泰州一体化污水处理设备一站式服务

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随着工业化步伐的加快、人口的增长和水污染问题的严重，使原本十分有限的淡水资源更加稀缺，我国多个大中城市中有半数以上缺水尚有的城市没有污水处理厂，大量生活污水直接排放，造成越来越严重的环境污染问题。解决水环境污染问题迫在眉睫。

目前，我国污水处理厂的二级处理率仍然很低，而且污水处理大部分仍然局限在有机物和悬浮固体的去除。虽然近年来，我国已经开展了脱氮除磷方面的研究，并且取得了一定的进展。但是近十多年来，我国污水处理厂的工艺升富营养化问题不但没有解决，反而还在加重。水体富营养化是指湖泊、河流、水库等水体中氮磷等植物性营养物质含量过多所引起的水质污染现象。由于水体中氮磷等营养物质的富集,引起藻类及其他浮游生物的迅速繁殖，使水体溶解氧含量下降，造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的污染现象。二级出水中氮磷等营养物的过多排放引起的水体富营养化问题仍然是我国面临的最主要的水污染问题之一。

污水生物处理过程的脱氮技术是上个世纪年代才开始逐渐发展并应用于工程实践中。磷可以通过生物法去除，同时也可以通过化学法去除，通过投加药剂生成含磷污泥沉淀排出系统。由于含氮的化合物一般都是分子态，分子量较小，目前生物法去除是经济可取的方法。

但是目前的实际情况是，我国污水处理厂仍然普遍存在技术人员缺乏，运行管理水平较低等问题，所以积极探索适合我国国情，在投入较少的情况下，获得更好的处理效果，降低运行成本，对于发展我国的污水处理事业显得尤为重要。随着我国《城镇污水处理厂污染物排放标准一》的颁布实行，对于我国城镇污水处理厂的氮磷排放提出了更高的要求。实现对于已建成城镇污水处理厂的脱氮除磷改造突出的摆在我们面前。

氧化沟工艺由于其运行稳定，管理方便等优点在国内污水处理厂，尤其是许多城市污水处理厂中得到了广泛的应用。针对氧化沟工艺的降耗运行和脱氮改造将对于提高我国的污水处理技术水平，提高运行管理具有重要的理论意义和实践价值。

同时，随着经济社会的不断发展和人民生活水平的不断提高，城市污水厂的进水水质也发生了显著的变化，目前许多城市污水处理厂都面临着进水碳氮比较低，反硝化过程探源不足的问题。如何优化低碳氮比污水的脱氮处理工艺，降低处理费用也成为目前研究的热点问题之一。

2、国内外研究现状和发展趋势

自世纪年代起，世界各国开始普遍研究利用生物法去除污水中氮和磷等植物性营养盐的工作。年国际水污染控制和研究协会在丹麦哥本哈根举行了第一次关于氮磷去除的国际会议，这是污水除磷脱氮技术研究和工程应用取得重大进展的标志。进入世纪年代，欧洲各国都制定了各自的法律法规，对于排放的二级出水中的氮、磷等植物性营养物质都提出了明确的要求。我国也先后颁布了如《污水综合排放标准一》以及《城镇污水处理厂污染物排放标准一》，对于城镇污水厂排放的污水中氮、磷等提出了更高的要求。在传统的顺序硝化一反硝化工艺的基础上，目前又开发了许多新的脱氮工艺，如同时硝化反硝化，短程硝化反硝化以及厌氧氨氧化等。

2.1 传统生物脱氮工艺

对于污水处理进行硝化过程主要基于以下几点考虑氨氮对于水生动物的毒性和对于水中溶解氧的消耗控制水体富营养化，进行脱氮的需要以及水资源的回用，包括地下水回灌等的需要。生物脱氮过程一般都包括两部分好氧区，使硝化能够发生缺氧区在空间或者时间存在，使通过氨氮氧化形成的亚硝酸盐及硝酸盐还原实现总氮去除成为可能。亚硝酸盐或者硝酸盐的还原需要电子供体，而反硝化过程的电子供体通常有以下三种来源进水中可以生物降解的有机物、活性污泥的内源碳源和外投加碳源。而反硝化过程碳源不足则会导致污水脱氮不

