海水养殖废水的生物处理技术研究进展(精选20篇)
海水养殖废水的生物处理技术研究进展
当前海水养殖废水的排放量已超过陆源污水,是导致海洋环境不断恶化的`重要原因之一.为了保护海洋环境,减少疾病传播,海水集约化养殖废水经处理后方能排放入海已成为海水养殖业发展的必然趋势.由于海水盐度效应和海水养殖废水污染结构的特殊性,增加了养殖废水的处理难度,研究海水养殖废水处理技术十分必要.文章综述了国内外海水养殖废水生物处理技术研究现状和存在的问题,认为应该加强在工艺选择、处理能力与效能以及微生物等方面的研究.
作 者:宋志文 王玮 赵丙辰 孙贤风 Song Zhi-wen Wang Wei Zhao Bing-chen Sun Xian-feng 作者单位:青岛理工大学环境与市政工程学院,青岛,266033 刊 名:青岛理工大学学报 ISTIC英文刊名:JOURNAL OF QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY 年,卷(期): 27(1) 分类号:X172 关键词:海水养殖 养殖废水 硝化细菌 废水处理 生物处理
1 常见厌氧生物处理技术
厌氧生物处理技术具有很好的处理效果, 尤其是对于一些难降解有机物。但是单一的厌氧处理虽然可以对COD具有很好地清除能力, 但是对氮、磷的去除效果不佳, 很难达到排放标准, 为此需要和好样生物处理结合。经过不断地努力, 国内许多学者提出了很多新技术, 例如内循环厌氧反应器、气浮-ABR-CASS-湿地及生态组合工艺等均取得了很好效果。目前主要用于高浓度养殖废水处理的方法有升流式厌氧污泥床 (USAB) 法、厌氧滤池 (AF) 法以及厌氧折流板 (ABR) 法等。
1.1 升流式厌氧污泥床 (USAB) 法
升流式厌氧污泥床 (USAB) 法是一种基于升流式厌氧滤池所研发的一种更为有效地处理技术, 这一方法省去了滤池内部的全部填料, 并在池子的上端设置了气、液、固分离器, 从而最终实现了高效能处理、结构简单的新型升流式厌氧污泥床反应器。在这一反应器中, 污水通过容器的底部进入, 经过包含絮状污泥或者是颗粒污泥的污泥床, 然后在厌氧状态下产生沼气。而在这一环节中沼气的产生有利于颗粒污泥的形成与维持, 从而进一步促进了有机物的降解。升流式厌氧污泥床 (USAB) 具有很高的污泥浓度, 一般的污泥浓度范围为20~40gVSS/L, 相应的容积负荷大致为6~11KgCOD/ (m3d) , 并且具有较长的水力停留时间。这种生物处理技术不用使用混合搅拌设备, 依靠发酵以及水流产生的沼气的上升运动来维持泥床上的污泥处于悬浮状态, 同时也可以实现对下部污泥的一定搅动。同时在升流式厌氧污泥床中还设置了三相分离器, 而省去了沉淀池, 被分离出去的污泥重新回到污泥床中进行反应。此外污泥床没有填充载体, 从而在节省造价的同时也避免了填料的堵塞问题[2]。
鉴于升流式厌氧污泥床法的以上优势, 目前这一反应器已经作为第二代厌氧反应器在畜禽养殖废水处理中达到广泛的应用。此外厌氧生物处理技术不仅适用于高浓度的有机废水, 同时也可以应用于低浓度的有机废水, 例如城市污水处理。经过实际应用表明, 升流式厌氧污泥床法在处理养猪废水后的COD以及BOD的去除率高达82%与79%, 同时氨氮的去除率也达到了31%。
1.2 厌氧滤池 (AF) 法
厌氧滤池 (AF) 法是一种内部填充有微生物载体的厌氧生物反应器, 其中的一部分厌氧微生物会附着于填料的空隙形成悬浮状态, 而另一部分会附着于填料上构成厌氧生物膜[3]。在污水的流动过程中附着有微生物的厌氧细菌会与填料充分接触后从而借助于微生物的一系列反应除去或者降低高浓度的养殖废水中的有机物, 并产生甲烷沼气。产生的沼气经过收集可以作为生活或者养殖场的日常需要。由于厌氧滤池内的生物固体浓度较高, 从而保证可以获得较高的有机负荷。使用这一技术废水中的COD负荷可达到5~10Kg/ (m3d) , 如果有机物的浓度与性质合适时甚至可以达到10~20Kg (m3d) 。此外由于厌氧池内的固体停留时间较长, 为此有效降低了水力停留的时间, 具有较高的耐冲击能力以及较短的启动时间, 同时日后的运行管理也极为方便。但是这一技术的不足之处在于, 如果填料不当会导致悬浮物的浓度升高而容易引发反应器的堵塞或者短路, 也正是这一原因限制了这一技术的推广应用[4]。
1.3 厌氧折流板 (ABR) 法
较之上述的两种处理技术, 厌氧折流板 (ABR) 法具有结构简单、抗冲击负荷强以及投资少的优势, 但是还没有正式投入推广应用。
2 综合技术
由于单一的厌氧处理技术虽然可以有效地去除废水中的COD, 但是对氮磷等营养元素的清除不理想, 为此依然难以达到《畜禽养殖业污染排放标准》的要求, 为此需要将厌氧生物处理技术与好氧工艺相结合进行后续处理[5]。例如通过ABR-CASS-湿地及生态组合工艺处理后畜禽废水的指标为:COD为45~55mg/L, 氨氮4~5mg/L, BOD20~25mg/L, SS为25~30mg/L, 从而达到了排放标准[6]。由此可见通过厌氧-好氧组合工艺可以有效地实现生物资源的利用, 不仅消除了污染, 同时也产生了可供使用的沼气。
3 结束语
综上所述, 厌氧生物处理技术具有污泥产量少、动力消耗少、生产沼气的特点, 为此被广泛的应用于某些高浓度难降解有机物或者是有机废水, 即消除了有机污染, 同时也产生了清洁能源, 为此是一项具有生态与经济效益的优质技术。但是这一技术对于氮磷的处理不尽如人意, 单一的厌氧生物处理用于高浓度养殖废水的处理很难达到理想效果, 为此需要结合好氧技术综合治理。随着人们对于这一领域的不断探索, 实用性更强、简便、节能、成本低的方法有望成为下一代的重点。
参考文献
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关键词:生物膜;人工湿地;固定化微生物
近20年来,集约化水产养殖业在国内外迅速发展。世界水产量在1996年达到1.2亿t,其中25%为人工养殖。在此条件下,养殖过程中投放的饲料所含的氮、磷大约只有9.1%和17.4%被鱼同化,其残剩饲料和鱼类排泄物形成的污染物对水体、沉积物等造成严重污染,引起浅水湖泊的退化,造成局部海域发生赤潮;水产养殖中使用的各类化学药品和抗生素的残留物也污染了水域环境,使一些生物栖息地遭到破坏,干扰了野生种群的繁衍和生存,使生物多样性减少;同时水体污染反过来制约水产养殖的发展,因此,水产养殖废水的处理和循环利用逐渐受到关注。
一、水产养殖废水物理化学处理技术
1.1 机械过滤
过滤装置是从传统的砂滤池不断发展起来的,其基本原理是阻隔吸附作用。在处理水产养殖水体中,用砂滤池能很好地去除SS,但是去除N和P效果不佳;改用斜发沸石去可以吸附一定量的氨。对于机械过滤装置,美国开发的一种筒状的过滤机,筒体四周附有滤网,筒体置于水中工作时,部分滤网浸没在水中,废水从开口端流入筒内,污物被留在网上,过滤过的水又回流到池中,而污物被喷头冲到漏斗内而排出。瑞典一种高度为3140~4725mm,直径900~1910 mm的过滤机在工作时,污水由装置的下部经过中心管和吸附污物的砂混合在一起,由升液器上升到装置的上部,在此分离,污物清除后,经管道流入沉淀池,沙子靠锥形分解器的作用均匀降下,上升的水和下降的沙相遇,这样,水被净化后从另一根管道放回到鱼池。日本有一种过滤机,其工作原理是水泵将池水吸上后,经喷洒管喷入过滤池,过滤池内一层小颗粒沸石和一个特制过滤器,过滤后的水流回养鱼池。
1.2 臭氧
臭氧的净化原理在于它在水中的氧化还原电位为2.07 V,高于氯(1.36 V)和二氧化氯(1.5 V)。它能够破坏和分解细胞的细胞壁(膜),迅速扩散渗入细胞内,从而杀死病原菌。臭氧在水中分解的中间物质羟基自由基(.OH),具有很强的氧化性,可以分解一般氧化剂难分解的有机物。因此,用臭氧处理废水,既能够迅速灭除细菌、病毒和氨等有害物质,又能增加水中溶解氧,从而达到净化养殖废水的目的。有资料报道,臭氧在鱼虾养殖中应用效果显著,氧与生物滤池结合,出水中溶解氧含量高,回用可以提高养殖密度。
二、产养殖废水的生物处理技术及其应用
2.1 物膜法
