生物接触氧化法（共10篇）
生物接触氧化法 篇1
人类所用淡水均来自大气降水,但时空分布极不均匀,长期以来,人们按“开采—使用—排放”的方式使用水资源。当经济和社会不发达时,排入水体的总污染量较小,能被水体所稀释自净,使人们产生了水有用之不尽的错觉。但随着人口的不断增加和工农业的迅速发展,对水的需求量与日俱增,城市污水的排放量也相应增加,加上水资源的分布不均和周期性干旱,使水资源紧缺和水环境污染成为全世界的主要危机。
建筑污水处理中水回用设施是指民用建筑物或建筑小区内使用后的各种排水如生活排水、冷却水及雨水等经过适当处理后,回用于建筑物或建筑小区内,作为杂用水的供水设施,包括水处理、集水、供水等设施。建筑中水使污、废水处理后回用,既可节约用水,又使污水无害化、资源化,起到保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要作用,有明显的社会环境效益。
以下通过对广东某住宅小区选用生物接触氧化法+接触消毒组合污水处理工艺的实践应用,介绍其基本情况和处理工艺,对处理效果进行后评价,并展望中水回用存在的问题。
1 工程概况
小区有8层建筑共30栋, 总居住人口约5 000人,至2007年6月基本全部入住,小区污水处理设施运行至今满一年。该住宅小区每日平均污水量120 t,全年43 800 t,污水首要污染物为粪大肠菌群,每天即有数十亿个以上,各污染物年产生量分别为COD 12.9 t,SS 10.7 t, BOD5 5.2 t。经生化处理后产生的污泥量每年3 t。表1为选用生物接触氧化法+接触消毒组合处理工艺处理前后监测结果。
出水各项指标均优于国家标准,对CODcr去除率可高达94%,BOD5去除率92.3%,出水水质稳定。污水处理设施现日处理污水量120 t,能满足主体工程的需要。污水经生化、消毒处理后,各项指标均达到设计要求,并达到国家污水综合排放标准。证明工艺合理有效,成熟可靠,设备第一年投运率达97.5%。
2 工艺选用
小型污水处理的不同工艺各有优缺点。各个国家分别有不同的主导工艺,新型合成材料的出现,促进了以此作为填料的生物接触氧化的发展。生物接触氧化技术是我国小型污水处理的主要工艺。东莞市珠江花园小区污水治理工程、盐城市毓龙小区污水治理工程、山西省洛安矿物局五阳煤矿工人新村生活污水治理工程以及北京西客站建筑中水工程都利用了生物接触氧化技术[1]。本小区采用的接触氧化+接触消毒法工艺流程如图1所示。
其中重要的设施接触氧化池采用矩形钢筋混凝土结构,内设PE半软性填料,有效容积160 m3。COD填料体积负荷4.3 kgCOD/(m3·d),BOD5填料体积负荷2.2 kgBOD5/(m3·d)。采用清华同方生产的导流式机械曝气机2台,一用一备。单台溶氧量16 kgO2/h,配套电机8 kW,工程运行时采用阶段曝气。
3 后评价
3.1 工程投资
工程总投资为32.7万元,其中土建费用为21万元,设备、设计及调试等其他费用为11.7万元。占地230 m2未计入投资费用。
3.2 处理成本
处理成本包括电费、药剂费。1)电费:系统总装机容量7.95 kW,运行功率为4.65 kW,电费按0.75元/度计,每吨水耗电费为0.69元/m3。2)药品费:工程所用的二氧化氯是用二氧化氯发生器制取(以氯酸钠和盐酸为原料),药剂费0.15元/m3,则总处理费为0.84元/m3。3)人员编制:由于本工程基本无需人员操作,实行一天三班,每班一人,主要工作为检查各机械设备的运行情况,由小区水电工竣工培训后负责,不用单独设岗。
3.3 经济和环境效益分析
污水处理设施的建成并投入使用,不仅大幅减少了污染物的排放量,而且减少了自来水的使用量,其处理出水完全满足回用要求,如用于草坪浇灌、洗车、冲厕等。污水处理站直接运营支出费用加设备折旧费约为3 524元/月,其正常运行后,如水价为2元/m3,可处理污水若全部回用80%(96 m3/d),则可节约水费5 760元/月,节支相抵还盈余2 236元/月,即使仅回用处理水量的50%,其节约的水费开支也可基本与运营成本和折旧抵冲。此外,经处理后,每年可少向环境排放污染负荷为:COD 12.1 t, SS 10.5 t, BOD5 4.8 t,污水处理达标后还可免除环保部分的超标排污费,不仅可以有效地控制点源污染,还能实现污水的资源化。
综上所述,该污水处理站的建设和运行不仅具有良好的环境社会效益,运行得好还有一定的经济效益。必须注意的是生化处理后的含菌污泥,必须切实落实好灭菌措施和利用途径, 杜绝二次污染。
4中水回用存在的问题
目前,我国建筑中水回用仍然存在的问题较多,如有些工艺、设备不过关,达不到预想效果,在水源相对充裕的南方地区,中水回用在实际工程中有时不比使用城市给水更经济。很多人对中水的卫生性、安全性等存有顾虑,在感情上无法接受中水,从而影响了其普及。另外,目前建筑中水回用执行的是现行的《生活杂用水水质标准》。该标准中总大肠菌群的要求与《生活饮用水卫生标准》相同,比发达国家的回用水标准及我国适用于游泳区的Ⅲ类水质标准还严格。这样就导致两个问题:1)许多现有中水工程根本达不到该标准;2)由于达标具有一定难度,限制了中水工程的推广和普及[2]。
我们在加大成熟和运行良好工艺和设备的研发和推广的同时,要更新观念,认识到回用水是有价值的水资源。水用完之后不再抛掉而是对其进行合理的处理得到回用即二次使用,这样就会减少对高质量淡水水源的需求。水的回用提高了供水的可靠性,只用较少的淡水就能满足人类更大的需求,从而减轻了人类生存对世界水环境造成的影响。旧的“一次使用然后排放”的方法转换成新的可持续的“保护、合理使用和再循环使用”的节约水的方法将造福于整个世界。政府有关部门要尽快制定中水回用指标的适宜限值并颁布实施,以降低中水工程的投资和处理成本。
摘要：指出城市生活小区小型污水处理设施作为投资省、见效快的方法在当前具有重要意义,着重探讨了生物接触氧化法污水处理的应用和效益,并对我国小型污水处理设施的建设谈了几点看法。
关键词：生活小区,生物接触氧化法,中水回用,后评价
参考文献
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生物接触氧化法 篇2
摘要：本文以靖安某中学生活废水处理工程为例.针对该学校生活污水水量、水质特点及排放特征,选定以生物接触氧化法为主的工艺流程作为污水处理的有效方法;确定了各处理建(构)筑物的`尺寸并通过技术经济分析验证了该工艺的可行性.作 者：揭春生 王嵘 作者单位：揭春生(江西省贵溪市环境监测站,江西,贵溪,335400)
王嵘(江西农业大学国土资源与环境学院,江西,南昌,330045)
生物接触氧化法 篇3
【关键词】水解酸化-接触氧化法；印染废水；优势
0.引言
印染废水具有污染物浓度高、成份复杂、水质多变的特点，一直是工业废水治理的重点和难点之一[1]。瑞安印染业的发展有着悠久的历史，它为当地带来经济效益的同时，对自然环境产生了严重的污染。水解酸化—接触氧化工艺处理印染废水具有投资省、运行费用低、脱色明显、生物降解率高等特点，在印染废水处理工程中获得了广泛应用[2]。本文在瑞安市印染行业调查的基础上，对水解酸化-接触氧化法处理印染废水效果进行综述性分析，旨在为印染废水处理工程技术的优化发展提供参考。
