首頁 > 精品范文 > 處理高濃度有機廢水的方法
時間:2023-12-05 09:56:19
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇處理高濃度有機廢水的方法范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
關鍵詞:高濃度;難降解;有機廢水;處理技術
高濃度難降解有機廢水會對環境造成嚴重破壞,對水體的污染最為嚴重。高濃度難降解有機廢水在排入水體后,對水環境的影響會持續很長時間,影響的范圍也十分廣。雖然我國長期致力于對工業廢水的處理,但取得的效果并不理想,特別是高濃度難降解有機廢水的處理。因為高濃度難降解有機廢水的處理難度很大,不能實現完全凈化,并且處理過程繁雜,對實際操作由較高的要求。為了實現可持續發展的目標,加強對高濃度難降解有機廢水處理技術的研究成為重要工作。
1常見的高濃度難降解有機廢水
1.1造紙廢水在造紙廠的生產過程中,需要對稻草、木材、竹子等原材料進行高溫蒸煮以處理這些原材料中的纖維素。在處理的過程中會產生大量廢水,廢水中有大量的木質素、纖維素以及易揮發的有機酸。這就使得廢水不僅有極強的臭味,其污染性也很大。1.2印染廢水印染廢水主要是指在對一些棉、麻、紡織產品、化學纖維制品進行加工的時候排除的廢水。這些印染廢水中有機污染物濃度很高,酸堿度也比較高,水質的穩定性較差,最關鍵的是廢水的量十分大。同時,廢水中還含有大量的砂類物質、纖維雜質和化學添加劑。這些都讓印染廢水的處理難度增加,實際的處理工作很難開展。1.3制藥廢水由于我國對藥物的需求量十分大,所以制藥廢水的量很大。在藥品的加工過程中有很多道工序,每道工序都有不同的有機廢水產生。這些廢水的成分十分復雜,既有化學添加劑,又有藥品中所含的各類有機物。在藥物的生產過程中,有的物質會被回收利用,但大多數有機污染物還是會隨廢水排出。
2高濃度難降解有機廢水處理技術及要點
目前,高濃度難降解有機廢水的處理技術可分為物化處理技術、化學處理技術和生物處理技術。2.1物化處理技術物化處理技術主要是將廢水中的污染物通過相轉移變化達到凈化目的,萃取法是應用最為廣泛的技術。萃取法是將不溶或難溶于水的有機溶劑與廢水接觸,利用物質的極性將廢水中的非極性有機物萃取出來,再對吸附了污染物的有機溶劑進行處理。萃取法的成本不高且操作簡單,可以有效回收廢水中的主要污染物。在萃取法的應用中,最重要的是有機溶劑的選取。選取的溶劑不僅要不溶或難溶于水,還要保證能夠萃取廢水中的污染物。所以對廢水成分的掌握是萃取法實際應用的重要環節,需要認真進行分析。2.2化學處理技術化學處理技術主要是通過化學反應將有機廢水中的污染物轉變為無害物質,常用的方法有電化學氧化法、催化氧化法和焚燒法等。化學處理技術建立在化學反應基礎之上,大量的化學試劑會使成本增加?;瘜W處理技術依賴于基本的化學反應,所以需要特定的催化劑并在特定的溫度下進行。其關鍵就是要把握好廢水處理過程中的溫度,同時選好催化劑。因為條件的變化很可能使一切工作都要從新來過。2.3生物處理技術其主要是通過利用細菌對有機物的分解作用來實現凈化目的。生物處理技術在農藥、制藥和印染等行業的有機廢水處理中有較好的經濟效益,且沒有二次污染。生物處理技術的本質是對細菌的培養,處理過程中的溫度、濕度和氧氣濃度都會影響到處理效果。所以生物處理技術的要點就是要對細菌生長的溫度、濕度進行調節,同時要根據細菌對氧氣的喜好進行氧氣濃度的調節。
3高濃度難降解有機廢水預處理技術
單獨應用生物、化學、物化三種處理技術能較好的去除有高濃度難降解機廢水中的污染物,但需要的成本比較高。而綜合應用多種處理方式不但能提高處理效果,還能節約成本。所以在廢水處理前,會對其進行預處理。3.1吸附預處理活性炭多被應用于凈水處理中,但在高濃度難降解有機廢水的處理中應用活性炭會使成本偏高。所以要對低成本吸附劑進行研究,從而減少處理成本。3.2化學絮凝預處理在廢水中按照一定比例加入混凝劑或絮凝劑,可以去除廢水中的大顆粒污染物,達到降低廢水污染物濃度的目的。這種方式成本較低且去除效果很好,在廢水處理中應用廣泛。3.3微電解技術微電解技術主要是運用原電池的原理對廢水進行處理,其可以長時間循環使用。所以這種技術的成本很低,并且對降低廢水中污染物濃度有很好的效果。
4結語
高濃度難降解有機廢水對環境的污染十分嚴重,特別是對水環境的污染。這些廢水對環境的污染嚴重威脅到人們的健康,所以必須對其進行有效的處理,實現經濟快速發展的同時使環境也得到美化。
參考文獻
[1]徐璇.基于難降解有機污染物特性的光催化-生化廢水處理技術[D].重慶大學,2010.
[2]王俊颯,趙月龍.焦化廢水類高濃度難降解有機廢水處理的研究進展[J].科技情報開發與經濟,2010,12:136-138.
[3]任南琪.高濃度難降解有機工業廢水生物處理技術關鍵[J].給水排水,2010,09:183-184+1+58.