生物滤器被广泛应用于去除水产养殖废水中的NH3-N和有机物。氨被氧化成NO3-有两个阶段:一是氨氧化细菌(AOB)把氨氧化为NO2,二是亚硝酸盐硝化细菌(NOB)把NO2氧化为NO3。而充满填料的生物滤器通常为AOB和NOB的生长提供固体基质和适宜的生长环境,同时,在生物膜表面形成的微生物通过分解代谢活动将废水中的有机物最终分解为CO2和H2O。为了优化硝化速率和减少生物滤器的堵塞,填料载体应该具有高表面比、低成本、质轻耐用、不易堵塞等性能。当前使用得较多的生物填料有软性填料、半软性填料和弹性组合填料等,通常情况下塑料载体因价格低廉、处理效果较好而得到较为广泛的应用。装有合适填料的生物滤器能够提高养殖废水的出水水质。Yang等利用不同填料和流程安排来评价生物滤池的效率,试验结果表明,填料的性质比生物滤池的流程安排更能影响生物滤池的效率,且装有十字交叉和多孔填料的生物滤池对水产养殖废水的处理效果良好。
目前使用较多的生物滤器有淹没式生物滤池、滴滤池、生物转盘、生物转筒和生物硫化床等。这些装置因其微生物的多样化,而被广泛应用于密集型封闭式零污水排放的循环水养殖系统中。在以色列,使用由鱼池→格栅→集水池→滴滤池→液氧接触器→鱼池回用和格栅截留固体/鱼池底部沉积物→沉淀/硝化池→柱式流化床→回流沉淀/硝化池→回流格栅组成的零污水排放罗非鱼循环水养殖系统,中试结果表明:在硝化滴滤池内,氨氮的平均去除率为0.16。在缺氧段,即硝化池和流化床段,反硝化作用得到充分发挥,且随着饲料的投喂,溶于水体中的90%的磷在缺氧段被回收,长期运行零排放循环水养殖系统对鱼的生长没有不良影响。
2.2 人工湿地
人工湿地是指通过选择一定的地理位置和地形,并模拟天然湿地的结构和功能,根据人们的需要人为设计并建造起来的一种污水净化综合系统。水体、透水性基质(如土壤、砂、石)、水生植物和微生物种群是构成人工湿地系统的基本要素,其除污原理主要是利用湿地中的基质、水生植物和微生物之间通过物理、化学和生物的三种协同作用净化污水。人工湿地系统通过沉积和过滤去除沉降性有机物;主要通过微生物降解去除可溶性有机物;通过基质的吸附、过滤、沉淀以及氮的挥发、植物的吸收和微生物的硝化、反硝化作用去除氮;通过湿地中基质、水生植物和微生物的共同作用去除磷。Reddy发现,根际区是植物去污除磷的主要部位,它们为微生物的生存和营养物质的降解提供了好氧、缺氧、厌氧的状态,相当于许多串联或并联的A/A/O处理单元,可以通过硝化、反硝化作用及微生物对磷的过量积累作用从废水中去除磷。
三、结语
随着世界性水资源短缺和环境污染的日趋严重,今后各国将采用封闭式循环水养殖方式。其中,养殖废水的综合利用与无害化排放技术具有极大的研究开发价值和广泛的应用前景。虽然生物滤池去除氨氮和有机物的效果比较好,却会使水中硝酸盐含量增加,硝酸盐的毒性虽比氨氮低,但过度积累同样会影响鱼类生长,而且含氮高的废水排放到环境中,又会引起二次污染。2l世纪的水产养殖将由单一型向生态型发展。近年来,美国、丹麦、日本和中国等国家发展鱼菜共生、鱼藻共生系统;利用养殖废水培育蔬菜、花卉、水果和藻类,既能最大限度地提高水产品和蔬菜等的产量,又能净化水质,把污染降至最低程度,从而形成小环境生态系统良性循环。
参考文献:
[1]邱德全.水产养殖水体水质污染及水质处理微生物制剂的研究和应用现状.中国水产, 2004(7): 81—82.
摘要:介绍了微生物固定化的方法,包括吸附法、共价结合法、包埋法以及交联法;同时对于一些常用载体的.选择进行了阐述.综述了微生物固定化技术在处理含酚废水、含重金属废水、以及高浓度有机废水中的应用.提出了微生物固定化技术存在的问题,并对其今后的发展方向进行了展望.作 者:陈伟 程琳 杨世平 CHEN Wei CHENG Lin YANG Shi-ping 作者单位:陈伟,CHEN Wei(沈阳自来水总公司,辽宁,沈阳,110001)
程琳,杨世平,CHENG Lin,YANG Shi-ping(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168)
高盐度废水的生物处理进展
简要介绍了国内外高含盐量废水的生物处理研究进展,主要侧重好氧生物处理,厌氧生物处理和厌氧-好氧组合工艺的运行条件、处理情况和实践.各种工艺在高含盐量条件下,经过适当的驯化培养,只要条件适宜,都能取得较好的`处理效果.
作 者:刘克山 LIU Ke-shan 作者单位:华东理工大学环境工程系,上海,200237刊 名:污染防治技术英文刊名:POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY年,卷(期):200821(3)分类号:X703.1关键词:高盐度废水 驯化 好氧生物处理 厌氧生物处理 厌氧-好氧组合工艺
摘要:利用生物接触氧化法处理洗浴废水,其载体为软性泡沫填料.研究了水力停留时间、气水比及CODcr容积负荷对CODcr、BOD5、LAS 去除率的影响.结果表明:当水力停留时间为1 h,气水比为1:1时,出水CODcr ≤50 mg/L,去除率为≥73.91%,BOD5≤10 mg/L,去除率为≥77.32%,LAS≤1.0 mg/L,去除率为390.89%,符合杂用水标准.CODcr容积负荷对洗浴废水CODcr BOD5和LAS处理效果影响不大.作 者:伏小勇 秦赏 陈学民 贺洁 FU Xiao-yong QIN Shang CHEN Xue-min HE Jie 作者单位:伏小勇,秦赏,陈学民,FU Xiao-yong,QIN Shang,CHEN Xue-min(兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州,730070)
贺洁,HE Jie(北京市环境卫生科学设计研究所,北京,100028)
在以色列南部, 就桃海蓬子人工湿地 (CW) 用作处理半开放式海水循环水养殖系统排放废水的生物过滤器的性能进行了研究。研究结果表明了采用桃海蓬子运行的人工湿地从海水养殖废水中去除N、P和TSS的有效性。人工湿地在表面流和潜流两种水力工况下, 分别承受高营养物负载[3.3±0.26g N/ (m2·d) ]和低营养物负载[0.13±0.02 g N/ (m2·d) ]。除了对人工湿地用作海水鱼塘废水净化器进行研究之外, 还对作为有市场销路农副产品的桃海蓬子的产出量进行了评估。伴随植物的吸收作用如化氨作用、硝化作用以及脱硝作用在内的异化分解过程表现得与自然湿地相一致。与低氮负载的表面流 (SF) 和潜流 (SSF) 两种工况下桃海篷子对作为氮生物过滤器的人工湿地的贡献 (吸收56%~61.4%的总溶解氮) 相比, 高氮负载的SF和SSF两种工况下桃海蓬子的贡献可以忽略。研究结果显示, SF工况下的桃海蓬子在低NL (氮负载) 设施中 (如鱼类孵化设施) 可能更有效, 而SSF工况下的桃海蓬子在高NL设施中 (如超集约化养殖场) 可能更有效。使用人工湿地处理废水需要相对大片的面积。依据研究结果, 要去除含45%粗蛋白的900 kg鱼饲料 (11 m2/kg) 在一年期间所产生的氮和TSS, 需要大约10 000 m2的桃海蓬子人工湿地。桃海蓬子作为农作物销售获得的收入, 加上水处理方面节省的成本以及省下的可能罚款, 提升了该系统的经济可行性。 (《Aquaculture》Vol.412-413)
重金属废水生物制剂直接深度处理技术路线为“生物制剂配合-水解-深度脱钙”。处理后出水中铜、铅、镉、锌、砷、汞等金属离子均达到《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020-93),钙离子浓度可控(低于100mg/L)。
创新点:“生物制剂配合-两段水解-深度脱钙”直接深度处理酸性高浓度重金属废水新工艺,用于处理株洲冶炼集团有限公司重金属废水,处理后水中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg金属离子均达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),可循环使用;新工艺产渣量比传统中和法明显减少,渣中锌含量高达34.85%,可返回锌系统;开发的生物制剂及其处理工艺为国内外首创,其生物制剂在重金属废水处理中的应用技术居国际领先水平,对有色重金属废水的处理与资源化具有重要的示范作用和推广价值。
采用自行设计的新型内循环生物流化床,以高效氯苯降解混合菌WCB为接种菌群,对人工配制的氯苯废水进行生化处理.试验结果表明,该菌群与新型内循环流化床耦合,对氯苯有很好的`去除效果(氯苯去除率可达84%).试验还分别考察了载体、pH、水力停留时间、曝气量、氯苯浓度负荷、氯苯挥发性对处理效果的影响.
