
大唐托克托发电有限责任公司(以下简称托电)一、二期4×600MW机组循环水排污水处理系统于2004年7月投运,采用澄清、过滤、超滤、反渗透等水处理工艺,其产品水作为托电二、三期锅炉补给水处理系统离子交换除盐设备的水源。
1 系统简介
(1)系统流程和运行控制特点
托电循环水排污水处理系统工艺流程为:
循环水排污水—生水池—机械加速澄清池—多介质过滤器—超滤—5μm保安过滤器—反渗透—产品水箱
生水池进水电动阀根据生水池液位自动开启和关闭;澄清池定期或连续排泥;多介质过滤器根据累计制水量进行自动反洗;超滤装置的运行及反洗自动控制,根据超滤水池的水位自动控制启停;反渗透系统的运行根据超滤水池、渗透水箱的水位及系统制水量自动控制运行。
(2)主要设备和特点
系统主要设备见表1。
![]() |
凝聚澄清、超滤、反渗透装置及整个水处理设备采用1套可编程逻辑控制器(PLC)控制装置,其设计有与全厂水控制点(在锅炉补给水车间)的通讯接口。
a 机械加速澄清池
机械加速澄清池对保证超滤、反渗透装置的稳定运行起重要的作用。从2004年10月底至2005年4月,该系统处理的循环水浊度高达(50~90)NTU,机械加速澄清池的出水在进水水质波动不大时一直很稳定,维持在(5~10)NTU左右。如需向澄清池内加PAM(聚丙烯酰胺),须选用分子量为400万-800万的阴离子型或中性的PAM,因为阳离子型PAM会对反渗透膜产生不可逆转的破坏,即反渗透膜表面呈负电荷,容易与正电荷相吸,导致反渗透膜清洗不净。
b 超滤装置
超滤装置水的利用率设计为90%左右,配置80根1.5m长的225PVCUFC0.8型膜元件。膜元件分别安装在20只容器中,容器材质为玻璃钢(FRP),卧式布置。超滤膜以串联的形式安装在容器内。膜元件采用荷兰NORIT公司产品,膜孔径为20nm中空纤维膜,由亲水性的聚醚砜中空纤维组成。水中最小颗粒的外径一般都大于20nm,因此超滤系统能产出SDI指数小于2、浊度小于0.15 NTU的高品质水,托电超滤装置产水的污染密度指数SDI一般为1-2。
每只超滤膜元件有效过滤面积为35m2,截留分子量为15万。中空膜丝的内径为O.8mm,为内压式,被截留的悬浮物、细菌、大分子有机物、胶体等积在中空纤维内表面。超滤膜的压差随运行时间会逐渐增加,经过20min运行后需用产水进行1次反洗,反洗流量一般为产水量的3~4倍,反洗排水回收到生水池。经过15次左右的反洗之后,分别进行1次加HCl反洗和加NaC1O反洗,以清洗膜表面粘附着的不易冲洗掉的污染物和微生物。在超滤装置反洗过程中,要求反洗压差<0.05MPa,并保证清洗水运行指标为150L/(m2·h)。
超滤过程类似常规的微孔全量过滤,即在过滤过程中无浓水排放。进水温度要求控制在20℃左右,若温度太高,超滤膜会加速水解。为避免大颗粒堵塞中空膜丝的通道,每套超滤进水装置配置1台精度为150μm的管道式保安过滤器,进水压力一般<0.2MPa(进水压力不要超过O.3MPa),进出口压差要求<0.1 MPa。
c 反渗透装置
反渗透水回收率设计为60%,配置120只1m长的美国陶氏BW30-365FR膜元件。膜元件分别安装在20只材质为FRP(玻璃钢)的容器中,容器排列形式为一级两段,1段、2段膜组件比例为13:7。反渗透进水加HCl、阻垢剂和NaHSO3。运行中控制反渗透进水pH值在7-7.5,阻垢剂加药量为6mg/L左右,氧化还原电位(ORP)为(350~500)mV,余氯(5~20)μg/L。反渗透l段、2段可以串联清洗,也可以单独清洗,均为顺流清洗。
2 超滤装置运行中发现的问题
(1)超滤装置的化学清洗
超滤装置于2004年7月投运后,到2005年10月之前一直运行正常,当运行压差上升到0.12MPa左右,可以通过在线加强化学清洗方式恢复压差到0.06MPa,出力恢复到正常出力167m3/h。2005年底之后,超滤产水sDI值恶化和水通量衰减后,在线加强化学清洗方式已基本失去作用。
