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工業廢水是指工業生產過程中產生的廢水、污水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的污染物。隨著工業的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全。因此,對于保護環境來說,工業廢水的處理比城市污水的處理更為重要。
一、工業廢水分類及處理的基本原則
工業廢水分類通常有以下三種:第一種是按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類,含無機污染物為主的為無機廢水,含有機污染物為主的為有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水,是無機廢水;食品或石油加工過程的廢水,是有機廢水。第二種是按工業企業的產品和加工對象分類,如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、農藥廢水、電站廢水等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類,如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分,也不能表明廢水的危害性。第三種分類法,明確地指出廢水中主要污染物的成分,能表明廢水一定的危害性。處理的基本原則:
(一)優先選用無毒生產工藝代替或改革落后生產工藝,盡可能在生產過程中杜絕或減少有毒有害廢水的產生。
(二)在使用有毒原料以及產生有毒中間產物和產品過程中,應嚴格操作、監督,消除滴漏,減少流失,盡可能采用合理流程和設備。
(三)含有劇毒物質廢水,如含有一些重金屬、放射性物質、高濃度酚、氰廢水應與其它廢水分流,以便處理和回收有用物質。
(四)流量較大而污染較輕的廢水,應經適當處理循環使用,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和城市污水處理負荷。
(五)類似城市污水的有機廢水,如食品加工廢水、制糖廢水、造紙廢水,可排入城市污水系統進行處理。
(六)一些可以生物降解的有毒廢水,如酚、氰廢水,應先經處理后,按允許排放標準排入城市下水道,再進一步生化處理。
(七)含有難以生物降解的有毒廢水,應單獨處理,不應排入城市下水道。工業廢水處理的發展趨勢是把廢水和污染物作為有用資源回收利用或實行閉路循環。
二、廢水處理方法可按其作用分為四大類:物理處理法、化學處理法、物理化學法和生物處理法
三、主要工業廢水特點與處理方法
(一)農藥廢水的特點及其處理方法
農藥品種繁多,農藥廢水水質復雜。其主要特點是:(1)污染物濃度較高,化學需氧量(COD)可達每升數萬mg;(2)毒性大,廢水中除含有農藥和中間體外,還含有酚、砷、汞等有毒物質以及許多生物難以降解的物質;(3)有惡臭,對人的呼吸道和粘膜有刺激性;(4)水質、水量不穩定。因此,農藥廢水對環境的污染非常嚴重。農藥廢水處理的目的是降低農藥生產廢水中污染物濃度,提高回收利用率,力求達到無害化。農藥廢水的處理方法有活性炭吸附法、濕式氧化法、溶劑萃取法、蒸餾法和活性污泥法等。但是,研制高效、低毒、低殘留的新農藥,這是農藥發展方向。一些國家已禁止生產六六六等有機氯、有機汞農藥,積極研究和使用微生物農藥,這是一條從根本上防止農藥廢水污染環境的新途徑。
(二)食品工業廢水污染特點及其處理方法
食品工業原料廣泛,制品種類繁多,排出廢水的水量、水質差異很大。廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質,如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、淀粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等;(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高,易腐敗,一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化,以致引起水生動物和魚類死亡,促使水底沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。
食品工業廢水處理除按水質特點進行適當預處理外,一般均宜采用生物處理。如對出水水質要求很高或因廢水中有機物含量很高,可采用兩級曝氣池或兩級生物濾池,或多級生物轉盤或聯合使用兩種生物處理裝置,也可采用厭氧—需氧串聯的生物處理系統。
(三)造紙工業廢水處理
造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,制成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘干,制成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水,污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5—40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸堿物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重于提高循環用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
(四)印染工業廢水處理
印染工業用水量大,通常每印染加工1t紡織品耗水100-200t,其中80%-90%以印染廢水排出。常用的治理方法有回收利用和無害化處理。回收利用:(1)廢水可按水質特點分別回收利用,如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流,前者可以對流洗滌。一水多用,減少排放量;(2)堿液回收利用,通常采用蒸發法回收,如堿液量大,可用三效蒸發回收,堿液量小,可用薄膜蒸發回收;(3)染料回收,如士林染料可酸化成為隱巴酸,呈膠體微粒,懸浮于殘液中,經沉淀過濾后回收利用。
無害化處理可分:(1)物理處理法有沉淀法和吸附法等。沉淀法主要去除廢水中懸浮物;吸附法主要是去除廢水中溶解的污染物和脫色。(2)化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在于調節廢水中的酸堿度,還可降低廢水的色度;混凝法在于去除廢水中分散染料和膠體物質;氧化法在于氧化廢水中還原性物質,使硫化染料和還原染料沉淀下來。(3)生物處理法有活性污泥、生物轉盤、生物轉筒和生物接觸氧化法等。為了提高出水水質,達到排放標準或回收要求往往需要采用幾種方法聯合處理。
(五)冶金廢水治理及發展趨
冶金廢水的主要特點是水量大、種類多、水質復雜多變。按廢水來源和特點分類,主要有冷卻水、酸洗廢水、洗滌廢水(除塵、煤氣或煙氣)、沖渣廢水、煉焦廢水以及由生產中凝結、分離或溢出的廢水等。冶金廢水治理發展的趨勢:(1)發展和采用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術,如用干法熄焦,煉焦煤預熱,直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等;(2)發展綜合利用技術,如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能,減少物料燃料流失,(3)根據不同水質要求,綜合平衡,串流使用,同時改進水質穩定措施,不斷提高水的循環利用率;(4)發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術,如用磁法處理鋼鐵廢水具有效率高,占地少,操作管理方便等優點。
Abstract: From the late 19th to early 20th century, mankind began the study of industrial wastewater treatment, and after a long period of time, had done a lot of testing and practical work. But because along with industrial development, the composition and properties of industrial wastewater have been changed, so until now, there are still many technical problems can not be solved in the treatment of industrial wastewater. This article briefly discussed several common industrial wastewater treatment ways, and analyzed the future research direction and trend of industrial wastewater treatment.