作 者:杨柳 李春华 邱峰 张洪林 蒋林时 王永强 Yang Liu Li Chun-hua Qiu Feng Zhang Hong-lin Jiang Lin-shi Wang Yong-qiang 作者单位:杨柳,Yang Liu(东南大学环境工程系,南京,210093)
李春华,邱峰,张洪林,蒋林时,王永强,Li Chun-hua,Qiu Feng,Zhang Hong-lin,Jiang Lin-shi,Wang Yong-qiang(辽宁石油化工大学环境工程系,抚顺,113001)
制药废水的混凝强化生物处理试验研究
摘要:介绍了一种新的制药废水处理方法--混凝强化生物处理技术.将少量的硫酸亚铁混凝剂与废水混凝后进入生物曝气池运行,混凝过程形成的沉淀颗粒既能支持微生物的生长,又能在其表面形成生物活性膜,成为污泥菌类理想的`载体,从而强化了生物处理的去除效果.该方法所需投加混凝剂的质量浓度仅为50 mg/L,处理后产生的污泥量少,且污泥的沉降性能好.与常规的生物处理法相比,具有处理负荷高、去除效果明显等优点.并从混凝作用、生物膜的形成、铁离子对微生物的电子传递及催化作用等方面探讨了混凝强化生物处理的作用机理.作 者:刘家辉 Liu Jiahui 作者单位:苏州科技学院化学化工系,江苏,苏州,215009 期 刊:工业水处理 ISTICPKU Journal:INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年,卷(期):2006, 26(9) 分类号:X703.1 关键词:混凝强化生物处理 混凝剂 制药废水
摘要:当前国内的电镀废水中主要有含重金属废水、含氰废水、碱性废水以及酸性废水4大类,大致来源于电镀清洗过程以及报废电镀液,它们具有治理难、毒性大等特点。针对各种电镀废水的性质,国内一般使用化学法、物理法、物理化学法和生物法进行处理,这些处理方法的原理和应用范围在文中进行了总结。电镀废水处理的发展趋势也进行了简要的讨论。
关键词:电镀废水;重金属离子
引言
伴随我国科技和经济的快速发展,我国逐渐成为世界制造业的重心,与此同时,制造业的发展带来了大量的污染。在各种污染源中电镀废水以其排放量大,毒性大,难治理等特别值得关注。根据不完整的统计,目前全国现有1.5万家电镀生产厂,每年排出的电镀废水总量大约40亿m3,其中就有50%多没有达到国家排放标准。而且鉴于电镀厂点分布广,废水中含有重金属离子、有机化合物及无机化合物等有害物质。这些物质进入环境,必定会对生态环境及人类产生广泛而严重的危害。电镀废水的治理是一个不可忽视的问题。
一、电镀废水的来源
电镀废水主要来源是在电镀生产过程中的镀液过滤用水、镀件清洗用水、镀件酸洗废水、钝化废水、刷洗地坪与极板的废水,以及因为操作或管理不当二导致的“冒、跑、滴、漏”造成的废水,此外,还有废水处理过程中自用水的排放以及化验室的排水等。
电镀废水的性质主要取决于化学清洗液和电镀液的性质,通常可分为4类,分别为酸性废水、含氰废水、含铬废水和碱性废水。废水中主要的污染物质均都是各种金属离子,其次是碱类和酸类物质,有些电镀液还使用了颜料等其它物质,这些物质大多数都是有机物。
二、电镀废水的危害
1、含氰废水的危害
氰化物属于一种极毒的物质,尤其在酸性条件下,它变成剧毒的氢氰酸。人体对氰化钾的中毒致死劑量为0.25 g(纯净氰化钾为0.15 g)。很低浓度的氢氰酸(4~5)×10-6,0.05 mg/L,会造成短时间的心率不齐、头疼等。在高浓度(9×10-6,0.1 mg/L)时可以马上令人死亡。
对鱼类和其他水生物的危害为(以游离CN-计):浓度为0.04~0.1 mg/dm3 就能使鱼类致死[3]。此外,含氰废水作为农灌水时会使农作物减产。
3、含锌废水的危害
在电镀行业中,锌是使用最多的金属之一。锌对鱼类以及其他水生生物的毒性比对人以及温血动物要强很多。锌在土壤中的富积会造成其在植物体内富积,所以,对食用这种植物的人和动物都有害。过量的锌会造成急性肠胃炎症状,同时伴有周身乏力、头晕。误食氯化锌还会造成腹膜炎,严重时休克甚至死亡。
4、含铜废水的危害
在电镀行业中,铜使用量比较多,铜对人体造血、细胞生长以及某些酶的活动及内分泌腺功能均有影响,过量的接触铜化合物会导致皮炎和湿疹。铜对低等生物和农作物的毒性较大,浓度达0.1~0.2 mg/L 即可使鱼类死亡。铜对水体自净有较严重的影响,水中铜含量过量时,会抑制水体自净。浓度为0.1 mg/L时,会明显抑制水中的生化耗氧过程明显。
5、含镍废水的危害
镍在电镀行业中也是使用较多的金属之一,镍及其化合物有毒。废水中的镍可以在土壤中富积,对农作物的生长产生影响,镍进入人体后,大都滞留于心脏、脊髓、肺、脑,以肺为主。镍的毒性主要表现在抑制酶系统,如酸性磷酸酶。镍及镍盐对电镀工人的毒害主要是镍皮炎。
6、其它
除了以上几种物质外,还有铅、隔、汞、银等重金属,酸、碱及盐类,以及电镀中使用的光亮剂、添加剂等物质。它们在环境中过量后均会导致环境污染甚至生态毒害。
三、电镀废水的处理工艺介绍
归纳当前国内电镀废水处理的实例以及参考文献资料,电镀废水处理的工艺能够归结为:化学方法、物理方法、生物处理方法与物理化学方法。
1、物理方法
物理方法是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质,在处理过程中不改变物质的化学性质,比如电镀废水中的除油、蒸发浓缩回用水等。蒸发浓缩回收,是一种对重金属电镀废水进行蒸发使之获得浓缩,并且加以利用回收的处理方法,通常用于处理含铜、铬和镍离子废水。蒸发浓缩法处理电镀重金属废水,工艺成熟简单,不需要化学试剂,没有二次污染,可回收利用水和重金属,有良好的环境和经济效益,但因能耗大,操作费用高,杂质干扰资源回收问题还待研究,使应用受到限制。目前,通常把其作为其它方法的辅助处理手段。
2、化学方法
化学方法就是向废水中投加化学药剂,通过化学反应改变废水中污染物的化学性质,使其转变成无害或易于与水分离的物质从废水中除去的处理工艺。从近几十年的国内外电镀废水处理技术发展趋势来看,电镀废水有80 %采用化学法处理,化学法处理电镀废水,是目前国内外最广泛应用的电镀废水处理技术,技术上比较成熟。化学法包括氧化还原法、铁氧体法、沉淀法等,是一种传统与应用广泛的处理电镀废水方法,具有处理成本低,投资少,操作简单等特点,适合于各类电镀金属废水处理。可是化学法的最大不足之处在于生产用水不能回收利用,浪费水资源并且占用较大的场地。
3、铁氧体法
铁氧体法是根据生产铁氧体的原理发展起来的处理方法该法处理重金属废水能一次脱除多种金属离子,尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理,具有设备简单投资少,操作方便等特点,同时形成的污泥有较高的化学稳定性,容易进行微分离和脱水处理[8]。此法在国内电镀业中应用较广,不适于大量废水处理,存在着处理后盐度高,而且不能处理含汞和络合物废水的缺点。
4、化学氧化法
该方法主要用在含氰废水的处理。常用的氧化剂有氧气、氯系氧化剂、臭氧、过氧化氢等。这个工艺是在碱性条件下,用氧化剂将游离氰离子以及与金属络合的氰离子氧化成氮气和二氧化碳。该方法能够彻底消除氰化物的污染问题,但是其出水水质较差,并且还不可以回收利用。在处理混合废水的时候,很同意导致二次污染,并且通用氧化剂还有供货和毒性的问题有待于解决。
四、电镀废水处理技术的发展与展望