经分析认为,超滤系统运行过程中,在线加强化学清洗方式只能实现定期反洗,不能做错流冲洗,导致膜丝内部淤集沉积物,长期累积导致超滤产水量下降,压差增加。因此,决定采用错流清洗方式恢复超滤膜的产水通量。实施错流清洗恢复了超滤膜元件的水通量后,还需进行膜丝的完整性测试和修复工作,才能确保出水水质得到恢复。
在2006年7月对超滤膜采用了离线清洗的方式,清洗效果比较理想。在被污染的膜丝内,悬浮物和无机盐相互覆盖,用次氯酸钠Aquaklean7314(有机螯和剂,表面活性剂)对超滤膜进行交替清洗可以获得较好的清洗效果(表2)。
![]() |
(2)超滤装置清洗、反洗注意事项及工艺优化
超滤装置的出力要大于反渗透进水流量的20%左右,才能保证反渗透装置的连续稳定运行,这是因为超滤的白用水率随着超滤污染程度的增大而增大。超滤装置反洗加Na0H,有利于清洗膜表面粘附的不易冲洗掉的污染物和微生物,但反洗水中若含有因加絮凝剂产生的A13+,极易生成大量乳状沉淀,所以反洗时不宜加NaOH。反洗水来自水塔循环水,硬度一般在(10-14)mmol/L,加NaOH进行超滤反洗,易生成Ca(OH)2沉淀,污染超滤膜。
实践证明,加NaCL0进行超滤反洗对降低超滤压差比加HCl更有效。由于NaCL0溶液在偏酸性条件下的杀菌效果更好,所以建议在设计NaCL0加药系统时,在NaCL0药箱设计1根加HCI管。加药反洗时,超滤反洗泵出力太大,使得进入超滤的药液浓度过稀,不利于提高或控制合适的药液浸泡浓度。如果单设1台小流量反洗泵,专门用于加药步序,则有利于提高或控制合适的药液浸泡浓度,增强反洗效果,节约药品。
为了使超滤装置自用水率低于10%,达到节水目的,设计将超滤反洗水回收到生水池,但是当超滤运行压差增大后,需要进行大剂量、高频次的在线加药化学清洗时,短时间内会有大量NaCL0随着超滤反洗水进入到生水池内,而反渗透进水母管上的NaHSO3。加药量不能及时足量加入(用于超滤反洗的NaCL0计量泵出力为1000L/h,反渗透进水母管上的NaHSO3。计量泵出力只有15 L/h,容易发生余氯超标,使得反渗透膜被氧化而影响性能。因此,建议将超滤反洗水回收到生水池内的同时,增设1根直排地沟的排水管。托电于2006年6月加装了1根直排地沟的超滤反洗水排水管,避免了上述问题的发生。
目前许多小型造纸厂污水处理设施运行都不是很理想,主要表现在运行成本偏高,出水水质不稳定。出现这些问题的基本原因是设计不十分合理,操作不当,没有把水处理和清洁生产结合起来。
河南某纸业公司于2005年自行实施建成3000立方米/天污水处理设施一套。采用的处理方法也是目前广泛应用的活性污泥生物处理法。该方法工艺设计简单易行,操作管理方便,投资少,吨水投资160元。运行费用也相当低廉,吨水处理成本只有0.12元。设备总装机容量29千瓦,吨水电耗0.05元。运行一年多以来,出水CODcr一直稳定在80mg/L以下,现已经通过了环保部门的验收。该公司水处理工程从设计施工和操作管理等方面给中小型纸厂提供了相当好的宝贵经验。
该公司现有的1880mm和1575mm圆网多缸板纸机各一台,以国内OCC为原料生产高强瓦楞纸和纱管原纸。生产车间日废水排入量2000吨。设计的污水处理能力为3000立方米/天,其工艺流程为:
废水经格栅进入到初沉池,后竟如通有鼓风机和营养物的曝气池,后经二沉池进入贮水池,后达标排放或车间回用。其中初沉池和二沉池的污泥进入到污泥浓缩池,经泥浆泵进入污泥脱水机,其滤水回到初沉池利用,泥饼外用。另:絮凝剂经药液罐和计量泵后加入到污泥脱水机之前污泥中。该流程的主要污染物的总去除率 CODcr≥90%,BOD≥88%,SS≥95%。
该纸业水处理设施运行比较理想的原因,除了工艺设计简捷合理外,更重要的是将清洁生产和有实效的管理措施与水处理结合的非常到位,重点采取了以下措施:
1、 严格控制原材料的收购,从源头削减污染物:
清洁生产主要是指不让有害物质进入生产工序。上道工序的杂物不能或尽可能少的流入下道工序。原材料进厂关是至关重要的第一关,往往容易被企业忽视。该纸业公司非常注重废止原料的收购,宁可提高收购价格,也不允许杂质含量高的废纸进入工厂。收购中制定了严格的检测手段。原料进厂后,还要组织得力的人员进行分拣。将10%以上的杂质不流入生产程序。这样做不仅提高了产品质量,减轻了设备负担,更重要的是不使有害物质流入水体,从而大大降低了水处理负荷。
