⑴ 淺析造紙廢水處理的技術方法和造紙機械的概況
下面是中達咨詢給大家帶來關於造紙廢水處理的技術方法和造紙機械的相關內容,以供參考。
一、造紙廢水的性質
造紙工業廢水分類主要包括蒸煮廢液(又稱黑液或紅液)、洗漿廢水(又稱中段水)、漂白廢水和抄紙廢水(又稱白水)等幾大類。其中蒸煮黑液的環境污染最為嚴重,占整個造紙工業污染的90%。
二、污水處理技術
造紙污水的處理技術主要有幾種:清潔生產技術,資源回收技術,末端處理技術。下面分別介紹。
1.清潔生產技術
生產包括:生物制漿技術(如white-rotfungi法)、溶劑制漿技術(如美國APR工藝、德國MD法)、纖維回收技術(斜篩、水力篩網等)、黑液提取技術(擠壓式、擴散式等)、逆流洗漿技術、白水回用技術、漿料溢冒收集系統等。這種技術是造紙廢水處理的根本,但是目前缺少成熟且技術經濟可行的清潔生產技術。
2.資源回收技術
比較典型的是鹼回收技術和酸析木素技術及其各種變種和改進,通過資源回收可製造產品,包括穩定劑、減水劑、粘合劑、分散劑、飼料添加劑等等。資源回收主要是針對造紙黑液,另外,回收過程中一般均有加熱蒸發單元,目前基本還沒有較為成熟的技術,防止因麥草漿黑液中的高硅含量和蒸發中硅積累而造成的粘度增加問題。
3.末端處理技術
主要包鍵迅括物化法(如絮凝、氧化、電滲析、膜分離法等)、生化法(以UASB,AF等厭氧消化技術為主)以及生態工程法(穩定塘、土地處理)等三大類。
三、處理造紙廢水的幾種方法
1.生物處理方法
廢水的生物處理技術就是利用微生物的新陳代謝功能,使廢水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物被降解並轉化為無害穩定的物質,從而使廢水得以凈化。生物處理法是去除BOD、COD不可缺少的二級生物處理過程,瞎凳它兼有去除ss、脫色、除臭等作用。根據參與作用的微生物種類和供氧情況,分為好氧生物處理、厭氧生物處理及好氧厭氧組合處理三大類。厭氧生物處理是利用兼性厭氧菌和專性厭氧菌在無氧的條件下降解有機污染物的處理技術。在厭氧生物處理過程中,復雜的有機化合物被降解和轉化為簡單、穩定的化合物,同時釋放能量,其中大部分能量以甲烷的形式出現。好氧生物處理法即在有氧條件下,藉助於好氧微生物主要是好氧菌1的作用來降解污染物的方法。
生物處理方法歷史較久,運行費用低廉,與其他方法組合可以大大提高造紙廢水的處理效率磨亮旅。
2.物理化學處理法
物理化學方法也是處理污水的重要方法,物理法主要包括沉澱、氣浮、反滲透等;化學方法主要包括混凝法、中和法、化學沉澱法、氧化還原法等。下面簡單介紹幾種。
2.1絮凝
高分子物質可被膠體微粒所強烈吸附,因其線形長度大,當它的一端吸附某一膠粒後,另一端有吸附另一粒子,在相距較遠的兩粒子之間進行吸附搭橋,使顆粒逐漸變大,形成肉眼可見的粗大絮凝體,這種高分子物質吸附搭橋作用而使顆粒相互粘結的過程,稱為絮凝。
2.2過濾
通過大量的動、靜態實驗表明經過對制漿造紙廢水進行氧化、絮凝、砂濾、炭濾處理,廢水CODm去除率達97%左右,處理後廢水完全可以回用或排放,具有很大的經濟效益。
2.3氣浮
氣浮法就是在水中通入空氣,產生細小氣泡,廢水中事先加入混凝劑,使水中細小懸浮物形成的礬花粘附在空氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面上,形成浮渣,從而回收水中的懸浮物質,同時改善了水質。在一定條件下,氣泡在水中的分散度是影響氣浮效率的重要因素。造紙廢水處理中常用加壓溶氣氣浮,加壓溶氣氣浮是在一定壓力情況下將空氣溶於水中,並達到指定壓力狀態下的飽和值,然後將過飽和液突然減到常壓,這時溶解在水中的過飽和空氣形成許多細微氣泡釋放出來,氣泡與污水中懸浮顆粒粘附,使顆粒物隨氣泡上浮。
2.4沸石凈水劑
在造紙廢水處理中應用最廣的是沸石凈水劑。在對造紙廢水的凈化過程中,首先,沸石孔穴、三維通道內的Al、Fe被釋放和交換,沸石內部形成大量的吸附空間,對廢水中的無機小分子、離子、色素等進行吸附,同時被釋放的AP、Fe3+水解,產生的H+與OH一作用,中和OH一使鹼度下降,又使廢水中的顆粒物親水性下降,促使顆粒之間相互吸附。
3.土地處理、膜等其他方法
造紙廢水的土地處理是在人工的調控下利用土壤一微生物一植物組成的生態系統使污水中的污染物凈化的處理方法。在污染物得以凈化的同時,水中的營養物質和水分也得以循環利用。因此,土地處理是使污水資源化、無害化和穩定化的處理利用系統。
四、造紙機械的研究概況
國內造紙機械行業取得了很大的進步,尤其是最近15年,有一些其它行業如航空、造船等參與造紙機械的生產,產品的技術水平、新產品開發、單機規模也有了很大的提高。出現了不少民營股份制企業,其中一些企業對提高產品技術水平、開發新產品具有很高的熱情。但這個行業的基本局沒有大的變化,主要表現為產品趨同,缺乏特色;過度競爭,利潤微薄;產品性能不穩定,技術水平偏低。
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⑵ 造紙污水處理技術
造紙工業在國民經濟中佔有一定的地位,紙和紙板的消費水平,是衡量現代化水平與文明程度的重要標志之一。同時眾所周知,造紙工業是水污染大戶。據不完全統 計,1995年全國縣及縣以上造紙企業排放廢水量約為24億噸,佔全國工業廢水排放量的11%,居第三位;COD排放量為300餘萬噸,佔全國COD排放 量的42%,居第一位。由此可見,為了控制污染,保護環境,迫切需要解決造紙工業同環境保護協調發展的問題。
造紙工業既是水污染大戶又是用水大戶。例如,以商品漿和廢紙為原料的造紙生產,根據規模、設備狀況、生產管理等因素,噸紙水耗為數十噸~上百噸之間,一座年產10萬噸的造紙廠,每日耗水量約25,000m3~35,000m3。為了節省我國有限的水資源,尋求經處理後造紙廢水的回用可行性,亦是一個擺在我們面前具有顯明的現實意義和長遠意義的新課題。
2 造紙(廢紙類)廢水來源與性狀
2.1污染成份
