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1.1普通工业废水特点
普通工业废水量大、污染物成分复杂,不同行业产生的废水所含污染物成分区别较大,有的废水温度高,容易造成环境的热污染;有些具有明显的酸碱度;有些含有易燃、易爆、有毒物质。针对工业废水中所含的不同成分,选择不同的处理工艺,往往需要物理、化学、生物代谢等多种不同工艺组合处理。
1.2放射性废水特点
具有放射性的重金属元素是放射性废水处理的主要去除对象,而放射性核素只能通过自然衰变来降低其放射性,所有的水处理方法都不能改变其固有的放射性衰变特性。在进行放射性废水处理的时候,我们只有通过各种方法将放射性核素浓缩到较小体积的废物内,降低处理后可排放废水的放射性核素浓度。
2普通工业废水处理方法
为了使工业废水得到净化,一般将废水中所含的污染物分离出来,或将其转化为无害、稳定的物质。我们按照处理原则,将工业废水处理方法中物理化学法分为吸附法、离子交换法、膜分离法、汽提法、吹脱法、萃取法、蒸发法、结晶法等。离子交换法在普通工业废水处理中,主要用以回收贵重金属离子。膜分离技术在70年代后大规模应用到各个工业领域及科研中,发展非常迅速。蒸发法处理多用于酸、碱废液的回收。自然界存在种类繁多的具有氧化分解有机物能力的微生物,这些微生物具有数量巨大、分布范围广、繁殖力强等特点,被广泛应用于制革造纸、炼油化工、印染纺织、食品制药等行业的废水处理中。
3放射性废水的处理方法
放射性核素使用任何水处理方法都改变不了其固定的放射性衰变特性,其处理一般都是遵循以下两个基本原则:①将放射性废水排入水体,通过稀释和扩散达到无害水平。主要适用于极低水平的放射性废水的处理。②将放射性废水浓缩后,将其浓缩产物与人类的生活环境长期隔离,任其自然衰减。对高、中、低水平放射性废水均适用。目前国内外普遍做法是对放射性废水进行浓缩处理后贮存或固化处理。
3.1蒸发法
蒸发浓缩法具有较高的浓缩倍数和去污因子,可用于处理高、中、低放废水。尉凤珍等利用真空蒸发浓缩装置处理中低水平核放射废水,对总α和总β的去污因子能达到104量级,出水满足国内放射性废水排放标准。
3.2化学沉淀法
化学沉淀法主要通过投加合适的絮凝剂,然后与废水中的微量放射性核素发生沉淀后,将放射性核素转移并浓缩到体积量小的沉淀底泥中。在进行化学沉淀法时主要投加铝盐、铁盐、磷酸盐、苏打、石灰等,同时可投加助凝剂,如粘土、活性二氧化硅等加快凝结过程。罗明标等的试验结果显示氢氧化镁处理剂具有良好的除铀效果,特别适合酸溶浸铀后的地下低放射性含铀废水的处理。
3.3离子交换法
目前离子交换主要处理低放废水,包括有机离子和无机离子两种交换体系。此法特点是操作方便、设备简单、去除效率高且减容比高,适用于含盐量低、悬浮物含量少的水体。国内外研究都表明离子交换剂对Cs的有很高的吸附容量。
3.4膜分离技术
膜处理方法是处理放射性废水相对经济、高效、可靠的方法,此法具有出水水质好、物料无相变、低能耗、操作方便和适应性强等特点等特点,膜技术的研究比较广泛。美国、加拿大许多核电站采用反渗透和超滤工艺处理放射性废水。
3.5生物处理法
生物处理法包括植物修复法、微生物法。微生物治理低放射性废水是20世纪60年代开始研究的新工艺,国内外都有人开展研究微生物富集铀的工作。美国研究人员发现一种名为Geobactersulfurreducens的细菌能够去除地下水中溶解的铀,Geobacter能够还原金属离子,从而降低金属在水中的溶解度,使金属以固体形式沉淀下来,因此,这种细菌有可能被用于放射性金属的生物处理。生物法处理流程复杂,处理周期长,运行管理难度大,国内核电厂还未采用生物法处理放射性废水。