随着电镀工业迅速发展和环保要求的不断提高,我国电镀废水治理由工艺改革、回收利用和闭路循环进一步向综合防治方向发展,已经进入了综合防治与总量控制阶段,多元化组合处理和自动控制相结合的资源回用技术成为电镀废水治理的发展主流。研究高效、经济、节能、环保的处理技术,系统开发不同工艺的有效组合,是电镀废水处理技术研究的主要内容和发展方向。可是,废水的末端治理只是治标不治本,从工业整体发展趋势和效益来看,电镀行业水污染控制的出路在以下几方面:
(1)采用槽边循环与车间循环相结合的电镀废水处理方法。实践表明此方法既能消除水污染,又能将处理后的水循环使用以节约水资源,具有投资少、效果好、选用灵活的特点可实现电镀废水循环复用不排放。
(2)推行清洁生产,实施循环经济。提高电镀物质、资源的转化率和循环利用率,从源头上削减重金属污染物的产生,同时采用全过程分布式智能控制、结合废水综合治理、最终实现废水零排放。
五、结语
本文结合了电镀废水的主要概况,包含目前电镀废水的主要来源,特点性质及其危害。根据国内主要处理工艺及其参考文献,简要讨论了目前主要的处理工艺,并指出了今后电镀废水处理的发展趋势综上所述,虽然以上各种方法都可以治理/回用电镀废水。但我们应当充分利用各种处理方法的幼师,以此回收金属离子与水,并且辅之以化学、物理或者生物方法,处理不可回收的那部分废水。寻求既回收金属离子,又回用水资源的减量排放工艺。
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随着农村经济的发展和农户生活质量的显著提高, 农村生活用水量和用水保证率也大幅度上升, 从而带来了农村生活污水量的大幅度增加。农村生活污水主要通过以下三种途径排入地表环境: (1) 直接流向地面; (2) 就近排入河道; (3) 通过下水道排入河道。农村生活污水特别是混有养殖废水的农村生活污水因收集和处理不当, 已对农村生态环境和人居环境造成严重破坏。近年来, 在农村生活污水处理方面运用了土地种植植物处理的生态化方法 (即人工湿地) 和微动力生物技术方法进行处理, 取得了一定的效果。然而, 从实际的人工湿地法处理来看, 其处理农村生活污水中普遍遇到的问题有:第一, 系统极易受混有养殖污水的高浓度农村生活污水冲击, 湿地植枝根系缺氧等酸败枯死, 导致处理系统瘫痪;第二, 季节适应性不强, 易受气温影响, 植枝难于更换;第三, 湿地植枝的气根常被排水峰期浸泡, 系统中微生物的作用得不到充分发挥;第四, 长期运行以后易形成严重堵塞, 导致处理效率下降, 而微动力生物技术方法对纯生活污水的处理效果是可以的, 但是对混有养殖废水的生活污水则无能为力, 氨氮往往超标, 如要控制住氨氮, 投资要增加、设备要增多, 运行费用及管理难度也随之加大, 造成农村污水处理站难以持续运行。
为了选择一种既可以模拟自然生态的污水净化模式, 同时又能有效地解决现有人工湿地和生物技术方法存在的缺陷, 确保污水处理系统在一年四季中得到稳定的运行, 达标排放。笔者从建设和运营多个农村生活污水处理工程项目中, 针对现有的污水处理技术与农村生活污水的特殊性, 经过科学的优选和试验研究, 创新性地将组合填料微动力生态水培技术应用在混有养殖废水的农村生活污水处理中, 建立了一种适宜于农村污水特点和具有生态化污水处理能力的新技术, 避免因农村生活污水直接排放而引起水体、土壤和农产品的污染, 对减少农村水源污染、建设清洁乡村、保护环境具有重要意义。
2 工程概况
2.1 工艺流程
组合填料微动力生态水培处理技术应用于南宁市青秀区伶俐镇王京村“清洁水源、清洁田园、清洁家园”美丽乡村科技惠民示范工程。该项目处理规模为:生活污水50m3/d, 养殖污水5m3/d。其工艺流程如图1。
2.2 技术设计特点
(1) 组合填料微动力生态水培槽设计有微曝与循环系统, 用光伏能做动力, 由自动控制实行间隙供氧和循环操控运行, 合理的微曝产生好氧—缺氧—兼氧的生态环境。
(2) 组合填料微动力生态水培槽底部设计有活性污泥固定床, 在自动控制间隙供氧的条件下, 活性污泥固定床具有好氧、兼氧、厌氧菌种共存, 尤其使得硝化菌和反硝化菌共存, 可一体化完成硝化和反硝化去除污水中的氮磷和有机物质。
(3) 组合填料微动力生态水培槽设计有活性污泥悬浮床, 采用浅层曝气技术, 在水培槽循环水力推流下, 活性污泥悬浮床是好氧微生物菌群直接处理、降解有机物的场所。
(4) 组合填料微动力生态水培槽设计有植枝栽培浮床, 优选根系发达的水生植物, 利用其生长繁殖过程中的根系表面形成的生物菌团, 吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、悬浮物和有机物质, 净化水质。
(5) 采用深沟型水培槽设计, 使长细的植枝根系往水中生长, 既有利于大量微生物、藻类和微小动物的生长繁殖, 去除生活污水中的氮、磷化合物和含碳有机物质, 使污水得到净化, 同时又有效地解决了人工湿地长期运行易形成严重堵塞的难题。
2.3 工艺优势分析
组合填料微动力生态水培有别于水培技术。水培技术通过人为地将化学肥料配制成水培植枝生长所需的液体肥;而该技术则利用原污水的水质, 经过预处理后变成水培植枝生长所需的液体肥, 通过采用多层组合填料水培槽, 利用植物生长发达的根系形成的生物菌团, 吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、悬浮物和有机物质从而达到污水净化。同时该技术设计可自动控制实行间隙微曝供氧和循环操控运行, 且利用光伏能为处理系统提供动力, 有效地降低了处理系统的运行成本。
在植物选取方面, 根据优选植枝生理对营养液的要求, 即具有低氢离子浓度 (p H) 、低导电率 (EC) 、低溶氧量 (DO) 的特点进行设计。实际运行中发现, 叶菜类蔬菜符合植物生理对营养液的要求, 且在两广亚热带地区的高气温条件下, 其生长速度较快, 污水中大量的氮、磷化合物和含碳有机物质作为其营养物质得以去除。
3 处理效果分析
从2014年6月25日起启动生态水培处理污水系统进行试验, 以7天为一个试验小期连续运行, 第一个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加1m3养殖沼液, 第二个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加2m3养殖沼液, 第三个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加3m3养殖沼液, 第四个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加4m3养殖沼液, 第五个小期每天由自控计量向处理系统调节池添加5m3养殖沼液。研究试验依据生态水培植枝的生长特点, 采用逐步增大处理负荷的方法进行, 时间共计35天, 以7天为一个试验小期记录试验数据。
从第一个小期自动计量向处理系统添加养殖沼液后, 排水口的CODcr为35mg/L, 这是因为在第1—2小期态水培槽依靠槽中的微曝装置供氧, 激发各生物菌群的生长与形成和各功能槽的作用, 对污水中的有机物质进行消化分解。在第3—4小期随着生态水培槽植技的生长茂盛和根系的繁殖生长, 吸收、截留和降解污水中的氨氮、磷、悬浮物和有机物质, 从而使水质得到净化, 所监测到排水口的氨氮为3.2mg/L。 (见图2)
