝气措施,池底曝气,既能充氧同时防止铁屑板结。当有氧存在时还会发生下面反应:
O2+4H++4e2H2O;
O2+2H2O+4e4OH-;
2Fe2++ O2+4H+2H2O+2Fe3+。
反应中生成的OH-是出水pH值升高的原因,而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐渐水解生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,从而增强对废水的净化效果。
芬顿氧化装置处理污水的原理是由强氧化剂H2O2与微电解装置中的Fe2+组成芬顿(Fenton)试剂,在酸性环境下具有极强的氧化性能。它通过催化分解H2O2产生OH-氧化有机物分子,特大分子有机物降解为小分子,或矿化为CO2和H2O等无机物。
污水在进入芬顿氧化装置前先进入两级反应区,先投加酸调整其PH至芬顿氧化反应合适范围内后再加H2O2,利用其与微电解装置中的Fe2+反应产生OH-的强氧化性氧化分解污水中的大分子有机物。
化工污水经过铁碳微电解装置和芬顿氧化装置后,污水中含有的大分子量、难降解有机物被充分氧化分解为小分子量、易降解有机物,提高污水的可生化性,为后续生化处理做好准备。
芬顿氧化装置出水自流进入沉淀装置,在进入沉淀装置前加入碱液调整其PH值至9~9.5范围内后加入絮凝剂、助凝剂,利用两级氧化生成的Fe(OH)3吸附、凝聚污水中有机物后沉底分离。
2.3.2 污水生化处理阶段
化工污水、含油污水和生活污水经各自预处理后进入中间水池Ⅰ进行混合均质均量后通过污水经提升泵提升进入厌氧生化处理装置即厌氧IC反应器。
污水经过物化处理后污染物浓度仍在好氧生化处理可承受范围之上,必须通过厌氧IC反应器中厌氧产酸菌产甲烷菌生化作用将污水中难降解物质分解为易降解物质,进一步提高污水可生化性后再进入好氧生化系统。
厌氧IC反应器出水进入预曝气池进行预曝气,提高污水中溶解氧浓度后进入SBR反应池进行好氧生化反应,利用好氧微生物的新陈代谢作用将污水中有机物分解使其浓度降至较低水平后再进行深度处理。
SBR反应池出水进入中间水池Ⅱ储存后通过污水提升泵提升外排。
2.3.3 污油处理阶段
化工污水调节隔油池中表面浮油排入污油池,经脱水后定期清理。
2.3.4污泥处理阶段
化工污水沉淀装置及调节隔油池、中间水池底部沉泥、生化装置定期排泥、曝气生物滤池装置的反洗出水等产生的污泥通过排污管线回排进入污泥干化池,污泥经砂层截留自然干化,定期进行清理外运,滤出液经由池底集水管道自流至调节隔油池进行处理。
参考文献
[1] 钱汉卿.化工污染防治技术.中国石化出版社,2004年7月
[2] 李培红,张克峰等.工业废水处理与回收利用.北京工业出版社,2001年1月