一.微波汙水處理原理
微波對流體中物(wù)質進行選(xuǎn)擇性加熱(rè),對吸波物質有(yǒu)低溫催化(huà)作用;能夠加速流體中固、液分離;具有低溫殺菌、均勻加熱、迅速升溫(wēn)、快速穿透等功能。達到去汙除(chú)濁殺菌的效果,不產生二次(cì)汙染。
將汙水(shuǐ)送入2450兆赫的微波場中,根據“極性分子理論”,極性分子在微波場作用(yòng)下,發生高頻振蕩,消耗能量而發熱(rè)。在單(dān)位(wèi)體積內的物質,被吸收的(轉(zhuǎn)化為熱能損耗)微波功率(lǜ)Pa,與電場(磁場)強度E、物質的損耗角正切tgδ和頻(pín)率f成正(zhèng)比。物質吸收的微波能全部轉化為熱能,Pa即(jí)為單位時(shí)間內,單位物質體積(jī)中產生的能量。tgδ即(jí)為物質的介電(diàn)常(cháng)數。微波除了(le)能加速反應之外(wài),還具有(yǒu)分子間直(zhí)接作用而引起的“非熱效應”。反應的程度(dù)除了與(yǔ)反應類型有關外,還與微波的強(qiáng)度(dù)、頻(pín)率、調製方式及環境條件(jiàn)有關。對有些不能(néng)直接與微波反映的有機化合物,可通過添加劑把微波能傳給這些(xiē)物質(zhì)而誘發化學反應。在添加劑(jì)的(de)作用下溫度迅(xùn)速升高(例如很容易超(chāo)1400℃)。水中的汙(wū)染物是在添加劑與微波的共同作用下,發生劇烈的催化、物理化學反應,轉化成不(bú)可溶物質或氣體從水中分離,水中的大分子、難降解有機汙染物在(zài)微波及添加劑(jì)的共同(tóng)作用(yòng)下,被分解為小分子,與添加劑結合(hé)成速沉絮體物去除,金屬離子可直接與添(tiān)加劑合成速沉(chén)絮體物沉澱,氨(ān)氮轉化為氨(ān)氣逸出,水中磷轉化為不可(kě)溶(róng)解磷酸鹽沉澱去(qù)除。對水中的汙染物通過物理及化(huà)學(xué)作用進行降解、轉化,從(cóng)而達(dá)到汙水淨化。
反應過程:
P: 水分子、汙染物分子
M: 添加(jiā)劑
SS: 懸浮物
R: 有機(jī)物
微波能的化學作(zuò)用(yòng):能夠極化水分子及有機化合物分子(zǐ),使有機(jī)化(huà)合物與添加劑之間形成過渡(dù)態(tài)產(chǎn)物,降低氧化(huà)和分解有(yǒu)害有機(jī)化合物所需要的活化能,使反應加速進行。
微波能的物理作用:能(néng)夠加熱和極化水及汙染(rǎn)物分(fèn)子,提高氧化和分解有害有機化合物所(suǒ)需要的反應條件(jiàn),達到反應所需要的活化能(néng)。
能夠加熱和極化水及(jí)汙染物分(fèn)子,使絮凝劑與汙(wū)染物之間形成的共(gòng)聚物的沉澱反(fǎn)應更完全、更(gèng)快(kuài)速。
微波在處理水中(zhōng)汙染(rǎn)物的同時,也能殺(shā)滅水中的細菌、藻類等微生物。其作用原理是由於微波輻射的熱效應,即微波輻射場(chǎng)照(zhào)射生物體,引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑製、傷害作用。組成細胞的極性分(fèn)子在外(wài)加微波場的作用下迅速升溫發熱,從而導致生物體細胞組織(zhī)溫度升高。當微波(bō)功率(lǜ)密度較大,生物體產熱過多,超過了體溫調節能力,生物體的溫度平衡功能(néng)失調,發生生理功能紊亂,進而死亡(wáng)。
二(èr).工藝流程及適用範圍
1.微波(bō)工藝流程
微波汙水(shuǐ)處理工藝與傳統的汙水處理工藝相比,其優點是工藝流程大(dà)大簡化,且減少大量的管網工程,對進水(shuǐ)的pH,濃度、溫度等無特殊要求。工(gōng)藝流程圖見圖2-1。
工藝流(liú)程