从图3中第1—4小期的监测结果可知, 在第3小期后随着生态水培槽内各种菌团的形成和植枝的茂盛生长, 污水中氨氮的去除率显著, 而进入第4小期后, 生态水培槽末端3槽水培植技出现生长缓慢的迹象, 这是因该段系统中氨氮浓度过低, 污水中氮磷等植物生长必需的营养元素大部分已经去除所造成。
根据第5个试验小期的监测数据显示, 生态水培槽处理系统排水口的CODcr为20mg/L、BOD5为5mg/L、氨氮为1.63mg/L, 远低于囯家《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918—2002) 一级B标准, 其处理系统去除率显著。 (见表1)
4 技术经济分析
该系统采用组合填料微动力生态水培技术处理混有养殖废水的农村生活污水, 其中光伏能为处理系统提供动力, 生态水培槽设计集传统的厌氧、好氧生化池、沉淀池和人工湿地集为一体 (槽) , 该系统的基建投资和工艺能耗估算见表2所示。
由表2可知, 由于采用笔者公司设计的生态水培槽技术, 在占地面积为160m2的情况下, 年处理混合污水量为20000m3, 年运行费用仅是设备维修费用<100元。同时整套系统装机容量为1.85k W, 主要动力消耗为生态水培槽微曝气和循环系统, 利用3k W光伏能可以满足整个处理系统提供动力需求, 每年节约用电3376k W, 按每k W电费0.6元计, 每年可节约电费2025元, 有效地降低了处理系统的运行费用。
5 结论
利用光伏能生态水培新工艺处理混有养殖废水的农村生活污水, 出水水质稳定, 从其运行的状况和运行的效果表明:
(1) 生态水培槽的对于混有养殖污水的农村综合生活污水中CODcr、氨氮、BOD5、悬浮物的去除效果显著, 其出水达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918—2002) 一级B标准。
(2) 生态水培槽污水处理系统不但具有处理污水的显著效果, 同时也获得水培植物 (如叶菜类) 不同季节的收益, 实现生态循环再利用。
(3) 运用光伏能可以满足水处理系统中动力需求;生态水培槽设计集传统的厌氧、好氧生化池、沉淀池和人工湿地集为一体 (槽) 。该技术节省了污水处理工程建设的投资、土地面积的占用, 减轻村级电耗的负担, 从而有效地降低了处理系统的运行成本。
参考文献
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曝气生物滤池深度处理焦化废水试验研究
在原有焦化厂废水处理工艺的`基础上用曝气生物滤池(BAF)工艺进行深度处理,试验发现采用滤料粒径为2 mm~3 mm、好氧区与缺氧区容积比为3:1(B10STYR)的池型、气水比为5:1、气水同时反冲洗等优化条件下,系统出水CODCr和NH3-N 浓度分别达到GB 8978-污水综合排放标准的二级和一级.
作 者:杨学 杨云龙 刘晓慧 YANG Xue YANG Yun-long LIU Xiao-hui 作者单位:太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原,030024刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):35(3)分类号:X703关键词:焦化废水 曝气生物滤池 COD 气水比
厌氧生物法处理制笔废水最佳工艺条件的研究
摘要:厌氧生物法能处理制笔废水中的大部分污染物.文章探讨在中温条件该法的最适工艺条件,通过改变进水浓度条件下的不同处理效果确定最适污水进水浓度.在最适进水浓度条件下,通过改变污泥浓度确定最佳值.作 者:叶永根 池怡 张钰靓 徐伟 Ye Yonggen Chi Yi Zhang Yuliang Xu Wei 作者单位:叶永根,池怡,徐伟,Ye Yonggen,Chi Yi,Xu Wei(杭州市环境监测中心站,浙江,杭州,310007)张钰靓,Zhang Yuliang(杭州市市区河道整治建设中心,浙江,杭州,310009)
期 刊:广东化工 Journal:GUANGDONG CHEMICAL INDUSTRY 年,卷(期):2010, 37(4) 分类号:X5 关键词:制笔废水 厌氧处理 COD 脱色率畜禽养殖业废水属于含大量病原体的高浓度有机废水, 由于规模化养殖场每天排放的畜禽养殖废水量大、集中, 如不经过处理直接排放, 大量有机物质进入水体后, 有机物的分解将消耗水中的溶解氧, 使水体发臭, 导致水生生物大量死亡, 废水中富含的氮、磷营养元素也是造成水体富营养化的一个重要原因[2]。
1 养殖废水处理的新技术工艺原理
由于畜禽养殖废水中CODcr、BOD5、氨氮含量较高, 同时含有大量N、P等营养元素, 单一的废水处理技术无法实现对污染物的有效处理, 畜禽养殖废水一般需要多种处理技术的结合。从治理技术来看, 要实现去除CODcr、BOD5的同时再保障脱N除P的效果, 厌氧工艺是不可缺少的。目前, 我国畜禽养殖废水的治理主要有两种模式:一种是厌氧-自然处理模式, 适用于中小型规模化养殖场;另一种是厌氧-好氧利用模式, 适用于大中型畜禽养殖场或养殖区。
1.1 厌氧+自然处理技术
厌氧常用的方法有完全混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧折流板反应器、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式固体反应器和内循环厌氧反应器等。自然处理法是利用天然水体、土壤和生物的物理、化学与生物的综合作用来净化污水。主要模式有氧化塘、土壤处理法、人工湿地处理法等。
采用厌氧+自然处理技术的工艺如图1所示。
厌氧处理特点是造价低, 占地少, 能量需求低, 还可以产生沼气, 而且处理过程不需要氧, 不受传氧能力的限制, 因而具有较高的有机物负荷潜力, 能使一些好氧微生物所不能降解的部分进行有机物降解。自然处理法投资省、工艺简单、动力消耗少, 但净化功能受自然条件的制约。
1.2 厌氧+好氧处理技术
好氧处理的基本原理是利用微生物在好氧条件下分解有机物, 同时合成活性污泥。在好氧处理中, 可生物降解的有机物最终可被完全氧化为简单的无机物。该方法主要有活性污泥法、生物接触氧化、SBR、A/O及氧化沟等。采用厌氧+好氧处理技术的工艺如图2所示。
2 养殖废水处理的新技术研究和应用现状
传统的还田利用和自然处理模式由于受到土地的限制已不能满足城市近郊大量畜禽废水处理的要求, 经过几十年的研究和应用, 畜禽养殖废水厌氧处理工艺已比较成熟, 常用的工艺包括完全混合式厌氧反应器 (CSTR) , 厌氧序批式反应器 (ASBR) , 厌氧滤池 (AF) , 厌氧复合反应器 (UBF) , 内循环厌氧反应器 (IC) , 上流式厌氧污泥床 (UASB) 等。采用好氧技术对畜禽废水进行生物处理, 这方面研究的较多的是水解与SBR结合的工艺。SBR工艺是基于传统的Fill-Draw系统改进并发展起来的一种间歇式活性污泥工艺, 它把污水处理构筑物从空间系列转化为时间系列, 在同一构筑物内进行进水、反应、沉淀、排水、闲置等周期循环。SBR与水解方式结合处理畜禽废水时, 水解过程对CODCr有较高的去除率, SBR对总磷去除率为74.1%, 高浓度氨氮去除率达97%以上。此外, 其他好氧处理技术也逐渐应用于畜禽废水处理中, 如间歇式排水延时曝气 (IDEA) 、循环式活性污泥系统 (CASS) 、间歇式循环延时曝气活性污泥法 (ICEAS) 。