1.瑞安市印染废水处理现状及处理技术
瑞安市以棉、筒子纱、绞纱染色为主，印染企业生产设备大部分为高温高压染色锅、开门锅和常温水洗机。其印染废水的特点为：水量大、可生化性差、色度高、水质不稳定。
处理印染废水的方法有：物化法、生化法、化学法等。为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理技术，近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的研究，水解酸化—接触氧化工艺得到了大力推广。
2.水解酸化-接触氧化法工艺过程
水解酸化—接触氧化法工艺处理印染废水的实质是首先通过使印染废水发生水解酸化反应，将印染废水中较难分解的高分子污染物分解成较小的污染物分子，从而改变印染污水的可生化性，再进行接触氧化实现印染废水的处理过程。这个过程分为两个阶段：水解酸化阶段和接触氧化阶段。
2.1水解酸化
印染废水可生化处理性差的原因主要是慢速生物降解有机物和难生物降解有机物所占的比例高。一般好氧生物处理对色度和难降解有机物的去除率不高。主要是因为某些染料、中间产物和添加剂在单纯的好氧条件下分子结构很难能破坏。生物降解半衰期很长。虽然投加化学药剂和生物曝气法相结合能增加其对色度和难降解有机物的去除能力，但运行费用较高。而在厌氧（非传统厌氧消化）条件下，通过厌氧菌的水解胞外酶的作用，可使长链大分子有机物断裂为短链小他子有机物，不溶性有机物水解为溶解性有机物，从而破坏染料分子的发色基团并降低色度，提高废水的可生化性，减轻后续处理负荷。即使不能直接降低色度，也能使其在好氧条件下较容易被降解。通过酸化池，将其控制在酸化水解阶段，可代谢生成简单的丁酸、乙酸和甲酸等有机酸以及醇类、醛类、氨及少量二氧化碳、氢气等。
2.2接触氧化
接触氧化是一种介于活性污泥法与生膜法之间的生物处理工艺。兼有活性污泥法与生物膜法优点，其机理是在曝气反应池内设置填料，池内既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群体，增加了废水与生物接触的面积，连续曝气和生物膜的及时更新，增强了生物的活性。
3.水解酸化-接触氧化法工程案例及工艺优势
瑞安某印染有限公司是一家专业从事棉化纤布料染整的民营企业，公司产生污水的工序有轧卷、煮炼、退浆、染色等工序，使用染料以活性染料（占80%）为主，并伴有少量还原染料、分散染料和直接染料。生产车间分别排放有烧碱、渗透剂、淀粉酶、染料、保险粉、碱剂等废水。
现对其进行提标改造，使出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2012表1中Ⅰ级排放标准。
3.1设计规模与目标
（1）设计水量。本工程处理水量为350m3/d，即Qd=350m3/d，Qh=17.5m3/d。
（2）根据实测，本方案设计的水质条件见表1。
（3）处理目标。废水处理设施执行《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-2012表1中Ⅰ级排放标准。
3.2处理工艺
本设计工艺流程见图1。
本设计系统的厌氧工艺段采用水解酸化法，它可以大大提高废水的可生化性，改善后续生化处理的条件。
在好氧工艺段采用接触氧化法。生物接触氧化工艺采用固定式生物填料作为微生物的载体，生长有微生物的载体淹没在水中，曝气系统为反应器中的微生物供氧。由于生物接触氧化法的微生物固定生长于生物填料上，在反应器中能保持很高的生物量，因而对CODcr、BOD5等有很高的去除率。
3.3系统运行效果
废水处理各单元的运行效果见表2。
3.4投资及运行成本
该工程总造价为55.7万元，总占地面积为310m2。废水处理站总装机功率为48.6kw，使用功率为253.26kw/d。运行成本为1.88元/t，其中人工费0.37元/t、电费0.54元/t、药剂费0.89元/t，污泥外运费0.08元/t。
3.5经济指标优势
从整体上看本次设计进一步扩展了“水解酸化—接触氧化”的使用范围，具有工艺简单、设备少、造价低、运行管理方（下转第438页）（上接第399页）便、处理效率高等诸多优点，在运行过程中，污泥沉降性能好，耐冲击负荷、处理能力较强，一般情况下不会产生污泥膨胀，同时运行方式灵活，其建造成本和运行成本相比其他方法处于较低的工艺水平。
4.结论和建议
（1）水解酸化接触氧化混凝工艺作为传统活性污泥工艺的替代工艺，其处理效果明显优于传统工艺，且能耗低，产泥量少，污泥可直接脱水。该工艺是提高染料废水处理效果切实可行的方法。
（2）采用水解酸化-生物接触氧化工艺处理该高浓度印染废水是可行的，其工艺流程具有出水稳定达标、运行稳定可靠、抗冲击负荷能力强以及工程造价低、设备维修方便等技术特点。
【参考文献】
[1]陈季华，奚旦立，杨波.纺织染整废水处理技术及工程实例，化学工业出版社，2008.
生物接触氧化法 篇4
笔者以配水模拟生活污水,研究间歇式生物接触氧化反应器对去除有机物及氨氮效果的影响,为该工艺在污水处理中的应用提供实验依据。
1试验材料与方法
1.1试验装置
本试验采用的处理工艺流程:进水—三级生物接触氧化池—沉淀池(排泥)—出水。反应器由厚0.5cm的有机玻璃加工制作而成,接触氧化区总有效容积6.69L。主反应器共分四格,第一、二、三格为接触氧化区(挂有试验所用立体弹性填料),第四格为沉淀区(设出水堰),试验装置如图1所示。
1.2试验水质
试验用水采用模拟生活污水,水质情况见表1。
1.3试验方法与内容
试验采用间歇进水、间歇曝气的运行方式,分为2个阶段研究。阶段Ⅰ累计曝气时间恒定为4h,水力停留时间分别为72h(进水量2.3l/d,24h进水1次)、36h(进水量4.5l/d,24h进水2次)、24h(进水量6.7l/d,24h进水3次)和12h(进水量13.4l/d,24h进水6次);阶段Ⅱ水力停留时间为24h(进水量6.7/d,24h进水3次),累计曝气时间为4 h、8h和12h。两阶段进水方式均为每次进水持续1h,24h等间隔进水;曝气方式均为每次曝气1h,24h内等间隔曝气。每次变更试验参数后运行8 d,试验期间水温在21~25℃之间。
1.4取样分析方法
CODCr、NH4+-N、p H等指标按文献的标准方法测定,水温采用水银温度计测定。
2结果与讨论
试验选取稳定运行时的数据进行分析,考虑到在实际工程的运行中,生物接触氧化技术主要用于去除污水中有机质和氨氮,本文把CODCr和氨氮作为主要水质考察指标进行分析。
2.1反应器的启动
