❶ 什么是污水总氮,总氮高如何解决
污水总氮所指的主要意思是,污水整体的氮含总量比较高,超出了标准的范围和要求,所以这个时候一定要采用,专业的技术和方式对它进行合理的处理,才可以达到更环保的程度。
❷ 总氮的去除方法及原理
1、废水中总氮的构成
总氮元素主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮以及氮氧化合物组成,其中氨氮主要来自于氨水以及诸如氯化铵等无机物。有机氮主要来自于一些有机物中的含氮基团,比如有机胺类等。氮氧化合物诸如一氧化氮以及二氧化氮等是有毒气体,由于状态不稳定,一般很少存在。硝态氮在自然界中比较稳定,且含量较高,比如国防工业ZhaYao制造过程中大量用◇◇作为原料,机械化学等工业使用大量与◇◇相关的原材料作为氧化剂,同时很多污水通过前期生化以及硝化以后也含有大量的◇◇,因为硝态氮十分稳定,且极易溶解于水,因此污染十分严重,极易扩散。
2、氨氮的去除办法
含氨氮废水目前市场上技术已经非常成熟,一般通过以下几种办法去除。
第一,折点加氯氧化法,通过加入次◇◇或者漂白粉进行氧化,将氨氮转化为氮气释放,目前市场上常见的氨氮去除剂基本以漂白粉为主。其反应方程式如下所示:
2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O
第二,利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚◇◇和◇◇,然后再进行反硝化,将◇◇转化为氮气。其反应原理图如下所示:
2NH3 + 3O2 → HNO2 + H2O + 能量(亚硝化作用)
2HNO2 + O2 → 2HNO3 + 能量(硝化作用)
HNO3 + CH3OH → N2 + CO2 + H2O + 能量(反硝化作用)
3、有机氮的去除办法
在一些废水中含有有机氮,有机氮大多通过微生物去除。在转化中,主要包括氨化、硝化和反硝化三个阶段。在氨化过程中,水中有机氮在微生物作用下转化为氨氮。硝化过程中,首先在亚硝化杆菌的作用下,氨氮转化为亚◇◇氮,然后在硝化杆菌作用下,亚◇◇氮进一步被氧化成◇◇氮。反硝化过程中,◇◇氮转化为氮气,释放到空气中,也正是在这个过程中,水中的氮被彻底去除了。
4、硝态氮的去除办法
硝态氮主要是指◇◇根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是◇◇根离子的浓缩与转移,无法真正去除总氮,浓缩以后的◇◇根废液需要进一步处理。
在生物脱氮中,主要是指◇◇根离子通过反硝化细菌降解转化为氮气的过程。在传统的生化方法中,需要极大地占地面积,而且由于微生物密度低,微生物脱氮效率很低,而且出水不清澈,有悬浮物,不耐毒性物质。
苏州湛清环保科技有限公司新设计一种高效反硝化生物滤池装置,经过特殊结构设计的高效反硝化生物滤池,专为工业废水处理研发,适应工业废水高盐分、高毒性、高硝氮、波动大的水质特点。
该技术具有以下特点:
脱氮效率高——正常运行脱氮负荷2kg N/m³·d,出水总氮稳定达标
占地面积小——10t/h的处理量,降低20mg/L总氮,占地面积仅3㎡
易操作维护——全自动控制,无需更换填料,反冲洗水量少、频率低
污泥产量少——反冲洗排出的少量微生物回流至生化池继续分解
运行成本低——去除20 mg/L的总氮,吨水成本约0.7元
❸ 反渗透膜对氨氮的去除率
反渗透膜是一种有效的水处理技术,它可以有效地去除水中的氨氮。反渗透膜可以有效地去除水中的氨氮,其去除率可以达到90%以上。反渗透膜的去除效果取决于多种因素,包括水的质量、温度、pH值、渗透压差等。此外,反渗透膜的去除效果还受到膜的誉腔结构和材料的影响。笑虚晌通常情况下,反渗透膜的去除率可以达到90%以上,但也可能会受到外界因素的影响,因此反碰锋渗透膜的去除率不能保证一定达到最低200字。
❹ 污水排放怎样降低总氮至达标
总氮的去除包括氨氮的去除、有机氮的去除、硝态氮的去除等。
1、氨氮去除
一般通过以下几种办法去除。
(1)折点加氯氧化法,通过加入次氯酸钠或者漂白粉进行氧化,将氨氮转化为氮气释放,目前市场上常见的氨氮去除剂基本以漂白粉为主。
(2)利用微生物硝化和反硝化去除污水(废水)中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。
2、有机氮去除
常用如下方法:
生物法,氮化合物在生物作用下可实现向氮气的转化;
化学法,通过氧化使氮化合物直接从有机氮、氨氮直接转化为氮气。
生物法成本较低,效果稳定,但工艺复杂,操作困难,且占地面积较大,运行时间较长;化学法省去中间转化步骤,更快速直接,但成本较高,折点加氯法控制难度大,效果不稳定。
3、硝态氮超标怎么去除呢?