2、改进生产工艺:
在生产工艺中,选用较为先进节能的废纸处理设备,提高生产效率,由于这些设备除渣有力强,每道设备均能达到特有的功效,保证了浆料的净化,上道工序的杂质尽可能较少的流入下道工序。例如:水力碎浆机工作时尽可能提高该机的水力作用,使纤维达到最大的碎解度,并最大程度的保持杂质的原貌被及时清除。通过这些措施,不仅提高了除渣率,而且吨废纸的碎解电耗降到30度以下,达到最经济的数据。纤维分离机和压力筛等关键的净化设备也都同时达到最佳工作状态。这样,从生产工艺上做了清洁生产。
3、 严格做好生产用水的合理循环使用:
在生产工艺设计中,严格控制生产用水的合理循环使用。后段的水尽可能100%用于前段工序,做到严密控制被充的清水,也做到了严格控制用量,既保证了正产生产又要做到节约用水。纸机烘缸的冷凝水也100%回收利用,这样不仅节约了水资源,也大大降低了水处理量。
4、 造纸工艺中,采用新型助留剂:
该企业自行配制高效复合型助留剂,这种助留剂被巧妙地加到纸机抄造的过程中,效率很高的助留剂将大量的细小纤维留在纸上。减少流失、降低了纸机白水浓度。这种高效助留剂的主要成分是甲壳素。甲壳素是由虾、蟹等甲壳类动物的外壳中提取。是目前自然界中发现的唯一带正电荷的可使用性动物纤维,也是一种脂质吸附剂,其吸附指数为1∶50.这种有机质的助留剂具有絮凝作用,加强了一沉淀池固形物絮凝速度。
再生纸废水负荷主要反映在SS、COD、BOD和色度四个指标,其中后三个指标均是由SS超标引起的。废水中SS大部分为细小纤维,如何最大限度的除去废水中的SS是废水处理的关键。利用甲壳素制取的助留剂,将大部分细小纤维留在纸上,SS去除率很高,使一沉池COD去除率达到30%以上,由于这种助留剂是有机质,并兼有絮凝作用,代替了传统的PAC和PAM。价格低,吨纸成本只有5元。这就大大降低了水处理成本。
5、 以农家肥做营养:
在水处理系统中的好氧曝气池中,由于前段处理效果很好,使曝气池进入COD较低,无需投加传统的N、P等营养盐,只需要加少量的农家肥就可以了。这就简化了操作和管理,更进一步减少了水处理成本。
6、 强化管理:
建立健全水处理厂的管理制度,把水处理厂视为制浆造纸生产全过程中不可分割的重要组成部分,指派文化基础好,技术水平较高的人员去操作和专门管理,在着眼生产全过程用水的同时,也不能放松对每个细节的管理。才能保证水处理系统的正常运行。
从该纸业水处理运行经验中可以看出,要达到理想的水处理效果必须做到:工艺设计可靠合理和清洁生产相结合,力求做到杂质“少进多出”,科学管理要严密细致。
国外一位流量专家F.C.Kinghoro曾说过,流量计是少数几种使用比制造艰难的粘性摩擦作用,还会产生不稳定的旋涡和二次流等复杂流动现象。测量仪表本身受到众多因素,如:管道、口径大小、形状(圆形、矩形)、边界条件、介质的物性(温度、压力、密度、粘度、脏污性、腐蚀性等)、流体的流动状态(紊流状态、速度分布等)以及安装条件与水平的影响。面对国内外十几类、上百个品种的流量仪表(先后发展起来的容积式、差压式、涡轮式、面积式、电磁式、超声波式和热式流量计等类型),如何根据流量、流态、安装要求与环境条件、经济性等因素合理选型,是应用好流量仪表的前提和基础。除了仪表自身质量要得到保证,工艺数据的提供和仪表的安装、使用、维护是否合理也相当重要。本文介绍电磁式、涡街式、节流式等几种流量计的选型设计。
1.电磁流量计选型设计
电磁流量计自20世纪50年代末国内首次工业应用以来,七八十年代在流量测量中运用和发展很快。电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律,即被测介质垂直于磁力线方向流动,因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX感应电动势EX与被测介质流量(流速)成正比,电磁流量计不受温度、压力、粘度、重度等外界因素的影响,测量管内部无收缩或凸出部分的压力损失,另外,流量元件检测出的最初信号,是一个与流体平均流速成精确线性变化的电压,它与流体的其他性质无关,具有很大的优越性。
