高浓度废水处理方法技术

  • 发布日期:2021-06-26

高浓度有机废水处理方法分为生物处理技术、物理处理技术、化学处理技术和物理化学处理技术四种。其中生物处理技术是利用微生物降解废水中的污染物质作为自身的营养和能源。同时使废水得到净化的方法,是近几年来在高浓度有机废水处理用的比较多的方法之一。

 

1、 物化处理技术

物化法常作为一种预处理的手段应用于有机废水处理,预处理的目的是通过回收废水中的有用成分,或对一些难生物降解物进行处理,从而达到去除有机物,提高生化性,降低生化处理负荷,提高处理效率。一般常用的物化法有萃取法、吸附法、浓缩法、超声波降解法等。


萃取法

在众多的预处理方法中,萃取法具有效率高、操作简单、投资较少等特点。

溶剂萃取法利用难溶或不溶于水的有机溶剂与废水接触,萃取废水中的非极性有机物,再对负载后的萃取剂进一步处理。近年来为了避免有机溶剂对环境的污染,又开发了超临界二氧化碳萃取。该法简单易行,适于处理有回收价值的有机物,但只能用于非极性有机物,被萃取的有机物和萃取后的废水需要进一步处理,有机溶剂还可能造成二次污染。萃取只是一个污染物的物理转移过程,而非真正的降解。


吸附法

吸附剂的种类很多,有活性炭、大孔树脂、活性白土、硅藻土等。

在有机废水中常用的吸附剂有活性炭和大孔树脂。虽然活性炭具有较高的吸附性,但由于再生困难、费用高而在国内较少使用。例如将活性炭投加到难降解染料废水的试验容器中,当活性炭的投加浓度为200mg/L时,色度的去除率为77%;而投加质量浓度增加到400mg/L时,色度的去除率达到86%。


浓缩法

浓缩法是利用某些污染物溶解度较小的特点,将大部分水蒸发使污染物浓缩并分离析出的方法。浓缩法操作简单,工艺成熟,并能实现有用物质的部分回收,适合于处理高浓度含盐有机废水。该法的缺点是能耗高,如有废热可用或降低能耗,则该法是可行的。


超声波降解法

采用超声波降解水体中有机污染物,该技术利用超声辐射产生的空化效应,将水中的难降解有机污染物分解为环境可以接受的小分子物质,不仅操作简便、降解速度快,还可以单独或与其它水处理技术联合使用,是一种极具产业前景的清洁净化方法。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身,具有反应条件温和、速度快、适用范围广等特点,可以单独或与其它技术联合使用,具有很大的发展潜力。

 

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2 、化学处理技术

化学处理技术是应用化学原理将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的方法。化学氧化法分为两大类,一类是在常温常压下利用强氧化剂(如过氧化氢、高锰酸钾、次氯酸盐、臭氧等)将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水;另一类是在高温高压下分解废水中有机物,包括超临界水氧化和湿空气氧化工艺,所用的氧化剂通常为氧气或过氧化氢,一般采用催化剂降低反应条件,加快反应速率。化学氧化法反应速度快、控制简单,但成本较高,通常难以将难降解的有机物一步氧化到无机物质,而且目前对中间产物的控制的研究较少。该技术也常常作为生化处理的预处理方法使用。其主要的方法有焚烧法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、电化学氧化法等。


焚烧法

焚烧法利用燃料油、煤等助燃剂将有机废水单独或者和其他废物混合燃烧,焚烧炉可采用各种炉型。效率高,速度快,可以一步将有害废水中有机物彻底转化为二氧化碳和水。但设备投资大,处理成本高,除某些特殊废水(如医院废水)以外难以采用。


Fenton氧化法

Fenton试剂具有很强的氧化能力,因此Fen2ton氧化法在处理废水有机物过程中发挥了巨大的作用。但由于体系中含有大量的Fe2+离子,H2O2的利用率不高,使有机物降解不完全。后来,人们对传统的Fenton氧化法进行了改进。如光助反应就是在反应体系中辅以紫外线和可见光,在低浓度亚铁离子、理论双氧水加入量、紫外线和可见光的汞灯的照射下,反应0。 5 h ,溶解性有机碳去除率高达90 %。


