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【水處理】尾水深度處理與中水回用

作者:admin 發(fā)布日期:2019-08-03 15:31
  尾水一般包括生化尾水和物化尾水。其中生化尾水占尾水的絕大部分,通常指經(jīng)過微生物處理后的出水,一般污染物濃度相對較低、水量穩(wěn)定,是良好的第二水源,深度處理是滿足廢水排放的提標(biāo)要求或?qū)崿F(xiàn)中水回用的前提。而物化尾水,一般指經(jīng)過氧化、沉淀、過濾、膜分離等物化方法處理后的出水,比如電鍍行業(yè)、或表面處理行業(yè)含重金屬、金屬等廢水、廢酸的處理。這些行業(yè)的尾水往往是鎳、總磷、氟等無機物超標(biāo)。
 
  關(guān)于生化尾水的案例
 
  以焦化行業(yè)生化尾水為例
 
  焦化廢水成分復(fù)雜,通常含有大量酚類、雜環(huán)類、多環(huán)芳烴類等性質(zhì)非常穩(wěn)定的有機物,是典型的高污染、難降解工業(yè)廢水焦化。此類廢水經(jīng)生化法處理后的出水,含有殘余的有機物使COD和氨氮等水質(zhì)指標(biāo)仍達不到日益嚴格的環(huán)保要求。有機物除了生物代謝產(chǎn)生的小分子有機物外,還有些難降解的芳香環(huán)類、雜環(huán)類等有機物,包括含有雙鍵、羥基、酰胺基和硝基等生色團的有機物,并且大多還含有-NH2、-OR、-OH等助色團,使焦化廢水色度依然很高。因此,需要進一步深度處理。
 
  以木薯酒精發(fā)酵行業(yè)生化尾水為例
 
  木薯發(fā)酵生產(chǎn)酒精所產(chǎn)生的廢水,主要含有糖分、蛋白質(zhì)、維生素、殘?zhí)?、短纖維和氨鹽等,經(jīng)過生化(微生物代謝)處理后,廢水成分變得非常復(fù)雜。主要成分為含發(fā)色基團難生物降解的含氮有機物、水溶性小分子有機物、銨鹽等。這些污染物是生化出水COD和色度的主要貢獻者,其中含氮有機物,既產(chǎn)生COD,又引起高色度等問題,這些問題是生化尾水共性問題。
 
  我司以吸附工藝為核心的生化尾水提標(biāo)技術(shù),是專門針對生化處理出水提標(biāo)或回用需求而開發(fā)的特種吸附劑及其應(yīng)用工藝。該吸附劑的孔結(jié)構(gòu)、比表面積和功能基團,是根據(jù)生化尾水的共性問題進行人為調(diào)控設(shè)計的。相關(guān)技術(shù)團隊帶頭人,曾供職于多家知名外企,負責(zé)廢水深度處理與回用相關(guān)產(chǎn)品、技術(shù)和工藝的研發(fā)。相關(guān)技術(shù)已在國內(nèi)多家大型鋼鐵、焦化企業(yè)得到工業(yè)化應(yīng)用。目前,我司相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù),是基于之前相關(guān)技術(shù)的進一步升級,其性能更優(yōu)、操作更簡便、運行費用更低。
 
  下表對主要廢水深度治理方法進行了綜合比較。
 
  表1廢水深度處理技術(shù)比較
  技術(shù)

 

  優(yōu)缺點

 

  芬頓氧化

 

  1.產(chǎn)水中引入大量鐵離子,出水色度不易控制,污泥量較大,污泥處理費高,整個系統(tǒng)運行費用較高。

  2.設(shè)備維修維護成本高,特別是本項目氣浮出水水質(zhì)硬度比較高的情況下,使用芬頓氧化,設(shè)備結(jié)垢問題會比較嚴重。

  3.比較難控制,因為雙氧水與硫酸亞鐵的最佳比例需要進行正交實驗才可以得出,并且受到反應(yīng)pH值、反映時間長短、攪拌混合程度的影響,所以比例很難控制。

  4.芬頓處理腐蝕性大,如果水質(zhì)波動,則污水處理參數(shù)修改繁瑣,影響處理效率。
 

  生化技術(shù)

 

  1.生化尾水,是已經(jīng)過微生物技術(shù)處理過的出水,其殘留的有機物、色度等,都是微生物無法代謝的物質(zhì),一般BOC/COD較低,可生化性差,再進行后續(xù)生化處理,效率較低。

  2.生化技術(shù)放大效應(yīng)較大,調(diào)試周期長,影響處理效果的不確定因素較多。

  3.占地大,整個系統(tǒng)投資大,運行效果不穩(wěn)定,運行費用高。

  生化系統(tǒng)產(chǎn)生的腐殖酸、膠體物質(zhì)、微生物顆粒、微生物遺體,影響后續(xù)RO深度處理和水回用。
 

  雙膜法(超濾+反滲透)或三膜法(超濾+納濾+反滲透)

 

  1.可實現(xiàn)生化尾水達標(biāo)排放或水回用,出水無色。但同時,產(chǎn)生大量高色度、高COD的濃水(濃水30-55%)。2.系統(tǒng)投資較大,納濾、反滲透易被廢水污染,膜元件更換成本高,整個系統(tǒng)運行費用高。
 