试验所用的接种污泥来自污水处理厂氧化沟末端的活性污泥,经沉淀静置后去掉上清液加入反应器,注入人工配制模拟生活污水,进行污泥的连续培养、驯化。反应器中的DO保持在3.0~4.0mg/L左右。挂膜方式为:将一定量的接种污泥倒入反应器,配好的原水(按BOD5:N:P=100:5:1配制)少量连续的加入反应器,同时进行少量曝气,出水经沉淀池沉淀后排出。从开始驯化到挂膜培养的10d内,可以观察到填料上生物膜厚度不断增加,其颜色也逐渐变为棕褐色,镜检生物膜可以观察大量原生和后生动物,同时,反应器的出水较清澈,出水中的悬浮物较少。取样测定COD的去除率变化不大(见表2),这些可说明生物膜的培养驯化已经成熟。
2.2对COD的去除效果
试验期间进水COD值为:188.8~549.2 mg/L,COD平均值为332.2mg/L,从挂膜成熟系统稳定运行开始进行水质分析,测定反应器进水和出水的COD,通过调节进水流量来改变水力停留时间,阶段Ⅰ、阶段Ⅱ条件下的COD去除效果列入表3、表4。图2、图3分别为阶段Ⅰ和阶段ⅡCOD进水值、出水值以及去除率随HRT及曝气时间的变化趋势。
从表3及图2可知,该工艺采用间歇进水、间歇曝气的运行方式,对于降解有机物的微生物而言,食料和空气都是间断供应的。随着负荷和供氧状况的变化,微生物降解有机物的作用受到抑制一定程度上影响有机物的去除效果。但生物接触氧化法反应器中的生物量较活性污泥法工艺要多,这也使该工艺可以在低HRT条件下实现对水中有机物的良好去除。由表3和图3可以看出,当HRT恒定为24h,反应器间歇运行时,曝气时间从4h增加至12h,出水COD降低程度不太显著,分析其原因主要是生物膜上的微生物种类丰富,反应器分段运行,每段都繁衍本段进水水质相适应的微生物,因此曝气时间对COD去除效果的影响有限。
2.3对NH4+-N的去除效果
试验期间进水NH4+-N值为24.7~39.8 mg/L,平均值为31.8 mg/L。阶段Ⅰ、阶段Ⅱ条件下的NH4+-N去除效果列入表5、表6。图4、图5分别为阶段Ⅰ、阶段ⅡNH4+-N进水值、出水值以及去除率随HRT和曝气时间的变化趋势。
工艺采用间歇运行能造成反应池中出现周期性的好氧、缺氧和厌氧环境,在曝气时段,反应器中溶解氧可达3~4mg/L,硝化菌将氨态氮氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮,停止曝气初期,溶解氧被消耗导致其浓度迅速下降并接近于零。此时反应池出现缺氧状态,微生物可利用有机物为供氢体使硝态氮反硝化,还原为N2或Nx Oy后排入大气。从表4及图4可知,当曝气时间为4h时,NH4+-N的去除率始终维持在较低水平,尤其是HRT为12h时,出水NH4+-N>25mg/L,其浓度已达超出国家污水综合排放标准的二级标准。当HRT恒定为24h时,NH4+-N的去除效果则随曝气时间的增加而增加,曝气时间对NH4+-N的出去效果影响显著。
3结论
1)试验研究表明:采用生物接触氧化法间歇运行处理生活污水污水是可行的,当24h进水3次,进水量6.7l/d,HRT为24h、累计曝气时间为12h时,出水COD、NH4+-N平均浓度分别为56.7mg/L和14.5mg/L,其处理效果满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的一级B标准。
2)若考虑降低能耗,节约污水处理成本,间歇运行的生物接触氧化工艺可采用HRT为24h、累计曝气时间为4h,此时出水COD、NH4+-N平均浓度分别为61.8 mg/L和23.1mg/L,指标均可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中的二级标准。
3)间歇运行的生物接触氧化工艺对于处理间断排放、低负荷生活污水的处理比连续运行工艺可节约一定的运行费用,对节能工艺的开发具有积极的指导意义。
摘要：通过研究生物接触氧化法的间歇运行方式在不同HRT和不同曝气时间下COD、NH4+-N去除情况,试验结果表明:当24h进水3次,进水量6.7l/d,HRT为24h、累计曝气时间为12h时,出水COD、NH4+-N平均浓度分别为56.7mg/L和14.5mg/L,其处理效果满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中一级B标准。间歇运行可大幅减少污水处理成本,为节能工艺的开发提供了试验依据。
关键词：间歇运行,生物接触氧化,污水处理
参考文献
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生物接触氧化法 篇5
填料技术在高浓度氯碱化工废水生物接触氧化法处理中应用的研究
阐述了填料技术在生物接触氧化法处理高浓度氯碱化工废水中的应用,介绍了目前国内外应用较广的几种主要填料的工艺特点,对它们的性能进行了比较;并结合锦化化工(集团)有限责任公司污水处理厂多年的生产运行经验,讨论了生物接触氧化法中应用的.几种较理想的填料;扼要分析了填料技术的发展方向和前景.
作 者：徐全文 孙向明 唐屹 周慧晶 XU Quan-wen SUN Xiang-ming TANG Yi ZHOU Hui-jing 作者单位：徐全文,周慧晶,XU Quan-wen,ZHOU Hui-jing(辽宁省葫芦岛市环保局,辽宁,葫芦岛,125000)孙向明,唐屹,SUN Xiang-ming,TANG Yi(锦化化工(集团)有限责任公司,辽宁,葫芦岛,125001)
刊 名：氯碱工业 英文刊名：CHLOR-ALKALI INDUSTRY 年，卷(期)： “”(12) 分类号：X781.2 关键词：填料技术 生物接触氧化法 氯碱化工生产 废水处理生物接触氧化法 篇6
关键词：接触氧化法,生物处理,中水工程
随着社会经济发展,水对人们生活的重要性越来越重要,尤其在当今我国水资源短缺的情况下,中水利用工程作为一种污水资源化逐渐在我国陆续建成运行。中水处理目前的处理方法,大致分为三类,即:物理化学法、膜处理法和生物法。物理化学法处理水有水质、水量较大等优点,但此法产生的污泥量较大。膜处理有去除率高,占地面积小,对水量水质的波动具有较好的承受能力等优点,但处理费用较高。生物处理是现阶段普遍认为的污水处理成本低,产生的剩余污泥少,处理效率高的一种处理法。
生物处理法中接触氧化法处理技术是在填料上布满生物膜,在微生物的新陈代谢作用下,污水中的有机物得到去除,使污水得到净化。它是一种介于活性污泥法和生物滤池两者之间的一种生物处理技术,接触氧化法具有容积负荷高、不出现污泥膨胀、污泥生成量少、对进水水质、水量冲击负荷适应能力强,即使在间歇运行下也能保持较好的处理效果的优点。
本文将结合深圳某住宅小区911m 3/d的中水工程设计,对该工艺进行介绍
1 工程设计
1.1 项目概况
深圳市某住宅小区总户数约2 600户,主要以收集盥洗水为优质杂排水,其生活优质杂排水回收量911m 3/d,处理后一部分用于小区自用水,日用水量481m 3/d;一部分作为工业冷却用水,日用水量430m 3/d。该工程水处理分前处理和后期深度处理,以生物接触氧化法为前处理,以物理化学法为后期深度处理。
1.2 水质
