邳州mbr污水處理設備--一看就懂不費心

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2、污水處理工藝的研究及應用

2.1 含油污水處理技術(shù)研究

現狀當前，污水處理技術(shù)主要分為物理處理技術(shù)（重力法、氣浮法）、化學(xué)處理技術(shù)（絮凝法、電化學(xué)法、O3/UV高級氧化法）、生物處理技術(shù)（生物法）。受條件限制，每種技術(shù)都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。綜合污水水質(zhì)和作業(yè)環(huán)境差異等因素影響，在實(shí)際設計污水處理工藝過(guò)程中，一般需采用多種技術(shù)組合使用。

2.2 實(shí)驗原理的選擇

根據原水水質(zhì)化驗數據，本研究應用在處理過(guò)程中主要考慮去除的污染物指標包括COD、BOD、SS、石油類(lèi)、總余氯及揮發(fā)酚。其中，重難點(diǎn)指標為COD、石油類(lèi)、總余氯及揮發(fā)酚。

2.2.1 COD的去除

本試驗污水為船舶洗艙水、海洋油脫水等混合經(jīng)初步靜置隔油處理后的工業(yè)廢水，污水COD成分復雜，生化性差。不適合采用生物處理法，將主要選擇混凝沉淀、氧化還原等物理化學(xué)處理法?；炷恋矸ㄊ窃趶U水中投入混凝劑，在廢水里形成膠團，與廢水中的膠體物質(zhì)發(fā)生電中和，形成絨粒沉降。高級氧化法是以產(chǎn)生具有強氧化能力的羥基自由基（·OH）為特點(diǎn)，使大分子難降解有機物被氧化成低毒或無(wú)毒的小分子物質(zhì)。

2.2.2  石油類(lèi)的去除

石油類(lèi)污染物一般包括浮油、分散油、乳化油和溶解油。粒徑大于100μm的可浮油，可以依靠油水相對密度差從水中重力沉降出來(lái)或采用隔油法去除。粒徑在100~1000nm的微小油珠易被表面活性劑和疏水固體包圍而形成乳化油，穩定地懸浮于水中，這種狀態(tài)的油不能用靜置法從廢水中分離出來(lái)，需采用絮凝法或氣浮法去除。

2.2.3 總余氯的去除

余氯是指水經(jīng)過(guò)加氯消毒，接觸一定時(shí)間后，水中所余留的有效氯?？傆嗦劝ㄓ坞x性余氯和化合性余氯。

去除水中余氯的方法目前有兩種：一是向水中添加某些化學(xué)藥品，如還原劑NaHSO3；二是讓水通過(guò)粒狀果殼活性炭過(guò)濾器。兩種方法目前都有應用。

2.2.4 揮發(fā)酚的去除

酚類(lèi)化合物毒性很強，難以降解，是重要的有機污染物之一。傳統的含酚廢水處理方法主要有物理化學(xué)方法、生化方法和高級氧化方法。其中，高氧化法越來(lái)越受到人們的重視，具有簡(jiǎn)單、降解、無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 處理工藝的選擇

基于以上分析，在本工程工藝單元的選擇上需綜合考慮幾項重難點(diǎn)指標及其他指標，選擇技術(shù)成熟可靠、處理效率高、運行成本低的工藝路線(xiàn)。

由于原水中存在較高濃度的揮發(fā)酚及余氯，對微生物具有一定的毒害作用，且考慮到原水可生化性較低（B/C=0.2），北方冬季水溫較低，不適合采用生化處理工藝。本工程出水要求較高，執行GB/T31962—2015《污水排入城鎮下水道水質(zhì)標準》中的C級標準，對COD、石油類(lèi)、揮發(fā)酚及總余氯等指標均有嚴格要求。從達標的穩定性及運行成本等方面綜合考慮，決定采用物化與高級氧化工藝結合的方法。因此，本方案采取的處理工藝流程為混凝+高效氣浮+芬頓氧化+斜管沉淀