格柵:清除汙水中較(jiào)大顆粒.砂石、木塊、塑料等大(dà)塊雜物;
調節池:調節水(shuǐ)量和水質,降低對後續處理構築物的(de)衝擊負荷;
混合器:將汙水與投(tóu)加的1#、2#添(tiān)加劑進行充分混合與振蕩;
微波反應器:汙染物與添加劑進行物理化學反應以及微波低溫催化的物化反應;
沉降過濾設備:實現固液分離,達到排放或回用目的,汙泥則脫水外運或用作其(qí)他用途。
水中(zhōng)汙染物是在添加劑與微波的共同作用下,發生劇烈的催化、物理化學反應,轉化成不可(kě)溶物質或氣體從水中分離,水中的大分子、難降解的有機汙染物在微波及(jí)添加劑的共同作(zuò)用下,被分解為小分子,與添加劑結合生成速(sù)沉絮體物去除;金屬離子(zǐ)可直接與添加劑結合生成速沉絮(xù)體物沉澱;氨氮轉化(huà)為氨氣逸出;水中(zhōng)磷轉化為不(bú)可溶解磷酸鹽沉澱去除。
2微(wēi)波技術特點
工藝流程短,絮凝沉澱速度快,占地麵積小。用微波汙水處理技術日處理2500噸水的工程,總占地麵積不(bú)到300m2,其中微波能水處理機組設備僅占地64 m2,約為普通活性汙泥法處理工藝的1/6—1/10(傳統方(fāng)法總占地麵積大於2000m2)。
工程投資強度低,建設工(gōng)期短。由於設備(bèi)本身的獨特性,不(bú)必鋪設龐大的管網和水池(chí),土建簡單;設備結(jié)構(gòu)緊湊,且為組塊拚裝式,施工安裝快捷方便,大大縮(suō)短工(gōng)期(qī),日處理量為2500m³的單套機組的工程安裝半個月左右(yòu)即可完成。設備運行時,每小時耗電僅為40度,折(shé)合0.4度/噸水,計算綜合運營成本約(yuē)為0.5~1.2元/噸水。
表2-1:生活汙(wū)水處理(lǐ)設備價(jià)格與運行費用的比較
名 稱(chēng) | 來 源 | 設備價格 (萬元) | 日處理量(liàng) (m3/d) | 運行費用 (元/ m3) |
活性汙泥法 | 美國 | 1040 | 8500 | 1.5 |
厭氧UASB和好氧SBR法 | 西德 |
700 |
3000 |
2.0 |
物化氣浮法 | 某汙水處理公司 | 150 | 500 | 3.0 |
水解拚裝法 | 福建某環保集團 | 800 | 8000 | 1.3 |
微波汙水處理法 | 250 | 2500 | 0.5-1.2 |
調試周期短。由於工藝(yì)流程短,沒有多個單元的繁(fán)雜的調試和聯機調試階段,一般調(diào)試過程隻需幾天即(jí)可進(jìn)入連續運行。
殺菌滅藻能力強。微波對菌、藻類有高頻穿透作用,殺傷能力極強,在(zài)短時間(jiān)內殺滅微生(shēng)物,有很強的殺菌滅藻功能(néng),其(qí)中藍藻在(zài)微波場中隻需非常短的時間,就可匯聚成大顆粒變黃沉(chén)降與水(shuǐ)分離。
適應性強,處理效率高。微波汙水處理技術可廣泛應用於市政汙水、工業廢水(shuǐ)、小區中水回用等行業(yè)的水處理。出水可達標排放或再利用。
由於該工藝的特(tè)殊性,在操作過程中可以實(shí)現隨時開機停機,並且不影響出水效果,調試(shì)簡單快(kuài)捷。
實現工程小型分散化(huà)、設備化。直接堵住汙染源頭,省掉(diào)城(chéng)市建設中埋設龐大的地下長距離排汙管網。
表2-2. 微波汙水處理技術與幾種常用工藝對比表
工 藝 名 稱 | 適 用 範 圍(wéi) | 投資及 運行費用(yòng) | 優 點(diǎn) | 缺 點 |
SBR | 中小規模有機廢水 | 噸水(shuǐ)投資約1500元.噸水電耗1.6kw.h | 水質水量適應性強,運行靈活,效果好 | 對COD、BOD比有要求 |
