張家港一體化污水處理設(shè)備專業(yè)供貨廠家

目前我國生產(chǎn)的表面活性劑多屬于陰離子表面活性劑，其屬于生物難降解物質(zhì)，造成水體起泡、產(chǎn)生毒性，它的廣泛使用不可避免地對水環(huán)境造成了污染。目前國內(nèi)同類廢水處理工藝均采用好氧工藝，但處理果效并不理想。因此，有必要進一步對表面活性劑廢水處理工藝以及相關(guān)設(shè)備情況作出探討。

二、處理流程及特點

1、處理流程

待處理的含表面活性劑廢水首入調(diào)節(jié)池，之后通過潛污泵提升至電化學裝置，裝置出水進入混凝沉淀池進行固液分離。電化學原理基于電絮凝，以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電作用下陽極被溶蝕產(chǎn)生Fe離子，經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發(fā)展成各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物，使廢水中的表面活性劑、難降解有機物、膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離，同時，帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。廢水電解絮凝處理能去除水中多種污染物。此過程表面活性劑、COD、BOD、SS的去除率為92.5%左右，90.4%左右、91.67%左右、99.9%以上。

混凝沉淀池的出水進入A-O-MBR反應器，即厭氧-好氧-膜生物反應器進行生化深度處理。A-O-MBR反應器由厭氧池、好氧膜池組成。其中可降解LAS的菌種包括鄰單孢菌屬的革蘭氏陰性桿菌，黃單孢菌屬的革蘭氏陰性桿菌等，LAS首先被吸附在活性污泥表面上，然后進入微生物細胞內(nèi)部被降解。表面活性劑、COD、BOD、SS的去除率為99.9%以上、84%左右、86.7%左右、80%左右。

2、工藝特點

（1）適應性強。

工藝系統(tǒng)由電化學、混凝沉淀及生化單元組成，對于含高濃度表面活性劑的廢水處理是有效的；

（2）占地面積小，生產(chǎn)周期短。

電化學機和A-O-MBR反應器可現(xiàn)場快速拼裝，減少土建施工量與人工成本。

（3）處理效率高，污泥產(chǎn)生量極少。處理出水可達標排放。

（4）自動化程度高，減少操作強度。

此工藝全部采用PLC全自動化控制，運行穩(wěn)定。

三、主要單元設(shè)備功能及運行參數(shù)

1、電化學裝置

（1）功能原理。

電化學裝置基于電絮凝，以鋁、鐵等金屬為陽極，在直流電的作用下，陽極被溶蝕，產(chǎn)生Fe離子，鐵陽極電解過程。Fe3+參與FeSO4•7H2O水解過程羥基多核絡合物成為活性聚凝體，經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物，使廢水中的表面活性劑、難降解有機物、膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離，同時，帶電的污染物顆粒在電場中泳動，其部分電荷被電極中和而促使其脫穩(wěn)聚沉。

（2）運行參數(shù)。

電化學裝置進水LAS含量為150-200mg/L，COD含量為2400-2600mg/L，出水LAS含量小于15mg/L，COD含量小于300mg/L，設(shè)計水力停留時間為5min，電流為3.0A。

2、混凝沉淀裝置

（1）功能原理。

混凝沉淀裝置主要功能為對電化學裝置出水進行泥水固液分離。主要采用斜管沉淀池，沉淀池由混凝區(qū)、反應區(qū)及沉淀區(qū)構(gòu)成。沉淀區(qū)設(shè)置有PVC斜管填料。

（2）運行參數(shù)。

混凝沉淀池設(shè)計水力停留時間為1.5h，斜管間距50mm，出水SS≤10mg/L

3A-O-MBR裝置

（1）功能原理。

MBR工藝是懸浮培養(yǎng)生物處理法(活性污泥法)和膜分離技術(shù)的結(jié)合，后者把微生物從生物培養(yǎng)液(混合液)中分離出來，在生化反應池內(nèi)保留下來，保證出水中基本上不含微生物和其他懸浮物。

（2）運行參數(shù)。

A-O-MBR裝置進水LAS含量為15mg/L，COD含量為250mg/L，出水LAS含量小于1mg/L，COD含量小于60mg/L，設(shè)計厭氧池水力停留時間3h，好氧膜池水力停留時間4h。