紡織染料種類(lèi)繁多，加之一些新型助劑等難生物降解有機物大量使用，導致印染廢水色度重，有機物組成復雜，可生化性差，且具有毒性，對水環(huán)境和人類(lèi)健康造成極大的威脅。水解酸化工藝不僅能夠提高印染廢水可生化性，同時(shí)對色度具有一定去除能力，且運行成本低廉，因此被廣泛應用于印染廢水的預處理之中。然而，現有水解酸化工藝效率普遍較低，直接導致后續好氧生化段去除效果不佳，既影響企業(yè)的穩定達標排放，又影響中水回用效果。為確保出水水質(zhì)，企業(yè)往往增加后續處理藥劑投加量，從而導致污泥量增大，運行成本增加。因此亟需提升水解酸化反應效率，以確保印染廢水處理設施高效運行，出水水質(zhì)穩定達標。

水解酸化工藝良好運行的重要條件之一是均勻布水，保障厭氧污泥與廢水之間的充分接觸，因此改善布水均勻性是提升水解酸化效率的有效途徑，現有水解酸化工藝一般采用單點(diǎn)或者穿孔管布水，難以達到布水均勻的效果，加之水解酸化池內流場(chǎng)復雜，可能會(huì )造成水力短流，形成水力死區。計算流體力學(xué)（CFD）技術(shù)近年來(lái)被越來(lái)越多地應用在污水處理領(lǐng)域，用來(lái)指導污水處理構筑物及相關(guān)設施改進(jìn)設計、優(yōu)化運行方式等。LARSEN利用混合長(cháng)度理論來(lái)計算平流式沉淀池中水流的紊動(dòng)黏性系數，在此基礎上提出了沉淀池計算數學(xué)模型，對沉淀池運行過(guò)程進(jìn)行分析。隨后一些學(xué)者利用CFD技術(shù)對沉淀池、水解酸化池、氧化溝、消毒池等相關(guān)污水處理構筑物進(jìn)行數值模擬，通過(guò)考察流場(chǎng)、污泥分布，或通過(guò)改變構筑物結構、運行條件，提出相應的設計及運行的優(yōu)化方案。上述研究雖然對相關(guān)污水處理構筑物的診斷評價(jià)、指導設計、優(yōu)化運行、提高污水處理效果等環(huán)節具有較好的指導意義，但大多缺乏對模擬結果的實(shí)測驗證。

本研究將CFD模擬和現場(chǎng)試驗相結合，首先通過(guò)CFD模擬對水解酸化工藝的布水方式進(jìn)行了優(yōu)化設計，對多種布水工況下水解酸化反應器內固液流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了數值模擬和比較，確定了最佳布水點(diǎn)數；隨后，基于CFD模擬結果設計制作了多點(diǎn)布水水解酸化反應裝置，以實(shí)際印染廢水為處理對象，進(jìn)行現場(chǎng)中試，以實(shí)測數據評估了水解酸化效率提高程度，對模擬結果進(jìn)行了驗證。上述研究對目前水解酸化工藝的均勻布水工程改造具有參考意義，也為最大限度發(fā)揮水解酸化工藝對印染廢水處理效率提供了可能。

有機砷和無(wú)機砷在環(huán)境中廣泛存在，對生態(tài)環(huán)境均有毒害作用。作為一種常見(jiàn)有機砷飼料添加劑，洛克沙胂(3-硝基-4-羥基苯胂酸，ROX)本身無(wú)毒，但其在動(dòng)物體內難以代謝，幾乎以原物形式排出體外，而在外界環(huán)境中會(huì )降解為毒性的無(wú)機砷[As(V)/As(Ⅲ)]，并隨雨水徑流遷移至土壤/地下水中，造成了As(V)/As(Ⅲ)和ROX的復合污染，對生態(tài)安全造成極大的威脅。目前，科學(xué)家們已經(jīng)對無(wú)機砷污染廢水的治理技術(shù)與機理進(jìn)行了廣泛和深入的研究，但是對無(wú)機砷和有機砷復合污染廢水的去除方法研究尚鮮有報道。因此，探索砷類(lèi)復合污染廢水的治理技術(shù)與機理十分重要。