硝态氮主要是指硝酸根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移,无法真正去除总氮,浓缩以后的硝酸根废液需要进一步处理。
在生物脱氮中,主要是指硝酸根离子通过反硝化细菌降解转化为氮气的过程。
❺ 有谁能较系统的说明污水处理系统的原理与步骤
污水处理系统污水处理为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。下面介绍几种常见的污水处理系统。 一、SPR高浊度污水处理系统 沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求,最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”(美国发明专利)将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内,在30分钟流程里快速完成。它容许直接吸入悬浮物(浊度)高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水,处理后出水的悬浮物(浊度)低于3毫克/升(度);它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水,处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用,就能够获得三级处理水平的效果,实现城市污水的再生和回用。 SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出,形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒;选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来;然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体;再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理,在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离;清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后,达到三级处理的水准,出水实现回用;污泥则在浓缩室内高度浓缩,定期靠压力排出,由于污泥含水率低,且脱水性能良好,可以直接送入机械脱水装置,经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖,免除了二次污染。 最新发明的SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后,为城市提供了第二淡水水源,为城市的可持续发展提供了必不可少的条件,其经济效益和社会效益是不可估量的。 SPR污水处理系统与众不同的技术特点 1、城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道、污水泵叶轮、蛇形反应管和瓷球反应罐的组合作用下完成的,依照紊流速度、混合时间、和水力学结构数据设计,得以十分充分的混合,为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的。 2、SPR系统处理城市污水时,采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用,靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离子和有害的盐类从水中析出,成为有固相界面的微小颗粒(它包含有污水三级处理的作用)。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的。而且SPR系统使用的组合药剂配方,只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用,在常规的水工系统里是无法使用的。 3、SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方,借助大气压力和流量计,十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂,不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中,而且动力消耗很少。 4、SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的,形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度,使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数,并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果。这也是常规水工装置无法比拟的。 5、根据混凝形成的絮团实际状况,准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据,使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的、十分致密的悬浮泥层。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤,才能升流到罐体上部的清水汇集区。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用。 这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的。随着絮体由下向上运动,使泥层的下表层不断增加、变厚;同时,随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动,引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶,上表层不断减少、变薄。这样,悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时,此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用,将悬浮胶体颗粒、絮体、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上,使出水水质达到三级处理的水平。由于泥层是由絮体组成,致密度高,过滤效率远远高于常规的沙粒层过滤;由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层,其过滤的水头(阻力)损失非常小,所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤、微孔过滤、或反渗透膜过滤;又由于过滤泥层是净化过程中由污水中的污泥自动补充添加,又自动被引走,即过滤泥层自身在不断地更新,过滤泥层总是保持着稳定的厚度,而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸附性能,因此能获得稳定的过滤效果。而且完全免去了常规系统中必不可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多麻烦。这种结构和原理与常规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的,这里没有价格昂贵的反渗透膜过滤、微孔过滤、或活性炭过滤等装置。所以,投资省、动力消耗小、运行费用低是SPR系统的必然优势。 6、SPR系统选用的絮凝剂,同时也是良好的污泥助滤剂,所以,系统最后排出的污泥浆,其脱水性能良好,可以不另外添加助滤剂,就直接泵入压滤机脱水。泥饼可以制成人行道地砖再利用,不会带来二次污染的问题。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差的致命弱点。 