四、處理效果及經(jīng)濟分析

1、處理效果

表面活性劑廢水經(jīng)該工藝后出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）的一級排放標準。主要水質(zhì)指標數(shù)據(jù)如下，項目SS/mg/L、COD/mg/L、BOD/mg/L、LAS/mg/L；原水水質(zhì)對應為30-50、2400-2600、800-900、150-200；電化學+混凝沉淀對應為10.0、250、120、13.0；A-O-MBR對應分別為未檢出、40、10、未檢出。

食品工業(yè)包括許多與飲食有關(guān)的行業(yè)，有不同的分類方法。

食品加工廢水主要來自三個生產(chǎn)工段:

1、原料清洗工段。大量砂土雜物、葉、皮、鱗、肉、羽、毛等進入廢水中，使廢水中含大量懸浮物。

2、生產(chǎn)工段。原料中很多成分在加工過程中不能全部利用，未利用部分進入廢水，使廢水含大量有機物。

3、成形工段。為增加食品色、香、味，延長保存期，使用了各種食品添加劑，一部分流失進入廢水，使廢水化學成分復雜。

二、食品工業(yè)的分類

食品工業(yè)包括許多與飲食有關(guān)的行業(yè)，有不同的分類方法。若按所用的原料分類，可分為：肉與肉制品工業(yè)；水產(chǎn)品加工工業(yè)；禽蛋加工工業(yè)；水果、蔬菜加工工業(yè)；乳品加工工業(yè)；制糖工業(yè)；糧食加工工業(yè)；淀粉工業(yè)；使用油脂工業(yè)；發(fā)酵工業(yè)；調(diào)味品及食品添加劑工業(yè)等。

三、食品加工污水水質(zhì)分析

食品加工廢水的水量水質(zhì)特性主要體現(xiàn)在6個方面：

1、生產(chǎn)隨季節(jié)變化，廢水水質(zhì)水量也隨季節(jié)變化。

2、廢水量大小不一，食品工業(yè)從家庭工業(yè)的小規(guī)模到各種大型工廠，產(chǎn)品品種繁多，其原料、工藝、規(guī)模等差別很大，廢水量從每天幾噸到幾千噸不等。

3、食品工業(yè)廢水中可降解成分多，對于一般食品工業(yè)，由于原料來源于自然界有機物質(zhì)，其廢水中的成分也以自然有機物質(zhì)為主，不含有毒物質(zhì)，故可生物降解性好，其BOD5/COD高達0.84。

4、高濃度廢水多。

5、廢水中含各種微生物，包含致病微生物，廢水易腐敗發(fā)臭。

煉油廢水是原油煉制、加工過程中產(chǎn)生的廢水。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，原油生產(chǎn)企業(yè)為提升自身市場競爭力，已經(jīng)開始著手實施擴能改造工作。擴能改造工作的開展，讓原有生產(chǎn)、加工企業(yè)的高濃度廢水排放量有所增加。臭氧催化氧化深度處理煉油廢水催化劑的開發(fā)，可以發(fā)揮出降低廢水處理裝置運行壓力的作用。

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1、開發(fā)現(xiàn)狀

一般情況下，原油加工企業(yè)使用的傳統(tǒng)廢水處理方式主要有：油水分離技術(shù)、物化過濾技術(shù)、生物處理技術(shù)。在這些技術(shù)應用于污水處理以后，原油生產(chǎn)、加工過程中產(chǎn)生的廢水中仍然含有懸浮物質(zhì)、油類物質(zhì)等。此種廢水在排入自然水體以后，不僅會帶來水體污染問題，也會造成水資源的浪費?，F(xiàn)階段，水資源不足的問題已經(jīng)成為人類不可忽視的問題，污水深度處理技術(shù)的合理開發(fā)，可以為水資源利用效率的提升提供保障。隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展，臭氧催化氧化技術(shù)已經(jīng)開始在水污染處理方面得到應用，現(xiàn)階段這一技術(shù)可以在常溫、常壓環(huán)境下降解一些難以被臭氧單獨氧化的有機物，比如醇類物質(zhì)、酮類物質(zhì)、有機酸和酯類物質(zhì)的氧化分解有助于有機物氧化效率的提升。這一技術(shù)已經(jīng)展示出了研制工藝簡單、開發(fā)工藝簡單、綠色環(huán)保等特點。

2、開發(fā)試驗分析

2.1 催化劑的制備

等體積浸漬法是制備負載型非均相催化氧化劑的有效方法，這一技術(shù)應用于廢水處理過程以后，臭氧可以發(fā)揮出催化氧化中試裝置的作用。等體積浸漬法的應用也可以讓人們對煉油廢水的二級處理出水進行深入處理。通過對與之相關(guān)的試驗內(nèi)容進行分析發(fā)現(xiàn)，催化劑制備是催化劑開發(fā)分析中不可忽視的內(nèi)容。為滿足開發(fā)分析試驗的實際需要，研究者可以將活性氧化鋁應用于催化劑制備過程之中，試驗過程中使用的活性氧化鋁的粒徑在2～6mm之間?；罨幚硪彩谴呋瘎┲苽溥^程中不可忽視的內(nèi)容，在活化處理開展過程中，活性組分的前驅(qū)物主要多以Mn、Cu和Co的硝酸鹽為主。人們需要利用等體積浸漬法，將活性組分負載于載體之上。在催化劑制備過程中，烘干溫度需要控制在120℃左右，催化劑需要在800℃的溫度下焙燒4h。

2.2 催化劑評價與產(chǎn)品分析

煉油廢水催化劑催化氧化反應實驗裝置以中試裝置為主。此種裝置的處理能力約為60L/h。中試裝置主要由曝氣系統(tǒng)和反應系統(tǒng)兩部分組成，催化塔的高徑比為3∶1。催化劑的裝填體積為20L。為保證試驗裝置的連續(xù)進行，研究者在實驗過程中可以采用間歇取樣的取樣方式。

2.3 催化劑的表征分析

催化劑的表征與比表面積、孔容和孔徑之間具有較為密切的聯(lián)系，利用X射線銀光衍射儀對樣品中各物質(zhì)的含量進行計算。日本理學D/max-2000型X射線衍射儀可以在催化劑晶相結(jié)構(gòu)測定過程中得到應用。這一設(shè)備的工作電壓為40kV，工作電流為40mA。，掃描范圍在10°～70°之間。與之相關(guān)的SEM試驗多在S-4800顯微鏡下進行，設(shè)備的工作距離為5mm和8mm，加速電壓為10kV和1kV。

3、開發(fā)分析

3.1 催化劑在處理煉油廠廢水中的催化活性

根據(jù)催化劑在煉油廠廢水處理過程中的催化活性變化情況，反應時間在1000h以內(nèi)時，原水的COD會由140mg/L上升至252mg/L。在經(jīng)過催化處理以后，煉油廠廢水出水的COD會保持在100mg/L以上。在原水COD不斷提升的情況下，COD去除率會在去反應時間不斷延長的基礎(chǔ)上有所提升，并在反應時間為280h的情況下達到穩(wěn)定值，此時穩(wěn)定值約為60%。根據(jù)上述試驗結(jié)果，在反應時間小于1000h的情況下，催化劑會呈現(xiàn)出催化活性高、穩(wěn)定性強的特點，COD的去除率也會呈現(xiàn)出不斷提升的特點。

3.2 廢水處理對催化劑的影響

廢水處理對催化劑的影響主要與以下因素有關(guān)：①催化劑的孔結(jié)構(gòu)；②化學組成變化情況；③催化劑的活性組分分布與微觀結(jié)構(gòu)的變化情況。根據(jù)催化劑孔結(jié)構(gòu)與化學組成的變化情況，新鮮催化劑的比表面積、孔容、孔徑分別為253.5m2/g、0.390mL/g和6.15mm；反應后的催化劑的表面積、孔容、孔徑分別為245.4m2/g、0.402mL/g和6.56mm。通過對上述數(shù)據(jù)進行分析得知，反應過程雖然會讓催化劑的比表面積和孔容等數(shù)據(jù)增加，但是上述數(shù)據(jù)變化相對較小，因而催化劑孔結(jié)構(gòu)在廢水及臭氧環(huán)境中具有穩(wěn)定性強的優(yōu)勢。就Cu、Mn和Co等物質(zhì)的含量變化而言，新鮮催化劑的Cu含量、Mn含量和Co含量分別為3.38%，2.97%和1.99%；在反應結(jié)束以后，催化劑中上述物質(zhì)的含量分別為3.30%，2.97%和1.93%.就催化劑元素含量而言，實驗結(jié)束以后催化劑中并沒有發(fā)現(xiàn)其他有毒有害金屬的殘留物，由此我們可以確定催化劑在催化反應進行過程中，并未出現(xiàn)新的有毒有害金屬殘留，因而此種催化劑也表現(xiàn)出組成穩(wěn)定的特點。

新鮮催化劑的XRD變化情況以載體Al2O3的特征衍射峰為主，發(fā)生反應后，催化劑會在溫度為18℃、20℃、40.6℃的情況下出現(xiàn)三水氧化鋁特征峰。通過對上述現(xiàn)象的產(chǎn)生原因進行分析發(fā)現(xiàn)，在長時間廢水沖刷過程中，氧化鋁會出現(xiàn)水合反應，氧化鋁載體的性能是氧化鋁水合效應的主要影響因素。通過對此類水合反應進行分析發(fā)現(xiàn)，這種化學反應并沒有給催化劑的催化活性和穩(wěn)定性帶來不利的影響。催化劑在反應前后并沒有出現(xiàn)與活性組分有關(guān)的特征峰，表明活性組分在反應結(jié)束以后，并未在載體上面發(fā)生團聚，催化劑也表現(xiàn)出了穩(wěn)定性較強的特點。

反應后的催化劑在溫度為200～350℃的情況下會出現(xiàn)失重臺階，這種失重臺階與水合氧化鋁在加熱條件下出現(xiàn)的分解效應和失水效應有關(guān)。作為反應載體的氧化鋁在反應過程中生成的水合氧化鋁可以讓廢水中的氧化物迅速分解，因而高活性的催化劑可以有效避免污水處理過程中出現(xiàn)的有機物殘留問題。

4、應用原理

4.1 催化臭氧氧化協(xié)同效應

根據(jù)前文中所述試驗的內(nèi)容，非均相催化氧化技術(shù)在煉油廢水處理過程中發(fā)揮著重要的作用。非均相催化臭氧氧化工藝的協(xié)同作用在催化劑制備、應用過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。出于研究此類協(xié)同作用的需要，研究者通常會將協(xié)同因子引入催化劑應用原理分析過程之中。在非均相催化臭氧氧化技術(shù)、中間臭氧氧化等技術(shù)應用于煉油廢水處理過程以后，非均相催化的臭氧氧化體系的COD去除率可以達到91.3%。其他兩種處理方式的COD去除率分別為32.5%和40%。通過對上述三種方式的反應效果進行分析，非均相催化體系的協(xié)同效應的作用與催化劑吸附容量和臭氧分子在催化劑影響下產(chǎn)生的羥基自由基有關(guān)。例如在催化劑吸附容量的影響下，水中的有機物會附著于催化劑的表面，由此而形成的具有親和性的表面整合物會在一定程度上促進臭氧氧化效率的提升。臭氧分子分解以后產(chǎn)生的羥基自由基也可以在有機物降解過程中發(fā)揮一定的作用。

4.2 煉油廢水COD降解動力學

一般情況下，非均相催化臭氧氧化工藝對煉油廢水中COD的降解規(guī)律涉及到了催化劑吸附、臭氧直接反應和間接反應等多種途徑。在一定溫度條件下，連續(xù)反應方式可以讓臭氧濃度在10min以內(nèi)達到飽和狀態(tài)。在臭氧連續(xù)供給條件下，反應體系中溶解的臭氧濃度可以保持不變，此時臭氧在溶液中的濃度可以被看作是一種近似常數(shù)。在工藝條件下，非均相催化劑可以讓臭氧產(chǎn)生更多的羥基自由基，所以臭氧間接氧化在非均相催化臭氧氧化工藝降解煉油廢水技術(shù)中發(fā)揮著重要的作用。