廢紙類造紙廢水是以廢紙、商品漿(大多為進口漂白木漿)為主要原料,生產多種規格的白紙板、白卡紙、箱板紙、瓦楞紙等產品。排放的廢水主要來自廢紙的碎 漿、篩選、浮選及抄紙過程中產生的廢水,如根據生產需要有脫墨工序的話,則還有脫墨廢水等等。廢水中的主要成份是細小懸浮性纖維、造紙填料、廢紙雜質和少量果膠、蠟、糖類,以及造紙生產過程中添加的各類有機及無機化合物。廢水的特點是,SS、COD均較高。在COD的組成中,非溶解性COD較高,約佔60%以上,溶解性COD較低。而溶解性COD又是較難生物降解。
2.2水量和水質
目前,國內造紙(廢紙類)企業因原料、設備、 工藝操作等不同,排水量差異較大。通常噸紙產品的排水量在100~200m3,低者小於50m3,高者超過200m3。廢水水質因排水量而異。噸紙產品排 水量低,則排放廢水中污染物濃度高;反之亦然。據測算,在一般情況下,造紙(廢紙類)的產污系數為70~90kg COD/t紙。據此推算廢水水質如下:
噸紙產品排水量為60.0m3左右時,SS 2000~2500mg/l
COD 2200~3000mg/l
噸紙產品排水量為100.0m3左右時,SS 700~1100mg/l
COD 800~1200mg/l
噸紙產品排水量為150.0m3左右時,SS 500~800mg/l
COD 600~900mg/l
噸紙產品排水量為200.0m3左右時,SS 400~600mg/l
COD 500~600mg/l
2.3 廢水回用(鏈接)
根據造紙(廢紙類)生產工藝,碎漿、打漿和沖網工序中的生產用水,對SS的要求較高,而對COD的要求不高。如碎漿、打漿用水,一般地要求 SS≤100mg/l,沖網用水SS≤30mg/l,COD可在150~200mg/l。若在處理過程中能有效地降低SS,並且去除大部分CDO,則使處 理水水質有可能滿足諸如打漿、沖網等生產用水的要求,從而實現部分處理水生產回用,減少排放量。
自2002年以來,本公司從事廢水處理和廢水回用多年,承擔著大量企業廢水處理工程項目。經使用表明,這些設施的處理效果良好,不僅使處理水達標排放,而且達到了部分水生產回用。現將有關處理與回用技術介紹和探討如下,供參考。
3 造紙(廢紙類)廢水處理技術
3.1造紙(廢紙類)廢水處理及回用要解決的主要問題
造紙(廢紙類)廢水主要為有機和無機物所污染,廢水中的SS和COD含量高,而N、P含量偏低。根據國家排放標準的規定和回用水的要求,此類廢水要解決的主要問題是去除SS和COD污染物質。
廢水中的COD由非溶性COD和可溶性COD兩部分組成,通常,在造紙(廢紙類)廢水中,非溶性COD佔COD組成總量中的大部分,因此,當SS被除去時,非溶性COD同時亦可大部分被降低。
廢水中的BOD同COD的比值一般約為0.15~0.25,生化性較差,大部分BOD和可溶性CDO主要應用生物方法去除。
3.2技術概況
國外,在歐洲有採用厭氧處理技術,對高濃度的造紙(廢紙類)廢水,如脫墨廢水先進行預處理,而後再同其他廢水混合進行好氧處理。這種處理方法的前提是需要有相應的生產工藝和先進的生產設備相配套,提高廢水中可溶性CDO的濃度,使之能適宜進行厭氧處理。而在北歐、亞洲和我國的台灣地區,比較廣泛採用的是物化—生化處理方法。使處理水水質達到排放要求。
目前,我們採用的處理技術通常有:
(1)氣浮(鏈接)或沉澱法(鏈接)
沉澱或氣浮法可去除大部分SS,同時可去除大部分非溶性COD。對一些噸紙產品排水量在200m3左右的小型企業,由於排水量大,廢水濃度低,通過氣浮或沉澱處理後,處理後出水水質有可能接近或達到國家排放標准。但是,污染物排放總量不能達到控制目標。
(2)氣浮或沉澱法同生物處理法相結合
廢水先經氣浮或沉澱去除大部分SS和非溶性COD,而後再用生物處理方法進一步去除COD和BOD,使COD和BOD均能達到國家排放標准。
對於噸紙產品廢水排放量在150m3以下,廢水COD在800~1000mg/l以上的大、中型企業來說,由於原廢水SS和COD濃度較高,不可能期望 通過氣浮或沉澱處理的方法使處理水水質達到國家一級排放標准。這樣,勢必要在物化處理之後,採取比較經濟、實用、有效的生物處理方法,最終使處理水水質達 到排放標准。
3.3集回收、回用和廢水處理於一體的綜合處理技術
由上述可知,目前國內外對造紙(廢紙類)廢水的處理大多著眼於使處理水水質達標排放上。我們認為,根據造紙(廢紙類)生產的特點和所產生廢水的性狀,將廢水處理同纖維回收、廢水回用結合起來作為一個完整的系統加以考慮,似更為合理,使廢水處理更能適應環境保護和生產發展的要求。我們經過近多年的工程實踐,擬制了較能符合我國國情的造紙(廢紙類)廢水綜合處理技術。這種技術的基本要點是:
(1)採用斜管過濾,以去除相當部分的SS和非溶性CDO。並且可以進行纖維回收回用。
(2)採用高效氣浮,去除大部分SS和非溶性COD,部分水可回用於碎漿、打漿生產用水。
(3)採用A/O法生化(鏈接)處理,出水達標排放。視需要,部分水再經過濾,使出水SS≤30mg/l,可回用於造紙沖網生產用水。
5問題討論
(1)從大量的造紙(廢紙類)廢水處理工程實踐表明,我們所採用的集回收、回用和廢水處理於一體的綜合處理工藝和技術是可行的,有效的,達到了預期目的。
① 對中、小型的老企業,由於噸紙產品排水量大,約150~200m3,原水SS和COD濃度較低,當採用過濾 — 氣浮或沉澱方法進行處理時,可去除大部分SS,去除率可達75~95%。在去除SS的同時,非溶性COD亦被除去,COD去除率為60~85%。由於此類 廢水的COD值不高,一般為400~700mg/l,而非溶性COD又占較大比重。所以,一般地,處理水水質為pH 7~8,COD150mg/l以下,SS 70mg/l以下,接近或達到國家排放標准,部分水可以生產回用。
② 對新建的大型企業,由於噸紙產品排水量小,約20~60m3,廢水SS和COD濃度較高。雖然經沉澱法一級處理後,SS去除率為70~80%,COD去除 率為70%左右,但是因為原廢水濃度較高,經一級處理的出水水質仍然不能達標,必須要進行後續生物處理,以去除可溶性COD所組成的有機污染物。經生化處 理後,一般地,處理水水質為pH 7~8,COD 100mg/l以下,BOD 20mg/l左右,SS 20~50mg/l左右,達到國家一級排放標准,並且可部分回用於生產。