A2/O | 大中型規模 氨氮高含量有機(jī)廢水 | 一次性(xìng)投資較高 | 適應性強 | 所需池體較多,占地麵極大,投資高 |
A2/O+ 生物過濾 | 高負(fù)荷有機廢水深度處理,大中型規模 | 一次性投資較高 | 出水效果較好 | 所需池體較多,占地麵極大,投資高 |
AB法 | 大中型規模,COD高濃度,工業廢水比例高的有機廢水 | 一次性投資較高 | 抗PH、COD、有毒物質的(de)衝擊能力(lì)強(qiáng) | 對環境溫度、N、P、C比有要求,占地麵極大(dà) |
氣浮+過濾 | 難沉降細(xì)小懸浮物含量高的工業廢水 | 噸(dūn)水投資約1000元.運行費用較高 | 針對性強,出(chū)水效果好 | 適用範圍有限 |
超 濾 | 中小型規模,較適用於工業廢水 | 運行費用低(dī),一(yī)次性投(tóu)資較高 | 管(guǎn)理方便(biàn),出水水質好 | 受溫度、PH及預處(chù)理效果影響較大 |
臭氧氧化+活(huó)性炭吸附 | 中小型規模,較適用於(yú)工業廢水 | 噸水投資約2200元.運行費用較高 | 殺菌能力強出水水質較好 | 運行管理複雜 |
微波汙水處(chù)理技術 | 各種規模,市政汙水及多種(zhǒng)工業(yè)廢水 | 投(tóu)資較低,噸(dūn)水投資1000元(yuán)左右.(市政汙水日處理量大於3萬噸) | 占地麵積小,耐衝擊力強,降解物化反應迅速,出(chū)水效果好,殺菌滅藻能力(lì)強 |
3.適用範圍
(1).生活汙水:市政(zhèng)(生活(huó)小區)、大型酒店賓館、 休閑旅遊度假村生活汙水(shuǐ)處(chù)理及中水回用;
(2).工業廢水:如醫院汙水(shuǐ)、印染汙水、電鍍汙水、造紙(zhǐ)廢水、電廠循環水、石化汙水、洗水廠汙水、酒精製糖(táng)汙(wū)水、澱粉廠汙水、填埋場垃圾滲濾液、生禽養殖屠宰場廢水、選礦提煉廠汙水等;
(3).江河湖泊汙(wū)水淨化(huà)
(4).海水淡化 根據客戶的需求我們可以做到達標排放而且可以做到中水回用。
三.微波處理汙水分析(xī)
生活汙水主要源於日常生活,廢水中含有大量的有機汙染物(wù),其中包括化糞池溢流出水,廚房洗滌水以(yǐ)及其它洗滌用水等,生活汙水的特性主要是(shì):(1)氮(dàn)、磷(lín)、硫含量高,在生活汙水中含有大(dà)量纖維素、澱粉、糖類、脂肪、蛋白質和(hé)尿素等;(2)含有大量合成洗滌劑(jì)和磷,洗滌劑不容(róng)易被生物降解,磷可以引起水體富營養化;(3)含有多種微(wēi)生物,如每毫升生活汙水中就含有幾百萬個細菌(jun1),並含有多種(zhǒng)病原體。生活汙水的化學(xué)好氧量(COD)含量不高,一般在250~500mg/l之間,PH值(zhí)在6~9之間。采用微(wēi)波水處理工藝(yì)時,水中汙染物是在添加劑與微波的共同作用下,發生劇烈的催化(huà)、物理化學反應,轉化成不可溶物質或氣體從水(shuǐ)中分離(lí),水中的大分子、難降解的有機汙(wū)染物在微波及添加劑的共同作用下(xià),被(bèi)分解為小分子,與絮凝(níng)劑結合(hé)成大塊絮團沉澱;氨氮轉化為氨氣逸出;水中磷(lín)轉化為不可溶解磷酸鹽沉澱(diàn)。
圖3-1. 微波汙水處理技術流程框圖
表3-1 對於城市生活廢水(shuǐ)微波處理法和現行常規法的比較
相關指標及(jí)優(yōu)缺點 | 微波處理方法(fǎ) | 現行(háng)常規處理方法 |
占地麵積(畝/萬噸(dūn)) | <1 | 100 |
單位廢(fèi)水耗能(néng) (KWH/噸廢水) | 0.3 | 0.4~0.8 |
單位廢水運行(háng)費用 (元/噸廢水) | 0.3 | 0.7~1.2 |
單(dān)位(wèi)廢水處理成本 (元/噸廢水) | 0.5~1.2 | 1.4~1.6 |