關鍵詞:工業廢水;處理;廢水特點;發展趨勢
Key words: industrial waste;treatment;wastewater characteristics;development trends
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)30-0324-02
0 引言
工業廢水指的就是在工業生產活動的過程中產生的污水和廢水等,在這些廢水或者污水內,存在著一些生產過程流失的生產材料等物質。隨著工業的發展和工業種類的多樣化,工業廢水的種類也越來越多,而工業廢水的治理難度也在不斷的加大,對人類的威脅也越來越嚴重,時時刻刻威脅著人類的身體健康。因此,研究工業廢水的處理是非常有必要的,也是迫在眉睫的一件大事。
1 工業廢水分類及處理的基本原則
工業廢水的分類方法有下面幾種:
第一種是按照工業廢水的化學性質來分類,可以分成有機廢水和無機廢水,含有機污染物的是有機廢水,含無機污染物的是無機廢水。比如比較常見的無機廢水是礦物加工過程中或者電鍍企業所產生的廢水;而常見的有機廢水就是一些食品加工類的企業所產生的廢水。
第二種分類的方法是按照工業企業的生產對象進行的分類。可以分為的種類也比較多,例如造紙廢水、化學肥料廢水、染料廢水、制革廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、煉焦煤氣廢水、農藥廢水、電站廢水等等。
第三種分類的方法是按照工業廢水中的主要成分進行分類。分成酸性、堿性、含氰、含鉻、含醛、含油、含汞、含鎘、含酚、含硫、含有機磷和放射性等等。
以上三種分類法前兩種并沒有明確的表明出工業廢水中的污染成分,也就不能夠說明其危害性,而第三種分類法,主要就是以污染物來命名的,能夠很直觀的說明工業廢水的污染物危害性。
2 主要工業廢水特點與處理方法
2.1 食品工業廢水污染特點及其處理方法 食品工業的原料比較多樣,制造的產品也多種多樣,因此,在生產中排放的廢水也各不相同。通常食品工業企業所排放的廢水有以下幾類:①含有固體廢棄物的廢水,主要是在排放的污水中存在一些生產剩余的生產原料,比如菜葉,果皮等;②含有油脂,淀粉等的廢水;③含有易溶解物質的廢水,比如酸,糖等;④含有一些有機污染物的廢水,比如清洗原料的時候沖洗下來的泥沙等;⑤一些含有有害物質的病菌等。食品工業所排放的廢水通常都是無毒性的,但是里面的有機物含量比較高,容易造成河流,湖泊的富營養化,導致水體內的水質逐漸的惡化,并導致水體中動物的死亡。
食品工業廢水的處理除了根據所處水域的特點做一些措施之外,最主要的手段是運用生物處理的方法。采用兩級曝氣池或兩級生物濾池,或者多級生物轉盤和聯合使用兩種生物處理裝置進行處理,這些方法對于處理有機物含量很高的食品工業廢水具有非常好的效果。
2.2 造紙工業廢水處理 造紙廢水主要是產生在造紙工業的制漿和抄紙這兩個環節,這兩個環節的生產都會排放出大量的工業廢水,而且對水體的污染非常的嚴重,其中在制漿的時候產生的廢水最為嚴重,這一環節排放出的廢水是黑色的,污染物的濃度非常高,在水體中因為有色素和大量的纖維物質以及無機鹽。在抄紙的環節所排放的廢水中,含有大量纖維和膠料,通常稱為白水。另外,在造紙工業的漂白工序中也會產生大量的酸堿水。造紙廢水的處理在很多年以來,都是一項非常難解決的問題,目前我們的主要研究在于如何提高造紙工業的用水循環率,并減少造紙廢水的排放,當然還有一些其他的方法,對造紙廢水進行處理。比如,針對一些酸堿水的處理可以使用中和法調節廢水pH值;針對黑水的處理我們可以使用燃燒法將黑水內的一些有機物;針對白水中存在的大量固體纖維可以用浮選法進行處理,處理的效率非常高,基本達到了循環利用的要求;混凝沉淀或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉淀法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有采用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
2.3 印染工業廢水處理 印染工業的用水量大,排放的廢水量也特別的大,因此,治理印染工業的廢水是對于工業廢水的處理研究具有重要意義,當前針對印染廢水的處理主要是兩種方式,回收利用或者無害化處理。
回收利用:①染料回收,如士林染料可酸化成為隱巴酸,呈膠體微粒,懸浮于殘液中,經沉淀過濾后回收利用;②堿液回收利用,通常采用蒸發法回收,如堿液量大,可用三效蒸發回收,堿液量小,可用薄膜蒸發回收;③廢水可按水質特點分別回收利用,如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流,前者可以對流洗滌。一水多用,減少排放量。
無害化處理可分:①物理處理法有沉淀法和吸附法等。物理處理法對于去除廢水中的懸浮物非常有效果,吸附法還能夠吸附溶解在廢水中的脫色以及其他污染物。②化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法主要是中和廢水的酸堿度;混凝法對于去除印染廢水中的膠體物質具有明顯的效果;氧化法在于氧化廢水中還原性物質,使硫化染料和還原染料沉淀下來。③生物處理法有活性污泥、生物轉盤等方法,也具有明顯的效果。因為印染廢水的種類多,數量大,因此為了達到排放或者回收的標準,需要多種的方法同時進行才能夠達到目的。
2.4 冶金廢水治理 廢水量大,種類繁多,水質復雜是冶金工業廢水的最主要特點,正因此如此,冶金廢水的處理一直以來都是一個難題。從目前看來治理冶金廢水需要在以下幾個方面繼續下功夫進行研究:①發展綜合利用技術,如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能,減少物料燃料流失;②根據不同水質要求,綜合平衡,串流使用,同時改進水質穩定措施,不斷提高水的循環利用率;③發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術,如用磁法處理鋼鐵廢水具有效率高,占地少,操作管理方便等優點;④改革冶金工業的制造工藝淘汰制造大量廢水的落后工藝,如用干法熄焦,煉焦煤預熱,直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等。
3 結束語
近年來,工業廢水對流域環境及居民健康造成的影響日益加大,且有隨著工業化的進一步發展,工業廢水排放的問題將會越演越烈。為此,我國通過加大監管力度,提高排放標準,正不斷加強工業廢水治理。我們希望越來越多的民眾和企業能夠意識到水污染問題的嚴峻性。政府和企業要擔負起責任,也只有這樣,中國的水污染問題才會得到更好的解決。
參考文獻:
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1食品工業廢水處理工藝現狀
目前,國內外對于食品工業廢水的處理過程中主要采用的是生物處理工藝,其中主要包括有好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝,以及由好氧生物處理工藝與厭氧生物處理工藝相結合的處理工藝。在好氧生物處理工藝方面,主要有活性污泥法(目前實際應用較為廣泛的主要有SBR法)和生物膜法(具有代表性的是曝氣生物濾池法)。由于厭氧生物處理工藝相較于好氧生物處理工藝無論在后期的運行管理費用還是前期的基建投資方面的費用都有較大優勢,其中比較具有典型的處理工藝有厭氧顆粒污泥膨脹床(EGSB)工藝、第三代厭氧處理工藝———厭氧內循環反應器(IC)被廣泛應用到了食品工業廢水處理中。此外,厭氧生物處理工藝在處理食品工業廢水方面具有良好的處理效果[1]。
2各種工藝特點及應用效果分析
目前國內外,食品工業廢水的處理以生物處理[2]為主。在實際中運用較廣,技術較為成熟的主要有厭氧接觸法、厭氧污泥床法、淺層曝氣、延時曝氣、曝氣沉淀池法等等。
2.1好氧生物處理工藝
好氧生物處理是在不斷供氧的環境中,利用好氧微生物來氧化有機物。在好氧過程中,微生物對復雜的有機物進行分解,一部分被轉化為穩定的無機物CO2、H2O和NH3,一部分則由微生物合成為新細胞,最后去除污水中的有機物。
2.1.1SBR法,即間歇式活性污泥系統(又叫序批式間歇活性污泥法)。SBR法目前在國內外應用較為廣泛,生物反應池中集中了生物降解過程、沉淀過程以及污泥回流功能為一體,這種工藝比較簡單,它是在以前間歇式活性污泥工藝基礎上發展來的一種新工藝,采用SBR法處理廢水的運行過程一般包括了進水、充氧曝氣、靜止沉淀、排水和排泥五個步驟。與連續性活性污泥工藝相比,該工藝具有的有點主要有:曝氣池兼具二沉池的功能,不設二沉池,也沒有污泥回流設備,系統結構簡單,易于管理;耐沖擊負荷,一般無需設置調節池;反應推動力大,較為簡便的得到優質出水水質;污泥沉淀性能好,SVI值較低,便于自控運行,后期維護管理也較為簡便。居華[3]通過SBR法在醬油、醬菜食品廢水處理中的應用研究后得出,原廢水CODcr在2000mg/L~4000mg/L范圍內,經SBR法處理后出水水質得到了二級標準,去除率達96%以上,沒有出現污泥膨脹現象,而且操作管理方便,占地面積小,運行的費用也低。
2.1.2BAF法,即曝氣生物濾池法。這種工藝最早可以追溯上個世紀80年代,是由歐美等國家應用和發展起來的,大連馬欄河污水處理廠是我國最早采用BAF工藝。該工藝是在生物接觸工藝基礎上,在濾池中填裝陶粒、石英砂等粒狀填料,以填料及其附著生產生物膜為介質,發揮生物的代謝功能,通過物理過濾功能,發揮膜和填料的截留吸附作用從而實現污染物的高效處理。廖艷[4]等采用混凝—ABR與曝氣生物濾池(BAF)聯合處理工藝,對某市肉聯廠高濃度廢水化學需氧量和氨氮的去除研究后發現,化學需氧量和氨氮的去除效果從原水時的1500mg/L~4500mg/L、30mg/L~85mg/L,經處理后出水COD<100mg/L,氨氮<50mg/L,達到了國家一、二級排放標準,取得良好的環境和社會效益。
2.1.3MBR法,即膜生物反應器法。是上個世紀90年代逐漸發展起來的一種廢水處理技術,該工藝是將膜組件替代傳統的二沉池,實現固相和液相分離。其實質是把細菌和微生物以生物膜的方式附著在固體表面上,以污水中的有機物為營養物進行新陳代謝和生長繁殖,從而達到實現凈化污水的效果。該工藝具有較強的抗沖擊力,對水質和水量變化具有較強適應性;污泥產量較低且沉降性能優,易于固液分離;對于低濃度污水也可以進行處理,在正常運行時可以把原水中的BOD5由20mg/L~30mg/L降至5mg/L~10mg/L;運行費用也不高,管理方便。張亮平,王峰[5]以MBR在湖北某食品廠廢水處理中的應用為例進行研究后發現,采用MBR-活性炭-殺菌聯合工藝,出水COD和BOD的去除率達到了99%以上,系統工藝能耗低,運行穩定。
2.2厭氧生物處理工藝
在食品廢水處理過程中,厭氧處理法與好氧處理法相比由于產生的污泥少,動力流耗小,管理簡便,既能節能又能降低成本,逐漸在高濃度有機廢水行業———食品工業廣泛推崇。
2.2.1UASB法,即升流式厭氧污泥床法。該種工藝是由高活性厭氧菌體構成的粒狀污泥,在UASB裝置內隨上升的氣流呈向上流動的狀態。處理效率高、性能可靠、能耗低,也不需要填料和載體,運行成本低等優點,既可以處理高負荷廢水,也不會產生堵塞等優點。也是當前應用最為廣泛的高速反應器之一。王煒,何好啟[6]研究發現,食品廢水經由UASB+接觸氧化法工藝處置后,CODcr、BOD5、SS和植物油由原水濃度的1170mg/L、570mg/L、600mg/L、150mg/L,處置后的效果為60.2mg/L、15.5mg/L、40mg/L和3mg/L,出水水質達到了《污水綜合排放標準》中的一級標準,且工程的經濟運行效益也良好,總運行費用約為0.54元/m3,工藝占地小,處理成本低,運行方式靈活,值得推廣。
2.2.2EGSB反應器,即膨脹顆粒污泥床反應器。該工藝是在UASB基礎上發展起來的一種新厭氧工藝,與UASB工藝相比,EGSB增加了出水的回流,提升了反應器中水流的速度,其速度可以達到5m/h~10m/h,比UASB的0.6m/h~0.9m/h高出近10倍。李克勛[7]等以天津某淀粉廠采用EGSB處理淀粉廢水為例,EGSB的厭氧反應器對COD的去除率超過了85%,出水水質達到了國家一級排放標準,大量有機物被去除,后續單元的處理壓力被減輕,此外,厭氧反應器的介入使用,可以產生沼氣作為能源進行二次利用,降低運行費用(總運轉費用為0.73元/m3•d),具有良好的環境效益和社會效益。
2.2.3ASBR法,即厭氧序批式活性污泥法。ASBR厭氧序批式活性污泥法最早誕生于上世紀90年代的美國,是在SBR基礎上發展起來的,該工藝的顯著特點是以序批間歇運行,按次序分為進水、反應、沉淀和排水四個步驟,與連續流厭氧反應器相比,該工藝由于不需要大阻力的配水系統,因此極大地減少了系統的能耗,也不會產生斷流和短流,運行靈活,抗擊能力較強,實現厭氧功能,也同時兼有了SBR的優點。
3厭氧生物處理工藝優勢分析
關鍵詞:超濾膜 水處理 應用
膜技術是一門嶄新的跨學科實用技術,膜分離過程是一種無相變、低能耗物理分離過程,具有高效、節能、無污染、操作方便和用途廣等特點,半個世紀以來,膜技術已在許多領域中得到廣泛地應用,被公認為是當代最有前途的高新技術之一,超濾膜從20世紀90年代得到廣泛應用。
