污水處理設備選天環(huán)共鑄輝煌

污水處理設備選天環(huán)共鑄輝煌

目前，世界上重金屬廢水處理方法主要有三類(lèi)：第一類(lèi)是化學(xué)法，主要是指水中重金屬離子通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體沉淀法、鋇鹽沉淀法、氧化還原法、鐵粉法、電解法等，第二類(lèi)是物理化學(xué)法，指使廢水中的重金屬在不改變其化學(xué)形態(tài)的條件下采用氣浮法、離子交換法、吸附法、溶劑萃取法、液膜法、反滲透法和電滲析法等除去的方法，第三類(lèi)是生物法，指借助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，其中包括生物絮凝法、生物化學(xué)法、生物吸附法、生物沉淀法等。

　　1、電化學(xué)技術(shù)及納米晶磁技術(shù)介紹

　　1.1 電化學(xué)技術(shù)介紹

　　電化學(xué)技術(shù)屬于化學(xué)法，通過(guò)給多塊鋼板加直流電，在鋼板之間產(chǎn)生電場(chǎng)，待處理的水流入鋼板的空隙。在該電場(chǎng)中，通電的鋼板會(huì )有一部分被消耗，變成鐵離子進(jìn)入水中。電場(chǎng)中的離子與非離子污染物被通電，并與電場(chǎng)中電離的產(chǎn)物以及鐵離子發(fā)生反應。在此過(guò)程中，各種離子相互作用，以其的形式結合成固體顆粒，從水中沉淀出來(lái)。

　　由于電化學(xué)過(guò)程中電解反應的產(chǎn)物只是離子，不需要投加任何氧化劑或還原劑，對環(huán)境不產(chǎn)生或很少產(chǎn)生污染，且該技術(shù)可以處理同時(shí)含有鎘、砷、銻、銅、鋅、汞、銀、鎳、等多種重金屬離子的廢水，因此電化學(xué)技術(shù)可以被稱(chēng)為是一種環(huán)境友好、高效的水處理技術(shù)。

　　1.2 納米晶磁技術(shù)介紹

　　沉淀技術(shù)是應用泛的水處理技術(shù)，適用于各種場(chǎng)合的固液分離處理。從20世紀初到現在，沉淀技術(shù)的發(fā)展依次經(jīng)歷了靜態(tài)沉淀、污泥接觸型沉淀、污泥循環(huán)型沉淀和加載沉淀。

　我國目前在小區污水處理上并沒(méi)有出臺統一的規定，一般將日處理能力小于5000m3的污水處理廠(chǎng)定義為中小型污水處理廠(chǎng)，其中污水的特點(diǎn)是水量變化大、污染濃度低、污水的生化性好和處理難度低。我國當前在污水處理中，主要采用的是化糞池處理、生物二級處理等。由于小區污水量比較少，又屬于生活區域，對污水管理水平要求比較特殊，需要采用少污泥處理工藝，防止由于處理不當造成二次污染問(wèn)題。

　　1、小區污水設計原則

　　我國地域廣泛，各地區對小區污水處理需求往往有比較大的差別。在污水處理設施的建設過(guò)程中，應該滿(mǎn)足小區總體規劃的要求，不能對小區的外觀(guān)造成影響。在污水處理工藝的選擇上，應該盡量選擇簡(jiǎn)單、實(shí)用的污水處理工藝。在高程的布置上，應該充分對地下空間進(jìn)行利用，將對小區環(huán)境的影響降到。在設備的選擇上，應該盡量選擇模塊化的設備，對這些設備的使用也應該盡量方便操作，降低設備操作的專(zhuān)業(yè)化程度。污水處理設施還應保持有足夠的水力負荷和有機物負荷適應能力，以便有效抵御沖擊負荷。