單位廢水處(chù)理投資 (元/噸廢水) | 1000(>3萬噸/日) | 1300~1400(>10萬噸/日(rì)) |
實現(xiàn)廢水處理(lǐ)物化 反映(yìng)過程的條件 | 常壓下,並且不受環境(jìng)溫度的控製 | 受環境溫度的直接控製,冬季低溫反應進程十分緩慢 |
廢水處理過程汙(wū)染物 與水得分離速度 | 廢水進微波場流經約(yuē)20秒鍾(zhōng)出微波場後3分鍾即開始(shǐ)沉(chén)澱(diàn)分離 | 廢水由流入(rù)反應池至流出反(fǎn)應進程約22小時 |
廢(fèi)水(shuǐ)處理過程中的 殺滅微生物功能 | 液相和固相或氣(qì)相中的微生物都已殺滅 | 無(wú)殺(shā)滅微生物功能 |
產物再利用 | 有(yǒu)價氣體可回收再利用;固相(xiàng)無菌可作複合肥;清水無菌可100%返回,實現水的可持續利用 | 有價氣體(tǐ)無法回收;固(gù)相須作深坑(kēng)填埋處理;二次水須作(zuò)深(shēn)度處理才能利用 |
對現行常規法廢水處理產生的二次水深度處理能力 | 二(èr)次水經微波淨化後可100%返回再利用,這正是發揮了微波淨(jìng)化水的優點 | 對二次水的深度(dù)處理無能為力 |
規模效益(yì) | 使(shǐ)廢(fèi)水處理工程小型分散化,堵住汙水源頭,省掉龐大的排汙管(guǎn)網工(gōng)程 | 需要建設龐大的排汙(wū)管網工程,給城市(shì)安全帶來隱患 |
2工(gōng)業廢水
(1).高濃度有機廢水(酒(jiǔ)精、酵母、澱粉(fěn))
高濃度有機廢水主要控製的(de)汙染物為(wéi)COD、BOD、SS等(děng),其汙染物濃度高,COD值通常大於2000mg/L,有的甚至達到(dào)每升上萬毫克。傳(chuán)統工藝在處理此類廢水時,常(cháng)采用UASB厭(yàn)氧發酵+氧化法來處理,工藝處理時間長,約72~96小時(shí),而且在脫硫時對DO的控製非常嚴格,否則會有惡臭的H2S氣體產生,同時反應溫度高,需要維持在(zài)中溫35℃,能(néng)耗高(gāo);在回收沼氣能源時不穩定,排放水(shuǐ)的COD值大於150mg/L。
微波汙水處理,對高濃(nóng)度有機(jī)廢(fèi)水處理,不需要加熱控溫裝置和脫硫預處理設施,微波工藝處理時間僅為30min,遠遠低於傳統方法的72~96小時。
.對比分析
以日處理2000噸(dūn)高(gāo)濃度有機廢水(shuǐ)為例:
項 目 | 微 波 工 藝 | 傳 統 工 藝 |
占地麵積(jī) | < 300m2 | >1200m2 |
投資成本(含土建、工藝設備等) | 1800~2200元/m3 | 2500~3000元/m3 |
運(yùn)行成本 | 1.2~2.6元(yuán)/m3 | 3.0~4.0元/m3 |
處理時間 | 0.3~0.5小時 | 72~96小時 |
運行維護 | 簡(jiǎn)單 | 複雜 |
處理效果(guǒ) | 排放(fàng) | 排放 |
(2).電鍍廢水
電鍍廢水(shuǐ)特點:一般電鍍廢(fèi)水中含有CN-1、Cr6+、Cu2+、Ni+等重金(jīn)屬(shǔ)及有毒類汙(wū)染物,傳統工藝需要分類收集,進行預處理後(hòu)再進行混合(hé)混凝(níng)化學處理,廢(fèi)水處理結果與前期分類收集密切相關。
傳統方法在處理電(diàn)鍍廢水時,工藝流程(chéng)複雜,占地麵積大、廢水反應時間長、投資運行成本高、運行管理複雜(廢水的分類)等難(nán)題。
微波處理工藝(yì)
微波處理電鍍廢水,隻需要將(jiāng)廢水中的含鉻廢水(shuǐ)和(hé)地麵收集水經還原劑單獨處理即可,整個工藝流(liú)程簡單,占地麵積小(xiǎo)、投資強度低(dī)、運行管理(lǐ)簡單。
