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【废水】废水处理中污泥常见异常问题诊断分析及处理办法

2019-01-11 09:43:35

【废水】废水处理中污泥常见异常问题诊断分析及处理办法

  造纸工业废水的特点是废水排放量大,BOD高,废水中纤维悬浮物多,而且含二价硫和带色,并有硫醇类恶臭气味。

  制浆造纸废水的成分很复杂,其组分不仅取决于纸浆的方法,也取决于所产品种和原料种类等多种因素。造纸工业废水中的悬浮物质主要来自备料工段的树皮、草屑、泥沙以及随水排放的炉灰、矿渣、制浆造纸各工序流失的纤维、填料等;废水中BOD主要来源于制浆蒸煮工序,如纤维素分解生成的糖类、醇类、有机酸等,在化学浆中,蒸煮废液的BOD5发生量占80%以上;废水中的COD和着色物质主要来源于制浆蒸煮工序的木素及其衍生物;废水中的有毒物质主要有蒸煮废液中的粗硫酸盐皂、漂白废水中的有机氯化物(如二氯苯酚、氯邻苯二酚等),还有微量的汞、酚等,但这些有毒物通常含量甚微,其中关于漂白废水中的有机氯化物的毒性和“三致”作用,在发达国家中已引起越来越大的关注。在我国,由于草类纤维原料比重大(约占60%),企业规模小,生产工艺和设备落后,原材料、能源、耗水量大,使我国的制浆造纸工业的污染格外严重,1985年估算,我国造纸工业年排水量为370亿立方米,仅次于化学工业和钢铁工业,居第三位,约占工业废水总排放量的1/10;排放的BOD5负荷每吨产品为210kg,年排放BOD5为173万t,占全国BOD5总排放量的1/4。

  制浆造纸废水大致可分为:制浆蒸煮液、洗涤废水、漂白废水和纸机白水等。碱法纸浆蒸煮废液,又称“黑液”,是制浆厂的主要污染源。

  造纸废水的末端处理虽然已有许多成熟的工艺,但从经济和环境双重角度考虑,清洁生产及零排放才是最为理想的工艺。传统的造纸废水处理技术也不断被革新和发展。而且每种方法和工艺都有其优缺点和适用条件。

1、化学法

 化学法主要是利用化学药品的作用,以调节废液的pH值,降低和消除色度为主,同时也有去除部分生化耗氧量和固体悬浮物的作用。

1.1 氧化还原法

  氧化还原法使溶解于废水中的有机和无机污染物,在加入的氧化剂或还原剂作用下,由于电子转移而发生氧化还原反应,从而转化成无害物质。

  废水中的有机物污染物(如色、嗅、味、COD)及还原无机离子(如CN,S 、Fe 、Mn等)都可通过氧化法消除其危害,而废水中的许多重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等)都可通过还原法去除。

  一般来说,氧化法多用于处理含酚、含氰废水,常用氧化剂包括氯气、漂白粉、臭氧等。还原法多用于处理含铬、含汞废水,常用的还原剂包括硫酸亚铁等。

1.2 臭氧化分解法

  氧化分解法是将废水中的有机物分解成无毒物质的处理方法。人们现在研究用臭氧作氧化剂来分解废水中的有机物,它对纤维素、木素的氧化是没有选择性,在-22反应中O,作为两性离子参加反应,能选择分解发色基团。

1.3 光催化氧化法 

  光催化氧化法是在特殊的光照射条件下发生的有机物参与的氧化分解反应,最终把有机物分解成无毒物质的处理方法。

2、物化法

  物化法包括混凝法、吸附法、膜分离法、高级氧化法、离子交换法和其他一些方法。

2.1 混凝法

  废水中细小颗粒的表面由于吸附离子而带电荷。混凝法是通过Al 、Fe和ca 等盐类无机物和酰胺类的有机高分子化合物与废水中的悬浮物和大分子有机物发生电中和,降低胶体粒子的z电位,以吸附、架桥等形式凝聚成大颗粒物质沉降分离而达到净水的目的。对于制浆造纸废水的三级处理,此法已有广泛应用。在最佳运行条件下,用絮凝-电浮选连续处理造纸废水,废水的COD cr可从1416mg/L降至48.9 mg/L。

2.2 吸附法

  吸附法是通过物理的、化学的或离子交换的形式吸附废水中的污染物来净化废水的。常用的吸附剂有活性炭、卜活性氧化铝和石灰等。有一种较特殊的吸附法是离子交换吸附,即交换吸附。