　　2、CASS工藝處理小區污水

　　CASS工藝是在SBR工藝的基礎之上發(fā)展起來(lái)的，在其池內的進(jìn)水端增加一個(gè)生物選擇器，有效實(shí)現水池的連續進(jìn)水和間歇排水。通過(guò)設置生物選擇器，可以有效地對絮凝性細菌進(jìn)行選擇，其體積占污水處理池的百分之十左右。生物選擇器的工藝流程遵循的是污泥累積——再生理論，讓活性污泥運行在高效的吸附階段，然后在較低負荷下完成基質(zhì)的降解，由此便完成對污泥的再生。

　　根據相關(guān)研究顯示，污泥出現膨脹的主要原因是絲狀細菌的過(guò)量繁殖。由于絲狀細菌的比面積較大，更有利于攝取濃度更低的污染物。但由于絲狀細菌的生長(cháng)速度較慢，膠團菌的比繁殖率較大，可以利用基質(zhì)作為動(dòng)力選擇性地培養膠團細菌，讓其成為曝氣池中的優(yōu)勢菌。因此，在CASS池中應該合理對生物選擇器進(jìn)行設計，有效對絲狀細菌的生長(cháng)進(jìn)行抑制，避免出現污泥膨脹的現象，進(jìn)一步提高系統運行穩定性。

　　同傳統的污泥處理工藝相比，CASS工藝處理具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

　　1)降低建設費用。在該系統的建設過(guò)程中，有效節省了沉淀池、二次沉淀池、污泥回流設備，可以節省建設成本30%左右，該工藝使用的設施也比較少，主要包括集水池、沉淀池、CASS曝氣池和污泥池等，可以節省占地面積35%左右。

　　2)有效節省運轉費用。由于曝氣是定期非連續進(jìn)行的，池中溶解氧的濃度也在不斷發(fā)生變化，在開(kāi)始進(jìn)行曝氣時(shí)，由于氧濃度梯度較大，其傳遞效率較高，節能效果比較突出，可以有效節省運轉費用20%左右。

　　3)對有機物的去除率較高，進(jìn)一步提升水質(zhì)。

　　4)對設備的管理方便，設備運行可靠，降低發(fā)生污泥膨脹的概率。由于該工藝應用過(guò)程中，不需要過(guò)多的設備和設施，整個(gè)控制系統也比較簡(jiǎn)單，可以有效提高裝置運行的可靠性。

　　對曝氣方式的選擇：大部分生活小區，居民對環(huán)境要求往往較高，應該充分考慮裝置運行過(guò)程中的噪音和異味氣體等因素。為了有效降低噪音，可以利用曝氣機來(lái)代替鼓風(fēng)機。此外，由于CASS工藝比較特殊，對水下曝氣機的使用可以有效省去對管路、閥門(mén)的安裝，裝置使用也比較靈活，可以根據污水處理的需要，選擇曝氣機工作的臺數，保證其工作效果。

　　潷水方式的選擇：潷水器是CASS工藝的重要組成部分，其工作是否穩定、可靠直接關(guān)系著(zhù)CASS工藝的正常運行。當下對潷水器的研究還在持續進(jìn)行，根據其工作原理，可以分為浮球式、旋轉式、虹吸式。在潷水器的選擇過(guò)程中，應該處理好出水管、升降控制裝置、水流之間的動(dòng)態(tài)平衡，根據不同的排水需要來(lái)調整浮動(dòng)水堰的深度，避免排水對底層污泥造成干擾，有效提高出水的穩定性。

　　小區可選用旋轉式潷水器，其由潷水裝置、驅動(dòng)電機、撇渣浮筒及回轉支承等組成。其中的潷水裝置又被稱(chēng)為自動(dòng)浮動(dòng)式水堰，可以有效防止浮渣進(jìn)入到出水管之中，下部的出水管可以有效起到支撐的作用，其部分浸沒(méi)在水中，可以通過(guò)推桿來(lái)排出反應池中的上清液，工作比較平穩、排水比較均勻、價(jià)格也比較適中。