自用水处理其再生水水质达到GB 50335-2002污水再生利用工程设计规范[1]标准后作为绿化、冲厕用水,实现中水回用。工业冷却用水根据GB 50335-2002污水再生利用工程设计规范和GB 50050-2007工业循环冷却水处理设计规范[2],需在小区自用再生水基础上,进行后续物化法处理,达到“循环冷却水系统补水”水质。
1.3 工艺流程
中水处理工艺流程见图1。
1.4 主要处理单元的处理功能
1)预曝气调节池。经格栅井截留去除水中的大块杂物、毛发等,废水经格栅井进入地下室二层的调节池。为了防止污水腐化,池内设可调控的预曝气系统。调节池用于均衡水量,保证再生水处理系统进水量的稳定。预曝气调节池按污水停留时间5h计,调节容积10m×5.2m×3.5m。
2)生物接触氧化池。生物接触氧化池是该中水处理系统核心单元,通过向微生物提供充分的溶解氧使其充分降解水中的有机污染物,同时将氨氮转化成硝态氮,在间歇曝气环境中微生物载体通过内部的缺氧环境进行反硝化脱氮。该系统采用PLC系统的自动控制程序,自动运行,通过优化进出水和曝气充氧方式和对处理池内的不同功能区的周期进行调节,实现了池内空间的高效利用和不同区域微生物优势种群的活性强化。在一级生物接触池(尺寸:8.0m×5.0m×3.0m)微生物增值不受水中营养物质含量的限制,BOD负荷率高,微生物处于对数增长期,有机物的降解、氨氮硝化主要在一级生物池中完成。在二级生物接触池(尺寸:5.0m×4.0m×3.0m)中,有机物进一步降解、微生物受营养物质的限制,微生物增值处于减速增殖期或内源呼吸区,BOD负荷率降低、出水水质提高、污泥量减少。
3)深度处理。小区自用水后期深度处理采用陶粒和石英砂两级过滤(滤速均为1.2m/h),陶粒滤料用于截留去除生物池出水中残余的微生物絮体,利用陶粒作为生物滤料的生物挂膜载体,表面生长的微生物通过生物降解和吸附进一步去除氨氮、色度和其他致嗅物质,保证出水的色度和嗅味达标。石英砂过滤进一步去除悬浮物,保障出水的浊度,提高后续消毒的效率。工业冷却用水后期深度处理系统,并依次流经混合池(0.6m 3)、絮凝池(6.0m 3)、斜管沉淀池(表面水力负荷6.0m 3/(m 2·h)、活性炭V形滤池(滤速8m/h),出水储存于工业中水池(40m 3)。小区自用水和工业冷却用水后期处理出水均采用NaClO溶液消毒剂,投加量按5mg/L～10mg/L计,使中水池和后续管网中余氯保持在0.5mg/L～10mg/L左右。
4)沉淀污泥处理。前处理生物接触氧化池出水进入沉淀池(表面水力负荷1.2m3/(m2·h)),沉淀池污泥和工业冷却用水深度处理过程中的沉淀池(表面水力负荷1.5m3/(m2·h))污泥,进入污泥浓缩池(污泥固体负荷40kg/(m2·d))进行浓缩再经过脱水处理。沉淀池排泥采用泥浆泵抽升到污泥浓缩池,并采用聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂,阴离子型PAM为助凝剂,浓缩后的污泥采用小型压滤机脱水后外运。
2 小区水量平衡图
小区水量平衡图见图2。
3 运行效果
本工程运行后,经环境监测部门监测,处理后各项指标达到中水水质标准
4 经济效益分析
该中水项目工程总投资约300万元。按照911m 3/d的规模实施再生水回用后,每天可以减少同等水量的自来水。每年节约自来水为:911×365=33.25万t,其中,绿化冲厕等小区自用水17.55万t,工业冷却用水15.70万t。
4.1 小区自用水(生活用水)
按深圳市现行居民用水费为生活用水水费和排污费之总和,居民生活用水水费为1.9元/t,污水排污费为0.9元/t,故居民每立方米水费价格为:1.9+0.9×0.9(排污率)=2.71元。其再生水运行成本(电费、药费、人工费、维护费、折旧费之和)约为0.86元/t;差价:2.71-0.86=1.85元/t。小区自用水每年经济效益为:1.85×17.55=32.47万元。
4.2 工业用水
按深圳市现行工业用水费为生产用水水费和排污费之总和,工业用水水费为2.0元/t,污水排污费为1.05元/t,故居民每吨水费价格为:2.0+1.05×0.15(排污率)=2.16元,再生水制水成本1.5元/t;差价:2.16-1.5=0.66元/t。工业采用再生水每年经济效益为:0.66×15.70=10.36万元。所以该项目全年可以节约自来水的水费支出约为42.83万元。则大约7年可以回收投资成本。
5 结语
1)工艺前采用预曝气调节池,在COD和BOD5有机物有一定去除效果的同时使颗粒杂质保持悬浮状态,避免了沉积在池底给调节池带来清理困难。2)该工艺对进水水质的承受能力强,对进水水质没有限制,出水量稳定,水质稳定,即使在间歇条件下运行也能保持较好处理效果。3)本工程生物处理单元通过PLC系统的自动控制程序,不须专人操作。4)为避免对周围环境产生敏感性,池体密封,为防止有害气体外溢,用通气管引至屋面。5)本工程鼓风机房采用罗茨风机,噪声过大,考虑到对居民环境影响,需进行噪声及隔振处理,应避免直接设在居民卧室地下层或地面1层。6)由于本工艺流程均设在地下2层,受条件所限,各构筑物采用重力自流条件不能满足,需水泵提升进入下一级构筑物。7)建议在预曝气调节池后增设毛发聚集器。
参考文献
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生物接触氧化法 篇7
西山煤气化公司生活污水处理系统主要承担西山煤电马兰矿、选煤厂、煤气化公司的生活污水及澡塘污水处理, 实际处理规模为4 500m3/d, 生活污水与澡塘污水的比例大约为3:1。2008年由于西山煤气化公司焦炭生产规模由10万t/年提高到60万t/年, 为进一步提高生活污水出水水质, 做到稳定达标排放, 并使处理后的生活污水达到回用于公司扩大规模后的生产用水水质标准, 2009年在原厂址对生活污水处理系统进行大规模改建。
1 工程设计
1.1 设计水量及水质
设计处理规模为6 000m3/d, 采用水解酸化+二段生物接触氧化法处理工艺, 出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002) 的一级A标准;回用水设计处理规模为3 000m3/d, 选用多介质过滤+活性碳吸附+钠离子交换处理工艺, 回用水质达到《污水再生利用工程设计规范》 (GB50335-2002) 中的循环补充水水质标准。
1.2 工艺介绍
1.2.1 工艺原理
污水首先经一级处理设施去除水中较大的漂浮物、比重较大的无机颗粒及一部分有机物。一级处理设施出水进入水解酸化池, 改善和提高污水的可生化性和溶解性, 以利于好氧处理。接触氧化池池内设置填料, 池底曝气对污水充氧, 使微生物在填料上形成生物膜, 分解净化水中有机污染物质, 使BOD、COD大幅去除。二级生化处理出水再经曝气生物滤池、混凝过滤池、消毒池, 以保证出水TP、TN、SS等指标的稳定达标排放。
1.2.2 工艺流程
进水-粗格栅-调节池-提升水泵-细格栅及旋流沉砂池-平流沉淀池-水解酸化池-缺氧池-生物接触氧化一池-生物接触氧化二池-接触沉淀池-加压泵池-曝气生物滤池-混凝反应池-重力式无阀滤池-消毒水池-排放
1.3 投入运行的主要构筑物