7、本类型污水净化器曾开机运行处理过养猪场污水、养鸡场污水、煤矿矿井坑道污水、生猪屠宰场污水、高粱酿酒厂酒糟污水、纺织印染污水、再生纸造纸污水和城市生活污水等等含有大量有机污染物和氨氮的污水;也成功应用于陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石水磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗砂污水等悬浮物含量极高的污水的净化和回用。各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据。测试报告单表明:氨氮去除率可以达到85%,总氮去除率可达95%,有机氮去除率可达96%,BOD去除率可达95%,悬浮物的去除率则高达98.3%~99.6%,出水浊度达到3度(3毫克/升)以下。这是本净水系统在低投资、低运转费的前提下所获得的出水指标。这是常规的物化法和生物化学法的一级、二级处理系统都无法达到的。 除发达国家有专门的城市生活污水管路系统外,实际的城市污水往往混入有许多工业污水,可生化性差和污染物成分不规则地快速变化是我们面临的现实,而针对降解某种有机污染物的微生物生长、繁殖的过程却太长,所以,传统生化系统难以适应当今愈来愈工业化了的城市的污水。SPR系统已拥有处理众多工业污水的适应能力和物化法具有的快速应变能力,容易通过自动化的手段应付系统入口污水水质的变化,保持稳定的净化效果。 8、在SPR系统中投放杀菌消毒药剂时,只要增加一些投氯量(无需另外增加设备)就可以起到用氯来氧化除氨的作用,进一步提高污水处理系统去除氨氮的效率。 9、假如经过SPR系统处理后的出水氨氮含量还未达到较严格的要求(如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克/升以下),也可以后续再串联设置一级离子交换装置,靠斜发沸石离子交换柱最终达到除氨氮的目标。 因为斜发沸石离子交换系统要求进口水质的悬浮物含量要低于35毫克/升,否则会影响离子交换柱的功能和寿命,从而大大增加离子交换的运行费用。过去,常规的一、二级污水处理装置是难以长期稳定地达到这样的前处理水平的,因而限制了离子交换法除氨氮技术的广泛应用。现在,SPR污水处理系统绝对可以保证净化后出水的悬浮物含量低于3毫克/升(实际运行中出水的悬浮物含量多为1毫克/升),使得后续的斜发沸石离子交换系统去除氨氮的负荷减轻很多,交换柱的使用寿命会大大延长,即离子交换的运行费用会大大降低,将使离子交换法除氨氮技术的优点得到更充分的发挥。 10、其实,经过SPR污水净化系统处理后的出水,其悬浮物的含量小于3毫克/升,浊度也小于3度(毫克/升),达自来水标准,不再会堵塞输水管路,并且已经经过了良好的消毒。将此出水回送到城市各地,作为城市草坪绿地和树木绿化浇灌用水是十分安全、可靠的。经过SPR系统处理后的出水中,残存的氮含量已经很低,氮作为植物生长的营养物是不必去除、或不必去除得那么干净的。从而可以免去除氮的深度处理投资及其运行费用,既保证了环境质量,又为社会节省了大笔资金。用此回用水取代自来水作为城市绿化用水,将大大节省城市的淡水资源,减轻城市市政部门的供水压力,对城市的整体经济发展定会产生十分巨大的效益。这是城市污水回用的新概念。 11、这种纯粹的物理化学法污水处理系统,受天气、环境及人为因素的影响少,操作人员控制处理系统的能力和灵活性都大大优越于生物化学法,这是众所周知的。 二、连续循环曝气污水处理系统(CCAS) (一)CCAS工艺简介 CCAS工艺,即连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System),是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功,但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后,自动控制技术和监测技术有了飞速发展,新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功,为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水,周期排水,延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术(I/A),成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。 CCAS工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。 经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池,在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气(Aeration)、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行,使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮,和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制,并可调整的程序,由计算机集中自控。 CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势: (1)曝气时,污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。 (2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格。 (3)沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物(SS)极低,低的SS值也保证了磷的去除效果。 CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。 (二)国内外城市污水处理厂发展概况 水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加,水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策,中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标,要求城市污水集中处理率达20%。目前,我国正处于城市污水处理事业的大发展时期,尤其随着国家西部大开发战略的实施,中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。 城市生活污水处理自200年前工业革命以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水,并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工艺)等多种工艺,以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚,目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地实际情况,探索适合我国实际的城市污水处理系统。 结合我国实际情况,参考国外先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向: (1)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 (2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 (3)占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。 (4)脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化,污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)也明确规定了适用于所有排污单位,非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。 (5)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术,尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善,为环保工程的发展提供了有力的支持。目前,国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统,保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水,而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。 (三)几种处理系统的工艺比较 为了选择出工艺上最可靠,投资上最经济,管理上最方便的城市污水处理系统,结合当地的实际情况,我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势,并进行了比较。 目前,国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法,主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟,差别不大。二级处理则是采用生化方法,主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性,溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前,这一处理工艺有多种方法,归结起来,有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前,这几种代表工艺在国内外都有实际应用。 三、农村生活污水无动力多级厌氧复合生态处理系统 农村生活污水无动力多级厌氧复合生态处理系统技术适用于分散户厨房、洗衣、洗澡等低浓度农村生活污水的处理,尤其适合有地势差异的分散户或2~5联户的农村生活污水处理。眉山市青神县黑龙镇罗出村及龙女村可以使用该技术。 厌氧生物专家G.lettinga教授断言,厌氧处理生物技术如果有适合的后处理方法相配合,可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段,这一模式比传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力,尤其适合发展中国家的情况。 1.基本原理 针对我国当前资金短缺、能源不足与污染日益严重的现状,厌氧处理技术是特别适合我国国情的一项技术。但因为单独的厌氧对氮、磷等营养元素基本上没有去除能力,污水中的氮、磷会使水体富营养化。同时单独的厌氧处理也不能很好地去除病菌,厌氧出水通常情况下不能达到国家的排放标准。因此,单独的厌氧处理还只能作为一种预处理,必须选择合适的后续处理单元。 基于上述背景,针对独户或联户生活污水的处理,基本形成一套成熟的厌氧处理与生态床相结合的处理方法,简称无动力多级厌氧复合生态处理系统。 该系统主要由2~3格厌氧池和1格比表面积较大的砂砾石、细土等为基质的复合生态床组成,其中各池之间靠管道连通,污水在池内停留的时间为5~7天。生活污水经过厌氧处理,生活污水中悬浮物可以沉淀,难降解有机污染物被厌氧微生物转化为小分子有机物。复合生态床表面可种植水生生物。 复合生态床除起到过滤作用外,有机物的床体还能够提高处理效果。一是植物的生长改变生态床的流态,生长的植物根系和茎杆对水流的阻碍作用有利于均匀布水,延长水力停留时间;二是植物的根系创造有利于各种微生物生长的微环境,植物根茎的延伸会在植物根系附近形成有利于硝化作用的好氧微区,同时在远离根系的厌氧区里含有大量可利用的碳源,这又提供了反硝化条件;三是植物生长对各种营养物尤其是硝酸盐氮具有吸收作用。 污水经厌氧“粗”处理后,后续“精”处理单元的负荷相对较小,这样可以节省生态床的占地面积,污水中的悬浮物经厌氧反应器处理后,大部分能被有效地去除,这样也可以防止生态床堵塞。因此,这种组合不但能有效地去除有机物,还能有效解决目前污水处理中难以做到的氮、磷皆能达标的难题。 2.技术流程 无动力多级厌氧复合生态处理系统工艺流程如下: 污水-污水收集系统(管道)-3格厌氧发酵处理池 - 复合生态床 工艺说明如下: (1)污水收集系统 该系统处理对象一般为厨房和洗浴房产生的污水,将下水道等与污水管道之间采用暗槽连接,并在入井口处设一格栅以去除较大的颗粒物。 (2)处理池由厌氧发酵池和复合生态系统床组成,形成一体化结构 厌氧发酵池由3个格组成。厌氧发酵的第1格主要是用来调节水量,同时在某种程度上也具有均匀水质和初沉的作用;第2、3格对污水中有机物进行有效降解,有利于复合生态床处理。 处理池总容积的计算:V=Q*T 式中 V-升流池设计容积(m ) Q-预计升流池处理水量(m /h) T-污水在升流池中停留时间(h) T一般取为6~7天,V-目前在农村示范成功的池型有3 m 和4.5m 。 (3)复合生态床结构 复合生态床是处理系统中的主要构筑物,是一个或两个渗滤池组合而成的矩形的砖结构物。池内装有沙砾和人工土等基质。 (4)沙砾和人工土的组成和厚度 Ⅰ沙砾层由不同粒径沙砾组成,一般分为3~4层,沙砾采用多孔、比表面积大的无机基质。 Ⅱ人工土的选配 土壤中存在种类繁多,数量庞大的各种细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物等,是维持土壤、完成生态系统功能中物质和能量转化不可缺少的组成部分,它们是土壤生态系统中物质和能量循环的分解者和转化者。因此,人工土应选择沙、高肥力的耕层壤质土和草炭为原料。人工土的厚度一般为10~20cm。 3.技术特点 该处理系统工艺流程简单,出水水质好,抗冲击能力强,无需采用人工曝气、污泥回流、混合搅拌等措施,也就不存在大型的处理机械和复杂的操作控制系统,所以运行工作极为简单,不需要大量训练有素的操作管理人员,非常适宜目前我国农村迫切需要经济、高效、节能、技术先进可靠的污水处理工艺和技术。
❻ 污水中总氮怎么去除
1、 总氮元素主要氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮以及氮氧化合物组成,其中氨氮内主要来自容于氨水以及诸如氯化铵等无机物。如果浓度低情况,降解氨氮,总氮也会随之降低。废水中含有有机氮,有机氮大多通过微生物去除。在转化中,主要包括氨化、硝化和反硝化三个阶段。
2、 微生物法,例如活性污泥法、(甘度)反硝化菌等等。
3、厌氧池池或者缺氧池去除总氮:反硝化反应中迅速产生硝酸还原酶和亚硝酸还原酶将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气(N2)或一氧化二氮(N2O),达到净化污水的目的。
总氮去除找甘度……
❼ 工业废水中氨如何去除
工业废水去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。具体方法如下:
折点氯化法去除氨氮:折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
选择性离子交换化去除氨氮:离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,成本低,对NH4+有很强的选择性。该工艺具有较高的氨氮去除率和稳定性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点,适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。
空气吹脱法与汽提法去除氨氮:空气吹脱法是将废水与气体接触,将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收氨,直接排放到大气中,造成大气污染。汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收:用硫酸吸收作为肥料使用;冷凝为1%的氨溶液。
生物法去除氨氮:生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%~95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大,低温时效率低。常见的生物脱氮流程可以分为3类:多级污泥系统、单级污泥系统、生物膜系统。