　　3、CASS工藝的出水回用

　　我國是一個(gè)水資源相對比較緊缺的國家，人均水資源總量只占到世界平均水平的四分之一。我國城市缺水的現象更嚴重，北京就是一個(gè)水資源非常緊缺的城市，人均占有量只是全國平均水平的六分之一。由于水資源短缺情況比較嚴重，城市水價(jià)不斷上漲。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，可以將小區污水進(jìn)行處理后，用于小區綠化、廁所清洗、洗車(chē)和清潔等方面，可以取得較好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

　　當前我國很多小區已經(jīng)開(kāi)始采用CASS工藝，其水質(zhì)比較穩定，和傳統的生物處理技術(shù)相比，其水質(zhì)更加符合我國相關(guān)的水質(zhì)標準，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的過(guò)濾和消毒處理后，可以直接作為中水來(lái)應用。

　　膜分離技術(shù)是一種新興的物質(zhì)分離技術(shù)，其利用壓力來(lái)作為動(dòng)力，壓力值比較穩定，不會(huì )隨著(zhù)外界溫度的變化而發(fā)生變化，且具有節能、連續操作、容易實(shí)現自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。為了有效在CASS工藝中進(jìn)行應用，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)出了一種新型的過(guò)濾膜，其通量較大、使用壽命較長(cháng)、耐污能力較強，在工程應用中有著(zhù)非常好的應用前景。在小區的污水中，往往會(huì )包含較多的致病細菌，需要進(jìn)行消毒才能進(jìn)行安全使用，一般是在膜過(guò)濾前采用消毒工藝。如果污水處理量較大，對其污泥處理一般采用的是濃縮后脫水的方法，如果產(chǎn)生的污泥量較少，則可以采用糞車(chē)進(jìn)行填埋。

　　整個(gè)小區CASS污水處理工藝應該滿(mǎn)足以下的要求：

　　1)可靠性。任何設備只有在確定可靠運行的情況下，才能被投入到實(shí)際的工程中去，可靠性是一個(gè)的指標。

　　2)安全性。整個(gè)系統在工作的過(guò)程中，不得存在安全隱患，還應該及時(shí)對各種故障進(jìn)行檢測并處理，避免因為故障發(fā)生所造成的安全事故。

　　3)實(shí)時(shí)性。任何系統只有在滿(mǎn)足實(shí)時(shí)性的指標下，才能被應用到工程當中去，整個(gè)系統應該根據小區實(shí)際處理污水各項參數的變化，對整個(gè)處理工藝進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調整，保證污水處理的效果。同時(shí)，采用自動(dòng)控制系統，通過(guò)PLC對底層硬件設備進(jìn)行監控和控制，根據各種檢測設備發(fā)送來(lái)的信號，來(lái)掌握設備目前的實(shí)際工作環(huán)境，和設備具體的工作狀態(tài)。如果設備目前的工作狀態(tài)無(wú)法滿(mǎn)足對污水的實(shí)際處理需求，就會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)內部的自動(dòng)控制算法，對各種工藝參數進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調整，直到將工藝參數調整到一個(gè)比較合適的范圍，能夠滿(mǎn)足污水處理的實(shí)際需要。此外還應具有設備故障檢測功能，當其檢測到設備出現故障后，其就會(huì )自動(dòng)將故障信息通過(guò)數據傳輸網(wǎng)絡(luò )，傳輸到整個(gè)污水處理系統的上位機中，讓小區污水處理系統的管理人員及時(shí)對故障進(jìn)行處理。為了讓系統的管理人員了解整個(gè)污水處理系統的實(shí)際工作情況，系統還會(huì )及時(shí)將系統運行產(chǎn)生的各種工藝參數上傳到上位機中，讓工作人員有效掌握系統目前工作的實(shí)際情況，及時(shí)對工藝進(jìn)行調整。

　　納米晶磁技術(shù)屬于加載沉淀，是在常規混凝沉淀工藝中投加了納米晶磁磁種，作為沉淀物結晶晶核。納米晶磁磁種的投加有利于混凝絮體生成與長(cháng)大，同時(shí)納米晶磁磁種可與混凝絮體有效地結合，使混凝絮體密度遠超過(guò)常規混凝工藝形成的絮體，可大幅提高絮體的沉降速度，從而減少沉降時(shí)間和水處理設備的占地面積。污水處理設備選天環(huán)共鑄輝煌納米晶磁技術(shù)同步設置了納米晶磁磁種回

