無(wú)錫表面處理廢水處理設備品質(zhì)為本/天環(huán)

無(wú)錫表面處理廢水處理設備品質(zhì)為本/天環(huán)

煙氣洗滌是危險廢物焚燒系統煙氣凈化的重要工藝環(huán)節，亦是確保煙氣達標排放的環(huán)節，由于危險廢物的種類(lèi)繁多、成分復雜，煙氣洗滌產(chǎn)生的高鹽廢水具有雜鹽含量較高的特點(diǎn)，且含有較高的有機污染物，pH偏堿性。該高鹽廢水不適合采用物化或生物處理技術(shù)，反滲透技術(shù)雖可以解決高鹽廢水的減量，但反滲透產(chǎn)生的高含鹽濃縮液的出路更為棘手。

近年來(lái)，隨著(zhù)環(huán)評對污染物排放總量控制日益嚴格，絕大多數危險廢物綜合處理廠(chǎng)執行廢水處理達標后“零"排放，為此，實(shí)現高鹽廢水的高效減量與達標處理迫在眉睫。本研究結合某危廢處理廠(chǎng)的高鹽廢水處理工程，探索多效蒸發(fā)工藝在高鹽廢水處理工藝設計中相關(guān)重要工藝流程的選取與關(guān)鍵參數的取值，以期為類(lèi)似工程提供參考與借鑒。

多效蒸發(fā)是一個(gè)多級串聯(lián)濃縮過(guò)程，其中各效操作參數與單效蒸發(fā)相同，但各效過(guò)程參數相互制約。一般而言，增加效數可以提高蒸發(fā)處理的經(jīng)濟性，但由于存在溫度差損失，效數不可能無(wú)限制地增加。針對無(wú)機鹽溶液的蒸發(fā)，目前一般選擇二~四效蒸發(fā)。

根據多效蒸發(fā)中物料與二次蒸汽的流向不同，多效蒸發(fā)細分為平流、順流和逆流等多種蒸發(fā)工藝。

危廢焚燒系統產(chǎn)生的高鹽廢水總溶解固體（Total Dissolved Solids，TDS）含量較高，且含有一定的雜質(zhì)、懸浮物（Suspended Solids，SS）和CODCr，黏度較大，適合選用逆流式三效蒸發(fā)工藝。

2、工藝流程與設計參數

多效蒸發(fā)工藝計算遵循物料衡算、熱量衡算及傳熱速率方程。計算內容包括加熱蒸汽（生蒸汽）的消耗量、各效蒸發(fā)量以及各效傳熱面積。多效蒸發(fā)的計算一般采用試算法。

1、膜生物反應器

膜生物反應器處理污水處理能力比較強，被廣泛應用于污水處理中。該項技術(shù)是在原有生物污水處理技術(shù)和膜分離技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)的，可以有效結合膜分離與生物處理技術(shù)的優(yōu)勢，全面提升污水處理效果和轉化率，相比于傳統處理方式，膜生物反應技術(shù)的處理能力比較高。按照生物膜的不同放置方式，可以將膜生物反應器劃分為一體式和分體式。按照需要情況可以劃分為厭氧型和耗氧型。膜生物反應技術(shù)在膜污染放置過(guò)程、污泥產(chǎn)生量等方面具備顯著(zhù)優(yōu)勢。通過(guò)應用膜生物反應技術(shù)，可以減少能源與資源利用率，整個(gè)處理過(guò)程的成本耗費比較低，因此可以實(shí)現大規模生產(chǎn)。膜生物反應技術(shù)不再依賴(lài)污泥沉降性能，可以有效代替二沉池，除菌效果比較顯著(zhù)。膜生物反應技術(shù)在處理廢污水后，出水水質(zhì)比較高，且反應器的占地面積比較小，因此被廣泛應用于廢水回收和污水處理中，應用前景廣闊。

2、膜生物反應的技術(shù)類(lèi)別

2.1 動(dòng)態(tài)內循環(huán)反應技術(shù)

動(dòng)態(tài)內循環(huán)反應技術(shù)（DMBR）利用超濾膜作為動(dòng)態(tài)膜，形成具有動(dòng)態(tài)內部循環(huán)的反應器。超濾膜的孔徑較大，在進(jìn)行污水過(guò)濾時(shí)，僅需要20min的時(shí)間，濾餅層即可過(guò)濾出污水中的TN、TP、COD及其他成分，過(guò)濾水中COD的殘留率低于4%，氨氮和TN的殘留率分別低于2%和48%，而且超濾膜的制造成本較低，經(jīng)濟效益較高。污水處理的生物反應器采用內部循環(huán)的動(dòng)態(tài)模式，與分離膜生物反應器相比，不僅優(yōu)化了其內部結構的流動(dòng)形式，而且可均勻混合液體，清潔效果更好。