化学沉淀法去除氨氮:化学沉淀法是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料,在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。利用化学沉淀法,可使废水中氨氮作为肥料得以回收。
❽ 收集填埋场的垃圾渗滤液的工艺流程
1、预处理系统。来自填埋场的渗滤液经收集后进人调节池,经回灌处理后提升至袋式过滤器,去除较大的颗粒物。2、MBR系统。渗滤液经预处理后进入MBR系统,MBR是一种分体式膜生化反应器,垃圾渗滤液处理设备包括生化反应器和超滤UF两个单元。生化反应器包括前置式反硝化和硝化两部分,在硝化池中,通过高活性的好氧微生物作用,降解大部分有机物。氨氮一部分通过生物合成去除、大部分在驯化产生的高效的硝化菌的作用下转变成为硝酸盐和亚硝酸盐,回流到反硝化池,在缺氧环境中还原成氮气排出,达到生物脱氮的目的。3、纳滤及反渗透系统。MBR出水进入纳滤系统,进一步分离难降解较大分子有机物和部分氨氮,同时进一步进行脱盐处理,纳滤系统的核心是在通过抗污染浓缩分离膜(卷式有机复合膜),在13bar左右的压力下对污水进行浓缩分离。反渗透同样采用浓水内循环二段式系统,回收率保证在8o%以上,出水COD去除率在80%左右。4、剩余污泥、浓缩液处理系统。系统运行中会产生一定量的剩余污泥和浓缩液,为避免引起二次污染,需对其进行无害化处理。剩余污泥定期定量排人污泥池,上清液回流至调节池,污泥经污泥泵回罐填埋场处理。纳滤、反渗透系统产生的浓缩液收集进入浓缩液池,通过液位控制浓缩液回灌泵进行回灌填埋区处理。
❾ 渗滤法总的容量
渗滤法总的容量
读] 污水土壤渗滤就地处理系统由预处理系统和土壤渗滤两部分组合而成,在国内这种污水处理系统的研究始于20 世纪80 年代初,主要任务是通过利用自然生态系统的功能,发展低成本、低能耗的生活污水土地处理技术。
上海东硕环保科技股份有限公司 上海 200233
技术原理和背景:
污水土壤渗滤就地处理系统由预处理系统和土壤渗滤两部分组合而成,在国内这种污水处理系统的研究始于20 世纪80 年代初,主要任务是通过利用自然生态系统的功能,发展低成本、低能耗的生活污水土地处理技术。
土壤渗滤法特别适用于污水管网不完备的地区,是一项处理分散排放生活污水的实用技术。在某小区长达6年的运行结果说明:该系统对生活污水中的有机物和氮、磷等具有较高和稳定的去除效果,CODCr去除率>80%,BOD5去除率>90%,NH3-N去除率>90%,TP去除率>98%。
基本原理:污水土壤渗滤就地处理系统是基于生态原理基础上,揉进现代的厌氧、好氧的污水处理技术,而形成的一种生态工程水处理技术。其基本原理是生活污水经过预处理工艺处理后,经提升泵提升流入各土壤渗滤管中,管中流出的污水均匀地向土壤渗滤层渗滤,经过一系列物理、化学和生物降解等过程得到净化,出水经集水管收集后排放。
在土壤-微生物-植物系统的综合净化功能作用下,使水与污染物分离,水被渗滤并通过集水管道收集,污染物通过物化吸附被截留在土壤中,碳和氮由于厌氧及好氧过程,一部分被分解成为无机碳、氮留在土壤中,一部分变成氮气和二氧化碳逸散在空气中,磷则被土壤物理化学吸附,截留在土壤中,为草坪或者其它植物所利用。
土壤对污水的净化作用是一个十分复杂的综合过程,土壤的净化过程既包括物理、化学和生物的作用;又包括物理化学和生物化学的作用,即有土壤的卖裂过滤、截留、渗透、物理吸附、化学吸附、化学分解、中和、生物氧化以及微生物及植物的摄取等过程。
图1 土壤渗滤工艺原理图
生化作用:土壤微生物的生物降解、转化及固定作用土壤为细菌、放线菌、真菌、藻类及原生动物等提供了适宜的生活环境,它们不断的进行各种代谢活动,维持土壤环境内以及土壤与其它环境介质之间的物质循环。土壤中的有机质及土壤水可以作为微生物所需的碳源和水分来源。在土地渗滤系统中,废水中的有机污染物进入环境后,无疑可增大土壤的有机碳来源,导致土壤微生物加速繁殖,使有机质降解同化作用大大加快,废水中的大部分有机污染物在几天之内可被去除。在土壤环境中,微生物不仅通过其异养化过程降解污染物,还可分泌胞外酶等进入周边环境,这些胞外酶可以作为催化剂诱导生化反应的发生。当然,废水中的有毒有害物质超过一定浓度时会对土壤微生物产生不良的毒理反应,导致微生物死亡。因此,在土地处理系统设计过程中必须控制污染物负荷率,保证任何一种单一污染物浓度不超过对微生物引起毒害作用的阀值。在某些情况下,污染物会引起土壤微生物种类和数量的下降,一些对污染物毒性敏感的种类将会被扰配态淘汰。但那些适合这些污染物的种类将加速生长和繁殖,形成系统中的优势种类。其它一些种类则可经一个时期的适应过程或通过污染物诱导基因组成的变化适应新的环境。这是一个微生物生态系缓源统在人为胁迫作用下的“ 自然选择” 过程。经过这个适应过程后微生物降解将达到很高的速率,并对突然的大量污染物质负荷的冲击具有较强的缓冲能力。
植物的吸收、转化、降解与合成:在植物生长季节,土壤中植物根系活动非常活跃。一方面,植物通过根系吸收土壤及废水中的水分和N、P 等营养元素,作为构造植物体所需物质,一些非植物生长必需物质如金属离子和部分有机物也可以随植物体蒸腾拉力被植物吸收并积累。通过这一过程可以去除废水中大量的营养型污染物和部分有机物。另一方面,由于土壤土质疏松及植物根系的传导作用,具有充分的氧气,同时根系所分泌的酶、氨基酸等为微生物的生存提供了必要的养分,因此为污染物的降解提供了有利条件。根系分泌物中的酶还可以为废水中污染物的转化与固定提供催化机制,加速其降解及固定速率。
物理化学作用:土壤胶体与腐殖质表面具有负电性吸附位点,可以以不同能级水平的吸引力吸附不同价态的阳离子。这种吸附是一个动态的可逆过程,根据周边环境中离子浓度的变化可以不断进行离子交换。在正常中性土壤中,主要吸附离子为Ca2+、Mg2+、K+ 和Na+;在酸性土壤中,H+和Al3+占据大量吸附位点,而在碱性土壤中,Na+为主要吸附离子。通常状况下,吸附离子与游离态离子数量保持动态平衡。但废水中离子进入土壤后,这种动态平衡将被破坏,一些吸附能力较弱的离子将被取代,产生离子的净转移。
土壤的机械阻留及物化阻留作用:土壤颗粒间的孔隙具有截留、滤除水中悬浮颗粒的性能。污水流经土壤,悬浮物被截留,污水得到净化。影响土壤物理过滤净化效果的因素有土壤颗粒的大小、颗粒间孔隙的形状和大小、孔隙的分布及污水中悬浮颗粒的性质、多少、大小等。在非极性分子之间的范德华力的作用下,土壤中粘土矿物颗粒能够吸附土壤中的中性分子。污水中的部分重金属离子在土壤胶体表面,因阳离子交换作用而被置换吸附并生成难溶性的物质被固定在矿物的晶体中。金属离子与土壤中的无机胶体和有机胶体颗粒,由于螯合作用而形成螯合化合物;有机物与无机物的复合化合而生成复合物;重金属离子与土壤颗粒之间进行阳离子交换而被置换吸附;某些有机物与土壤中重金属生成可吸性螯合物而固定在土壤矿物的晶体中。
污染物的去除途径:
BOD 的去除:BOD 的去除机理包括土壤吸附和生物氧化作用。BOD 的去除基本上都在土壤表层进行的,微生物的生长和表层中形成的生物膜对污水中有机物的去除起主要作用,其主要反应为氧化反应。部分学者认为,在土壤渗滤过程中,有机物在渗流区内的去除机理主要是生物降解,吸附只是小部分。同时室内土壤渗滤模拟试验结果也表明,以参数DOC 表明的有机物通过降解作用可以减少50%~60%;有些学者还表明对于二级和三级进水(美国标准,相当于我国二、三级出水标准)而言,经过土壤渗滤处理系统的有机物出水浓度基本上是一致的,说明稳定的出水浓度并不依靠进水的浓度,土壤渗滤系统有很大的缓冲能力。
N的去除:生活污水中的氮以多种形式存在,主要由有机氮、铵态氮、硝酸态和亚硝酸态氮等。对于一般生活污水而言,通过土地处理和植物吸收,污水中硝态氮几乎可被全部去除。硝态氮在随渗水向下迁移时,可通过反硝化作用最终而变为氮气。反硝化作用和植物吸收是土地处理去除氮的主要途径。土壤渗滤对有机物和氨氮的去除可以不断地进行下去,土壤含水层相当于一个由好氧、缺氧、厌氧组合的生物反应器。有些学者认为氮在各种情况下都能够被有效的消化,但是即使为土壤渗滤系统提供反硝化后的进水,反硝化也不能自动进行,因此土壤渗滤适合处理反硝化出水,这样其出水总氮低于8mg/L,有机碳浓度低于6mg/L。虽然植物生长也需要一定的氮,但是由于植物吸收形成的总氮去除率一般不会超过20%。靠提高植物吸收的氮总量以提高系统的除氮能力其上升空间不大,为系统提供良好的硝化、反硝化条件才是提高地下渗滤系统除氮能力的根本出路。