石灰中和反應、沉淀工段產(chǎn)水送至原有處理系統的電化學(xué)設備中處理，廢水中的As3+和Tl+在電化學(xué)設備的陽(yáng)極分別被氧化成容易形成化學(xué)沉淀的As5+和Tl3+，As5+和Tl3+與電化學(xué)設備中產(chǎn)生的Fe3+和OH-反應，生成FeAsO4和Tl(OH)3，并與Fe(OH)3膠體形成共沉物，隨后采用潛污泵將電化學(xué)曝氣池的出水泵送至納米晶磁中試設備，在納米晶磁中試設備的磁絮凝反應區中加入定量的磁粉(本中試實(shí)驗磁粉加入量約為50kg，后續根據出水效果調整)，然后通過(guò)加藥系統加入絮凝劑(PAM)，經(jīng)磁絮凝反應的出水重力流入高速沉降固液分離區進(jìn)行泥水分離，上清液溢流排放，污泥經(jīng)納米晶磁磁種回收系統回收磁種后外排，磁種則進(jìn)入磁絮凝反應區循環(huán)利用。

　　2.4 實(shí)驗方法

　　(1)不同分子量絮凝劑(PAM)對處理效果的影響研究采用燒杯實(shí)驗，定性比對在不投加混凝劑的情況下，不同分子量絮凝劑(PAM)對電化學(xué)與納米晶磁組合技術(shù)應用于重金屬廢水處理的處理效果的影響。實(shí)驗步驟：將分子量800萬(wàn)和1600萬(wàn)的絮凝劑(PAM)配制成1‰濃度待用，取實(shí)驗樣品500mL原水于燒杯中，向燒杯中投加0.5g磁粉，攪拌0.5~1min，向燒杯中滴加絮凝劑(PAM)，投加量3ppm，攪拌0.5min后，逐漸降低攪拌機轉速、靜置，觀(guān)察實(shí)驗效果。

　　(2)不同表面水力負荷對處理效果的影響研究

　　選取三種不同的固液分離區表面水力負荷參數進(jìn)行中試實(shí)驗，確定電化學(xué)與納米晶磁組合技術(shù)中的最佳固液分離區(沉淀區)表面水力負荷參數。穩定電化學(xué)設備的產(chǎn)水量為1000m3/d，開(kāi)啟潛污泵從曝氣池取水，通過(guò)調節回流閥控制納米晶磁中試設備的進(jìn)水量和表面水力負荷，開(kāi)啟加藥系統中的絮凝劑加藥計量泵向磁絮凝反應區投加絮凝劑(PAM，分子量1600萬(wàn))，投加量3ppm，穩定0.5h后取出水樣進(jìn)行檢測。同時(shí)檢測河南某鉛鋅冶煉企業(yè)產(chǎn)生的含砷、重金屬廢水處理系統出水作對比。

收系統，將絮體污泥中的納米晶磁磁種和化學(xué)沉淀物進(jìn)行分離，納米晶磁磁種可以循環(huán)使用，降低運行費用。納米晶磁技術(shù)主要包括磁絮凝反應過(guò)程、高速沉降固液分離過(guò)程和納米晶磁磁種回收過(guò)程。

　　2、電化學(xué)與納米晶磁組合技術(shù)處理重金屬廢水的研究

　　2.1 實(shí)驗目的

　　采用中試實(shí)驗研究電化學(xué)與納米晶磁組合技術(shù)在重金屬廢水處理上的應用效果，并研究不同分子量絮凝劑(PAM)、不同表面水力負荷對納米晶磁技術(shù)處理效果的影響，確定電化學(xué)與納米晶磁組合技術(shù)應用于重金屬廢水處理的最佳設計參數。