1 臭氧在再生水處理工藝中的應用

在飲用水的凈化處理領域,人們最早 研究并使用了臭氧技術,而如今,它已經(jīng)被 廣泛應用在再生水的處理中,而且實踐表 明處理效果良好。

臭氧再生水工藝流程可簡化為:待處 理水→混凝→臭氧脫色→進入機械加速澄 清池→進入V型過濾池→紫外線消毒→出 水。

臭氧再生水處理工藝和其他再生水處 理方法相比具有很多優(yōu)點,設備流水線占 地面積小,降解速度比較快,自動化程度較 高,沒有二次污染,不會產(chǎn)生大量的污泥或 浮渣,特別對于生物難降解的物質的處理 效果尤為明顯,此外這種再生水處理方法 還具有防垢,脫色,殺菌等作用。

臭氧處理能夠明顯去除水的臭味,色 度以及UV吸收物。通常情況,水中的鐵, 錳,懸浮膠體,顆粒物以及溶解性有機物使 得待處理的水源產(chǎn)生顏色。富里酸和腐殖 酸是導致水帶色的有機物的代表。有機物 中不飽和的官能團和臭氧發(fā)生化學反應, 分子中的不飽和雙鍵被破壞掉,從而完成 脫色處理。在再生水處理過程中,臭氧還會 產(chǎn)生微絮凝效應,這種現(xiàn)象能夠幫助懸浮 顆粒物和有機膠體的混凝,然后通過將顆 粒物過濾出來除掉導致產(chǎn)生色的物質。臭 氧氧化主要是靠羥基(-OH)來除掉導致臭 味的物質。因為在整個臭氧氧化的化學反 應過程中,該反應的生成物也是有機物,有 機大分子上的不飽和化學鍵被打破后生成 轉變成新的飽和鍵,這種反應能夠顯著改 變有機物對紫外光的吸收性能,能夠使 UV254值得到明顯的降低,有利于以后的 工藝流程。

臭氧氧化再生水處理技術有顯著的殺 毒效果,能夠有效去除廢水中的病原菌。不 僅殺菌效率很高,而且不會受到溫度或PH 值的影響。和氯相比,臭氧清除芽孢和殺菌 的作用更快,效果更好。

實踐表明,在整個再生術處理工藝中, 臭氧能夠明顯對水質除臭脫色,該工藝去 除率最高能夠達到35%,但是對最后排出水 的渾濁度改善不夠明顯,在一定程度上,可 能還會加劇水質的渾濁度,這可能是在臭 氧的氧化反應過程中,原本可溶性的物質 轉變成了不可溶的物質,在加上臭氧的微 絮凝效應,使得水質的純凈度不升反降。

2 MBR再生水處理工藝

MBR(Membrane Bio-Reactor),是由生 物處理單元和模分離單元相結合的一種新 型再生術處理工藝。

膜分離組件和生物反應器共同組成膜 生物反應器。在實際工程中,膜生物反應器 包括曝氣膜生物反應器,萃取膜生物反應 器以及固液分離型膜生物反應器。

MBR再生水工藝流程可簡化為:待處 理水→曝氣沉砂池→MBR→臭氧脫色→二 氧化氯消毒→出水。MBR再生水處理技術 生產(chǎn)的水質質量高而且穩(wěn)定。分離膜的分 離作用相當明顯,效果不是普通的沉淀池 可以相比的。經(jīng)過處理的水渾濁度很低,懸 浮物接近于零,水中的細菌和病毒的含量 也明顯降低,膜分離技術使得水中的微生 物留在生物反應器內里面,這樣系統(tǒng)內的 微生物濃度能夠一直被維持在一個較高的 值,在提高反應裝置的處理效率的同時,也 大大提高了出水的質量。反應裝置受工作 載荷的影響較小,能夠穩(wěn)定輸出優(yōu)質的出 水。該再生水處理工藝理論上可以實現(xiàn)零 污泥排放,但在實際生產(chǎn)中式不可能實現(xiàn) 的,但此方法已經(jīng)可以大大降低了污泥的 處理成本。整個設備占地面積很小,對工作 環(huán)境沒有特殊要求,反應器內高濃度的生 物量能夠大大提高裝置的工作負荷。并且 整套裝置的結構比較緊湊,工藝流程比較 簡單,便于操作和管理。