4放射性废水和普通工业废水处理方法比较
工业废水中污染物成分复杂多样,我们采用单一的处理方法很难达到完全净化的效果,因此需要我们寻找适合的工艺进行处理。其中废水处理工艺的组成需要遵循先易后难的原则,先除去大块垃圾和漂浮物质,然后依次去除悬浮固体、胶体物质及溶解性物质。放射性废水与普通工业废水处理的一个根本区别是:能够用物理、化学或者生物方法将普通工业废水的一些有毒物分解破坏,转化为无毒物质,例如六价铬、氰、有机磷等;而用这些方法无法破坏放射性核素,不能改变其衰变辐射的固有特性,只能靠其自然衰变来降低直至消失其放射性。物理、化学或物理化学方法一般是普通工业废水处理中的预处理或深度处理方法,主要处理方法采用生物处理法。而物理化学法是目前放射性废水处理的主要方法。有些处理方法只适用于处理普通工业废水,而较难应用于处理放射性废水。
5结论
配置浓度为0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L、0.8mg/L、1.2mg/L、1.6mg/L、2mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、50mg/L的标准溶液,共计12个浓度点,经过0.45μm水系针头过滤器过滤,然后自动进样分析。通过工作站软件,采用峰面积进行曲线的拟合,线性参数如表1所示,相关系数为0.999999,如图1所示。
2精密度和准确度
2.1精密度对环境标准样品研究所的氨氮标样200542(1.50±0.07)重复9次测定,氨氮保留时间在4.98~4.99min之间,保留时间的RSD为0.1%,氨氮测定结果的RSD为1%.标样分析结果统计如表2所示。
2.2准确度加标试验使用氨氮标液,分别进行3次加标,每次加标测定4次,回收率结果如表3所示。对环境标准样品研究所的氨氮标样200542(1.50±0.07)进行测定,其测定结果均在标准值要求范围内,具体结果如表3所示。
3定量范围
参考EPASW-846,测定9次空白加标试验,加标量为估计浓度的3~5倍。计算测定结果的标准偏差,采用98%的置信度,查临界值表t为2.896,方法的检出限为t值与标准偏差的乘积,方法的检测限为4倍的检出限,结果统计如表4所示。采用离子色谱法可直接对浓度在0.04~50mg/L范围内的样品进行分析,操作简便,满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的二级最低标准要求(50mg/L)。
4钠氏试剂分光光度法和离子色谱法的比较
采集样品7组,分别采用《钠氏试剂分光光度法》和《离子色谱法》进行测定,结果统计如表5所示。分别对7组样品的测定结果对比、分析、统计,标准偏差范围为0.8%~3.7%,结果均满足质控小于5%的要求。因此,此方法可用于工业废水中氨氮的测定。
5干扰及消除方法
样品中钠和铵质量比超过10000∶1会影响分离,对此,可通过调整淋洗液浓度、采用梯度淋洗或加入调节剂来消除影响。对于样品中金属离子的干扰,可通过在分离柱前加装预处理柱消除干扰。样品在进样前,可通过0.45μm水系针头过滤器过滤来消除颗粒物对仪器系统的影响。
6结束语
论文关键词:印染污泥,热值,焙烧,失烧量
1 前言:
随着纺织印染行业蓬勃发展,印染加工过程中产生的含有化学药剂、染化料及各种纤维物的废水成为工业废水污染大户。据统计,印染厂每加工100㎡织物,产生废水3~5m3,我国印染废水排放量约为每天3.5×106~4.5×106 m3,全行业年排水量超过16亿立方,约占整个工业废水的35%,且印染废水具有排水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、水质变化大、成分复杂等特点,属较难处理的工业废水之一,由此造成的生态及经济损失是不可估量的[1-3]。近年来我国对印染废水处理力度在不断加大,印染企业配套的废水处理投入运行后,每天产生大量污泥,而且印染废水趋向集中处理后印染污泥,污泥量日益增加,产生的污泥的组成成分日益复杂。当前所产生的大量污泥通常的处理方法是利用机械压滤装置将污泥的含水率压滤到80%以下后外运,以填埋、堆放、或倾倒的方式作最终处置[4-5]。这样的处置方法往往会对自然环境造成二次污染,存在比较严重的环境安全隐患。另外从资源化角度来看,印染污泥中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等,其中纤维杂质等有机物含量高,是一种潜在的资源,把印染污泥经过适当的处理后作为新能源加以利用是一种既环保又节能的印染污泥处理方法,以后将成为印染污泥处理的发展方向cssci期刊目录。因此,本文从印染污泥热值入手,找出热值与污泥组成成分间的潜在关系,根据热值确定污泥与煤的配比,以其达到最佳的利用效果。
2 试验材料及方法
2.1试验材料
试验用印染污泥取自浙江省温州经济技术开发区某印染公司的印染污水处理厂,该厂日处理综合印染废水约8000吨,日均生产印染污泥接近14吨(含水率35%)。为了测试不同特性废水及不同时段产生的污泥的热值,分别选取牛仔纱线浆染废水和机织布印染废水所压滤的污泥。
2.2试验仪器及试验环境
实验仪器包括烘干仪器、电子秤、粉碎机及量热仪器等,测试环境要求独立实验室且保持恒温,试验设备及测试环境如表1。
表1 试验设备及测试环境(
测试仪器
检测环境
设备要求
烘干仪器
恒温
密封式电热恒温干燥箱一个。
电子秤
电子秤FA1004一台(精确度为万分之一)。
粉碎机
FS-100型密封式粉碎机一台。
论文关键词:外商直接投资,污染天堂假说,环境污染,环境库兹涅茨假说
一、引言
改革开放30年来,我国经济取得了举世瞩目的成就,但与此同时,对生态环境造成的影响不容小视,环境承载力对经济增长的制约日益严重。在追求经济增长的同时,人们对清洁环境的需求日益提高。追求鸟语花香、蓝天碧水、空气清新的生存环境。“城市,让生活更美好”-2010年上海世博会主题节能减排论文,反映了人们对生活质量的诉求。
经济学家一直关注环境的承载力变化。罗马俱乐部的世界末日模型体现了经济学家对经济增长的一种极度悲观的看法。库兹涅茨提出了环境库兹涅茨假说,环境污染与经济增长呈现一种倒U型曲线,即在经济发展的初期,环境污染会随经济增长而增加;但到达一定收入水平后,环境污染会随经济增长而减少怎么写论文。
对于FDI、污染行业转移与环境的关系研究的结果大致可以分为三类:一类是“污染天堂假说”,即外商直接投资与东道国的环境污染是有关系的,并且东道国较弱的环境规制会吸引环境管制较高国家的外商直接投资,从而使东道国成为“污染避难所”;第二类“污染光环假说”,即进行投资的跨国公司总是倾向于对投向东道国的公司散播绿色技术,通过运用统一的环境标准而有利于东道国的环境污染减少;第三类则认为跨国公司的对外直接投资促使东道国产出大量增加,从而引致相应污染的增加。国外的学者进行了大量实证研究。Mani,M.和D. Wheeler(1997)的研究表明,绝大多数污染产业投向了发达国家,而非发展中国家[1]。Eskeland和 Harrison(2003)的研究表明,外资企业比国内企业排放污染明显要少[2]。JieHe(2006)利用中国数据研究节能减排论文,发现 FDI资本每增加1%,工业SO2排放量增加 0.098%,FDI对经济增长和结构转换引起的污染排放增加完全抵消了FDI对环境管制影响引起的污染减少[3]。