南京sbr廢水處理設(shè)備 專業(yè)快速

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　　焦化廢水是在煉焦荒煤氣化產(chǎn)回收流程中產(chǎn)生的含多種酚類、多環(huán)芳香族、含氮雜環(huán)化合物及脂肪族化合物的廢水，所含污染物濃度大、成分復(fù)雜，是典型的有毒有害、難降解工業(yè)廢水?，F(xiàn)有處理技術(shù)主要采用生物凈化脫氮和混凝沉淀等深度處理集成工藝，由于焦化廢水難降解和有生物毒性的特點(diǎn)，直接用生物處理污染物負(fù)荷高，處理效率低，甚至需要在生物段添加大量的稀釋水才能滿足生物處理負(fù)荷要求，造成大量新水浪費(fèi)和噸焦耗新水指標(biāo)超標(biāo)。如何提高其預(yù)處理效果，大幅度提高廢水的可生化性，減少稀釋水的用量，是目前焦化廢水關(guān)注的重點(diǎn)。

　　微電解和Fenton氧化技術(shù)可有效分解廢水中的大分子、難降解的有機(jī)污染物，提高廢水的可生化性，廣泛應(yīng)用于制藥、造紙、農(nóng)藥廢水等多種難降解工業(yè)廢水的預(yù)處理。筆者以微電解技術(shù)為核心，耦合Fenton氧化-絮凝沉淀工藝對焦化廢水進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)處理實(shí)驗(yàn)，研究了其對焦化廢水污染物去除效果和對可生化性的影響，為其在焦化廢水預(yù)處理中的應(yīng)用提供參考。

　　1、實(shí)驗(yàn)材料與方法

　　1.1 廢水來源以及水質(zhì)

　　本實(shí)驗(yàn)使用的廢水來自于某焦化廠經(jīng)氣浮除去油和懸浮物后的焦化廢水，其COD為2000~3500mg/L，BOD5為600~800mg/L，B/C為0.2~0.29，氨氮為25~100mg/L，揮發(fā)酚為300~500mg/L，pH為8.5~9.5。

　　1.2 微電解填料

　　微電解填料是由山東某填料廠家提供的多元催化氧化填料，由多元金屬合金融合催化劑經(jīng)高溫微孔活化生產(chǎn)而成，其鐵碳比約為5∶1，粒徑1~3cm，填充空隙率65%，密度約1g/cm3，比表面積1.2m2/g。

　　1.3 檢測方法

　　COD，重鉻酸鉀法;BOD5，稀釋接種法;氨氮，納氏試劑分光光度法;揮發(fā)酚，4-氨基分光光度法;Fe2+，鄰菲啰啉分光光度法。

　　1.4 實(shí)驗(yàn)方法

　　微電解反應(yīng)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)：研究微電解在進(jìn)水pH下(pH=3)的停留時間對焦化廢水的污染物去除效果的影響，同時研究微電解過程中體系pH和Fe2+濃度的變化。

　　微電解-Fenton氧化-絮凝沉淀連續(xù)動態(tài)實(shí)驗(yàn)：通過微電解小試實(shí)驗(yàn)和查詢文獻(xiàn)確定Fenton氧化和絮凝沉淀的反應(yīng)條件，通過動態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不額外投加Fe2+的情況下對污染物的處理效果。

　　反應(yīng)過程多出現(xiàn)于反應(yīng)器內(nèi)，可根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)把它分為兩類，一類是均相，另一類是非均相。前者突出的特征是，從反應(yīng)器內(nèi)選擇一個尺度，該尺度的單元小于整體的單元，且反應(yīng)結(jié)束后，不會在微員內(nèi)發(fā)現(xiàn)物體反應(yīng)前后較大的差異，保持分子尺度的均勻，所以，均相反應(yīng)發(fā)生后，不會因?yàn)槲⒃牟町愊蛲鈧鬟f熱量，其熱量只來源于物質(zhì)經(jīng)過宏觀運(yùn)動后產(chǎn)生的熱量。后者是在多相間發(fā)生反應(yīng)，比如兩個或兩個以上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，它具體特征的體現(xiàn)是，從反應(yīng)器中提取任意一個尺度后，雖然該尺度小于反應(yīng)器，但它的內(nèi)部仍有大量的微元體，每個微元體有各自的組分、溫度，且各不相同，因此，該反應(yīng)發(fā)生后，物體的宏觀運(yùn)動和微元尺度都可以向外傳遞熱量。