由于养殖场废水属于高浓度有机废水, 采用好氧工艺直接处理, 需要对废水进行稀释, 这意味着处理装置要求容积大, 投资高。另外, 单一好氧处理工艺处理畜禽养殖废水能耗高, 运行费用昂贵。
厌氧法、好氧法处理畜禽养殖废水各有优缺点和适用范围, 为了取长补短, 获得良好稳定的出水水质, 目前, 在我国实际应用中采用厌氧-好氧组合工艺, 与单一的厌氧或好氧处理工艺相比, 厌氧-好氧组合工艺具有处理效率较高、抗冲击负荷能力强、剩余污泥量少、低成本等优点。
目前, 我国大部分规模化养殖场均采用厌氧-好氧组合工艺处理养殖废水。如:①厌氧-兼氧组合式生物塘工艺, 将上流式厌氧污泥床移植到兼性塘, 猪场废水经处理后, 其BOD5、CODCr、NH4+-N可分别从9 000、14 000、1 200降至20、60、65 mg·L-1, 成功地解决了规模化猪场污水污染负荷高、养殖利润低的难题。②水解-SBR工艺、厌氧反应器-SBR工艺。③ASBR-SBR组合反应器系统, ASBR作为预处理器 (厌氧) , 主要用于去除有机物, SBR (好氧) 用于生物脱氮处理。④厌氧-加原水-间歇曝气 (Anarwia) 是由我国研发的畜禽养殖污水处理新工艺[3]。该工艺处理效果与序批式反应器处理工艺相同, 但其水力停留时间、工程投资、剩余污泥量、需氧量均比序批式反应器低很多, 已成功应用于杭州灯塔养殖总场废水处理工程, 且处理效果良好[4]。
3 总结与展望
畜禽养殖废水的处理方法较多, 采用何种处理工艺, 需要在技术优势、投资、日常运行费用、操作等方面进行综合考虑, 由于畜禽养殖废水污染成分复杂, 采用单一的处理方法很难实现达标排放, 鉴于我国当前畜禽养殖废水处理现状, 应采用组合工艺的优化形式, 扬长避短, 达到有效处理废水的目的。随着水处理科学技术的进步, 未来会不断出现在技术上更加先进、经济上更加合理的新技术、新工艺。同时, 在畜禽养殖行业, 应加快推进清洁生产, 改进饲料配方, 降低畜禽粪便产生量, 提高畜禽养殖废水资源化综合利用率, 从而减少废水的排放量, 达到有效保护水环境的最终目的, 促进畜禽养殖业与环境的协调和可持续。
摘要:随着我国畜禽养殖业的发展, 养殖产生的环境污染问题日益突出, 已经成为我国环境治理的一个重大问题。养殖废水属于含大量病原体的高浓度有机废水, 用于处理该废水的技术工艺种类较多, 本文针对我国目前的养殖废水处理新技术, 对新技术研究应用现状以及工艺原理进行了分析, 并对未来养殖废水的处理提出了自己的展望。
关键词:养殖废水,处理技术,现状和展望
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【关键词】煤化工;工业废水处理;技术分析
新型煤化工将洁净能源作为目标产品,洁净能源包括煤制油、煤制二甲醚以及煤制乙二醇等。我国在能源结构方面呈现出“多煤少油”的特点,因此新型煤化工为我国油气资源的替代提供了保障和平台。生产新型煤化工产品时,用水量比较大,排水量也很大,要采取经济的处理技术以及合理的处理工艺来对煤化工废水进行处理,使之达到排放标准,因此对煤化工废水处理技术的研究具有十分重要的现实意义。
1.煤化工废水的来源
煤化工是将煤作为最基本的原料,并且经过一系列化学反应将煤转化成为气体或固体燃料的一种工业,煤化工废水的来源主要是三个方面,首先是对煤进行加压气化时煤气冷凝水经过循环使用后产生的废水以及煤气净化过程产生的废水。第二个废水来源是在煤液化制油过程中产生的废水。第三个废水来源是将接受净化以后的煤气作为原料生产化肥所产生的废水。
2.煤化工废水处理技术
煤化工废水中包含的污染物种类多,成分复杂,只单纯地通过物理或化学方式进行处理,难以达到排放标准。处理的技术分为三类,分别是一级处理、二级处理及深度处理。其中一级处理也称预处理,二级处理为生化处理,深度处理技术包括混凝法等技术。
2.1预处理技术
对煤制天然气废水中酚和氨的处理不仅能够减少资源的浪费,而且能够在一定程度上降低之后的处理难度。一般来说,对煤制天然气废水的预处理主要包括脱酚以及脱酸。
2.1.1脱酚
煤制天然气废水中含有一定量的酚类物质,目前使用较多的是溶剂萃取脱酚技术,如果单一的溶剂萃取脱酚技术不能满足要求的话,可以和水蒸气脱酚法相结合。目前国内溶剂萃取脱酚技术采用的原料主要是二异丙基醚或乙酸丁酯等物质,例如如果采用鲁奇加压气化工艺进行煤制天然气的生产,那么相应的,其溶剂萃取脱酚技术使用的脱酚溶剂应该是异丙基醚。实际情况证明,采用异丙基醚对煤制天然气废水进行脱酚,脱酚后废水中酚的含量能够低于 0.6g/L。
2.1.2脱酸
除了对煤制天然气废水进行脱酚以外,其预处理工艺还包括脱酸。脱酸简而言之就是对煤制天然气废水中含有的CO2、 H2S等酸性物质进行分离。需要注意的是,在实际的脱酸操作中,一定要考虑到CO2、H2S 等酸性分子在遇水后会出现弱电离现象,弱电离会导致煤制天然气废水的脱酸效率下降。因此,在实际的脱酸操作中,排放CO2、 H2S 等酸性气体时尽量做到向上排放,即将其从脱酸塔顶部进行排出,而且还要对脱酸塔顶部的温度进行控制,这样才能把部分游离的氨分子留在酚水中,将酸性气体排出。
2.2生化处理技术
所谓的生化处理技术指的是通过对微生物自身存在的新陈代谢作用加以利用,对污染物进行分解并且对其进行转化,使之最后能够成为二氧化碳等物质。目前我国煤化工废水处理,普遍采用改进后的好氧生化处理技术,主要包括两方面工艺,分别是SBR技术以及PACT技术。由于煤化工废水中存在着联苯等比较难降解的有机物,这些有机物在好氧生化处理技术中难以降解,需要采用厌氧生物处理技术进行处理。此外,一些煤化工废水成分十分复杂,可采用厌氧和好氧工艺相结合的方式处理煤化工废水。
2.2.1 SBR工艺
SBR工艺的优势,简单来说就是能够保证整个生物反应器中好氧和厌氧环境不断交替。通过两者不断交替,保证整个生物反应器能够获得较为多样化的生物菌群和耐冲击负荷能力。除此之外,SBR工艺还能够保证生物反应器能够处理一些有毒或者高浓度煤制天然气的能力。
以我国中部地区某煤化工业废水处理厂为例,该厂采用的就是SBR工艺。通过对整个生物反应器的相关装置(如:曝气、温度、加碱装置)进行改造,从而提升了鲁奇工艺处理煤制天然气废水的能力。
2.2.2好氧生物膜法
相比SBR工艺,很多煤化工业废水处理厂采用更多的是好氧生物膜法。好氧生物膜法的优势在于菌群的生长方式。通过对优势菌群的筛选,可以实现对煤制天然气废水中污染物的降解,特别是对一些传统工艺降解起来较为困难的有机污染物,其效果更加明显。我国西南某煤化工业废水处理厂采用的就是好氧生物膜法,实践证明,好氧生物膜法能够有效做到对煤制天然气废水中 COD、酚以及氨氮污染物的去除,而且其具有较高的缓冲能力。
2.2.3深度处理技术
在对煤化工废水进行生化处理后,废水中仍然存在一些少量难降解污染物,在一定程度上使色度难以达到排放标准,需要采用深度处理技术。当前主要采用方法包括了混凝沉淀法以及高级氧化法等。
3.煤化工废水处理存在的不足和展望
由于煤化工废水中含有的有机物的浓度比较低,需要采取有效措施对废水的氨氮加以去除,随着排放标准提高,需要对生化水进行深度处理。由此可见,深度处理已经成为未来十分重要的研究方向,在实际深度处理过程中技术选择有十分重要的意义。当前我国进行产业投资的一个重点就是煤制天然气,但是对于煤制天然气废水处理技术的研究还存在着不足,因此相关的人员要加强对于高浓度废水处理技术的研究力度。
4.结语