1) 调节池:容积520m3;
2) 平流沉淀池:力停留时间1.5h, 表面负荷:2m3/m2·h;
3) 水解酸化池:设计流量250m3/h;安装弹性立体填料650m3, 高度2.5m, 填料直径150mm, 安装间距150mm;
4) 接触氧化池:设计平均流量250m3/h;缺氧池、一氧池、二氧池均安装弹性立体填料, 填料直径150mm, 安装间距150mm, 高度为4m;缺氧池填料520m3, 一氧池填料494m3, 二氧池填料1014m3;采用膜片式微孔曝气器供气;气水比8:1;
5) 接触沉淀池:水力停留时间1.25h, 表面负荷4.6m3/m2·h。
2 实际运行状况
工程于2009年6月开始动工建设, 2010年7月底旋流沉砂池、平流沉淀池、水解酸化池、接触氧化池、接触沉淀池全部建成, 并于2010年8月1日进水调试投入运行, 其余新系统构筑物待拆除旧系统, 腾出占用土地后才能施工建设。
1) 处理效果。2010年8月31日对已投入运行工艺设施的出水水质进行了监测, 监测结果表明, 接触沉淀池前工艺设施对CODcr、BOD5、SS、氨氮的去除率分别达到了91.1%、95.7%%、96%、50.5%, CODcr、BOD5出水水质已达GB18918-2002中一级A标准, SS、氨氮仍需后序处理工艺设施投入运行后继续去除;
2) 泡沫问题。分析原因是水解酸化池微生物未培养起来, 对表面活性剂降解能力下降。采取的对策:调节系统处理水量尽量均匀稳定, 减小接触氧化池曝气量, 配合潜污泵抽水消泡, 一星期后泡沫消失;
3) 处理出水有时较浑浊。原因是进水水质、水量变化较大, 有机负荷短时间内变高, 水解酸化处理效率下降, 使一部分难降解有机物没有被去除而排出。采取的对策:将接触沉淀池产生的剩余污泥回流一部分到水解酸化池, 补充池内微生物数量, 采取措施后发现出水水质变清, 效果较好;
4) 剩余污泥处理。由于污泥处理系统未同时投入运行, 为降低污泥产生量, 保证出水水质, 将接触沉淀池的污泥回流到水解酸化池, 发现系统剩余污泥量不仅明显降低, 并且整个系统的处理效果未变差, 出水水质仍保持良好。
3 问题及讨论
1) 工艺选择:本污水厂原设计采用传统活性污泥法处理工艺, 设计进水水质参照一般城市生活污水水质, 但处理效果并不理想, 本次改建虽然选择当前比较流行的接触氧化处理工艺, 对COD、BOD去除率较高, 但总投资比较高。与本污水厂处理规模、水质相近的镇城底煤矿生活污水处理厂, 采用CASS处理工艺, 自动化水平高, 运行成本大大降低[1], 出水水质达一级A排放标准, 并通过环保部门验收, 而其总投资比本污水厂投资降低约30%。所以对煤矿地区的生活污水处理不能照搬其它地区的生活污水处理工艺, 而要充分考虑煤矿地区生活污水水质、水量特点, 充分调研后再确定适合煤矿地区经济、有效的处理工艺;
2) 填料选择:污水厂改造前选用的填料是悬浮生物填料, 使用后填料内部污泥结块, 不易掉落, 填料大部分沉于水底, 导致整个系统处理效果下降。此次改造选用立体弹性填料, 挂膜效果好, 实际运行表明立体弹性填料更适合作为煤矿地区生活污水处理厂的填料;
3) 可以在初沉池处设计超越管。在污水进水浓度很低时 (比如洗浴水水量占较大比例时) , 使污水超越初沉池, 直接进入生化处理阶段, 不但能满足生化池微生物营养物质需求量, 还能降低污泥产生量;
4) 加大调节池容量设计。由于煤矿地区地面粉尘多, 排水系统还未健全, 雨季时部分地面雨水会携带大量煤粉进入污水厂, 而且煤矿地区由于缺水多采用定时供水, 导致水质、水量变化很大。因此应加大煤矿地区生活污水处理厂调节池容量, 有效调节进水水量, 降低冲击负荷, 保证处理效果;
5) 考虑生化池封闭设计。北方煤矿多位于深山地区, 气温相对较低, 而澡堂污水温度较高, 封闭设计可以使污水温度保持恒定, 还能避免煤尘、灰尘等进入池内污染水质;
6) 增设污泥选择池。较重的污泥沉淀至选择池池底, 排出后压滤浓缩;较轻的好氧污泥因含有大量好氧菌丝, 停留在池的中上部, 两种污泥在池中得到充分选择, 中上部活性污泥可以回流至生化处理池中, 补充微生物数量, 保持生化处理最佳效果;
7) 采取不同的运行方式降低运行成本。煤矿地区生活污水进水有机污染物浓度低[2], 可以尝试采取间歇曝气、连续进水的运行方式, 降低电耗和运行成本, 达到节能降耗的目的。
参考文献
[1]贺俊.CASS工艺在镇城底矿生活污水处理厂的应用[J].山西焦煤科技, 2009 (9) .
内氧化法制备银氧化锡电接触材料 篇8
Ag Sn O2电接触材料是近年发展较快的一种无毒无害的新型银金属氧化物电接触材料[1], 其具有优良的抗电弧侵蚀性和抗熔焊性、良好的热稳定性和耐磨损性、较好的抗材料转移能力, 目前在交直流接触器、功率继电器和低压断路器等领域已经部分或全部取代了有毒的Ag Cd O材料[2~5]。但是, Ag Sn O2电接触材料在制备和实际使用过程中还存在一些问题, 如接触电阻不稳定、温升高、室温塑性和延展性差、材料不易加工成形等, 这些问题极大地限制了Ag Sn O2电接触材料的实际应用且增加了研究难度[6~10]。为此, 国内外的电接触材料研究者一直都在研究如何通过改进制备工艺、改善Sn O2颗粒与Ag界面的浸润性和加入添加剂来解决上述问题[11~15]。
Ag Sn O2电接触材料性能的优劣与制备工艺密切相关, 所选择的制备方法既影响其力学、电学性能, 又影响其接触性能, 如接触电阻、温升和抗熔焊特性等。Ag Sn O2电接触材料的主要制备方法有传统的粉末冶金法和内氧化法[16~20]。传统的粉末冶金法工艺是将银粉和Sn O2粉机械混合, 再通过压制成形、烧结、挤压等手段获得Ag Sn O2电接触材料。该法优点在于可根据特殊性能要求任意改变添加剂的类型与数量;所得的电接触材料组织结构均匀。但是粉末冶金法容易在材料中引入外来杂质;若Sn O2颗粒粒度较大, 会造成接触电阻大、温升高、耐电弧烧蚀性能较差;若混合不均匀, 易出现粉末团聚, 造成材料的力学物理性能和电性能劣化。
内氧化法是将固溶体合金在O2气氛下进行热处理, 使溶质元素形成氧化物颗粒, 并均匀地分布在合金基体金属中, 获得金属基氧化颗粒复合材料的一种工艺方法。采用内氧化法制备的Ag Sn O2电接触材料具有Sn O2颗粒细小、晶粒结构微细、强度硬度较高、耐电弧烧蚀性能和抗熔焊性能优异等特性[21~26]。但是该法制备的材料若本身组织不均匀, 氧化后基体易出现贫氧化物带和氧化物聚集, 甚至出现夹杂和气孔等组织缺陷。采用多层复合、单面内氧化、添加元素、提高内氧化速度、细化氧化物粒子、增加氧化物在银基体中的弥散程度等方法可以消除上述组织缺陷。
2 Ag-Sn合金内氧化热力学
在Ag-Sn合金氧化过程中, O2溶解到合金相中, 并在合金相中扩散, 合金中较活泼的Sn与O发生反应, 在合金内部生成Sn O2颗粒, 这个过程定义为Ag-Sn合金内氧化。由化学反应热力学可知, 内氧化首先是择优氧化, 对于Ag-Sn合金, 择优氧化包括Ag不氧化和Sn氧化两个方面。氧化温度T和氧分压PO2是控制目标氧化物分解和形成的关键因素。计算Ag-Sn合金发生内氧化的上、下限临界氧分压的相关氧化反应如下[27,28]:
根据吉布斯自由能函数ΔG=ΔGθ+2.303RTlg Qp, 其中R为气体摩尔常数, 取R=8.314 J/ (mol·K) ;Qp为气体分压商, 是一比值, 无量纲;ΔGθ为氧化反应的标准吉布斯自由能;T为氧化温度。令ΔG=0, 则有:lg Qp=-ΔGθ/2.303RT。
对于反应 (1) , 分压商为:
同理, 得出:
由上面的计算结果得出, 一定氧化温度下, Ag-Sn合金实现择优氧化并生成单一氧化物Sn O2, 存在一个由式 (6) 和式 (7) 决定的上限临界氧分压与下限临界氧分压。据此可绘出Ag-Sn合金的氧化热力学条件区位图, 如图1所示。
由图1可知, 在相同温度下, Ag、Sn元素生成氧化物由易到难依次为:, 相应生成的氧化物的稳定性顺序为:Sn O2>Sn O>Ag2O。因此, 通过合理控制氧化温度与氧分压条件, 就能够实现Sn元素发生氧化反应而Ag元素不被氧化, 即Ag-Sn合金体系实现内氧化在热力学上是可行的。但应特别注意避免Sn O相的形成, 该相的氧分压由公式 (6) 所确定。基于式 (6) 和式 (7) , 可以得出Ag-Sn合金内氧化生成Ag Sn O2材料的内氧化的临界热力学条件为。例如, 内氧化温度为600℃ (873.15K) , 将该温度代入式 (6) 得氧分压的上限临界值为-2.875, 代入式 (7) 得氧分压的下限临界值为-23.972, 只要调节气氛中氧分压的对数值处于[-23.972, -2.875]区间内, 就可实现Ag-Sn合金的内氧化, 从而制得Ag Sn O2材料。
3 内氧化时Sn O2颗粒的形核、长大和粗化过程
用粉末冶金法将Ag-Sn合金粉末在一定压力下压制成形, 使压坯具有约90%的相对密度, 得到孔隙率约为10%的多孔体, 然后在大气气氛条件下于箱式电阻炉中内氧化。由于材料中存在一定量的间隙, O元素才得以畅通地渗入, 从而更加充分吸附在合金粉末表面, 体系的氧分压将始终保持大气气氛中O的分压。内氧化时Sn O2颗粒的形核、长大和粗化过程如下所述, 其示意图如图2所示。
3.1 O的吸附
当大气中的O2分子通过材料间隙到达合金粉末表面时, 便吸附在合金粉末表面, 吸附的O2分子在一定的氧化温度下再分解成吸附O原子, O的吸附过程如下:
3.2 Sn O2颗粒的形核
吸附O原子通过体扩散和短路扩散进入到Ag-Sn合金粉末内部, 同时Sn原子由合金内部向表面扩散 (Sn原子向外扩散的速度远小于O向内扩散的速度) , 进而在反应前沿建立起脱溶形核的临界积[N (Sn) ·N (O) ], 发生Sn O2颗粒的脱溶形核。
3.3 Sn O2颗粒的长大
Sn O2颗粒脱溶形核后, Sn原子和O原子继续在已形核的Sn O2颗粒表面聚集, 导致Sn O2颗粒的初次长大, 直到反应前沿向前移动并且Sn原子供应不足为止。此时, 该微区域的颗粒停止长大。然后, O原子继续向粉末内部扩散, 反应前沿继续推进直到Ag-Sn合金粉末中所有Sn全部被氧化为止。
3.4 Sn O2颗粒的粗化
Sn O2颗粒的粗化过程主要分为3个阶段。首先, Sn O2颗粒溶入到银基体中, 重新变为Sn原子和O原子;其次, Sn原子和O原子在银基体中发生扩散;最后, Sn原子和O原子在相对较大的Sn O2颗粒表面聚集长大。因此, Sn O2颗粒的粗化实质上是Ostwald熟化, 即一些大尺寸的Sn O2颗粒出现长大, 而小尺寸的则发生萎缩, 脱溶形成的Sn O2颗粒发生竞争性长大。若Ag-Sn合金内氧化在较低温度下进行, 则Ostwald熟化进程较慢, 完成内氧化所需时间较长, 会导致已形成的Sn O2颗粒数量减少, 颗粒尺寸增大;若内氧化在较高温度下进行, 则Ostwald熟化进程较快, 会发生Sn O2颗粒的急剧粗化。
因此, 选择合适的内氧化温度, 才能制备出具有Sn O2颗粒细小、晶粒结构微细、性能优异的Ag Sn O2电接触材料[29,30]。
4 内氧化法制备Ag Sn O2电接触材料的组织与性能
本试验提出了一种采用合金粉末成形-内氧化-热挤压复合工艺制备Ag Sn O2电接触材料的新工艺。具体工艺流程为Ag-Sn合金真空雾化制粉→模压预成形 (保留约10%孔隙率) →内氧化处理 (内氧化温度800℃/2.5 h) →复压→热挤压 (温度850℃) →ϕ10 mm的丝材。该复合新工艺制得的Ag Sn O2 (12) 电接触材料的显微组织照片见图3, 性能见表1。
由图3可见, 内氧化新工艺制得的Ag Sn O2 (12) 材料组织均匀, Sn O2颗粒细小, 呈近球形弥散分布于银基体中, 未见明显颗粒团聚、夹杂、气孔等组织缺陷。从表1可以看出, 所得Ag Sn O2 (12) 材料强度硬度较高, 塑性较好, 电阻率较低, 具有优异的综合性能。
5 结束语
Ag Sn O2电接触材料作为最具发展潜力的替代Ag Cd O的新型复合材料, 在继电器、微动开关、接触器、断路器等领域具有广泛的应用前景。内氧化法是目前国内外规模化生产Ag Sn O2系列电接触材料研究的一个最为活跃的方向。本文提出的合金粉末成形-内氧化-热挤压复合新工艺, 对改善Sn O2颗粒在银基体中的弥散分布、提高其室温塑性具有积极作用, 有望成为一种工业化生产高品质Ag Sn O2电接触材料的制备方法。同时, 随着Ag Sn O2电接触材料应用领域的不断拓展和使用要求的不断提高, 其力学和电学性能也还有待进一步增强。今后对该类电接触材料的研究将围绕内氧化微观机制、Ag与Sn O2界面润湿性改善、简化制备工艺等方面来开展。
摘要：AgSnO2电接触材料具有优良的抗电弧侵蚀性和抗熔焊性, 在交直流接触器、功率继电器和低压断路器等领域已经部分或全部取代了AgCdO材料。内氧化法是制造AgSnO2电接触材料工艺最成熟、应用最广泛的一种方法。本文计算了Ag-Sn合金的内氧化热力学条件参数, 论述了内氧化过程中SnO2颗粒的形核、长大和粗化过程, 并采用合金粉末成形-内氧化-热挤压新工艺制备了SnO2颗粒细小弥散、性能优越的AgSnO2电接触材料。
生物接触氧化法 篇9
1 工艺介绍
采用水解酸化——生物接触氧化工艺, 目的是通过废水的水解酸化反应, 把废水中难降解的高分子物质转化为较小的分子, 从而改善废水的可生化性, 为接触氧化创造条件。
1.1 水解酸化
水解酸化是把难降解的高分子物质通过水解酸化中产酸细菌, 分解成低分子、溶解性、可生化性强的物质, 好氧菌作进一步分解创造有利条件。水解酸化中经驯化后的产酸细菌将成为降解污水高分子有机物的主要细菌微生物, 其代谢产物为有机酸。水解酸化池内设生物填料和搅拌装置, 池中挂填料, 使污泥附着在填料上形成膜, 从而增大污水与污泥的接触面积, 达到增加泥水接触时间的目的。
1.2 接触氧化