杨海生、贾佳、周永章和王树功(2005)根据1990~2002年中国的相关数据进行研究,其结论是FDI与污染物排放呈现显著的正相关[4]。潘申彪、余妙志(2005)利用1986~2003年江浙沪三省市数据,进行了外商直接投资增长与环境污染加剧的因果关系检验,发现三省市吸引的外商直接投资增长是导致该区域环境污染加剧的原因[5]。沙文兵和石涛(2006)利用中国30个省市、区1999~2004年的面板数据进行分析,结果显示外商直接投资对中国生态环境具有显著的负面效应[6]。陈凌佳(2008)利用2001~2006年全国112座重点城市(均为地级市)的面板数据研究发现三个地区的FDI对环境均产生负面效应,外商直接投资每增加1%,东部、中部和西部工业SO2污染强度增加0.0316%,0.0568%和0.0716%[7]。贺文华(2010)利用东部十一省市的面板数据研究发现,中国东部的数据不支持“污染天堂假说”[8]。因FDI主要集中于东部地区的上海、浙江、江苏和广东,本文在环境库兹涅茨假说基础上,以FDI为污染输出变量,利用长三角和珠三角的城市面板数据研究FDI对环境的影响。
二、污染指标选取及模型构建。
(一)数据来源和污染指标选取
因2004年前后中国城市统计年鉴的统计口径发生了变化,考虑统计口径一致及数据的连续性,本文数据全部来自2004~2009年的中国城市统计年鉴。以上海、浙江、江苏代表长三角节能减排论文,以广东省代表珠三角怎么写论文。以人均地区生产总值(元)代表经济增长,外商直接投资(万美元)表示污染输入的变量,根据中国城市统计年鉴提供的数据,以工业废水排放量(万吨)、工业二氧化硫排放量(吨)和工业烟尘排放量(吨)代表环境污染指标。
上海的工业废水排放量呈递减趋势,从2003年的61112万吨减少到2008年的44120万吨;工业二氧化硫排放量从2003年的300734吨增加到2005年375231吨,而后递减,到2008年为298000吨;工业烟尘呈现递减趋势,从2003年的49671吨减少到2008年的40629吨;人均地区生产总值和FDI呈现快速增长趋势,分别从2003年的46718元、585022万美元快速增加到2008年的73124元和1008427万美元(见图1)。
图1 2003~2008年上海市环境污染指标、人均地区生产总值、FDI变化趋势
注:坐标轴单位为千,即坐标轴上100是100*1000。 图2和图3同
浙江和江苏共有24个城市,分别是江苏的南京、无锡、徐州、常州、苏州、南通、连云港、淮安、盐城、扬州、镇江、泰州、宿迁和浙江的杭州、宁波、温州、嘉兴、湖州、绍兴、金华、衢州、舟山、台州、丽水。2008年工业废水排放量超过4亿吨的有江苏的无锡、苏州和浙江的杭州,杭州达75585万吨;工业二氧化硫排放量超过10万吨的有江苏的南京、徐州、苏州和浙江的宁波、嘉兴,苏州达176990吨;工业烟尘排放量超过4万吨的有江苏的无锡、苏州,无锡达44487吨;人均地区生产总值超过6万元的有江苏的南京、无锡、常州、苏州和浙江的杭州、宁波,苏州达106863元;外商直接投资超过20亿美元的有江苏的南京、无锡、常州、苏州、南通和浙江的杭州、宁波。引进外商直接投资最多的是苏州节能减排论文,达813260万美元。从2007至2008年,三大污染指标都减少的有江苏的南京、无锡、苏州、镇江和浙江的温州、绍兴、金华、丽水;除江苏的南通和浙江的温州、嘉兴、湖州、绍兴、台州的外商直接投资有所减少外,其他城市的外商直接投资呈现快速增加趋势(见图2)。
2007~2008年浙江和江苏24市环境污染指标、人均地区生产总值、FDI变化趋势
