方艙實驗室污水處理設備廠家直接讓利消費者含懸浮物選煤污水水質一般呈中性,總硬度和礦化度較低,內部懸浮物主要是微小粉塵、煤塵和巖塵等,該類水體礦化度較低而懸浮物含量較高,該類水體的處理工藝多為混凝、沉淀、過濾以及消毒等,其混凝的原理是使水體內產生重、大、強的礬花后沉淀。
方艙實驗室污水處理設備廠家直接讓利消費者酸性礦水一般指PH值小于6的礦水,該類水體是在采煤過程中原來的還原環境轉變為氧化環境,開采過程中與煤共生的硫鐵礦發生氧化而形成硫酸導致水體PH下降,該水體易腐蝕設備或管路,并危害工人健康,其排放后會影響土體酸堿度并加速土壤板結,使地表水酸度上升并間接影響水生生物生存,該類水體處理多采用中合法和濕式生態處理以及微生物處理等工藝。
二、煤礦污水治理工程現狀及污染減排問題分析
由于煤炭行業缺乏科學的污染減排標準體系,因而其污染減排工作在宏觀上受到了很大限制。具體而言,科學的污染減排體系應該包括行業污染減排管理標準、技術標準、指標考核體系等方面的內容。作為資源型企業,根據資源開采條件、方式及礦井自然條件等方面的差異,不同的煤礦在能耗方面也具有較大差異,同時又由于無法形成科學的能耗指標體系,造成污染減排工作被動。此外,由于長久以來開采方式上的缺陷,使得資源消耗、浪費較大,而相應的環境污染問題也較為突出,體制上的不足使環境污染管理長時間處于缺失狀態。
三、煤礦污水治理工程及污染減排技術
1、物化預處理
煤礦在生產活動中產生的污水成分復雜、色度和毒性大,含有較多油脂成分,因此必須行物化預處理,可以首先去除一些污染物質,減少油脂成分,這樣可以明顯減輕后續治理工作的負擔,進行物化預處理工作,通常使用的方法有隔油、沉淀和氣浮等,為了有效的去除油脂,企業往往會結合使用隔油法和氣浮法,經由這兩道工藝,還可以回收利用一些油脂,大大提高污水的利用率,其中隔油法一般分為重力分離型、旋流分離型和聚結過濾型等,氣浮法一般分為溶氣氣浮、擴散氣浮和電解氣浮等。
混凝沉淀:混凝沉淀法是在生產中加入混凝劑如鋁鹽、鐵鹽、聚鋁、聚鐵和聚丙烯酰胺等,調整好適當的酸堿度值,使污水中的懸浮物質在混凝劑的作用下聚集,受重力作用沉淀,使固液分離。該方法可以使污水中的固體物沉降,水和固體物產生分層,使水澄清,同時沉降下來的固體物大多是可回收利用的固體顆粒,可以有效降低污水的濁度、色度等,可以有效去除多種有毒有害污染物,同時還提高了污水的可回收利用率。
2、吸附技術
目前國內外的再生水處理技術主要有物化和生化2類:物化技術包括混凝過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、膜分離、氯消毒等,生化技術包括生物濾池、膜生物反應器、A/A/O、氧化溝、序批式生物反應器(SBR)和AB法等。處理工藝有混凝-沉淀過濾-消毒、超濾-活性炭、臭氧-活性炭-反硝化生物濾池、膜生物反應器-反滲透、膜生物反應器-臭氧消毒、微濾-反滲透等。同時,城鎮污水處理廠目前也面臨污泥處置的難題,污泥的產量大、成分復雜,大部分的污泥并未經過穩定化和無害化的處理處置,易造成二次污染。推廣污泥減量化的技術,從源頭上減少污泥的產量也不容忽視。相較于傳統的活性污泥法,膜生物反應器(membranebioreactor,MBR)通過膜分離取代二沉池,使其泥水分離效果更為明顯,且高效截留活性污泥和大分子物質而無污泥膨脹之虞。由于其具有出水水質好、污泥濃度高、剩余污泥產量低和占地少等優點,使其可能實現以零污泥排放的方式運行,同步實現污水和污泥的處理。
傳統納濾作為介于超濾和反滲透之間的膜分離技術,因具有操作壓力較低,節能,出水水質好,對無機物、有機物和病毒均有良好的分離效果等優勢,被廣泛用于水質改善、水軟化、污水處理及回用、染料和重金屬的濃縮等方面。超低壓納濾(DF)與傳統納濾相比,具有更低的操作壓力(<0.4MPa)和運行成本,在相同的操作壓力下具有較高的出水量,截留分子量