關鍵詞:高濃度廢水 槽液底液 預處理 鐵炭微電解
目前處理高濃度難降解有機廢水的主要方法有溶劑萃取法、吸附法、濕式氧化法、催化濕式氧化法、超臨界水氧化法、化學氧化法、生化處理法和焚燒法等。吸附法對廢水中污染物的去除有明顯的效果,但吸附法吸附劑容易飽和。化學氧化法對廢水中污染物濃度有明顯的降解效果,設備占地面積也較小,但都存在處理成本較高的問題。生化處理法對廢水色度和COD的去除上都有較好的效果,但其設備占地面積大,而且在日益嚴格的環保要求下,單一的生化法處理也難以滿足印染廢水達標排放和回用的要求。焚燒法處理廢水的水量受相配鍋爐的限制,且處理成本相對較高。因而,用組合工藝降解高濃度難降解有機廢水是今后的發展方向。
一、實驗方案
本實驗以寧波某制藥企業生產車間反應釜底液為主要研究對象,研究了鐵炭微電解組合預處理工藝對高濃度難降解有機廢水中CODCr的降解效果,具體有四個方面的實驗:
第一,確定鐵炭微電解工藝最佳實驗條件:鐵屑與廢水的體積比、鐵炭體積比、反應時間、微電解次數,以及鐵炭微電解聯合微波振蕩對CODCr去除率的影響;
第二,確定絮凝沉淀工藝最佳實驗條件:初始pH值和絮凝劑的使用量對CODCr去除率的影響;
第三,確定臭氧工藝最佳實驗條件:處理時間對CODCr去除率的影響;
第四,確定鐵炭微電解組合預處理工藝流程和實驗室最佳工藝條件,考察組合工藝預處理效果,以CODCr的去除率和B/C變化及其它一些水質指標作為評價依據,并作初步經濟性分析。
二、實驗對象
本實驗所用廢水取自寧波某制藥企業的反應釜底液,該企業主要從事醫藥新產品、中藥中間體和化工中間體的研制開發、批發和零售,主要產品有鹽酸恩丹西酮、鹽酸格拉斯瓊和枸櫞酸托瑞米芬等。企業所用到的主要原輔材料為有機溶劑和其它一些有機、無機物,包括丙酮、乙酸乙酯、甲苯、四氫呋喃、二氯甲烷、石油醚、乙腈、氯仿、異丙醇等二十多種原輔材料。該廢水的主要水質指標詳見表1:
三、分析方法
1.水樣CODCr去除率的測定
水樣CODCr值采用標準重鉻酸鉀法測定[1],消解利用COD恒溫加熱器。按下式計算CODCr去除率:
2.BOD
水樣生化需氧量(BOD5)的測定采用20℃五天培養法[1],也稱稀釋接種法。水樣的培養利用恒溫恒濕箱。臭氧氧化反應后的液體樣品,須除去樣品中的臭氧和氧氣后再用溶氧儀進行BOD5測定。
3.水樣pH值的測定
水樣pH值采用玻璃電極法[1]測定。
4.UV-Vis光譜圖
UV-Vis光譜圖由紫外可見分光光度計分析得到。
5.臭氧濃度的測定
水中臭氧濃度測定采用碘量法[2],利用O3的強氧化性,將KI氧化釋放出碘,然后用Na2S2O3溶液滴定碘至無色(以淀粉作指標劑)。
四、結論
本課題以寧波某制藥企業生產車間反應釜底液為主要研究對象,研究了鐵炭微電解組合預處理工藝對高濃度難降解有機廢水中CODCr的降解效果,得出以下主要結論:
1.根據實驗結果,確定了該制藥企業實際廢水的預處理工藝流程,在實驗室最佳工藝條件下處理該實際廢水,總處理時間為90 min左右,CODCr的濃度由處理前的82573mg/L降低至處理后的2655 mg/L,CODCr總去除率可以達到96.8%;廢水的B/C可以從0.10提高至0.35,處理后的廢水可生化性較好;所耗費的藥劑成本僅4.36元/m3廢水,因此該預處理工藝在技術上和經濟成本上都是可行的。
2.鐵炭微電解工藝對廢水的CODCr有較好的去除效果,影響鐵炭微電解效果的主要因素有進水的pH值、鐵屑和廢水的比例、鐵屑和活性炭的比例、處理時間,以及處理次數等。其中,進水pH值、處理時間和處理次數需根據實際廢水的水質特點、排放要求和工程實際來確定。利用鐵炭微電解工藝處理該制藥企業實際廢水時,在不需調節進水pH值的情況下,廢水經過兩次各30 min的鐵炭微電解工藝處理后,CODCr的去除率可以達到76.6%,污染物降解效果明顯。
3.超聲波和曝氣的同時使用對鐵炭微電解工藝降解CODCr有促進作用,原因是超聲波和曝氣可以阻止沉淀物附著在電極上,減緩了電極的鈍化,同時使反應物之間充分混合接觸,從而促進電極反應的進行,提高CODCr的去除率。針對該企業實際廢水,同時使用超聲波和曝氣,可以使CODCr的去除率提高93.1%。在可以達到處理效果要求的前提下,從經濟性方面考慮,本預處理工藝中的鐵炭微電解工藝僅聯合使用了曝氣,此時CODCr的去除率可以提高25.2%。
4.該制藥企業實際廢水在實驗室最佳工藝條件下,采用鐵炭微電解工藝處理后,出水中Fe2+含量僅73.3 mg/L,不在150~250 mg/L的范圍內,在不另外補充Fe2+的前提下,后續工藝不適合采用Fenton法。
5.pH值在本預處理工藝流程中是一個很重要的因素,其中鐵炭微電解工藝需在弱酸性條件下進行,絮凝沉淀工藝需在中性條件下進行,臭氧工藝需在弱堿性條件下進行。因此,根據實際廢水預處理過程中的pH值變化和處理效果,可以看出該預處理流程中三種工藝的組合順序具備一定的合理性,在本預處理工藝中總共需要進行4次pH值調節以確保達到要求的處理效果。
6.鐵炭微電解工藝預處理該制藥企業實際廢水時,CODCr濃度的降解基本符合表觀二級反應動力學模型,用相關系數為R2=0.947的擬合方程Ca=79579.41361/(1+0.04234t)能較好體現鐵炭微電解反應的動力學過程。
由此可見,使用該工藝對CODCr濃度較高、水量相對較小的反應釜底液或槽液進行預處理時,可以有效減少此類廢水對后續生化處理設施的沖擊負荷;該工藝中的鐵炭微電解工藝具有“以廢治廢”的特點,且整個預處理工藝與焚燒法相比較具有明顯的經濟性優勢。因此,本預處理工藝為經濟有效地處理高濃度難降解有機廢水這一難題提供了一個解決途徑。
五、建議
1.在條件允許的情況下,進一步完善雙循環鐵炭微電解工藝的小試裝置,并使用該套裝置結合其它工藝預處理不同類型和濃度的高濃度難降解有機廢水,以確定鐵炭微電解工藝的適用范圍。
2.針對雙循環鐵炭微電解裝置,需對其處理效果的穩定性、鐵屑的使用壽命、以及經濟有效的鐵屑活化方法和防止鐵屑板結方法進行研究。
3.如有與企業合作的可能,則可以設計安裝雙循環鐵炭微電解組合預處理工藝的中試裝置,以發現小試中無法暴露的技術問題。
參考文獻
關鍵詞:厭氧折流板反應器 COD/SO42- 高濃度硫酸鹽廢水
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2012)010-118-02
利用厭氧法對高濃度的硫酸鹽有機廢水采取處理時,因為介入了硫酸鹽的還原反應,導致在厭氧降解的過程中出現了硫酸鹽還原菌(SRB)同甲烷菌(MPB)競爭、以及硫化物導致SRB與MPB中毒,從而在一定程度上導致微生物的生理活性出現下降的情況,情況嚴重時,甚至會對處理系統造成重大的影響,導致出現完全癱瘓的情況。大量的國外工作者針對以上所出現的種種問題,進行了長期的研究與探討。本文采用厭氧折流板反應器(ABR)對高濃度硫酸鹽有機廢水進行處理,分析了厭氧反應過程受硫酸鹽還原的影響。