广东省共有21个城市,它们是广州、韶关、深圳、珠海、汕头、佛山、江门、湛江、茂名、肇庆、惠州、梅州、汕尾、河源、阳江、清远、东莞、中山、潮州、揭阳、云浮。2008年工业废水排放量超过1亿吨的有广州、韶关、佛山、江门、肇庆、东莞、中山,东莞达33359万吨;工业二氧化硫排放量超过10万吨的有东莞、佛山,佛山达124100吨;工业烟尘排放量超过2万吨的有佛山、江门、茂名、东莞,东莞达41612吨;人均地区生产总值超过6万元的有广州、深圳、珠海、佛山,深圳达89814元,东莞和中山都低于6万元,分别为53285和56106元;外商直接投资超过20亿美元的有广州、深圳、东莞,吸纳外商直接投资最多的是深圳,达402018万美元。从2007至2008年,三大污染指标都减少的有韶关、深圳、佛山、江门、湛江、梅州;除云浮的外商直接投资有所减少外,其他城市的外商直接投资呈现增加趋势(见图3)。
2007~2008年广东21市环境污染指标、人均地区生产总值、FDI变化趋势
用FS、SO2、GYYC、Y和FDI分别表示工业废水、工业二氧化硫、工业烟尘、人均地区生产总值和外商直接投资,为了消除序列相关节能减排论文,把数据取自然对数,用LNFS、LNSO2、LNGYYC、LNY和LNFDI分别表示FS、SO2、GYYC、Y和FDI的自然对数值。利用Eviews6.0对长三角和珠三角污染指标、人均地区生产总值、FDI进行统计分析得表1,从表1可以看出长三角所有指标的均值、中位数都高于珠三角指标的对应值;除工业废水排放量的最大值是珠三角高于长三角,其他指标值均低于长三角;除FDI的最小值是珠三角高于长三角,其他都比长三角的对应值小;其他如标准差、峰度、偏度和JB值都存在较大差异。
表1 长三角和珠三角污染指标、人均地区生产总值、FDI的数据分析
长三角
珠三角
FS
SO2
GYYC
Y
FDI
FS
SO2
GYYC
Y
FDI
Mean
20412.62
88902.54
24157.65
31444.96
135035.6
8622
44570.37
10106.2
25262.12
72592.93
Median
11601.5
68778.5
19384
26628.5
73068
5449.5
33775
8176
15493
20373
Maximum
85735
375231
61606
106863
1008427
91260
197500
41612
89814
403018
Minimum
958
6269
2797
5400
1245
220
924
47
4111
2118
Std. Dev.
20004.63
74157.97
14660.33
19957.31
187197.6
10103.19
44421.6
8174.932
20870.59
99027.69
Skewness
1.5486
1.9216
0.7381
1.1892
2.4204
4.7855
1.7104
1.2361
1.1934
1.8052
Kurtosis
4.3719
7.010
2.5440
4.3536
8.8407
36.990
5.3677
4.6722
3.1731
5.3140
Jarque-Bera
71.7175
192.8161
14.9192
46.8043
359.671
6546.445
90.8637
46.7687
30.0658
96.5423
Probability
0.000576
Sum
3061893
13335381
3623648
4716744
20255335
1086372
5615867
1273381
3183027
9146709
Sum Sq. Dev.