.微波處理電鍍廢水與傳統工藝的比較:
傳統工藝對電鍍(dù)廠的廢水,要采(cǎi)用(yòng)分類、收集、綜合處理的方(fāng)法,將電鍍(dù)廢水分為含鉻廢水(shuǐ)、含氰(qíng)廢水、綜合廢水,收集後進行集中處理,才(cái)能(néng)達到預期的(de)效果。由於電鍍企業對鍍件進行除油、除鏽、除臘時,排放(fàng)的廢水中含(hán)有大量的(de)表麵活性劑、光亮劑、油類、重金屬以及高含量的氰化物等諸多因素的影響,CODCr的排(pái)放值(zhí)遠高於國家一級排放(fàng)標準。廢水中大量的重金(jīn)屬、氰(qíng)化(huà)物等有毒物質,采(cǎi)用傳統的生化法進行處(chù)理時麵臨極大的困難。我公司采用微波(bō)汙水處理工(gōng)藝對前處理廢水進行了中試,並順利完(wán)成了對該前處理廢水的治理工程。結果表明,微(wēi)波(bō)處理汙水的工藝不僅降低了該工程投資,而且還使其汙水處理(lǐ)能力(lì)和處理效果大大提高。其水質(zhì)監測結果見表3-3。
表3-3:電鍍廢水處理監測結果 單位(wèi):毫克/升(PH、色度除外)
分析/樣品/結果/名稱 | PH | COD | 六價鉻(gè) | 氰化物 | 銅(tóng) | 鋅 |
前處理(lǐ)進水 | 1.64 | 182 | 0.162 | 11.1 | 16.5 | 8.15 |
處理後(hòu)出水 | 7.56 | 40.0 | 0.033 | 0.018 | 0.311 | 未(wèi)檢出 |
分析/樣品/結果(guǒ)/名稱 | 鎘(gé) | 鉛 | 鎳 | 氨氮 | 磷酸鹽 | 總鉻 |
前處理進水 | 未檢出 | 0.504 | 5.75 | 10.6 | 9.46 | 1.71 |
處理後出水 | 未檢出 | 未檢出 | 0.152 | 0.24 | 未檢出 | 0.069 |
微波汙水處理技術對電鍍廠前處理水的處理工程經過長時(shí)間運(yùn)行,充分體現了以下幾點:
a、微波汙水處理(lǐ)工藝對CODcr、NH3-N、動植物油、磷酸鹽、LAS及Cr6+,CN-,Cu2+,Zn2+,Pb,Ni,總(zǒng)鉻等汙染(rǎn)因子均有有效的去(qù)除率,特別是對CODcr的效果尤其明(míng)顯;
b、對汙(wū)水種類有較好的適應性(xìng),耐水質變化衝(chōng)擊(jī)能力大,能有效去除多種汙染物;
c、微波工藝屬物理化學法處理工藝,外(wài)界環境條件的變化不影響其處理(lǐ)效(xiào)果;
d、微波工藝處理流程簡單,完全實現了設備化,實現了全(quán)自(zì)動化控製,操作方便簡單。
e、廢水處理過程中廢水反應停留時間隻需要45分鍾,遠遠小於(yú)傳統工藝20小時以上的停留時間。
f、該工程采用原設計傳統工藝占地麵積約1500 m2,而采用微波處理工藝占地麵積僅有150m2,僅僅(jǐn)是傳統工藝的1/10。
g、能耗小,該工程設計總功耗為30Kw,實際運(yùn)行負(fù)荷僅為24 Kw。
h、運行費用低,噸水處理費用為2元(包含所有添加劑,電費、人工費、固定資產折舊),而傳統工藝(yì)的處理費用要在6元以上。
i、工程投資強度小,投資強度僅為傳統工藝的1/5或1/4。
j、保證出水穩定(dìng)達標,經檢測各項出水指標都達(dá)到省《水汙染物排放限值(zhí)》(DB44/26-2001)所規定(dìng)的(de)標(biāo)準。
(3).線路板(PCB)廢水
廢水特點:PCB板(bǎn)(多層板)在生產製作(zuò)過程中產生(shēng)各種廢水(shuǐ)、廢(fèi)液。主要有去墨顯影類、蝕刻類、重金屬(shǔ)酸堿(jiǎn)類等,傳統工藝需要進行分類收(shōu)集單獨處理,方可達標。傳統(tǒng)工藝需要(yào)對(duì)線路板廢水中的去墨顯影類、蝕刻(kè)類(含大量絡合銅)、重金屬酸堿廢水等進行分類、收集,處理工(gōng)藝複雜,投資運行成本高(gāo),噸水運行成本可(kě)高達4.5元。