1 實驗方法和材料
用有機玻璃制成實驗所有的ABR要求,高、長、寬分別是542mm、721mm、204mm,但是其有效的容積卻只可達到55.83L。正式進行實驗時,通過水浴加熱的方式,在恒溫循環器的控制下,將水溫保持在(33.2?.11)℃的范圍內。實驗裝置安裝后,要進行認真的檢查,以免因為裝置問題影響到實驗的結果。
1.2 原水和接種污泥
人工合成的高濃度硫酸鹽有機廢水以碳酸氫胺為氮源,三水和磷酸氫鉀為磷源,以葡萄糖為碳源,保持N:COD:P﹦5:1:100,硫酸鹽是由七水硫酸鎂與硫酸鈉組成的混合物,其中添加有一定量的錳、鐵、鎳、銅、鈷等微量元素,此外,通過利用碳酸氫鈉使其pH值維持在7左右。
接種的污泥從南陽市污水處理廠消化池取得,在室內的恒溫箱(35.2℃)中進行為期三個月的培養,進而進行接種,得到的濃度為330g/L,MLSS/MLVSS的比值為5:4,所接種的量在反應器中所占的有效容積為1/4。
1.3 測定方法與項目
COD:重鉻酸鉀法;SO42-:鉻酸鋇分光光度法;S:碘化法;HCO3-:酸堿滴定法;pH值:數字酸度計。
2 結果和討論
實驗的設備裝好后,就要時刻關注實驗的過程,隨時做好記錄。實驗的結果就在這些數據中,給予我們更多的事實材料,才能進一步說明ABR處理高濃度硫酸鹽有機廢水的效果如何。
2.1 啟動ABR
接種污泥后,選擇濃度為3000mg/L的COD廢水,將其充進反應器內,并達到充滿的狀態,保持24h的靜止狀態后,開始連續進行通水。本次啟動所使用的葡萄糖廢水屬于無硫酸鹽的,初始負荷是3.0kgCOD/(m3.d),1天后對COD去除率能夠達到34%,然后會逐步的回升,在第6天的時候就能夠達到92%。在12天的時候把進水負荷從2.9kgCOD/(m3.d)提高到4.0kgCOD/(m3.d),第2天會發現COD的去除率有所下降(從97.4%降到74.7%),然后又會逐漸上升,最終穩定在98%附近。在第26天將進水的負荷提升到4.9kgCOD/SO42-,與之相比,COD去除率則未發生任何變化,無下降趨勢,最終以97%保持穩定,且后期的運行較為良好,這便表示反應器的啟動較為成功。
2.2 SO42-濃度影響對COD的去除率
在試驗的階段把進水COD保持在5000mg/L附近,將硫酸鹽濃度由200mg/L緩慢提高到2500mg/L,本次試驗的結果表明,在進水時,若SO42-的濃度達到了201mg/l-320mg/l時,那么其對于COD的去除率則可達到97.1-97.5%之間,出水S2-濃度就會隨SO42-濃度的增加而逐漸下降(從42.7mg/L降至19.2mg/L),但是其還原率則會一直呈現上升趨勢,由原來的85.2%贈至91.5%。所以可發現在這樣的條件下,MPB的生長完全不會受到SO42-的影響,MPB的作用是去除COD。
當進水的硫酸鹽濃度增大到500mg/L的時候,對COD的去除率可達98%。在對SO42-濃度進行改變的第17天,發現的COD去除率逐漸出現了下降的現象,經過分析發現這與出氣管的堵塞有著較大的關系這是因為出氣管的堵塞,引起反應器打開所致。SO42-的還原率漸漸的提高,由89.3%提高到96%。出水SO42-的濃度變化趨勢同硫酸鹽的去除率一樣,也是逐漸的上升,最高可達113mg/L。同時產氣量也發生了較大的變化,出現了急劇增加的現象,這便說明若提高進水SO42-的濃度,那么SRB增值也會相應的有所提高,有利于COD與硫酸鹽的去除,且不影響MPB的活性。
當進水SO42-的濃度增至為1500mg/L時,SO42-的還原率在前兩天會迅速下降(由96%降至65%),隨后將逐漸上升,18天后將穩定在96%附近。但對COD的去除率卻稍微有些下降,但是仍然能穩定在90%附近(最高能達到98%,最低也可達到85%),表明在同SRB競爭中MPB再次占據了優勢。但就整體而言,SRB和MPB還是處在一種相對平衡的狀態。
當進水的SO42-濃度提高到2500mg/L后,反應器將會迅速發生酸化,SO42-與對COD的去除率都會下降,通過長時間的運行并沒有出現恢復的跡象,COD與SO42-的去除率僅有19%,產氣量甚至為零,反應器運行標志著失敗。這表明,高濃度的硫化物會嚴重抑制SRB與MPB,利用ABR對硫酸鹽廢水進行處理時,ABR可以承受SO42-的最高濃度是2000mg/L左右。
2.3分析PMB和SRB競爭基質的原因
(1)進水硫酸鹽的濃度。通過上述探討可知,進水SO42-所具有的濃度不同,會對SO42-的還原率產生不同程度的嚴重影響,也就是說當SO42-濃度有所提高時SO42-的還原率則會出現一定程度的下降趨勢,但是若SRB對新的環境逐漸適應,那么SO42-的還原率則會在后期逐漸恢復到正常水平。對COD的去除率也是一樣,相比之下SO42-還原率下降的幅度會更小些。增大硫酸鹽的濃度會影響到MPB與SRB,但對MPB影響相比要較小。運行穩定后,硫酸鹽還原率先緩慢增加后急速下降,COD去除率先緩慢下降后急速下降。
(2)COD/SO42-值是影響MPB和SRB競爭關系的重要指標。SO42-生物還原的過程需要COD/SO42-的理論值是0.67,降低COD/SO42-值可以使SRB在基質的競爭中獲得競爭的優勢。通過結果可知,當COD/SO42-值由16.7降至10時,SO42-的還原率從91%緩慢上升至96%,對COD的去除率是97.1%~98%,有小幅度的提高;當COD/SO42-值是10.1~3.32時,SO42-的還原率將會穩定在97%,對COD的去除率大于90%;當COD/SO42-的值是2時,反應器便會出現酸化的反應,也就代表反應器的運行最終失敗,所以,若COD/SO42-的值高出25時,可確保反應器性能良好、運行穩定。
3 結論
當HRT在20~24h內,進水COD濃度是5000mg/L,進水硫酸鹽的濃度小于1500mg/L時,ABR反應器運行較正常,COD去除率則可大于90%,硫酸鹽還原率則可保持在96%,ABR處理硫酸鹽廢水所能承受SO42-的最大濃度是2000mg/L。
對于MPB和SRB來說,COD/SO42-不但會對兩者的競爭造成重要影響,同時還會對SO42-的還原率造成極為嚴重的影響。隨著COD/SO42-的數值上升時,SRB和MPB的競爭基質能力減弱。
在對硫酸鹽廢水進行處理時,其所采用的啟動方式的差異,會在不同程度上對厭氧反應器的功能造成影響。但是若采用的啟動方式為低硫酸鹽的方式,那么MPB則會在最初始階段便會獲得相應的優勢,而對MPB影響較小的是SO42-。
參考文獻:
[1] 李清雪,范超,李龍和,等.ABR處理高濃度硫酸鹽有機廢水的性能[J].中國給水排水,2007(15):50.