生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生膜法之间的生物处理工艺。兼有活性污泥法与生物膜法优点, 其机理是在曝气反应池内设置填料, 池内既有活性污泥又有生物膜, 形成密集的生物群体, 增加了废水与生物接触的面积, 连续曝气和生物膜的及时更新, 增强了生物的活性。生物接触氧化池底曝气对污水进行充氧, 并使池体内污水处于流动状态, 以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触, 避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物膜生长至一定厚度后, 近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢, 产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落, 脱落的生物膜将随出水流出池外, 废水中污染物在此过程中被微生物分解消耗, 从而使废水得到净化处理。生物接触氧化池可采用高、低不同的有机负荷, 以产生不同的生物相, 优化出水并减少剩余污泥量, 池内设特殊设计的不同类型的生物填料和高效水下曝气装置。
1.2.1 接触氧化调试运行的关键问题
①挂膜
填料挂膜是首要环节。挂膜好, 微生物生长繁殖快, 新陈代谢良性循环, 水处理就会有好的效果。挂膜要选好的菌种, 一般采用接种方法, 可引进同类型水质处理的菌种。这种方法周期短, 适应性强, 成本低。
②充水与接种
处理印染废水微生物的培养、驯化, 营养基料的投加十分重要。据生物环境适应原理, 适应于印染废水环境中生长的微生物来源于相似类型处理工艺的污泥或是在印染废水中自然形成的沟泥中, 一般可投放新鲜脱水污泥量为池容积的1%。
③调节池
进水一定要控制进水温度<35℃, 避免毒物大量进入, 出水一定要控制pH 值在6-9, 否则易使生化系统受到破坏, 为保证调节池发挥最大效用, 适当调高水位, 搅拌机经常开启, 进水悬浮物及时清理, 防止潜水搅拌器和提升泵的堵塞以及降低处理效果和处理能力。
④水解酸化池
要防止生物量堵塞填料间隙。一旦发生堵塞可进行反冲洗对生物膜强行剥离。
⑤生物膜
生物膜内层为厌氧膜, 表面为好氧膜。当生物膜长到一定厚度时, 生物膜内层不能支撑其表面的生物群体时, 生物膜就瓦解, 同时在填料上又形成新的生物膜, 新陈代谢处于良性循环。生物膜厚度决定于水中有机物浓度和风量。生物膜的厚度随负荷的增高而增大, 负荷过高则生物膜过厚, 引起填料堵塞并可能形成短路, 影响出水水质。风量大, 也可限制生物膜的厚度, 提高生物膜的活性。一般厚度控制在300—400 μm左右, 因此控制有机物的浓度和调节风量很重要。防止生物膜过厚的方法还有瞬时加大曝气量、加大进水量或采用闷曝的办法使生物膜在厌氧条件下发酵, 产生气体促其脱膜。
⑥溶解氧
一般单位在设施运转过程中, 进水量和进水浓度是一个变量, 因此池中溶解氧就会出现或高或低的现象。溶解氧过低, 会影响微生物的生长发育, 降低氧化分解能力, 抑制丝状菌的繁殖;溶解氧过高, 造成丝状菌大量繁殖, 脱膜困难。当采用二级接触氧化时, 一级溶解氧控制在1—2mg/L, 二级为3—4mg/L。
⑦生物相镜检
生物膜上的动物型生物相有原生动物 (纤毛虫类为主) 和后生动物 (以轮虫类为主) 。观察生物相的目的是通过掌握生物相的变化和废水处理的相应关系, 找出规律来指导水处理, 特别是通过指示生物的种类、数量、形态等特征来判断水质处理的效果。
⑧营养物质的控制
一般营养控制在BOD∶NH3-N∶P=100∶3-5∶1 的范围内, 菌种驯化效果好, 承受营养物质的变化也就大。因此, 微生物的营养一方面要调节, 另一方面要不断的加以驯化, 适应较为不利的环境。
⑨废水降温
印染废水的水温大多比较高, 如针织布的漂染针织线的浆染废水水温为40～45℃, 毛绒, 毛线的漂染废水水温为40～50℃, 梭织布的退煮废水水温为40～50℃ 等。当水温过高时, 会导致废水生化处理系统无法正常运行, 直接影响污水达标排放。因此必须考虑对高温废水进行降温处理, 以便达到生化处理的水温要求, 保证整个处理系统的正常运行。一般将水温控制在40℃以下, 不但利于生物的生长, 还能提高处理效果。
⑩填料
填料是一种比表面积较大的微生物载体, 其特性对接触氧化池中生物固体量、氧的利用率、水流条件和废水与生物接触等起重要作用, 是影响生物接触氧化法处理效果的重要因素, 填料选择是否合理决定了整个生化系统的成败。
选择填料时应考虑以下几个因素:是否质轻;抗老化能力, 生物和化学稳定性;挂膜, 脱膜情况, 微生物挂膜后的容积负荷, 比表面积的大小;抗冲击性;是否经济 (综合经济) ;运输, 安装是否简便。
2 水解酸化—生物接触氧化处理工艺在印染废水处理中的应用
2.1 印染废水的特点
水质水量变化较大、成分复杂、处理难度大, 含有大量的碱类, pH值高;含有大量残余染料和助剂, 色度大;有机物含量高, 耗氧量大, 且含有微量的有毒物质。近年来由于PVA (聚乙烯醇) 和CMC (羧甲基纤维素) 等浆料的广泛应用, 废水的可生化性大幅度下降, 增加了处理难度。
2.2 印染废水的主要成分
PVA与淀粉是经纱上浆所用浆料, 可以防止纱线起毛, 减少断头便于织造;还可作为染料的传递介质, 但是当染料经气蒸固着后, 又必须把浆料全部除去;另外, 织物整理时还可作为硬挺剂。PVA与淀粉在退浆工序时将全部进入废水。
Na2SO4、NaCl、NaOH、Na2CO3和ABS是活性染料和直接染料常用助剂, 增加的目的是使染料更均匀的渗透到织物中, 并使染料和纤维更好的结合、染色后全部排入废水。
葡萄糖、碳酸铵和KH2PO4: 提供碳源和N、P等, 为微生物的生长供应必要的营养物质。
2.3 水解酸化-接触氧化处理印染废水的机理
印染废水可生化处理性差的原因主要是慢速生物降解有机物和难生物降解有机物所占的比例较高。一般好氧生物处理对色度和难降解有机物的去除率不高, 主要是因为某些染料、中间产物和添加剂在单纯的好氧条件下分子结构很难破坏, 生物降解半衰期很长。
水解酸化对COD、色度的去除效果并不明显, 其作用主要是改善废水的可生化性, 提高B/C比;生物接触氧化对COD、色度的去除起主要作用, 这是因为可生化性提高后的废水中的有机污染物在好氧池中可以较快地被好氧和兼性微生物利用为营养物, 使其转化为无机物而被去除。
3 结论
印染废水具有有机物浓度高、色度大、成分复杂、可生化性差的特点, 水解酸化—接触氧化工艺处理印染废水可有效改善废水的可生化性, 对有机物、色度去除效果好, 具有投资省、运行费用低、脱色明显、生物降解率高等特点, 是一种廉价、高效的印染废水处理方法, 处理后的水质其色度、CODcr、硫化物、悬浮物都能达到《污水综合排放标准》 (GB8978-96) 一级标准的要求, 适合在印染废水处理工程中应用。
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[4]李家珍.染料染色工业水处理.北京:化学工业出版社, 2000.