(2)一級處理可採用高效氣浮或混凝沉澱方法。一般情況下SS去除率 為90%左右,處理水SS為100mg/l以下,出水可部分回用於打漿等生產用水。混凝沉澱法是一種成熟,穩定和通用的處理方法。同氣浮法比較,電耗比較 低,操作較簡單。但是,在相同條件下處理效果不如高效氣浮法。若為了達到相同的處理效果,勢必適當增加投葯量。兩種處理方法的選用可結合企業情況因地制 宜,因廠制宜地選擇。但是,當一級處理後的出水要回用於生產時,由於氣浮對SS和COD的處理效果較好,因此更是遜色。
(3)二級處理採用生 化處理方法,我們採用的是國外的A/O(兼氧-好氧)處理法。這種A/O處理法有別於國內於90年代初一些專家和研究者提出的「兼氧-好氧生物處理法」。 後者主要是針對高濃度或好氧生物難降解廢水的處理。通過兼氧段的兼氧微生物作用,使廢水中復雜的、大分子有機物水解酸化,而成為易於被好氧微生物攝取的簡 單的、小分子的有機物。為了在兼氧段達到水解酸化目的,在A段水力停留時間一般為4~6h。而我們在工程中所採用的A/O處理技術,A段的主要作用是對菌 種的篩選與優化,在A段微生物只是對有機物進行吸收和吸附,而對有機物的分解主要是在O段完成的。因此,A段停留時間短,約1.0h以下。由於大部分有機 物在兼氧槽中被脫磷菌所收咐,因此,在氧化槽(0池)中的絲狀菌生長受到抑制,可形成沉澱性能良好的污泥,避免污泥膨脹。
(4)根據造紙(廢 紙類)生產的特點,某些生產工序對生產用水水質要求主要是SS,例如:碎漿、打漿用水要求SS≤100mg/l,造紙沖網用水要求SS≤30mg/l,而 對COD的要求可在200mg/l以下。因此,一般情況下,經過物化處理的廢水部分用於打漿,生化處理後出水部分回用於沖網生產,是可行的。這可節約我國 有限的水資源,為企業開辟了第二水源,在經濟上又可減少取水費用,有利於降低成本。
(5)造紙(廢紙類)廢水的SS含量高,特別在初期運行中,由於工藝、設備等方面原因,SS值往往大大高於設計值,因此對污泥的脫水和出路問題一定要慎重對待。在實踐中由於污泥問題而影響處理效果和處理設施的正常運行的不乏一例。在污泥處置問題上主要
注意三個環節:一是初沉池前的預處理;二是初沉污泥的及時排除;三是,污泥脫水設備的效率與能力。
6初步結論
(1)以商品漿和廢紙為原料的造紙廢水是造紙工業水污染的重要的和主要的組成部分,搞好造紙(廢紙類)廢水處理對減輕造紙工業污染有著重大意義。
(2)大量工程實踐表明,根據以商品漿和廢紙為原料的各個造紙企業的排放水量和水質情況,採用纖維回收、廢水處理和回用的綜合處理技術是可行的。分別不同的情況,可使處理水水質達到國家排放標准,且部分回用於生產,還有部分纖維回收。有顯著的環境效益和社會經濟效益。
(3)污泥的處置與出路問題一定要慎重對待。
⑶ 造紙廠的污水處理
造紙廠污來水散發出的臭味源一般是硫化氫和氨類氣體,毒性比較大。當天氣炎熱時,池內污水酸化所致,帶有酸化氣味的污水蒸發後彌漫在空氣中,並隨風飄散。一股酸臭味時常彌漫在小區內,氣味時濃時淡,居民們難抵惡臭無不屏氣掩鼻。 138億2558特8916造紙廠污水除臭劑、造紙污水除臭液採用多種植物提取液,應用現代技術製成的高效除臭劑,不僅有高含量殺菌消毒物質,更具有特強的殺菌、消毒和除臭功能。該污水除臭劑與臭味源接觸後迅速發生聚合分解反應,抑制菌類物質的蛋白質合成過程,從而將微生物及細菌、病毒殺滅分解。從而達到消除異味的目的,保持清新的空氣。
⑷ 再生紙的處理方法有哪些
蘇州昊諾為您解答再生紙的處理方法 廢紙造紙廢水的SS、COD濃度較高,COD則由非溶解性COD和溶解性COD兩部分組成,通常非溶解性COD佔COD組成總量的大部分,當廢水中SS被去除時,絕大部分非溶解性COD同時被去除。因此,廢紙造紙廢水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。 廢紙造紙廢水中的BOD5值較低,BOD5與COD的比值一般為0.15~0.25,可生化性較差。混凝處理方法只能去除部分BOD5,絕大部分BOD5的去除主要應採用生化方法解決。 廢紙造紙廢水中主要含有半纖維素、木質素、無機酸鹽、細小纖維、無機填料以及油墨、染料等污染物。木質素、半纖維素主要形成廢水的COD及BOD5;細小纖維、無機填料等主要形成SS;油墨、染料等主要形成色度及COD。這些污染物綜合反映出廢水的SS、COD指標均較高。 基本處理方法 1.採用氣浮或沉澱方法,通過投加混凝劑,可去除絕大部分SS,同時去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的處理工藝流程如下: 廢水→篩網→集水池→氣浮或沉澱→排放 2.對於噸紙廢水排放量較低、廢水含COD較高的大中型廢紙造紙企業,期望通過單級氣浮或沉澱的物化方法達到國家一級排放標准有較大的難度,因為可溶性COD、 BOD5主要需通過生化方法才能有效去除 物化加生化處理方法的典型工藝流程如下: 廢水→篩網→調節→沉澱或氣浮→A/O或接觸氧化→二沉池→排放 3.在造紙過程中漿料的流失不可避免,詳情www.likeqing.com做好流入廢水中的廢漿回收有兩個好處:一是回收的漿料可回用於造紙或外售作為低檔紙的原料,產生直接經濟效益;二是降低廢水處理負荷,減少葯劑消耗。 廢漿的回收,一般採用篩網微濾,用60~70目尼龍網或機械格柵,篩網的規格和材質的選用與水質有關 新的大型廢紙造紙企業,噸紙排水量一般能達到或接近國家規定的排水量標准(60m3/t紙),但廢水SS和COD濃度較高。經一級混凝沉澱或氣浮處理後,SS去除率為70%~80%,COD去除率在70%左右,必須進行後續生物處理,以進一步去除溶解性COD、BOD5等污染物。經過物化—生物聯合處理,出水水質:pH為7~8,COD在100mg/L左右,SS為20~50mg/L,均能達到國家一級排放標准。 對大多數中小型老企業,噸紙排水量大,廢水SS和COD濃度較低,一般COD為500~800mg/L。由於廢水中非溶解性COD占較大比重,在採用混凝沉澱或氣浮處理時,隨著SS的去除,大部分COD也隨之去除。通常SS去除率為80%~90%,COD去除率為70%~85%。處理出水水質能達到國家一級排放標准:pH為7~8,COD在100或150mg/L以下,但是噸紙排水量和噸紙COD排放量均超過排放標准。 根據廢紙造紙企業各自的排水水質,可分別採用混凝沉澱或氣浮(COD在600~800mg/L以下),物化生化相結合的方法處理廢水,可使處理出水水質達到國家一級排放標準的要求。
