淺議再生水的處理工藝

1 臭氧在再生水處理工藝中的應用
在飲用水的凈化處理領(lǐng)域,人們最早 研究并使用了臭氧技術(shù),而如今,它已經(jīng)被 廣泛應用在再生水的處理中,而且實(shí)踐表 明處理效果良好。
臭氧再生水工藝流程可簡(jiǎn)化為：待處 理水→混凝→臭氧脫色→進(jìn)入機械加速澄 清池→進(jìn)入V型過(guò)濾池→紫外線(xiàn)消毒→出 水。
臭氧再生水處理工藝和其他再生水處 理方法相比具有很多優(yōu)點(diǎn),設備流水線(xiàn)占 地面積小,降解速度比較快,自動(dòng)化程度較 高,沒(méi)有二次污染,不會(huì )產(chǎn)生大量的污泥或 浮渣,特別對于生物難降解的物質(zhì)的處理 效果尤為明顯,此外這種再生水處理方法 還具有防垢,脫色,殺菌等作用。
臭氧處理能夠明顯去除水的臭味,色 度以及UV吸收物。通常情況,水中的鐵, 錳,懸浮膠體,顆粒物以及溶解性有機物使 得待處理的水源產(chǎn)生顏色。富里酸和腐殖 酸是導致水帶色的有機物的代表。有機物 中不飽和的官能團和臭氧發(fā)生化學(xué)反應, 分子中的不飽和雙鍵被破壞掉,從而完成 脫色處理。在再生水處理過(guò)程中,臭氧還會(huì ) 產(chǎn)生微絮凝效應,這種現象能夠幫助懸浮 顆粒物和有機膠體的混凝,然后通過(guò)將顆 粒物過(guò)濾出來(lái)除掉導致產(chǎn)生色的物質(zhì)。臭 氧氧化主要是靠羥基(-OH)來(lái)除掉導致臭 味的物質(zhì)。因為在整個(gè)臭氧氧化的化學(xué)反 應過(guò)程中,該反應的生成物也是有機物,有 機大分子上的不飽和化學(xué)鍵被打破后生成 轉變成新的飽和鍵,這種反應能夠顯著(zhù)改 變有機物對紫外光的吸收性能,能夠使 UV254值得到明顯的降低,有利于以后的 工藝流程。
臭氧氧化再生水處理技術(shù)有顯著(zhù)的殺 毒效果,能夠有效去除廢水中的病原菌。不 僅殺菌效率很高,而且不會(huì )受到溫度或PH 值的影響。和氯相比,臭氧清除芽孢和殺菌 的作用更快,效果更好。
實(shí)踐表明,在整個(gè)再生術(shù)處理工藝中, 臭氧能夠明顯對水質(zhì)除臭脫色,該工藝去 除率最高能夠達到35%,但是對最后排出水 的渾濁度改善不夠明顯,在一定程度上,可 能還會(huì )加劇水質(zhì)的渾濁度,這可能是在臭 氧的氧化反應過(guò)程中,原本可溶性的物質(zhì) 轉變成了不可溶的物質(zhì),在加上臭氧的微 絮凝效應,使得水質(zhì)的純凈度不升反降。
2 MBR再生水處理工藝
MBR(Membrane Bio-Reactor),是由生 物處理單元和模分離單元相結合的一種新 型再生術(shù)處理工藝。
膜分離組件和生物反應器共同組成膜 生物反應器。在實(shí)際工程中,膜生物反應器 包括曝氣膜生物反應器,萃取膜生物反應 器以及固液分離型膜生物反應器。
MBR再生水工藝流程可簡(jiǎn)化為：待處 理水→曝氣沉砂池→MBR→臭氧脫色→二 氧化氯消毒→出水。MBR再生水處理技術(shù) 生產(chǎn)的水質(zhì)質(zhì)量高而且穩定。分離膜的分 離作用相當明顯,效果不是普通的沉淀池 可以相比的。經(jīng)過(guò)處理的水渾濁度很低,懸 浮物接近于零,水中的細菌和病毒的含量 也明顯降低,膜分離技術(shù)使得水中的微生 物留在生物反應器內里面,這樣系統內的 微生物濃度能夠一直被維持在一個(gè)較高的 值,在提高反應裝置的處理效率的同時(shí),也 大大提高了出水的質(zhì)量。反應裝置受工作 載荷的影響較小,能夠穩定輸出優(yōu)質(zhì)的出 水。該再生水處理工藝理論上可以實(shí)現零 污泥排放,但在實(shí)際生產(chǎn)中式不可能實(shí)現 的,但此方法已經(jīng)可以大大降低了污泥的 處理成本。整個(gè)設備占地面積很小,對工作 環(huán)境沒(méi)有特殊要求,反應器內高濃度的生 物量能夠大大提高裝置的工作負荷。并且 整套裝置的結構比較緊湊,工藝流程比較 簡(jiǎn)單,便于操作和管理。
同樣膜生物反應器也存在許多缺陷等 待改進(jìn)。最重要的一點(diǎn)就是生產(chǎn)設備成本 較高,尤其是膜的造價(jià)比較高。在再生水處 理過(guò)程中容易出現膜污染問(wèn)題,會(huì )嚴重影 響裝置的正常運行以及設備的維護管理。 整套裝置要在較高的有氧環(huán)境中運行,所 以需要較高的曝氣強度,其次為了降低膜 污染發(fā)生的可能性,需要增大流速,加大膜 的通過(guò)量,以有效地對膜進(jìn)行沖刷,這些條 件都需要較高的能耗方能實(shí)現。
3 多孔型懸浮生物陶粒的應用
此工藝最大的特點(diǎn)就是環(huán)保。曝氣生 物濾池的濾料選擇多孔型懸浮生物陶粒, 這是一種以?xún)r(jià)格低廉,相當易得的工業(yè)廢 渣為原料的新型環(huán)保產(chǎn)品,顆粒直徑通常 在3～8mm。
該再生水處理工藝流程大致為：待處 理水→水解酸化池→接觸氧化池→二沉池 →濾池→消毒→出水。
多孔型懸浮生物陶粒具有比重小,不 易生物降解,穩定性較高,生物親和性好, 孔隙率高,比表面積大,微粒表面粗糙等等 諸多優(yōu)點(diǎn),這能夠使微生物良好的存活和 繁殖,在保證了較高的微生物濃度的同時(shí) 又有助于在微生物新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的 廢物以及所需的營(yíng)養物質(zhì)和所需氧氣傳 質(zhì),是作為曝氣生物濾池比較理想的載體。
在具體操作過(guò)程中,若濾料選擇多孔 型懸浮生物陶粒,相比以前其他一些過(guò)濾 載體,濾層高度要相應降低,并且不需要設 置承托層,這樣便省去了這部分的資金投 入,還節省了濾料的開(kāi)支,使得總的生產(chǎn)成 本降低。 在和傳統的過(guò)濾池相比,多孔型懸浮 生物陶粒濾池出水效果好,沖洗強度小,時(shí) 間短。并且多孔型懸浮生物陶粒粘性較小, 不會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移出現越來(lái)越嚴重的接 團現象,微粒之間的空隙不會(huì )受到太大的 影響,裝置能夠持續且穩定的運行,在再生 水處理工藝中擁有廣闊的應用空間以及推 廣前景。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 化學(xué)混凝的應用
這種方法的主要思路就是將曝氣生物 濾池和化學(xué)混凝相結合,形成一個(gè)一體化 的體系,通過(guò)生物膜的生物過(guò)濾和混凝過(guò) 濾雙重作用,對再生水進(jìn)行深度處理,以達 到凈化的目的�；瘜W(xué)混凝在再生水處理工 藝中的應用既降低了膜過(guò)濾技術(shù)的成本, 又有效的解決了傳統工藝中生物膜污染和 濾床堵塞等問(wèn)題,過(guò)濾效果比較理想,且出 水水質(zhì)穩定,整套設備不需要像傳統工藝 中那樣的單獨的過(guò)濾沉淀池,能夠形成生 物降解,過(guò)濾,沉淀以及混凝一體化體系。
實(shí)際生產(chǎn)中整個(gè)系統運行一段時(shí)間后 需要對過(guò)濾池進(jìn)行反沖洗,以確保出水質(zhì) 量和穩定性。通常情況下,操作人員需要對 水頭的損失和出水的質(zhì)量進(jìn)行檢測,以確 定過(guò)濾池反沖洗的條件。反沖洗時(shí)氣從柱 的底部流入,水從柱底部流入,由于濾料時(shí) 懸浮顆粒,反洗其在在底部與高速進(jìn)入柱 內的反洗水形成湍流,老化的生物膜在水 的剪力的作用下被沖刷下來(lái)。
化學(xué)混凝劑主要被用來(lái)除去水中的致 色物質(zhì),膠體和微粒等,而曝氣生物過(guò)濾池 通過(guò)生物過(guò)濾作用和生物降解作用進(jìn)一步 對再生水進(jìn)行進(jìn)化處理,曝氣生物過(guò)濾池 具有出水水質(zhì)高而穩定,不會(huì )產(chǎn)生污泥膨 脹,投資小,占地面積少,有機負荷高等優(yōu) 點(diǎn)。
參考文獻
[1] 孟雪征,曹相生,張杰.曝氣生物濾池的 研究進(jìn)展[J ].中國給水排水,2002,18 ( 8 ) ： 2 6 - 2 9 .
[2] 張廣群,李冰,王新澤,王寶貞.優(yōu)質(zhì)飲 用水的消毒方法[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué) 報,2002,34(4) ：478-482.
[3] 胡勇有,劉渙彬,王立立.填料層高度對 曝氣生物濾池工作性能的影響[J].中國 沼氣,2002,20(4) ：11-16.