根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性,测量污水的流量,电磁流量计是一个很好的选择。它结构紧凑、体积小,安装、操作、维护方便,如测量系统采用智能化设计,整体密封加强,能在较恶劣的环境下正常工作。可选用氯丁橡胶衬里,含钼不锈钢(OCrI8Ni12Mo2Ti)电极的电磁流量计,即可满足污水流量测量的要求。
某冶炼厂在生产中,由于生产工艺的需要,会产生大量的工业污水,污水处理分厂必须对污水的流量进行监控。在以往的设计中,流量仪表不少都选用旋涡流量计和孔板流量计。而实际应用中发现测量的流量显示值与实际流量偏差较大,而改用电磁流量计偏差大大减小。
2.涡街流量计选型设计
涡街流量计作为一种新型流量计,80年代中期以来发展较快,它在流量测量方面有着诸多的优点和长处,在现代流量测量中应用越来越广泛。在国内使用涡街流量计进行流量测量也愈来愈得到重视,目前我国已有性能优良并有自主知识产权的产品系列。涡街流量计是基于流体振动发展起来的,根据旋涡的不同,检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可形成旋涡列的场合,不仅可用于封闭的管道,还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计相比,涡街流量计没有可动的机械部件,维护工作量小,仪表常数稳定;与孔板式流量计相比,涡街流量计测量范围大,压力损失小,准确度高,安装与维护简单。但涡街流量计的环境相关参数较多,容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。
涡街流量计的原理是在流量计管道中,设置一滞流件,当流体流经滞流件时,由于滞流件表面的滞流作用等原因,在其下游会产生两列不对称的旋涡,这些旋涡在滞流件的侧后方分开,形成所谓的卡门(Karman)旋涡列,两列旋涡的旋转方向是相反的,卡门从理论上证明了当h/L=0.281(h为两旋涡列之间的宽度,L为两个相邻旋涡间的距离)时,旋涡列是稳定的雷诺数Re是表征粘性流体流动特性的一个无量纲数,其物理意义是流体流动的惯性力与粘滞力的比值。因此,流体的流动状态对涡街流量计的使用也有一定的影响。如果环境参数对流体流动状态有影响也会影响到涡街流量计的使用性能。
经过实践,如下几个方面对涡街流量计的使用都有影响,应对这些问题进行分析。
(1)涡街流量计的测量范围较大,一般10:1,但测量下限受许多因素限制:Re>10000是涡街流量计工作的最基本条件,除此以外,它还受旋涡能量的限制,介质流速较低,则旋涡的强度、旋转速度也低,难以引起传感元件产生响应信号,旋涡频率f也小,还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应(如磁敏式一般不超过400Hz)和电路的频率限制,因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算,根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂,选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外,还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合,磁敏式、压电应力式等仪表不能正常工作或不能准确测量。
(2)振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动,尤其是管道的横向振动(垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动),这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感,故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时,是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式,保证流体为充分发展的单向流,也是不可忽略的。