2.2 曝氣生物濾池技術(shù)

工業(yè)園區是指在一定的地域空間范圍內，通過(guò)集中配置基礎設施以及政府制定相關(guān)的優(yōu)惠政策，吸引或引導工業(yè)企業(yè)及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)進(jìn)駐本地區。。在這樣一個(gè)工業(yè)共同體中，每個(gè)成員單位通過(guò)集體化管理，共同承擔部分生產(chǎn)、運行成本，同時(shí)也可以獲得更大的經(jīng)濟和社會(huì )效益。然而，隨著(zhù)工業(yè)園區規模的擴大，其內部各行業(yè)的企業(yè)隨之增加，在創(chuàng )造經(jīng)濟價(jià)值的同時(shí)，各企業(yè)排放的廢水也給當地資源和環(huán)境帶來(lái)了巨大壓力。所以工業(yè)園區廢水處理對我國生態(tài)文明建設和綠色發(fā)展戰略的實(shí)施具有重要意義。

2、工業(yè)園區水污染問(wèn)題

2.1 工業(yè)園區廢水的特點(diǎn)

工業(yè)園區的廢水主要來(lái)自園區內各企業(yè)產(chǎn)生的廢水和廢液。據《工業(yè)園區廢水處理管理政策研究報告》統計，截止至2018年9月，我國已有省級及以上工業(yè)園2411家，市縣級工業(yè)園則達到了40000多家。而在省級及以上工業(yè)園中，廢水處理設施建成率為97%，僅工業(yè)廢水和生活廢水兩項的年處理總量就高達971億噸。而近年來(lái)，多地出現工業(yè)園區水污染事件的報道，表現出該方面政策及管理的不完善。隨著(zhù)《水污染防治行動(dòng)計劃》的出臺，工業(yè)園區的廢水處理也面臨著(zhù)更高的處理要求。

由于園區內各企業(yè)客觀(guān)上存在行業(yè)、生產(chǎn)條件、產(chǎn)品類(lèi)型、設備性能和管理水平等的差異，導致各企業(yè)流入廢水處理廠(chǎng)的廢水的水質(zhì)、水量會(huì )有很大差別，因此，與城市廢水處理廠(chǎng)的廢水相比，工業(yè)園區所接納的廢水的水量和水質(zhì)變化巨大，且具有污染物濃度高、種類(lèi)多、毒性高、難生物降解等特點(diǎn)。正因如此，使得工業(yè)園區廢水處理廠(chǎng)的處理系統通常缺乏針對性的設計和缺乏管理經(jīng)驗，常規物理+生化處理也難以使其出水達標排放。

2.2 工業(yè)園區廢水排放要求

在一般情況下，根據企業(yè)所屬行業(yè)類(lèi)別，國家制定了各行業(yè)的具有針對性的排放標準。而由于工業(yè)園區內企業(yè)所屬行業(yè)不定，且工業(yè)園廢水往往統入廢水廠(chǎng)，經(jīng)廢水廠(chǎng)處理后外排，其排放要求往往由工業(yè)園所在地的排放條件來(lái)決定。若園區廢水廠(chǎng)將廢水處理后納入市政管網(wǎng)，則其處理后的廢水各指標需達到《廢水綜合排放標準》(GB8978-1996)的三級標準和《廢水排入城鎮下水道水質(zhì)標準》(CJ343-2010)的要求。若園區廢水廠(chǎng)的進(jìn)水成分復雜，生物難降解且含有有毒有害物質(zhì)，則執行GB8978-1996的一級或二級標準來(lái)控制。

2.3 工業(yè)園區廢水處理概況

目前常見(jiàn)的工業(yè)園區廢水處理廠(chǎng)的主要工藝為“預處理-生化處理"三級處理模式。近年來(lái)，隨著(zhù)園區內各行各業(yè)企業(yè)工藝的迭代升級，在企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中往往會(huì )產(chǎn)生更復雜的難生物降解有機物，隨管網(wǎng)進(jìn)入園區廢水廠(chǎng)，導致廢水中的COD更難以降至達標排放。大量研究及應用表明，在生化處理后接深度處理的三級處理模式能有效降低印染廢水中的COD，是使廢水達標排放的有效方法。深度處理過(guò)程主要包括物理吸附、曝氣生物濾池、高級氧化技術(shù)、膜生物反應器等，主要目的是將生化階段的尾水進(jìn)行進(jìn)一步處理，使其能達標排放或外排。在實(shí)際應用中，主要是通過(guò)組合工藝，綜合各處理單元的優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)一步提高各處理單元的處理能力。在上述深度處理工藝中，以高級氧化技術(shù)及其與其他技術(shù)的組合應用較為廣泛。