[2] 蔣永榮,胡明成,李學軍,等.ABR處理硫酸鹽有機廢水的相分離特性研究[J].環境科學,2010(31):547.
【關鍵詞】 頭孢菌素 生產廢水 生物處理
1 引言
抗生素生產過程中產生的高濃度廢水是一種成分復雜、色度高、生物毒性大、難降解高濃度有機廢水,長期以來是污水治理領域的一個難題。頭孢類抗生素產業已經發展成占世界抗感染藥物銷售額40%以上的重要產業[1]。頭孢菌素C鈉鹽是生產7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的重要原料,而7-ACA是合成頭孢菌素的重要中間體,也是頭孢類抗生素發酵法的主要水污染環節。本文以頭孢菌素C鈉鹽生產線為例,分析污水產生環節、污水特征,提出適合頭孢菌素生產污水特征和排放要求的污水處理工藝組合,探討其達標排放可行性。
2 頭孢菌素C鹽污染產生途徑與污水特征分析
2.1廢水產生途徑分析
頭孢菌素C鈉鹽微生物發酵法生產廢水主要來自發酵殘液(母液)、樹脂洗脫廢水、設備及地板沖洗水、冷卻水等,其污水產生環節見圖1。母液為發酵液分離提取過程產生的發酵廢液,含有大量未被利用的有機組分及其分解產物,污染物含量高,屬高濃度有機廢水。洗滌廢水來源于發酵罐的清洗、分離機的清洗、及其它清洗工段和地面清洗,屬于低濃度有機廢水。冷卻水屬清凈下水,可循環使用。
2.2廢水特征
頭孢菌素C鈉鹽生產廢水是一類含難降解有機物和生物毒性物質的高濃度有機廢水。其主要特征:(1)發酵殘余母液營養物的高,正常情況下BOD5約4000~13000mg/L,若發酵失敗,排放的發酵廢液BOD5可高達20000~40000mg/L;(2)存在生物抑制性物質,如殘留CPC抗生素及中間代謝產物、雜環類有機化合物,發酵中抗生素得率較低,約0.1~3%,采用大孔徑吸附樹脂提取得率約78~80%,一般條件下殘留的CPC濃度約100~1000mg/L,且難以被生物降解;(3)含高濃度硫酸鹽、表面活性劑(破乳劑、消沫劑等)和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等,一般情況下硫酸鹽濃度在2000~4000mg/L; (4)pH值低,且波動大,溫度較高,色度高和氣味重;(5)間歇排放,水質、水量變動大;(6)廢水中懸浮物濃度高,主要為發酵殘余培養基和發酵產生的微生物菌絲體,一般懸浮物濃度在500~20000mg/L[3~4]。
3 頭孢菌素C鈉鹽生產廢水處理工藝組合與特點
3.1工藝組合
根據頭孢菌素C鈉鹽生產廢水特點和現有抗生素廢水處理工藝研究、應用現狀,本文重點探討預處理+折流式厭氧反應器+三相好氧流化床工藝+絮凝處理工藝組合對頭孢類抗生素廢水處理工藝特點,具體工藝流程如圖2,其工藝流程為:
3.1.1預處理:廢水先經過貯液池后,經板框壓濾機過濾去掉廢水中殘留的菌絲體后進入污水調節池,在此進行水質、水量的調整;
3.1.2厭氧反應:污水由潛水泵提升進入折流式厭氧反應器,在厭氧條件下,將污水中復雜物質轉變為甲烷和二氧化碳(統稱沼氣);
3.1.3厭氧處理液在中間池,經絮凝沉淀后,再由潛水泵提升進入三相好氧流化床,在空壓機不斷提供充足溶解氧的條件下,流化床中的好氧微生物將污水中的有機物逐步分解為水和二氧化碳,削減有機物;
3.1.4流化床出水流入混凝沉淀池中,加混凝劑沉淀處理后排放。
3.2工藝特點
本工藝組合具有如下技術特點:
3.2.1抗生素廢水中懸浮渣料及菌絲體含量高,預處理單元采用板框壓濾機壓濾作用可大大降低廢水中的菌絲懸浮物,降低后續污水有機污染負荷。
3.2.2調節池調蓄預處理對壓濾過的污廢水進行調量、調質。制藥廢水pH值較低,且對部分微生物具有毒性,通過調節廢水pH值可以起到解毒作用,具體情況可根據產品回收率高低確定。若產品回收率低,廢水中抗生素類物質含量高,毒性大,則需要考慮對其進行解毒處理,一般通過投加燒堿提高pH至11以上,然后在使用鹽酸回調pH,以滿足后續生化處理的需要。
3.2.3采用折流式厭氧反應器(ABR)
該工藝Bachman和MeCarty等人于1982年前后提出的一種新型高效厭氧反應器,其構造如圖3。
反應器特點是:內置豎向導流板,將反應器分隔成串聯的幾個反應室,每個反應室都是一個相對獨立的上流式污泥床(UASB)系統,其中的污泥可以是以顆?;问交蛞孕鯛钚问酱嬖?。水流由導流板引導上下折流前進,逐個通過反應室內的污泥床層,進水中的底物與微生物充分接觸而得以降解去除。雖然在構造上ABR可以看作是多個UASB反應器的簡單串聯,但工藝上與單個UASB有顯著不同。UASB可近似地看作是一種完全混合式反應器,而ABR則更接近于推流式工藝。反應室中的微生物相是隨流程逐級遞變的,遞變的規律與底物降解過程協調一致,從而確保相應的微生物相擁有最佳的降解活性。
同傳統好氧工藝相比,厭氧反應器的一個不足之處是系統出水水質較差,而ABR的推流式特性可確保系統擁有更優的出水水質,同時反應器的運行也更加穩定,對沖擊負荷以及進水中的有毒物質具有更好的緩沖適應能力,更適用于頭孢生產廢水特性。此外,ABR推流式與同等總負荷的單級UASB相比,ABR反應器的第一格承受遠大于平均負荷的局部負荷。
3.2.4三相好氧流化床
將廢水從底部以超過一定極限值的流速進入流化床,并通入空氣,表面具有生物膜載體即開始流化,這些顆粒劇烈運動,使固(生物膜)、液(廢水)、氣(空氣)三相之間得到充分接觸,顆粒之間劇烈碰撞,生物膜表面不斷更新,微生物始終處于生長旺盛階段,具有如下特點:
①流化床具有巨大的比表面積。由于采用了小粒徑固體作為載體并且載體流態化,使每單位體積濾床提供的載體面積比流化前大為提高,因此它的比表面比一般生物膜法大得多。
②流化床具有高濃度的生物量。與傳統的活性污泥系統(3~5gMLSS/L)相比,生物流化床的生物量總固體濃度可達15~40g/L。由于所涉及的生化反應一般是零級反應,因此這種高生物量濃度可以減少處理的水力停留時間。
