随着市场竞争的激化,在引进技术装备的公司强化对高新技术的吸收、嫁接、改造与自主创新上下功夫,由于产品质量的显著提高,我们生产的一体化污水处理设备、生活污水处理设备、MBR膜污水处理设备、地埋式污水处理设备、一体化中水处理设备、医院污水处理设备、农村乡镇污水处理设备、养殖污水处理设备、食品厂污水处理设备等及配件等。公司根据不同行业,不同用户的具体需求,设计和制造各种型号及不同规格的污水处理设备。
随着我国经济的快速发展,工业化水平的不断提高,水污染问题越来越严重,致使我国水环境污染和水质富营养化问题更加突出,水质富营养化将会导致水体中藻类大量繁殖,造成水体发臭,从而引发赤潮和水华等问题,水体中总磷超标就是引发水体富营养化的主要诱因之一。近年来,国家对水生态环境治理工作已十分重视,要求重点城市的污水处理率不得低于70%,也对各大化工企业废水排放提出了更高的标准要求。
一般双氧水生产企业废水原水中的总磷浓度在300~500mg/L,其废水主要特征污染物为磷酸盐、磷酸三辛酯、蒽醌类以及残留的双氧水,而其中有机磷含量约占70%。杭州精欣化工有限公司的污水处理工艺主要为前置化学除磷配合后序生物除磷的工艺,经该工艺处理的废水排放总磷为6mg/L左右,要稳定达到0.5mg/L的一级排放标准还很困难[7]。本文主要以本企业二沉池出水为研究对象,通过试验对比几种化学药剂的除磷性能,以期获得具有工程应用价值的参考数据。
1、实验部分
1.1 实验方法
化学除磷的基本原理是投加无机金属盐药剂,一般为铝盐、铁盐和钙盐等,药剂中的金属离子与污水中溶解性的盐类,如磷酸盐混合后形成颗粒状、非溶解性的物质,通过沉淀或过滤等方法将磷酸盐絮体从水中去除。
1.2 实验材料
1.2.1 水样
试验水样取自杭州精欣化工有限公司污水站二沉池的出水,水样总磷为6.8mg/L。1.2.2除磷药剂
聚合氯化铝(PAC),工业级,硫酸亚铁(FeSO4·7H2O),工业级,氯化铁(FeCl3·6H2O),分析纯。
1.2.3 检测试剂
总磷试剂,0.5~10mg/L。
1.2.4 试验仪器
搅拌器:JJ-1精密增力电动搅拌器;
总磷(TP)检测仪器:ET3150B多功能消解器、ET1151M型COD测定仪。
2、结果与讨论
2.1 总磷去除效果对比
取总磷含量6.8mg/L的水样500mL置于玻璃烧杯中,分别投入相同量的聚合氯化铝、硫酸亚铁、氯化铁,搅拌10min,沉淀30min,取上清液检测总磷浓度,计算总磷去除率,通过去除率分析得出总磷去除效果佳的化学药剂。
高效水解酸化技术是通过厌氧处理,让水中的杂质扩散,慢慢分离,发生物质的反应。其处理过程可以概括为:组分扩散、反应、物质析出、凝聚、分离,所有过程中反应是重要的过程,且只有在物质互相接触的过程中,才可以真正发生反应,随后才可以互相传质。下文会以反应类型与传质扩散的类型,阐述技术内容。
1.1 反应类型
反应过程多出现于反应器内,可根据发生的反应把它分为两类,一类是均相,另一类是非均相。前者突出的特征是,从反应器内选择一个尺度,该尺度的单元小于整体的单元,且反应结束后,不会在微员内发现物体反应前后较大的差异,保持分子尺度的均匀,均应发生后,不会因为微元的差异向外传递热量,其热量只来源于物质经过宏观运动后产生的热量。后者是在多相间发生反应,比如两个或两个以上的物质发生反应,它具体特征的体现是,从反应器中提取任意一个尺度后,该尺度小于反应器,但它的内部仍有大量的微元体,每个微元体有各自的组分、温度,且各不相同,该反应发生后,物体的宏观运动和微元尺度都可以向外传递热量。
1.2 传质扩散的类型
基于上述反应类型的描述,以及不同反应因素的考量,可以把扩散的类型分为以下几种,分别是分子扩散、热扩散、压力扩散、强制对流扩散、自然对流扩散、相际传质等。其中,前三种扩散类型中,分子扩散是随着废水中污染物浓度的增加产生的扩散,是较为典型的扩散方式之一。随着传质的进行随即发生后三种的扩散方式,其具体取决于流体的运动,所有流体流动的方式中,湍流会对传质造成较大的影响。另强制对流流型的形成,是受到外力的影响,并在外力的作用下产生,其外力主要来源于风机、搅拌机等,而自然对流扩散是随着流体浮力变化而形成,在不同重力的作用下,形成温度变化的差异,而流体也会受其影响,形成密度差,在此基础上形成浮力效应。后,相际传质是物质在相交界面的传递,出现这一传递方式的原因是相间不平衡。