　　1.2 傳質(zhì)擴(kuò)散的類型

　　基于上述反應(yīng)類型的描述，以及不同反應(yīng)因素的考量，可以把擴(kuò)散的類型分為以下幾種，分別是分子擴(kuò)散、熱擴(kuò)散、壓力擴(kuò)散、強(qiáng)制對流擴(kuò)散、自然對流擴(kuò)散、相際傳質(zhì)等。其中，前三種擴(kuò)散類型中，分子擴(kuò)散是隨著廢水中污染物濃度的增加產(chǎn)生的擴(kuò)散，是較為典型的擴(kuò)散方式之一。隨著傳質(zhì)的進(jìn)行隨即發(fā)生后三種的擴(kuò)散方式，其具體取決于流體的運(yùn)動，所有流體流動的方式中，湍流會對傳質(zhì)造成較大的影響。另強(qiáng)制對流流型的形成，是受到外力的影響，并在外力的作用下產(chǎn)生，其外力主要來源于風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等，而自然對流擴(kuò)散是隨著流體浮力變化而形成，在不同重力的作用下，形成溫度變化的差異，而流體也會受其影響，形成密度差，在此基礎(chǔ)上形成浮力效應(yīng)。最后，相際傳質(zhì)是物質(zhì)在相交界面的傳遞，出現(xiàn)這一傳遞方式的原因是相間不平衡。

　　2、高效水解酸化廢水處理技術(shù)功效與機(jī)理

　　采用高效水解酸化技術(shù)處理廢水時，需使用相應(yīng)的裝置完成全部的處理過程。該裝置包含有高位水箱、溫度儀、反應(yīng)器等，其中，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)是相對獨(dú)立的，當(dāng)廢水進(jìn)入并從裝置流出，會因?yàn)樵诙鄠€板之間的流動，很容易形成湍流，進(jìn)行物質(zhì)的擴(kuò)散?；诖?，筆者通過查閱相關(guān)資料，并參照了相關(guān)實(shí)驗(yàn)總結(jié)了該項(xiàng)技術(shù)的功效和機(jī)理。

　　2.1 技術(shù)功效

　　筆者參照的是某工業(yè)廢水的處理，闡述了技術(shù)功效。該工業(yè)廢水中含有大量的微生物、有機(jī)物、磷等，在參照的案例中，實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)微生物等物質(zhì)對溫度的要求，以及發(fā)生各項(xiàng)反應(yīng)的不同進(jìn)行處理后，得出了以下結(jié)論。

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溶解氧的數(shù)量：反應(yīng)中微生物的數(shù)量與溶解氧數(shù)量的變化直接相關(guān)。案例中反應(yīng)裝置啟動后，技術(shù)人員一直在監(jiān)控溶解氧的變化。得出在液體、氣體相交的界面，因?yàn)槿芙庋醯臄?shù)量大量增加，如果有氧消耗，也可以快速補(bǔ)充，但隨著溶解氧深入水下的深度增加，到一定深度后溶解氧消失。從另一個角度分析，技術(shù)人員可以在水中發(fā)現(xiàn)溶解氧存在的區(qū)域，加快了廢水中不同污染物的處理。

　　有效去除能力：因?yàn)閺U水多為酸性，故廢水處理時通常會用Na2CO3對廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其從酸性變?yōu)閴A性，從而增強(qiáng)緩沖能力。經(jīng)過調(diào)節(jié)后，廢水的pH值均超過了4.8。另需注意的一點(diǎn)是，微生物的數(shù)量會隨著pH值的變化而變化，所以，當(dāng)pH值始終保持為4.8后，廢水中有機(jī)物會加快反應(yīng)與擴(kuò)散的速度，有機(jī)物的數(shù)量明顯減少，進(jìn)而提升了技術(shù)的去污能力。

　　總磷的去除：用該技術(shù)處理廢水中的總磷，是用微生物同化的方式，消除總磷，因此，磷的消除率取決于產(chǎn)生的微生物數(shù)量。而水解酸化技術(shù)處理廢水的過程中，會根據(jù)這一特點(diǎn)，適當(dāng)增加微生物的數(shù)量，待這些微生物的數(shù)量與廢水內(nèi)微生物融合后，可高效率地與磷發(fā)生反應(yīng)以減少磷的數(shù)量。

　　提高可生化性：該技術(shù)的功效即為提高生化性，它是指廢水處理的過程中，根據(jù)廢水內(nèi)各類物質(zhì)的特點(diǎn)，用不同的方式優(yōu)化廢水的處理，并逐步提升可生化性。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)可以處理大分子的有機(jī)物，完成時間為3h，使處理更加高效，盡量消除廢水中的有機(jī)物。

　　較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力：實(shí)際處理廢水的過程中，容積負(fù)荷可直接影響最終的處理效果，如果負(fù)荷較小，會抑制微生物的生長，負(fù)荷過大，也會引起某一物質(zhì)的含量過高，失去對pH值的控制。所以，合理控制容積負(fù)荷的大小，是提高廢水處理效率的保證。而案例中的技術(shù)人員通過實(shí)驗(yàn)確定了當(dāng)BOD5容積負(fù)荷在1.14~6.56kg/m3/d之間時，有較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力。

　　2.2 技術(shù)機(jī)理

　　其技術(shù)機(jī)理包括兩點(diǎn)：首先，由于水解酸化的反應(yīng)裝置有的結(jié)構(gòu)，它可以讓傳質(zhì)的性能有明顯的提升。廢水在被處理的過程中，會因?yàn)榘迮c板的阻擋，流動的距離不斷縮小，逐步形成湍流，而第一次出現(xiàn)湍流后，又會在經(jīng)過彈性立體填料時，再次形成湍流，并在其他位置出現(xiàn)剪切流，出現(xiàn)不同大小的渦旋群，以此引發(fā)局部擴(kuò)散。雖然出現(xiàn)的渦旋面積較小，但它也可以在某種程度上擴(kuò)大分子流動的范圍，縮短擴(kuò)散和擴(kuò)散間的距離，讓溶質(zhì)的體積變得均勻，進(jìn)而加快了生化反應(yīng)的速度。同時，在反應(yīng)裝置反應(yīng)的過程中，大量的渦旋運(yùn)動會生成多個生物膜停留的表面，且該表面不斷更新，促進(jìn)了有益菌群和廢水的接觸，進(jìn)一步加快了生化反應(yīng)的速度。但必須注意的一點(diǎn)是，如果處理過程中出現(xiàn)強(qiáng)烈的湍流，技術(shù)人員可以運(yùn)用這一湍流控制裝置內(nèi)各部分的操作，借助小的渦旋運(yùn)動的優(yōu)勢，讓滯留膜的厚度變薄，以加快傳質(zhì)的速度。而滯留膜厚度變薄的同時，膜表面有機(jī)物的數(shù)量也大量增加，一旦出現(xiàn)缺失，可以及時補(bǔ)充，這可以加快有機(jī)物質(zhì)的傳播。另外，小的渦旋還會快速轉(zhuǎn)移生化反應(yīng)的產(chǎn)物，加快微生物的新舊更替。其次，提升了系統(tǒng)的緩沖能力，讓廢水的處理更加高效。廢水處理中Na2CO3的使用，是調(diào)節(jié)廢水溶液的酸堿度，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的緩沖能力，有效避免了機(jī)酸數(shù)量的增加，如果機(jī)酸增加，會讓pH值迅速下降，影響微生物的生存，以此確保酸化菌的作用充分發(fā)揮。系統(tǒng)的緩沖能力有明顯的提升后，生物膜具有的活性也隨之提升，加快了生化反應(yīng)速度。