泰州一體化污水處理設(shè)備一站式服務(wù)

隨著工業(yè)化步伐的加快、人口的增長和水污染問題的嚴(yán)重，使原本十分有限的淡水資源更加稀缺，我國多個大中城市中有半數(shù)以上缺水尚有的城市沒有污水處理廠，大量生活污水直接排放，造成越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。解決水環(huán)境污染問題迫在眉睫。

目前，我國污水處理廠的二級處理率仍然很低，而且污水處理大部分仍然局限在有機(jī)物和懸浮固體的去除。雖然近年來，我國已經(jīng)開展了脫氮除磷方面的研究，并且取得了一定的進(jìn)展。但是近十多年來，我國污水處理廠的工藝升富營養(yǎng)化問題不但沒有解決，反而還在加重。水體富營養(yǎng)化是指湖泊、河流、水庫等水體中氮磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。由于水體中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的富集,引起藻類及其他浮游生物的迅速繁殖，使水體溶解氧含量下降，造成藻類、浮游生物、植物、水生物和魚類衰亡甚至絕跡的污染現(xiàn)象。二級出水中氮磷等營養(yǎng)物的過多排放引起的水體富營養(yǎng)化問題仍然是我國面臨的最主要的水污染問題之一。

污水生物處理過程的脫氮技術(shù)是上個世紀(jì)年代才開始逐漸發(fā)展并應(yīng)用于工程實踐中。磷可以通過生物法去除，同時也可以通過化學(xué)法去除，通過投加藥劑生成含磷污泥沉淀排出系統(tǒng)。由于含氮的化合物一般都是分子態(tài)，分子量較小，目前生物法去除是經(jīng)濟(jì)可取的方法。

但是目前的實際情況是，我國污水處理廠仍然普遍存在技術(shù)人員缺乏，運行管理水平較低等問題，所以積極探索適合我國國情，在投入較少的情況下，獲得更好的處理效果，降低運行成本，對于發(fā)展我國的污水處理事業(yè)顯得尤為重要。隨著我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一》的頒布實行，對于我國城鎮(zhèn)污水處理廠的氮磷排放提出了更高的要求。實現(xiàn)對于已建成城鎮(zhèn)污水處理廠的脫氮除磷改造突出的擺在我們面前。

氧化溝工藝由于其運行穩(wěn)定，管理方便等優(yōu)點在國內(nèi)污水處理廠，尤其是許多城市污水處理廠中得到了廣泛的應(yīng)用。針對氧化溝工藝的降耗運行和脫氮改造將對于提高我國的污水處理技術(shù)水平，提高運行管理具有重要的理論意義和實踐價值。

同時，隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市污水廠的進(jìn)水水質(zhì)也發(fā)生了顯著的變化，目前許多城市污水處理廠都面臨著進(jìn)水碳氮比較低，反硝化過程探源不足的問題。如何優(yōu)化低碳氮比污水的脫氮處理工藝，降低處理費用也成為目前研究的熱點問題之一。

2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

自世紀(jì)年代起，世界各國開始普遍研究利用生物法去除污水中氮和磷等植物性營養(yǎng)鹽的工作。年國際水污染控制和研究協(xié)會在丹麥哥本哈根舉行了第一次關(guān)于氮磷去除的國際會議，這是污水除磷脫氮技術(shù)研究和工程應(yīng)用取得重大進(jìn)展的標(biāo)志。進(jìn)入世紀(jì)年代，歐洲各國都制定了各自的法律法規(guī)，對于排放的二級出水中的氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)都提出了明確的要求。我國也先后頒布了如《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一》以及《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一》，對于城鎮(zhèn)污水廠排放的污水中氮、磷等提出了更高的要求。在傳統(tǒng)的順序硝化一反硝化工藝的基礎(chǔ)上，目前又開發(fā)了許多新的脫氮工藝，如同時硝化反硝化，短程硝化反硝化以及厭氧氨氧化等。

