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高盐废水_百度文库

发布时间:2021-01-08 09:31 作者:扑克王app官网

  高盐废水_能源/化工_工程科技_专业资料。高盐废水的处理研究综述 学号:142300008 姓名:杨虎君 摘要:近年来,高含盐废水的处理一直是国内外废水处理领域的研究热点。各种 新工艺也层出不穷,本论文通过比较各工艺的处理手段, 引出本论文

  高盐废水的处理研究综述 学号:142300008 姓名:杨虎君 摘要:近年来,高含盐废水的处理一直是国内外废水处理领域的研究热点。各种 新工艺也层出不穷,本论文通过比较各工艺的处理手段, 引出本论文主要介绍的 一种工艺 CAST(Cyclic Activated sludge Technology)工艺。它是基于 SBR 的技术 特点,结合生物选择原理开发的一种新型工艺。 关键词:高盐废水;处理手段;CAST 工艺 High - salt wastewater treatment technology research Abstract: In recent years, high salinity wastewater treatment has been a hot research field of wastewater treatment at home and abroad, all kinds of new technology are endless, the paper by the processing means of the comparison process, leads to a process of this thesis describes: CAST (Cyclic Activated sludge Technology) process, it is based on the technical characteristics of the SBR, a new combination of biological selection principle of the development process. Keywords: high-salt wastewater; processing means; the CAST process 前言: 废水是由水和各种杂质组成,它的成分比较复杂,且是一种混合分散体系。 通常用水质指标来表征其污染性质。 高含盐量废水通常是指含有有机污染物和至 少 3.5%的总溶解固体物 TDS(Total Dissolved Solid)的废水[1],因此在这些废水中 不仅含有有机污染物,还有大量无机盐。如 C1-、S042-、Na+、Ca2+等离子,高含 盐 、废水主要来自于生活污水和工业污水,主要来源于以下几个方面: 一方面;在沿海地区,海水渗透进入城市下水道及排水市政管道系统,带来 了高浓度的氯化物和硫酸盐。另一方面;海水直接利用过程中排放的废水,包括 将海水用作工业冷却水、 工业生产用水以及用于冲洗道路和厕所等方面的城市生 活污水。 都会造成高浓度无机盐进入生活污水系统。在对含盐污水生物处理有限 的研究中,发现盐度对生物处理系统产生一系列的不利影响[2],随着污水排放标 准的日益严格,高盐废水的治理成为当今水污染控制工程领域的热点课题之一。 废水含盐量较高,污染严重,必须处理达标后才能排放,含盐较高的废水进 入污水处理系统后必然会对污生物处理系统带来一定影响, 而且此类废水成分复 杂, 不具备回收价值。 采用其他处理方法成本较, 因此生物处理仍是首选的方法。 下面就不同处理工艺对高盐废水的处理效果进行比较研究。 1.处理技术? 1.1 传统的活性污泥法 传统活性污泥法是目前采用的最普遍的一种生物处理方法之一, 盐度对该种 生物法的影响远大于盐度对膜法的影响[3],因此通过在高盐环境下活性污泥的驯 化,培养出有机物降解性能良好的耐盐微生物是处理高盐有机废水的重要前提。 2002 年,王静、张雨山采用完全混合活性污泥法研究了当海水进入城市污 水处理系统后[4],随着污水中海水比例的增加,代谢单位重量有机物需氧量和污 泥自身氧化需氧率也呈增大趋势。 2008 年由叶文飞和周恭明对关于活性污泥法处理高盐废水的可行性研究[5]。 结果表明, 当总溶解性固体(TDS)质量浓度在 5 -10g/L 之间时, 随着 TDS 的增加, COD、氨氮去除率下降。密度(TDS)为 12 ~19g/L 时,随盐度增加,COD、氨氮 去除率上升,当盐度为 16g/L, COD 容积负荷为 1.39 kg(m3d)时,COD 去除率达 到 90%。而盐度继续上升,COD、氨氮去除率下降。然而盐度对氨氮影响比较 大, 密度(TDS)19g/L 时, COD 去除率为 60% ~70%,氨氮的去除率却低于 30% 。 