2.2 传统脱氮工艺

为了防止水体富营养化问题，当向敏感水体中排放污水时，通常都需要考虑脱氮。脱氮既可以是一个生物处理系统的一部分，也可以是已建污水处理厂的扩建改造部分。对于悬浮生长的生物脱氮系统，可以分为单污泥系统和双污泥系统。单污泥意味着系统中只有一个污泥分离装置通常为二沉池。活性污泥反应器可能被分成不同的实现缺氧或者好氧环境，通常设置混合液内回流。双污泥系统通常由硝化和反硝化两个单元构成，各自都有单独的污泥分离系统。单污泥系统在实际中比较常用。

1）反渗透膜双膜法

在一定的压力条件下，水分子可以通过渗透膜，但溶解在水中的无机物、重金属离子以及大分子有机物等则无法通过渗透膜，进而可以分离开来。但是，通过这一技术只能得到50%左右的纯水，而剩余的废水则会被排放到外界环境中。这些含有高浓度有害物质的废水对人们的环境污染很大，所以还需要后续的污水处理过程，以确保污水的处理。

2）RCC技术

RCC技术能够真正的达到工业废水，RCC的核心技术包含3种，分别为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术"“晶种法技术"以及“混合盐结晶技术"。下面重点对这3种技术进行介绍。

2.1 机械蒸汽再压缩循环蒸发技术

1）基本介绍

机械蒸汽再压缩循环蒸发技术是根据物理学上的原理产生的技术。通过使用这种蒸发器处理工业废水时，运作过程中仅消耗电能，这些电能是用来驱动蒸发器和控制系统进行运转所必需的能量。

2）卤水浓缩器的工艺流程

①首先将卤水倒入到贮存箱中，然后在贮存箱里进行卤水的Ph值调整，需要将卤水的Ph值调整到合理的值，然后将卤水倒入到换热器内，再把温度调至沸点。

②加热后的卤水需要经过除气器的处理，用来清除水里的不溶物体。

③将卤水通过装置，在换热管顶部的卤水分布件流入到管内，将蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。

④底槽内的蒸汽需要经过除雾器的处理，然后再排放进入到压缩机内，再用压缩机压缩蒸汽使之进入到浓缩器内。

⑤对温度较低的卤水膜加热。

⑥收集在浓缩器底部积聚后的蒸馏水，当蒸馏水流经换热器时，对新流入的卤水进行加热处理。

⑦排放底槽内的卤水，控制浓缩器内卤水的浓度。

2.2 晶种法技术

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2.2.1 技术产生原因

由于在废水里含有大量盐分或TDS，所以当在蒸发器内对废水进行蒸发处理时，水里的TDS就会结晶沉淀，一般会沉淀到换热管的表面形成污垢，而这些污垢会有很大的危害：一方面，通过影响换热管的传热，进而影响到换热器的工作效率；另一方面，当这些沉淀过多时，有可能会把换热管堵塞，给换热管的正常工作带来很大的不便，严重的可能导致换热管的损坏。因此，能否合理地解决蒸发器内换热管的结垢问题，是能否将蒸发器用作处理工业废水器械的关键问题。然而“晶种法"技术可以用来解决蒸发器换热管的结垢问题，应用“晶种法"技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩器"，经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水TDS含量很高，这些废水通常会被送往到结晶器或干燥器内，通过对废水的结晶或干燥使之成为固体，然后将这些物质运送到埋放区进行埋放处理。

2.2.2 晶种法的原理

晶种法以硫酸钙作为该技术实施的基础，要求废水里必须存在有钙和硫化物，如果废水里自然存在的钙和硫化物离子的含量不足的情况下，这时需要人工加以补充，在废水里加添硫酸钙的种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。当对废水进行蒸发处理时，水里结晶的钙和硫酸钙离子含量必须达到适当的水平，废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就会附着在这些种子上，并保持悬浮在水里，而不是附着在换热管表面结垢，这样就不会发生沉淀到换热管的情况了，也就不会发生换热管的堵塞问题了。

2.2.3 晶种法的工作流程

首先在废水里加添硫酸钙的种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。如果不够时，还需要人工加以补充。经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量很高，然后将这些废水送往到结晶器或干燥器内，通过对废水的结晶或干燥，使之成为固体，最后把这些物质运送到埋放区进行埋放处理。