2.1 傳統(tǒng)生物脫氮工藝

對于污水處理進(jìn)行硝化過程主要基于以下幾點考慮氨氮對于水生動物的毒性和對于水中溶解氧的消耗控制水體富營養(yǎng)化，進(jìn)行脫氮的需要以及水資源的回用，包括地下水回灌等的需要。生物脫氮過程一般都包括兩部分好氧區(qū)，使硝化能夠發(fā)生缺氧區(qū)在空間或者時間存在，使通過氨氮氧化形成的亞硝酸鹽及硝酸鹽還原實現(xiàn)總氮去除成為可能。亞硝酸鹽或者硝酸鹽的還原需要電子供體，而反硝化過程的電子供體通常有以下三種來源進(jìn)水中可以生物降解的有機(jī)物、活性污泥的內(nèi)源碳源和外投加碳源。而反硝化過程碳源不足則會導(dǎo)致污水脫氮不

2.2 傳統(tǒng)脫氮工藝

為了防止水體富營養(yǎng)化問題，當(dāng)向敏感水體中排放污水時，通常都需要考慮脫氮。脫氮既可以是一個生物處理系統(tǒng)的一部分，也可以是已建污水處理廠的擴(kuò)建改造部分。對于懸浮生長的生物脫氮系統(tǒng)，可以分為單污泥系統(tǒng)和雙污泥系統(tǒng)。單污泥意味著系統(tǒng)中只有一個污泥分離裝置通常為二沉池。活性污泥反應(yīng)器可能被分成不同的實現(xiàn)缺氧或者好氧環(huán)境，通常設(shè)置混合液內(nèi)回流。雙污泥系統(tǒng)通常由硝化和反硝化兩個單元構(gòu)成，各自都有單獨的污泥分離系統(tǒng)。單污泥系統(tǒng)在實際中比較常用。

1）反滲透膜雙膜法

在一定的壓力條件下，水分子可以通過滲透膜，但溶解在水中的無機(jī)物、重金屬離子以及大分子有機(jī)物等則無法通過滲透膜，進(jìn)而可以分離開來。但是，通過這一技術(shù)只能得到50%左右的純水，而剩余的廢水則會被排放到外界環(huán)境中。這些含有高濃度有害物質(zhì)的廢水對人們的環(huán)境污染很大，所以還需要后續(xù)的污水處理過程，以確保污水的處理。

2）RCC技術(shù)

RCC技術(shù)能夠真正的達(dá)到工業(yè)廢水，RCC的核心技術(shù)包含3種，分別為“機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)"“晶種法技術(shù)"以及“混合鹽結(jié)晶技術(shù)"。下面重點對這3種技術(shù)進(jìn)行介紹。

2.1 機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)

1）基本介紹

機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)是根據(jù)物理學(xué)上的原理產(chǎn)生的技術(shù)。通過使用這種蒸發(fā)器處理工業(yè)廢水時，運作過程中僅消耗電能，這些電能是用來驅(qū)動蒸發(fā)器和控制系統(tǒng)進(jìn)行運轉(zhuǎn)所必需的能量。

2）鹵水濃縮器的工藝流程

①首先將鹵水倒入到貯存箱中，然后在貯存箱里進(jìn)行鹵水的Ph值調(diào)整，需要將鹵水的Ph值調(diào)整到合理的值，然后將鹵水倒入到換熱器內(nèi)，再把溫度調(diào)至沸點。

②加熱后的鹵水需要經(jīng)過除氣器的處理，用來清除水里的不溶物體。

③將鹵水通過裝置，在換熱管頂部的鹵水分布件流入到管內(nèi)，將蒸汽和未蒸發(fā)的鹵水一起下降至底槽。

④底槽內(nèi)的蒸汽需要經(jīng)過除霧器的處理，然后再排放進(jìn)入到壓縮機(jī)內(nèi)，再用壓縮機(jī)壓縮蒸汽使之進(jìn)入到濃縮器內(nèi)。

⑤對溫度較低的鹵水膜加熱。

⑥收集在濃縮器底部積聚后的蒸餾水，當(dāng)蒸餾水流經(jīng)換熱器時，對新流入的鹵水進(jìn)行加熱處理。

⑦排放底槽內(nèi)的鹵水，控制濃縮器內(nèi)鹵水的濃度。

2.2 晶種法技術(shù)

泰州一體化污水處理設(shè)備一站式服務(wù)

