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废水处理方法与原理简介.doc
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废水处理方法与原理简介
一、 物理法
物理法的的去除对象是水中不溶性的悬浮物质.使用的处理
设备和方法主要有格栅、筛网、沉淀<沉砂>、过滤、微滤、气浮、离心<旋流>分
离等.
1. 格栅<筛网>
它是由一组平行排列的金属栅条制成的框架,斜置成 60。~70。
于废水流经的渠道内,当废水流过时,呈块状的污染物质即被栅条截留而从废水
中去除,它是一种对后续处理构筑物或废水提升泵站有保护作用的设备,筛网截
留亦属于这一性质的设备。
2.沉淀〔沉砂
借助废水悬浮固体本身的重力作用使其与废水相分离的方法。
这种工艺分离效里好、简单易行、应用广泛,往往在处理废水过程中多次使用,是
一种十分重要的处理构筑物。沉淀池主要用于去除废水中大量的呈颗粒状的悬浮
固体,沉砂池则主要去除废水密度较大的固体颗粒。
3.气浮
气浮是设法在废水澡通入大量密集的微细气泡,使其与细的
悬浮物相互粘附,形成整体密度小于水的浮体,从而依靠浮力上升至水面,以完成
固、液分离的处理方法。气浮按气泡的来源可分为压力溶气气浮、电解凝聚气浮、
微孔布气气浮三大类。
4.过滤
过滤是使废水通过具有孔隙的粒状滤层,从而截留废水的悬浮
物,使废水得到澄清的处理工艺。
5.离心〔旋流分离
使含有悬浮固体或浮化油的废水在设备中高速旋转,由于悬浮
固体和废水的质量不同,受到的离心力也不同,质量大原悬浮固体被抛 到废水外
侧,这样就可使悬浮固体和废水分别通过各自出口排出设备之外,从而使废水得
以净化。
二、 化学法
化学法的去除对象是废水中的胶体物质和溶解性物质.
1. 中和处理
用化学方法消除废水中过量的酸或碱,使其 pH 值达到中性左
右的过程称为中和。处理含酸废水以无机碱为中和剂,处理碱性废水以无机酸作
中和剂。中和处理应考虑以"以废治废"原则,亦可采用药剂中和处理、中和处
理可以连续进行,也可以间歇进行。
2. 混凝处理法
混凝法是向废水中投加一定量的药剂,经过脱稳、架桥等反应
过程,使废水呈胶体状态的污染物质形成絮凝体,再经过沉淀或气浮,使法染物从
废水中分离出来.通过混凝能够降低废水的浊度、色度,去除高分子物质、呈胶体
的机污染物、某些重金属毒物〔汞、镉和放射性物质等,也可去除磷等可溶性有
机物,应用十分广泛。它可以作为独立处理法,也可以和其他处理法配合,作为预
处理、中间处理、甚至可以作为深度处理工艺。
3.化学沉淀法
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向废水中投加某种化学物质,使它和废水中的某些溶解物质
产生反应,生成难溶物沉淀下来。它一般用以处理含重金属离子的工业废水。根
据所投加的沉淀剂,化学沉淀法又可分为氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐
沉淀法等。
4.氧化还原法
利用溶解于废水中的有毒、有害物质在氧化还原反应中能被
氧化或还原的性质,把它转化为无毒无害的新物质或转化成气体或固体化而从废
水中分离出来。在废水处理中使用的氧化剂有空气中的氧、纯氧、臭氧、氯气、
次氯酸钠、三氯化铁等,使用的还原剂有铁、锌、锡、锰、亚硫酸氢钠、焦亚硫
酸盐等。
5.吸附法
用多孔性固体吸附剂处理废水,使其中的污染物质被吸着于固
体表面而分离的方法。吸附可分为物理吸附、化学吸附和生物吸附等。物理吸附
剂和吸附质之间在分子间力作用下产生的。不产生化学变化。而化学吸附则是吸
附剂和吸附质之间发生化学反应,生成化学键引起的吸附,因此化学吸附选择性
较强。另外,在生物作用下也可以产生物吸附。在废水处理中常用的吸附剂有活
性炭、磺化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。
6.离子交换法
离子交换法在废水处理口中应用较广,主要用于去除废水中
的金属离子,其它质是不是溶性离子化合物〔离子交换剂上的可交换离子与废水
中的其他同性离子的交换反应,是一种特殊的吸附过程。使用的离子交换剂可分