3、高級氧化技術(shù)簡(jiǎn)介

高級氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是通過(guò)化學(xué)反應產(chǎn)生羥基自由基(?OH)，并利用?OH的強氧化性對有機污染物進(jìn)行處理的一種處理技術(shù)。廢水中高級氧化處理的機理大致分為以下兩步：(1)?OH的產(chǎn)生：O3、H2O2等氧化劑在一定條件下產(chǎn)生氧化能力的?OH。?OH的氧化電位為2.80eV，氧化性?xún)H次于氟(2.87eV)，具有能有效地降解和去除有機污染物的能力；(2)有機污染物的分解：?OH在極短時(shí)間內將大分子有機物氧化分解成小分子有機物，甚至能夠礦化為CO2、H2O。因此，經(jīng)過(guò)高級氧化過(guò)程后，廢水的可生化性往往在一定程度上有所提高。正因如此，高級氧化技術(shù)具有反應速度快、適用范圍廣、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，且一般具有良好的處理效果。隨著(zhù)近年來(lái)排放標準的提升，該技術(shù)也逐漸應用于各行業(yè)的廢水深度處理過(guò)程中。根據高級氧化技術(shù)中使用的不同的氧化劑或反應形式，該技術(shù)主要分為臭氧氧化、光化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化與芬頓氧化等，而實(shí)際工程中以臭氧氧化和芬頓氧化較為常見(jiàn)。下面對工業(yè)園區廢水處理廠(chǎng)的常見(jiàn)的幾種高級氧化技術(shù)進(jìn)行概括，并對其應用現狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行分析，以期為相關(guān)研究人員和工程技術(shù)人員提供有益參考。

3.1 臭氧氧化工藝

O3作為一種強氧化劑，在任何pH條件均可與水中的污染物成分進(jìn)行反應，其產(chǎn)物為小分子有機物、H2O、CO2，故其不會(huì )造成二次污染。臭氧分子與污染物成分的反應方式主要包含兩種：(1)緩慢且有選擇性的直接氧化作用；(2)O3分子在廢水中經(jīng)過(guò)一系列反應生成?OH，生成的?OH與有機污染物分子反應從而對其進(jìn)行去除。兩種反應方式中，后者具有更強的氧化性，反應速率更快，且具有無(wú)選擇性。

然而，常規臭氧氧化工藝在實(shí)際應用中也有一定的局限性：?OH的生成速率低，在實(shí)際工程中難以達到所需處理量的要求；此外，該工藝的運行維護成本高，對廢水水質(zhì)的要求較高，無(wú)法應對實(shí)際運行過(guò)程中水質(zhì)水量驟變的情況；此外，運行過(guò)程中臭氧對設備的腐蝕也不可忽視。

無(wú)錫表面處理廢水處理設備品質(zhì)為本/天環(huán)

為了提升臭氧催化過(guò)程的處理效率，目前主要有如下三種改進(jìn)方法：

(1)臭氧催化氧化：使用Fe2+、Mn2+、NaOH等催化劑促進(jìn)?OH的生成，通過(guò)?OH將難生物降解的大分子有機物分解為小分子甚至礦化為H2O、CO2而排出體系。

(2)H2O2/O3：H2O2是廢水處理過(guò)程中常用的氧化劑。H2O2可以與O3反應，產(chǎn)生無(wú)選擇性的?OH進(jìn)而與污染物分子反應。O3/H2O2的反應條件溫和、設備簡(jiǎn)單，運行成本低，且可以一定程度上增加水的可生化性。

(3)UV/O3：在UV/O3過(guò)程中，紫外光在水存在下將臭氧轉化為氧分子和原子氧。原子氧進(jìn)一步生成H2O2，在UV作用下，H2O2分解形成羥基自由基。UV/O3對COD的去除效率工藝通常比單獨的臭氧或UV的效率更高，但是其在能源效率上不如H2O2/UV或H2O2/O3，因為與H2O2相比，O3在水中的溶解度低，抑制了反應的進(jìn)行。因此，如果污染物濃度較高，運行成本也可能會(huì )隨之升高。目前，已有部分關(guān)于UV/H2O2/O3組合工藝的研究。