(3)介质温度对涡街流量计的使用性能也有很大的影响。如压力应力式涡街流量计不能长期使用在300℃状态下,因其绝缘阻抗会由常温下的10MΩ~100MΩ急降至1MΩ~10KΩ,输出信号也变小,导致测量特性恶化,对此宜选用磁敏式或电容式结构。在测量系统中,传感器与转换器宜采用分离安装方式,以免长期高温影响仪表可靠性和使用寿命。
涡街流量计是一种比较新型的流量计,处于发展阶段,还不很成熟,如果选择不当,性能也不能很好发挥。只有经过合理选型、正确安装后,还需要在使用过程中认真定期维护,不断积累经验,提高对系统故障的预见性以及判断、处理问题的能力,从而达到令人满意的效果。
3.节流式流量计选型设计
节流式流量计是早期大量使用的一种测量流量的计量装置,其历史最长,用量最多。现在常见的为圆孔板型和锥形入口板型,其工作原理是在流体管道中加入一孔板节流件,通过导压管引入压差变送器测出节流件上、下游的压差,根据所测的压差经过计算即得出流量的瞬时值。由于导压管内水的不流动性,在较寒冷地区,冬天室外安装的孔板取压管容易冻裂(冻住),使差压仪器无法正常工作。测量较脏的污水时,孔板需经常清洗。如清洗不及时,测量精度降低,取压管经常被污物堵死,仪表无法使用。用孔板的方式测流量时还有压力损失大、维护量大等缺点。因此改变取压方式,例如用径距取压法,就可以减少孔板污物的影响。
4.结语
以上几种污水流量测量流量计中,电磁流量计性能较好,节流流量计应用范围广,而涡街流量计比较新型,并正在不断发展。只有了解这几种流量计各自的性能,才能对流量计选型设计好,使污水流量的测量和控制达到精确度和可靠性要求。
2.2 化学处理法
化学处理法是指应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性,处理过程中总是伴随着化学变化。用于食品工业废水的化学处理法有中和、混凝、电解、氧化还原、离子交换、膜分离法等。
(1)混凝法
食品工业废水处理中所用的化学处理工艺主要是混凝法。混凝法不能单独使用,必须与物理处理工艺的沉淀、澄清法或气浮法结合使用,构成混凝沉淀或混凝气浮,混凝沉淀可作为生物处理的预处理,也可作为生物处理后的深度处理。
混凝沉淀法是水处理的一个重要方法。对于一些胶体颗粒较小、或是一些胶体溶液,难以或不能发生沉降的废水加入化学混凝剂,使其形成易于沉降的大颗粒而去除。废水中呈胶体状态的蛋白质和多糖类物质,经加药混凝沉淀即有较好的去除效果。
常用的药剂有:石灰、硫酸亚铁、三氯化铁和硫酸铝等。石灰一般不单独使用,常与其他药剂配合使用,最佳投药量和pH值宜通过试验确定。
(2)氧化还原
化学氧化还原是转化废水中污染物的有效方法。废水中呈溶解状态的无机物和有机物,通过化学反应被氧化或还原为微毒或无毒的物质,或者转化成容易与水分离的形态,从而达到处理的目的
(3)离子交换
离子交换主要是利用离子交换剂对水中存在的有害离子(包括有机的及无机的)进行交换去除的方法。
2.3 生物处理法
生物化学处理法是有机废水处理系统中最重要的过程之一。在食品工业的废水处理中,生物处理工艺可分为好氧工艺、厌氧工艺、稳定塘、土地处理以及由上述工艺的结合而形成的各种各样的组合工艺。食品废水是有机废水,生物法是主要的二级处理工艺,目的在于降解COD、BOD5。
好氧生物处理工艺根据所利用的微生物的生长形式分为活性污泥工艺和膜法工艺。前者包括传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、完全混合法、延时曝气法、氧化沟、间歇活性污泥法(SBR)等。后者包括生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、活性生物滤池、生物接触氧化法、好氧流化床等。一般好氧处理对低浓度废水效果较好。