⑸ 造紙業的污水如何處理(處理工藝)
造紙業的污水處理工藝:
一、預處理
廢紙造紙生產廢水的預處理是保證系統達標的 前提,預處理的主要目的:回收廢水中的纖維、降低生 化系統負荷。一般廠家均在車間內部對白水進行紙 漿回收,在此不做贅述,本文所述的預處理主要是混 合廢水的廠外處理,主要包括紙漿回收、物化處理。
二、紙漿回收
常用的紙漿回收設備有斜篩、重力自流式篩網 過濾機、普通旋轉過濾機、反切單向流旋轉過濾機 等,常用的為斜篩。建議根據試驗確定水力負荷及 篩網目數,在沒有數據的前提下,推薦水力負荷為 10~15 m3 / (m2 ·h) ,篩網80~100 目。近年來出 現多圓盤回收混合廢水纖維。多圓盤原先多用於廠 內白水處理,現在已有箱板紙廠家採用它回收廠外 混合廢水的纖維。多圓盤運行費用低、基本不需加 葯、回收纖維質量高、出水懸浮物含量低( SS < 60 mg/ L) ,後續可以省去初沉池,具有廣闊的應用前 景,值得設計人員關注。
三、物化處理
造紙廢水物化預處理常用的有氣浮法和沉澱法。 氣浮法主要為機械法和溶氣法。機械法以渦凹 氣浮為代表,溶氣氣浮以普通溶氣氣浮和淺層氣浮 為代表。機械法優點為無迴流,設備簡單,動力消耗 低;缺點是氣泡大,數量有限,效率相對低,且設備維 護相對復雜。傳統溶氣氣浮因其佔地面積大,投資 高,新工程很少用;淺層氣浮因其效率高、佔地小,在 溶氣氣浮中處於主導地位。沉澱法常用處理設施有 斜管沉澱池、輻流沉澱池和平流沉澱池等。斜管沉 淀池易堵塞,平流沉澱池排泥困難。造紙廢水多采 用結構簡單、管理方便的輻流沉澱池,其表面負荷可 取1~2 m3 / (m2 ·h) 。
四、生化處理 生化處理是廢紙造紙生產廢水處理的關鍵部 分「, 厭氧+ 好氧」工藝具有耐沖擊負荷、COD 去除 率高、動力消耗低、運行費用低等優點,被廣泛採用。 厭氧處理一般採用水解酸化或完全厭氧反應器 (UASB、IC、PAFR 等) 。根據生化進水濃度的高 低,選擇將厭氧控制在水解酸化階段或完全厭氧階 段,建議當生化進水CODCr > 800 mg/ L 採用完全厭 氧反應器。好氧處理一般採用活性污泥法、接觸氧化 法或氧化塘,其中以活性污泥法應用最廣。
⑹ 水處理工藝
如「水解酸化+接觸氧化」法。
再生紙污水處理工藝採用物化與生化相結合的方法,如「氣浮+A/水處理設備原理及工藝流程
造紙廢水主要包括制漿類污水和再生紙污水,根據各段水質水量,制漿污水處理工藝採用「厭氧+好氧」處理;O」法
對於不同水質,不同處理要求以及地形要求,也可採用不同的處理工藝,我們一般推薦採用技術較為成熟的「UASB+接觸氧化」「水解酸化+活性污泥法」「混凝沉澱+SBR」等工藝對此類污水進行處理
⑺ 造紙廢水處理技術
本文對造紙廢水的來源和性狀進行了分析,並介紹了造紙廢水的常用處理技術。
一、造紙工業概述
造紙工業在國民經濟中佔有重要的地位,紙和紙板的消費水平,是衡量現代化水平與文明程度的重要標志之一。我國自改革開放以來,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的不斷提高,紙和紙板的生產量以年均9.8%的速度遞增,其中2001~2005年間,平均每年增長13.6%。但是,目前我國國民人均年紙張消費量還不高,只有24.7kg,距世界人均年消費量54.9kg尚有相當差距。據預測,到2010年,我國紙及紙板總消費量將為6000~8000萬噸,人均消費量達到43~57kg。因此,隨著我國國民經濟的發展,GDP的快速增長,必然會帶來紙和紙板的生產與消費量的更快速增長。
眾所周知,造紙工業是水污染大戶。據不完全統計,2005年全國縣及縣以上造紙企業排放廢水量約為24億噸,佔全國工業廢水排放量的11%,居第三位;COD排放量為300餘萬噸,佔全國COD排放量的42%,居第一位。由悉州此可見,為了控制污染,保護環境,迫切需要解決造紙工業同環境保護協調發展的問題。
九十年代以來,為了保護我國的自然環境和生態平衡,減輕造紙工業污染,特別是制漿黑液對環境的污染,我國的造紙工業已經逐漸摒棄「以草為主」,改變「小而散」的局面,對原料結構、產品結構進行了很大的調整,以商品漿和廢紙取代自製漿,建設了一批有競爭力的大、中型造紙企業,生產白紙板、白卡紙、箱板紙、瓦楞紙等適應市場和人民生活需要的各種產品。以浙江省為例,目前以商品漿和廢紙為原料的紙板及機制紙產量佔全省造紙年產量的70%左右。因此,如何搞好以商品漿和廢紙為原料的造紙廢水處理,是減少造紙工業水污染重要和主要組成部分。本文主要討論以商業漿和廢紙為原料的造紙廢水處理技術。
二、造紙廢水來源與性狀
1、廢水來源及污染成份
造紙廢水是以廢紙、商品漿(大多為進口漂白林漿)為主要原料,生產多種規格的白紙板、白卡紙、箱板紙、瓦楞紙等產品。生產工藝根據產品不同有一定的差異,排放的廢水主要來自廢紙的碎漿、篩漿、浮選及抄紙過程中產生的廢水,如根據生產需要有脫墨工序的話,則還有脫墨廢水等等。
廢水中主要含有半纖維素、木質素、無機酸鹽、細小纖維、無機填料以及油墨、染料等污染物。木質素、半纖維素主要形成廢水的COD及BOD5;細小纖維、無機填料等主要形成SS;油墨、染料等主要形成色度及COD。這些污染物綜合反映出廢水的SS、COD指標均較高。
2、水量和水質