2.2.1 技術(shù)產(chǎn)生原因

由于在廢水里含有大量鹽分或TDS，所以當(dāng)在蒸發(fā)器內(nèi)對廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理時，水里的TDS就會結(jié)晶沉淀，一般會沉淀到換熱管的表面形成污垢，而這些污垢會有很大的危害：一方面，通過影響換熱管的傳熱，進(jìn)而影響到換熱器的工作效率；另一方面，當(dāng)這些沉淀過多時，有可能會把換熱管堵塞，給換熱管的正常工作帶來很大的不便，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致?lián)Q熱管的損壞。因此，能否合理地解決蒸發(fā)器內(nèi)換熱管的結(jié)垢問題，是能否將蒸發(fā)器用作處理工業(yè)廢水器械的關(guān)鍵問題。然而“晶種法"技術(shù)可以用來解決蒸發(fā)器換熱管的結(jié)垢問題，應(yīng)用“晶種法"技術(shù)的蒸發(fā)器，也稱作“鹵水濃縮器"，經(jīng)鹵水濃縮器處理后排放的濃縮廢水TDS含量很高，這些廢水通常會被送往到結(jié)晶器或干燥器內(nèi)，通過對廢水的結(jié)晶或干燥使之成為固體，然后將這些物質(zhì)運送到埋放區(qū)進(jìn)行埋放處理。

2.2.2 晶種法的原理

晶種法以硫酸鈣作為該技術(shù)實施的基礎(chǔ)，要求廢水里必須存在有鈣和硫化物，如果廢水里自然存在的鈣和硫化物離子的含量不足的情況下，這時需要人工加以補充，在廢水里加添硫酸鈣的種子，使廢水里鈣和硫化物離子含量達(dá)到適當(dāng)?shù)乃?。?dāng)對廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理時，水里結(jié)晶的鈣和硫酸鈣離子含量必須達(dá)到適當(dāng)?shù)乃?，廢水開始蒸發(fā)時，水里開始結(jié)晶的鈣和硫酸鈣離子就會附著在這些種子上，并保持懸浮在水里，而不是附著在換熱管表面結(jié)垢，這樣就不會發(fā)生沉淀到換熱管的情況了，也就不會發(fā)生換熱管的堵塞問題了。

2.2.3 晶種法的工作流程

首先在廢水里加添硫酸鈣的種子，使廢水里鈣和硫化物離子含量達(dá)到適當(dāng)?shù)乃?。如果不夠時，還需要人工加以補充。經(jīng)鹵水濃縮器處理后排放的濃縮廢水，TDS含量很高，然后將這些廢水送往到結(jié)晶器或干燥器內(nèi)，通過對廢水的結(jié)晶或干燥，使之成為固體，最后把這些物質(zhì)運送到埋放區(qū)進(jìn)行埋放處理。

焦化廢水是煤在高溫干硫、煤氣凈化以及副產(chǎn)品回收和精制過程中產(chǎn)生的一類典型工業(yè)廢水，其除含有大量氮化物、氟化物等無機(jī)污染物外，還有高濃度的酚類、吡啶、喹啉、多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物，是一種典型的高濃度、高污染、有毒、難降解的工業(yè)廢水。2009年我國焦化廢水排放總量為20690萬t，占全國廢水總排放量0.99%，CODcr排放量占全國工業(yè)總排放量1.26%，氨氮排放量占全國工業(yè)總排放量3.25%。而我國目前污水處理能力只占20%，70%～80%的污水被直接排放，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了目前的環(huán)境容量。污水處理方法主要有以下幾種：

1)物理法：主要有蒸汽吹脫、溶劑萃取、吸附、離子交換等;

2)物理化學(xué)法：主要有超聲波、電解氧化法等;

3)化學(xué)氧化法：主要有臭氧氧化法等;

4)生物化學(xué)法：主要有活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤氧化塘等。

目前，傳統(tǒng)污水處理方法存在投資大、運行成本高、反應(yīng)時間長、占地面積大及能耗高等問題。

河鋼集團(tuán)宣鋼焦化廠焦化廢水量為80t/h，經(jīng)硝化—反硝化(A/O)及后續(xù)混凝沉淀，處理后的水用于煉焦?jié)裣ń辜盁掕F沖渣。由于混凝沉淀處理方法對抗系統(tǒng)波動能力較差，在生化進(jìn)水指標(biāo)發(fā)生較大波動時，出水指標(biāo)CODcr和氨氮含量超出排放濃度限值。考慮到日愈嚴(yán)峻的環(huán)保要求和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，河鋼集團(tuán)宣鋼焦化廠對目前的焦化廢水處理技術(shù)進(jìn)行研究，并結(jié)合實際生產(chǎn)情況，將低溫超導(dǎo)磁分離技術(shù)應(yīng)用到處理焦化廢水領(lǐng)域，取得了非常好的效果。