臭氧氧化法

臭氧在水处理方面具有氧化能力强,反应速度快,不产生污泥,无二次污染等特点,在去除合成洗涤剂以及降低水中的BOD、COD等方面都具有特殊的效果。臭氧对难降解有机物的氧化通常是使其环状分子的部分环或长链分子部分断裂,从而使大分子物质变成小分子物质,生成易于生化降解的物质,提高废水的可生化性。臭氧氧化技术在难生物降解有机废水处理过程中常作为预处理。研究发现,臭氧氧化法对多数染料能取得很好的脱色效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。


电化学氧化法

电化学氧化又称电化学燃烧,它是在电极表面的电氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。电化学氧化分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。直接电化学氧化是使难降解有机物在电极表面发生氧化还原反应。目前,已证实对氯苯酚、五氯化酚均可在阳极上彻底分解。

 

3、生物处理技术

生物处理是废水净化的主要工艺,主要用于处理农药、印染、制药等行业的有机废水。生物处理法是利用微生物的代谢作用来分解、转化水体中的有毒有害化学物质和其它各种超标组分的生物技术,降解作用的场所主要是含微生物的活性污泥、生物膜及其相应的反应器,由此诞生了各类生物处理方法和技术。微生物法不仅经济、安全,而且处理的污染物阈值低、残留少、无二次污染,有较好的应用前景。根据反应条件的不同,微生物处理法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。


好氧生物处理

好氧活性污泥法

在污水处理中,活性污泥法是应用广泛的技术之一,利用悬浮生长的微生物絮凝体(Floc)处理有机污水,活性污泥法已成为各类有机污水的主体处理技术。

根据各种不同运行方式的工艺特征与应用条件可将好氧活性污泥法分为:普通活性污泥法(CAS)、减量曝气活性污泥法、分段进水活性污泥法(SFAS)、吸附—再生活性污泥法(CSAS)、完全混合活性污泥法(CMAS)、高负荷活性污泥法、纯氧曝气活性污泥法(HPOAS)。以上这些污水处理方法都是对传统活性污泥法在使有机负荷及需氧量提到均衡,提高曝气池对水质、水量、冲击负荷的适应能力,减少污泥产生,缩短曝气时间,提高氧向混合液中的传递能力及利用率,减少污泥膨胀现象发生等方面进行的改进,改进的同时又不可避免地出现处理效果差等缺点,尤其是对于高浓度有机污水,更具有难处理性。


好氧生物膜法

好氧生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理法。这种方法的实质是使细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥———生物膜(Biofilm)。

与传统法处理污水相比,膜生物反应器具有以下几个方面的特征:

①出水水质好。用超微滤膜组件取代二次沉淀池可以使生物反应器获得比普通活性污泥法更高的生物浓度,提高了生物降解能力,处理效果好;同时膜分离后出水质量高,当处理对象为生活污水时,可满足建设部生活回用水水质标准C(J25。1一89)。

②工艺参数易于控制。膜生物反应器内可以实现STR和HTR的完全分离。通过控制较长的STR,使世代时间较长的硝化菌得以富集,提高硝化效果;同时膜分离也使废水中那些大分子、颗粒状难降解的成分在有限体积的生物反应器中有足够的停留时间,从而达到较高去除率。

③设备紧凑,占地少。由于生物反应器内污泥浓度高,容积负荷可大大提高,生物反应器体积大大减小;从形式上看,一体式膜生物反应器可使设备更加紧凑。

④污泥产率低同传统活性污泥法相比,膜生物反应器的污泥产率很低,如下表:

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⑤抗冲击负荷能力强。膜生物反应器中维持着高浓度的MLSS,使它比传统生物法具有高得多的抗冲击负荷能力。

⑥易于自动控制管理。膜分离单元不受污泥膨胀等因素的影响,易于设计成自动控制系统,便于管理。

通常提到的膜生物反应器,实际上是三类反应器的总称,它们分别是(1)膜一曝气生物反应器(MABR),(2)萃取膜生物反应器E(EMBR),(3)膜分离生物反应器(BSMBR,简称MBR)。

