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常见环保措施汇总与介绍2016.5.12

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扬州一怪姚大鹏 发表于 2017-7-2 12:33:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
新入行的朋友,在编写环保措施章节时经常无法落笔,最主要的原因是本身接触到的较少,在此开贴,希望大家能多多分享自己接触过的环保措施,共同提高。我先来介绍几种常见的水处理工艺,资料来源于网络。
一、膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)简称MBR
膜生物反应器是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法,不使用沉淀池进行固液分离,而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(STR)完全分离。因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形成8000~12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底,因此出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零,并可截留粪大肠菌等生物性污染物,处理后出水可直接回用。
工艺的特点
1、出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开,不须经三级处理即直接可回用,具有较高的水质安全性。
2、工艺简单。由于膜的高效分离作用,不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池。  
3、占地面积少。处理单元内生物量可维持在高浓度,使容积负荷大大提高,同时膜分离的高效性,使处理单元水力停留时间大大缩短。
4、污泥排放量少,二次污染小。膜生物反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡,剩余污泥排放很少,只有传统工艺的30%,污泥处理费用低。
5、系统抗冲击性强,适应范围广。防止各种微生物菌群的流失,有利于生长速度缓慢的细菌(硝化细菌等)的生长,使一些大分子难降解有机物的停留时间变长,有利于它们的分解,从而系统中各种代谢过程顺利进行。
6、自动化程度高,管理简便。MBR由于采用膜技术,大大缩短了工艺的流程和通过先进的电脑控制技术,使设备高度集成化、智能化,是目前为止,国内自动化程度最高的中水回用设备。
7、节省运行成本。由于MBR高效的氧利用效率,和独特的间歇性运行方式,大大减少了曝气设备的运行时间和用电量,节省电耗。同时由于膜可滤除细菌、病毒等有害物质,可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用,膜生物反应器工艺不需加入絮凝剂,减少运行成本。
8、模块化设计,易于根据水量情况进行自由组合。由于高度的集成化,MBR形成了规格化、系列化的标准设备,用户可根据工程需要进行组合安装。

工艺的不足
1、投资大:膜组件的造价高,导致工程的投资比常规处理方法增加约30%~50%。
2、能耗高:首先 MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力,其次是 MBR 池中 MLSS 浓度非常高,要保持足够的传氧速率,必须加大曝气强度,还有为了加大膜通量、减轻膜污染,必须增大流速,冲刷膜表面,造成 MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高。
3、膜容易污染需要定期清洗:给操作管理带来不便,同时需要消耗部分化学药剂。
4、受到膜材料的限制:由于材料技术的原因,目前膜的寿命还比较短,膜组件一般使用寿命在5年左右,到期需更换,导致运行成本进一步增加。

二、升流式厌氧污泥床反应器(UASB)
UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部,污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环,这对于颗粒污泥的形成和维持有利。在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上,附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部,引起附着气泡的污泥絮体脱气。气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面,附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区,否则将引起沉淀区的絮动,会阻碍颗粒沉淀。包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加,因此上升流速在接近排放点降低。由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力,其将滑回反应区,这部分污泥又将与进水有机物发生反应。

UASB反应器包括以下几个部分:进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。
在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器,这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果,三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气,特别是在高负荷的情况下,在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室,另外挡板还有利于减少反应室内高产气量所造成的液体絮动。反应器的设计应该是只要污泥层没有膨胀到沉淀器,污泥颗粒或絮状污泥就能滑回到反应室(应该认识到有时污泥层膨胀到沉淀器中不是一件坏事。相反,存在于沉淀器内的膨胀的泥层将网捕分散的污泥颗粒/絮体,同时它还对可生物降解的溶解性COD起到一定的去除作用)。只一方面,存在一定可供污泥层膨胀的自由空间,以防止重的污泥在暂时性的有机或水力负荷冲击下流失是很重要的。水力和有机(产气率)负荷率两者都会影响到污泥层以及污泥床的膨胀。UASB系统原理是在形成沉降性能良好的污泥凝絮体的基础上,并结合在反应器内设置污泥沉淀系统使气、液、固三相得到分离。形成和保持沉淀性能良好的污泥(其可以是絮状污泥或颗粒型污泥)是UASB系统良好运行的根本点。

三、内循环厌氧反应器(IC)
IC(internal circulation)反应器是新一代高效厌氧反应器,即内循环厌氧反应器,相似由2层UASB反应器串联而成。其由上下两个反应室组成。废水在反应器中自下而上流动,污染物被细菌吸附并降解,净化过的水从反应器上部流出。
内循环厌氧反应器相似由UASB反应器串联而成。按功能划分,反应器由下而上共分为一厌氧区、第二厌氧区、沉淀区和气水分离区。