1、低溫超導(dǎo)磁分離焦化廢水處理技術(shù)

1.1 低溫超導(dǎo)磁分離技術(shù)原理

隨著環(huán)保要求的提高，開展新型、高效、低成本污水處理技術(shù)越來越重要和迫切，對于環(huán)境和生態(tài)保護(hù)具有重要意義。強磁場超導(dǎo)磁分離污水凈化技術(shù)是近幾年國外剛開始研究的新技術(shù)，在國內(nèi)也引起了關(guān)注，但尚未得到充分發(fā)展，它被認(rèn)為是繼超導(dǎo)磁體在醫(yī)用核磁譜儀、礦物磁性雜質(zhì)分離領(lǐng)域應(yīng)用后，又一有希望工業(yè)應(yīng)用的新技術(shù)。

傳統(tǒng)磁分離的磁體為普通電磁體或永磁體，電磁體所提供的磁場通常在1T左右，耗電量大;磁體體積大，目前僅能做到0.5T，磁分離效果不明顯。隨著超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展，采用超導(dǎo)材料繞制的超導(dǎo)磁體可獲得4～10T的磁場。由于超導(dǎo)體在臨界溫度以下無電阻，因此，運行時耗電極低;而且能在較大的空間范圍內(nèi)提供強磁場及高梯度磁場，可顯著提高磁分離系統(tǒng)處理效率。其造價低，日處理量達(dá)萬噸級超導(dǎo)磁分離污水處理系統(tǒng)的總投資遠(yuǎn)小于同量級化學(xué)或生物法污水處理廠投資，這將使得超導(dǎo)磁分離技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域大大拓寬。

我國在超導(dǎo)磁分離污水處理方面的研究工作主要集中于嘗試采用超導(dǎo)磁分離技術(shù)分離凈化鋼廠中廢水中磁性金屬雜質(zhì)顆粒。這些研究還是局限在分離污水中的磁性雜質(zhì)，而由于多數(shù)污水中的有毒有害物質(zhì)大多為酸、堿、有機(jī)物等，它們本身沒有磁性，用磁分離無法有效分離，為了使磁分離法可以分離無磁性的有害物質(zhì)，將Fe3O4表面進(jìn)行有機(jī)功能化處理，研制出具有磁性又有絮凝效果的所謂“磁種"顆粒材料。利用磁種表面上的活性基團(tuán)吸附污水中污染物。然后通過超導(dǎo)磁體產(chǎn)生的強磁場實現(xiàn)超導(dǎo)磁分離凈化污水的目的。因此，宣鋼焦化廠采用的整個超導(dǎo)磁分離處理污水系統(tǒng)，可分為兩個關(guān)鍵部分：氣氦冷卻的超導(dǎo)磁分離裝置和磁種。

1.2 低溫超導(dǎo)磁分離水處理工藝

低溫超導(dǎo)磁分離處理污水系統(tǒng)，由氦氣制冷機(jī)系統(tǒng)、超導(dǎo)磁分離裝置、絮凝劑和磁種添加裝置、磁種回收裝置，污泥回收，清洗裝置、超導(dǎo)電源、控制系統(tǒng)及輔助系統(tǒng)等幾個部分組成(圖1)。首先，將經(jīng)過表面處理的帶電極性的鐵磁性顆粒與污水中的污染物結(jié)合，并在絮凝劑的作用下體積增大，污水中有機(jī)物和無機(jī)鹽等有害成分與磁性顆粒極性鏈接，形成磁性粒子為核的漿團(tuán)。大顆粒團(tuán)在預(yù)沉池中沉淀，其余廢液通過超導(dǎo)磁鐵，在強磁場的作用下，廢液中的漿團(tuán)吸附到多重重金屬篩網(wǎng)上，通過篩網(wǎng)的連續(xù)更換沖洗使污水達(dá)到凈化，圖2為低溫超導(dǎo)磁分離系統(tǒng)。圖3為超導(dǎo)磁分離設(shè)備。