5.96E+10
8.19E+11
3.20E+10
5.93E+10
5.22E+12
1.28E+10
2.47E+11
8.35E+09
5.44E+10
1.23E+12
Observations
150
150
150
150
150
126
126
126
126
126
Cross sections
25
25
25
25
25
21
21
21
关键词:生物技术,制浆造纸废水,废水处理
制浆造纸工业对环境所造成的污染问题日益突出,其废水排放量占全国工业废水排放总量的10%左右,污染严重,需要二次处理。随着国家对环境保护的重视以及民众环保意识的不断提高,制浆造纸行业已将降低有害物质作为重要课题。生物处理是常用的制浆造纸废水处理技术,已被许多工厂采用。该技术的原理是利用厌氧和好氧微生物将废水中的溶解性有机物分解为二氧化碳和水等稳定的无机物,实现COD去除,达到净化水体的目的。根据参与作用的微生物种类和供氧情况,分为好氧生物处理和厌氧生物处理及好氧厌氧组合处理三大类。生物处理方法运行费用低廉,与其他方法组合可以大大提高造纸废水的处理效率。
1.好氧生物处理法
好氧生物处理法即在有氧条件下,好氧微生物(主要是好氧菌)以水中的多种有机污染物作为生长、繁殖和新陈代谢等生命活动的物质与能量来源,同时达到去除BOD的方法。根据好氧微生物在水体中和工作方式不同,可分为活性污泥法和生物膜法两类。
1.1 活性污泥法
经初次沉淀后的废水与由二次沉淀池来的回流污泥在曝气池起端进入池内,通过扩散或机械曝气进行充分混合与曝气,并通过活性污泥的吸附、絮凝和氧化作用去除废水中的有机物。该法适用于处理要求高而水质较稳定的废水。
由于普通活性污泥法曝气时间比较长,当活性污泥继续向前推进到曝气池末端时,废水中有机物已几乎被耗尽,污泥微生物进入内源代谢期,它的活动能力也相应减弱,因此在沉淀池中容易沉淀,出水中残剩的有机物数量少。处于饥饿状态的污泥回流入曝气池后又能够强烈吸附和氧化有机物,所以普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高,达到90~95%左右。
普通活性污泥法也有它的不足之处,主要是:①对水质变化的适应能力不强;②所供的氧不能充分利用,曝气池相对庞大、占地多、能耗费用高。有研究表明通过活性污泥工艺改良,可以明显改善生物系统污泥沉降性能及处理效果。
(1)SBR工艺
SBR(Sequencung Batch Reactors)是近年来在国内外广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术。SRB反应器的运行通常包括5个阶段:①进水阶段——加入基质;②反应阶段——基质降解;③沉淀阶段——泥水分离;④排放阶段——排上清液;⑤闲置阶段——活性恢复。这5个阶段都在曝气池内完成,从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
SRB每个工作周期中各个阶段的运行时间、运行状态可以根据污水性质、排放规律与出水要求等进行调整。其操作简单,应用灵活,经济可行,能有效地去除常规活性污泥法难以去除的污染物,并能有效地克服活性污泥法污泥膨胀等问题。甲醇去除率达100%,COD去除率88%。据某些专家估算,SRB法投资运行成本要比常规活性污泥法节省30%。加拿大已成功应用SRB技术处理造纸厂多种废水;上海新伦造纸厂采用SRB技术进行废水处理并实现达标排放。
(2)HCR工艺
HCR(High Performance Compact Reactor) 是好氧生物处理技术的一个飞跃,它融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术,并具有深井曝气和流化污泥床的特点。因此,其空气氧的转化率高,反应器的容积负荷大,水力停留时间短,是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。
HCR系统主要包括:集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反应器为圆形容器,其外筒两端被封闭,连接着各种管道;内筒两端开口,两相喷头安装在反应器上部的正中央。循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器,由于负压作用同时吸入大量空气。水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区,把吸入的气体分散成细小的气泡。富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后,又向上返流形成环流,再经剪切向下射流,如此循环往复运行。于是,污水被反复充氧,气泡和微生物菌团被不断剪切细化,并形成致密细小的絮凝体。