③生物流化床具有很高的容積負荷率α和污泥負荷率β值。該方法的α是普通活性污泥法的13倍以上,生物濾池的38倍以上。因此,在相同進水濃度下,采用生物硫化床處理污水,可以使裝置的容積大大減小,從而顯著降低工程投資及土地占用面積。在土地資源短缺的東南沿海地區更具有實際價值。
④生物流化床具有很強的凈化能力。流化床的K值是其它方法的1~3倍 (K值為BOD去除常數。它是衡量處理裝置凈化功能的一個相對指標),因此,凈化功能很高,與常規生物處理系統相比充分顯示了高效的特點。
⑤耐沖擊負荷能力強。由于生物流化床的生物膜濃度高、傳質效果好以及物質在床中分布均勻,廢水一旦進入床中,就能很快得到較好的混合、稀釋,對突然增加負荷的影響就能起到緩沖作用,適合頭孢類抗生素及雜環類有機污水處理。
⑥流態化狀態消除了諸如阻塞、高壓降落、不完全混合及氧傳質不好等,使顆粒與液體之間的界面不斷更新,加上水、氣流紊動情況較好,提高了基質和氧的傳遞速度,從而提高了生物膜生化反應速度。氣、液的剪切作用加速了生物膜的更新換代,提高了微生物的活性。
上述六方面的特點充分顯示了生物好氧流化床廢水處理技術具有普通生物法無法比擬的優點,所以在這方面的研究和應用相當活躍。
(5)處理系統末端采用二沉池投加絮凝劑的處理工藝,可進一步去除經過厭氧+好氧處理后的難降解的有機物,提高出水水質,保證尾水穩定達標排放。同時,末端絮凝工藝可以大大提高系統的承受污染物沖擊負荷的能力,提高系統穩定性和調節能力,對于高濃度、高毒性、難降解的有機廢水處理是非常必要的。
4 工程應用實例
上述工藝已經成功應用于福建省某頭孢類抗生素廠的污水處理工程。該公司于1998年投資1000多萬元,采用上述工藝流程建成日處理能力為1500m3/d的高濃度頭孢廢水處理系統。處理系統進水污染負荷約CODCr 15000mg/L,SS 5000mg/L,經過物化+厭氧+混凝+好氧+絮凝沉淀等工序處理后,出水的CODCr可降低至300mg/L以下,該工藝污水處理設施運行出口濃度監測結果統計見表3。通過幾年的運行結果表明,該工藝技術較為成熟,設備運行可靠,操作方便,運行穩定,調節能力強,耐沖擊效果較好,COD去除率達98%,污水處理設施出口水質可達《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)生物制藥行業二級排放標準。
5 結論
頭孢類抗生素廢水是一種成分復雜、生物毒性物質高、色度高、含難降解有機物質和生物毒性物質,以及高硫酸鹽濃度的有機廢水。在實際抗生素制藥廢水處理中,常用物化、生化(厭氧+好氧)等工藝組合進行處理。采用預處理(壓濾\pH調節)+折流式厭氧反應器+三相好氧流化床工藝+絮凝處理工藝組合對頭孢類抗生素廢水進行處理可獲得較好的處理效果,系統運行穩定,耐負荷沖擊能力強。
參考文獻
[1]中國頭孢霉素原料藥產業調查報告(2006版), 2006
[2]張光宇. 一步酶法制備7-氨基頭孢烷酸(7-ACA). 中國生物工程學會成立大會論文摘要[M], 1993
[3]福建省福抗藥業股份有限公司新增年產1500噸CPC-Na鹽生產線項目可行性研究報告,2004
[4] 國家環??偩汁h境影響評價工程師資格登記管理辦公室,環境影響評價工程師職業資格登記培訓系列教材化工、石化及醫藥類(試用本)[M],北京:2006.
[5] 曾麗璇,張秋云,劉佩紅,吳 濤. 抗生素制藥廢水處理技術進展[J]. 安全與環境工程,2005,12(4):62~64.
[6]鞏有奎,張林生. 抗生素廢水處理研究進展[J]. 工業水處理,2005,25(12):1~4.
[7]李耀忠,等. 光催化降解三類難降解有機工業廢水[J]. 中國給排水,2003,19(1):5~8.
[8]肖利平,李勝群,周建勇,等. 微電解-厭氧水解酸化-SBR串聯工藝處理制藥廢水試驗研究[J]. 生態科學,2002,21(1):62~64.
關鍵詞:生物接觸氧化工藝;高鹽有機廢水;可行性
高鹽有機廢水中含有大量的高濃度無機鹽離子,其抑制了微生物的生長與代謝,對生物處理效果也有著一定的影響作用。為此,在廢水處理中,高鹽有機廢水具有處理難度大、去除率低等特點。生物接觸氧化法作為一種新型生物處理方法,具有微生物濃度高、耐沖擊負荷能力強、不需污泥回流等特點,在污水處理中得到了普遍應用。本文通過對生物接觸氧化工藝的分析,闡述鏡檢結果,同時探討COD、氨氮的去除效果。
一、生物接觸氧化工藝概述
(一)體系框架
某廠制備腸衣,排放一些高鹽特性污水。污水處理安設的體系框架,能阻止高鹽度物質對活性系統的沖擊。其處理原理,是在建立的污泥反應池中添加彈性組合填料,變為特有的接觸氧化池,以便適應新穎的氧化工藝。同時可以將反應池分成四個。在這之中,單號的反應池為厭氧池,有不曝氣的特性;雙號的反應池有曝氣的特性,為好氧池。兩類處理池的容積比為1:5。
污水在排放過程中會經過以下構件:機械架構的格柵、集水井、初沉池、調節池;經過初步處理之后污水會進入二沉池,在充分沉淀之后排出。進水處污水中含有大量COD、BOD、NaCl、SS等。污水中潛藏氨氮含量也比較高,測定值為每升29毫克;含鹽量達到了4.3%;廢水的PH值為6。
(二)運行中的查驗及解析
年度中的九個月,對于廠區的處理體系,予以連續查驗。進出水查驗指標主要包括含鹽數目、氨氮及COD含量。每周設定采兩次樣,微生物解析得到的生物膜,被制備成樣品,其主要來源于反應池。指定合理的時間,便于取樣。解析方法主要包含重絡酸鉀法、堿性消解法、紫外分光光度法、納氏試劑比色法。除此以外,為測定總體的含鹽量,采納了重量法。
(三)擬定計數方式
微生物計數流程,首先搜集一定規格的生物膜,添加至混合的生理鹽水當中。之后將這種混合液添加到錐形瓶。選用合理的振蕩裝置,一般而言均是漩渦架構的振蕩器。經由半小時的振蕩,再把混合液安設在超聲波裝置上,接續振蕩兩分鐘,以便分散生物膜。
異養菌的計數,可采納稀釋倍數法;選用適合的培養基,一般為營養瓊脂。采納MPN法,細菌計數等同于填料的微生物數目。計數得來的精準數值,擬定成CFU這一計數范圍。
