昆山一体化养殖场污水处理设备耐久性好

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　臭氧处理污泥减量技术，尽管效果较好，但是存在明显缺陷——处置费用较高，需要研究降低处理费用的新方法。借鉴臭氧污水处理技术的相关研究，需要降低臭氧发生器的电耗、提高气相臭氧浓度、强化臭氧传质、催化臭氧反应。受脉冲放电强化臭氧处理废水的方法启发，尝试利用该方法进行处理污泥的实验研究。

　　1.2 高压脉冲放电对污泥的作用

　　在水中高压脉冲放电时，电极间存在较强的脉冲电场，同时会产生巨大的冲击波、强烈的紫外辐射，这些效应不仅强化臭氧的传质和反应过程，也会影响、杀灭微生物细胞。有关研究指出，细胞膜受电场作用可被击穿而产生电穿孔，随脉冲放电强度增强和放电次数增多

含氮废水的排放是导致水体富营养化、黑臭的主要原因之一。太阳能电池行业多晶硅片生产过程中，多采用氢氟酸和硝酸混合液进行制绒、蚀刻，然后采用高纯水进行原料清洗，这些过程将产生相当量的含氟高氮废水。废水中的F-通常采用钙盐沉淀法去除，其出水TN质量浓度仍为400~600mg/L，其中氨氮占比约为25%，其余为硝态氮，是一种典型的高氮废水。

　　为减少环境隐患，目前已有大量学者致力于高氮废水处理技术研究。与物理化学法相比，生物反硝化脱氮成本低廉，去除效率高，是高氮废水的主流处理手段。某化工厂废水硝态氮质量浓度高达1350mg/L，杨婷等采用厌氧流化床生物技术进行脱氮处理，出水TN质量浓度低于100mg/L。廖润华采用EGSB反应器处理高硝态氮废水，实现了反硝化，并研究了盐分、有毒物质胁迫下反应器微生物群落与功能的变化。厌氧反硝化技术能够将高硝态氮废水处理至较低水平，而膨胀颗粒污泥床反应器是最新一代厌氧反应器，其优点在于占地面积小、处理效果稳定、能够处理高浓度或有毒工业废水，有望应用于太阳能电池生产行业高氮废水的处理。

　　然而反硝化作用的最终产物、反应速率及处理

焦化废水是炼焦、煤气在高温干馏、净化及及化工产品的精制过程，产生含有挥发酚、多环芳烃及氧、硫、氮等杂环化合物的工业废水，是一种高CODcr、高氨氮、高酚值、且很难处理的一种工业有机废水。污染物种类繁多，其中不少属于有致癌致突作用的生物活性物质出水COD常常很难达到国家排放标准，因此，寻求效果好且成本低的深度处理方法具有积极意义。

　　一、焦化废水的产生

　　炼焦及化产品回收后产生的含高浓度氨氮的焦化废水(如剩余氨水)经过蒸氨处理，再与其他废水混合进入焦化废水混合进入焦化废水处理系统。因此，通常所说的焦化废水多指经蒸氨处理后的废水。

　　焦化废水主要来自炼焦、煤气净化及化工产品的精制等过程，排放量大，水质成分复杂。主要体现于三方面：

　　(1)煤干馏和荒煤气冷却产生的剩余氨水废液，这是焦化废水的主要来源，水质复杂，组分种类繁多，且污染物浓度高。

　　(2)煤气净化过程中煤气中冷器和粗苯分离槽排水等，此种来源废水所含污染物浓度相对比较低。

　　(3)在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水，废水量较小，污染物浓度较低。二、焦化废水水质及危害

　　1、废水中的主要污染物

　　(1)无机物，一般以铵盐的形式存在，包括(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4HS、NH4CNNH4(COO)NH4、(NH4)2S、(NH4)2SO4、NH4SCN、(NH4)2S2O3、NH4Fe(CN)3、NH4Cl等。

　　(2)有机物，除酚类化合物以外，还包括脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳烃等。其中以酚类为主，占总有机物的85%左右，主要要成分有邻甲酚、对甲酚、邻对甲酚、二甲酚、邻苯二甲酚及同系物等;杂环类化合物包括二氯杂苯、氮杂联苯、吡啶、喹啉、吲哚等;多环类化合物包括萘、蒽、α-苯并芘等。

　　2、焦化废水的危害

　　(1)对人体的危害。

　　焦化废水中含有酚类化合物是原型质毒物，可通过皮肤、黏膜的接触和经口服而侵入人体内。

　　(2)对水体和水生生物的危害。焦化废水中含有大量有机物，部分有机物具有生物可降解性，因此，能消耗水中的溶解氧。

　　(3)降低水体的观赏价值。

　　若焦化废水排入具有观赏价值的水体，将会大大降低水体的观赏价值。通常1mg氨氮氧化成硝态氮需要消耗4.6mg溶解氧。水体中氨态氮越多，耗去的溶解氧越多，水体黑臭现象就越发严重。这就影响了水体中鱼类等水生生物的生存，使其易因缺氧而死亡。

　　(4)对农业的危害。

　　采用未经处理的焦化废水灌溉农田，将使农作物减产和枯死，特点是在播种期间和幼苗发育期，幼苗因抵抗力弱，含酚的废水使其毒烂。而用未达标的污水灌溉，收获的粮食和果菜有异味;焦化废水中的油类物质能堵塞土壤空隙，含盐量高而使土壤盐碱化;农业灌溉用水中TN含量超过1mg/L,作物吸收过剩的氮能产生贪青倒伏现象。