焦化废水是煤在高温干硫、煤气净化以及副产品回收和精制过程中产生的一类典型工业废水，其除含有大量氮化物、氟化物等无机污染物外，还有高浓度的酚类、吡啶、喹啉、多环芳烃等有机污染物，是一种典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的工业废水。2009年我国焦化废水排放总量为20690万t，占全国废水总排放量0.99%，CODcr排放量占全国工业总排放量1.26%，氨氮排放量占全国工业总排放量3.25%。而我国目前污水处理能力只占20%，70%～80%的污水被直接排放，这远远超过了目前的环境容量。污水处理方法主要有以下几种：

1)物理法：主要有蒸汽吹脱、溶剂萃取、吸附、离子交换等;

2)物理化学法：主要有超声波、电解氧化法等;

3)化学氧化法：主要有臭氧氧化法等;

4)生物化学法：主要有活性污泥、生物滤池、生物转盘氧化塘等。

目前，传统污水处理方法存在投资大、运行成本高、反应时间长、占地面积大及能耗高等问题。

河钢集团宣钢焦化厂焦化废水量为80t/h，经硝化—反硝化(A/O)及后续混凝沉淀，处理后的水用于炼焦湿熄焦及炼铁冲渣。由于混凝沉淀处理方法对抗系统波动能力较差，在生化进水指标发生较大波动时，出水指标CODcr和氨氮含量超出排放浓度限值。考虑到日愈严峻的环保要求和企业的可持续发展，河钢集团宣钢焦化厂对目前的焦化废水处理技术进行研究，并结合实际生产情况，将低温超导磁分离技术应用到处理焦化废水领域，取得了非常好的效果。

1、低温超导磁分离焦化废水处理技术

1.1 低温超导磁分离技术原理

随着环保要求的提高，开展新型、高效、低成本污水处理技术越来越重要和迫切，对于环境和生态保护具有重要意义。强磁场超导磁分离污水净化技术是近几年国外刚开始研究的新技术，在国内也引起了关注，但尚未得到充分发展，它被认为是继超导磁体在医用核磁谱仪、矿物磁性杂质分离领域应用后，又一有希望工业应用的新技术。

传统磁分离的磁体为普通电磁体或永磁体，电磁体所提供的磁场通常在1T左右，耗电量大;磁体体积大，目前最大仅能做到0.5T，磁分离效果不明显。随着超导技术的发展，采用超导材料绕制的超导磁体可获得4～10T的磁场。由于超导体在临界温度以下无电阻，因此，运行时耗电极低;而且能在较大的空间范围内提供强磁场及高梯度磁场，可显著提高磁分离系统处理效率。其造价低，日处理量达万吨级超导磁分离污水处理系统的总投资远小于同量级化学或生物法污水处理厂投资，这将使得超导磁分离技术的应用领域大大拓宽。

我国在超导磁分离污水处理方面的研究工作主要集中于尝试采用超导磁分离技术分离净化钢厂中废水中磁性金属杂质颗粒。这些研究还是局限在分离污水中的磁性杂质，而由于多数污水中的有毒有害物质大多为酸、碱、有机物等，它们本身没有磁性，用磁分离无法有效分离，为了使磁分离法可以分离无磁性的有害物质，将Fe3O4表面进行有机功能化处理，研制出具有磁性又有絮凝效果的所谓“磁种"颗粒材料。利用磁种表面上的活性基团吸附污水中污染物。然后通过超导磁体产生的强磁场实现超导磁分离净化污水的目的。因此，宣钢焦化厂采用的整个超导磁分离处理污水系统，可分为两个关键部分：气氦冷却的超导磁分离装置和磁种。

1.2 低温超导磁分离水处理工艺

低温超导磁分离处理污水系统，由氦气制冷机系统、超导磁分离装置、絮凝剂和磁种添加装置、磁种回收装置，污泥回收，清洗装置、超导电源、控制系统及辅助系统等几个部分组成(图1)。首先，将经过表面处理的带电极性的铁磁性颗粒与污水中的污染物结合，并在絮凝剂的作用下体积增大，污水中有机物和无机盐等有害成分与磁性颗粒极性链接，形成磁性粒子为核的浆团。大颗粒团在预沉池中沉淀，其余废液通过超导磁铁，在强磁场的作用下，废液中的浆团吸附到多重重金属筛网上，通过筛网的连续更换冲洗使污水达到净化，图2为低温超导磁分离系统。图3为超导磁分离设备。