2.3 膜分离法

  膜分离法是一种发展较快的高新废水处理技术。其原理是将溶液送入膜过滤器,使它平行地流过膜的表面,在与膜表面接触的同时,绝大部分的溶液透过滤膜,其分离的物质则被排出系统。管运涛等采用传统的两相厌氧工艺(BS)与膜分离技术相结合的系统(MBS)处理造纸黑液配置废水,结果表明,系统COD去除率可以达到73.1,高于BS系统(48.6%),且在厌氧污泥活性及运行稳定性方面优于BS系统;在COD负荷为6kg·(m3·d)-1时MBS酸化率为20.1%,酸化水平为7.5%,略优于BS系统(分别为7.0%和5.0%)。

2.4 离子交换法

  离子交换法是利用固相离子交换剂功能基团所带的可交换离子,与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反应,以达到离子的置换、分离 去除、浓缩等目的。

2.5高级氧化法

  高级氧化法(Advanced Oxidation Processes?简称AOPs)又称深度氧化技术,是20世纪80年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术。在氧化剂、电、声、光辐照、催化剂等作用下产生氧化能力极强(其电位2.80 V?仅次于氟的2.87V)的·OH?再通过·OH与有机化合物间的加成、取代、电子转移、断键、开环等作用,使废水中难降解的大分子有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接分解成为CO:和H:O,达到无害化的目的。该技术具有反应速度快、处理效率高、对有毒污染物破坏彻底、无二次污染、适用范围广、易操作等优点,并被广泛应用于有毒难降解工业废水如制药、精细化工、印染等有机废水的处理中,已经逐渐成为难降解废水处理研究的热点。根据产生自由基的方式和反应条件的不同,可将其分为Fenton类氧化法、超临界水氧化法、光催化氧化法、超声氧化法、电催化氧化法、臭氧氧化法和湿式氧化法等。

3、物理法

  物理法是基于物理作用的原理,以去除不溶解的固体悬浮物为主,同时也有去除部分产生生化耗氧量的物质,降低和消除废水色度的作用。

在造纸废水处理过程中,有时也用不使用化学药品和纤维促进剂的物理法去除废水中的固形物和回收纤维等,如气浮法、过滤法和挤压法等。

4、生化法

   生化法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。通过人为创造适于微生物生存和繁殖的环境,使之大量繁殖,以提高其氧化分解有机物的效率。根据使用微生物的种类,可分为好氧法、厌氧法和生物酶法。

4.1 好氧法

  好氧法是利用好氧微生物在有氧条件下降解代谢处理废水的方法,常用的好氧处理方法有活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化、生物流化床等方法。除此之外,改良的活性污泥法还有序列活性污泥法(SBR)。它与传统的活性污泥法的反应机理相同,但运行操作不同。它是采用间歇曝气,主要设备仅用反应池,污泥在池中依次完成反应、沉淀、排水及排泥工序。与传统的方法相比,它的设备简单,占地面积平均减少30% ,投资节约20% ~40% ,运行费用低,处理效率高。

  4.2 厌氧法

  厌氧法是在无氧的条件下,通过厌氧微生物降解代谢来处理废水的方法,厌氧菌通过厌氧呼吸从分子中释放能量。它的操作条件要比好氧法苛刻,但具有更好的经济效益,因此也具有重要的地位。

4.3 生物酶法

  酶处理有机物的机理是先通过反应形成游离基,然后游离基化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物处理相比,酶处理具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低,反应速度快,对温度、浓度和有毒物质适应范围广,可以重复使用等优点。

5、多种方法的配合使用

  单一使用某种方法进行废水处理,不仅成本高,而且处理后的废水也难达到排放标准,所以,实际生产中一般都采用多种方法配合使用,寻找最佳的搭配方式,既获得良好的处理效果,又可尽量降低处理成本,并使流程简单化。

  物理化学分离法只适用于介质可极化或磁化的污水处理,物理降解法利用细菌降解有机物,所需时间较长,占地面积大,且对低浓度污水处理效率低;化学分离法用添加化学药剂使污染物沉或生成无害物质,这种方法要选择对污染物有针对性的化学药剂,可以与其他方法联合使用。

总结

  一般来说,造纸废水中的污染物是多种多样的,也有各自最佳的处理方法,因此,处理造纸废水不能期望一种方法就能够达到处理目的,往往需要几种方法组成一个处理系统,才能完成所要求的功效。