混合区:反应器底部进水、颗粒污泥和气液分离区回流的泥水混合物有效地在此区混合。
第一厌氧区:混合区形成的泥水混合物进入该区,在高浓度污泥作用下,大部分有机物转化为沼气。混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态,加强了泥水表面接触,污泥由此而保持着高的活性。随着沼气产量的增多,一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。
气液分离区:被提升的混合物中的沼气在此与泥水分离并导出处理系统,泥水混合物则沿着回流管返回到最下端的混合区,与反应器底部的污泥和进水充分混合,实现了混合液的内部循环。
第二厌氧区:经第二厌氧区处理后的废水,除一部分被沼气提升外,其余的都通过三相分离器进入第二厌氧区。该区污泥浓度较低,且废水中大部分有机物已在第一厌氧区被降解,因此沼气产生量较少。沼气通过沼气管导入气液分离区,对第二厌氧区的扰动很小,这为污泥的停留提供了有利条件。
沉淀区:第二厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离,上清液由出水管排走,沉淀的颗粒污泥返回第二厌氧区污泥床。
从IC反应器工作原理中可见,反应器通过2层三相分离器来实现SRT>HRT,获得高污泥浓度;通过大量沼气和内循环的剧烈扰动,使泥水充分接触,获得良好的传质效果。
二、IC优点
IC反应器的构造及其工作原理决定了其在控制厌氧处理影响因素方面比其它反应器更具有优势。
1、容积负荷高:IC反应器内污泥浓度高,微生物量大,且存在内循环,传质效果好,进水有机负荷可超过普通厌氧反应器的3倍以上。
2、节省投资和占地面积:IC 反应器容积负荷率高出普通UASB反应器3倍左右,其体积相当于普通反应器的1/4~1/3 左右,大大降低了反应器的基建投资;而且IC反应器高径比很大(一般为4~8),所以占地面积少。
3、抗冲击负荷能力强:处理低浓度废水(COD=2000~3000mg/L)时,反应器内循环流量可达进水量的2~3 倍;处理高浓度废水(COD=10000~15000mg/L)时,内循环流量可达进水量的10~20倍。大量的循环水和进水充分混合,使原水中的有害物质得到充分稀释,大大降低了毒物对厌氧消化过程的影响。
4、抗低温能力强:温度对厌氧消化的影响主要是对消化速率的影响。IC反应器由于含有大量的微生物,温度对厌氧消化的影响变得不再显著和严重。通常IC反应器厌氧消化可在常温条件(20~25 ℃)下进行,这样减少了消化保温的困难,节省了能量。
5、具有缓冲pH值的能力:内循环流量相当于第二厌氧区的出水回流,可利用COD转化的碱度,对pH值起缓冲作用,使反应器内pH值保持最佳状态,同时还可减少进水的投碱量。
6、内部自动循环,不必外加动力:普通厌氧反应器的回流是通过外部加压实现的,而IC 反应器以自身产生的沼气作为提升的动力来实现混合液内循环,不必设泵强制循环,节省了动力消耗。
7、出水稳定性好:利用二级UASB串联分级厌氧处理,可以补偿厌氧过程中K s高产生的不利影响。Van Lier在1994年证明,反应器分级会降低出水VFA浓度,延长生物停留时间,使反应进行稳定。
8、启动周期短:IC反应器内污泥活性高,生物增殖快,为反应器快速启动提供有利条件。IC反应器启动周期一般为1~2个月,而普通UASB启动周期长达4~6个月。
9、沼气利用价值高:反应器产生的生物气纯度高,CH4为70%~80%,CO2为20%~30%,其它有机物为1%~5%,可作为燃料加以利用。

IC适用范围

IC厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器,为第三代厌氧反应器的代表类型(UASB为第二代厌氧反应器的代表类型),与第二代厌氧反应器相比,它具有占地少、有机负荷高、抗冲击能力更强,性能更稳定、操作管理更简单。当COD为10000~15000mg/L时的高浓度有机废水;第二代UASB反应器一般容积负荷为5~8kgCOD/m3;第三代IC厌氧反应器容积负荷率可达15~30kgCOD/m3。IC厌氧反应器适用于有机高浓度废水,如玉米淀粉废水、柠檬酸废水、啤酒废水、土豆加工废水、酒精废水。

IC 反应器当前在造纸行业应用较多的是用各类废纸作原料的造纸企业,处理的目的包括实现一般的达标排放,通过治理后的废水回用,从而达到节水和治污的双重目的。




吴水兵 发表于 2017-8-18 16:05:37 | 显示全部楼层
学习一下,受教了
 楼主| 扬州一怪姚大鹏 发表于 2017-8-18 16:06:55 | 显示全部楼层
吴水兵 发表于 2017-8-18 16:05
学习一下,受教了

楼主客气了
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