邳州mbr污水处理设备--一看就懂不费心

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2、污水处理工艺的研究及应用

2.1 含油污水处理技术研究

现状当前，污水处理技术主要分为物理处理技术（重力法、气浮法）、化学处理技术（絮凝法、电化学法、O3/UV高级氧化法）、生物处理技术（生物法）。受条件限制，每种技术都各有其优缺点。综合污水水质和作业环境差异等因素影响，在实际设计污水处理工艺过程中，一般需采用多种技术组合使用。

2.2 实验原理的选择

根据原水水质化验数据，本研究应用在处理过程中主要考虑去除的污染物指标包括COD、BOD、SS、石油类、总余氯及挥发酚。其中，重难点指标为COD、石油类、总余氯及挥发酚。

2.2.1 COD的去除

本试验污水为船舶洗舱水、海洋油脱水等混合经初步静置隔油处理后的工业废水，污水COD成分复杂，生化性差。不适合采用生物处理法，将主要选择混凝沉淀、氧化还原等物理化学处理法。混凝沉淀法是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。高级氧化法是以产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）为特点，使大分子难降解有机物被氧化成低毒或无毒的小分子物质。

2.2.2  石油类的去除

石油类污染物一般包括浮油、分散油、乳化油和溶解油。粒径大于100μm的可浮油，可以依靠油水相对密度差从水中重力沉降出来或采用隔油法去除。粒径在100~1000nm的微小油珠易被表面活性剂和疏水固体包围而形成乳化油，稳定地悬浮于水中，这种状态的油不能用静置法从废水中分离出来，需采用絮凝法或气浮法去除。

2.2.3 总余氯的去除

余氯是指水经过加氯消毒，接触一定时间后，水中所余留的有效氯。总余氯包括游离性余氯和化合性余氯。

去除水中余氯的方法目前有两种：一是向水中添加某些化学药品，如还原剂NaHSO3；二是让水通过粒状果壳活性炭过滤器。两种方法目前都有应用。

2.2.4 挥发酚的去除

酚类化合物毒性很强，难以降解，是重要的有机污染物之一。传统的含酚废水处理方法主要有物理化学方法、生化方法和高级氧化方法。其中，高氧化法越来越受到人们的重视，具有简单、降解、无二次污染的优点。

2.3 处理工艺的选择

基于以上分析，在本工程工艺单元的选择上需综合考虑几项重难点指标及其他指标，选择技术成熟可靠、处理效率高、运行成本低的工艺路线。

由于原水中存在较高浓度的挥发酚及余氯，对微生物具有一定的毒害作用，且考虑到原水可生化性较低（B/C=0.2），北方冬季水温较低，不适合采用生化处理工艺。本工程出水要求较高，执行GB/T31962—2015《污水排入城镇下水道水质标准》中的C级标准，对COD、石油类、挥发酚及总余氯等指标均有严格要求。从达标的稳定性及运行成本等方面综合考虑，决定采用物化与高级氧化工艺结合的方法。因此，本方案采取的处理工艺流程为混凝+高效气浮+芬顿氧化+斜管沉淀

纺织染料种类繁多，加之一些新型助剂等难生物降解有机物大量使用，导致印染废水色度重，有机物组成复杂，可生化性差，且具有毒性，对水环境和人类健康造成极大的威胁。水解酸化工艺不仅能够提高印染废水可生化性，同时对色度具有一定去除能力，且运行成本低廉，因此被广泛应用于印染废水的预处理之中。然而，现有水解酸化工艺效率普遍较低，直接导致后续好氧生化段去除效果不佳，既影响企业的稳定达标排放，又影响中水回用效果。为确保出水水质，企业往往增加后续处理药剂投加量，从而导致污泥量增大，运行成本增加。因此亟需提升水解酸化反应效率，以确保印染废水处理设施高效运行，出水水质稳定达标。

水解酸化工艺良好运行的重要条件之一是均匀布水，保障厌氧污泥与废水之间的充分接触，因此改善布水均匀性是提升水解酸化效率的有效途径，现有水解酸化工艺一般采用单点或者穿孔管布水，难以达到布水均匀的效果，加之水解酸化池内流场复杂，可能会造成水力短流，形成水力死区。计算流体力学（CFD）技术近年来被越来越多地应用在污水处理领域，用来指导污水处理构筑物及相关设施改进设计、优化运行方式等。LARSEN利用混合长度理论来计算平流式沉淀池中水流的紊动黏性系数，在此基础上提出了沉淀池计算数学模型，对沉淀池运行过程进行分析。随后一些学者利用CFD技术对沉淀池、水解酸化池、氧化沟、消毒池等相关污水处理构筑物进行数值模拟，通过考察流场、污泥分布，或通过改变构筑物结构、运行条件，提出相应的设计及运行的优化方案。上述研究虽然对相关污水处理构筑物的诊断评价、指导设计、优化运行、提高污水处理效果等环节具有较好的指导意义，但大多缺乏对模拟结果的实测验证。

本研究将CFD模拟和现场试验相结合，首先通过CFD模拟对水解酸化工艺的布水方式进行了优化设计，对多种布水工况下水解酸化反应器内固液流动状态进行了数值模拟和比较，确定了最佳布水点数；随后，基于CFD模拟结果设计制作了多点布水水解酸化反应装置，以实际印染废水为处理对象，进行现场中试，以实测数据评估了水解酸化效率提高程度，对模拟结果进行了验证。上述研究对目前水解酸化工艺的均匀布水工程改造具有参考意义，也为最大限度发挥水解酸化工艺对印染废水处理效率提供了可能。

有机砷和无机砷在环境中广泛存在，对生态环境均有毒害作用。作为一种常见有机砷饲料添加剂，洛克沙胂(3-硝基-4-羟基苯胂酸，ROX)本身无毒，但其在动物体内难以代谢，几乎以原物形式排出体外，而在外界环境中会降解为毒性的无机砷[As(V)/As(Ⅲ)]，并随雨水径流迁移至土壤/地下水中，造成了As(V)/As(Ⅲ)和ROX的复合污染，对生态安全造成极大的威胁。目前，科学家们已经对无机砷污染废水的治理技术与机理进行了广泛和深入的研究，但是对无机砷和有机砷复合污染废水的去除方法研究尚鲜有报道。因此，探索砷类复合污染废水的治理技术与机理十分重要。

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高铁酸钾是一种常见的绿色污水处理剂，具有良好的氧化作用、絮凝作用和杀菌作用，且价格便宜、无二次污染。因此，将高铁酸钾作为环保材料，用于工业有机污染重金属污染废水治理方面一直是科研工作者的重要研究方向，尤其是其对含砷污染废水处理方面取得了较好的效果。然而，目前有关利用高铁酸钾同时去除多种有机砷与无机砷复合污染的研究还未见报道。

本研究以有机砷(ROX)及其降解产物无机砷[As(Ⅲ)/As(V)]为一体的复合污染废水为研究对象，运用高铁酸钾作为多功能氧化处理剂处理ROX和As(Ⅲ)/As(V)复合污染废水，考察反应时间、pH、温度、高铁酸钾投加量以及不同碱性物质对复合污染废水治理效果的影响，并初步探讨了氧化机理。以期为有机物与重金属复合污染废水的治理技术与机理的探索提供先导性作用。

1、材料与方法

1.1 仪器与试剂

主要仪器：Primaide型高效液相色谱仪；AFS-2202E型双道原子荧光光度计。

主要试剂：高铁酸钾、洛克沙胂、均为分析纯。

1.2 实验方法

配制100mg/LROX+10mg/LAs(Ⅲ)+10mg/LAs(V)的砷复合污染混合溶液，其中2种无机砷浓度为单一元素浓度。取250mL复合污染物质加入到500mL锥形瓶中，调节pH至4左右，加入一定量的高铁酸钾，迅速震摇，充分混合后，再次调节pH至4左右，放入摇床，在室温下匀速震荡。

原水储存罐来水通过厂区提升泵提升至原水储存罐，主体反应器缺氧池、好氧池、清水池为碳钢箱体，各反应器之间用PVC管连接，进水泵用蠕动泵，根据蠕动泵上显示的转数显示进水流量。实验用平板膜每块0.25m2，孔径0.25μm。各反应器停留时间缺氧池2h、好氧池6.5h。

1.3 实验方法

实验各阶段进出水COD、氨氮、总氮、总磷浓度按照国标法进行测试。

2、实验结果与分析

2.1 膜出水通量实验

在不同出水通量下观察跨膜压差。陶瓷平板膜运行时要求跨膜压差在-30kpa以内，当通量超过-30KPa时需进行化学清洗。在膜通量在20～26L/m2·h时，随着膜通量的增大，跨膜压差基本没有变化，当进一步增大膜通量，跨膜压差逐渐增大。在膜通量在32L/m2·h，跨膜压差达到-30kpa，并且化学清洗后跨膜压差没有下降。综上所述，建议陶瓷平板膜设计通量取到25L/m2·h以内。

2.2 好氧池污泥负荷实验

在膜通量为25L/m2·h，好氧池停留时间6.5h，来水水温15℃，污泥浓度8000mg/L时考察出水水质情况。通过下表可以看出，在来水COD204.5～269.16mg/L，进水氨氮为21.95～36.24/L时，出水COD为14.45～25.89mg/L，氨氮为0.31～0.37mg/L，出水水质稳定达标在《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A范围内，经核算污泥负荷为0.076kgBOD/(kgMLVSS·d)。

2.3 反硝化速率实验

在膜通量为25L/m2·h，缺氧池停留时间2h，来水水温15℃，污泥浓度8000mg/L时考察总氮出水水质情况。通过下表可以看出，在来水总氮41.4～52.99mg/L，出水总氮在16.92-11.60mg/L之间，基本稳定在15mg/L以内