全自動(dòng)污水處理設(shè)備抓緊搶購(gòu)
化工、石化、制藥等行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中避免不了會(huì)產(chǎn)生含硫污水。污水中的含硫化合物因?yàn)榫哂卸拘院透g性,同時(shí)還伴有一定的臭味,對(duì)周邊的環(huán)境影響巨大,更嚴(yán)重的是還對(duì)污水構(gòu)筑物腐蝕,導(dǎo)致污水進(jìn)入飲用水源,因此,必須對(duì)產(chǎn)生的含硫污水進(jìn)行凈化處理,不同領(lǐng)域產(chǎn)生的含硫污水中,含硫化合物的含量有所不同,所以處理所采用的方法也有所不同?;诖?,本文將對(duì)含硫污水處理技術(shù)進(jìn)行分析探討。
1、含硫污水的生產(chǎn)源頭
在石化公司開(kāi)采石油的過(guò)程中,由于石油不斷地被開(kāi)采到地面,導(dǎo)致地下油層壓力降低,如果想將石油全部開(kāi)采出來(lái),必須運(yùn)用大型設(shè)備來(lái)為油層增壓,通常情況下,我國(guó)的各大油田會(huì)將
,這樣就能夠有效地解決污泥脫水的難題。
1、隔膜壓濾機(jī)的發(fā)展概況
在固液分離行業(yè)當(dāng)中,隔膜壓濾機(jī)是非常重要的過(guò)濾設(shè)備,其比較適合用到對(duì)物料的過(guò)濾分離工作中。隔膜濾板誕生在歐洲,20世紀(jì)90年代初,德國(guó)的一家公司就研發(fā)出了隔膜濾板,而國(guó)內(nèi)對(duì)隔膜濾板的研發(fā)工作起步比較晚。不過(guò)因?yàn)榻?jīng)濟(jì)和市場(chǎng)的需求,讓國(guó)內(nèi)的隔膜濾板制造工作得到了迅速的發(fā)展,而且在技術(shù)以及質(zhì)量方面也得到了很大程度的提升。目前,國(guó)內(nèi)的壓濾機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的隔膜壓濾機(jī)已達(dá)到了較高的水平,滿足各種過(guò)濾工藝的需求。隔膜濾板的壓榨壓力能夠達(dá)到2.5MPa以上,這個(gè)壓榨壓力能夠在污泥脫水行業(yè)的需求。
2、污泥脫水隔膜壓濾機(jī)壓榨工藝
在污泥脫水技術(shù)當(dāng)中,隔膜壓濾機(jī)是非常重要的組成部分。污泥脫水隔膜壓濾機(jī)壓榨工藝主要分為污泥預(yù)處理、污泥過(guò)濾和泥餅隔膜壓榨三個(gè)階段。
污泥的預(yù)處理,加藥和攪拌裝置是污泥污預(yù)處理的主要設(shè)備,污泥處理技術(shù)是,在污泥污水里加入適量的絮凝劑等預(yù)處理藥劑,容量保持在0.4%~0.5%,并通過(guò)攪拌均勻后加入污泥存儲(chǔ)池中,通過(guò)化學(xué)反應(yīng)后,污泥污水的特征會(huì)得到改善,這樣污水里包含的污泥成分會(huì)迅速濃縮,而形成固體顆粒,使污水里的含固量達(dá)到過(guò)濾的要求,這樣就容易在濾室形成濾餅層,為提高過(guò)濾效率創(chuàng)造良好的條件。
污泥脫水過(guò)濾,采用進(jìn)料泵將泥漿打入壓濾機(jī),利用進(jìn)料泵的壓力進(jìn)行過(guò)濾并在濾板濾室內(nèi)形成泥餅,進(jìn)料壓力保持在1.0~1.2MPa的范圍內(nèi),通過(guò)泥漿濃度的實(shí)際情況來(lái)確定進(jìn)料的壓力,過(guò)濾介質(zhì)濾布截留污泥里所含有的固體顆粒,在濾室內(nèi)形成泥餅,濾液通過(guò)隔膜濾板的出液孔排出,當(dāng)泥餅充滿濾室內(nèi)后過(guò)濾結(jié)束。
泥餅隔膜壓榨,在泥餅形成后,開(kāi)始隔膜壓榨,此時(shí)將壓榨壓力設(shè)為2.0MPa給泥餅進(jìn)行壓榨,壓榨保壓時(shí)間在10~15min,這樣就可以較好地改變污泥中水的狀態(tài),從而減少泥餅里的含水量。采用隔膜壓榨工藝,能夠在厭氧消化期間解決細(xì)胞壁無(wú)法清除的難題。使用隔膜濾板壓榨工藝,能夠很大程度的提高污泥脫水的效率,通常情況下含水量不會(huì)高于55%。由于污泥含水量很高,體積很大,且呈流動(dòng)性,經(jīng)隔膜壓榨工藝脫水后,污泥體積減至原來(lái)的十幾分之一,且由液態(tài)轉(zhuǎn)化成固態(tài),便于運(yùn)輸和后續(xù)的處理和利用。
3、污泥脫水隔膜壓濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
隔膜濾板的可變?yōu)V室采用增強(qiáng)聚丙烯襯板和橡塑彈性體膜片整體熔焊結(jié)構(gòu),具有優(yōu)良的耐化學(xué)性和抗疲勞性能。隔膜濾板雙面可鼓起的隔膜片采用模壓一次成型技術(shù),其過(guò)濾流道為等距凸點(diǎn)呈散射狀分布,顯著增加膜片強(qiáng)度及鼓起行程,提高過(guò)濾速度,并可有效地防止濾液殘留。由于采用隔膜壓榨技術(shù),提高了過(guò)濾效率,過(guò)濾周期縮短。采用隔膜壓榨技術(shù),脫水污泥含水率可以達(dá)到50%~58%,使城市污泥脫水率提高,使污泥的二次處理量大大減少。
隔膜壓濾機(jī)的可變?yōu)V室隔膜壓榨技術(shù),是利用濾板、隔膜濾板和濾布組成的可變?yōu)V室過(guò)濾單元,在油缸壓緊濾板的條件下,在進(jìn)料泵的加壓下對(duì)物料進(jìn)行固液分離,并在進(jìn)料結(jié)束后,采用隔膜壓榨技術(shù)對(duì)濾餅進(jìn)行壓榨,能夠顯著提高壓濾機(jī)的脫水效率,節(jié)能減排效果明顯。污泥脫水隔膜壓濾機(jī)具有過(guò)濾速度快、自動(dòng)化程度高、性能穩(wěn)定、操作方便、濾板耐高溫高壓、防腐及密封性能好、濾餅脫水率高、洗滌均勻、濾板無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。
4、污水處理廠隔膜壓濾機(jī)的技術(shù)指標(biāo)及工作參數(shù)
城市污泥中的水分分為自由水、毛細(xì)水、表面黏附水及內(nèi)部水。自由水,不受顆粒影響的水,約占70%,是污泥機(jī)械脫水的主要對(duì)象。毛細(xì)水,存在污泥顆粒間的毛細(xì)管中,約占20%,是高性能脫水機(jī)械的重要脫水對(duì)象。表面黏附水,粘附于顆?;蚣?xì)胞表面的水,內(nèi)部水,存在于污泥顆粒內(nèi)部(包括細(xì)胞內(nèi)的水)。
傳統(tǒng)的機(jī)械脫水設(shè)備如帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)和普通板框壓濾機(jī)等只能將污泥脫水至含水率80%左右,而含水80%的污泥仍呈流態(tài)-流塑態(tài),力學(xué)性能極差,抗壓強(qiáng)度低于20kPa。污泥含水率在60%~65%時(shí)呈黏漿狀,水分子被一層膠體包裹,這個(gè)區(qū)域稱(chēng)之為污泥的“黏膠相區(qū)”,是污泥脫水最難的階段。60%以下含水率的污泥為固態(tài),不產(chǎn)生滲濾液,可直接進(jìn)填埋場(chǎng)。突破污泥的“黏膠相區(qū)”使污泥有較好的分散性,為污泥無(wú)害化處置和資源化利用奠定了基礎(chǔ)。此外,污泥含水率降至60%后,如果進(jìn)行堆肥處理可減少一半的發(fā)酵周期,增加經(jīng)濟(jì)效益。干泥餅還可以制作固體燃料,經(jīng)調(diào)配后進(jìn)行焚燒處理,回收能源,或作為制磚和水泥的輔料,污泥產(chǎn)生量減少50%以上,顯著提高污泥減量化水平,同時(shí)降低運(yùn)輸難度,節(jié)約運(yùn)輸成本。
全自動(dòng)污水處理設(shè)備抓緊搶購(gòu) 5、隔膜壓濾機(jī)在污泥深度脫水行業(yè)的應(yīng)用
由于采用了的隔膜壓榨技術(shù),顯著降低了濾餅含水率,一般濾餅含水率在50%~58%,濾餅較硬、呈塊狀,不需干化處理,可以直接填埋、焚燒、制磚和作綠化肥料等,顯著減少污泥堆放場(chǎng)地,大幅節(jié)約運(yùn)輸費(fèi)用,提高土地使用效率,實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。濾餅含水率顯著降低,被濾餅帶走的水分明顯減少,過(guò)濾后的水可以做中水回用,節(jié)約了寶貴的水資源。因此,隔膜壓濾機(jī)在污泥深度脫水行業(yè)必將得到有廣泛的應(yīng)用。隨著技術(shù)以及市場(chǎng)的發(fā)展,特別是在信息發(fā)達(dá)的時(shí)代,所有的行業(yè)都非常看重經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面的收益,也讓人們?nèi)娴囊庾R(shí)到了環(huán)保的重要性。而產(chǎn)品以及技術(shù)要想獲得用戶的認(rèn)可,需要經(jīng)歷很多的過(guò)程,而隔膜壓濾機(jī)要實(shí)現(xiàn)在污水污泥處理行業(yè)的廣泛應(yīng)用更是如此。
由于進(jìn)口隔膜壓濾機(jī)受整機(jī)價(jià)格高、交貨周期長(zhǎng)、售后服務(wù)得不到保證、零配件供應(yīng)不及時(shí)等因素的影響,在國(guó)內(nèi)并沒(méi)有得到普遍的使用?,F(xiàn)在我國(guó)大型污水污泥處理廠家主要采用國(guó)產(chǎn)隔膜壓濾機(jī),由于國(guó)內(nèi)壓濾機(jī)企業(yè)的制造技術(shù)快速進(jìn)步,產(chǎn)品技術(shù)含量和質(zhì)量大幅提高,與國(guó)外差距越來(lái)越小,大中型壓濾機(jī)的制造水平已接近或達(dá)到水平,隔膜壓濾機(jī)技術(shù)也得到了同步發(fā)展,國(guó)內(nèi)隔膜壓濾機(jī)技術(shù)日趨成熟,并得到了較好的推廣。隨著國(guó)內(nèi)隔膜壓濾機(jī)的技術(shù)和質(zhì)量的提高,及污泥脫水行業(yè)的快速發(fā)展,隔膜壓濾機(jī)在大多數(shù)污水處理廠廣泛使用,根據(jù)用戶的反饋,使用隔膜壓濾機(jī)后,污泥的脫水效率得到了大幅提高,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益,得到了廣大用戶的。
化學(xué)試劑或者水注入到油氣層中,以此來(lái)增加油氣層的壓力。因此,在開(kāi)采石油的過(guò)程中,石油和水將會(huì)被一起開(kāi)采到地面,然后經(jīng)過(guò)輸送管路運(yùn)輸?shù)綗捰蛷S進(jìn)行除雜處理,在除雜過(guò)程中,水由于與底下的石油進(jìn)行了接觸,使分離出來(lái)的不僅有鹽類(lèi)物質(zhì)、硫化物、懸浮物和泥沙,還有一定量的石油。其中的硫化物對(duì)煉油廠的設(shè)備和管路有很大的腐蝕,同時(shí)排放出來(lái)的污水還使環(huán)境中的水質(zhì)惡化,因此為了保護(hù)環(huán)境,煉油廠必須對(duì)含硫污水進(jìn)行凈化。天然氣在開(kāi)采過(guò)程中,往往會(huì)產(chǎn)生含硫氣體和地下水,這些天然氣和地下水通常要進(jìn)行氣水分離和有機(jī)物回收處理,在進(jìn)行分離和二次回收過(guò)程中,不可避免的會(huì)產(chǎn)生含硫污水。氣田含硫污水主要有兩種:一是含硫廢堿液,主要是在進(jìn)行天然氣脫硫和二次回收過(guò)程中產(chǎn)生的,另一個(gè)是普通無(wú)機(jī)物和含硫污水,其主要來(lái)源是天然氣脫水和氣田開(kāi)采出來(lái)的地表水。
2、含硫污水產(chǎn)生的影響
廢水中的硫元素以多種形式存在,但是危害的是硫化氫。硫化氫溶解在污水中能夠產(chǎn)生以下幾種危害:
(1)腐蝕作用。
污水中的硫化氫能夠?qū)υO(shè)備及管路造成大面積腐蝕,主要原因是硫化氫與污水中的二價(jià)鐵離子發(fā)生反應(yīng)生成硫化亞鐵或者氫氧化鐵,化學(xué)上稱(chēng)之為無(wú)氧腐蝕。在許多情況下,
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
污泥室中裝入15cm高的脫水污泥,裝樣過(guò)程保證裝樣后沿電壓方向各段污泥性質(zhì)均一。電壓梯度為6V•cm-1,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,每隔30min取陽(yáng)極、陰極和中部污泥樣品,測(cè)量1次,整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期120min。污泥結(jié)合水取原泥和電滲處理后陽(yáng)極、中部、陰極污泥樣品進(jìn)行測(cè)量。為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,上述所有指標(biāo)均平行測(cè)試3次,最后結(jié)果取平均值。
1.4 分析方法
電滲流量使用質(zhì)量差值法進(jìn)行計(jì)算;含水率測(cè)定使用重量法;pH測(cè)定使用pH計(jì);總氮測(cè)定使用堿性過(guò)硫酸鉀法;總磷測(cè)定使用鉬酸銨分光光度法;結(jié)合水含量采用美國(guó)TA公司生產(chǎn)的Q1000差示掃描量熱儀測(cè)定。
2、結(jié)果與討論
2.1 電滲脫水對(duì)污泥理化性質(zhì)的影響
2.1.1 污泥含水率時(shí)空分布變化
圖2為污泥含水率隨通電時(shí)間的變化。如圖2所示,實(shí)驗(yàn)初始階段,陽(yáng)極、中部、陰極3處污泥樣品的含水率基本相同。隨著電滲脫水實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,可看出陽(yáng)極污泥含水率下降趨勢(shì)較為明顯,由開(kāi)始的84.7%降至50.4%;而陰極污泥含水率在30min處由開(kāi)始的84.1%升至88.4%,而后又呈現(xiàn)下降趨勢(shì),直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束,下降到68.4%;中部污泥含水率則持續(xù)下降,由初始的84.3%降至71.8%。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,固體物料在與極性水相接觸的界面上,由于發(fā)生電離或離子吸附作用,使其表面帶有正電或負(fù)電,帶電質(zhì)點(diǎn)與液體中的反離子形成雙電層結(jié)構(gòu)。通常情況下,污泥顆粒帶負(fù)電荷而污泥中的水分帶正電荷,在電場(chǎng)力的作用下,水合陽(yáng)離子會(huì)向陰極移動(dòng)負(fù)載電流,并帶動(dòng)周?chē)淖杂伤蜿帢O移動(dòng),帶負(fù)電的污泥顆粒向陽(yáng)極移動(dòng)。因此,陽(yáng)極在電滲過(guò)程中會(huì)富集帶負(fù)電污泥顆粒,使其含固率快速升高,含水率逐漸下降。
污水呈酸性,硫化氫能夠促進(jìn)鐵離子和氫的析出。當(dāng)運(yùn)輸管路含有較多的微生物時(shí),會(huì)產(chǎn)生較多的硫酸鹽還原菌,這種細(xì)菌可以將硫酸鹽和含硫有機(jī)物還原成硫化物或者硫化氫,生成的硫化氫與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成具有酸性的化合物,從而對(duì)管路造成腐蝕。同時(shí),硫化氫溶于水后,污水呈現(xiàn)出一定酸性,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備也造成了一定的腐蝕。
(2)對(duì)生物的生長(zhǎng)造成影響。
污水中溶解的硫化氫對(duì)環(huán)境中的生物會(huì)造成非常大的影響。2015版由環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合制定的環(huán)境衛(wèi)生基準(zhǔn)(18)中明確指出:污水中的硫化氫的濃度降低到0.06mg/m3,依然能夠影響地下水。民眾如果飲用含硫化合物的水源,會(huì)造成味覺(jué)反應(yīng)慢、食欲不振和體重減輕,長(zhǎng)期飲用甚至?xí)斐善鞴俚乃ソ?。?dāng)養(yǎng)殖水生物的水中硫化氫含量達(dá)到0.2mg/L時(shí)會(huì)造成水生物幼體大量死亡,超過(guò)0.6mg/L時(shí)會(huì)導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)出現(xiàn)死亡,高于0.9mg/L時(shí)引起水生物的滅絕。硫化氫對(duì)對(duì)環(huán)境中的植物也有很大的影響,當(dāng)污水濃度達(dá)到5.5mg/m3,時(shí)便會(huì)對(duì)植物類(lèi)的根產(chǎn)生影響。
(3)對(duì)微生物產(chǎn)生影響。
污水中厭氧微生物因?yàn)榱蚧衔锖康脑黾訒?huì)導(dǎo)致其活性降低,降解有機(jī)物的能力也將會(huì)降低,水中的硫化物的含量是否對(duì)其他微生物造成影響,生物界還未同意說(shuō)法。一些科學(xué)家認(rèn)為:硫化物濃度超過(guò)150mg/m3就會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng);含硫化合物濃度超過(guò)800mg/L就會(huì)阻礙硫酸鹽的反應(yīng)。
3、含硫污水的凈化方法
3.1 化學(xué)沉降法
化學(xué)沉降的方法是污水中的金屬離子與硫離子經(jīng)過(guò)反應(yīng)生成含硫化合物沉淀,進(jìn)而與污水分離,反應(yīng)中運(yùn)用的藥劑有含有鐵化合物、鈣化合物和含銅化合物等,由于生成的沉淀顆粒表面積較大,容易分散在在污水中,同時(shí)還不容易進(jìn)行過(guò)濾,導(dǎo)致水質(zhì)的二次惡化,因此經(jīng)常進(jìn)行沉降之后再絮凝反應(yīng)。常用的絮凝劑有聚硅硫酸鐵、硫酸鋁和聚合氯化鋁等,該方法能夠起到很好的脫硫作用,但是在反應(yīng)的過(guò)程中,生成的沉淀較多,處理沉淀物的價(jià)格較高,所以大型企業(yè)很少使用。但是對(duì)于小型企業(yè)來(lái)說(shuō),該方法是一種性?xún)r(jià)比較高的處理方法。
3.2 堿液吸收法
堿液吸收法即是酸性條件的條件下將硫離子經(jīng)過(guò)反應(yīng)生成硫化氫氣體,再利用堿性物質(zhì)與硫化氫進(jìn)行反應(yīng)生成含硫化合物進(jìn)行回收。我國(guó)一般采用強(qiáng)堿進(jìn)行吸收,殘留的液體則可用單質(zhì)鐵或者是含鐵化合物進(jìn)一步處理,回收硫化亞鐵。而國(guó)外采用的是硫化鈉。硫化鈉在皮革制造業(yè)中可以進(jìn)行重復(fù)利用。用堿性物質(zhì)處理含硫廢水,需要加入酸性物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整污水的酸堿度,這一過(guò)程會(huì)產(chǎn)生硫化氫氣體,容易對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員造成傷害,該方法除雜程度不理想,一般與其他除雜方法進(jìn)行聯(lián)合使用。
3.3 真空除雜法
真空抽提法在酸堿度小于4的條件下進(jìn)行,使污水中含硫化合物全部轉(zhuǎn)化成硫化氫,然后在一定溫度和壓力條件下使硫化氫與水分離。美國(guó)的企業(yè)運(yùn)用此法較為普遍,污水溫度需要控制在60~80℃,酸堿度介于3~6.2,然后運(yùn)用快速蒸餾法處理含硫污水,處理之后將硫離子降低到20mg/L.該方法能夠有效降低含硫化合物的含量,但是必須控制好污水的酸堿度,這種方法對(duì)設(shè)備的要求較高,前期投入較大。
3.4 電化學(xué)除硫法
電化學(xué)除硫有兩種方法對(duì)含硫污水進(jìn)行處理。一是直接在電極上放電使硫離子轉(zhuǎn)換成高價(jià)硫,這就是化學(xué)上所說(shuō)的電化學(xué)氧化法。二是通過(guò)電解,使含鹽污水生成氯氣,氯氣與硫離子發(fā)生氧化反應(yīng),生成單質(zhì)硫或者含硫化合物。電化學(xué)氧化法可分為直接氧化和間接氧化。直接氧化的化學(xué)機(jī)理是被氧化物質(zhì)與電極進(jìn)行電子交換。間接氧化是通過(guò)試劑與反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)生成氧化物。運(yùn)用電化學(xué)除硫不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的反應(yīng)產(chǎn)物,除硫效果好。電絮凝法的反應(yīng)機(jī)理是金屬單質(zhì)在直流電的作用下,失去電子生成金屬離子,然后水解生成絮凝體,然后吸收污水中的污染物。
3.5 生物除硫法
生物法除硫法是利用微生物的代謝作用來(lái)使煉油廠、化工廠、制藥廠的含硫廢水轉(zhuǎn)換成含硫化合物或者單質(zhì)硫,通過(guò)化合物反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理,這個(gè)過(guò)程需要生物酶來(lái)進(jìn)行催化。生物除硫法可分為有氧法和無(wú)氧法兩種反應(yīng)類(lèi)型,在進(jìn)行生物有氧除硫過(guò)程中,氧化硫離子的微生物主要有硫細(xì)菌、光合菌和絲狀硫細(xì)菌。這種方法的運(yùn)用不僅能夠降低含硫污染物對(duì)環(huán)境的影響,還能實(shí)現(xiàn)廢物的回收利用,在處理廢水的過(guò)程中,核心問(wèn)題是如何選擇合適的細(xì)菌,只有選擇細(xì)胞外部能夠轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫的細(xì)菌才能實(shí)現(xiàn)較好的脫硫效果,同時(shí)還要避免硫化合生成其他含硫物質(zhì)。