P 的去除:土地处理系统中磷的去除主要通过土壤吸附固定与植物吸收实现,在土地处理系统中,土壤作为一个磷的储存库,对磷具有极大的吸附固定能力,污水中99%的磷可吸附而贮存于土壤中。土壤对磷的吸附容量与土壤所含的黏土成分与铝、铁、钙等金属离子数量以及土壤pH 值有关。一般说来,含有矿物质多并具有团粒结构的土壤对磷具有更大的吸附固定能力。地沟式污水土地处理系统除磷过程中BOD5/TP 和COD/TP 值都是有一定范围的,其中最佳范围分别为15~30和20~40。土壤渗滤法土地处理系统除磷工艺主要是在缺氧及厌氧过程条件下运行的,因此缺氧及厌氧过程中土壤微生物对基质的利用率是该工艺在低碳源情况下正常运行的主要因素,控制进水的BOD5/TP 和COD/TP 以及污水在土壤中的停留时间,是提高除磷的关键。
病原体的去除:土壤渗滤就地处理系统作为一种生态处理系统,除了对以上污染物的去除外,对某些微量元素和病原微生物也有一定的去除效果,病原体的去除通过土壤-植物系统的吸附、干燥、辐射、过滤、生物性吞噬等作用实现,其中慢速渗滤对病原体的去除最为有效。
❿ 垃圾渗滤液的处理工艺
比较选择
城市垃圾填埋场渗滤液的处理一直是填埋场设计、运行和管理中非常棘手的问题。渗滤液是液体在填埋场重力流动的产物,主要来源于降水和垃圾本身的内含水。由于液体在流动过程中有许多因素可能影响到渗滤液的性质,包括物理因素、化学因素以及生物因素等,所以渗滤液的性质在一个相当大的范围内变动。一般来说,其pH值在4~9之间,COD在2000~62000mg/L的范围内,BOD5从60~45000mg/L,重金属浓度和市政污水中重金属的浓度基本一致。城市垃圾填埋场渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水,若不加处理而直接排入环境,会造成严重的环境污染。以保护环境为目的,对渗滤液进行处理是必不可少的。
1 渗滤液处理工艺的现状
垃圾渗滤液的处理方法包括物理化学法和生物法。物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法,在COD为2000~4000?mg/L时,物化方法的COD去除率可达50%~87%。和生物处理相比,物化处理不受水质水量变动的影响,出水水质比较稳定,尤其是对BOD5/COD比值较低(0.07~0.20)难以生物处理的垃圾渗滤液,有较好的处理效果。但物化方法处理成本较高,不适于大水量垃圾渗滤液的处理,因此垃圾渗滤液主要是采用生物法。
生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定塘、生物转盘和滴滤池等。厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。
2 渗滤液处理介绍
垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点:BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高,微生物营养元素比例失调等。在渗滤液的处理方法中,将渗滤液与城市污水合并处理是最简便的方法。但是填埋场通常远离城镇,因此其渗滤液与城市污水合并处理有一定的具体困难,往往不得不自己单独处理。常用的处理方法如下。
2.1 好氧处理
用活性污泥法、氧化沟、好氧稳定塘、生物转盘等好氧法处理渗滤液都有成功的经验,好氧处理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,还可以去除另一些污染物质如铁、锰等金属。在好氧法中又以延时曝气法用得最多,还有曝气稳定塘和生物转盘(主要用以去除氮)。下面将分别予以介绍。
2.1.1 活性污泥法
2.1.1.1 传统活性污泥法
渗滤液可用生物法、化学絮凝、炭吸附、膜过滤、脂吸附、气提等方法单独或联合处理,其中活性污泥法因其费用低、效率高而得到最广泛的应用。美国和德国的几个活性污泥法污水处理厂的运行结果表明,通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,活性污泥法可以获得令人满意的垃圾渗滤液处理效果。例如美国宾州Fall Township污水处理厂,其垃圾渗滤液进水的CODCr为6000~21000mg/L,BOD5为?3000~13000mg/L,氨氮为200~2000mg/L。曝气池的污泥浓度(MLVSS)为6000~12000mg/L,是一般污泥浓度的3~6倍。在体积有机负荷为1.87kgBOD5/(m3·d)时,F/M为0.15~0.31kgBOD5/(kgMLSS·d),BOD5 的去除率为97%;在体积有机负荷为0.3kgBOD5/(m3·d)时,F/M为0.03~0.05kg BOD5/(kgMLSS·d),BOD5的去除率为92%。该厂的数据说明,只要适当提高活性污泥法浓度,使F/M在0.03~0.31kgBOD5/(kgMLSS·d)之间(不宜再高),采用活性污泥法能够有效地处理垃圾渗滤液。
许多学者也发现活性污泥能去除渗滤液中99%的BOD5,80%以上的有机碳能被活性污泥去除,即使进水中有机碳高达1000mg/L,污泥生物相也能很快适应并起降解作用。在低负荷下运行的活性污泥系统,能去除渗滤液中80%~90%的COD,出水BOD5<20mg/L。对于COD? 4000~13000?mg/L、BOD51600~11000mg/L、NH3-N 87~590mg/L的渗滤液,混合式好氧活性污泥法对COD的去除率可稳定在90%以上。众多实际运行的垃圾渗滤液处理系统表明,活性污泥法比化学氧化法等其它方法的处理效果更佳。
2.1.1.2 低氧好氧活性污泥法
低氧?好氧活性污泥法及SBR法等改进型活性污泥流程,因其具有能维持较高运转负荷,耗时短等特点,比常规活性污泥法更有效。同济大学徐迪民等用低氧?好氧活性污泥法处理垃圾填埋场渗滤液,试验证明:在控制运行条件下,垃圾填埋场渗滤液通过低氧?好氧活性污泥法处理,效果卓越。最终出水的平均CODCr、BOD5、SS分别从原来的?6466? mg/L、3502?mg/L以及239.6mg/L相应降低到CODCr<300mg/L、BOD5<50mg/L(平均为13.3mg/L)以及SS<100mg/L(平均为27.8mg/L)。总去除率分别为CODCr 96.4%、BOD5 99.6%、SS 83.4%。
处理后的出水若进一步用碱式氯化铝进行化学混凝处理,可使出水的CODCr下降到1 00mg/L以下。
两段法处理渗滤液的氮、磷也均较一般生物法为佳。磷的平均去除率为90.5%;氮的平均去除率为67.5%。此外该法运行弥补厌氧?好氧两段生物处理法第一段形成NH3-N较多,导致第二段难以进行和两次好氧处理历时太长的不足。
2.1.1.3 物化活性污泥复合处理系统
由于渗滤水中难以降解的高分子化合物所占的比例高,存在的重金属产生的抑制作用,所以常用生物法和物理?化学法相结合的复合系统来处理垃圾渗滤液。对于BOD5?1500m g/L、Cl-800mg/L、硬度(以CaCO3计)800mg/L、总铁600mg/L、有机氮100mg/L、TSS 300mg/L、 SO2-4300mg/L的渗滤液,有学者采用该方法进行处理,发现效果很好,其BOD5 、COD、NH3-N、Fe的去除率分别达99%、95%、90%、99.2%。该系统中的进水通过调节池后,可以避免毒性物质出现瞬时的高浓度而对活性污泥生物产生抑制作用;在澄清池中加入石灰,可去除重金属和部分有机质;气提池(进行曝气,温度低时加入NaOH)能去除进水NH3-N的50%,从而使NH3的浓度处于抑制水平之下;由于废水中磷被加入的石灰所沉淀,且 pH值过高,因而需添加磷和酸性物质;活性污泥系统可以串联或并联使用,运行时可通过调节回流污泥比来选用常规法或延时曝气法处理,具有较大的操作灵活性。
2.1.2 曝气稳定塘
与活性污泥法相比,曝气稳定塘体积大,有机负荷低,尽管降解进度较慢,但由于其工程简单,在土地不贵的地区,是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。美国、加拿大、英国、澳大利亚和德国的小试、中试及生产规模的研究都表明,采用曝气稳定塘能获得较好的垃圾渗滤液处理效果。