1.2 强化接触氧化法 2008 年由张小龙、梅滨等人对强化接触氧化法处理高盐废水进行了研究[7]。 由于废水中盐分含量过高, 会给生物处理带来一定的难度。因为盐析作用可致使 微生物的脱氢酶活性降低, 同时水的渗透压也会升高,使微生物细胞脱水引起细 胞原生质分离, 从而导致微生物细胞破裂而死亡。传统的一些生物方法对此类废 水的 COD 的去除率低。研究人通过试验使用两株嗜盐菌在接触氧化反应器中通 过连续操作对含盐废水进行处理,研究了盐度、COD 负荷、溶氧对 COD 去除率 的影响关系。研究结果表明,在废水盐度为 35g/L 进水 COD 为 4500mg/L、COD 容积负荷为 3.5kgCOD/m3d 时,COD 去除率达到 90%左右,取得较好的去除效 果。 1.3 SBR 及改进工艺 SBR(Sequencing Batch Reactor)是序批式间歇活性污泥法的简称,该工艺不 同于传统活性污泥法,它结构形式简单、运行方式灵活、抗冲击负荷能力强及有 脱氮除磷功能等优点。 2003 年,李琳琳、林冰、徐金枝等利用 CASS 法对含盐废水的处理进行了 研究[8]。研究中采用鱼品加工厂生产废水,采用掺一定比例的海水来增加废水盐 度作为实验用水, 通过含盐量的不断增加来研究系统的耐盐性,通过含盐量的降 低和升高来研究系统的抗盐度波动性。实验表明,当废水中 C1-的质量浓度超过 4500mg/L 后,CASS 生化处理系统的抗海水浓度波动能力减弱,遇到相同浓度 梯度的冲击时,所需的恢复时间较长。 2003 年,于德爽等采用 SBR 工艺小试实验研究了海水盐度对短程硝化反硝 化的影响。结果表明,在一定海水盐度范围内,系统仍可实现短程硝化反硝化但 不同海水盐度情况下,氨氮去除率不仅与盐度有关还与氨氮负荷有关。 1.4 A/A/O 法 A2/0 工艺既可以去除有机物,还具有脱氮除磷的功能,是水处理领域应用 和研究的热点之一, 而越来越多的高含盐量生活废水和工业废水必然会对系统产 生影响。 2006 年,Lefebvre 等处理皮革废水实验[9],UASB 技术与活性污泥后处理的 结合改善了废水处理工艺总体效果,COD 去除率可达 96%。采用厌氧/好氧处理 工艺, 物化手段的使用主要体现在废水的预处理上,其目的主要在于降低废水中 的有机物和盐度,为微生物处理创造良好的环境。采取的整体工艺流程,废水首 先经过调节池,然后经过物化的预处理(通常采用调节 pH 值、混凝、沉淀、电 解、微电解等方法),而后加入预先培养好的嗜盐菌进行生物处理。 1.5 生物滴滤池法 通常膜法反应器的耐盐性能等于活性污泥法。Lawton 和 Eggert 在 20 世纪 50 年代末对在高盐环境下盐度对滴滤池的影响进行了研究。当盐度突然升高至 20000mg/L 以上或从 20000mg/L 的盐度环境突变成无盐环境, 系统中 BOD 去除 均出现负值现象,这就说明盐度对滴滤池的处理效率有影响。 2000 年, L.Yang 和 采用生物滤池和滴滤塔对高盐度石油废水的处理 进行了研究[10] ,原水 TOC 质量浓度逐渐增加到 1000mg/L,盐度逐步增加为 34g/L、36g/L、40g/L、水力停留时间为 18h、TOC 容积负荷为 1.5kg/(m3· d),T0C 去除率达到 95%。试验表明生物滤池具有一定的耐盐性。 2001 年, Dincer 和 Kargi 研究了不同盐度(0%一 10%)下的废水在生物转盘系 统中进行处理 []。并探讨了盐度与有机物去除率之间的关系。升高无机盐浓度 COD 的去除率降低,当无机盐的浓度为 5%和 10%时,COD 的去除率分别降低 到 85%和 60%。结果表明,当盐度过高时,盐度对系统的处理效果影响较大。 1.6 厌氧反应器 对海产品进行加工的废水等大量含盐有机废水采用厌氧处理更具有实用性。 厌氧条件下,甲烷菌活性会受到盐度的抑制,特别是当向厌氧反应器投加 Na0H 和 Na2CO3 调节 pH 值时,钠离子的影响就不容忽视。海产品加工的废水中含高 浓度的离子主要是 Na+、Cl-和 SO42-。deZ 采用厌氧反应器对加工海产品废水进行了研究, 废水中 Cl-浓度为 15mg/L 试验结果表明[11],厌氧处理不但可以处理来自多个工厂的海产品废水, 而且系统在水质水量变化的情况下, 处理效果仍很稳定。 COD 有负荷在 4kg/(m3.d) 时,COD 去除率达到 76%~80%。 综上所述, 在含盐量不同的情况下, 不同处理工艺, 其处理效果也不尽相同, 尤其是在高盐度的情况下由于处理工艺、废水水质、运行条件、微生物驯化方式 的不同,得出的结果有很大不同。微生物在高盐环境下代谢受到严重影响,且其 生长也会受到抑制,该影响取决于多种因素。