生物接触氧化法 篇10
吉林某牧业公司年屠宰加工商品肉食鸡3 000万只。根据建设单位提供的有关资料并经过多方论证,确定本项目将产生生产废水、生活污水合计为3 000 m3/d。其污水水质为:CODCr=2 500 mg/L;BOD5=1 500 mg/L;SS=1 000 mg/L;氨氮70 mg/L。
2 工艺流程
为减少排污量,同时也节省了水资源,本项目采用接触氧化法处理,其流程图见图1。
3 单体处理单元工艺概述
3.1 格栅
根据屠宰废水固体悬浮物含量高这一特点,选取一组栅条间隙宽度e=3 mm细格栅。选用ZD-B型垂直链条式格栅除污机1台,格栅除污机间歇运行设备参数:规格B×L:1 500×5 000;池口宽度:1 100 mm;格栅宽:1 500 mm;长:5 000 mm;工艺尺寸:栅槽尺寸B×L:1 500 mm×7 000 mm。
3.2 调节池
采用钢筋混凝土结构,地下设置。设置提升泵两台,一用一备。
1)参数:设计停留时间12 h;2)设备选型:QJB75/4-E5型潜水搅拌器2台P=7.5 kW,n=1 450 r/min,A=380 V;3)池内设两台潜污泵,型号为:150WQ140-7-5.5,单泵参数:Q=140 m3/h,H=7 m,w=5.5 kW。潜污泵将污水提升后,进入隔油沉淀池。潜污泵共有2台,互为备用;4)工艺尺寸:B×L×H:12 m×38 m×3.3 m平分两格。
3.3 隔油沉淀池
去除表层浮油以及部分悬浮物。
1)参数:10 ℃时μ=0.001 303 kg/(s·m);2)设计温度下污水密度0.998 kg/m3;3)设计温度下油品密度0.88 kg/m3;4)设计停留时间1.8 h;5)去除油品粒径150 μm;6)设备选型:集油管收油,链板式刮油刮泥机;7)设备尺寸:B×L×H:5×9×2,P=1.5 kW,行走速度0.32 m/min,刮板尺寸:4 400×30×200;8)工艺尺寸:B×L×H:5×12×2。
3.4 气浮池
去除悬浮态、溶解态和胶体态存在的大部分SS、部分COD以及隔油沉淀池不能去除的剩余油品。
参数:设计停留时间1.5 h,溶气压力:0.3×106 Pa,10 ℃时溶解常数0.029。
设备选型:填充式溶气罐,TV型专用释放器,SD型刮沫机,J型悬浮液计量泵。
设备技术性能:SD型刮沫机宽度2 m,行走速度5 m/min,P=0.75 kW。
J型悬浮液计量泵J-ZM500/1.6-XF。
工艺尺寸:B×L×H:2.1×12×2。
3.5 一级接触氧化池
气浮池出水自流至一级接触氧化池内,由于污水的生化性比较好,采用成熟的生物接触氧化法处理。去除大量BOD,COD。
参数:实际停留时间5.3 h;平均时用水量Q=125 m3/h;进水BOD5浓度La=282 mg/L;出水BOD5浓度Lt=84.6 mg/L。
BOD5去除率
设备选型:选择L62LD罗茨鼓风机。
主要性能参数:P=42.9 kW;n=980 r/min;升压ΔP=49 kPa;重量:1 910 kg。
配套电机型号:Y280M- 6,功率P=55 kW。
工艺尺寸:单格B×L×H:6×11×5.6共两格。
3.6 中间沉淀池
废水中的少量悬浮物和脱落的生物膜在该单元完成沉淀分离。
参数:1)颗粒沉降速度取3 mm/s;2)表面负荷取3 m3/(m2·h);3)斜管垂直净距采用100 mm,斜管采用0.8 m,倾角为60°,斜管区底部缓冲层高度取0.6 m,上部水深取0.8 m;4)斜管内流速取15 mm/s,管内停留时间取6 min;5)斜管采用硬质塑料板,有效系数Ψ=0.94。
设备选型:斜管采用ϕ35的乙丙共聚蜂窝斜管,长1 m。
工艺尺寸:B×L×H:1.2×12×3.4。
3.7 水解酸化池
污水自行酸化,改善水质的可生化性,可为后继好氧处理创造有利条件。
参数:污水停留时间约为5 h,采用钢筋混凝土结构,半地下设置。
工艺尺寸:B×L×H:2.1 m×12 m×5 m。
3.8 二级接触氧化池
进一步去除BOD,COD。生物接触氧化具有容积负荷高、耐冲击负荷能力强、不易产生污泥膨胀、运行稳定、操作管理方便、运行费用低等优点。
参数:平均时用水量Q=3 000/24=125 m3/h,进水BOD5浓度La=69 mg/L,出水BOD5浓度Lt=18 mg/L。
BOD5去除率
设备选型:选择L62LD罗茨鼓风机。
主要性能参数:P=42.9 kW;n=980 r/min;升压ΔP=49 kPa;重量:1 910 kg。
配套电机型号:Y280M- 6,功率P=55 kW。
工艺尺寸:单格尺寸B×L×H:1.5×12×4.4。
3.9 二沉池
泥水分离,使上清液达标排放。
1)参数:表面负荷1 m3/(m2·h);2)设备选型:ZXG-12型中心传动刮泥机;3)设备性能参数:刮泥板外缘线速度2.6 m/min,P=0.75 kW;4)工艺尺寸:D=12 m,h=5.3 m;5)运行特点:每隔4 h排泥一次,中心进水周边出水。
3.10 接触池
1)参数:沉降速度v=0.001 m/s;接触时间:1.25 h;2)工艺尺寸:B×L×H:4.1×12×5。
3.11 污泥浓缩池
污泥浓缩的主要目的就是减少污泥体积,降低后续处理构筑物和设备的负荷,减少处理费用。
工艺尺寸:B×L×H:3.5×12×4.6。
运行特点:间歇排泥。
3.12 污泥脱水
减少运输、干燥或焚烧费用,降低填埋用地,减少污泥体积。
1)参数:过滤面积58.15;2)设备选型:XAZ60/1000-U自动板框压滤机;3)工艺尺寸:9.0 m×7.0 m;4)运行特点:滤饼厚度:30 mm;滤板数:37块;过滤面积:60 m2;滤室容积:0.923 m3;整机重量:5 360 kg;地基尺寸:3 755 mm;整机长度4 980 mm。
4 人员编制与经营管理
4.1 劳动定员数量及技能素质要求
1)参照国内其他企业污水处理站管理经验,结合本工程实际需要,确定以下人员编制原则:
a.管理机构、人员编制的确定以有利生产、精简高效为原则。b.维修等辅助生产人员根据当地的社会化协作条件,只设置必需的编制,尽量由社会化服务解决。c.污水处理站人员编制为8人。
2)技能素质要求是指工艺技术、安全生产、组织纪律等方面。
4.2 经营费用
1)运行电费:
每立方米污水消耗电费为:{(污水提升泵功率+加药设备两台功率+消毒设备两台功率+污泥回流泵功率+鼓风机功率+增压泵功率+电控柜功率)×运行时间+(PAM加药设备功率+污泥泵两台功率)×运行时间}×0.6÷设计流量={(7.5+0.5×2+3×2+7.5+37×3+4+1)×24+(0.5+2.2×2)×4}×0.6÷3 000=0.66 元/m3污水。
2)运行人工费:
污水处理站共按8人计,每人每日平均按20.0元计算,则每处理1.0 m3污水的费用为:8×20÷3 000=0.05元/m3污水。
3)药剂费:
运行药剂费=气浮池+混合沉淀一体化池+污泥脱水+消毒=0.316 元/m3污水。
4)总运行费用:
0.66+0.05+0.316=1.026 元/m3污水。
5 结语
屠宰废水经该组合工艺流程处理后可达到国家一级排放标准,经消毒杀菌后可直接排放。
摘要：结合具体实例,详细介绍了采用接触氧化法处理屠宰废水的设计,包括工艺流程,各单体处理单元工艺及经营管理等方面的相关内容,经本系统处理,出水水质均达到《肉类加工工业污染物排放标准》及回用水执行《生活杂用水水质标准》中的一级标准。
关键词：接触氧化,屠宰废水,处理
参考文献
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