综上所述,研究煤化工废水处理技术时,应从预处理、生化处理及深度处理等方面出发,验证及应用一系列技术的可行性。由于我国的煤炭资源及水资源呈现出逆向的分布特点,因此对煤化工废水的排放及处理技术提出越来越高的要求。目前我国内蒙古以及宁夏等地区已经开始执行“零排放”的标准,对煤化工的废水进行深度处理已经成为了未来我国煤化工废水处理技术研究的重点和发展方向。 [科]
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废水处理生物流化床反应器内构件研究进展
摘要:内构件具有改变废水处理生物流化床内气泡行为(如抑制气泡长大,破碎气泡等)、改善流体流化质量、提高相问传质-反应效果、有效持留活性污泥以及削减污泥产量等功能.通过对生物流化床内构件的研究进展进行了系统的综述,着重剖析了三种不同类型内构件(横向内构件、纵向内构件和生物膜填料)的结构特征及其功能,介绍了本课题组自主研发的`螺旋式内构件,并提出了值得深入研究的问题.作 者:陈小光 郑平 方佩珍 CHEN Xiao-guang ZHENG Ping FANG Pei-zhen 作者单位:陈小光,郑平,CHEN Xiao-guang,ZHENG Ping(浙江大学环境与资源学院,浙江,杭州,310029)方佩珍,FANG Pei-zhen(杭州市环境保护有限公司,浙江,杭州,310007)
期 刊:中国沼气 ISTIC Journal:CHINA BIOGAS 年,卷(期):, 26(6) 分类号:X703 关键词:生物流化床 内构件 研究进展摘要:采用固定化高效微生物滤池法处理钢铁焦化废水,试验确定了该工艺运行的.最佳条件.试验运行工况在:流量为4~6.0 m3/h、生化处理停留时间25~50h,其中厌氧13~22 h,好氧20~28 h、曝气量40:1时,处理效果最佳,系统对CODcr的平均去除率达到95.4%、对氨氮平均去除率达到96.1%、对氰化物平均去除率达到99.1%.结果表明,焦化废水经该工艺处理后,满足GB8978-1996二级标准排放要求.作 者:桑焕智 张兴 李丽 王炳文 SANG Huan-zhi ZHANG Xing LI Li WANG Bing-wen 作者单位:桑焕智,SANG Huan-zhi(北京兴油工程建设监理有限公司吉林省分公司,吉林,吉林,132021)
张兴,李丽,王炳文,ZHANG Xing,LI Li,WANG Bing-wen(中铁西北科学研究院有限公司,甘肃,兰州,730000)
2008年12月我应辽宁阜新市邀请,参加了阜新皮革工业园区发展规划论证会,会议就制革工业园的发展规划和建设,制革污水处理工艺、制革污泥无害化处置及循环经济等问题进行了咨询探讨,本文就有关问题提出个人的看法。
2 制革废水处理技术
2.1 含铬废水处理
制革废水中的含铬废水集中在铬鞣和中和、加脂、染色等工序中,含铬废水分质收集并单独处理可以杜绝铬化物进入综合废水,进而进入制革污泥中,铬泥作危险固废处置是制革污泥无害化处置的前提。
2.2 制革废水处理工艺
我国制革废水处理一般采用物化预处理和好氧生物处理组合工艺,对COD、BOD5、S2-、Cr以及色度等有较好的去除效果,处理后的废水水质(除氨氮外)基本上能达到GB8978-1996《综合污水排放标准》的一、二级标准,但由于制革废水的氨氮浓度高达数百毫克,其处理难度远远高于其它工业废水。
制革废水中高浓度氨氮主要来源于脱灰和软化工序用到的大量铵盐和酶制剂,以及中和和染色加脂中使用的化料;同时在原料皮浸水、浸灰等过程中,蛋白质经过水解进入废水中成为氨氮。
实践证明,制革废水采用一级生物脱氮工艺,不可能同时达到有机物降解和氨氮去除的目的,而必须采用二级生物脱氮工艺,其中第一级的功能以去除有机物为主要功能,第二级以去除氨氮为主要功能。二级生物处理工艺中,由于在第一级中有机物去除程度高,则进入第二级的废水C/N比值较低,因而硝化菌在活性微生物中所占比例也相对较高,因此氨氮氧化速率也较高。必须注意的是,进入第二级的废水有机物浓度相对较低,异养菌数量相应减少,会导致活性污泥絮凝性变差,给固液分离带来困难,因此第二级生物处理宜采用生物膜法工艺,在膜法工艺中,由于削弱了异养菌对附着表面的竞争,从而有利于硝化菌附着生长,从而提高氨氮的去除效果[1]。二级生物脱氮工艺流程如图1。
对于已建有氧化沟等生物处理工艺的制革废水处理,其第二级生物脱氮工艺我们推荐以下几种工艺。
2.2.1 分段进水A/O接触氧化技术
分段进水A/O接触氧化工艺流程图如图2所示,其基本原理是部分进水与回流污泥进入第1段缺氧区,而其余进水则分别进人各段缺氧区。这样就在反应器中形成一个浓度梯度,而且MLSS的质量浓度梯度的变化随污泥停留时间(SRT)的延长而增大[2]。此外,由于采用分段进水,系统中每一段好氧区产生的硝化液直接进人下一段的反硝化区进行反硝化,这样就无需硝化液内回流设施,在不外加碳源的条件下,达到较高的反硝化效率。
DN:反硝化C/N:碳化/硝化N:硝化
一级生物处理后的二沉池出水直接进入多段进水A/O接触氧化工艺,经过处理后的废水,有机物和氨氮都得到很好的去除,出水经过混凝沉淀后排放。江苏某皮革有限公司废水处理项目,设计处理规模为5000 m3/d,采用四段进水A/O接触氧化工艺,设计停留时间24 h,A/O体积比为1∶3,设计硝化速率为0.15 kg NH4+-N/m3·d。
2.2.2 曝气生物滤池技术
曝气生物滤池(biological aerated filter,BAF),主要用于废水的深度处理和生活污水处理。曝气生物滤池内装高比表面积和粗糙多孔的球形陶粒,废水流经滤床时,水中的悬浮物和胶体被截留在滤料表面和内层空隙中,同时,微生物以生物膜形态附着在滤料表面上,通过生物膜中所发生的生物氧化和硝化作用,对污水中的有机物、氨氮和SS等均有很好的去除效果。
近年来,本工艺在制革废水深度处理中已得到应用,如河南某皮革城氧化沟工艺出水再经二级曝气生物滤池工艺处理,设计容积负荷为0.5~0.6 kg NH4+-N/m3·d,水力停留时间为4h,出水COD和氨氮浓度基本达到了排放标准。
2.2.3 人工湿地——生态植物塘
人工湿地是利用基质-微生物-植物-动物这个复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用,通过过滤、吸附、共沉、离子交换、植物吸附和微生物分解等多种功能来实现对废水的高效净化,同时通过营养物质和水分的循环,促进绿色植物生长。人工湿地填料表面和植物根系将由于大量微生物的生长而形成生物膜。废水流经湿地时,有的污染物被植物根系阻挡截留,有机污染物则通过生物膜的吸附、同化及异化作用而被去除。湿地系统中因植物根系对氧的传递释放,使其周围的环境中依次呈现出好氧、缺氧和厌氧的状态,保证了废水中的氨氮不仅能被植物和微生物作为营养成分而直接吸收,而且还可通过硝化、反硝化作用将其从废水中去除。人工湿地对总氮的去除率可达到60%以上,BOD5的去除率在85%以上,COD去除率可达到80%以上[3]。该技术主要适用于生物处理效果好,出水氨氮在几十mg/L左右的企业,如浙江某制革厂氧化沟工艺出水再经人工湿地处理系统处理,可进一步去除氨氮和COD,去除效果见表1。
表1数据表明,利用人工湿地生态系统的协调作用,在氧化沟工艺的前提下,可以实现制革废水深度处理和水质稳定。但是,人工湿地生态技术的局限在于占地面积大,系统运行受气候影响较大,仅适合在南方地区应用,而且水生植物要注意选择能满足不同季节生长且耐盐的物种如芦苇、菖蒲、香蒲和苔草等。