在其他相同的条件下,CAST 反应 器在高盐的环境下具有抵抗力, 附着生长较悬浮状态对钠盐的耐受力强,驯化后 的微生物对钠盐的耐受力会更高,但是具体结论仍存在分歧,需进一步研究。 1.7 CAST 工艺 CAST(Cyclic Activated Sludge Technology)工艺也叫种循环式活性污泥法, 是 由美国的 Goronszy 教授在 20 世纪 70 年代末的在 SBR 的基础上结合生物选择器 的原理开发出来的一种新型污水生物处理技术, 该工艺目前被国内外公认为先进 的污水处理工艺。 1.7.1 CAST 的由来 传统的 SBR 工艺最根本的特点是在单一的反应池内,污水顺序按进水、曝 气、沉淀、排水和闲置周期运行,周而复始。由于进水不连续,而总的来水是连 续不断的,所以通常设 2 个或者 2 个以上的池子,以保证处理连续进入的污水, 由于进水排水不连续,SBR 反应池呈变水位运行。 1.7.2 CAST 工艺的工作原理 CAST 工艺的主体为一间歇式反应器,而活性污泥在此反应器内按曝气—非 曝气阶段不断重复,将生物反应过程和泥水分离过程结合在一个池子中进行。 CAST 工艺反应池一般包括三个区:第一区(生物选择区)、第二区(预反应区)和 第三区(主反应区)。 生物选择区是位于反应池前端的一个小区域, 是一个容积较小的污水污泥动 态混合区,容积通常为总反应池容的 5%-10%。预反应区既是一个水力缓冲区, 又是一个兼氧区。 它不仅可以对厌氧或兼氧条件下运行的生物选择器的进水水质 水量变化具有缓冲作用, 同时还能强化氮的反硝化反应和磷的进一步释放。主反 应区是进行生物降解和泥水分离的主要区域, 在曝气过程中完成有机物的降解同 步硝化和反硝化以及生物除磷功能, 最后泥水分离的上清液通过主反应区末端的 滗水装置排出池外。 1.7.3 CAST 工艺对高盐废水中有机物的去除规律 通过对两种在高盐环境下进行污泥驯化方式进行比较, 确定所需要的驯化时 间, 最终能驯化出适合高盐环境的活性污泥,而废水中的有机物的去除率整体上 随着盐度的升高而降低,在进水 COD 浓度为 350mg/L 左右时,对去除有机物而 言,微生物的耐盐达到最大化,进水 COD 浓度在一定范围内,随着盐度的升高, 出水悬浮固体浓度也增加,透明度降低,在一定的盐度范围内,进水 COD 浓度 的增加会导致有机物降解速率的下降,在 50%盐度比例的稳定系统下,对 CAST 生化反应系统而言,盐度比例的降低和升高冲击都会对系统的稳定运行产生影 响, 尤其是将系统进行无盐环境冲击的影响最大,需要较长周期才能接近冲击前 的状态。 1.7.4 CAST 工艺对高盐废水中氨氮的去除规律 还是通过污泥驯化达到最佳的活性污泥, 发现氨氮降解速率和去除率整体上 随着盐度的增加而降低, 但是当盐度在 70%范围内时, 其对氨氮去除率影响不大, 而有机物去除率在 70%盐度比例时却大大降低, 这种差别是由于盐度对去除有机 物和氨氮的微生物影响程度不同造成的。在一定的盐度范围内,进水氨氮浓度的 增加会导致有机物降解速率的下降。在 50%盐度比例的稳定系统下,对 CAST 生化反应系统而言, 盐度比例的降低和升高冲击都会对系统产生影响,尤其是将 系统进行无盐环境冲击的影响最大,需要较长周期才能接近冲击前的状态。 2.总结 CAST 工艺作为 SBR 的一种变型工艺,它是一种较为新颖的污水处理工艺。 该工艺在国内的应用尚属起步阶段,但已得到越来越多的应用。由于在北方或一 些沿海城市的污水中含有部分或大量的盐分。因此,针对高盐废水的处理研究具 有一定的理论意义和实际应用价值。本文通过采用比较的方法,引出了 CAST 工艺在高盐废水处理过程的研究, 为 CAST 工艺的进一步应用和发展打下了一定 的基础, 对 CAST 反应器在处理高盐废水的研究有待进一步的深入, 需要从以下 几个方面展开: 1、CAST 生化反应器内复杂的微生物种群关系有待进一步的研究。 2、培养和驯化对高盐废水的活性污泥进行反硝化过程,以及短程硝化反硝 化的生物学机理都有待进一步研究。 3、微生物的培养和驯化需要调节室内温度,根据各地方环境温度来调节 , 使温度下微生物活性较强。而对于低温下高盐废水的活性污泥驯化机制、 COD 及氨氮降解速率和去除规律的研究是非常必要的。 4、 对 CAST 工艺进行高盐废水处理过程中的 PH 值、 溶解氧及污泥龄等参数 的影响以及如何控制最佳的参数需做进一步的研究。 5、高盐废水中对于除磷的研究需要进一步的展开,从而为实际高盐废水处 理工程提供完备的资料数据。 参考文献 [1]晁雷,邵雪,胡成等人.高盐废水处理工艺技术研究进展.安徽农业科学.Journal of Anhui Agri?Sci.2011.39(31):19387-19404 . 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