目前,國內造紙企業因原料、設備、工藝操作等不同,排水量差異較大。通常噸紙產品的排水量在100~200m3,低者小於50m3,高者超過200m3。一般,企業規模越大,設備越先進、商品漿比例越高、管理越完善,噸紙排水量也就越低。在同等條件下,高檔紙噸產品排水量要高於低檔紙噸產品排水量,如生產瓦楞紙噸產品排水量相對較低,脫墨紙噸產品排水量相對較高。
3、造紙廢水的特點
(1)廢水中的BOD同COD的比值一般約為0.15~0.25,生化性較差,且廢水中N、P含量偏低,因此不適合直接採用生化法進行處理,而必須先經過混凝沉澱或氣浮處理後,BOD/COD為0.4~0.7時,才適合生化處理。(2)造紙廢水中的細小懸浮性纖維較多,SS和COD含量高。COD由非溶性COD和可溶性COD兩部分組成,非溶性COD佔COD組成總量中的大部分,因此,當SS被除去時,非溶性COD同時亦可大部分被降低。因此,處理造紙廢水最關鍵的問題是先採用物化方法除去水中的細小懸浮性纖維。
三、梁碰造紙廢水處理技術
1、廢水處理技術簡介
(1)基本原理和方法
所謂睜渣蔽污水處理,實質上是採用各種技術手段,將污水中的污染物質分離出來,或將其轉化為無害的物質,從而使水污染得到控制。
現代的污水處理技術,按其作用原理,可分為物理化學法和生物化學法兩類。物理化學法包括篩濾、沉澱、上浮、氣浮、過濾和反滲透以及中和、混凝、電解、氧化還原、萃取、吸附和離子交換、電滲析等,是利用物理或化學作用,將廢水中的某些溶解性污染物轉化為容易從水中分離的形態,並最終分離出來。
物理化學法則是利用微生物的新陳代謝功能,使廢水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物被降解並轉化為無害穩定的物質,從而使造紙廢水得以凈化。根據參與作用的微生物種類和供氧情況,其生物處理過程分為好氧、厭氧和好氧厭氧組合生物處理三大類。
水污染的物化控制技術在污水處理中佔有極大的比重。大多數工業污水由於生化性不高,不宜採用生化法進行處理,只能採用物化法進行處理。城市污水和一些生化降解性較好的工業污水一般採用生化法進行處理,並採用物化法進行生化處理的預處理和後處理;污水的深度處理也多採用物化法去實現。與生化法相反,物化法的優點是見效快、處理效果好、易於管理的控制,其缺點是處理成本高,有的方法還會產生二次污染。
(2)基本流程
生化法的基本流程
2、造紙廢水常用處理技術
根據造紙廢水生化性較差的特點,對噸紙廢水排放量>150m3、濃度較低的中小型造紙企業,通過氣浮或沉澱等物化處理,出水水質指標即可達到或接近國家排放標准;而對於噸紙產品廢水排放量在150m3以下,廢水COD在800~1000mg/l以上的大、中型企業來說,由於原廢水SS和COD濃度較高,不可能期望通過氣浮或沉澱處理的方法使處理水水質達到國家一級排放標准。這樣,勢必要在物化處理之後,採取生物處理方法,最終使處理水水質達到排放標准。
(1)物化法從經濟和實用的角度考慮,造紙廢水處理採用較多的物化法是氣浮法和沉澱法。採用氣浮或沉澱方法,通過投加混凝劑,可去除絕大部分SS,同時去除大部分 非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的處理工藝流程為:廢水 篩網 集水池 氣浮或沉澱 排放。氣浮和沉澱均為物化處理方法,處理效果與選用的設備、工藝參數、混凝劑等有關,其COD去除率通常能達到70%~85%。
最近幾年來,在氣浮法中高效淺層氣浮異軍突起。高效淺層氣浮具有水力停留時間短(<5min)、池體水深淺(僅500mm)、處理效果好等優點。它應用淺池理論和「零速度」原理,可在短時間內獲得優質出水,其SS、COD去除率可略高於沉澱法,對中型規模的廢水處理有其一定的優越性。
(2)物化同生化相結合對於噸紙廢水排放量較低、廢水含COD較高的大中型廢紙造紙企業,期望通過單級氣浮或沉澱的物化方法達到國家一級排放標准有較大的難度,因為可溶性COD、BOD5主要通過生化方法才能有效去除。一般,當執行COD≤100mg/l的排放標准時,原水COD濃度不宜超過600~800mg/l;當執行COD≤150mg/l的排放標准時,原COD濃度不宜超過800~1000mg/l。因此,在原水SS和COD濃度較高時,應在一級物化處理之後接生化方法處理,使處理出水最終達到國家排放標準的要求。物化加生化處理方法的典型工藝流程如下:廢水 調節 沉澱或氣浮 好氧或厭氧加好氧 二沉池 排放。
厭氧生化法目前常用的有厭氧生物濾池、上流式厭氧濾池、升流式厭氧污泥床、厭氧流化床、厭氧附著膜膨脹床、厭氧浮動生物膜反應器和厭氧折流板反應器等。厭氧生化法適用於高濃度造紙廢水的處理。單一的好氧或厭氧方法處理造紙廢水往往得不到較好的效果,單獨的好氧處理成本高,單獨的厭氧處理其出水達不到排放標准。實踐證明,厭氧――好氧處理法既能獲得良好的處理效果,又可降低成本,具有單一方法不可比擬的優點,因此在實際工程中應用十分廣泛。
3、氣浮或沉澱法的關鍵
造紙廢水處理的重要步驟為氣浮或沉澱,而要保證氣浮或沉澱的效果,關鍵是選取高效經濟的絮凝劑。衡量絮凝劑性能的主要指標是:絮凝劑對廢水pH值的適應范圍大,形成礬花的時間短,所得礬花的沉降速度快,含水率低,在處理水中殘留毒性小。
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⑻ 再生紙廢水處理工藝
一、連續循環曝氣系統(CCAS)
A、CCAS工藝簡介
CCAS工藝,即連續循環曝氣系統工藝( Cycle Aeration System),是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功,但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模污水處理廠。進入60年代後,自動控制技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功,為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性污泥工藝」。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術(I/A),成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