采用三維熒光光譜(EEM)技術進行DOM分析,EEM被廣泛用于污水或天然水體的DOM以及藻類熒光識別等研究中。其原理是,具有熒光特征的基態能級的有機物在受到紫外-可見光激發后,躍遷到激發態,因不穩定,躍遷回到基態能級,并以光的形式(熒光)釋放能量。EEM既可定性分析DOM的組分,亦可結合數學分析方法進行半定量分析。
采用熒光分光光度計(F-7000FL,Hitachi,日本)測定樣品的三維熒光光譜,選用3-DScan模式,激發波長(Ex)為200~450nm,發射波長(Em)為260~550nm,激發掃描間距為5nm,發射掃描間距為5nm,掃描速度1200nm/min,激發和發射的狹縫寬度均為5nm,設置PMT電壓為700V,響應速度0.5s??瞻姿畼訛镸illi-Q超純水(電阻率為18.2MΩ·cm)。用尋峰(peak-picking)法分析EEM譜圖中有機物的熒光特征。
1.4 EDCs分析
采集的水樣于24.0h內完成富集。采用OasisHLB通過固相萃取(solidphaseextraction,SPE)的方法完成對水樣中EDCs的提取與富集,主要步驟參照文獻。富集前,先將0.7μm玻璃纖維濾膜(GF/F,Whatman)置于450℃的馬弗爐中灼燒2.0h,然后用其過濾水樣,以去除水樣中的雜質。
對提取富集后的樣品進行GC-MS分析,所用載氣為高純氦氣(純度大于99.999%),毛細管色譜柱為HP-5MS(30m×250μm×0.25μm)。GC-MS條件設置:初始溫度150℃保持2min,以10℃/min升溫至260℃,再以15℃/min升至300℃保持1min,進樣1μL,進樣時進樣口溫度保持在280℃,輔助加熱區溫度保持在310℃。先用全掃描(fullscan)模式對樣品進行定性分析,再用選擇離子監測(SIM)模式對樣品進行定量分析。
1.5 試驗方法
根據反應方程式,以及厭氧氨氧化技術的原理,可以得出:在厭氧氨氧化的反應中只對CO2以及HCO3-產生了消耗,并沒有進行外加碳源,因此不但能夠有效實現成本的節約,也防止了反應中產生的二次污染;反應過程中幾乎不產生N2O,能夠有效避免傳統脫氮造成的溫室氣體排放;反應過程產堿量為零,無需添加中和試劑,并較為環保。除此以外,該項技術還具有產泥量少,節省供氧動力消耗等多方面的優點,具有可持續開發利用的意義。
2、厭氧氨氧化技術
厭氧氨氧化污水處理技術有著諸多方面的優勢,經過了國內外學者對工藝技術的不斷深入研究,目前已經存在多種形式的厭氧氨氧化技術,其中開發較為成熟的主要有亞硝化-厭氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)以及自養脫氮工藝(CANON)、氧限制自養硝化-反硝化(OLAND)等工藝技術。
(1)亞硝化-厭氧氨氧化工藝
短程硝化-厭氧氨氧化技術要分兩部分完成,并需要在不同的反應器中進行。首先是亞硝化部分,能夠實現50%左右的氨氮氧化,其次是厭氧氨氧化部分,完成剩余部分的氨氮氧化,并實現與亞硝化部分新生成的亞硝態氮進行厭氧氨氧化反應,生成氮氣和硝態氮。因此,在兩項技術的并列連用下,就不需要再外加亞硝氮,且在反應過程中能有效補償亞硝化堿的消耗,使其達到堿的自平衡。將兩種菌種分別放置在不同的反應器內,分別產生生物作用,也有利于功能菌的生長,有效減少水中有害物質的抑制效應。該工藝技術的優點是操作簡單、需氧量低且厭氧環境好。較之傳統技術,也能有效降低曝氣量,為氨氧化菌的生長提供了舒適的條件。以外,還能有效減少N2O等溫室氣體的排放。該項串聯技術目前多用于低碳氮化廢水的處理,在垃圾滲濾液、城鎮污水處理廠等也有較好的處理效果。
(2)限氧自養硝化-反硝化工藝
