邳州mbr污水處理設備--一看就懂不費心

2、污水處理工藝的研究及應用

2.1 含油污水處理技術研究

現狀當前，污水處理技術主要分為物理處理技術（重力法、氣浮法）、化學處理技術（絮凝法、電化學法、O3/UV高級氧化法）、生物處理技術（生物法）。受條件限制，每種技術都各有其優缺點。綜合污水水質和作業環境差異等因素影響，在實際設計污水處理工藝過程中，一般需采用多種技術組合使用。

2.2 實驗原理的選擇

根據原水水質化驗數據，本研究應用在處理過程中主要考慮去除的污染物指標包括COD、BOD、SS、石油類、總余氯及揮發酚。其中，重難點指標為COD、石油類、總余氯及揮發酚。

2.2.1 COD的去除

本試驗污水為船舶洗艙水、海洋油脫水等混合經初步靜置隔油處理后的工業廢水，污水COD成分復雜，生化性差。不適合采用生物處理法，將主要選擇混凝沉淀、氧化還原等物理化學處理法?；炷恋矸ㄊ窃趶U水中投入混凝劑，在廢水里形成膠團，與廢水中的膠體物質發生電中和，形成絨粒沉降。高級氧化法是以產生具有強氧化能力的羥基自由基（·OH）為特點，使大分子難降解有機物被氧化成低毒或無毒的小分子物質。

2.2.2  石油類的去除

石油類污染物一般包括浮油、分散油、乳化油和溶解油。粒徑大于100μm的可浮油，可以依靠油水相對密度差從水中重力沉降出來或采用隔油法去除。粒徑在100~1000nm的微小油珠易被表面活性劑和疏水固體包圍而形成乳化油，穩定地懸浮于水中，這種狀態的油不能用靜置法從廢水中分離出來，需采用絮凝法或氣浮法去除。

2.2.3 總余氯的去除

余氯是指水經過加氯消毒，接觸一定時間后，水中所余留的有效氯?？傆嗦劝ㄓ坞x性余氯和化合性余氯。

去除水中余氯的方法目前有兩種：一是向水中添加某些化學藥品，如還原劑NaHSO3；二是讓水通過粒狀果殼活性炭過濾器。兩種方法目前都有應用。

2.2.4 揮發酚的去除

酚類化合物毒性很強，難以降解，是重要的有機污染物之一。傳統的含酚廢水處理方法主要有物理化學方法、生化方法和高級氧化方法。其中，高氧化法越來越受到人們的重視，具有簡單、降解、無二次污染的優點。

2.3 處理工藝的選擇

基于以上分析，在本工程工藝單元的選擇上需綜合考慮幾項重難點指標及其他指標，選擇技術成熟可靠、處理效率高、運行成本低的工藝路線。

由于原水中存在較高濃度的揮發酚及余氯，對微生物具有一定的毒害作用，且考慮到原水可生化性較低（B/C=0.2），北方冬季水溫較低，不適合采用生化處理工藝。本工程出水要求較高，執行GB/T31962—2015《污水排入城鎮下水道水質標準》中的C級標準，對COD、石油類、揮發酚及總余氯等指標均有嚴格要求。從達標的穩定性及運行成本等方面綜合考慮，決定采用物化與高級氧化工藝結合的方法。因此，本方案采取的處理工藝流程為混凝+高效氣浮+芬頓氧化+斜管沉淀

紡織染料種類繁多，加之一些新型助劑等難生物降解有機物大量使用，導致印染廢水色度重，有機物組成復雜，可生化性差，且具有毒性，對水環境和人類健康造成極大的威脅。水解酸化工藝不僅能夠提高印染廢水可生化性，同時對色度具有一定去除能力，且運行成本低廉，因此被廣泛應用于印染廢水的預處理之中。然而，現有水解酸化工藝效率普遍較低，直接導致后續好氧生化段去除效果不佳，既影響企業的穩定達標排放，又影響中水回用效果。為確保出水水質，企業往往增加后續處理藥劑投加量，從而導致污泥量增大，運行成本增加。因此亟需提升水解酸化反應效率，以確保印染廢水處理設施高效運行，出水水質穩定達標。

水解酸化工藝良好運行的重要條件之一是均勻布水，保障厭氧污泥與廢水之間的充分接觸，因此改善布水均勻性是提升水解酸化效率的有效途徑，現有水解酸化工藝一般采用單點或者穿孔管布水，難以達到布水均勻的效果，加之水解酸化池內流場復雜，可能會造成水力短流，形成水力死區。計算流體力學（CFD）技術近年來被越來越多地應用在污水處理領域，用來指導污水處理構筑物及相關設施改進設計、優化運行方式等。LARSEN利用混合長度理論來計算平流式沉淀池中水流的紊動黏性系數，在此基礎上提出了沉淀池計算數學模型，對沉淀池運行過程進行分析。隨后一些學者利用CFD技術對沉淀池、水解酸化池、氧化溝、消毒池等相關污水處理構筑物進行數值模擬，通過考察流場、污泥分布，或通過改變構筑物結構、運行條件，提出相應的設計及運行的優化方案。上述研究雖然對相關污水處理構筑物的診斷評價、指導設計、優化運行、提高污水處理效果等環節具有較好的指導意義，但大多缺乏對模擬結果的實測驗證。

本研究將CFD模擬和現場試驗相結合，首先通過CFD模擬對水解酸化工藝的布水方式進行了優化設計，對多種布水工況下水解酸化反應器內固液流動狀態進行了數值模擬和比較，確定了布水點數；隨后，基于CFD模擬結果設計制作了多點布水水解酸化反應裝置，以實際印染廢水為處理對象，進行現場中試，以實測數據評估了水解酸化效率提高程度，對模擬結果進行了驗證。上述研究對目前水解酸化工藝的均勻布水工程改造具有參考意義，也為限度發揮水解酸化工藝對印染廢水處理效率提供了可能。

有機砷和無機砷在環境中廣泛存在，對生態環境均有毒害作用。作為一種常見有機砷飼料添加劑，洛克沙胂(3-硝基-4-羥基苯胂酸，ROX)本身無毒，但其在動物體內難以代謝，幾乎以原物形式排出體外，而在外界環境中會降解為毒性的無機砷[As(V)/As(Ⅲ)]，并隨雨水徑流遷移至土壤/地下水中，造成了As(V)/As(Ⅲ)和ROX的復合污染，對生態安全造成極大的威脅。目前，科學家們已經對無機砷污染廢水的治理技術與機理進行了廣泛和深入的研究，但是對無機砷和有機砷復合污染廢水的去除方法研究尚鮮有報道。因此，探索砷類復合污染廢水的治理技術與機理十分重要。

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高鐵酸鉀是一種常見的綠色污水處理劑，具有良好的氧化作用、絮凝作用和殺菌作用，且價格便宜、無二次污染。因此，將高鐵酸鉀作為環保材料，用于工業有機污染重金屬污染廢水治理方面一直是科研工作者的重要研究方向，尤其是其對含砷污染廢水處理方面取得了較好的效果。然而，目前有關利用高鐵酸鉀同時去除多種有機砷與無機砷復合污染的研究還未見報道。

本研究以有機砷(ROX)及其降解產物無機砷[As(Ⅲ)/As(V)]為一體的復合污染廢水為研究對象，運用高鐵酸鉀作為多功能氧化處理劑處理ROX和As(Ⅲ)/As(V)復合污染廢水，考察反應時間、pH、溫度、高鐵酸鉀投加量以及不同堿性物質對復合污染廢水治理效果的影響，并初步探討了氧化機理。以期為有機物與重金屬復合污染廢水的治理技術與機理的探索提供先導性作用。

1、材料與方法

1.1 儀器與試劑

主要儀器：Primaide型高效液相色譜儀；AFS-2202E型雙道原子熒光光度計。

主要試劑：高鐵酸鉀、洛克沙胂、均為分析純。

1.2 實驗方法

配制100mg/LROX+10mg/LAs(Ⅲ)+10mg/LAs(V)的砷復合污染混合溶液，其中2種無機砷濃度為單一元素濃度。取250mL復合污染物質加入到500mL錐形瓶中，調節pH至4左右，加入一定量的高鐵酸鉀，迅速震搖，充分混合后，再次調節pH至4左右，放入搖床，在室溫下勻速震蕩。

原水儲存罐來水通過廠區提升泵提升至原水儲存罐，主體反應器缺氧池、好氧池、清水池為碳鋼箱體，各反應器之間用PVC管連接，進水泵用蠕動泵，根據蠕動泵上顯示的轉數顯示進水流量。實驗用平板膜每塊0.25m2，孔徑0.25μm。各反應器停留時間缺氧池2h、好氧池6.5h。

1.3 實驗方法

實驗各階段進出水COD、氨氮、總氮、總磷濃度按照國標法進行測試。

2、實驗結果與分析

2.1 膜出水通量實驗

在不同出水通量下觀察跨膜壓差。陶瓷平板膜運行時要求跨膜壓差在-30kpa以內，當通量超過-30KPa時需進行化學清洗。在膜通量在20～26L/m2·h時，隨著膜通量的增大，跨膜壓差基本沒有變化，當進一步增大膜通量，跨膜壓差逐漸增大。在膜通量在32L/m2·h，跨膜壓差達到-30kpa，并且化學清洗后跨膜壓差沒有下降。綜上所述，建議陶瓷平板膜設計通量取到25L/m2·h以內。

2.2 好氧池污泥負荷實驗

在膜通量為25L/m2·h，好氧池停留時間6.5h，來水水溫15℃，污泥濃度8000mg/L時考察出水水質情況。通過下表可以看出，在來水COD204.5～269.16mg/L，進水氨氮為21.95～36.24/L時，出水COD為14.45～25.89mg/L，氨氮為0.31～0.37mg/L，出水水質穩定達標在《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A范圍內，經核算污泥負荷為0.076kgBOD/(kgMLVSS·d)。

2.3 反硝化速率實驗

在膜通量為25L/m2·h，缺氧池停留時間2h，來水水溫15℃，污泥濃度8000mg/L時考察總氮出水水質情況。通過下表可以看出，在來水總氮41.4～52.99mg/L，出水總氮在16.92-11.60mg/L之間，基本穩定在15mg/L以內