對比分析
2000m3/d PCB廢水處理(lǐ)作對比,見下表
項目 | 微 波 工 藝(yì) | 傳 統 工 藝 |
總(zǒng)占地麵積 | 300m2 | 2500m2 |
投(tóu)資(zī)成(chéng)本(含土建、工藝設備等) | 1000~1500元/m3 | 1800~2700元/m3 |
運行成(chéng)本 | 1.8~2.7元(yuán)/m3 | 3.5~4.3元/m3 |
運行(háng)維護 | 簡單 | 複雜(zá) |
(3).印染廢水
廢水(shuǐ)特點:印(yìn)染(rǎn)廢水具(jù)有水(shuǐ)量大、有機汙染物(wù)含量高、色度深、堿性大、水質變化大、可生(shēng)化性差等特(tè)點,屬難處理的工業廢水。
生化(huà)法工藝
格(gé)柵 |
調節池(或預沉(chén)池) |
冷卻塔 |
厭氧水解 |
接觸氧化 |
沉澱池 |
過濾池 |
排放 |
進水 |
物化法工藝
格柵(shān) |
調節池(chí)(或預沉池) |
氣浮裝置 |
脫色處理 |
沉澱池 |
過濾池 |
排放 |
進水 |
傳(chuán)統工藝在用生化法處理印染廢水時,常采用氧化溝(gōu)、A/O等工藝。該工藝要求廢水的B/C值(zhí)大於0.3,且水溫要求
小於35℃,處(chù)理過程中(zhōng)必(bì)須有(yǒu)硝化與反硝化處理設施,使得整個處理工藝複雜,反應時間長達12~16小時,運行費用(yòng)高,處理效果基本能達到國家一級排放標準。傳統工藝對絲光、退漿(PVA)廢水處理時,需要進行分流預處理(lǐ)或者堿回收,運行成本(běn)大(dà)於3.0元/噸水。
傳統工藝在用物化法處理印染廢水時,受工藝所限(xiàn),往往需要投加大量的脫色劑和淨水劑,對硫化染料廢水還應投加FeSO4除硫。處理水難達標排放,且產泥量大(dà)。
微波工藝
汙泥脫水處理係統 |
泥餅外運 |
回1#混合器 |
微波(bō)反應器 (WBSZ-2400) |
出(chū)水(shuǐ)回用或排放(fàng) |
反應體及沉澱過濾設備
|
1#號(hào)混合器 |
2#號混合器 |
集水池(chí) |
1#添加劑 |
2#添加劑 |
進水 |
微波後反應體 |
微波汙水處理(lǐ)工藝流程簡單,不需要傳統方法的(de)厭氧(yǎng)水解、脫硫等工藝,廣譜性強,占地麵積小,投資強度低,對印染廢水的處理效果優於國家一級排放標準,脫色能(néng)力強,脫鹽(yán)處理後即可回用。
對比分析(xī)
以2400m3/d 印染廢水處理作對比,見下表
項(xiàng)目 | 微 波(bō) 工 藝 | 傳 統 工 藝 |
總占地麵積 | 300m2 | 1000m2 |
投資成本(含土(tǔ)建、工藝(yì)設備等) | 1000~1400元/m3 | 1200~1500元/m3 |
運行(háng)成(chéng)本 | 1.2~1.8元/m3 | 1.5~2.5元/m3 |
運行(háng)維護 | 簡單 | 複雜 |
(4).製革廢水
鹽濕生皮製革
廢水特點:鹽濕生皮(pí)製革產生的廢(fèi)水中含(hán)有大(dà)量的(de)硫化物、鉻及易產生泡沫的洗滌劑等,油脂含(hán)量高,色度高。
傳統工藝
格柵 |
調節池(或預沉池) |
脫硫池(chí) |
缺氧水解 |
洗皮水水 |
預沉池 |
二澱池 |
過濾池(chí) |
排放 |
接觸氧化池 |