CCAS工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照「曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水(Decant)」程序周期運行,使污水在「好氧-缺氧」的反復中完成去碳、脫氮,和在「好氧-厭氧」的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制,並可調整的程序,由計算機集中自控。
CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:
(1)曝氣時,污水和污泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。
CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
B、國內外城市污水處理廠發展概況
水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加,水環境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制約許多城市可持續發展的主要原因之一。「環境保護」是我國的基本國策,中國可持續發展的戰略與對策制定的2000年治理目標,要求城市污水集中處理率達20%。目前,我國正處於城市污水處理事業的大發展時期,尤其隨著國家西部大開發戰略的實施,中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。
城市生活污水處理自200年前工業革命以來,越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標志。近200年來,城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理污水,並回用。處理工藝也從傳統活性污泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對於國外發達國家、起步較晚,目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時,必須結合我國發展,尤其是當地實際情況,探索適合我國實際的城市污水處理系統。
結合我國實際情況,參考國外先進技術和經驗,建設城市污水處理廠應符合以下幾個發展方向:
(1)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。
(2)運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
(3)佔地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)也明確規定了適用於所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標准和氨氮排放標准。這就意味著今後絕大多數城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都採用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定的合格出水,而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
C、幾種處理系統的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠,投資上最經濟,管理上最方便的城市污水處理系統,結合當地的實際情況,我們調研了國內外污水處理廠的成熟經驗和發展趨勢,並進行了比較。
目前,國內外城市污水處理廠處理工藝大都採用一級處理和二級處理。一級處理是採用物理方法,主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟,差別不大。二級處理則是採用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結起來,有代表性的工藝主要有傳統活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
二、SPR高濁度污水處理技術
在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。
沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統,既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。
最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」(美國發明專利 )將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內 ,在30分鍾流程里快速完成 。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一 、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。
SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。
最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.
