無錫表面處理廢水處理設(shè)備品質(zhì)為本/天環(huán)

煙氣洗滌是危險廢物焚燒系統(tǒng)煙氣凈化的重要工藝環(huán)節(jié)，亦是確保煙氣達標(biāo)排放的環(huán)節(jié)，由于危險廢物的種類繁多、成分復(fù)雜，煙氣洗滌產(chǎn)生的高鹽廢水具有雜鹽含量較高的特點，且含有較高的有機污染物，pH偏堿性。該高鹽廢水不適合采用物化或生物處理技術(shù)，反滲透技術(shù)雖可以解決高鹽廢水的減量，但反滲透產(chǎn)生的高含鹽濃縮液的出路更為棘手。

近年來，隨著環(huán)評對污染物排放總量控制日益嚴(yán)格，絕大多數(shù)危險廢物綜合處理廠執(zhí)行廢水處理達標(biāo)后“零"排放，為此，實現(xiàn)高鹽廢水的高效減量與達標(biāo)處理迫在眉睫。本研究結(jié)合某危廢處理廠的高鹽廢水處理工程，探索多效蒸發(fā)工藝在高鹽廢水處理工藝設(shè)計中相關(guān)重要工藝流程的選取與關(guān)鍵參數(shù)的取值，以期為類似工程提供參考與借鑒。

多效蒸發(fā)是一個多級串聯(lián)濃縮過程，其中各效操作參數(shù)與單效蒸發(fā)相同，但各效過程參數(shù)相互制約。一般而言，增加效數(shù)可以提高蒸發(fā)處理的經(jīng)濟性，但由于存在溫度差損失，效數(shù)不可能無限制地增加。針對無機鹽溶液的蒸發(fā)，目前一般選擇二~四效蒸發(fā)。

根據(jù)多效蒸發(fā)中物料與二次蒸汽的流向不同，多效蒸發(fā)細(xì)分為平流、順流和逆流等多種蒸發(fā)工藝。

危廢焚燒系統(tǒng)產(chǎn)生的高鹽廢水總?cè)芙夤腆w（Total Dissolved Solids，TDS）含量較高，且含有一定的雜質(zhì)、懸浮物（Suspended Solids，SS）和CODCr，黏度較大，適合選用逆流式三效蒸發(fā)工藝。

2、工藝流程與設(shè)計參數(shù)

多效蒸發(fā)工藝計算遵循物料衡算、熱量衡算及傳熱速率方程。計算內(nèi)容包括加熱蒸汽（生蒸汽）的消耗量、各效蒸發(fā)量以及各效傳熱面積。多效蒸發(fā)的計算一般采用試算法。

1、膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器處理污水處理能力比較強，被廣泛應(yīng)用于污水處理中。該項技術(shù)是在原有生物污水處理技術(shù)和膜分離技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可以有效結(jié)合膜分離與生物處理技術(shù)的優(yōu)勢，全面提升污水處理效果和轉(zhuǎn)化率，相比于傳統(tǒng)處理方式，膜生物反應(yīng)技術(shù)的處理能力比較高。按照生物膜的不同放置方式，可以將膜生物反應(yīng)器劃分為一體式和分體式。按照需要情況可以劃分為厭氧型和耗氧型。膜生物反應(yīng)技術(shù)在膜污染放置過程、污泥產(chǎn)生量等方面具備顯著優(yōu)勢。通過應(yīng)用膜生物反應(yīng)技術(shù)，可以減少能源與資源利用率，整個處理過程的成本耗費比較低，因此可以實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。膜生物反應(yīng)技術(shù)不再依賴污泥沉降性能，可以有效代替二沉池，除菌效果比較顯著。膜生物反應(yīng)技術(shù)在處理廢污水后，出水水質(zhì)比較高，且反應(yīng)器的占地面積比較小，因此被廣泛應(yīng)用于廢水回收和污水處理中，應(yīng)用前景廣闊。

2、膜生物反應(yīng)的技術(shù)類別

2.1 動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)

動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)（DMBR）利用超濾膜作為動態(tài)膜，形成具有動態(tài)內(nèi)部循環(huán)的反應(yīng)器。超濾膜的孔徑較大，在進行污水過濾時，僅需要20min的時間，濾餅層即可過濾出污水中的TN、TP、COD及其他成分，過濾水中COD的殘留率低于4%，氨氮和TN的殘留率分別低于2%和48%，而且超濾膜的制造成本較低，經(jīng)濟效益較高。污水處理的生物反應(yīng)器采用內(nèi)部循環(huán)的動態(tài)模式，與分離膜生物反應(yīng)器相比，不僅優(yōu)化了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的流動形式，而且可均勻混合液體，清潔效果更好。