二、鏡檢得來的精準結論
經由鏡檢流程得知:生物膜表征的絮狀物,凸顯出優良形態,且膜體以內的構架很致密。這就表明,生物膜附帶著多重微生物,具有較強的抗鹽度。與此同時,生物膜還潛藏細微的原生動物及后生動物,例如,枝蟲、纖毛蟲。
二段好氧池,生物膜被查出大規模線蟲,以及線性蚯蚓。這種耐鹽的微生物,拓展了污泥體系的食物鏈,也延展了原有的生態體系。微生物蠶食污泥,縮減了含泥量,也縮減了平常的排放量。擬定完備工藝,帶有無剩余的特性。運行起始,構建合理體系,排放少量污濁泥水。
三、COD去除成效
生物接觸氧化工藝,可以有效去除高鹽有機廢水中的COD。經過相關分析得知,進水中COD波動較大,而經過處理之后,出水COD濃度均可以降低至每升45毫克以下;COD平均濃度僅達到每升42毫克,COD去除率超出了93%。這就表明,對污泥內的有機物,生物接觸氧化工藝的處理,具有運行成效優、流程穩定的特性。氧化處理池可適應高鹽態勢下的體系環境。
通常來看,慣用的生化法,無法高效處理高鹽有機廢水。其原因主要是:生化處理體系降低了污泥活性;絮狀累積污泥慢慢解體,留存的生物難以存續。生物接觸氧化工藝可有效降低污水中的鹽濃度,基本可以控制在4.3%以下;平均情形之下的鹽度,也被縮減直至3.7%。這種情形下,COD去除效率可以保持較高的水準。經過長期運轉,生物膜原有的耐鹽特性,也在逐漸遞增,能與高鹽特性的水質契合。
生物接觸氧化工藝可以有效提高原有的耐受特性。經由接觸氧化處理之后,生物膜并不會凸顯出絮狀分解的傾向。而普通處理得到的活性污泥,常會使測定好的鹽度數值發生改變,鹽度更替造成絮狀漂移。除此以外,生物接觸氧化工藝排放的污泥比較少;污泥沉降特性也超出普通處理工藝。這樣做,就化解了沉降中的難題。
四、氨氮去除效率
從水質查驗得來的數值可知,進水端口以內的氨氮濃度超出了每升26毫克;對應的出水氨氮濃度相對穩定在每升1.2毫克。去除率達到86.9%。受到區域溫度干擾,寒冷時段內,氨氮去除效率略有偏低,但也與預期標準基本相符。生化處理路徑下,依托硝化菌受到的鹽度干擾,來處理降解菌。從計數數值來看,生物膜之上的硝化菌,達到了高層級的數量級。好氧段的硝化菌,還會達到更高層級。硝化菌存留在體系以內,提升了氨氮的去除率。
鹽度變更狀態下,總體范疇內的含氮量,并沒能顯著變更。測量得來的濃度為:進水范疇的總體含氮,為每升39毫克;對應著的出水含氮,縮減至每升23毫克??傮w去除率達到52.3%。這是因為,出水端口的高鹽物質,是偏多的硝酸鹽氮。硝化反應凸顯的作用并不徹底。初始時段的設計中,預設了偏低的回流比,造成這種狀態。若能提升原有的回流比,則可除掉更多的氮。好氧段布置的生物膜,存在反硝化菌的偏多菌種,環境促動了菌種生長。
結束語
生物接觸氧化工藝,還欠缺完備程度。在后續的實踐中,應著力去改進。通常來看,對于搜集的高鹽廢水,可接種活性污泥,逐漸增加進水中的海水比例。用這種途徑,馴化出最佳的耐鹽特性。設定的處理框架內,微生物的總含量偏高,凸顯了多樣類別。這就為體系的運轉,提供了穩定的保障。
參考文獻:
[1]鐘Z.高鹽有機廢水處理技術研究新進展 [J].化工進展,2012(04).
[2]呂寶一.兩段A/O生物接觸氧化法處理高鹽有機廢水研究 [J].中國給水排水,2011(01).
[3]丁曉玲.生物接觸氧化工藝處理難降解有機廢水的研究 [J].水處理技術,2005(07).
關鍵詞:制藥工業 廢水 厭氧處理
制藥工業屬于精細化工,其特點是原料藥生產品種多,生產工序多,使用原材料數種或十余種,有的甚至多達30~40余種,原料總耗有的達10公斤產品以上,高的超過200公斤公斤產品,從而產生的“三廢”量大,排放物成分復雜,污染危害嚴重。2008年8月1日起,實施新的《制藥行業水污染物排放標準》,提出了更加嚴格的排放要求。制藥工業廢水通常具有成分復雜,有機污物種類多、濃度高、含鹽量高和NH3-N濃度高、色度深且具有一定生物抑制性等特征,相對于其他有機廢水來說,處理難度更大。
我國制藥廢水處理技術研究和應用始于20世紀70年代,最先采用的是活性污泥為代表的好氧工藝。到了21世紀后,針對傳統工藝的不足,人們開始采用各種新型的工藝,進得更完善的處理[1]。制藥廢水有機物含量高、成分復雜多變而且多含雜環類、難降解物質多。在制藥過程中會產生一些生物毒性的中間物質,在提取或清洗過程中會進入到制藥廢水中,造成應用傳統生化法治理制藥廢水效果較差。在抗生素生產的提取和冷卻工段,化學合成制藥反應及提純階段使用了大量的無機鹽類物質,使排放的生產廢水中鹽類濃度較高,對廢水處理的生物活性產生抑制作用,影響廢水生化處理效果[2]。
1 制藥廢水處理技術及工藝介紹
目前制藥廢水采用的處理技術主要包括化學法、物理化學法、好氧生物法、厭氧生物法等多種方法[3]?,F在,由于制藥廢水難于處理,出水水質要求較高,以及處理成本的限制,制藥廢水處理所采用的工藝一般為多種方法聯用,通過多種技術聯合,使得出水水質達標[4]。藥廠廢水的水質特點使得多數制藥廢水單獨采用生化法處理根本無法達標,所以在生化處理前必須進行必要的預處理,以減少廢水中的生物抑制性物質,并提高廢水的可降解性,從而利于廢水的后續生化處理。預處理后的廢水,可根據其水質特征,綜合考慮廢水的性質、工藝的處理效果、基建投資及運行維護等因素,做到技術可行,經濟合理。從目前來說,總的工藝路線為預處理―厭氧―好氧―后處理組合工藝。
2 QIC有機廢水處理技術
厭氧處理是有機廢水處理技術的最有效、最經濟的方法,由于其巨大的處理能力和廣闊的應用前景,一直是廢水處理技術研究的熱點[5]。從傳統的厭氧接觸工藝發展到現今廣泛流行的UASB工藝,廢水厭氧處理技術已日趨成熟。要提高厭氧處理速率和效率,除了要提供給微生物一個良好的生長環境外,保持反應器內高的污泥濃度和良好的傳質效果是2個關鍵性舉措。以厭氧接觸工藝為代表的第1代厭氧反應器,污泥停留時間(SRT)和水力停留時間(HRT)大體相同,反應器內污泥濃度較低,處理效果差。為了達到較好的處理效果,廢水在反應器內通常要停留幾天到幾十天之久[6]。以UASB工藝為代表的第2代厭氧反應器,依靠顆粒污泥的形成和三相分離器的作用,使污泥在反應器中滯留,實現了SRT>HRT,從而提高了反應器內污泥濃度,但是反應器的傳質過程并不理想。要改善傳質效果,最有效的方法就是提高表面水力負荷和表面產氣負荷。然而高負荷產生的劇烈攪動又會使反應器內污泥處于完全膨脹狀態,使原本SRT>HRT向SRT=HRT方向轉變,污泥過量流失,處理效果變差。