(1)膜-曝气生物反应器

无泡曝气MBR它采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点b(ubblepoin)t的情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。由于传递的气体含在膜系统中,因此提高了接触时间,极大地提高了传氧效率。同时由于气液两相被膜分开,有利于曝气工艺的更好控制,有效地将曝气和混合功能分开。因为供氧面积一定,所以该工艺不受传统曝气系统中气泡大小及其停留时间等因素的影响。

(2)萃取膜生物反应器

萃取MBR是结合膜萃取和生物降解,利用膜将有毒工业废水中有毒的、溶解性差的优先污染物从废水中萃取出来,然后用专性菌对其进行单独的生化降解,从而使专性菌不受废水中离子强度和pH值的影响,生物反应器的功能得到优化。

(3)膜分离生物反应器

膜分离生物反应器中的膜组件相当于传统生物处理系统中的二沉池,利用膜组件进行固液分离,截流的污泥回流至生物反应器中,透过水外排。按膜组件和生物反应器的相对位置,膜分离生物反应器又可以分为一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器、复合式膜生物反应器三种。

在分置式MBR中,生物反应器的混合液由泵增压后进入膜组件,在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水,活性污泥、大分子物质等则被膜截留,并回流到生物反应器内。分置式MBR通过料液循环错流运行,其特点是:运行稳定可靠,操作管理容易,易于膜的清洗、更换及增设。但为了减少污染物在膜面的沉积,由循环泵提供的料液流速很高,为此动力消耗较高。

一体式MBR根据生物处理的工艺要求,可分为两种组成形式:第一种有两个生物反应器,其中一个为硝化池,另一个为反硝化池。膜组件浸没于硝化反应器中,两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。第二种组合最简单,直接将膜组件置于生物反应器内,通过真空泵或其它类型的泵抽吸,得到过滤液。为减少膜面污染,延长运行周期,一般泵的抽吸是间断运行的。

 

厌氧生物处理法

在1910年~1950年间,高效的、可加温和搅拌的污泥消化池得到了进一步地发展,如厌氧接触工艺,这些反应器被称为第一代厌氧反应器。由于第一代厌氧反应器无法将污泥停留时间和水力停留时间分开,污泥中温消化池的HRT长达20 d~30 d ,这就大大增加了消化池的容积和占地面积,提高了建设费用。为了提高厌氧反应系统的处理效率,人们成功地研究和开发了第二代厌氧反应器,例如厌氧滤池(AF)、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床(AFB)和厌氧接触膜膨胀床反应器(AAFEB)等。它们共同的特点就是可以将固体停留时间和水力停留时间相分离,这使得反应器内固体停留时间可以长达上百天,而水力停留时间可以从过去的几十天缩短为几天,甚至几小时。在已经开发的这些高效厌氧处理系统中,UASB已广泛用于实际生产中。

 

A-B工艺

A-B工艺即吸附—生物降解技术。由A段和B段组成,2段串联运行,不设初沉池,污水经预处理后,直接进入A段曝气池,A段曝气池排出的混合液在中间沉淀池进行泥水分离,A段曝气池、中间沉淀池及其回流和排泥组成A段处理系统。中间沉淀池出水进入B段曝气池继续进行处理,B段曝气池混合液排入二沉池进行泥水分离,B段曝气池、二沉池及其回流和排泥组成B段处理系统。工艺流程如图:


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A-B工艺的特点有:

(1) A-B工艺具有高效去除有机物的能力,BOD5的去除率可达95 % ,CODCr的去除率可高达90 %。

(2) A-B工艺具有较强的出水稳定性。A段对进水有机物的负荷、有毒物质和极端pH的冲击具有较强的缓冲能力,使大部分冲击被A段所截留,从而为B段提供了良好的微生物生存环境,保证了总出水水质的稳定性。

(3)A段以兼氧运行时,可提高污水的可生化性,从而使A-B工艺在处理难生物降解物质方面具有较高的去除率。

(4) A-B工艺污泥沉降性能好,易于克服污泥膨胀。

(5)B段污泥负荷较低,污泥龄较长,有利于提高活性污泥中硝化菌的比例,为B段去除NH3-N创造了比较好的条件。

(6)A段在高负荷条件下运行,污泥产量大,其剩余污泥量较传统活性污泥工艺多10 %~15 %。

 

SBR 法

SBR工艺的曝气池,在流态上属完全混合,在有机物降解上,却是时间上的推流,有机物是随时间的推移儿被降解的。其流程由进水、反应、沉淀、出水和闲置等5个基本过程组成,从污水流入到闲置结束构成一个周期,在每个周期里上述过程都是在一个设有曝气或搅拌的反应器内依次进行。


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好氧生物法一般用于处理低浓度有机废水,但近年来有人研制出一些高效的好氧生物处理工艺,可用于处理高浓度有机废水,如深井曝气、好氧流化床和好氧活性污泥法等。在特定条件下,如场地面积小,可以考虑应用深井曝气法;某些含有抑制厌氧菌物质的废水,可采用高效好氧处理装置。


深井曝气法(DSP)

它改变了传统生化法处理污水时氧的转移率,增大氧气与液膜的接触面积,提高了氧的饱和浓度及其利用率,具有很好的处理效果。DSP法利用深井中的静水压力把氧的转移率从传统曝气法的5%-15%提高到60%-90%。动力效率很高,处理效果极好。此外,还具有产泥量少,不受气温影响,不产生污泥膨胀,占地面积小、效能高、能耗低、耐冲击负荷性能好、操作简单、易于管理、投资少等优点。因此,它广泛应用于现代化学合成工业的高浓度有机废水的治理,如塑料、合成纤维、合成橡胶、洗涤剂、染料、溶剂、涂料、农药、食品添加剂、药品等工业。


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好氧生物流化床法(ABFB)ABFB工艺的特点是反应器内填料的表面积超过3 300 m2/m3,生物膜量可达10-40 g/L,比普通活性污泥法高1个数量级。因此,该工艺具有效能高、占地少、投资省等优点。但由于要使填料流化,必须进行出水循环,并保持反应器内具有一定的流速,从而增加了运行的复杂性。目前,国内利用ABFB处理高浓度有机废水尚处于实验阶段,工程应用并不多。

 

高浓度有机污水的处理技术正向高效、节能、环保的方向发展。好氧处理技术与厌氧处理技术的联合工艺将具有广阔的前景。

(1)改造常规的污水处理工艺。强化混凝处理过程,研制经济实用的强化混凝设备,是适合我国国情,高浓度难降解有机污水处理技术的重要发展方向之一。

(2)多种处理技术联合应用。如先用絮凝、微电解、电化学催化氧化等技术破坏水中难降解的有机物,提高有机污水的可生化性,再交叉耦合生化方法进行深度处理。


高浓度废水处理工艺优点

高浓度含盐废水处理工艺设计先进,集成化程度高,结构紧凑,占地面积少,操作与维护简便,有效解决了各生产企业的废水治理难题,降低了高浓度含盐废水对环境的危害。

高浓度废水处理零排放运行效果稳定,废水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好。

系统能耗低,生产周期短,与传统工艺设备相比,设备运行费用低,能有效降低生产成本,提高企业经济效益。

控制系统可根据用户具体使用要求进行个性化设计,结合先进的控制软件,现场在线集中监控重要工艺操作参数,避免人工误操作,多方位确保系统长期稳定运行。

 

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高浓度废水处理设备广泛应用于:

电镀、PCB、冶金废、金属表面处理、电子工业、纺织、印染、漂染、造纸、食品、化工、制革等行业高浓度废水处理。

 

广东威特雅环境有限公司是一家专业致力于污水废水处理的研究、开发、制造及销售于一体的高科技企业,有十二年的工程经验,全国建有多家现代化设备工厂,拥有强大的科研技术团队和超300人的庞大运营售后团队。专注于工业废水处理、废水零排放、中水回用零排放、高浓度废水处理、重金属废水处理;提供废水处理设备、中水回用零排放设备、超纯水设备、软化水设备、纯化水设备、反渗透设备等的生产安装;专业承接化工、电子、电镀、制药、食品、饮料、化妆品、医疗卫生、汽车、冶金、电力等行业废水处理服务,为客户提供有针对性的一站式废水处理解决方案,技改方案24小时响应。威特雅资质齐全:获得50多项荣誉证书,具备建筑机电安装工程专业承包三级施工资质,项目覆盖全国,一对一合作服务,0排放处理技术成熟可靠,终身售后无忧!

 

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