傳(chuán)統工(gōng)藝需要將鞣革含Cr廢水進行分流預處理,調節(jiē)pH值在8.5,沉(chén)澱除鉻後再與洗皮水混合後進入生化處理係(xì)統。傳統生化處理係統(tǒng)(普通活性(xìng)汙泥法(fǎ)、氧化溝法、SBR法、A/O法)等容(róng)易產生惡臭的H2S氣體,汙泥產量大,容易造成二次(cì)汙(wū)染(rǎn),出水水質COD在150mg/L左右,其餘(yú)汙染物基本可(kě)達標排放,但排水呈微棕色。
蘭皮製革
蘭皮製革產生的汙水治理時(shí)要求必須將鞣革水分(fèn)流除鉻(gè)預處理後,在進行綜合處理,不允許混流。由於蘭皮製革汙水的可(kě)生化(huà)性較差、化學藥品、助(zhù)劑及LAS(陰離子洗滌劑(jì))濃度高,為提高(gāo)生物淨水靈敏度(dù)(生物(wù)代謝的BOD5碳源),通常要投加糖、麵粉或尿素等以改善BOD5:N:P大於200:5:1的生物代(dài)謝養料結構,故而運行操作複雜,而且(qiě)增加了處理(lǐ)成本,處理時間長,約為18~20小時。蘭皮製革汙水經(jīng)分流、氣浮(除泡、除LAS)缺(quē)氧水解、接觸氧化及沉澱(diàn)過濾(lǜ)後,處理水基本達標,COD可控製在100mg/L。
微波汙水(shuǐ)處理工藝對製革廢水處理時,不需要分流預處理,處理水沒有惡臭的H2S氣體產生,適應性強,占地(dì)麵積(jī)小,投資強度(dù)低,處理水的水質效果優於國家一級排放標準,脫(tuō)色能(néng)力(lì)強,對處理水(shuǐ)進行脫鹽處理後即可回用。
對比分析
以1000m3/d 製革廢水處理作對比,見(jiàn)下表
項 目 | 微 波 工 藝 | 傳 統 工 藝 |
總占地麵積 | 180m2 | 800m2 |
投資成本(含土建、工藝設(shè)備(bèi)等) | 1500~1800元/m3 | 2000~2600元/m3 |
運(yùn)行成本 | 2.5~3.2元/m3 | 3.0~3.8元/m3 |
運行維護 | 簡單 | 複雜 |
(5).江河湖泊汙水淨化
在我國工業(yè)的高速發展過程中,由(yóu)於大量未經治理或未達標治理的工農業與生活汙水進(jìn)入河道湖泊,遠(yuǎn)遠超過了它的納汙能力,使得(dé)河流(liú)湖泊受到嚴重的汙染,氮、磷的超標排放造成了河流湖泊的富營養化,使(shǐ)得水質惡(è)化變黑,動植物大量死亡。同時,許多汙(wū)染物由於自(zì)身的特性以及在河流中(zhōng)發(fā)生的物理及化學反應而沉澱在河流湖泊底部成(chéng)為河(湖)底汙泥。隨著未達標(biāo)水的持續排入,加(jiā)上(shàng)底泥不斷的與河水進行汙染物的交換,雖然某些河流湖泊經過治理,但仍然存在著嚴重的汙染,治標不治本,達不到地表水環境的基本(běn)要求(V類水要求)。
目前,國內外對河流湖泊水治理成功的案例往往采用河(hé)道湖泊汙水治理、建築大壩引(yǐn)水衝汙(wū)、底泥清汙等一種或幾種方法相結合來治(zhì)理。如下:
河道汙水治(zhì)理、排入汙水處理:泰晤士(shì)河流域的治理采用生態處理措施與汙水處理廠相結合的方式(1985年在泰晤士河流域的沃爾登興建第一(yī)個蘆葦床(chuáng)係統,爾後又陸續建造了23個蘆葦(wěi)床係統,1988年全流域運行的汙水處理廠有476座,其中最大的貝克(kè)頓汙水處理廠日處(chù)理能力100萬噸);
引水衝汙、汙泥疏浚(xùn):日本的隅田川河俄羅斯的莫斯科河均采用引水衝(chōng)汙、汙泥疏浚的(de)治理措施(隅(yú)田川清除河底(dǐ)汙泥400萬立(lì)方米(mǐ),莫斯(sī)科河挖出800萬立方米);
建築大壩、引水(shuǐ)衝汙(wū):德國的(de)魯(lǔ)爾河、日本的中川(chuān)等采(cǎi)用建築大壩,引水衝(chōng)汙的方式治理,消除了河流的黑(hēi)臭現象。