2、高效水解酸化废水处理技术功效与机理
采用高效水解酸化技术处理废水时,需使用相应的装置完成全部的处理过程。该装置包含有高位水箱、温度仪、反应器等,其中,反应器的设计是相对独立的,当废水进入并从装置流出,会因为在多个板之间的流动,很容易形成湍流,进行物质的扩散。基于此,笔者通过查阅相关资料,并参照了相关实验了该项技术的功效和机理。
2.1 技术功效
笔者参照的是某工业废水的处理,阐述了技术功效。该工业废水中含有大量的微生物、有机物、磷等,在参照的案例中,实验人员根据微生物等物质对温度的要求,以及发生各项反应的不同进行处理后,得出了以下结论。
溶解氧的数量:反应中微生物的数量与溶解氧数量的变化直接相关。案例中反应装置启动后,技术人员一直在监控溶解氧的变化。得出在液体、气体相交的界面,因为溶解氧的数量大量增加,如果有氧消耗,也可以快速补充,但随着溶解氧深入水下的深度增加,到一定深度后溶解氧消失。从另一个角度分析,技术人员可以在水中发现溶解氧存在的佳区域,加快了废水中不同污染物的处理。
有效去除能力:因为废水多为酸性,故废水处理时通常会用Na2CO3对废水进行调节,使其从酸性变为碱性,从而增强缓冲能力。经过调节后,废水的pH值均超过了4.8。另需注意的一点是,微生物的数量会随着pH值的变化而变化,当pH值始终保持为4.8后,废水中有机物会加快反应与扩散的速度,有机物的数量明显减少,进而提升了技术的去污能力。
总磷的去除:用该技术处理废水中的总磷,是用微生物同化的方式,消除总磷,磷的消除率取决于产生的微生物数量。而水解酸化技术处理废水的过程中,会根据这一特点,适当增加微生物的数量,待这些微生物的数量与废水内微生物融合后,可高效率地与磷发生反应以减少磷的数量。
提高可生化性:该技术的大功效即为提高生化性,它是指废水处理的过程中,根据废水内各类物质的特点,用不同的方式优化废水的处理,并逐步提升可生化性。这项技术已经可以处理大分子的有机物,完成时间为3h,使处理更加高效,尽量完全消除废水中的有机物。
较强的抗负荷冲击能力:实际处理废水的过程中,容积负荷可直接影响终的处理效果,如果负荷较小,会抑制微生物的生长,负荷过大,也会引起某一物质的含量过高,失去对pH值的控制。合理控制容积负荷的大小,是提高废水处理效率的保证。而案例中的技术人员通过实验确定了当BOD5容积负荷在1.14~6.56kg/m3/d之间时,有较强的抗负荷冲击能力。
2.2 技术机理
其技术机理包括两点:由于水解酸化的反应装置有独特的结构,它可以让传质的性能有明显的提升。废水在被处理的过程中,会因为板与板的阻挡,流动的距离不断缩小,逐步形成湍流,而次出现湍流后,又会在经过弹性立体填料时,形成湍流,并在其他位置出现剪切流,出现不同大小的涡旋群,以此引发局部扩散。出现的涡旋面积较小,但它也可以在某种程度上扩大分子流动的范围,缩短扩散和扩散间的距离,让溶质的体积变得均匀,进而加快了生化反应的速度。在反应装置反应的过程中,大量的涡旋运动会生成多个生物膜停留的表面,且该表面不断更新,促进了有益菌群和废水的接触,加快了生化反应的速度。但必须注意的一点是,如果处理过程中出现强烈的湍流,技术人员可以运用这一湍流控制装置内各部分的操作,借助小的涡旋运动的优势,让滞留膜的厚度变薄,以加快传质的速度。而滞留膜厚度变薄的膜表面有机物的数量也大量增加,一旦出现缺失,可以及时补充,这可以加快有机物质的传播。小的涡旋还会快速转移生化反应的产物,加快微生物的新旧更替。提升了系统的缓冲能力,让废水的处理更加高效。废水处理中Na2CO3的使用,是调节废水溶液的酸碱度,从而增强系统的缓冲能力,有效避免了机酸数量的增加,如果机酸增加,会让pH值迅速下降,影响微生物的生存,以此确保酸化菌的作用充分发挥。系统的缓冲能力有明显的提升后,生物膜具有的活性也随之提升,加快了生化反应速度。