SPR污水處理系統與眾不同的技術特點
1.城市生活污水和處理葯劑的混合主要是在泵前吸葯管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應管 和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ,依照紊流速度 、混合時間 、和水力學結構數據設計 ,得以十分充分的混合 ,為取得最佳混凝凈化效果和最大限度地節省葯劑創造了前提條件 。這是過去常規的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的 。
2.SPR系統處理城市污水時 ,採用五種以上污水處理葯劑及其最佳配方組合使用 ,靠化學反應使污水中溶解狀態的有機污染物 、重金屬離子 和有害的鹽類從水中析出 ,成為有固相界面的微小顆粒 (它包含有污水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度 。靠消毒劑在30分鍾的流程內殺滅細菌和大腸桿菌 。靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團 。這樣發揮各葯劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用葯方式是與常規的物理化學法不相同的 。而且SPR系統使用的組合葯劑配方 ,只能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR污水凈化器及其系統里才能充分發揮作用 ,在常規的水工系統里是無法使用的 。
3.SPR系統裝置能夠依照模擬試驗得出的配方 ,藉助大氣壓力和流量計 ,十分精確地投加混凝葯劑和絮凝葯劑 ,不致因加葯過量而造成葯劑殘留在凈化後的出水中,而且動力消耗很少 。
4.SPR污水凈化器內部結構是完全按照混凝機理精確設計的 ,形成的渦旋流動和各部位恰當的水流速度 ,使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數 ,並且有凝聚吸附所需的最佳流速環境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。這也是常規水工裝置無法比擬的 。
5.根據混凝形成的絮團實際狀況 ,准確確定了SPR污水凈化器內部的水動力學數據 ,使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的 、十分緻密的懸浮泥層 。所有經過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾 ,才能升流到罐體上部的清水匯集區 。它十分成功地起到了污水高級處理工藝中極為重要的過濾作用 。
這個緻密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝葯劑形成的絮體本身組成的 。隨著絮體由下向上運動 ,使泥層的下表層不斷增加 、變厚 ;同時 ,隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動,引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶 ,上表層不斷減少 、變薄 。這樣 ,懸浮泥層的厚度達到一個動態的平衡 。當混凝後的出水由下向上穿過此懸浮泥層時 ,此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學特性及范德華力的作用 ,將懸浮膠體顆粒 、絮體 、細菌菌體等等雜質全部攔截在此懸浮泥層上 ,使出水水質達到三級處理的水平 。由於泥層是由絮體組成 ,緻密度高 ,過濾效率遠遠高於常規的沙粒層過濾 ;由於是處於懸浮狀態的絮體泥層作濾層 ,其過濾的水頭(阻力)損失非常小 ,所以動力消耗遠遠低於常規的砂層過濾 、微孔過濾 、或反滲透膜過濾;又由於過濾泥層是凈化過程中由污水中的污泥自動補充添加 ,又自動被引走 ,即過濾泥層自身在不斷地更新 ,過濾泥層總是保持著穩定的厚度,而且總是保持著穩定的物理吸附和電化學吸附性能 ,因此能獲得穩定的過濾效果 。而且完全免去了常規系統中必不可少的過濾層的反沖洗以及反沖洗帶來的眾多麻煩 。這種結構和原理與常規的三級污水處理的過濾裝置是完全不同的 ,這里沒有價格昂貴的反滲透膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置 。所以 ,投資省 、動力消耗小 、運行費用低是SPR系統的必然優勢。
6.SPR系統選用的絮凝劑 ,同時也是良好的污泥助濾劑 ,所以 ,系統最後排出的污泥漿 ,其脫水性能良好 ,可以不另外添加助濾劑 ,就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以製成人行道地磚再利用 ,不會帶來二次污染的問題 。它沒有傳統的生化法產生的污泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。
7.本類型污水凈化器曾開機運行處理過養豬場污水 、養雞場污水 、煤礦礦井坑道污水 、生豬屠宰場污水 、高粱釀酒廠酒糟污水 、紡織印染污水、再生紙造紙污水和城市生活污水等等含有大量有機污染物和氨氮的污水;也成功應用於陶瓷廠污水、牆地磚廠污水、大理石水磨拋光污水、洗煤污水、燃煤鍋爐濕法除塵污水、石英砂洗砂污水等懸浮物含量極高的污水的凈化和回用。 各地權威檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關數據 。測試報告單表明 :氨氮去除率可以達到85%,總氮去除率可達95% ,有機氮去除率可達96% ,BOD去除率可達95% ,懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% ,出水濁度達到3 度(3 毫克 / 升)以下。這是本凈水系統在低投資 、低運轉費的前提下所獲得的出水指標 。 這是常規的物化法和生物化學法的一級 、二級處理系統都無法達到的 。
除發達國家有專門的城市生活污水管路系統外,實際的城市污水往往混入有許多工業污水,可生化性差和污染物成分不規則地快速變化是我們面臨的現實,而針對降解某種有機污染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長,所以,傳統生化系統難以適應當今愈來愈工業化了的城市的污水。SPR系統已擁有處理眾多工業污水的適應能力和物化法具有的快速應變能力,容易通過自動化的手段應付系統入口污水水質的變化,保持穩定的凈化效果。
8.在SPR系統中投放殺菌消毒葯劑時 ,只要增加一些投氯量(無需另外增加設備)就可以起到用氯來氧化除氨的作用 ,進一步提高污水處理系統去除氨氮的效率 。
9.假如經過SPR系統處理後的出水氨氮含量還未達到較嚴格的要求(如某些發達國家或發達地區將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下) ,也可以後續再串聯設置一級離子交換裝置 ,靠斜發沸石離子交換柱最終達到除氨氮的目標 。
因為斜發沸石離子交換系統要求進口水質的懸浮物含量要低於35毫克 / 升 ,否則會影響離子交換柱的功能和壽命 ,從而大大增加離子交換的運行費用 。過去 ,常規的一 、二 級污水處理裝置是難以長期穩定地達到這樣的前處理水平的 ,因而限制了離子交換法除氨氮技術的廣泛應用 。現在 ,SPR污水處理系統絕對可以保證凈化後出水的懸浮物含量低於3毫克 / 升(實際運行中出水的懸浮物含量多為1毫克 / 升) ,使得後續的斜發沸石離子交換系統去除氨氮的負荷減輕很多 ,交換柱的使用壽命會大大延長 ,即離子交換的運行費用會大大降低 ,將使離子交換法除氨氮技術的優點得到更充分的發揮 。
早在七十年代 ,美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活污水的 ,其工藝流程是:化學混凝----沉澱----過濾和活性炭吸附----斜發沸石離子交換 。其最後出水水質標准為:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升 ,磷 1毫克 / 升,懸浮物 10毫克 / 升 ,pH 8.5 。證明純粹的物理化學法處理城市污水在技術上是可行的 。現在 ,依靠新發明的SPR凈水技術 ,將使這項工藝的經濟性更為圓滿 。
10 。其實 ,經過SPR污水凈化系統處理後的出水 ,其懸浮物的含量小於3 毫克 / 升 ,濁度也小於3 度 (毫克 / 升 ) ,達自來水標准 ,不再會堵塞輸水管路 ,並且已經經過了良好的消毒 。將此出水回送到城市各地 ,作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全 、可靠的 。經過SPR系統處理後的出水中 ,殘存的氮含量已經很低 ,氮作為植物生長的營養物是不必去除 、或不必去除得那麼干凈 的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用 ,既保證了環境質量 ,又為社會節省了大筆資金 。 用此回用水取代自來水作為城市綠化用水 ,將大大節省城市的淡水資源 ,減輕城市市政部門的供水壓力 ,對城市的整體經濟發展定會產生十分巨大的效益 。這是城市污水回用的新概念。