IC厭氧技術就是在這一背景下產生的高效處理技術,它是20世紀80年代中期由荷蘭PAQUES公司研發成功。由于是一項重大發明創造,技術擁有者做了嚴格的保密,直到1994年,才有相關的研究報道。目前,IC反應器已成功應用于污水的厭氧處理。與以UASB為代表的第二代高效厭氧反應器相比,IC反應器在容積負荷、能耗、工程造價、占地面積等諸多方面,代表著厭氧生物反應器的先進水平[7]。雖然IC反應器具有其他反應器無可比擬的優點,但在工程實踐中亦暴露出諸多技術問題:①IC反應器內部結構比普通厭氧反應器復雜,設計施工要求高。反應器高徑比大,不僅增加了進水泵的動力消耗,而且因水流上升速度快,使出水中細微顆粒物比UASB多,加重了后續處理的負擔。內循環中泥水混合液的上升易產生堵塞現象,使內循環癱瘓,處理效果變差。②IC反應器較短的水力停留時間影響不溶性有機物的去除效果。③在厭氧反應中,有機負荷、產氣量和處理程度三者之間存在著密切的聯系和平衡關系。較高的有機負荷可獲得較大的產氣量,但處理深度降低。④缺乏在IC反應器水力條件下培養活性和沉降性能良好的顆粒污泥關鍵技術。
QIC有機廢水處理技術是在對IC厭氧處理技術內部規律進行深入探討的基礎上,針對其在工程實踐中暴露出的技術問題進行了大量的研究、實踐,以高效、低成本運行和出水水質穩定達標為目標,通過中試試驗和工程實踐為檢測手段,對IC厭氧處理技術、工藝、裝置進行不斷改進,經過多年來的反復試驗、驗證,最終凝煉出的QIC有機廢水處理新技術。以QIC厭氧反應裝置為主導產品的高效、低成本環保設備獲5項授權國家專利,QIC有機廢水處理技術已於2010年12月通過安徽省科學技術成果鑒定。
3 沈陽紅藥安徽制藥有限公司廢水處理工程
3.1 工程概況。
沈陽紅藥安徽制藥有限公司是由通過國家 GMP認證的亳州市國一堂中藥飲片有限公司、國家GSP認證的亳州市國一堂醫藥有限公司、沈陽紅藥安徽制藥有限責任公司組成,公司集中藥飲片生產、醫藥公司銷售、中藥提取、中成藥生產、大型物流、GAP中藥材種植為一體,以藥為主的綜合性現代化企業。公司注冊資金1000萬元,并嚴格按照GMP、GSP進行生產和經營,具有良好的經濟效益和社會效益,同時成為中藥飲片生產的骨干行業。
沈陽紅藥安徽制藥有限公司廢水為高濃度有機廢水。為確保廢水處理達標排放,采采用QIC―CASS工藝。首先,廢水經過酸化處理后進入QIC厭氧反應裝置,充分降解廢水中有機物,使廢水的CODCr、BOD5大幅降低,同時產生大量沼氣。經厭氧處理后的出水,進入沉淀池,進行固液分離,降低后序處理單元負荷。廢水最終經過CASS好氧反應處理,進一步降低廢水中COD、BOD、SS的含量,使出水水質穩定達到排放標準。
3.2 工藝流程和關鍵技術設備。
關鍵設備為QIC厭氧反應裝置,具有容積負荷率高,節省基建投資和占地面積小,運行成本低,抗沖擊負荷能力強,出水水質穩定,操作簡便等諸多優點。
QIC厭氧反應裝置是該工程的關鍵設施,主要由混合區、第一厭氧區(顆粒污泥膨化區)、第二厭氧區(深處理區)、沉淀區和氣液分離區五部分組成。污水從反應器下部布水器進入污泥床,并與污泥床內污泥混合。有機廢水在進入反應器底部時,與氣液分離器回流水混合,混合水在通過反應器下部的顆粒污泥層時,將廢水中大部分的有機物分解,產生大量的沼氣。同時,通過下部三相分離器的廢水由于沼氣的提升作用被提升到上部的氣水分離裝置,將沼氣和廢水分離,沼氣通過管道排出,分離后的廢水再回流到罐的底部,與進水混合;經過下部氣液分離器的廢水繼續進入第二厭氧區(深處理區),進一步降解廢水中的有機物。最后廢水通過反應器上部三相分離器進入分離區將顆粒污泥、水、沼氣進行分離,污泥則回流到反應器內以保持生物量,沼氣由上部管道排出,處理后的水經溢流系統排出。
該裝置在大幅削減COD濃度的同時,產生大量沼氣。在處理工程中極大的減輕了后續處理單元的負荷,不僅為CASS反應提供了良好的運行條件,而且為出水水質穩定達標提供了保障。同時沼氣的回收利用,還可以為廠家節約大量能源,減輕由于大量使用燃煤帶來的大氣污染。
3.3 處理效果顯著。
廢水處理成本低,運行費用為0.65元/t廢水。廢水經厭氧反應將可產生360m3/d沼氣。如將沼氣應用到生活或生產,每立方沼氣相當于1公斤標準煤,每噸標準煤按900元計,全年將可為企業節約能源費用118260元。廢水經處理后,按每天200t回用,每噸水按2元計,全年可為企業節省費用146000元??鄢龔U水處理運行費用71175元,每年將可為企業增收193085元。
4 結語
在IC厭氧技術基礎上自主研發的有機廢水處理技術是新一代廢水處理技術的安全性和處理效率遠高于IC。通過引入生活污水和活性顆粒污泥高效馴化技術,對難生物降解的廢水進行水解酸化,成功實現了極難處理的醫藥有機廢水的高效、低成本處理,拓展了厭氧生物處理法的應用領域。處理后,廢水的氨氮及懸浮物等污染指標均得到大幅削減,出水水質穩定,同時還能回收清潔能源――沼氣,起到節能環保作用,為應用企業創造了可觀的經濟效益及環境效益,受到用戶和社會好評。
有機廢水處理技術在企業廢水處理工程中實際應用的成功經驗為類似的有機廢水處理提供了技術支撐,對加快環保事業的穩定發展,促進節能減排起到了很好的示范效應,具有顯著的環境效益、經濟效益和社會效益。
參考文獻:
[1] 趙艷鋒,王樹巖. 高濃度制藥廢水處理實例[ J].水處理技術,2008, 34 (3) : 84 87.
[2] 繆應祺.水污染控制工程[M].南京: 東南大學出版社,2002: 86 -112.