厌氧生物处理工艺适用于食品工业废水,主要原因是废水中含易生物降解的高浓度有机物,且无毒性。此外,厌氧处理动力消耗低,产生的沼气可作为能源,生成的剩余污泥量少,厌氧处理系统全部密闭,利于改善环境卫生,可以季节性或间歇性运转,污泥可长期储存。
3.结束语
总之,在食品工业废水处理过程中,要根据不同的情况,采取不同的处理方法,这样才能取得事半功倍的效果。
参考文献:
[1] 唐受印,戴友芝,刘忠义,周作明.食品工业废水处理.化学工业出版社,2001
[2] 李燕城.水处理实验技术.中国建筑工业出版社,1989 来源:谷腾水网
1. 食品工业废水分类及水质特性
食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的工业。食品工业包括许多与饮食有关的行业,有不同的分类方法。若按所用原料分类,可分为:肉与肉制品工业;禽蛋加工工业;水产品加工工业;制糖工业;水果蔬菜加工工业;淀粉工业;食用油脂工业;乳制品工业;含酒精饮料工业;无酒精饮料工业;调味品及添加剂工业等。食品加工业都是以水作为工业用水和清洗用水。用水量很大,废水排放量也很大。例如,生产每吨糖耗水150 t;每吨啤酒耗水35 t;每吨罐头耗水100 t;每吨味精耗水1000 t;每吨饮料耗水100 t;每吨酒精耗水200 t等等。
食品工业废水主要来自三个生产工段。
(1)原料清洗工段。大量砂土杂物、叶、皮、鳞、肉、羽、毛等进入废水中,使废水中含大量悬浮物。
(2)生产工段。原料中很多成分在加工过程中不能全部利用,未利用部分进入废水,使废水含大量有机物。
(3)成形工段。为增加食品色、香、味,延长保存期,使用了各种食品添加剂,一部分流失进入废水,使废水化学成分复杂。
食品废水的水量水质特性主要体现在6个方面:
(1)废水量大小不一,食品工业从家庭工业的小规模到各种大型工厂,产品品种繁多,其原料、工艺、规模等差别很大,废水量从数m3/d到数千m3/d不等。
(2)生产随季节变化,废水水质水量也随季节变化。
(3)食品工业废水中可降解成分多,对于一般食品工业,由于原料来源于自然界有机物质,其废水中的成分也以自然有机物质为主,不含有毒物质,故可生物降解性好,其BOD5/COD高达0.84。
(4)废水中含各种微生物,包含致病微生物,废水易腐败发臭。
(5)高浓度废水多。
(6)废水中氮、磷含量高。
2.食品工业废水处理方法
2.1 物理处理法
物理处理法是指应用物理作用改变废水成分的处理方法。用于食品工业废水处理的物理处理法有筛滤、撇除、调节、沉淀、气浮、离心分离、过滤、微滤等。前五种工艺多用于预处理或一级处理,后三种主要用于深度处理。
(1)筛滤
筛滤是预处理中使用最广泛的一种方法。主要作用是从废水中分离出较粗的分散性悬浮固体物。所用的设备有格栅和格筛。格栅拦截较粗的悬浮固体,其作用是保护水泵和后续处理设备。食品工业废水中常用的格筛有固定筛、转动筛和震动筛等,格筛最常用的孔径是10—40目。
(2)撇除
某些食品工业废水中含有大量的油脂,这些油脂必须在进入生物处理工艺前予以除去,否则会造成管道、水泵和一些设备的堵塞,还会对生物处理工艺造成一定的影响。此外,油脂除去并回收又有较大的经济价值。
废水中的油脂根据其物理状态可分为游离漂浮状和乳化状两大类。通常隔油池除去漂浮状油脂。隔油池对漂浮状油脂的去处率可达90%以上。如果处理流程中设有调节池或沉淀池,则隔油池可与调节池或初沉池合用统一构筑物,可节省投资和占地。对小型处理系统,可设油水分离器撇油。
(3)调节
对于水质水量变化幅度大的食品工业废水,常设置调节池对废水的水质和水量进行调节,调节时间一般为6—24h,多为6—12h左右。调节池容量为日处理废水量的15%—50%。
(4)沉淀
沉淀是用来除去原废水中无机固体物和有机固体物,以及分离生物处理工艺中的固相和液相。用沉砂池除去原废水中的无机固体物;用初沉池除去原废水中的有机固体物;用二沉池分离生物处理工艺中的生物相和液相,沉砂池一般设在格栅和格筛之后。为了清除废水中无机固体物表面的有机物,避免废水中有机固体物在沉砂池中产生沉淀,可采用曝气沉砂池。采用初沉池可降低后续工艺的负荷。初沉池除去悬浮固体的效果与加工的原料和产品有关。按池中的水流方向分为平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池。为了提高沉淀池的沉淀效率,可在沉淀池内设置平行的斜板或斜管而成斜板(管)沉淀池。一般沉淀时间1.5—2.0h。
(5)气浮
气浮主要用于除去食品工业废水中的乳化油、表面活性物质和其他悬浮固体。有真空式气浮、加压溶气气浮和散气管(板)式气浮。当废水进入容器气浮池之前,往水中投加化学混凝剂或助凝剂,可提高乳化油脂和胶体悬浮颗粒的去除率。据资料介绍,气浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS。气浮池HRT一般30min。
(6)其他处理工艺
对二级处理出水进行深度处理,常用的方法是过滤,可采用砂滤池或复合滤料滤池。按滤速大小分慢速砂滤池和快滤池。一般单层砂滤池的滤速为8~12m/h。
污水处理设备回收技术的应用
在我们生活的环境中,污水处理设备是如何来被应用的呢,下面我们一起了解。
如果您生活的地区,自来水硬度较大、水质有污染、水体成分较复杂,那么我们建议您使用反渗透纯水机,使用反渗透纯水机产水烧水将不会出现“白霜”的情况;如果您生活的地区,源水水质很好未受污染,建议选用超滤膜饮水机;如果您的源水质很好如矿泉水水源,仅用活性碳过滤就行。超滤和活性炭过滤都可以有效保留水体中对人体有宜的微量矿物质成分,但源水水质不好,有害的小分子溶解物同样保留在过滤后的水体中。弱酸阳离子交换树脂的工作交换容量受再生剂比耗、平均出水硬度、Na+浓度(平均出水Na+浓度约等于进水Na+浓度)、钙硬比(在一般天然水质条件下,平均出水钙离子浓度与硬度之比小于0-3)、进水pH值(进水pH值降到6.5时。在经济比耗下,污水处理设备的工作交换容量可达到2000 - 2600,实际应用中选择范围1800~2300mol/m3。在脱碱软化系统中的单流式阳离子交换器采用D113弱酸阳离子交换#HN,最低再生剂用量有一个限度,如再生剂用量偏低会造成底层树脂的反交换,使出水硬度持续偏高而不合格,需要延长清洗时间。
弱碱阴离子交换树脂工作交换容量受再生剂比耗(为使树脂免受有机物污染,不应小于1. 2)、进水有机物污染指数(污染指数高即有机物含量高而酸度低)、进水COZ浓度、树脂颗粒直径等因素影响。弱碱阴离子交换树脂适用条件参见表3-15。弱碱树脂层周期出水平均Si0:和COZ浓度与进水基本相等。正洗水耗过大,会使工作交换容量降低。使用中,因污染和交换基因降解,污水处理设备工作交换容量会逐年下降,弱碱阴离子交换树脂的工作交换容量实际应用中选择范围为800^-1200mol/m3。
污水处理设备回收的最优化
污水处理设备在市政、化工造纸及其它多种水处理工艺中,水体搅拌混合是其中关键工艺过程之一。传统的搅拌机械分为立轴折桨式、水平(潜水)推进式以及其它混合形式,由于安装的方式和叶桨形式决定了其搅拌形态,无论在能耗上还是在搅拌效果上均不太理想,不仅给污水厂的运营成本带来不必要的增加,而且会直接影响到最终的工艺处理效果。据初步统计,在污水处理工艺过程中搅拌混合的能耗占总能耗的近二成。针对以上问题,我们经过多年的流体设备生产研发,借助同行的设计经验,对传流污水处理设备推流设备进行了节能技术改造,取得了初步成果。同时我们会同国内科研院所研制成功了具有自主知识产权的双曲面搅拌机 。
近几十年, 固体废物的源分离已为人们普遍接受, W illiGujer认为生活污水的源分离同样可以在许多水污染控制中实现。生活污水分质处理和资源化要做到成本效率、高质量处理和回收的最优化, 通常考虑的两个原则是类似于粪便、尿液、灰水等不同性质的污水应该分开收集和避免污水不必要的稀释。