据研究表明纸厂废水采用HCR工艺处理,其中悬浮物去除率和脱色率均在95%以上,BOD和COD的去除率也都在80%以上,其主要运行效果参数与传统活性污泥法比较得出,HCR工艺在充氧速率、容积负荷、污泥负荷、沉淀池表面负荷、剩余污泥产率、水力停留时间等方面都具有明显优势。
HCR工艺存在的问题:一是能耗,当污水 COD去除率在80%及其以下时,所需能耗低且效益好;如果COD的去除率要求过高,其能耗就直线升高。因此,在实际工作中也不能盲目地选用HCR工艺。第二个问题是泡沫,HCR在处理某些废水时,也和常规好氧工艺一样会产生泡沫,设计时必须考虑这一因素。
1.2 生物膜法
生物膜法是一大类生物处理法的总称,共同的特点是微生物附着在介质(滤料)表面上,形成生物膜,污水同生物膜接触后,溶解的有机物被微生物吸附转化为H2O、 CO2、 NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧气一般直接来自大气,生物膜法的处理效果和活性污泥法的处理效果差不多,与活性污泥法相比,其产生的污泥膨胀和剩余污泥量少,以及占地少和运行管理简便等优点。
目前采用生物膜技术的工艺也很多,常用的有生物滤池、生物转盘、接触氧化法以及生物流化床或膨胀床等多种工艺,本论文主要介绍一下接触氧化法以及生物流化床。
(1)生物流化床法
生物流化床是70年代开发的一种新型生物膜法处理工艺;以比重大于1的细小惰性颗粒如砂、焦碳、陶粒、活性炭等为载体;废水以较高的上升流速使载体处于流化状态;生物固体浓度很高,传质效率也很高,是一种高效的生物处理构筑物。
生物流化床具有以下优点:① 生物固体浓度高(10~20g/l),因此容积负荷较高(7~8kgBOD5/m3.d以上),水力停留时间可大大缩短,基建费用较小;② 无污泥膨胀或其它生物膜法中的滤料堵塞;③ 能适应不同浓度范围的废水,能适应较大的冲击负荷;④ 由于容积负荷和床体高度较大,占地面积较小。这些优点使它越来越受到水处理界的重视,目前已在生活污水和多种工业废水的处理上得到应用。近年来,内循环生物流化床研究得较多,还有人把流化床反应器与膜分离技术结合起来,建立了好氧流化床膜反应器,处理出水水质较高。
(2)生物接触氧化法
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物膜法之间的生物处理工艺。兼有活性污泥法与生物膜法优点,其机理是在曝气反应池内设置填料,池内既有活性污泥又有生物膜,形成密集的生物群体,较多的增加了废水与生物接触的面积,连续曝气和生物膜的及时更新,增强了生物的活性。科技论文。生物接触氧化池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物接触氧化法中微生物所需的氧通过鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,促进生物膜的新陈代谢,脱落的生物膜将随出水流出池外,废水中污染物在此过程中被微生物分解消耗,从而使废水得到净化处理。
生物接触氧化法具有以下特点:①由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,故生物接触氧化池具有较高的容积负荷;②由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;③剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;④处理能力高,处理效果稳定。科技论文。
2.厌氧生物处理法
2.1 厌氧生物处理废水的基本原理
厌氧发酵处理的基本原理是将溶解在废水中的有机物,通过微生物作用使其转化成为生物气体,主要成分为甲烷,可作为工厂燃料燃烧以产生热量加以利用。
由于一般处理废水方法费用较高,特别是好氧发酵的动力消耗大,而且还要花费很多费用来处理生物污泥;而在厌氧生物处理过程中,复杂的有机化合物被降解和转化为简单、稳定的化合物,同时释放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出现。厌氧生物处理是一种有效、简单、费用低廉的低成本处理技术,是将废水处理与能源回收相结合的一种技术;同时由于新的更加严格的环保法规对制浆和造纸工厂废水排放的限制,所以这些因素都促使制浆和造纸工厂采用厌氧处理废水。
2.2 厌氧生物处理废水的新工艺与技术