2.2 曝氣生物濾池技術(shù)

工業(yè)園區(qū)是指在一定的地域空間范圍內(nèi)，通過集中配置基礎(chǔ)設(shè)施以及政府制定相關(guān)的優(yōu)惠政策，吸引或引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)及相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)進駐本地區(qū)。。在這樣一個工業(yè)共同體中，每個成員單位通過集體化管理，共同承擔(dān)部分生產(chǎn)、運行成本，同時也可以獲得更大的經(jīng)濟和社會效益。然而，隨著工業(yè)園區(qū)規(guī)模的擴大，其內(nèi)部各行業(yè)的企業(yè)隨之增加，在創(chuàng)造經(jīng)濟價值的同時，各企業(yè)排放的廢水也給當(dāng)?shù)刭Y源和環(huán)境帶來了巨大壓力。所以工業(yè)園區(qū)廢水處理對我國生態(tài)文明建設(shè)和綠色發(fā)展戰(zhàn)略的實施具有重要意義。

2、工業(yè)園區(qū)水污染問題

2.1 工業(yè)園區(qū)廢水的特點

工業(yè)園區(qū)的廢水主要來自園區(qū)內(nèi)各企業(yè)產(chǎn)生的廢水和廢液。據(jù)《工業(yè)園區(qū)廢水處理管理政策研究報告》統(tǒng)計，截止至2018年9月，我國已有省級及以上工業(yè)園2411家，市縣級工業(yè)園則達到了40000多家。而在省級及以上工業(yè)園中，廢水處理設(shè)施建成率為97%，僅工業(yè)廢水和生活廢水兩項的年處理總量就高達971億噸。而近年來，多地出現(xiàn)工業(yè)園區(qū)水污染事件的報道，表現(xiàn)出該方面政策及管理的不完善。隨著《水污染防治行動計劃》的出臺，工業(yè)園區(qū)的廢水處理也面臨著更高的處理要求。

由于園區(qū)內(nèi)各企業(yè)客觀上存在行業(yè)、生產(chǎn)條件、產(chǎn)品類型、設(shè)備性能和管理水平等的差異，導(dǎo)致各企業(yè)流入廢水處理廠的廢水的水質(zhì)、水量會有很大差別，因此，與城市廢水處理廠的廢水相比，工業(yè)園區(qū)所接納的廢水的水量和水質(zhì)變化巨大，且具有污染物濃度高、種類多、毒性高、難生物降解等特點。正因如此，使得工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的處理系統(tǒng)通常缺乏針對性的設(shè)計和缺乏管理經(jīng)驗，常規(guī)物理+生化處理也難以使其出水達標(biāo)排放。

2.2 工業(yè)園區(qū)廢水排放要求

在一般情況下，根據(jù)企業(yè)所屬行業(yè)類別，國家制定了各行業(yè)的具有針對性的排放標(biāo)準(zhǔn)。而由于工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)所屬行業(yè)不定，且工業(yè)園廢水往往統(tǒng)入廢水廠，經(jīng)廢水廠處理后外排，其排放要求往往由工業(yè)園所在地的排放條件來決定。若園區(qū)廢水廠將廢水處理后納入市政管網(wǎng)，則其處理后的廢水各指標(biāo)需達到《廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級標(biāo)準(zhǔn)和《廢水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ343-2010)的要求。若園區(qū)廢水廠的進水成分復(fù)雜，生物難降解且含有有毒有害物質(zhì)，則執(zhí)行GB8978-1996的一級或二級標(biāo)準(zhǔn)來控制。

2.3 工業(yè)園區(qū)廢水處理概況

目前常見的工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的主要工藝為“預(yù)處理-生化處理"三級處理模式。近年來，隨著園區(qū)內(nèi)各行各業(yè)企業(yè)工藝的迭代升級，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生更復(fù)雜的難生物降解有機物，隨管網(wǎng)進入園區(qū)廢水廠，導(dǎo)致廢水中的COD更難以降至達標(biāo)排放。大量研究及應(yīng)用表明，在生化處理后接深度處理的三級處理模式能有效降低印染廢水中的COD，是使廢水達標(biāo)排放的有效方法。深度處理過程主要包括物理吸附、曝氣生物濾池、高級氧化技術(shù)、膜生物反應(yīng)器等，主要目的是將生化階段的尾水進行進一步處理，使其能達標(biāo)排放或外排。在實際應(yīng)用中，主要是通過組合工藝，綜合各處理單元的優(yōu)缺點，進一步提高各處理單元的處理能力。在上述深度處理工藝中，以高級氧化技術(shù)及其與其他技術(shù)的組合應(yīng)用較為廣泛。

3、高級氧化技術(shù)簡介

高級氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(?OH)，并利用?OH的強氧化性對有機污染物進行處理的一種處理技術(shù)。廢水中高級氧化處理的機理大致分為以下兩步：(1)?OH的產(chǎn)生：O3、H2O2等氧化劑在一定條件下產(chǎn)生氧化能力的?OH。?OH的氧化電位為2.80eV，氧化性僅次于氟(2.87eV)，具有能有效地降解和去除有機污染物的能力；(2)有機污染物的分解：?OH在極短時間內(nèi)將大分子有機物氧化分解成小分子有機物，甚至能夠礦化為CO2、H2O。因此，經(jīng)過高級氧化過程后，廢水的可生化性往往在一定程度上有所提高。正因如此，高級氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、適用范圍廣、二次污染小等優(yōu)點，且一般具有良好的處理效果。隨著近年來排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，該技術(shù)也逐漸應(yīng)用于各行業(yè)的廢水深度處理過程中。根據(jù)高級氧化技術(shù)中使用的不同的氧化劑或反應(yīng)形式，該技術(shù)主要分為臭氧氧化、光化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化與芬頓氧化等，而實際工程中以臭氧氧化和芬頓氧化較為常見。下面對工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的常見的幾種高級氧化技術(shù)進行概括，并對其應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行分析，以期為相關(guān)研究人員和工程技術(shù)人員提供有益參考。

3.1 臭氧氧化工藝

O3作為一種強氧化劑，在任何pH條件均可與水中的污染物成分進行反應(yīng)，其產(chǎn)物為小分子有機物、H2O、CO2，故其不會造成二次污染。臭氧分子與污染物成分的反應(yīng)方式主要包含兩種：(1)緩慢且有選擇性的直接氧化作用；(2)O3分子在廢水中經(jīng)過一系列反應(yīng)生成?OH，生成的?OH與有機污染物分子反應(yīng)從而對其進行去除。兩種反應(yīng)方式中，后者具有更強的氧化性，反應(yīng)速率更快，且具有無選擇性。

然而，常規(guī)臭氧氧化工藝在實際應(yīng)用中也有一定的局限性：?OH的生成速率低，在實際工程中難以達到所需處理量的要求；此外，該工藝的運行維護成本高，對廢水水質(zhì)的要求較高，無法應(yīng)對實際運行過程中水質(zhì)水量驟變的情況；此外，運行過程中臭氧對設(shè)備的腐蝕也不可忽視。

無錫表面處理廢水處理設(shè)備品質(zhì)為本/天環(huán)

為了提升臭氧催化過程的處理效率，目前主要有如下三種改進方法：

(1)臭氧催化氧化：使用Fe2+、Mn2+、NaOH等催化劑促進?OH的生成，通過?OH將難生物降解的大分子有機物分解為小分子甚至礦化為H2O、CO2而排出體系。

(2)H2O2/O3：H2O2是廢水處理過程中常用的氧化劑。H2O2可以與O3反應(yīng)，產(chǎn)生無選擇性的?OH進而與污染物分子反應(yīng)。O3/H2O2的反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡單，運行成本低，且可以一定程度上增加水的可生化性。

(3)UV/O3：在UV/O3過程中，紫外光在水存在下將臭氧轉(zhuǎn)化為氧分子和原子氧。原子氧進一步生成H2O2，在UV作用下，H2O2分解形成羥基自由基。UV/O3對COD的去除效率工藝通常比單獨的臭氧或UV的效率更高，但是其在能源效率上不如H2O2/UV或H2O2/O3，因為與H2O2相比，O3在水中的溶解度低，抑制了反應(yīng)的進行。因此，如果污染物濃度較高，運行成本也可能會隨之升高。目前，已有部分關(guān)于UV/H2O2/O3組合工藝的研究。

3.2 Fenton氧化工藝

芬頓氧化法的原理是通過Fe2+與H2O2反應(yīng)生成的?OH與廢水中的有機污染物反應(yīng)，從而達到降解有機污染物的目的。

Fenton反應(yīng)的機理起源于1934年Harber和Weiss提出的自由基氧化機理，即?OH氧化有機污染物生成CO2和H2O，其中包含了一系列的復(fù)雜反應(yīng)。

影響Fenton氧化反應(yīng)的因素主要包含停留時間、反應(yīng)溫度、藥劑的投加量以及廢水的pH。芬頓反應(yīng)能有效去除多種有機污染物，且對反應(yīng)條件要求不高。

曝氣生物濾池處理技術(shù)利用的是曝氣生物濾池輔助污水處理反應(yīng)，污水處理，也是膜生物反應(yīng)技術(shù)中比較普及的一種技術(shù)方法。其在實際應(yīng)用中能夠?qū)⑸餅V池、配合分離反應(yīng)器進行集合開展污水處理工作，并在污水的排放源頭開始對其內(nèi)部的污染物進行處理上減少污染物總體數(shù)量。該技術(shù)在處理洗滌劑和膠體等雜質(zhì)上效果優(yōu)良，實際工作中也會產(chǎn)生較大的負(fù)荷，基于此可以大大降低膜污染的發(fā)生，并且也確保污水處理的效果。

2.3 氣浮-膜生物反應(yīng)組合技術(shù)

在污水處理過程中，人們可以以MBR工藝為基礎(chǔ)，探尋多種工藝組合。例如，氣浮工藝組合膜生物反應(yīng)器技術(shù)，可以去除較難分解的清潔劑或膠體物質(zhì)，降低膜污染負(fù)載，以免影響下一次生物處理。膜生物反應(yīng)器技術(shù)不僅可以獨立工作，也可以與其他工藝組合應(yīng)用，以滿足各種污水處理要求。

2.4 組合技術(shù)的應(yīng)用

污水類型豐富，含有的大量有害物質(zhì)、雜質(zhì)等是無法僅靠一種技術(shù)就能夠進行處理的，尤其是當(dāng)前各種新的生產(chǎn)技術(shù)涌現(xiàn)，越來越多的化學(xué)技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)當(dāng)中，污水中含有的雜質(zhì)等類型也豐富多樣，因此必須要組合技術(shù)實現(xiàn)凈化水質(zhì)的目的，以便進一步減少生物膜在污水過程中產(chǎn)生的污染，提高污水處理效果。

3、膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的運用

3.1 在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用

環(huán)境工程中的各種工業(yè)廢水成分復(fù)雜，處理操作相對困難。根據(jù)各種工業(yè)廢水主要成分的差異和特點，可以考慮選擇最合適的膜生物反應(yīng)器來解決工業(yè)廢水處理的問題，盡量避免使用大量統(tǒng)一的膜生物反應(yīng)器，這將導(dǎo)致工業(yè)廢水處理質(zhì)量和效率大幅下降。例如，在處理膜生物化學(xué)制造業(yè)的工業(yè)廢水時，由于廢水中含有大量重金屬，因此，如何有效去除這些重金屬、控制這些重金屬和離子的濃度已成為膜生物化學(xué)反應(yīng)處理技術(shù)研究和應(yīng)用的重要方向。為了使工業(yè)廢水處理的廢氣達到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，必須保證有毒有害重金屬離子的脫氣性能。在金屬離子的pH值存在相似性的條件下，金屬離子的形態(tài)也是相似的。調(diào)整工業(yè)廢水的pH值，有利于達到去除這些金屬離子的目的。在整個食品工業(yè)廢水處理過程中，針對其中有機物含量較高的特點，應(yīng)注重提高膜生化反應(yīng)處理技術(shù)的質(zhì)量和容積負(fù)荷，從而有效控制食品工業(yè)廢水的處理成本。同時，還要注意解決高鹽、低糖等污染環(huán)境中微生物在廢水中存活率高的問題，有效降低污染物處理成本。

3.2 在醫(yī)院污水處理中的應(yīng)用

醫(yī)院產(chǎn)生的污水具有較大的毒性，因此還需要對其進行消毒處理，以便降低水的毒性，具體可采用主體工藝對醫(yī)院廢水進行處理，處理方式為水利停留時間約為5小時，將出水氨氮控制在4ml/L，出水COD將其控制在50ml/L，利用該種方式對醫(yī)院廢水進行處理不僅操作簡單，而且出水水質(zhì)良好。

3.3 生活污水處理

家庭污水的處理要求較高，現(xiàn)階段，家庭污水一般通過膜生物反應(yīng)器的無害化處理來降低毒性，再用于城市道路清掃、綠化、洗車等。但是，膜生物反應(yīng)器配套設(shè)施費用較高，導(dǎo)致此項技術(shù)的推廣存在一定難度。