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高鐵酸鉀是一種常見(jiàn)的綠色污水處理劑，具有良好的氧化作用、絮凝作用和殺菌作用，且價(jià)格便宜、無(wú)二次污染。因此，將高鐵酸鉀作為環(huán)保材料，用于工業(yè)有機污染重金屬污染廢水治理方面一直是科研工作者的重要研究方向，尤其是其對含砷污染廢水處理方面取得了較好的效果。然而，目前有關(guān)利用高鐵酸鉀同時(shí)去除多種有機砷與無(wú)機砷復合污染的研究還未見(jiàn)報道。

本研究以有機砷(ROX)及其降解產(chǎn)物無(wú)機砷[As(Ⅲ)/As(V)]為一體的復合污染廢水為研究對象，運用高鐵酸鉀作為多功能氧化處理劑處理ROX和As(Ⅲ)/As(V)復合污染廢水，考察反應時(shí)間、pH、溫度、高鐵酸鉀投加量以及不同堿性物質(zhì)對復合污染廢水治理效果的影響，并初步探討了氧化機理。以期為有機物與重金屬復合污染廢水的治理技術(shù)與機理的探索提供先導性作用。

1、材料與方法

1.1 儀器與試劑

主要儀器：Primaide型高效液相色譜儀；AFS-2202E型雙道原子熒光光度計。

主要試劑：高鐵酸鉀、洛克沙胂、均為分析純。

1.2 實(shí)驗方法

配制100mg/LROX+10mg/LAs(Ⅲ)+10mg/LAs(V)的砷復合污染混合溶液，其中2種無(wú)機砷濃度為單一元素濃度。取250mL復合污染物質(zhì)加入到500mL錐形瓶中，調節pH至4左右，加入一定量的高鐵酸鉀，迅速震搖，充分混合后，再次調節pH至4左右，放入搖床，在室溫下勻速震蕩。

原水儲存罐來(lái)水通過(guò)廠(chǎng)區提升泵提升至原水儲存罐，主體反應器缺氧池、好氧池、清水池為碳鋼箱體，各反應器之間用PVC管連接，進(jìn)水泵用蠕動(dòng)泵，根據蠕動(dòng)泵上顯示的轉數顯示進(jìn)水流量。實(shí)驗用平板膜每塊0.25m2，孔徑0.25μm。各反應器停留時(shí)間缺氧池2h、好氧池6.5h。

1.3 實(shí)驗方法

實(shí)驗各階段進(jìn)出水COD、氨氮、總氮、總磷濃度按照國標法進(jìn)行測試。

2、實(shí)驗結果與分析

2.1 膜出水通量實(shí)驗

在不同出水通量下觀(guān)察跨膜壓差。陶瓷平板膜運行時(shí)要求跨膜壓差在-30kpa以?xún)?，當通量超過(guò)-30KPa時(shí)需進(jìn)行化學(xué)清洗。在膜通量在20～26L/m2·h時(shí)，隨著(zhù)膜通量的增大，跨膜壓差基本沒(méi)有變化，當進(jìn)一步增大膜通量，跨膜壓差逐漸增大。在膜通量在32L/m2·h，跨膜壓差達到-30kpa，并且化學(xué)清洗后跨膜壓差沒(méi)有下降。綜上所述，建議陶瓷平板膜設計通量取到25L/m2·h以?xún)取?/span>

2.2 好氧池污泥負荷實(shí)驗

在膜通量為25L/m2·h，好氧池停留時(shí)間6.5h，來(lái)水水溫15℃，污泥濃度8000mg/L時(shí)考察出水水質(zhì)情況。通過(guò)下表可以看出，在來(lái)水COD204.5～269.16mg/L，進(jìn)水氨氮為21.95～36.24/L時(shí)，出水COD為14.45～25.89mg/L，氨氮為0.31～0.37mg/L，出水水質(zhì)穩定達標在《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》一級A范圍內，經(jīng)核算污泥負荷為0.076kgBOD/(kgMLVSS·d)。

2.3 反硝化速率實(shí)驗

在膜通量為25L/m2·h，缺氧池停留時(shí)間2h，來(lái)水水溫15℃，污泥濃度8000mg/L時(shí)考察總氮出水水質(zhì)情況。通過(guò)下表可以看出，在來(lái)水總氮41.4～52.99mg/L，出水總氮在16.92-11.60mg/L之間，基本穩定在15mg/L以?xún)?/span>