目前采用厌氧技术处理废水的工艺也很多,造纸业早使用的两种厌氧系统:厌氧接触工艺CSTR(continuous stirred tank)和上流式污泥床工艺UASB(Up-flow Anaerobic SludgeBed)。目前具有高传质效率和污泥浓度,高反应器负荷的具有代表的新型反应器有:流化床FB(Fluidised Bed)、膨胀颗粒污泥床EGSB(Expanded Granular SludgeBed)和内循环反应器IC(InternalCirculation reactiors)。下面就介绍一下UASB和内循环反应器IC两种厌氧生物处理废水的方法。
(1)UASB方法
在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器,它是由污泥反应区、气液固三相分离器(包括沉淀区)和气室三部分组成。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,把它转化为沼气。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沼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。
UASB的主要优点是:
①UASB内污泥浓度高,平均污泥浓度为20-40gVSS/1;②有机负荷高,水力停留时间短,采用中温发酵时,容积负荷一般为10kgCOD/m3.d左右;③无混合搅拌设备,靠发酵过程中产生的沼气的上升运动,使污泥床上部的污泥处于悬浮状态,对下部的污泥层也有一定程度的搅动;④污泥床不填载体,节省造价及避免因填料发生堵赛问题;⑤UASB内设三相分离器,通常不设沉淀池,被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内,通常可以不设污泥回流设备。
主要缺点是:
①进水中悬浮物需要适当控制,不宜过高,一般控制在100mg/l以下;②污泥床内有短流现象,影响处理能力;③对水质和负荷突然变化较敏感,耐冲击力稍差。
UASB工艺近年来在国内外发展很快,应用面很宽,在各个行业都有应用,生产性规模不等。科技论文。实践证明,它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺,既解决了环境污染问题,又能取得较好的经济效益,具有广阔的应用前景。
(2)内循环反应器IC
内循环厌氧反应器(Internal Circulation Reactiors 简称IC)是由荷兰Paques公司于20世纪80年代中期在UASB反应器的基础上开发成功的高效厌氧反应器。它也存在厌氧细菌聚集形成的“颗粒污泥”,也是上流式颗粒污泥处理系统。废水在反应器中也是自下而上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应器上部流出。事实上,IC反应器可以简单化地理解为两个上下组合在一起的UASB反应器,一个是下部的高负荷部分,一个是上部的低负荷部分。IC反应器与UASB的最大不同之处是,废水处理中由COD转化产生的生物气的引出分为两个阶段,下部产生的气体产生一个水和污泥的循环回流,由此引起的强烈的搅拌作用和高的上流速度,极大地改善了污染物从液相到颗粒污泥的传质过程,因此有极高的净化效率,这是内循环Internal Circulation reactiors一词的由来。
内循环(IC)厌氧反应器目前已经成功用于造纸工业废水处理,与UASB相比它具有以下优点:有更高的负荷和净化效率,进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上;占地面积小,其体积相当于普通反应器的1/4-1/3左右,大大降低了反应器的基建投资;抗低温能力强,IC反应器由于含有大量的微生物,温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重;具有缓冲pH的能力,内循环流量相当于第1厌氧区的出水回流,可利用COD转化的碱度,对pH起缓冲作用,使反应器内pH保持最佳状态,同时还可减少进水的投碱量;内部自动循环,不必外加动力,节省了动力消耗;出水稳定性好;启动周期短,IC反应器启动周期一般为1~2个月,而普通UASB启动周期长达4~6个月;沼气利用价值高,反应器产生的生物气纯度高,CH4为70%~80%,CO2为20%~30%,其它有机物为1%~5%,可作为燃料加以利用。
结论:
制浆造纸废水具有浓度高、水量大、色度深、含纤维悬浮物多、BOD和COD含量高等特点。生物法处理制浆造纸废水具有效率高、成本低、二次污染少等优点,今后随着造纸工业和生物技术的迅猛发展以及对环境质量要求的提高,生物处理技术必将在制浆造纸工业废水处理中得到更广泛的应用,研究高效、低耗、技术简单的制浆造纸废水生物处理技术是一个非常有前途的课题。
参考文献:
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[3] 贺延龄.废水的厌氧生物处理[M].中国轻工业出版社,1999.