褐水是仅含粪便和冲洗水的污水, 黄水仅指小便和冲洗液。若将大小粪便和冲厕水合起来则成为黑水。有的分类收集方式仅仅将生活污水分为灰水和黑水, 再分别收集处理。污水源头分类收集技术一般有雨水蓄集、灰水独排、尿液分离厕所和负压生态排水等。生活污水的源头分类收集就是将其分为雨水、灰水、黄水、褐水等, 然后分类收集到不同的管道系统, 其中污水处理设备是除粪便水外来自厨房、浴室、洗衣房等受污染程度相对较轻的生活污水。
如何控制剩余污泥的排放量
剩余污泥是活性污泥微生物在分解氧化废水中有机物的同时,自身得到繁殖和增殖的结果。为维持生物处理系统的稳定运行,需要保持微生物数量的稳定,即需要及时将新增长的污泥量当作剩余污泥从系统中排放出去。每日排放的剩余污泥量应大致等于污泥每日的增长量,排放量过大或过小都会导致曝气池内MLSS值的波动。具体排放量控制方法有:
(1)泥龄控制:如果曝气池进水量和有机物浓度波动较小,可以只用曝气池混合液污泥量来计算剩余污泥排放量,即:
剩余污泥排放量:曝气池混合液污泥量/(泥龄×回流污泥浓 度)一二沉池出水污泥量
当进水量有波动时,因为污泥在曝气池和二沉池中动态分布,计算剩余污泥排放量时应以系统的总污泥量计,即将二沉池的泥量也计算在内。
(2)污泥浓度控制:曝气池混合液污泥浓度一般都有个最佳值,如果高于此值,必须及时排泥。计算公式如下:
剩余污泥排放量=曝气池内混合液污泥浓度与理想浓度之差×曝气池容积/回流污泥浓度
(3)污泥负荷控制:按照曝气池内污泥量不变的原则,根据污泥负荷计算污泥的产量,并将新产生的污泥全部从系统中排放出去。计算公式如下:
剩余污泥排放量=(曝气池内混合液污泥量一进水BOD5,量/污泥负荷)/回流污泥浓度
(4)污泥沉降比控制:当测得污泥沉降比SV增大后,可能是污泥浓度增加所致,也可能是污泥的沉降性能变差所致,不管哪种情况都应该及时排出剩余污泥,保证SV的相对稳定。
什么是污泥回流比
污泥回流比是污泥回流量与曝气池进水量的比值。
当人流水质水量变化时,希望能随时调整回流比。污水在活性污泥中一般要停留8h以上,以回流比进行某种调节后,其效果往往不能立即显现,需要在几小时之后才能反应出来。因此,通过调节回流比,无法适应污水水质水量的随时变化,一般保持回流比恒定。但在污水处理厂的运行管理中,通过调整回流比作为应付突发情况是一种有效的应急手段。
为什么剩余污泥的排放量一般都要保持恒定
剩余污泥排放对活性污泥系统的功能及处理效果影响很大,但这种影响很慢。比如通过调节剩余污泥排放量控制活性污泥中的丝状菌过量繁殖,其效果通常要经过2~3倍的泥龄之后才能看出来。也就是说,当泥龄为5d时,要经过10~15d之后才能观察到调节排泥量所带来的控制效果。
因此,无法通过排泥操作来控制或适应进水水质水量的日变化,即使排泥奏效,发生变化的那股污水早已流出系统,所以排泥量一般也都保持恒定。但需要每天统计记录剩余污泥排放量,并利用F/M或SRT值等方法每天进行核算,总结出规律性。
回流污泥量的调整方法有哪几种
(1)根据二沉池的泥位调整。这种方式可避免出现因二沉池泥位过高而造成污泥流失的现象,出水水质较稳定,其缺点是使回流污泥浓度不稳定。
(2)根据污泥沉降比确定回流比,计算公式为:R=SV/(100—SV)
污泥沉降比测定比较简单、迅速,具有较强的操作性,其缺点是当污泥沉降性能较差、即污泥沉降比SV较高时,就需要提高污泥回流量,结果会使回流污泥的浓度下降。
(3)根据回流污泥浓度和混合液污泥浓度调节回流比,计算公式为:R=MLSS/(RSSS—MLSS)
分析回流污泥和曝气混合液中的污泥浓度使用烘干法,需要时间较长,直接指导运行不太现实,一般作为回流比的校核方法。
(4)根据污泥沉降曲线,确定特定污水处理场活性污泥的最佳沉降比。再通过调整污泥回流量使污泥在二沉池的停留时间正好等于这污泥通过沉降达到最大浓度的时间,此时的回流污泥浓度最大,而回流量最小。这种方法简单易行,在获得高回流污泥浓度的同时,污泥在二沉池的停留时间最短,此法尤其适用于反硝化脱氮及除磷工艺。
污泥回流系统的控制方式有几种
为了实现污泥回流浓度及曝气池混合液污泥浓度的相对稳定 和操作管理方便,控制污泥回流的方式有三种:(1)保持回流量恒定。(2)保持剩余污泥排放量恒定。(3)回流比和回流量均随时调整。