根據微波能水處理機組(zǔ)設備的處理效果及安裝特點,我公司提出了江河、湖(hú)泊水的微(wēi)波淨化工藝:采用建(jiàn)築大壩(針對河流)、河湖水治理、底泥清汙的綜合治(zhì)理方式。
在壩體之上根據水的流量和容量設計計算微波(bō)能水處理機組設備的套(tào)數,上遊攔截後的水直接進入微波能水處理(lǐ)機組設備進行(háng)處理,經過30min左右後,處理後的水流入下遊,使得河水清澈,在治(zhì)理後重新恢複河道的水域功(gōng)能,能消除黑臭現象,同時經微波能水處理設備處理後的水是經過微波的強殺菌和滅藻處理,因此不會產生河水(shuǐ)的二次汙染。經沉降過濾處(chù)理後所排放的汙泥還可以輸送至農田作為肥料用(yòng)。
通過采用成套的微波汙水處理設備對部分地區河道水處理情況見下(xià)表:
高氮磷汙(wū)水微波化學處理檢測數據 | |||||||
水樣名稱 | 色度 | COD | SS | 氨氮 | 總磷 | PH | |
水樣(yàng)一 | 原水 | 90 | 537 | 483 | 46.5 | 4.78 | 8 |
出水(shuǐ) | 8 | 37.5 | 73 | 13.8 | 0.04 | 7.4 | |
去除率 | 91% | 93% | 84.90% | 70% | 99% | ||
水樣(yàng)二 | 原(yuán)水(shuǐ) | 101 | 339 | 983 | 2.07 | 32.3 | 9.62 |
出水 | 9 | 15 | 3 | 0.07 | 0.06 | 7.6 | |
去除(chú)率(lǜ) | 91.90% | 95.57% | 99.69% | 96.62% | 99.80% |
經微波處理後的水氮和磷的排放遠低(dī)於國家的排放標準(zhǔn),徹底解決了水體富營養(yǎng)化的問(wèn)題。
(6).海水淡化
我國是世界上13個缺水國之一,而且水資源的時空分布嚴重不均衡,中國的水資(zī)源占有量僅(jǐn)居世界第(dì)108位。2010年後,中國將進入嚴重(chóng)的缺水(shuǐ)期;2030年,中國將達(dá)到缺水高峰期。在許(xǔ)多經濟發(fā)達(dá)的國家和地區,也都麵臨著缺水的問題。在90年代,人們已把目(mù)光投向了大海——利用海水淡化技術增加淡水(shuǐ)的資源量。
我(wǒ)公司的(de)脈衝微波能海水淡化工藝流程見圖4-1。海水經脈(mò)衝微波能技術處理(lǐ)後(hòu)產生的淡水,可適用(yòng)於衝廁、衝洗道路、消防(fáng)、園林綠化和建築施工等(děng)多方麵用水,而且噸水(shuǐ)價格低於現有的用水價格
四、結論
經大量工程實踐證明:微波化學汙水處理技術對水中汙染(rǎn)物有顯著的(de)去除(chú)效果。出水中的色度、硫化物、懸浮物、CODcr、BOD5、揮發酚和總(zǒng)磷等去除率(lǜ)在80%以上;出水中的氨氮和陰離子洗滌劑的去除率在45%和70%左右。沉降汙泥中含有大量的(de)磷(富集倍數為300倍左右),出泥量少,占出水量的3~5%。處理後檢測項目符合《汙水綜合排放標準》(GB8978-1996)中(zhōng)的一級標準要求。另經有關權威專業部門檢測,其微波(bō)漏能遠(yuǎn)遠低於國家標準,證明其對人體絕對安全可靠。微波汙水處理技術在國內外無先例,處(chù)於世界先進(jìn)水平。
微波汙水處(chù)理技術在治理江河湖泊,淨化水體(tǐ),改善水資源生態環境方麵獨具特點,可快速去汙、高效(xiào)殺菌,可靠除藻,達到去濁變清的(de)目的(de),對水體不產生二次汙染。將汙水逐漸置換澄清,生(shēng)成絮體物,快速沉降,覆蓋於底部(bù)汙泥(ní)層上,防止水質的進一步惡化。為保護(hù)人類賴(lài)以生存(cún)的自然生態環境,徹底解決水資源問(wèn)題,保護我們的綠色家園,讓微波汙水處理技術把不可能變為可能。