同樣膜生物反應器也存在許多缺陷等 待改進。最重要的一點就是生產(chǎn)設備成本 較高,尤其是膜的造價比較高。在再生水處 理過程中容易出現(xiàn)膜污染問題,會嚴重影 響裝置的正常運行以及設備的維護管理。 整套裝置要在較高的有氧環(huán)境中運行,所 以需要較高的曝氣強度,其次為了降低膜 污染發(fā)生的可能性,需要增大流速,加大膜 的通過量,以有效地對膜進行沖刷,這些條 件都需要較高的能耗方能實現(xiàn)。

3 多孔型懸浮生物陶粒的應用

此工藝最大的特點就是環(huán)保。曝氣生 物濾池的濾料選擇多孔型懸浮生物陶粒, 這是一種以價格低廉,相當易得的工業(yè)廢 渣為原料的新型環(huán)保產(chǎn)品,顆粒直徑通常 在3～8mm。

該再生水處理工藝流程大致為:待處 理水→水解酸化池→接觸氧化池→二沉池 →濾池→消毒→出水。

多孔型懸浮生物陶粒具有比重小,不 易生物降解,穩(wěn)定性較高,生物親和性好, 孔隙率高,比表面積大,微粒表面粗糙等等 諸多優(yōu)點,這能夠使微生物良好的存活和 繁殖,在保證了較高的微生物濃度的同時 又有助于在微生物新陳代謝過程中產(chǎn)生的 廢物以及所需的營養(yǎng)物質和所需氧氣傳 質,是作為曝氣生物濾池比較理想的載體。

在具體操作過程中,若濾料選擇多孔 型懸浮生物陶粒,相比以前其他一些過濾 載體,濾層高度要相應降低,并且不需要設 置承托層,這樣便省去了這部分的資金投 入,還節(jié)省了濾料的開支,使得總的生產(chǎn)成 本降低。 在和傳統(tǒng)的過濾池相比,多孔型懸浮 生物陶粒濾池出水效果好,沖洗強度小,時 間短。并且多孔型懸浮生物陶粒粘性較小, 不會隨著時間的推移出現(xiàn)越來越嚴重的接 團現(xiàn)象,微粒之間的空隙不會受到太大的 影響,裝置能夠持續(xù)且穩(wěn)定的運行,在再生 水處理工藝中擁有廣闊的應用空間以及推 廣前景。

4 化學混凝的應用

這種方法的主要思路就是將曝氣生物 濾池和化學混凝相結合,形成一個一體化 的體系,通過生物膜的生物過濾和混凝過 濾雙重作用,對再生水進行深度處理,以達 到凈化的目的�；瘜W混凝在再生水處理工 藝中的應用既降低了膜過濾技術的成本, 又有效的解決了傳統(tǒng)工藝中生物膜污染和 濾床堵塞等問題,過濾效果比較理想,且出 水水質穩(wěn)定,整套設備不需要像傳統(tǒng)工藝 中那樣的單獨的過濾沉淀池,能夠形成生 物降解,過濾,沉淀以及混凝一體化體系。

實際生產(chǎn)中整個系統(tǒng)運行一段時間后 需要對過濾池進行反沖洗,以確保出水質 量和穩(wěn)定性。通常情況下,操作人員需要對 水頭的損失和出水的質量進行檢測,以確 定過濾池反沖洗的條件。反沖洗時氣從柱 的底部流入,水從柱底部流入,由于濾料時 懸浮顆粒,反洗其在在底部與高速進入柱 內的反洗水形成湍流,老化的生物膜在水 的剪力的作用下被沖刷下來。

化學混凝劑主要被用來除去水中的致 色物質,膠體和微粒等,而曝氣生物過濾池 通過生物過濾作用和生物降解作用進一步 對再生水進行進化處理,曝氣生物過濾池 具有出水水質高而穩(wěn)定,不會產(chǎn)生污泥膨 脹,投資小,占地面積少,有機負荷高等優(yōu) 點。

參考文獻

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