3 循环经济分析
制革行业本身是资源再生利用的行业,但又一直被认为是资源利用率低的行业。制革生产中只有约30%的原料皮转为产品,其余大部分都成为固体废物。主要有鞣前废物、鞣后废物、污泥。鞣前废物包括腌皮废盐、肉渣、毛、裸皮边,鞣前废物较好处理,容易被再利用,价值也相对较高,如肉渣可以做工业油脂,毛可以做毛刷,裸皮边可以做工业明胶等。鞣后废物包括削匀皮屑、修边边角余料、磨革粉尘,鞣后废物由于已经鞣制,重复再利用比鞣前较难,废革屑、边角料等可以制作再生革,也可脱铬后制作明胶、蛋白填充剂、铬鞣胶原纤维,并回收氧化铬再利用。污泥分铬污泥和普通污泥,废铬液除回收利用外,其余废铬液单独处理后铬污泥按危险物体存放;其它制革污泥经过脱水后,污泥的资源化主要有两种途径,第一是高温发酵制作农肥。多年前,欧洲经济共同体就允许皮革固废物在农业上应用,制革污泥里含有较高的N、P、K及微量元素,经过高温发酵堆肥后,用作农肥,还可以改良土壤结构。第二是脱水污泥再经进一步减量化,外运给水泥厂作为水泥原料。通过上述途径,可以基本上实现制革固废物和污泥的资源化。
制革企业的循环经济还体现在废水的循环使用。制革工业清洁生产达到国内先进水平的标准要求水的重复利用率达到50%以上[4],水的重复利用率除了在生产中实施浸灰液循环利用和含铬液循环利用的清洁工艺外,还必须实现废水处理后回用。制革生产的准备工序是制革污染产生的主要环节,废水排放量占总排放量的60%以上,而且该工序对用水的水质(主要是硬度、色度、含铁量等指标)、含盐量、少量有机物要求不高。因此,只要在废水处理中强化生物处理,严格管理出水水质,实现50%重复利用是可以实现的。这也是企业节能减排的重要措施,广东南海某制革厂通过加大治理力度和提高出水水质,已经实现了水的重复利用。
4 结语
我国制革工业的发展已经进入到一个新阶段,在越来越重视环境污染治理和提高污染治理技术和管理水平的同时,必须把资源节约型制革技术与清洁生产技术紧密结合起来,把生态效益、环境效益、社会效益和经济效益统一起来,才能推动我国制革工业健康发展。
摘要:介绍了几种制革废水强化生物处理脱氮和提高出水水质的工艺,提出了制革行业固废物和制革污泥的资源化途径,分析了废水处理后回用的可行性。
关键词:生物脱氮,污泥资源化,重复利用
参考文献
[1]郑兴灿,李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.
[2]祝贵兵,彭永臻,周利,等.优化分段进水生物脱氮工艺设计参数[J].中国给水排水,2004,20(9):62-63.
[3]付融冰,杨海真,顾国维,等.潜流人工湿地对农村生活污水的处理[J].水处理技术,2006,32(1):18-21.
关键词:制药废水 絮凝 处理技术
中图分类号:X703.1文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(a)-0147-02
制药废水具有有机污染物种类多、浓度高、可生化性较差、CODCr值和BOD5值高且波动性大、BOD5/CODCr值差异较大、NH3-N浓度高、色度深、毒性大、固体悬浮物SS浓度高等特点,它的超标排放将给人体及环境造成的严重的危害,是处理难度较大的工业废水之一。
1 废水的特性
本文以主要以生产抗生素为主的某制药厂的制药废水为研究对象,废水主要成分是酰胺、异丙醚、氯仿等,废水颜色呈橙红色、有刺激性气味、略显粘稠、有机污染物种类多、浓度高、可生化性较差、BOD5/CODCr值小[1-2]。出水水质见表1。
2 实验方法
2.1 水样预处理
将水样稀释5倍后作为实验中的原水储存,在实验中可根据实际需要适当的稀释,以得到理想的实验效果。
2.2 絮凝沉降实验方法
絮凝沉降选用4种絮凝剂,分别是硫酸铁、聚合氯化铝、硅藻土、硫酸铝,在原水pH值的条件下进行絮凝实验,所用的絮凝剂的剂量相同,均为0.5 g。比较絮凝效果,选择去除CODCr最有效的一种。选用最有效的那一种絮凝剂,在不同pH值、相同剂量的絮凝剂的条件下进行絮凝实验,比较絮凝结果,选择最适pH值。再在最适pH值条件下,加入不同的剂量的絮凝剂,选择最佳投药量。
3 实验结果及结果讨论
3.1 最适絮凝剂的选择
在原水样条件下,取原水样50 mL置于250 mL烧杯中加水至200 mL,分别加入0.5g絮凝剂,在10 min、30 min、60 min、90 min、120min时测定剩余CODCr值,计算得CODCr的去除率见图1。
实验结果表明在60 min以后,几乎所有的备选絮凝剂的处理效果都达到了最大限度,由图中可以看出硅藻土是最适合的絮凝剂,在原水条件下去除率最大,可以达到最好的处理效果。
3.2 最适pH值的选择
将原水样的pH调节至1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13,分别取50 mL置于250 mL烧杯中加水至200 mL,分别加入0.5g硅藻土,在搅拌30 min后测定剩余CODCr值,计算得pH值是7、8、9时,处理后废水的剩余CODCr比较少,即去除率大,所以硅藻土的最适pH值是7~9,在此pH值条件下原水样的剩余CODCr可降至200 mg/L以下。为进一步确定最适pH值,将原水的pH值调节到7、8、9,分别取50 mL置于250 mL烧杯中加水至200 mL,分别加入0.5 g絮凝剂,在10 min、30 min、60min、90 min时测定剩余CODCr值,计算得CODCr的去除率见图2。由图可知在pH值为7、搅拌时间为60 min时剩余CODCr可达到40mg/L,达到了国家排放标准,去除率最大可达到99%,反应速率最大,所以硅藻土的最适pH值为7。
3.3 最佳投药量的选择
将原水样的pH值调节到7,分别取50 mL的水样置于9个250 mL的烧杯中并加水至200 mL,再分别加入0.02 g、0.03 g、0.04 g、0.05 g、0.1 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.5 g硅藻土,在10 min、30 min、60 min、90min时测定剩余CODCr值,计算得CODCr的去除率,加入0.05 g硅藻土即1 g/L的硅藻土时,在60min后剩余CODCr为64 mg/L,去除率为98.6%,可以达到国家标准,虽然超过0.05 g效果更好,但综合考虑经济的因素和自然环境净化的因素,选用1 g/L的投药量为最佳。
4 结语
根据实验数据所示,通过絮凝的方法,可将该制药废水的CODCr降低到排放标准,比较多种絮凝剂处理废水后的效果得出硅藻土的效果的效果好,CODCr去除率高,而且硅藻土市售价格一般在1000元/t以下,所以在处理相同废水的量时所用经费相对较少,而且沉降效果较好,有利于下一步的处理,所以建议使用硅藻土作为絮凝剂。
参考文献
[1]范永哲,戚鹏,赵仁兴.水解酸化处理青霉素、土霉素废水实验研究[J].环境保护科学,2002(28):19-21.
[2]白明超.厌氧-好氧生化法处理制药废水工程调试及管理[J].广东化工,2004(3):45-47.
[3]萨特勒紫外标准谱图及手册(TheSadtler Standard Spectra Ultraviolet)[M].美国费城萨特勒研究实验室出版.
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