  特種吸附技術(shù)

 

  1.特種吸附劑具有很強的脫色性能,對有色有機物去除效率高,脫色同時去除COD等其他污染物,且不反色。

  2.可實現(xiàn)生化尾水穩(wěn)定達標(biāo)排放,去除生化系統(tǒng)產(chǎn)生的大分子有機物,為后續(xù)RO膜中水回用提供保障。

  系統(tǒng)占地小,投資低,運行穩(wěn)定,操作簡便,運行費用低。

  關(guān)于物化尾水的案例
 
  以電鍍行業(yè)尾水為例:
 
  電鍍廢水一般含有多種重金屬離子,比如鎳、銅、鋅、鉻等,而且其存在形態(tài)多樣,有離子態(tài),也有絡(luò)合態(tài)。通常,該廢水采用氧化破絡(luò)、絮凝沉淀、重捕劑沉淀、膜分離等方法處理。其中,銅、鋅、鉻等經(jīng)過處理后,可達標(biāo)。而鎳往往很難達標(biāo),一般處理出水能穩(wěn)定在0.3mg/L已經(jīng)非常不易,但仍然不能達到國家要求的≤0.1mg/L。這些少量存在的鎳,主要是化學(xué)鎳,一般的物化方法,包括常規(guī)的螯合吸附劑也很難有效。我司采用自主開發(fā)的特種深度除鎳吸附劑,可實現(xiàn)鎳的深度去除,包括總排水中少量離子態(tài)的鎳,以及前面經(jīng)過破絡(luò)、重捕劑沉淀未處理掉的絡(luò)合態(tài)鎳,并且具有較高的濃縮比,機械強度好,使用損耗極小。在與同等數(shù)量級離子強度的其他二價或高價陽離子共存的情況下,可優(yōu)先吸附鎳離子,最大限度發(fā)揮吸附劑對鎳的吸附容量,因此,再生周期較長,運行費用低,具有更高的性價比。此外,針對含氟、磷、氨氮、或總氮的尾水,我司也有相應(yīng)的吸附劑,可實現(xiàn)相關(guān)污染物的深度處理,滿足相關(guān)排放要求。
 
  生化尾水深度處理工藝路線
【水處理】尾水深度處理與中水回用
圖1 特種吸附深度處理生化尾水工藝
  應(yīng)用案例

  案例1江蘇某輕工廠生化尾水,因為生化尾水色度問題,無法納管排放。處理要求:色度<80倍。處理前后水質(zhì)情況如下表,與原氧化方案相比,處理費用節(jié)省一半。
  表2原水與出水對比

   
 

  水量

  (立方/天)

  COD

  (mg/L)
 

  氨氮

  (mg/L)
 

  總氮

  (mg/L)
 

  色度

  原水
 

  7000
 

  ~500
 

  ~30
 

  ~100
 

  ~600
 

  出水
 

  7000
 

  65
 

  5
 

  20
 

  50

【水處理】尾水深度處理與中水回用
圖2 原水(左)與最終出水(右)

案例2山東某焦化廢水提標(biāo),處理要求:出水COD≤50 mg/L,色度<50倍。處理前后水質(zhì)情況如下表。

表3 原水與出水對比 
 
 

  COD

  (mg/L)

pH

  外觀   

  原水
 

  ~300
 

  8.2
 

  棕黃色
 

  出水
 

  40
 

  7.3
 

  無色

【水處理】尾水深度處理與中水回用
圖3 原水(左)與出水(右)

案例3江蘇某電鍍廢水提標(biāo),處理要求:出水滿足行業(yè)達標(biāo)排放要求,處理前后水質(zhì)情況如下表。

表4 原水與出水對比 

   

  COD

  (mg/L)

  總磷

  (mg/L)

  外觀
 
 

  原水

  <240

  <8

  淡黃色
 

  出水

  <80

  <1

  無色透明

【水處理】尾水深度處理與中水回用
圖4 原水(左)與出水(右)

案例4江蘇某電鍍企業(yè)生產(chǎn)廢水,廢水中主要包括鎳、銅、鉻、鋅等,并且大多數(shù)重金屬以絡(luò)合態(tài)形式存在。客戶通過破絡(luò)、種捕劑沉淀等物化方法處理后,出水中的銅、鉻、鋅可以達到相關(guān)排放要求,但鎳仍有0.8-2.0mg/L,需要提標(biāo)處理以確保達標(biāo)排放。

表5 處理前后

 

  水量(m3/d)

  鎳離子(mg/L)

  外觀

  原水

  3000

  0.8-2

  無色透明

  出水

  3000

  <0.1

  無色透明

案例5 山東某企業(yè)含氟尾水,原水中氟含量為1.4 mg/L左右,按照國家排放標(biāo)準,要求處理至≤1 mg/L。

表6 處理前后

 
 

  水量(m3/d)

  氟離子(mg/L)

  外觀

  原水

  8000-12000

  ~1.4

  無色透明

  出水

  8000-12000

  <1.0

  無色透明

項目現(xiàn)場
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