为无机离子交换剂〔天然沸石和合成沸石、有机离子交换树脂〔强酸阳离子树脂、
弱酸阳离子树脂、强碱阴离子树脂、螯合树脂等。采用离子交换法处理废水时,
必须考虑树脂的选择性,树脂对各种离子的交换能力是不同的,这主要取决于各
种离子该种树脂亲合力的大小,又称选择性的大小,另外还要考虑到树脂的再生
方法等。
7.膜分离法
渗析、电渗析、超滤、反渗透等技术都是通过一种特殊的半
渗透膜来分离废水中离子和分子的技术,统称为膜分离法。电渗析法、反渗透法
主要用于废水的脱盐、回收某些金属离子等,反渗透与超滤均属于膜分离法,但其
本质又有所不同,反渗透作用主要是膜表面化学本性所起的作用,它分离的物质
粒径小,除盐率高,所需工作压力大,超滤所用材质和反渗透可以相同,但超滤是
筛滤作用,分离物质粒径大,透水率高,除盐率低,工作压力小。
8.萃取法
利用废水澡的污染物在水呼萃取剂中溶解度的不同来分离污染
物理学方法称为萃取法。萃取法一般有三步:一是把萃取剂加入废水澡,使废水
中的污染物转移到萃取剂中,二是把萃取剂和废水分开,使废水得到净化,三是把
污染物与萃取剂分开,使萃取剂循环回用。
三.生物法
在自然界,存活着巨额数量的以有机物为营养物质的微生物,
它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的楞功能。废水的生物处理法就是
采取一定的人工措施,创造有利于微生物生长、繁殖的环境,使微生物大量增殖,
以提高微生物氧化、分解有机物能力有一种技术。生物处理法主要用于去除废水
中呈溶解状态度和胶体状态的有机污染物。
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根据作用微生物的类型,生物处理法可分为好氧处理法厌氧处理法两大类.前者
处理效率高.效果,使用广泛,是生物处理法的主要方法.另外也可根据微生物在
废水中是处于悬浮状态还是附着在某种填料上来分.,可分为活性污染泥法和生
物膜法.
1. 活性污泥法
是当前应用最为广泛的一种生物处理技术。活性污泥是一种由无数
细菌和其他微生物组成的絮凝体,其表面有一多糖类粘质层。活性污泥法就是利
用这种活性污泥的吸附、氧化作用,去除废水澡的有机污染物。
2.生物膜法
废水连续流经固体填料〔碎石、塑料填料等,在填料上就会生
成污泥状的生物膜,生物膜中繁殖着大量的微生物,起到与活性污泥同样的净化
废水的作用.
生物膜法有多种处理构筑物,如生物滤池、生物转盘、生物接
触氧化床和生物流化床等。
3.自然生物处理法
利用在自然条件下生长、繁殖的微生物〔不加以人工强化或
略加强化处理废水的技术。其主要特征是工艺简单,建设与运行费用都较低,但受
自然条件的制约。主要的处理技术是稳定塘和土地处理法。
稳定塘是利用塘水中自然繁育的微生物〔好氧、兼氧及厌氧,在其自身的代谢作
用下氧化分解废水中的有机物,稳定塘中的氧由塘中生长的藻类光合作用和塘面
与大气相接触的复氧作用提供,在稳定塘内废水停留时间长,它对废水的净化过
程和自然水体净化过程相近.稳定可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘等。
包括废水灌溉在内的土地处理也是一种生物处理法。废水向农作物提供水分和肥
分,废水中非溶解性杂质为表层土壤过滤截留,并逐渐为微生物分解利用.近十几
年来在利用土地处理废水方面有了较大的发展。
4. 氧生物处理法
厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降
解有机污染物的处理技术。有机污泥、某些高浓度有机污染物理的工业废水,如
屠宰场、酒精厂废水等适宜于用厌氧生物处理法处理。用于厌氧处理的构筑物最
普通的是消化池,最近一、二十年来这个领域有很大发展,开创了一系列新型、高
效的厌氧处理构筑物,如厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧转盘、挡板式厌氧
反应器以及复合厌氧反应器等。
啤酒废水处理方法比较
摘要:随着改革开放的发展,90 年代初完整的厌氧技术也在国内啤酒、饮料行业
得到应用。这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外,沼气通过自动化系统得