例如英国在Bryn Posteg Landfill投资60000英镑建立一座1000m3的曝气氧化塘,设2台表面曝气装置,最小水力停留时间为10d,氧化塘出水经沉淀后流经3km长的管道入城市下水道。此系统1983年开始运行,渗滤液最大CODCr为24000mg/L,最大BOD5为?10000?mg/L,F/M=0.05~0.3kgCOD/(kgMLSS·d),水量变化范围0~150m3/d,出水BOD5平均为 24mg/L,但偶然有超过50mg/L的时候,COD去除率达97%,但在运行过程中需投加P,考虑到日常运行费用,投资偿还及其利息,与渗滤液直接排至市政管网相比,每年可节约750英镑。
英国水研究中心(Water Research Center)对东南部New Park Landfill的CODCr> 15000mg/L的渗滤液也做了曝气稳定塘的中试,当负荷为0.28~0.32kgCOD/(kgMLSS·d)或者说为0.04~0.64kgCOD/(kgMLSS·d),泥龄为10d时,COD和BOD5去除率分别为98%和91%以上。在运行过程中也需要投加磷酸。?
2.1.3 生物膜法
与活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点,而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物,如硝化菌之类。加拿大British Columbia大学的C.Peddie和J.Atwater用直径0.9m的生物转盘处理CODCr<?1 000?mg/L,NH3-N<50m g/L的弱性渗滤液,其出水BOD5<25mg/L,当温度回升,微生物的硝化能力随即恢复。但是应当指出,这种渗滤液的性质与城市污水相近,对于较强的渗滤液此方法是否适用还待研究。?
2.2 厌氧生物处理
厌氧生物处理的有目的运用已有近百年的历史。但直到近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,不断开发出新的厌氧处理工艺,克服了传统工艺的水力停留时间长,有机负荷低等特点,使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度(BOD5 ≥2000?mg/L)有机废水方面取得了良好效果。
厌氧生物处理有许多优点,最主要的是能耗少,操作简单,因此投资及运行费用低廉,而且由于产生的剩余污泥量少,所需的营养物质也少,如其BOD5/P只需为4000∶1,虽然渗滤液中P的含量通常少于1mg/L,但仍能满足微生物对P的要求。用普通的厌氧硝化,35℃ 、负荷为1kgCOD/(m3·d),停留时间10d,渗滤液中COD去除率可达90%。
开发的厌氧生物处理方法有:厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床反应器及分段厌氧硝化等。
2.2.1 厌氧生物滤池
厌氧滤池适于处理溶解性有机物,加拿大Halifax Highway101填埋场渗滤液平均COD为12850mg/L、BOD5/COD为0.7,pH为5.6。将此渗滤液先经石灰水调节至pH=7.8,沉淀1h后进厌氧滤池(此工序还起到去除Zn等重金属的作用),当负荷为4kgCOD/(m3·d)时,COD去除率可达92%以上;当负荷再增加时,其去除率急剧下降。
加拿大Toronto大学的J.G.Henry等也在室温条件下成功地用厌氧滤池分别处理年龄为1.5 年和8年的填埋场渗滤液,它们的COD各为14000mg/L和4000?mg/L,BOD5/COD各为0.7和0.5,当负荷为1.26~1.45kgCOD/(m3·d),水力停留时间为24~96h时,COD去除率均可达90%以上。当负荷再增加,其去除率也急剧下降。由此可见,虽然厌氧滤池处理高浓度有机污水时负荷可达5~20kgCOD/(m3·d),但对于渗滤液其负荷必须保持较低水平才能得到理想的处理效果。
2.2.2 上向流式厌氧污泥床
英国的水研究中心报道用上向流式厌氧污泥床(UASB)处理COD>10000mg/L的渗滤液,当负荷为3.6~19.7kgCOD/(m3·d),平均泥龄为1.0~4.3d,温度为30℃时COD和BOD5的去除率各为82%和85%,它们的负荷比厌氧滤池要大得多。
在厌氧分解时,有机氮转为氨氮,且存在NH4+?NH3+H?+反应。若pH>7时,平衡中的NH3占优势,可用吹脱法去除。但厌氧分解时pH近似等于7,因此出水中可能含有较多的NH4+,将会消耗接纳水体的溶解氧。
2.3 厌氧与好氧的结合方式
虽然实践已经证明厌氧生物法对高浓度有机废水处理的有效性,但单独采用厌氧法处理渗滤液也很少见。对高浓度的垃圾渗滤液采用厌氧好氧处理工艺既经济合理,处理效率又高。COD和BOD的去除率分别达86.8%和97.2%。
2.3.1 厌氧?好氧生物氧化工艺(厌氧硝化和生物氧化塘)
西南师大生物系对pH为8.0~8.6,COD为16124mg/L,BOD5为214~406mg/L、NH3- N为475mg/L的渗滤液采用厌氧好氧生物化学法处理,取得出水pH为7.1~7.9,COD为170.33~314.8mg/L,BOD5为91.4mg/L、NH3-N为29.1mg/L的良好效果。
2.3.2 厌氧?氧化沟?兼性塘工艺
下面结合广州市李坑垃圾填埋场作以下说明及分析。李坑垃圾填埋场污水处理厂按流量300m3/d设计,进水BOD5为2500mg/L、CODCr为4000mg/L、NH3-N 为?1000mg/L、SS为600mg/L、色度为1000倍;出水BOD5为30mg/L、CODCr为80mg/L 、NH3-N为10mg/L、SS为70mg/L、色度为40倍。选用工艺流程为:厌氧氧化沟兼性塘絮凝沉淀。当进水水质较好,兼性塘出水达标时,即可直接将兼性塘水向外排放;而当进水水质较差,兼性塘出水达不到排放标准时,则启用混凝沉淀系统,再排放沉淀池上清液。
从该套工艺的运行情况来看,当进水的COD较高时,出水水质良好;一旦COD 降低,特别是冬季低温少雨,COD降低到不利于生化处理时,出水各水质成分均偏高难以达标,出水呈棕褐色,尽管启用絮凝沉淀系统,效果仍不理想。由此可见,对于渗滤液的色度和NH3-N的有效去除,对生化处理将产生有利影响。
2.3.3 厌氧?气浮?好氧工艺
大田山垃圾卫生填埋场渗滤液处理采用的是此工艺。根据广州市环境卫生研究所对类似垃圾填埋场渗滤液检测资料及模拟试验,结合本场实际情况定出渗滤液污水处理设计参数。进水水质CODCr为8000mg/L、BOD5为5000mg/L、SS为700mg/L、pH值为7.5 ;出水水质CODCr为100mg/L、BOD5为60mg/L、SS为500mg/L、pH值为6.5~7.5。?针对该场远离市区的特点,为便于管理和节省能耗,经比较后选用厌氧和好氧联合处理工艺。厌氧段为上向流式厌氧污泥床反应器,好氧段为生物接触氧化法,加化学混凝沉淀和生物氧化塘,净化处理达标后排放。剩余污泥经浓缩后送回填埋场处理。
考虑到渗滤液水质变幅较大的特点,在厌氧段后加入气浮工艺,提高处理能力以应付进水水质偏高的情况。
2.3.4 UASB?氧化沟稳定塘
福州市于1995年建成全国最大的现代化的城市垃圾综合处理场--福州市红庙岭垃圾卫生填埋场。处理垃圾渗滤液水量为1000m3/d;垃圾渗滤液水质(入口)为CODCr为 8000mg/L、BOD5为5500mg/L;处理水质要求(出口)为CODCr去除率95%、 BOD5去除率97%。
设计采用上向流式厌氧污泥床?奥贝尔氧化沟?稳定塘工艺流程。垃圾填埋场的垃圾渗滤液集中到贮存库,依靠库址的较高地形,自流到集水池、格栅,经巴式计量槽计量后,靠势能流至配水池,再依靠静水头压至上向流式厌氧污泥床。经厌氧处理后的污水流至一沉池进行固液分离,上清液自流到奥贝尔氧化沟,沉淀污泥靠重力排至污泥池,污泥定期用罐车送到垃圾填埋场或堆肥利用。
污水在奥贝尔氧化沟进行好氧生化处理,奥贝尔氧化沟采用三沟式A/O工艺,具有先进的污水脱氮处理效果。该工艺突出的优点是在第一沟中既能对氨氮进行硝化,又能以BOD为碳源对硝酸盐进行反硝化,总氮去除率可达80%,由于利用了污水中BOD作碳源,导致污水中的 BOD5被去除,减少了污水中的需氧量。为了提高氧化沟脱氮效果,把第三沟的出水用潜水泵再抽至第一沟进行内回流,在第一沟中进行反硝化。
经氧化沟处理的污水流入二沉池进行固液分离,澄清水自流至稳定塘进行生物处理。二沉池的剩余污泥靠重力排至浓缩池。浓缩池中的上清液回流至氧化沟处理,其浓缩后的污泥用潜水泵抽至罐车输送到垃圾填埋场填埋,或进行堆肥处理。?
2.4 土地处理
土地处理法亦即土壤灌溉法,是人类最早采用的污水处理法,但是土地处理系统的应用多见于城市污水处理。对于渗滤液的处理方法,将渗滤液收集起来,通过喷灌使之回流到填埋场。循环填埋场的渗滤液由于增加垃圾湿度,从而提高了生物活性,加速甲烷生产和废物分解。其次由于喷灌中的蒸发作用,使渗滤液体积减小,有利于废水处理系统的运转,且可节约能源费用。北英格兰的Seamer Carr垃圾填埋场,有一部分采用渗滤液再循环,20个月后再循环区渗滤液的COD值降低较多,金属浓度有较大幅度下降,而NH3 -N、Cl-浓度变化较小。说明金属浓度的下降不仅是由于稀释作用引起的,也可能是垃圾中无机成分对其吸附造成的。
由于再循环渗滤液具有诸多优点,所以设计填埋场时顶部不要全部封闭,而应设立规则性排列的沟道以免对周围水源的污染。低浓度渗滤液不能直接排放,因NH3-N、Cl-浓度仍较高,温度较低季节,蒸发少,生物活性弱,再循环渗滤液的效果有待进一步研究。
2.5 硝化和反硝化
老的填埋场往往处于甲烷发酵阶段,其渗滤液中氨氮含量较高,通常为100~1000mg /L。去除氨氮主要有两种方法:一是硝化和反硝化;另一种是提高pH值至9以上,再用空气吹脱。Robinson和Maris将年龄为20年的填埋场渗滤液在温度为10℃,泥龄为60d的条件下曝气(实际上此与氧化塘运行条件相仿),可完全硝化。其它用生物转盘等好氧方法也都取得了成功,因此普遍认为渗滤液的硝化是不成问题的。
常见的处理工艺:
(1)硝化/反硝化系统+MBR+RO
硝化/反硝化工艺是针对氨氮去除的生化处理方法,经硝化段和反硝化段的联合作用,实现对COD和氨氮的同时彻底去除,出水通过MBR泥水分离和RO对离子的深度截留最终达到国家排放标准。
(2)两级反渗透工艺(或两级DTRO工艺或全膜法处理工艺)
该工艺为纯物理的处理方法,占地面积较小,施工和调试周期短,但很容易造成污染物质的富集,很难实现出水长期稳定达标,且一次性投资和运行费用很高。
(3)絮凝沉淀+硝化/反硝化系统+MBR+NF+RO
采用该工艺大多做成集成设备,前端增加化学法进行预处理,工艺路线较长,增加整体的控制难度,集成设备对水质水量波动适应能力差,很容易出现池容偏小,生化效果差的问题。
(4)中温厌氧系统+硝化/反硝化+MBR+RO
对高浓度COD去除效果较好,常应用在垃圾焚烧厂、垃圾中转站等新鲜垃圾渗滤液的处理中,该工艺对进水的稳定性要求很高,且厌氧系统要保持35°C,投资和运行成本高。
2.6 英Rochem's反渗透处理厂
在英国垃圾渗滤液处理厂使用Rochem's专利圆盘管反渗透系统对初级渗滤液进行处理。这种处理技术是由南亨伯赛德郡温特顿填埋场所设计和生产的Rochem's离析膜系统。
这个系统的心脏是Rochem's专利圆盘管。这个圆柱体的组成包括板片、八角型钢和一个圆管内的耐磨膜垫层,它能处理那些快速堵塞普通的反渗透膜系统的渗滤液。在膜的压力下渗滤液进入Rochem's处理系统进行曝气和pH校正。当含有污染物的渗滤液流经圆柱体内膜表面时,渗滤液中的污染物质由于反渗透作用而分离出来并经膜排出。整个系统清理的操作是自动化的,当需要对该系统进行化学清洗时,控制指示器就会显示出信息来,同时自动清洗系统就会用已经程式化的化学制剂对该系统进行内部清洗,使其恢复到最初的功能。因为渗滤液在封闭情况下,在膜的表面形成湍流,减少氧化,产生恶臭,所以到一定时间要进行内部清洗,但这种清洗的间隔时间较长,Rochem's 离析膜系统能够去除重金属、固体悬浮物、氨氮和有害的难降解的有机物,处理后的水满足严格的排放标准。
德国的Ihlenbery填埋场安装投入使用的Rochem's处理系统,其处理能力的污水量为50m3/h,水的回收率为90%。
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3 处理工艺的分析比较
与好氧方法相比,厌氧生物处理具有以下优点。
(1)好氧方法需消耗能量(空气压缩机、转刷等),而厌氧处理却可产生能量(产生甲烷气) 。COD浓度越高,好氧方法耗能越多;厌氧方法产能越多,两者的差异就越明显。
(2)厌氧处理时有机物转化成污泥的比例(0.1kgMLSS/kgCODCr)远小于好氧处理的比例(0.5kgMLSS/kgCODCr),因此污泥处理和处置的费用大为降低。
(3)厌氧处理时污泥的生长量小,对无机营养元素的要求远低于好氧处理,因此适于处理磷含量比较低的垃圾渗滤液。
(4)根据报道,许多在好氧条件下难于处理的卤素有机物在厌氧时可以被生物降解。
(5)厌氧处理的有机负荷高,占地面积比较小。
但是,厌氧处理出水中的COD浓度和氨氮浓度仍比较高,溶解氧很低,不宜直接排放到河流或湖泊中,一般需要进行后续的好氧处理。另外,世界上大多数垃圾渗滤液多是偏酸性的 (pH值一般在5.5~7.0)。pH在7以下,产甲烷菌将会受到抑制甚至死亡,不利于厌氧处理,而好氧处理对pH的要求就没有这么严格。再者,厌氧处理的最适温度是35℃,低于这个温度时,处理效率迅速降低。比较而言,好氧处理对温度要求不高,在冬季时即使不控制水温,仍能达到较好的出水水质。
鉴于以上原因,对COD浓度在50 000mg/L以上的高浓度垃圾渗滤液建议采用厌氧方法 (后接好氧处理)进行处理,对COD浓度在5 000mg/L以下的垃圾渗滤液建议采用好氧生物处理法。对于COD在5 000~50 000mg/L之间的垃圾渗滤液,好氧或厌氧方法均可,选择工艺时主要考虑其它因素。
4 结论和建议
通过对上述几种处理方法及处理工艺的分析比较可得以下结论,并提出水质、水量等方面的建议和意见:
(1)垃圾渗滤液具有成分复杂,水质水量变化巨大,有机物和氨氮浓度高,微生物营养元素比例失调等特点,因此在选择垃圾渗滤液生物处理工艺时,必须详细测定垃圾渗滤液的各种成分,分析其特点,以便采取相应的对策。还应通过小试和中试,取得可靠优化的工艺参数,以获得理想的处理效果。
(2)多种方法应用于渗滤液的处理是可行的。在有条件的地方修筑生物塘,同时采用水生植物系统处理渗滤液,不仅投资省,而且运行费用低。土地处理也受到人们的重视,但在渗滤液的处理中选用尚少。生物膜法和活性污泥法有成熟的运行管理经验,结合采用厌氧好氧工艺生物处理渗滤液较多。但修建专用的渗滤液处理厂投资大,运行管理费用高,而且随着填埋场的关闭,最终使水处理设施报废,故应慎重选用。
(3)我国真正能满足卫生填埋标准的填埋场并不多,许多填埋场因为投资所限无法按设计要求建造能达到环境保护要求的渗滤液收集系统。因此,宜发展投资省,效果好的渗滤液处理技术。垃圾填埋场渗滤液向填埋场回灌,利用土地吸附,土壤生物降解及垃圾填埋层的厌氧滤床作用使渗滤液降解,具有投资省、效果好,无需专门处理设施投资等特点。而且渗滤液的回灌可使垃圾保持湿润,加速填埋场的稳定。回灌法采用较少,可作深入研究,以明确回灌法的使用条件,处理效率及回灌处理的工程设计参数。
(4)对垃圾填埋场渗滤液进行处理是问题的一个方面,另一方面应当考虑减少渗滤液产生量。宜发展可减少渗滤液产生量的填埋技术,如好氧填埋或准好氧填埋。
(5)对垃圾渗滤液的处理,我国尚处于研究探索阶段,为了建设标准化的城市垃圾卫生填埋场,对其渗滤液的处理应作更深入的研究。