限氧自養硝化-反硝化工藝是一種一步脫除氨氮,無需加入COD的新工藝技術,這是由比利時某大學微生物研究室研制開發的。在低氧的條件下,亞硝酸菌有著較強的溶解氧的親和力,形成了亞硝酸的積累。通常條件下,亞硝酸菌飽和常數為0.2~0.4mg/L,與硝酸菌(1.2~1.5mg/L)有較大差異。限氧自養硝化-反硝化工藝利用這種差異性,就容易在較低溫度下實現對亞硝酸菌的穩定積累,淘汰硝酸菌。最后再實現厭氧氨氧化反應,產生氮氣。與SHARON-ANAMMOX工藝相比,OLAND生物脫氮在硝化過程中更能節省溶解氧消耗,在相對較低的溫度下脫氮效果更好。
(3)自養脫氮工藝
自養脫氮工藝技術是指通過對同一構筑物內溶解氧的控制來實現厭氧氨氧化,氨氮到氮氣的轉化過程都由自養菌完成。其基本原理是氨氮部分被亞硝化細菌氧化,形成亞硝氮;而剩余部分的氨氮與隨后產生的亞硝氮發生氧化反應,就形成了氮氣。在此過程中,由于自養脫氮反應所需的細菌都是自養型的細菌,反應過程也是在無機自養的環境下實現的,因此在反應期間無需再添加有機物。不過此項技術也容易受到硝酸菌的干擾,為保證其穩定運行,使厭氧氨氧化菌不受競爭,就需要嚴格控制反應條件和水質。因為自養脫氮工藝技術全程自養,因此廣泛應用于實驗室廢水、城市污水等處理。
3、厭氧氨氧化污水處理的應用
隨著對厭氧氨氧化技術研究的不斷深入,已經成功實現了多種污水處理的實際應用,如市政污泥液、生活污水、廁所水、焦化廢水、味精廢水以及垃圾滲濾液等的處理,并逐漸在其他廢水處理領域得以普及和使用。但目前對于一些制藥、養殖等高氨氮的工業領域,應用厭氧氨氧化技術進行污水處理仍較少,這也是今后需要努力的方向。以下選取幾個較為典型的厭氧氨氧化污水處理的實際應用效果,供參考。
(1)污泥液廢水處理
較為典型的低碳氮比污泥液廢水有污泥消化液以及污泥壓濾液等,溫度多為30℃~37℃,pH值也多在7.0~8.5之間,非常適宜厭氧氨氧化菌的生長。國外學者對亞硝化-厭氧氨氧化技術的多次優化研究,在2002年就已經形成了一套亞硝化-厭氧氨氧化組合反應器,并在Dokhaven污水處理廠正式投入使用。至此,對污泥液采用厭氧氨氧化技術處理的工程逐漸在歐洲各國得以展開。污泥液水量小、水溫高,有著高氨氮低碳氮比的水質特點,這也是最初進行厭氧氨氧化處理的對象。因此,全球大多數的厭氧氨氧化工程多由處理污泥液而產生,并已有相當成熟的經驗。但由于技術條件的限制,仍然存在一定的技術難題需要在今后的研究和實踐發展中解決,例如在厭氧氨氧化過程中產生的硫化物的影響及其減排措施等。
(2)垃圾滲濾液處理
垃圾滲濾液的特點是有機物濃度高、氨氮含量高、水質變化大,且容易含有重金屬等有毒物質,因而是一種成分較為復雜的污水。集中的氨氮濃度一般為2000mg/L,隨著垃圾堆放時間的增長還會越來越高。有學者對廢物填埋場滲濾液進行研究時,發現了滲濾液中厭氧氨缺失的現象,才使得對其進行厭氧氨氧化技術處理成為一種可能。從當前對垃圾滲濾液進行厭氧氨氧化技術處理的研究來看,多為采用的是亞硝化-厭氧氨氧化工藝,一些新的組合技術也得到了嘗試,但由于其中含有較多的有毒物質,很容易使厭氧氨氧化的活性受到抑制。為有效穩定其運行性能,還需要對滲濾液中的微生物、菌群等進行抑制和有效調控,相關的技術也需要不斷研究和優化。
(3)城市生活污水處理
方艙實驗室污水處理設備廠家直接讓利消費者 隨著近年來我國城市化進程的不斷加快,城市污水處理行業的壓力也越來越大。要增強污水處理的效益,實現可持續發展,就需要實現城市污水的再利用,有效實現能源的循環回收,這已成為當前的污水處理研究的重要課題。城市生活污水中含有有機碳、磷酸鹽以及氨氮等眾多能量,正符合自養型的脫氮技術的處理條件,因而有望實現污水廠的能源自給。但是對于較低水溫(8℃~15℃)的城市來說,尤其是冬季,用厭氧氨氧化工藝進行城市污水處理仍是較大的挑戰。雖然國外的相關學者(如Lotti等)對于這方面已有了突破性研究,對于中試(4m3,19℃±1℃)的階段性研究也有所進展,有望實現污水處理廠的能源自給,但在實際技術工程應用的過程中,仍存在諸如低溫條件下如何提高菌性活體、如何實現全體擴增等問題,需要在未來的研究發展中有所突破,才能使其在處理城市污水中得以更好地運用。