到燃烧,这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要保证,这也是国内外开
发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。厌氧技术的引进与应用能耗节约 70%
以上。
关键词:啤酒废水 SBR 法 好氧接触 新型接触 生物接触 UASB+SBR 法
相关站中站: SBR〔序列间歇式活性污泥法工艺技术设备
一、前言:
啤酒废水主要来自麦芽车间〔浸麦废水,糖化车间〔糖化,过滤洗涤废水,发
酵车间〔发酵罐洗涤,过滤洗涤废水,灌装车间〔洗瓶,灭菌废水及瓶子破碎流出
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的啤酒以及生产用冷却废水等。
啤酒工业废水主要含糖类,醇类等有机物,有机物浓度较高,虽然无毒,但易
于腐败,排入水体要消耗大量的溶解氧,对水体环境造成严重危害。啤酒废水的水
质和水量在不同季节有一定差别,处于高峰流量时的啤酒废水,有机物含量也处
于高峰。国内啤酒厂废水中:CODcr 含量为:1000~2500mg/L,BOD5 含量为:
600~1500 mg/L,该废水具有较高的生物可降解性,且含有一定量的凯氏氮和磷。
啤酒废水按有机物含量可分为 3 类:①清洁废水如冷冻机冷却水,麦汁冷却
水等。这类废水基本上未受污染。②清洗废水如漂洗酵母水、洗瓶水、生产装置
清洗水等,这类废水受到不同程度污染。③含渣废水如麦糟液、冷热凝固物。剩
余酵母等,这类废水含有大量有机悬浮性固体。
二、啤酒废水处理方法:
鉴于啤酒废水自身的特性,啤酒废水不能直接排入水体,据统计,啤酒厂工业
废水如不经处理,每生产 100 吨啤酒所排放出的 BOD 值相当于 14000 人生活污水
的 BOD 值,悬浮固体 SS 值相当于 8000 人生活污水的 SS,其污染程度是相当严重
的,所以要对啤酒废水进行一定的处理。
目 前 常 根 据 BOD5/CODcr 比 值 来 判 断 废 水 的 可 生 化 性 , 即 : 当
BOD5/CODcr>0.3 时 易 生 化 处 理 , 当 BOD5/CODcr>0.25 时 可 生 化 处 理 , 当
BOD5/CODcr<0.25 难生化处理,而啤酒废水的 BOD5/CODcr 的比值>0.3 所以,处理
啤酒废水的方法多是采用好氧生物处理,也可先采用厌氧处理,降低污染负荷,再
用好氧生物处理。目前国内的啤酒厂工业废水的污水处理工艺,都是以生物化学
方法为中心的处理系统。80 年代中前期,多数处理系统以好氧生化处理为主。由
于受场地、气温、初次投资限制,除少数采用塔式生物滤池,生物转盘靠自然充氧
外,多数采用机械曝气充氧,其电耗高及运行费用高制约了污水处理工程的发展
和限制了已有工程的正常使用或运行。
随着人们对于节能价值和意义的认识不断变化与提高,开发节能工艺与产品
引起了国内环保界的重视。1988 年 XX 啤酒厂国内首次将厌氧酸化技术成功的引
用到啤酒厂工业废水处理工程中,节能效果明显,约节能 30~50%,而且使整个工
艺达标排放更加容易和可靠。随着改革开放的发展,90 年代初完整的厌氧技术也
在国内啤酒、饮料行业得到应用。这里所说完整的意义在于除厌氧生化技术外,
沼气通过自动化系统得到燃烧,这是厌氧系统安全运行和不产生二次污染的重要
保证,这也是国内外开发厌氧技术和设备应充分引起重视的问题。厌氧技术的引
进与应用能耗节约 70%以上。
下面主要介绍一下处理啤酒废水常用的几种方法:
〔一、酸化—SBR 法处理啤酒废水:其主要处理设备是酸化柱和 SBR 反应器。这
种方法在处理啤酒废水时,在厌氧反应中,放弃反应时间长、控制条件要求高的甲
烷发酵阶段,将反应控制在酸化阶段,这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点:
〔1 由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速,故水解池体积小;
〔2 不需要收集产生的沼气,简化了构造,降低了造价,便于维护,易于放大;
〔3 对于污泥的降解功能完全和消化池一样,产生的剩余污泥量少。同时,经水解
反应后溶解性 COD 比例大幅度增加,有利于微生物对基质的摄取,在微生物的代