超濾是介于微濾和納濾之間的一種膜過程,平均孔徑在3-100nm之間。超濾膜技術是一種能夠將溶液進行凈化、分離、濃縮的膜分離技術。其截留機理主要是篩分作用,但有時膜孔徑既比溶劑分子大,又比溶質分子大,故膜表面的化學特性(膜的靜電作用)也起著截留作用。以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當水流過膜表面時,只允許水及低分子量溶質通過,從而達到溶液的凈化、分離、與濃縮的目的。超濾膜技術應用范圍廣泛,本文只介紹超濾在水處理中的應用及前景。
1.飲用水處理
20世紀末,由于水環境污染加劇,以及水質檢測技術的發展,出現了許多新的水質問題,如賈第蟲和隱孢子蟲(兩蟲)問題、水蚤及紅蟲問題、藻類污染加劇及臭味和藻毒素問題、水的生物穩定性問題等。為此,世界各國都對飲用水制訂了更多的指標項目(100多項)和更嚴格的水質衛生標準。但用常規處理(第一代飲用水技術)加臭氧―活性炭深度處理(第二代飲用水技術)已不能滿足要求了,故超濾膜技術被引用,被稱之為第三代飲用水技術。
超濾一般能去除水中包括水蚤、藻類、原生動物、細菌甚至病毒在內的微生物,與第二代處理工藝結合能充分發揮各工藝的優點,對水中的致病微生物、濁度、天然有機物、微量有機污染物、氨氮等都有較好的處理效果,從而滿足人們對水質越來越高要求。
2.廢水處理
據超濾膜各項特點,無論在生活污水還是在工業廢水中都得到廣泛應用。生活污水經過超濾使處理水質變好從而進行回用,而工業廢水中由于一般技術不能達標,采用超濾技術能充分處理廢水。
2.1生活污水處理
城市污水處理廠廢水,可采用超濾膜技術進行處理,處理后的水質較好,可用于中水回用,且反應器占地面積小,設備投資低。 可廣泛應用于小區中水回用。
2.2含油廢水的處理
含油廢水存在的狀態分三種:浮油、分散油、乳化油。前兩種較容易處理,可采用機械分離、凝聚沉淀、活性炭吸附等處理使又分降到很低。但乳化油含有表面活性劑和起同樣作用的有機物,油分以微米級大小的離子存在于水中,重力分離和粗粒化法都比較困難。超濾膜能達到目的,它使水和低分子有機物透過膜,從而實現油水分離。例如油田含油廢水中通常油量為100~1 000 mg/ L ,超過國家排放標準( < 10mg/ L) ,故排放前必須進行除油處理應用中空纖維超濾技術,在操作壓力為0. 1 MPa ,污水溫度40 ℃時,膜的透水速度可達60~120 L/ (m2?h) ,可將原油200~1 000 mg/ L的廢水處理后達到環境排放標準。
2.3 食品工業廢水處理
食品工業中牛奶、飲料、淀粉、酵母、豆腐、肉類等加工過程中形成的廢水,含有大量的蛋白質、淀粉、酵母、乳糖及脂肪等,都有一定的回收價值,而這類廢水中的BOD和COD又較高,會對環境造成污染。用一般生化法較難處理,且無法回收其中有用的物質,用超濾法可以實現回收利用又達到凈化廢水的目的。
如采用中空纖維和管式超濾裝置處理蟹加工廢水時,入口壓力采用0.18MP,出口壓力采用0.12MP,濃縮倍數可達十倍,20L廢水濃縮液經離心干燥可獲得180g的干燥固體、含40%的蛋白質和23%-45%的脂肪。
2.4電鍍廢水
電鍍廢水的用水量高,其中的氰化物、六價鉻、鎳、銅、鋅、鎘等重金屬離子具有很強的毒性,對人、動物和農作物等都會造成嚴重的危害。電鍍廢水的
特點是可生化性小,且里面的金屬離子難以被微生物吸收。目前國內外治理電鍍廢水使用技術中,利用鐵氧化法處理電鍍廢水,雖然原料方便和價廉,但是出水色感差、污泥量大。利用電解法處理電鍍廢水,處理效果雖然較好,但是投資較大、耗電較多,處理成本持高不下。
采用超濾膜和反滲透膜連用可以使鍍鎳廢水中的電導率、鎳、硝酸鹽和總有機碳的去除率分別為97%,99.8%,95%和87%,通過超濾膜作為預處理,反滲透膜的污染明顯減少,并且反滲透膜的通量能提高30~50%。
2.5造紙廢水的處理
造紙廢水處理堿回收中應用最多的是燃燒法堿回收,此種方法不僅不經濟,還沒有對有用的物質進行回收。超濾應用于造紙廢水中,主要是對某些成分進行濃縮并回收,而透過的水又重新返回工藝中使用,主要回收的物質是磺化木質素,它可以再返回紙漿中被在利用,這樣就能創造較大的環境效益和經濟效益。
3.海水淡化
中東地區是水資源缺乏最嚴重的地方,從十九世紀60年代膜技術被用于解決這些國家的缺水問題,但許多反滲透海水淡化系統面臨著膜污染嚴重的問題,主要因為反滲透系統的傳統的預處理方法無法提供可靠的入水水質。因此絕大多數淡化工廠,在遠遠低于其設計出水量的情況下工作,甚至有些工廠的出水量達不到最初設計的30%。
小型淡化裝置的研究非常清楚的表明,超濾系統可以有效的控制海水水質,為反滲透系統提供高質量的入水。長期試驗也表明,超濾系統的出水SDI值可以非常好的控制在2以下。這些測試在超濾系統前不必作任何預處理,并且適用各種海水水質。
4.結論
在國際中,超濾膜技術已得到了廣泛應用。近10 年來,我國的超濾膜技術有了很大的進展,但與國際技術先進國家的差距仍然很大。問題主要表現在:生產現代化、產業化程度低,原料不規范,工藝參數未嚴格控制,產品質量不穩定;膜的品種少,應用范圍小。所以只要我們要加強研發能力,努力推動膜技術產業的發展,依靠科技進步,提高產品質量,降低成本,增加品種,擴大應用面提高膜技術應用的工藝設計、系統成套能力,膜制備和膜組件水平,擴大膜品種及相關機電產品,就能使我國超濾膜得到廣泛的發展,在水處理領域中發揮更大的作用
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【關鍵詞】超濾膜技術; 環境工程; 水處理; 原理; 應用
前言
水污染威脅人類身體健康、植被生長、影響景觀視覺效果、增加工業生產成本,是近年來社會高度關注的工程項目。預處理、處理劑處理、沉淀處理、消毒是傳統的城市凈水處理步驟,但是污染不斷加重以及人們對于水資源質量要求的提高,傳統的城市污水處理已經不能滿足人們的凈水要求,因此研發出了更加有效的水處理方法,超濾膜技術就是其中之一。超濾膜技術是一種新興技術,正在不斷被實踐改進,但是卻已經在環境工程水處理中得到了廣泛的應用,這得益于超濾膜技術與傳統技術不同的特點和優良的處理效果,為了更有效地利用這種技術,有必要對其進行深入研究和探討。
1 超濾膜技術的原理及特點
1.1 超濾膜技術的原理
膜處理技術是利用濾膜將水中的顆粒物、雜質、浮游生物從污水中過濾分離的一項物理處理技術。超濾膜技術是一種被廣泛使用的水處理種技術手段,是指在壓力作用下,溶液中的水、無機鹽等溶劑以及小分子量的溶質可以通過膜上的微孔到達膜的另一側,而一些大分子溶質、雜質、藻類、病毒等則無法穿過膜上的微孔,最終被超濾膜截留,從而使原水得到凈化。超濾膜技術不僅像傳統水處理技術一樣可以過濾掉雜質、顆粒物,還可以對水中的藻類、病毒、水生物等進行過濾,過濾效果好,因此在凈水處理、污水處理及回收、含油廢水回收、造紙廢水回收以及海水淡化等水處理環境工程中得到了廣泛的應用。
1.2 超濾膜技術的特點
超濾膜技術是一項不涉及化學試劑的物理處理技術,超濾膜是研究成熟的高分子分離膜之一。超濾膜污水處理技術與其他污水處理的不同之處主要有:第一,不需要使用大量化學藥物,避免了水資源的二次污染;第二,超濾膜技術采用了先進的超濾膜來對水進行處理,過濾效果遠遠超過傳統的過濾技術,有效提高了水處理的效率;第三,超濾膜技術原理簡單,過濾過程完全是由過濾系統自動進行,操作方便,需要的設施設備也較少;第四,超濾膜具有耐酸、耐堿等特點,可以在較寬的pH值范圍內使用,因此可以被應用于各種酸堿性的廢水處理中;第五,超濾膜技術最高可以承受140 ℃的高溫,因此可以使用高溫蒸汽進行消毒;第六,超濾膜技術價格較低,與傳統技術相比成本差異不大,但是處理效果更好,總體來說也就更加節約資金消耗。
2 超濾膜技術的應用
2.1 飲用水的凈化處理
隨著工業化城市的發展,水污染問題已威脅到人類的生命安全和城市文明建設。病原微生物和水藻是水質污染的主要污染源,因此對于水處理的要求在進一步提高。飲用水的安全直接關系到人民的身體健康,因此飲用水的凈化處理需要較高標準,超濾膜技術就能夠滿足飲用水凈化要求。通過超濾膜技術可以有效過濾水中的微生物和水藻等,通過多重膜的阻礙可以有效降低飲用水中污染成分的含量,快速有效地達到飲用水標準。
2.2 造紙污水的處理
與傳統污水處理技術不同,超濾膜技術能將水中的木素、漿液過濾出來,并進一步過濾濃縮,將木素收集起來在造紙工作中重復利用,而漿液也可以進行進一步的濃縮;同時,還可以將廢水中的漂白粉等有毒物質有效過濾出來。使用超濾膜技術對造紙廢水進行處理,可以大幅度提高處理效率和回收利用效率,減少環境污染,還可以有效降低造紙成本。
2.3 含油廢水的處理
浮油、混合散油、含乳化劑油是含油廢水的三種主要形式。浮油和混合散油污水都是比較容易處理的,通過一般的物理過濾、沉淀或者活性炭吸附的方式就可以實現污水凈化。但是對于含有乳化劑油的污水,一般的過濾或者吸附處理都無法達到處理標準,因此必須采用超濾膜等高效處理技術。運用超濾膜技術使水和小分子穿過膜,油性大分子被截留的同時,還可以去除水中易被氧化的物質及生化需氧量,進而完整地除去含有乳化劑的油,實現含油廢水的凈化處理。
2.4 城市污水的回收利用
城市規模不斷擴大,人口劇增、工廠擴建導致城市污水的排放也在逐年增多。城市污水的有效回收利用,能在很大程度上節約水資源。因此,超濾膜技術也被廣泛應用在城市污水處理和回收利用中。運用超濾膜技術可以有效對生活廢水、管道廢水及表面降水進行過濾處理,同時可以去除廢水中的有害物質和有害微生物。處理后的污水不僅能夠達到排放標準,也可以在供水工廠進行進一步的處理后向居民供水,從而實現水資源的循環利用。
2 . 5海水淡化的處理
淡水資源有限,隨社會的不斷發展,導致地球上淡水資源短缺。海水是組成物質最為豐富的水資源類型,隨著社會的不斷發展,所以海水淡化處理工作是一項非常龐大的工程。海水淡化是目前有效解決淡水資源短缺的重要方法之一。海水淡化技術已經經歷了很長一段發展時間,并且取得了一定的成績。就目前而言,電滲技術雖然可以有效的實現海水的淡化,但是在水的回收方面卻效率非常的低下,能耗較高。但是反滲技術的使用可以有效的解決上述問題,海水淡化工程中使用反滲技術目前已經成為一項非常重大的技術改革。反滲技術的使用可以有效的降低能耗,不僅如此,還可以有效的降低總成本,提升海水的脫鹽率。隨著社會的不斷發展,反滲技術得到了進一步改革進步,在海水淡化方面膜技術的使用也有了一定的起色,特別是超濾膜技術。超濾膜技術主要的特性是具備強大的分離作用以及極大的物化作用。所以其被使用在海水淡化處理中。在海水淡化處理過程中,超濾膜技術的使用可以有效的控制反滲系統中進水水質,最大程度的提升海水淡化的水質。
2 . 6 回收食品工業污水的處理
社會的進步帶動了食品工業的快速發展,在企業生產過程中產生了大量的生產污水。工業生產廢水中含有大量的脂肪、淀粉、酵母、蛋白質以及乳糖等有機物,并有著非常高的回收價值。在食品工業的生產過程中,不僅會產生含有大量有機物的廢水,同時也會產生含有大量COD、BOD的廢水,影響著人們的身體健康以及環境安全,所以需要及時的進行處理。如果我們不處理含有大量COD、BOD的廢水,導致其直接排放到環境中去就會形成大面積的環境污染。在此過程中如果選擇使用超濾膜技術,對于食品工業廢水而言就具有非常顯著的回收效果。超濾膜技術的使用可以有效的、科學的處理食品工業廢水,同時也可以有效的對廢水中含有的COD以及BOD進行攔截,降低環境的污染程度。
結語
水污染問題是影響人與自然和諧發展的主要問題,對人類健康具有直接威脅作用。所以,應高度重視水處理技術,超濾膜技術必將在水處理中得到更加廣泛的應用,并且在應用過程中還可以得到進一步的改善。利用超濾膜技術進行水處理,能夠有效實現廢水、污水的凈化,保護水資源,節約水消耗帶來的成本。工廠或企業如果能夠有效利用這種水處理技術,也可以大幅度提高企業的環保指數,更可以節約資源消耗。超濾膜的廣泛應用不僅可以提高水資源利用效率,更是為人們提供凈水的新方法,提高人們的環保和循環利用意識,促進整個社會的可持續發展。
參考文獻
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關鍵詞:水果脫水廢水 蔬菜脫水廢水 USAB 接觸氧化 混凝沉淀
Abstract:Basing on the characteristics of fruit and vegetable dewatered wastewater, the process of UASB, biocontact oxidation and flocculation is adopted. By introducing the sludge cultivation and adjustment in the commissioning, and analyzing the problems during operation, factors which may affect process commissioning are raised, as well as the related control measure. Practice shows that effluent wastewater treated by UASB/ biocontact oxidation/flocculation process has been up to the Ⅱ grade of Integrated Wastewater Discharge Standard of The People’s Republic of China(GB8978—1996).
Keywords:Fruit dewatered wastewater、Vegetable dewatered wastewater、
UASB、Biocontact oxidation、Coagulation、
一、概述
某食品公司主要從事溫帶水果脫水和蔬菜脫水加工,兩種產品的主要工藝流程為:水果加工:原料去皮、清洗蒸煮糖浸干燥
蔬菜加工:原料清洗挑選切割藥劑處理干燥
廢水主要來源于清洗、蒸煮、糖浸等生產工序,以及地面和設備的沖刷、清洗用水。
二、水質、水量
設計水量:300m3/d,設計水質見表1。
三、工藝流程及流程簡述
針對此廢水有機物濃度高,可生化性較好的特點,選用以“UASB+生物接觸氧化法”為主,絮凝沉淀為輔的處理工藝,UASB采用中溫厭氧方式。
1、工藝流程如圖1所示。
2、工藝流程簡述
一、產油微生物及微生物油脂生產特點
微生物油脂是產油微生物在一定條件下將碳水化合物、碳氫化合物和普通油脂等碳源轉化為菌體內大量儲存的油脂,一般占菌體干重的20%以上[1]。
(一)產油微生物種類自然界中的酵母菌、霉菌、細菌、藻類等許多微生物都可以產生油脂。酵母菌中的粘紅酵母的油脂含量最高可達72%。紅冬孢酵母、斯式酵母的最大油脂含量可達60%~67%。霉菌中的深黃被孢霉油脂含量可達86%,絨毛棒質霉達75%,卷枝毛霉達65%。微藻中的叢粒藻、鹽生杜藻、粉粒小球藻的油脂含量都在40%以上。細菌中的節桿菌油脂含量在40%以上。
(二)微生物油脂生產特點與動植物油生產相比,微生物油脂具有生產周期短、生長迅速、可規模化管理、不受季節、氣候變化等優點。此外,能夠供給產油微生物生長的原料來源也很廣泛,工農業廢棄物或工業生產過程中產生的廢水、廢氣等都可以作為產油微生物的培養原料。產油微生物可以利用多種碳源,如葡萄糖、果糖、甘油等作為發酵底物,方真等[2]發現斯達油脂酵母在經過脫毒處理的木屑水解液中可以正常生長,油脂的積累率可達葡萄糖碳源的60%以上,為該種酵母利用廢棄甘油和木質纖維素水解液作為發酵底物生產生物柴油提供有力支持。
二、工業廢水的營養特點
適合微生物生長積累油脂的工業廢水含有可作為碳源的豐富有機物、糖類,如淀粉廢水、味精廢水、啤酒廢水等。這類廢水屬高濃度有機廢水,COD、BOD濃度高,主要含有碳水化合物、蛋白質、油脂、纖維素等有機物,極易造成水體富營養化污染環境。
三、利用工業廢水發酵生產微生物油脂的研究現狀
工業廢水尤其是食品工業廢水中含有大量的還原性糖,可以被微生物利用作為碳源積累油脂。由于微生物的生長代謝分解利用了廢水中的有機物,降低了廢水的污染程度實現了資源合理化應用。
(一)利用淀粉廢水發酵鐘娜等[3]利用淀粉廢水對高產油粘紅酵母進行了馴化和篩選,使其對淀粉廢水COD的耐受程度達到了75000mg/L,400L發酵罐實驗表明,經33h的培養后,生物量達25.3g/L,菌體油脂含量為29.5%,COD降解率為92.5%。杜娟[4]等利用甘薯淀粉廢水,采用添加營養因子的方法研究了產油菌株FR的生長、產油及COD去除,發現經淀粉酶液化處理后的產油率可達45.3%,淀粉酶和糖化酶先后處理后的COD去除率可達66.3%。
(二)利用味精廢水發酵邢旭[5]等研究了粘紅酵母RH8在味精廢水中的生長、產油及COD去除率,發現調節廢水pH至5.5后,添加廢葡萄糖母液、酵母粉、KH2PO4、MgSO4、MnSO4均能夠促進茵體的生長、產油和COD去除。生物量最高可達15.6g/L,干茵體中油脂質量分數達到29.61%,COD去除率達到45.1%。
(三)利用啤酒廢水發酵郭淑賢等[6]用斯達油脂酵母發酵啤酒生產廢水,發酵條件經優化后菌體生物量、油脂產量、油脂含量、COD降解率和油脂不飽和脂肪酸指數分別達到13.83g/L、5.25g/L、37.92%、79.08%和65.46%,較優化前分別提高了12.62%,19.32%,5.92%,57.15%和2.36%,優化效果顯著。
四、存在問題及展望
目前微生物發酵廢水生產油脂還處于實驗階段,要實現工業化發展還有亟待解決的幾個問題:工業廢水成分復雜,如味精廢水和啤酒廢水,由于廢水中含有生產菌株產生的代謝廢物和各工序產生的其他廢水,有可能含有影響產油微生物正常生長的微量元素,但其組成較復雜難于分析;在微生物發酵前需對廢水進行稀釋調pH值等前處理,增加了生產成本和工序;以廢水為培養基培養的微生物,其生物量、油脂積累量仍然較低,目前尚不能滿足工業化需求。
關鍵詞:超濾 廢水處理 應用
The Application of Ultrafiltration Technology on the Treatment of Wastewater
Abstract: This paper briefly introduced ultrafiltration theory, thr type of ultrafiltration membrane and the characteristic of ultrafiltration.In this foundation,the application in the industry and the life waste water of ultrafiltration technology has been summarized emphatically.In the end, the development tendency of ultraltration also has been forecasted.
KeyWords: ultraltration
treatment of wastewater application
1. 引言
1.1超濾的工作原理
超濾的工作原理如圖1所示。在外力的作用下,被分離的溶液以
一定的流速沿著超濾膜表面流動,溶液中的溶劑和低分子量物質、無機離子,從高壓側透過超濾膜進人低壓側,并作為濾液而排出;而溶液中高分子物質、膠體微粒及微生物等被超濾膜截留,溶液被濃縮并以濃縮液形式排出,從而實現大、小分子的分離、濃縮和凈化的目的。
1.2超濾膜的類型
超過濾膜是一種由極薄的皮層構成的不對稱半透膜,根據材料不同,可分為兩大種類:一類為有機膜,采用聚合材料由相轉化法制成,常用材料有聚砜-聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、纖維素、聚酰亞胺-聚醚酰亞胺和聚脂肪酰胺等。另一類為無機膜,就其表層結構可分為多孔膜和致密膜兩類。多孔膜有分子篩膜、Al2O3膜、SiO2膜、多孔不銹鋼膜等;致密膜包括氧化鋯膜、Pd及Pd合金膜、致密的“液體充實固定化”多孔負載膜等。相比之下,無機膜具有機械強度大,耐高溫,化學穩定性好,分離效率高等優點,而有機膜成本較無機膜低,制造工藝也比較成熟。
1.3超濾的特點
以超濾膜為核心的超過濾技術具有如下特點:
(1)用于從水中分離細菌、大腸桿菌、熱源、病毒到膠體微粒、大分子有機物質等,還可適用于許多特殊溶液體系的分離,如血液凈化、蛋白質精制等,把溶液中的大分子有機物與無機鹽分離開來。
(2)超過濾可在常溫下進行,那些對熱敏物質,如果汁、酶制劑、藥品蛋白質制劑等的分離、濃縮、精制都可在不影響質量下進行。
(3)超濾過程不發生相變,因此與一般相變分離法或其他分離法相比,它能耗低。
(4)超濾過程僅以壓力作驅動力,故裝置結構簡單,操作方便,維修容易。
2. 超濾技術在廢水處理中的應用
由于超濾技術具有壓力低、無相變、能耗少、適用范圍廣、分離效率高等特點,近年來在廢水處理領域中得到較快的發展,在石油廢水、含重金屬廢水、食品廢水、造紙廢水、紡織印染廢水及其他工業廢水的處理中得到廣泛的應用。
2.1含油廢水
含油廢水的來源較為廣泛,主要有鋼鐵廠冷軋乳化液廢水、金屬切削液、金屬清洗液、油田采出水等。用超濾技術處理含油廢水,其透過液對COD 和油的去除率很高,并且其濃縮液可經進一步處理后回收油。
2.1.1油田含油污水
王立國等 采用核桃殼過濾器―超濾裝置組合工藝處理油田含油污水, 超濾裝置出水中懸浮物的質量濃度由18.06 mg/L降到0.56 mg/L,油的質量濃度由10.98 mg/L降到0.33 mg/L,出水達到低滲透油層注水A1類標準的要求。鎮祥華等采用美國某公司單孔管管式超濾膜組件處理大慶油田采油二廠的采出水, 從超濾膜出水水質來看,滲透液中的油及懸浮物都穩定保持在1.00 mg/L 以下, 粒徑中值和SRB均不能檢出,出水水質完全滿足回注水用水標準。王然等用合金PVC中空纖維超濾膜處理吉林油田采出水,出水中SS為0.2 mg/L,DO為0.69mg/L,總Fe為0.28 mg/L,SRB菌數為0,鐵細菌數為23個/mL,腐生菌數0。在投加除氧劑和阻垢劑后的水質完全符合注A1級標準。
2.1.2乳化油廢水
Cutman R G.采用超濾處理乳化油廢水,處理水量為100 m3/d,原水含油1.0 %,超濾產水水量98m3/d,透過液含油
2.2含重金屬廢水
處理重金屬廢水的傳統方法通常都是一種污染轉移,將廢水中溶解的重金屬轉化成沉淀或是更加易于處理的形式。超濾技術可以實現重金屬的回收,從而將其從環境中徹底除去。據報道 ,在電鍍生產中產生的含銅、鋅,鉛、鉻及鎳的廢水,采用燒堿中和,再進行超濾處理,鉻、銅、鋅的去除率在99%以上,鉛、鎳的去除率在90%以上。Yi Chuhuang等[9]在表面活性劑存在的條件下,采用超濾法處理含5種單一重金屬離子(鎘、鉛、銅、鎳、鋅)和其混合物的工業廢水,結果表明,當表面活性劑和金屬離子的比率保持在一定水平時,重金屬離子的去除率大于99.9%。劉裴文等 利用超濾技術處理水中低濃度的重金屬離子,研究表明:選擇適當孔徑的超濾膜,通過調節pH值,可使Cu2+、Ni2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等重金屬離子的去除率均保持在在99%以上,處理后的水中重金屬含量遠遠低于排放標準,并且還可從超濾濃縮液中分離重金屬,達到回用的目的。
2.3食品廢水
食品廢水中有機物含量較高,用傳統的生物法直接處理,不僅
浪費資源,而且處理費用也較高。采用超濾技術在實現凈化廢水的同時還可以回收一些有用物質。王煥章等采用超濾工藝分離味精廢水中菌體蛋白,濃縮液精制成蛋白綜合利用,該工藝對COD的去除率為30%,對SS的去除率99%。韓式荊等利用超濾工藝處理味精廢水,處理規模為25 m3 /d,廢水中含菌體1%~2 %,含糖< 0.8 %,含鋅3~5 g/ L,采用UF工藝處理后,廢水COD降低34%,菌體去除率達99%,含鋅量降至2mg/L。鄭宗坤等采用混凝-離心分離-超濾工藝,對谷氨酸發酵廢水進行試驗研究。其研究結果表明,廢水經甲殼素和堿式氯化鋁混合絮凝,并進入低速離心分離機分離,離心機上清液進入超濾系統,超濾透過液COD為123 mg/L,BOD為42 mg/L,UF工藝對上述污染物去除率大于96%,出水COD、BOD分別接近和達到國家水污染物綜合排放標準的二級排放標準。
2.4造紙廢水
制漿造紙廠廢水處理的主要目的是達到水循環再用和回收有用的化學物質,環境上的目的是建立廢液封閉系統,而膜技術是最有可能達到以上目的,由于超濾具有較高的截留率和水通量而越來越受到重視。日本大王造紙公司三島工廠早在1981年就采用超濾技術處理硫酸鹽木漿漂白E段廢液,處理水量為4 000 m3 /d,COD去除率為78.7 %,色度去除率達93.7 %,固形物去除率達35.5 %,超濾出水可作為洗滌水回用,濃縮液則送至堿回收系統。江春元采用超濾技術處理某造紙廠排放的涂布廢水,該工藝處理水量15~45 m3 /d,原水固形物含量2.0 %~5.0%,經超濾處理后,濃縮液中固形物含量可高達30%~40%,日回收濃縮液5~15 m3 ,系統對COD的去除率> 85%。楊友強等采用PES 200超濾膜處理某造紙廠化機漿廢水,進水COD 、BOD 和TSS分別為6100 mg/L、1820 mg/L和7300 mg/L,經過超濾后,CODCr的截留率為61%,BOD5 的截留率為22%,濾過液的BOD5 /CODCr為0.59,有很好的生物可處理性;濃縮液的固形物含量181 g/L,可以進入堿回收工段處理。
2.5紡織印染廢水
運用超濾法處理紡織印染廢水,在使其達到排放標準要求的同時,還可以回收其中的有效成分,不僅能保護環境,節約資源,而且還會帶來可觀的經濟效益。張伯侖采用超濾工藝處理染料廢水,該廢水由于染料濃度較高而采用丙烯腈-聚氯乙烯超濾膜進行處理并回收染料。整個工藝處理水量為500 m3 /d,膜水通量為60 L/ (m3?h),超濾膜對染料的截留率高達99%~100%。曹志達采用超濾處理某廠拉絲車間排放的玻纖拉絲廢水,膜面積為2.5 m2 ,運行壓力為0.2~0.3 MPa,原水COD為14 123 mg/ L、SS為1 678 mg/ L、石油類88 mg/ L、濁度3500NTU,超濾出水COD為220 mg/L、SS為35 mg/L、石油類1.1 mg/L、濁度15 NTU。北京環科院在常州市羊毛衫毛條廠采用超濾技術處理高濃度洗毛廢水,膜面積為68 m2 ,處理水量68 m3 /d,膜面流速3 m/s,膜水通量35~40 L/(m2?h)。廢水中COD、羊毛脂、TS的一次性去除率分別大于95%、99%和80%,出水COD從進水的68 000 mg/L左右降至3 000~5 000 mg/L,羊毛油脂從進水的14 500 mg/L降至100~300 mg/L。
2.6循環冷卻水
電廠出于節約用水和環保達標的目的,將循環冷卻水進行回收利用已經成為趨勢。研究表明,經超濾處理后的循環冷卻水可作為反滲透的進水,再經進一步處理后回用。凌志超等用SFP 2600超濾膜處理包頭第二熱電廠循環冷卻水,超濾出水濁度
2.7微污染水源水
隨著水源污染的日趨嚴重和人們對飲用水質量要求的不斷提高,常規飲用水處理工藝(沉淀―過濾)越來越難以適應愈加嚴格的水質標準,因此超濾技術開始受到了關注。尹華升等用PVC中空纖維超濾膜處理低濁微污染水庫水,結果顯示對濁度、病原微生物等都有非常好的去除效果,出水水質符合建設部《城市供水水質標準》(CJ/T 206-2005)要求。柯水洲等[23]研究了直接用超濾法處理湘江源水制取自來水的可行性,結果表明:超濾出水細菌去除率接近100%,出水濁度1.0 NTU以下,對硝酸鹽氮、CODMn也有一定的去除率,可滿足國內飲用凈水的要求。夏圣驥等用中空纖維超濾膜處理哈爾濱附近B水庫水,出水濁度小于0.2 NTU,明顯好于傳統工藝的出水濁度;超濾對鐵、鋁、錳、色度、好氧量、總有機碳等均有較好的處理效果,分析結果顯示出水完全滿足飲用水水質的標準。
2.8污水深度處理
在水資源日益匱乏的今天,污水回用已是大家的共識。研究表明,將超濾膜技術用于城市污水的深度處理,可以完全脫除中水的細菌和大腸桿菌,有效地清除水中的SS,并在一定程度上降低BOD、COD、總氮和總磷等污染物濃度,獲得穩定優異的中水水質。吳光等以高碑店污水處理廠二級出水為處理對象,建立了日產中水500 t 的超濾中試試驗裝置,該裝置連續運行了約2500h,膜性能穩定,產水水質達到生活雜用水標準(CJ.25.1-89)。孫德棟等]用RS 50超濾膜對山西鋁廠生活污水站的出水進行深度處理,進水CODCr、SS、TP和硫化物分別為31.7 mg/L、18.0 mg/L、2.2 mg/L和1.4 mg/L,大腸菌數 >230個/L,經超濾處理后的出水符合生活雜用水標準GBJ XX-2001的要求。
3. 發展趨勢
超濾技術在廢水處理中的應用越來越廣泛,其今后的研究方向主要是:①廉價膜組件。現有的膜組件的價格偏高,限制了膜技術在廢水處理領域的推廣應用;②不污染、易清洗、長壽命膜。污染的消除可提高分離效率,減少投資,進一步拓寬應用領域;③適用于高溫、高pH值和抗溶劑、抗氧化的膜。目前的有機膜對溫度和pH值很敏感,抗溶劑和抗氧化能力差,不能處理某些重要的工業流體,無機膜則在這方面有可能實現突破。
4. 結語
超濾技術具有操作簡單、流程短、分離效果好、處理效率高、能耗低等特點,在廢水處理中得到廣泛的應用。隨著超濾膜品種的不斷增加,超濾設備和工藝過程的不斷完善,超濾膜分離所具有的高效、節能、環保等優勢將日益顯露,超濾技術的應用領域必將進一步擴展。
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關鍵詞:油脂加工廠;污水處理;工程設計;設計概念
隨著社會的發展以及人民生活水平的提高,人們對于環保意識不斷加深。油脂加工廠是污水排放最為嚴重的工廠之一,因此我們需要對該類污水排放進行合理的處理,從而保護生態環境。目前,我國有很多大型油脂加工廠都設置了污水處理車間。
由于各個工廠的內部設施以及技術方法的不同,所以在污水處理工藝上也有很大的差別。但不管是怎樣的污水處理工藝,其最終目的都是需要將污水中的各種污染物質通過分離、分解,從而使污水凈化,對環境不會造成威脅。在采用污水處理工藝時,應該根據污水的來源以及特點,然后選擇行之有效的方案進行污水的處理。由于加工廠所排放污水中的污染物非常復雜,所以我們在選擇方法上需要多加注意,一般來說,最常見的處理方法有:物理法、化學法、物理化學法、生物化學法。所謂物理法也就是采用各種方法將污水中的污染物進行分離,主要有重力分解、離心分離、蒸發結晶、過濾等。化學法也就是依靠化學理論將污水中的污染物分解,一般有中和法、氧化還原等。物理化學法也就是通過物理與化學相結合的方式,一般有吸附萃取、電滲析、離子交換等。生物化學法主要是通過生物過濾、活性污泥等方法凈化污水。
1 一般污水處理工藝
在當前加工廠設置的污水處理裝置,一般會將污水的凈化程度分為三級。第一級也就是機械處理方法,根據污水的特點,采用物理法或者化學法將污水中可沉降的污染物清除,然后在污水中加入氯元素進行消毒。這種方法往往只能夠將污水中的可見物質清除,適當的調整PH值,有效的減輕污水的腐化程度,為后期的污水處理奠定基礎。第二級是基于第一級之上的,通過第一級的處理,我們再利用物理化學法將污水中的有機污染物去除,這種能夠有效的凈化污水,此時的污水排放并不會對外界環境造成污染。從當前的油脂加工廠來看,他們只能夠做到這一級,以達到國家規定的標準要求。第三級則是對污水進行進一步的處理,雖然污水經過第二級的處理已經不能夠對環境造成威脅,但是污水中仍然含有磷和病原微生物等,此時我們就需要采用有效的方法將污水中的有機物去除,最終可以對水進行循環利用。下面是各種污水處理流程的凈化率以及優缺點。
2 活性污泥法在植物油廠污水處理中的應用
由于植物油脂加工廠的污水主要來源于油脂堿煉工段后的水洗洗滌水,皂腳作酸化油酸化處理后的酸水。污水的品質屬于高濃度的有機廢水,通常化學耗氧量(此指標表示水中的污染物進行化學氧化而需要消耗的氧量)均在1萬左右,直接排放對水體危害極大,并且也會對周圍土壤及植物造成極大傷害,所以必須經過污水處理后方可排放。植物油脂加工廠的污水處理通常需要二級處理,較常選用活性污泥法。活性污泥法是好氧生物處理的重要方法,它主要依靠懸浮在廢水中含有大量微生物的活性污泥,對廢水中的有機物或某些無機毒物進行吸附和氧化分解。廢水中的懸浮固體和膠狀物質被活性污泥吸附,非溶解性有機物需先轉化成溶解性有機物,爾后才被代謝和利用;而廢水中的可溶性有機物質則被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的營養,代謝轉化為生物細胞,大部分有機物氧化成為最終產物(主要是CO2和H2O),廢水由此得到凈化。本文介紹一種較實用的活性污泥法水處理工藝。
當工作人員將污水置入廢水池后,經過長期的沉降分離之后,在采用機泵將污水傳入到分油池中,通過相應措施將油水分離之后再將水放置到中和反應罐當中,并在罐中加入適量的石灰水,通過一定的處理之后在甲午明礬將水中的物質分離。此時處理的水需要放到浮選池當中,并在其中摻入一定不利的絮凝劑,此時污水中就會產生一定的泥渣。我們將泥渣通過機泵輸送到過濾機中,通過過濾將該物質排除,由于在過濾期間還有液態水的存在,我們需要將水再次送往廢水池中,如此循環。浮選池中的中間水經泵進人生化池,生化池由鼓風機鼓入壓縮空氣,污水在這里曝氣處理20h左右,同時在曝氣池自然沉淀4h,生化水。)。降至100mg/L以下排放。
收的原水來源于精煉廠洗滌水及酸廠排放水,通常pH在2左右,酸性極強,直接處理用石灰的量較大。當石灰用量大時,處理過的中間水仍然會含有一定量的石灰進人生化池,易引起生化池活性污泥石灰中毒,造成活性污泥上浮,影響生化池處理效果。為了避免以上情況,盡可能保證原水穩定的品質,在生產實踐中,采用將酸水(濃硫酸與皂腳反應生成,pH在2左右)不直接排人污水廠,而是用來與皂腳在硫酸反應罐中和反應后再排放。這樣,酸水既得到了有效中和,又能減少濃硫酸的用量,經處理后的酸水水質接近中性,再進人污水廠,可大大減少石灰的用量,對污水處理的后續控制起到了良好的改善作用。同時在以上方式處理污水時,生化池在運轉時根據水質具體情況和微生物的生長情況,可定時往池中打入一定量的生活污水,以提高廢水的可生化性,最大程度地分解有機物,達到凈化目的。
3 結束語
我們將這種方法實際運用在油脂加工廠當中,通過長期的試驗與實踐證明,這種方法不僅能夠減少石灰的用量,節省工作成本,還能夠通過活性污泥法來改善生化池,使其中的活性污泥量不斷上升,每天能夠處理的污水更多,提高了生化池的處理能力以及工廠的工作效率,通過實踐證明,這種方法進行污水處理的效果極佳,其發展前景極為廣闊。
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