(4)畜禽養殖污水處理
該類污水的特點是COD濃度高、成分復雜且水質波動大,還存在一定的有機氮。使用傳統的脫氮技術進行畜禽養殖污水處理時,不僅能耗高,還需要加補碳源,脫氮效果也不理想。而現代的厭氧氨氧化工藝有著傳統技術沒有的優勢,有望成為處理該類廢水的備選工藝技術。當前在對豬場廢水厭氧處理的研究中,還存在著運行尚不穩定的問題,需要進一步優化工藝,找到消除影響厭氧氨氧化菌生長障礙的對策,才能發揮其在畜禽養殖污水處理領域的效能。
試驗采用北京市海淀區某再生水廠的膜格柵后的城市污水作為原水,其進水水質:COD為87.0~165.7mg/L、NNH4+-N濃度為14.0~31.0mg/L、TN濃度為14.2~32.4mg/L、TP濃度為2.5~3.3mg/L。采集MBR-DF系統進水、MBR出水和DF出水置于1.0L的棕色樣品瓶中,置于4℃冰箱保存,待測。
2、結果與討論
2.1 MBR-DF系統對主要污染物的去除
2.1.1 COD的去除
進水中大部分的COD由MBR系統的微生物代謝消耗和納濾膜截留共同去除。MBR-DF系統對總進水COD的平均去除率為95.7%,其中MBR系統對總進水COD的平均去除率為88.1%,而DF系統對總進水的COD去除率為7.6%,出水COD小于10.0mg/L,滿足GB3838—2002《地表水環境質量標準》Ⅱ類水質要求。
2.1.2 氮、磷和TOC的去除NH4+-N和NO3--N的去除
如圖2所示。從圖2(a)可以看出,進水NH4+-N濃度為14.0~31.0mg/L,MBR出水和DF出水NH4+-N濃度分別低于1.0和0.1mg/L,表明MBR對NH4+-N的去除效果好且出水穩定,而DF系統可進一步提高出水的水質,去除率達到99.0%以上,MBR-DF系統出水NH4+-N滿足地表水Ⅱ類水質要求。從圖2(b)可以看出,進水NO3--N濃度很低,而MBR出水NO3--N濃度達10.5mg/L左右,經DF系統后出水NO3--N濃度略微下降。表明在MBR系統好氧階段NH4+-N經硝化作用轉化成NO3--N,使MBR系統出水中NO3--N濃度升高,DF系統對NO3--N的截留效果不明顯。
為100~500Da,廣泛應用于再生水深度處理。
近期研究表明,MBR在與其他傳統脫氮除磷的工藝(AO、SBR、A2/O、移動床等)結合后,可有效提高脫氮除磷的效果,且有助于MBR膜污染的緩解與控制。針對污泥的減量化和再生水的高品質化問題,筆者建立一套MBR-DF中試系統和傳統活性污泥法處理工藝(CAS)系統,分析其運行特性及對城鎮污水的處理效果。
第一,活性炭吸附。活性炭的表面積可達800-2000m2/g,因而其具有很強的吸附能力,當前多采用的連續式固定床吸附操作方式可實現活性炭總厚度達3.5m,過程中廢水自上而下過濾,其速度一般控制在4-15m/h,接觸時間一般為30-60min,隨著處理時間的延長活性炭內吸附了大量吸附質而飽和則會喪失吸附能力,因而采用該技術應及時更換或再生;
第二,硅藻土吸附。硅藻土是將古代單細胞低等硅藻堆積后,經初步成巖作用而形成的多孔性生物硅質巖,其主要成為為硅藻殼壁,而殼壁上具有多級、大量且排列有序的微孔,該種結構性能穩定,耐酸、孔容大以及比表面積大,因而具有較強的吸附能力,其可吸附1.5-4倍自身重量的液體和1.1-1.5倍的油分,同時其負電位特征能吸附大量正電荷,并且用硅藻土制成的吸附塔除具有吸附作用還有篩分和深度效應,因而采用該技術具有良好的深度處理效果。
3、深度處理
超濾、反滲透等膜處理技術。超濾、反滲透等膜處理技術,是一種科學的工程預處理技術,這一技術可以有效去除廢水中大部分濁度和有機物。反滲透是利用反滲透膜只能透過溶劑(通常是水)而截留離子物質或小分子物質的選擇透過性,以膜兩側靜壓為推動力而實現的對液體混合物分離的膜過程,這一技術應用到污水處理中,可以有效降低COD,因此脫除了COD,脫色、脫鹽也便一次性完成,出水品質得到保證。