　　三、焦化废水处理

　　1、目前焦化废水处理方法可以分为物理化学方法和生物化学方法

　　物化方法虽去除污染物效率高，运行稳定可靠，但各种污染物的去除往往需要几种方法联合使用，要消耗大量的化学药剂，运行成本非常高，因此目前物化法主要被用作生物处理的预处理或后续处理，所以很少采用。生化法则是可以在单一的生物处理系统中去除多种污染物，而且操作简单，运行费用也比物化法要低的多，因此生化处理方法一直是焦化废水处理的主要手段。

　　生化法可分为普通活性污泥法、A/O法、A2/O、SBR法，以及它们的各种变体。目前较为常采用的主要有“SBR工艺"“硝化和反硝化工艺"以及“A2/O2"。

　　2、工艺方案比选

　　(1)SBR工艺由于自身条件所限，不能采用充分长的周期进行硝化反硝化脱氮，因此，在处理含高浓度氨氮、高浓度难降解有机物的焦化废水方面脱氮效率不高，针对性不强，同时去除COD和氨氮的效果不好，未能达到广泛应用的程度。

　　(2)A2/O法面临的主要问题是：生化处理出水的COD和NH3-N很难同时达到钢铁工业水污染物排放标准一级标准中所规定的COD≤100mg/L,NH3-N≤15mg/L。

　　采用A/O法和A2/O法处理焦化废水，在相同条件下，其出水COD后者平均低10%一30%。

　　杨平等采用生物流化床厌氧一缺氧一好氧(A2/O)工艺处理焦化废水，进行了中试规模研究。在进水氨氮质量浓度为470mg/L条件下，出水质量浓度为10.33mg/L，去除率>91.5%;进水COD775-2986mg/L的情况下，出水质量浓度为120-290mg/L，去除率为66-93%(7)。

　　(3)A2/O和A/O2处理方法，其流程、投资及处理效果介于A/O和A2/O2之间;A2/O2处理方法流程最长，是生化处理最完善的技术，处理

效率受多种环境因素的影响，目前已广有研究。除温度、pH值、碳源种类、水力条件等常规影响因子外，太阳能电池行业高氮废水中不可避免的含有钙盐处理后残余的F-(ρ=10mg/L)、Ca2+(ρ=200mg/L)以及生产中产生的氨氮(ρ=120mg/L)，是影响生物脱氮过程的潜在干扰因子。李祥等的研究表明，F-对细菌具有毒害作用，反硝化污泥脱氮性能将受F-冲击影想。Ca2+的存在将导致结垢、破坏系统pH值平衡和影响微生物新陈代谢，进而影响生物反应器处理效率。高浓度氨氮具有生物毒性，且利用EGSB反应器进行反硝化脱氮需要提供碳源，碳源及硝态氮的存在都将抑制厌氧氨氧化作用，使氨氮处理受限，影响反应器TN处理效果。

　　目前鲜有研究系统探究这些干扰因子对EGSB反应器脱氮过程的影响。因此，本文在EGSB反应器中研究不同浓度F-，Ca2+和氨氮对脱氮过程的影响，以期为太阳能电池行业高氮废水的处理提供技术参考。

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　1、材料与方法

　　1.1 废水水质

　　实验用水是根据太阳能电池行业含氮废水配制模拟废水，进水TN由硝酸钠配置，硝态氮质量浓度为600mg/L;乙酸钠作为外加碳源，COD质量浓度2400mg/L;碳氮比为4。

　　F-，Ca2+和氨氮对反应器处理效果影响通过配制含有干扰因子的模拟废水实现。相应模拟废水采用氟化钠、氯化钙和氯化铵配制，取F-质量浓度梯度为0，10和20mg/L，Ca2+质量浓度梯度为500，1000和1500mg/L，氨氮质量浓度梯度为120和600mg/L。

　　1.2 测试方法

　　COD，TN，NO2-N分别采用重铬酸钾法、碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法和N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定。

　　1.3 实验装置及方法

　　实验在EGSB反应器中开展，反应器用有机玻璃制作，总容积3.0L，有效容积1.7L，本实验接种的颗粒污泥来自某污水处理厂厌氧反应器颗粒污泥，颗粒污泥的量占反应器反应区的1/3，水力停留时间24h。

，穿孔越来越大，越来越多，细胞内物质会流出。

　　另一方面，污泥中的菌胶团，是活性污泥絮体中的重要组成部分。污泥脱水困难的原因主要是污泥中菌胶团网络的稳定作用，这些菌胶团很难被机械作用破坏，而且污泥微生物细胞壁的刚性结构阻碍了胞内易降解物质的释放。但是，由于脉冲放电产生液电效应，强烈的冲击波脉冲产生巨大的剪切力，将污泥菌胶团解体成小颗粒并释放胞外聚合物。

　　因此，高压脉冲放电技术处理污泥可以起到以下作用：①对微生物细胞事先破壁，使细胞内的水流出;②打碎菌胶团，使得污泥便于挤压出水。

　　1.3 技术原理

　　首先，高压脉冲放电技术通过细胞破壁及打碎菌胶团实现污泥脱水，而臭氧氧化同样能够使得细菌细胞破碎，流失水分，从这方面讲两种技术机理相似;

　　其次，高压脉冲放电过程能够将电能转换成热能、光能、力能以及声能等多种形式的能量，这些能量对于细胞壁击穿都具有显著效果，而且细胞破壁后更易于实现臭氧的氧化。

　　因此为提高臭氧氧化污泥的效果，降低臭氧工艺的运行成本，可以实现高压脉冲放电技术与臭氧氧化技术协同处理污泥，实现减量。

　　2、脉冲放电强化臭氧污泥减量实验研究