[3] 劉振剛. 預處理-厭氧-好氧-氣浮過濾處理制藥廢水[J]. 中國給水排水, 2004, 20 (1) : 81 - 2.[4] 陳小平,米志奎. 制藥廢水的物化處理技術與進展,2009,13(10):1279-1281.
[5] 楊向陽,李布青.QIC有機廢水處理技術研究與應用. [J].農業工程技術(新能源產業),2011,12:15-19.
[6] 胡曉東. 制藥廢水處理技術及工程實例[M ]. 北京:化學工業出版社, 2008.
滲濾液污染特性處理技術
一、垃圾滲濾液的來源和污染特性
垃圾滲濾液是液體在填埋場受重力流動的產物。主要有以下來源:
1.自然降水:自然降水包括降雨和降雪,它是滲濾液產生的主要來源。降水沖刷填埋場,使滲濾液水質嚴重惡化。影響滲濾液產生數量的降雨特性有降雨量、降雨強度、降雨頻率、降雨持續時間等。
2.廢物中的水分:隨固體廢物進入填埋場中的水分,包括固體廢物本身攜帶的水分以及從大氣和雨水中的吸附(當儲水池密封不好時)量。入場廢物攜帶的水分是滲濾液的主要來源之一。
3.地表徑流:地表徑流是指來自場地表面上坡方向的徑流水,對滲濾液的產生量也有較大的影響。
4.有機物分解生成水:垃圾中的有機組分在填埋場內經厭氧分解會產生水分,其產生量與垃圾的M成、PH值、溫度和菌種有關。
5.地下水:如果填埋場地的底部在地下水位以下,地下水就可能滲入填埋場內,滲濾液的數量和性質與地下水同垃圾的接觸情況、接觸時間及流動方向有關。但一般在設計施工中采取防滲措施,可以避免或減少地下水的滲入量。
垃圾滲濾液是一種成份復雜的高濃度有機廢水,其性質取決于垃圾成份、垃圾粒徑、壓實程度、現場氣候、水文條件、和填埋時間等因素,主要有以下特性:
1.污染物種類繁多,成分復雜。垃圾滲濾液水質復雜,含有多種有毒有害的物質。其中有機污染物徑技術檢測有99種之多,有22種已經列入我國和美國重點控制名單,一種可以直接致癌,五種可誘發致癌。
2.水質水量變化大。垃圾滲濾液的水質水量會隨著外界水文地質降雨量堆地高度及方式、填埋規模、填埋工藝、填埋時間、垃圾本身成份的變化而變化,隨機性很大。
3.金屬含量高垃圾滲濾液。中含有10多種金屬離子,其中鐵、鉛、鋅和鈣的濃度可分別高達2050mg/L12.3mg/L,130mg/L和4200mg/L。
4.營養比例失調,氨氮含量高。
二、垃圾滲透液處理技術
1.物理化學法。主要有活性炭吸附、化學沉淀、密度分離、化學氧化、化學還原、離子交換、膜滲析、氣提及濕式氧化法等多種方法,在COD為2000~4000mg/L時,物化方法的COD去除率可達50%~87%。和生物處理相比,物化處理不受水質水量變動的影響,出水水質比較穩定,尤其是對BOD5/COD比值較低(0.07~0.20)難以生物處理的垃圾滲濾液,有較好的處理效果。但物化方法處理成本較高,不適于大水量垃圾滲濾液的處理,因此目前垃圾滲濾液主要是采用生物法。
2.生物法。分為好氧生物處理、厭氧生物處理以及二者的結合。好氧處理包括活性污泥法、曝氣氧化池、好氧穩定塘、生物轉盤和滴濾池等。厭氧處理包括上向流污泥床、厭氧固定化生物反應器、混合反應器及厭氧穩定塘。
(1)活性污泥法。好氧處理用活性污泥法、氧化溝、好氧穩定塘、生物轉盤等好氧法處理滲濾液都有成功的經驗,好氧處理可有效地降低BOD5、COD和氨氮,還可以去除另一些污染物質如鐵、錳等金屬。在好氧法中又以延時曝氣法用得最多,還有曝氣穩定塘和生物轉盤(主要用以去除氮)。
活性污泥法,傳統活性污泥法滲濾液可用生物法、化學絮凝、炭吸附、膜過濾、脂吸附、氣提等方法單獨或聯合處理,其中活性污泥法因其費用低、效率高而得到最廣泛的應用。美國和德國的幾個活性污泥法污水處理廠的運行結果表明,通過提高污泥濃度來降低污泥有機負荷,活性污泥法可以獲得令人滿意的垃圾滲濾液處理效果。采用活性污泥法能夠有效地處理垃圾滲濾液。許多學者也發現活性污泥能去除滲濾液中99%的BOD5,80%以上的有機碳能被活性污泥去除,即使進水中有機碳高達1000mg/L,污泥生物相也能很快適應并起降解作用。眾多實際運行的垃圾滲濾液處理系統表明,活性污泥法比化學氧化法等其它方法的處理效果更佳。
生物膜法與活性污泥法相比,生物膜法具有抗水量、水質沖擊負荷的優點,而且生物膜上能生長世代時間較長的微生物,如硝化菌之類。當溫度回升,微生物的硝化能力隨即恢復。但是應當指出,這種滲濾液的性質與城市污水相近,對于較強的滲濾液此方法是否適用還待研究。
(2)厭氧生物處理。厭氧生物處理的有目的運用已有近百年的歷史。但直到近20年來,隨著微生物學、生物化學等學科發展和工程實踐的積累,不斷開發出新的厭氧處理工藝,克服了傳統工藝的水力停留時間長,有機負荷低等特點,使它在理論和實踐上有了很大進步,在處理高濃度(BOD5≥2000mg/L)有機廢水方面取得了良好效果。厭氧生物處理有許多優點,最主要的是能耗少,操作簡單,因此投資及運行費用低廉,而且由于產生的剩余污泥量少,所需的營養物質也少。近年來,開發的厭氧生物處理方法有:厭氧生物濾池、厭氧接觸池、上流式厭氧污泥床反應器及分段厭氧硝化等。
(3)厭氧與好氧的結合方式。雖然實踐已經證明厭氧生物法對高濃度有機廢水處理的有效性,但單獨采用厭氧法處理滲濾液也很少見。對高濃度的垃圾滲濾液采用厭氧好氧處理工藝既經濟合理,處理效率又高。COD和BOD的去除率分別達86.8%和97.2%。
三、結語
垃圾滲濾液是一種有毒有害的高濃度有機廢水,控制不好將產生二次污染,是衛生填埋場失去應有的價值和意義。要解決滲濾液污染問題,除了對垃圾填埋場進行控制,盡量減少滲濾液的產生外,關鍵是要對滲濾液進行處理,使其達標排放。近年來采用厭氧與好氧結合處理滲濾液的較多,在選擇生物處理工藝時,必須詳細測定滲濾液的成份,分析其特點,通過小試或中試來獲得組合處理工藝,才能達到排放。生物法是今后垃圾滲濾液處理研究的主要方向。
參考文獻: