常州一體化廠工業(yè)廢水處理設(shè)備多年技術(shù)

　近年來，隨著國家環(huán)保投入力度的加大，工業(yè)廢水排放量呈現(xiàn)出逐年下降趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年全國廢水排放量約為771億噸，其中工業(yè)廢水排放量約為181.6億噸，占廢水排放總量的23.55%O工業(yè)廢水是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水和廢液，種類繁多、成分復(fù)雜，且大多工業(yè)廢水含有毒有害物質(zhì)。具體來說，工業(yè)廢水水質(zhì)具有以下特點(diǎn):污染物成分復(fù)雜，處理難度大。種類眾多，處理費(fèi)用高。排放量大，易造成環(huán)境污染。

　　2、厭氧生物技術(shù)工藝原理

　　厭氧生物技術(shù)，又叫厭氧消化技術(shù)，是指在無氧、缺氧或硝態(tài)氮參與下，厭氧微生物將工業(yè)廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成無機(jī)物，以及少量細(xì)胞物質(zhì)的技術(shù)總稱。厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水的工藝復(fù)雜，處理過程中涉及到產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌、水解產(chǎn)酸菌和產(chǎn)甲烷菌等三大菌群的共同參與。

　　具體來說包括：

　　(1)水解酸化階段:微生物胞外酶作用下，大分子和不溶性水解成可溶解性小分子有機(jī)物，并慢慢滲透到細(xì)胞中，最終分解為乙酸、丙酸和丁酸等揮發(fā)性有機(jī)酸、醇類、醛類等。

　　(2)產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段:產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌作用下水解酸化階段所產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)酸和醇類轉(zhuǎn)換成氫氣、乙酸、二氧化碳等。

　　(3)產(chǎn)甲烷階段:在產(chǎn)甲烷細(xì)菌作用下，乙酸鹽、乙酸以及二氧化碳、氫氣等轉(zhuǎn)化成為甲烷。

　　3、厭氧生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

　　3.1 制革廢水

　　皮革生產(chǎn)過程中浸水、脫毛、糅制、染色等工序中會(huì)產(chǎn)生大量化工廢水，皮革行業(yè)廢水成分多、濃度高、處理難度大，還具有一定的毒性。處理制革廢水常會(huì)采用到物化、分質(zhì)、厭氧或好氧等多種處理方式相組合。如，鋸糅廢水應(yīng)先物化處理，將廢水中的鋸沉淀，然后再將鋸糅廢水與其他廢水一并處理。選擇“UASB+SBR"組合工藝，處理制革廢水，凈化率高達(dá)95%以上。

　　3.2 造紙廢水

　　我國是造紙大國，每年產(chǎn)生的造紙廢水量呈現(xiàn)出大幅度增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。造紙廢水污染物濃度高、處理難度大，利用“厭氧IC+好氧"工藝處理造紙廢水，處的出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　3.3 釀酒廢水

　　啤酒工業(yè)廢水處理也大量應(yīng)用生物工藝處理技術(shù)，其中“UASB+好氧"工藝組合處理啤酒工業(yè)廢水，具有良好處理效果。

　　4、厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水影響因素

　　4.1 溫度

　　不同溫度下厭氧生物對(duì)廢水處理的效果明顯不同，溫度會(huì)直接影響厭氧生物中的細(xì)胞酶的活性。以甲烷菌為例，50℃-60℃是甲烷菌的生存溫度范圍。采取厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水需要保持在一定的溫度范圍，尤其是適宜特定生物生存的溫度范圍，可以保證厭氧生物技術(shù)在處理工業(yè)廢水中的效率。通常，高溫菌群(45℃-75℃)能源消耗大，低溫菌群(20℃-25℃)發(fā)酵效率低，選用中溫菌群(30℃-40℃)進(jìn)行發(fā)酵可做到能源消耗與發(fā)酵效率之間較好的協(xié)調(diào)。

　　4.2 酸堿度

　　不同微生物最適宜pH值不同，因此，酸堿度也是影響厭氧微生物處理工業(yè)廢水活性的重要因素之一。以產(chǎn)甲烷菌為例，7-7.2為甲烷菌適宜pH值，而產(chǎn)酸菌的適宜生存pH值為4.5-8之間。鑒于厭氧生物處理工業(yè)廢水的現(xiàn)實(shí)特點(diǎn)，產(chǎn)酸菌、產(chǎn)甲烷菌在相同反應(yīng)環(huán)境，因此，處理器中的厭氧體系pH值應(yīng)保持在6.8-7.2范圍之間。若超出這一pH值范圍，會(huì)對(duì)厭氧消化產(chǎn)氣產(chǎn)生不利影響。

　　4.3 有機(jī)負(fù)荷

　　有機(jī)負(fù)荷率、污泥負(fù)荷率和投配率體現(xiàn)的是反應(yīng)生物處理系統(tǒng)內(nèi)食料與微生物量間的平衡關(guān)系。有機(jī)負(fù)荷大小會(huì)直接影響到厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水的產(chǎn)氣量和工作效率。在一定范圍內(nèi)，隨著有機(jī)負(fù)荷的提高，產(chǎn)氣量增加，但有機(jī)負(fù)荷的提高必然會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水停留時(shí)間的縮短，進(jìn)而影響系統(tǒng)處理效率。因此應(yīng)設(shè)置合理的有機(jī)負(fù)荷率，在保證系統(tǒng)處理效率的前提下，盡量提高系統(tǒng)的利用率、降低運(yùn)行成本。此外，厭氧活性污泥、微量元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)，混合和攪拌等也會(huì)對(duì)厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水產(chǎn)生一定影響。

　　目前厭氧微生物技術(shù)在工業(yè)廢水處理中取得了良好效果，除了前述相關(guān)工藝外，升流式厭氧污泥床、厭氧濾池等技術(shù)也日趨成熟和完善，但仍存在著一定缺陷。下一步，工業(yè)廢水處理中，應(yīng)積極推廣厭氧生物技術(shù)工藝，并輔之以好氧生物處理技術(shù)等，尤其是在氣候溫暖地區(qū)，高效厭氧技術(shù)成本低、能耗小，有助于提升城市工業(yè)廢水處理效率，同其他技術(shù)結(jié)合起來，可構(gòu)建出穩(wěn)定高效的綜合處理系統(tǒng)。此外，由于厭氧生物技術(shù)對(duì)環(huán)境條件有著較髙要求，單獨(dú)厭氧生物技術(shù)處理工業(yè)廢水還難以有效推廣，應(yīng)積極與其他工藝技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用。

　實(shí)驗(yàn)試劑：硫酸(分析純)、NaOH(分析純)、二甲胺(分析純)和氯化鈉(分析純)。

　　電解系統(tǒng)：電解系統(tǒng)為自制電解系統(tǒng)，主要組成部分包括：(1)電源：直流穩(wěn)壓電源;(2)電解槽(有效容積250mL);(3)電極板：陽極材料為TiO2/Ru-Lr-Sn，陰極為鈦板。極板長(zhǎng)14cm，寬4cm，有效面積63.2cm2，極板間距1cm。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　電催化氧化的原理是廢水中的有機(jī)物在電極表面直接被降解或者是有機(jī)物在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)的作用下被降解。電化學(xué)反應(yīng)可大致分為陽極氧化、陰極還原以及兩者的協(xié)同作用。本文主要討論陽極的氧化作用，陽極的氧化可分為直接氧化和間接氧化。直接氧化也可稱為電化學(xué)燃燒，有機(jī)物在陽極極板表面直接被降解成CO2、H2O和N2，間接氧化是陽極氧化廢水中的某基團(tuán)產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑，廢水中的有機(jī)物在此氧化劑的作用下被降解。本文電催化氧化處理有機(jī)氮廢水除了陽極表面的直接氧化作用外還有陽極氧化廢水中Cl-產(chǎn)生氧化性物質(zhì)Cl2和活性氯，廢水中的二甲胺在這些氧化性物質(zhì)的作用下被降解。

　　實(shí)驗(yàn)采用二甲胺水溶液來模擬某化工廠產(chǎn)生的高有機(jī)氮廢水，采用去離子水對(duì)二甲胺溶液進(jìn)行稀釋配制溶度為1500mg·L-1的水溶液，通過NaCl調(diào)節(jié)廢水中Cl-濃度。TKN含量為450mg·L-1。重點(diǎn)探究電流密度、Cl-濃度、初始pH及電解時(shí)間對(duì)有機(jī)氮去除率的影響。

　　取250mL配制好的二甲胺溶液，用稀H2SO4或稀NaOH溶液調(diào)節(jié)pH后倒入電解槽，進(jìn)行電催化氧化處理。每隔30min取樣測(cè)定TKN含量。

　　在考察電催化時(shí)間的影響時(shí)，設(shè)置初始pH=6~7，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在考察初始pH影響時(shí)，設(shè)置電解時(shí)間3h，Cl-濃度4000mg·L-1，電流密度15mA·cm-2。在考察電流密度影響時(shí)，設(shè)置初始pH6-7，Cl-濃度4000mg·L-1，電解時(shí)間3h。在考察初始Cl-濃度的影響時(shí)，初始pH6-7，電解時(shí)間3h，電流密度15mA·cm-2。

所有煤礦都存在排水環(huán)節(jié)，由此造成了大量的水資源浪費(fèi)和水污染，嚴(yán)重影響了社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，重新處理和利用礦井廢水勢(shì)在必行。加強(qiáng)礦井水處理，不僅能減少煤炭主要產(chǎn)地礦井水的浪費(fèi)和環(huán)境污染，還可提高礦井水的利用率，有效地降低水資源短缺地區(qū)的利用成本。

常州一體化廠工業(yè)廢水處理設(shè)備多年技術(shù)

　1、傳統(tǒng)礦井廢水處理技術(shù)存在的不足

　　目前，我國煤炭發(fā)展面臨許多新的問題，礦產(chǎn)資源相對(duì)豐厚的地區(qū)，水資源都較為短缺，運(yùn)用傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)，不僅會(huì)造成許多不必要的浪費(fèi)，還會(huì)破壞環(huán)境，引發(fā)環(huán)境污染。為了避免更多的問題出現(xiàn)，就必須采用的科學(xué)技術(shù)，變廢物為寶，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。目前對(duì)于礦井水的處理，技術(shù)比較簡(jiǎn)單，利用不到位，既浪費(fèi)水資源，成本還高。

　　2、礦井廢水井下處理新技術(shù)及工程應(yīng)用

　　2.1 采空區(qū)礦井廢水處理技術(shù)

　　在資源開采過程中，不可避免地會(huì)遇到許多的問題，比如挖礦挖煤會(huì)使地底下懸空，產(chǎn)生許多空洞。在填充空洞工程中，就可選用能過濾沉淀礦井廢水的材料來進(jìn)行。目前較為的技術(shù)是先將矸石填入礦洞中，用于礦井廢水的初步過濾，然后將初步過濾后的礦井水放入濾罐之中進(jìn)行下一步處理，待礦井水達(dá)標(biāo)后再用水泵輸送到井下進(jìn)行二次利用。此技術(shù)既可以對(duì)廢水進(jìn)行利用，保護(hù)環(huán)境，又節(jié)約成本，操作還簡(jiǎn)單快捷。

　　2.2 廢水井下處理系統(tǒng)技術(shù)

　　在廢水井下處理過程中，可通過過濾、沉淀、阻垢、供水這4個(gè)步驟相結(jié)合進(jìn)行廢水處理，這個(gè)技術(shù)就是廢水井下的處理系統(tǒng)。即在設(shè)置中設(shè)計(jì)2個(gè)區(qū)域——平流和斜管，形成一個(gè)綜合的大池子，然后用一些設(shè)備進(jìn)行過濾，從粗糙到細(xì)致，一步步地完成，再配上的阻垢設(shè)備，綜合地對(duì)廢水進(jìn)行處理。這項(xiàng)技術(shù)十分，可以極快地處理礦井中的各種金屬物質(zhì)，并且處理的質(zhì)量。缺點(diǎn)是挑剔地形，不是所有的礦區(qū)都能用上。

　　2.3 超磁分離技術(shù)

　　超磁分離技術(shù)就是通過磁種完成對(duì)廢水的處理。即在水中加入磁種，通過磁種將廢水中各種各樣的雜質(zhì)融合在一起形成一個(gè)帶磁性的大顆粒，然后利用超磁分離機(jī)，就可以將懸浮顆粒從水中分離出來，達(dá)到凈化廢水的目的。目前有些地區(qū)已經(jīng)開始了這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。另外，有資料顯示，山東地區(qū)通過比較、分析各種廢水處理方法中的能耗、凈化質(zhì)量、環(huán)保水平、工作成本后，發(fā)現(xiàn)只有超磁分離技術(shù)綜合性價(jià)比較好，費(fèi)用成本低，實(shí)施也較為容易，適合進(jìn)行礦井廢水處理。缺點(diǎn)是要求有較大的場(chǎng)地，有較大的過濾池才能進(jìn)行廢水處理。

　　2.4 氣水相互沖洗濾池處理技術(shù)

　　氣水相互沖洗濾池處理技術(shù)就是先將許多封閉的濾格組成過濾池，然后利用壓強(qiáng)進(jìn)行水的流入和流出，足夠沖的氣水就可以地沖走廢水中的懸浮顆粒和雜質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是：第一，可以加快廢水處理速度，第二，可以提高處理水的，第三，可以提高水資源的利用能力，并且能按要求處理，符合廢水處理相關(guān)規(guī)范。

　　2.5 采空區(qū)過濾技術(shù)

　　在采空區(qū)進(jìn)行廢水處理，主要是去除水中的懸浮物，高密度的沉降技術(shù)和超磁分離技術(shù)都不太適應(yīng)。從目前來看，許多地方主要使用垮落法處理頂板，通過頂板過濾廢水。即當(dāng)廢水進(jìn)入采空區(qū)與上面的過濾巖層相接觸時(shí)，受重力作用，水在向低處流動(dòng)過程中，其中的懸浮物就會(huì)被巖層吸附留住，過濾后的水就會(huì)流入其他地方，實(shí)現(xiàn)一個(gè)凈化的作用。另外，一般巖層上都有一些礦物質(zhì)，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的化學(xué)反應(yīng)，降低水中的金屬濃度，保護(hù)水質(zhì)。相關(guān)資料顯示，有些采空區(qū)利用此技術(shù)后，礦井廢水凈化程度，有的可以超過95%，并且處理速度很快，沒有任何污染。