3.2 Fenton氧化工藝

芬頓氧化法的原理是通過(guò)Fe2+與H2O2反應生成的?OH與廢水中的有機污染物反應，從而達到降解有機污染物的目的。

Fenton反應的機理起源于1934年Harber和Weiss提出的自由基氧化機理，即?OH氧化有機污染物生成CO2和H2O，其中包含了一系列的復雜反應。

影響Fenton氧化反應的因素主要包含停留時(shí)間、反應溫度、藥劑的投加量以及廢水的pH。芬頓反應能有效去除多種有機污染物，且對反應條件要求不高。

曝氣生物濾池處理技術(shù)利用的是曝氣生物濾池輔助污水處理反應，污水處理，也是膜生物反應技術(shù)中比較普及的一種技術(shù)方法。其在實(shí)際應用中能夠將生物濾池、配合分離反應器進(jìn)行集合開(kāi)展污水處理工作，并在污水的排放源頭開(kāi)始對其內部的污染物進(jìn)行處理上減少污染物總體數量。該技術(shù)在處理洗滌劑和膠體等雜質(zhì)上效果優(yōu)良，實(shí)際工作中也會(huì )產(chǎn)生較大的負荷，基于此可以大大降低膜污染的發(fā)生，并且也確保污水處理的效果。

2.3 氣浮-膜生物反應組合技術(shù)

在污水處理過(guò)程中，人們可以以MBR工藝為基礎，探尋多種工藝組合。例如，氣浮工藝組合膜生物反應器技術(shù)，可以去除較難分解的清潔劑或膠體物質(zhì)，降低膜污染負載，以免影響下一次生物處理。膜生物反應器技術(shù)不僅可以獨立工作，也可以與其他工藝組合應用，以滿(mǎn)足各種污水處理要求。

2.4 組合技術(shù)的應用

污水類(lèi)型豐富，含有的大量有害物質(zhì)、雜質(zhì)等是無(wú)法僅靠一種技術(shù)就能夠進(jìn)行處理的，尤其是當前各種新的生產(chǎn)技術(shù)涌現，越來(lái)越多的化學(xué)技術(shù)應用到生產(chǎn)環(huán)節當中，污水中含有的雜質(zhì)等類(lèi)型也豐富多樣，因此必須要組合技術(shù)實(shí)現凈化水質(zhì)的目的，以便進(jìn)一步減少生物膜在污水過(guò)程中產(chǎn)生的污染，提高污水處理效果。

3、膜生物反應技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的運用

3.1 在工業(yè)污水處理中的應用

環(huán)境工程中的各種工業(yè)廢水成分復雜，處理操作相對困難。根據各種工業(yè)廢水主要成分的差異和特點(diǎn)，可以考慮選擇最合適的膜生物反應器來(lái)解決工業(yè)廢水處理的問(wèn)題，盡量避免使用大量統一的膜生物反應器，這將導致工業(yè)廢水處理質(zhì)量和效率大幅下降。例如，在處理膜生物化學(xué)制造業(yè)的工業(yè)廢水時(shí)，由于廢水中含有大量重金屬，因此，如何有效去除這些重金屬、控制這些重金屬和離子的濃度已成為膜生物化學(xué)反應處理技術(shù)研究和應用的重要方向。為了使工業(yè)廢水處理的廢氣達到污染物排放標準，必須保證有毒有害重金屬離子的脫氣性能。在金屬離子的pH值存在相似性的條件下，金屬離子的形態(tài)也是相似的。調整工業(yè)廢水的pH值，有利于達到去除這些金屬離子的目的。在整個(gè)食品工業(yè)廢水處理過(guò)程中，針對其中有機物含量較高的特點(diǎn)，應注重提高膜生化反應處理技術(shù)的質(zhì)量和容積負荷，從而有效控制食品工業(yè)廢水的處理成本。同時(shí)，還要注意解決高鹽、低糖等污染環(huán)境中微生物在廢水中存活率高的問(wèn)題，有效降低污染物處理成本。

3.2 在醫院污水處理中的應用

醫院產(chǎn)生的污水具有較大的毒性，因此還需要對其進(jìn)行消毒處理，以便降低水的毒性，具體可采用主體工藝對醫院廢水進(jìn)行處理，處理方式為水利停留時(shí)間約為5小時(shí)，將出水氨氮控制在4ml/L，出水COD將其控制在50ml/L，利用該種方式對醫院廢水進(jìn)行處理不僅操作簡(jiǎn)單，而且出水水質(zhì)良好。

3.3 生活污水處理

家庭污水的處理要求較高，現階段，家庭污水一般通過(guò)膜生物反應器的無(wú)害化處理來(lái)降低毒性，再用于城市道路清掃、綠化、洗車(chē)等。但是，膜生物反應器配套設施費用較高，導致此項技術(shù)的推廣存在一定難度。