11 。這種純粹的物理化學法污水處理系統 ,受天氣 、環境 及人為因素的影響少 ,操作人員控制處理系統的能力和靈活性都大大優越於生物化學法 ,這是眾所周知的 。
城市生活污水處理廠的工藝流程可採用下列新模式 :
方案〔1〕:一般的城市:污水經SPR系統處理後 ,回用於城市綠化 、澆灌草地樹木,或作為工業用水 。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ----污泥脫水------ 污泥製成人行道地
出水回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水
方案〔2〕:特殊要求的城市:生活污水經SPR系統處理後 ,再進行離子交換除氨氮 ,最後排海 ,或回用。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ------ 污泥脫水 ------ 污泥製成人行道地磚
斜發沸石離子交換除氨氮,出水排入近海 、或回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水。
如果有關部門能協助創造一些現場表演的簡易條件 ,將可以運送一台處理水量為10 ~ 20 立方米 / 日的SPR污水凈化器及其完整的配套系統到現場作城市污水凈化處理的連續開機運行操作表演 ,並通過播放錄像和幻燈片詳細講解有關的凈化機理 ,同時請當地水質檢測的權威部門進行凈化效果的水質測試 。全套裝置輪廓最大尺寸為長3米 ,寬1.4米 ,高2.4米 ,總重量為一噸以下 。
在技術展示成功的基礎上 ,與當地的環保部門及環保產業密切合作 ,依靠當地自身的科技力量和自身的製造能力 ,建造城市生活污水處理廠 。 另外,SPR系統也可用於市區內的公園湖水的凈化及自循環 。希望將要興建的城市污水處理廠採用SPR污水處理技術後,能成為全球城市生活污水處理技術的典範 。 如果在已有的城市污水一級和二級處理系統的基礎上,附加採用SPR污水處理系統作為最後的深度處理裝置,使出水達到工業自來水的標准,以實現最後出水回用的目標,也是現有城市污水處理系統升級換代的極佳方案。
三、BIOLAK污水處理技術
l、百樂卡(BIOLA)工藝特點
百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由最初採用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。自1972年以來,經多年研究形成了採用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。
由於採用土池而大大減少了建設投資,採用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率,並減少運行費用,大大提高了處理效果。工藝設計簡捷,不需復雜的管理,在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益.
1.1低負荷活性污泥工藝
百樂卡工藝污泥迴流量大,污泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以污泥負荷較低。龍田污水廠BOD5污泥負荷率為 0?05kgBOD/kgMLSS.d,污泥濃度為400Omg/L,污泥齡為29d,所以剩餘污泥雖很少。
1.2 曝氣池採用士池結構
根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用於土建工程設施,而只有36%用於設備,造成這 種投資分配格局的主要原因是工藝池大都採用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍田污水廠土建工程造價500萬元,僅占總投資的20%。
大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對於許多種曝氣工藝來講,都不考慮採用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由於在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。
為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。
這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易於開挖、投資低廉,而且完全能滿足污水處理池功能上的要求,並能因地制宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏鬆地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。
1.3 高效的曝氣系統
百樂卡曝氣系統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表面逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡並不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高於一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被鬆弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。
採用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由於百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構,即使在很復雜的環境里曝氣頭也不至於阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。
曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為2?5kgO2/kW?h),而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。
1.4 簡單而有效的污泥處理
百樂卡工藝的另一特點是迴流污泥量大,其剩餘污泥比傳統工藝少許多。
在恆定的負荷條件下,百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由於污泥池中的污泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。
1.5 簡單易行的維修
百樂卡系統沒有水下固定部件,維修時不用排乾池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成,並用聚合物充填,以達到防水和防臟物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的面積很小,並很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都採用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何復雜的控制系統,而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。
1.6 二次曝氣和安全池
為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。
1.7 二沉池
曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離,並重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合並到一起,進一步節省了土建費用和佔地面積。二沉池沉澱污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽迴流。
1.8 土地的利用
盡管百樂卡系統需要的曝氣池體積比所謂密集型的大,但所需的總面積並不大,有時甚至更小,這主要有以下原因:a\不需初沉池;b\二沉池可以和曝氣池合建在一起;c\池的設計和布置的自由度大,對地形的適應性強。
2、龍田污水處理廠工藝流程
污水在廠內首先經過粗格柵去除大的漂浮物,然後自流入集水池。污水經立式污水泵提升至組合式旋轉細格柵,組合式旋轉細格柵可把雜物及砂粒從廢水中分離出來,並濃縮址理。旋轉細格柵處理出水先進入厭氧池,由推進器將進水和厭氧污泥混合進行厭氧處理,然後自流入BIOLAK生化池,利用懸鏈式曝氣器曝氣充氧進行好氧處理,處理後的污水,經沉澱後再進行曝氣充氧穩定,污水自流入消毒池,消毒後排放。Bl0lAk反應池產生的剩餘污泥用污泥泵送入污泥濃縮池,污泥經濃縮後再由螺桿泵送人帶式壓濾機脫水。污泥濃縮池產生的上清液和壓濾機產生的濾液自流入集水池二次處理。BlOLAK反應池需要的氧氣由風機供給,預處理設施產生的機械雜物外運填埋處置,產生的剩餘污泥外運用作農肥。
3、山東招遠百樂卡工藝處理效果
一位哲學家曾經說過:所有的技術都是由簡單到復雜,再由復雜到簡單,百樂卡技術正是這樣一種由復雜到簡單的工藝,但這種高效、簡單的工藝,是在傳統活性污泥法的基礎上,集合了大量研究工作的先進成果,並在數百例工程實踐中不斷地完善改進提出的,它是一種較為成熟的工藝。
四、「WT--FG」生物法技術簡介