谢过程中减少了一个重要环节,这将加速有机物的降解,为后续生物处理创造更
为有利的条件。
〔4 酸化—SBR 法处理高浓度啤酒废水效果比较理想,去除率均在 94%以上,最高
达 99%以上。
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要想使此方法在处理啤酒废水达到理想的效果时运行环境要达到下列要求:
〔1 酸化—SBR 法处理中高浓度啤酒废水,酸化至关重要,它具有两个方面的作用,
其一是对废水的有机成分进行改性,提高废水的可生化性;其二是对有机物中易
降解的污染物有不可忽视的去除作用。酸化效果的好坏直接影响 SBR 反应器的处
理效果,有机物去 除主要集中在 SBR 反应器中。
〔2 酸化—SBR 法处理啤酒废水受进水碱度和反应温度的影响,最佳温度是 24℃,
最佳碱度范围是 500~750mg/L。视原水水质情况,如碱度不足,采取预调碱度方
法进行本工艺处理;若温度差别不大,运行参数可不做调整,若温度差别较大,视
具体情况而定。
〔二、UASB—好氧接触氧化工艺处理啤酒废水:此处理工艺中主要处理设备是上
流式厌氧污泥床和好氧接触氧化池,处理主要过程为:废水经过转鼓过滤机,转鼓
过滤机对 SS 的 去除率达 10%以上,随着麦壳类有机物的去除,废水中的有机物浓
度也有所降低。调节池既有调节水质、水量的作用,还由于废水在池中的停留时
间较长而有沉淀和厌氧发酵作用。由于增加了厌氧处理单元,该工艺的处理效果
非常好。上流式厌氧污泥床能耗低、运行稳定、出水水质好,有效地降低了好氧
生化单元的处理负荷和运行能耗<因为好氧处理单元的能耗直接和处理负荷成正
比>。好氧处理<包括好氧生物接触氧化池和斜板沉淀池>对废水中 SS 和 COD 均有
较高的去除率,这是因为废水经过厌氧处理后仍含有许多易生物降解的有机物。
该工艺处理效果好、操作简单、稳定性高。上流式厌氧污泥床和好氧接触氧
化池相串联的啤酒废水处理工艺具有处理效率高、运行稳定 、能耗低、容易调
试和易于每年的重新启动等特点。只要投加占厌氧池体积 1/3 的厌氧污泥菌种,
就能够保证污泥菌种的平稳增长,经过 3 个月的调试 UASB 即可达到满负荷运行。
整个工艺对 COD 的去除率达 96.6%,对悬浮物的去除率达 97.3%~98%,该工艺非
常适合在啤酒废水处理中推广应用。
〔三、新型接触氧化法处理啤酒废水:此方法处理过程为:废水首先通过微滤机
去除大部分悬浮物,出水进入调节池,然后中提升泵打入 VTBR 反应器中进行生化
处理,通过风机强制供风使废水与填料接触,维持生化反应的需氧量,VTBR 反应
器出水进入沉淀器,去除一部分脱落的生物膜以减轻气浮设备的处理负荷,之后
流人气浮设备去除剩余的生物膜,污泥及浮渣送往污泥池浓缩后脱水。
该处理工艺有以下主要特点:①VTBR 反应器由废旧酒精罐改造而成,节省了投资。
与钢筋混凝土结构相比,具有一次性投资低,运行稳定,处理效果好等特点。
②冬季运行时,在 VTBR 反应器外部加了一层保温材料,使罐中始终保持较高的温
度,提高了生物的活性。
③因 VTBR 反应器高达 10m 左右, 水深大, 所选用风机为高压风机, 风压为
98kPa,N=75kw,耗电量大。
〔四、生物接触氧化法处理啤酒废水:该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的
预处理,水解酸化菌通过新陈代谢将水中的固体物质水解为溶解性物质,将大分
子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能去除部分有机污染物,而且提高
了废水的可生化性,有益于后续的好氧生物接触氧化处理。
该工艺在处理方法、工艺组合及参数选择上是比较合理的,充分利用各工序
的优势将污染物质转化、去除。然而,如果由于某些构筑物的构造设计考虑不周
会影响运行效果,致使出水水质不理想,使生物接触氧化池的出水<静沉 30 min
的澄清液>COD 为 500~600 mg/L,经混凝气浮处理后出水 COD 仍高达 300 mg/L,
远高于排放要求<150 mg/L>。
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