1 臭氧在再生水处理工艺中的应用

在饮用水的净化处理领域,人们最早 研究并使用了臭氧技术,而如今,它已经被 广泛应用在再生水的处理中,而且实践表 明处理效果良好。

臭氧再生水工艺流程可简化为:待处 理水→混凝→臭氧脱色→进入机械加速澄 清池→进入V型过滤池→紫外线消毒→出 水。

臭氧再生水处理工艺和其他再生水处 理方法相比具有很多优点,设备流水线占 地面积小,降解速度比较快,自动化程度较 高,没有二次污染,不会产生大量的污泥或 浮渣,特别对于生物难降解的物质的处理 效果尤为明显,此外这种再生水处理方法 还具有防垢,脱色,杀菌等作用。

臭氧处理能够明显去除水的臭味,色 度以及UV吸收物。通常情况,水中的铁, 锰,悬浮胶体,颗粒物以及溶解性有机物使 得待处理的水源产生颜色。富里酸和腐殖 酸是导致水带色的有机物的代表。有机物 中不饱和的官能团和臭氧发生化学反应, 分子中的不饱和双键被破坏掉,从而完成 脱色处理。在再生水处理过程中,臭氧还会 产生微絮凝效应,这种现象能够帮助悬浮 颗粒物和有机胶体的混凝,然后通过将颗 粒物过滤出来除掉导致产生色的物质。臭 氧氧化主要是靠羟基(-OH)来除掉导致臭 味的物质。因为在整个臭氧氧化的化学反 应过程中,该反应的生成物也是有机物,有 机大分子上的不饱和化学键被打破后生成 转变成新的饱和键,这种反应能够显著改 变有机物对紫外光的吸收性能,能够使 UV254值得到明显的降低,有利于以后的 工艺流程。

臭氧氧化再生水处理技术有显著的杀 毒效果,能够有效去除废水中的病原菌。不 仅杀菌效率很高,而且不会受到温度或PH 值的影响。和氯相比,臭氧清除芽孢和杀菌 的作用更快,效果更好。

实践表明,在整个再生术处理工艺中, 臭氧能够明显对水质除臭脱色,该工艺去 除率最高能够达到35%,但是对最后排出水 的浑浊度改善不够明显,在一定程度上,可 能还会加剧水质的浑浊度,这可能是在臭 氧的氧化反应过程中,原本可溶性的物质 转变成了不可溶的物质,在加上臭氧的微 絮凝效应,使得水质的纯净度不升反降。

2 MBR再生水处理工艺

MBR(Membrane Bio-Reactor),是由生 物处理单元和模分离单元相结合的一种新 型再生术处理工艺。

膜分离组件和生物反应器共同组成膜 生物反应器。在实际工程中,膜生物反应器 包括曝气膜生物反应器,萃取膜生物反应 器以及固液分离型膜生物反应器。

MBR再生水工艺流程可简化为:待处 理水→曝气沉砂池→MBR→臭氧脱色→二 氧化氯消毒→出水。MBR再生水处理技术 生产的水质质量高而且稳定。分离膜的分 离作用相当明显,效果不是普通的沉淀池 可以相比的。经过处理的水浑浊度很低,悬 浮物接近于零,水中的细菌和病毒的含量 也明显降低,膜分离技术使得水中的微生 物留在生物反应器内里面,这样系统内的 微生物浓度能够一直被维持在一个较高的 值,在提高反应装置的处理效率的同时,也 大大提高了出水的质量。反应装置受工作 载荷的影响较小,能够稳定输出优质的出 水。该再生水处理工艺理论上可以实现零 污泥排放,但在实际生产中式不可能实现 的,但此方法已经可以大大降低了污泥的 处理成本。整个设备占地面积很小,对工作 环境没有特殊要求,反应器内高浓度的生 物量能够大大提高装置的工作负荷。并且 整套装置的结构比较紧凑,工艺流程比较 简单,便于操作和管理。

同样膜生物反应器也存在许多缺陷等 待改进。最重要的一点就是生产设备成本 较高,尤其是膜的造价比较高。在再生水处 理过程中容易出现膜污染问题,会严重影 响装置的正常运行以及设备的维护管理。 整套装置要在较高的有氧环境中运行,所 以需要较高的曝气强度,其次为了降低膜 污染发生的可能性,需要增大流速,加大膜 的通过量,以有效地对膜进行冲刷,这些条 件都需要较高的能耗方能实现。

3 多孔型悬浮生物陶粒的应用

此工艺最大的特点就是环保。曝气生 物滤池的滤料选择多孔型悬浮生物陶粒, 这是一种以价格低廉,相当易得的工业废 渣为原料的新型环保产品,颗粒直径通常 在3～8mm。

该再生水处理工艺流程大致为:待处 理水→水解酸化池→接触氧化池→二沉池 →滤池→消毒→出水。

多孔型悬浮生物陶粒具有比重小,不 易生物降解,稳定性较高,生物亲和性好, 孔隙率高,比表面积大,微粒表面粗糙等等 诸多优点,这能够使微生物良好的存活和 繁殖,在保证了较高的微生物浓度的同时 又有助于在微生物新陈代谢过程中产生的 废物以及所需的营养物质和所需氧气传 质,是作为曝气生物滤池比较理想的载体。

在具体操作过程中,若滤料选择多孔 型悬浮生物陶粒,相比以前其他一些过滤 载体,滤层高度要相应降低,并且不需要设 置承托层,这样便省去了这部分的资金投 入,还节省了滤料的开支,使得总的生产成 本降低。 在和传统的过滤池相比,多孔型悬浮 生物陶粒滤池出水效果好,冲洗强度小,时 间短。并且多孔型悬浮生物陶粒粘性较小, 不会随着时间的推移出现越来越严重的接 团现象,微粒之间的空隙不会受到太大的 影响,装置能够持续且稳定的运行,在再生 水处理工艺中拥有广阔的应用空间以及推 广前景。

4 化学混凝的应用

这种方法的主要思路就是将曝气生物 滤池和化学混凝相结合,形成一个一体化 的体系,通过生物膜的生物过滤和混凝过 滤双重作用,对再生水进行深度处理,以达 到净化的目的。化学混凝在再生水处理工 艺中的应用既降低了膜过滤技术的成本, 又有效的解决了传统工艺中生物膜污染和 滤床堵塞等问题,过滤效果比较理想,且出 水水质稳定,整套设备不需要像传统工艺 中那样的单独的过滤沉淀池,能够形成生 物降解,过滤,沉淀以及混凝一体化体系。

实际生产中整个系统运行一段时间后 需要对过滤池进行反冲洗,以确保出水质 量和稳定性。通常情况下,操作人员需要对 水头的损失和出水的质量进行检测,以确 定过滤池反冲洗的条件。反冲洗时气从柱 的底部流入,水从柱底部流入,由于滤料时 悬浮颗粒,反洗其在在底部与高速进入柱 内的反洗水形成湍流,老化的生物膜在水 的剪力的作用下被冲刷下来。

化学混凝剂主要被用来除去水中的致 色物质,胶体和微粒等,而曝气生物过滤池 通过生物过滤作用和生物降解作用进一步 对再生水进行进化处理,曝气生物过滤池 具有出水水质高而稳定,不会产生污泥膨 胀,投资小,占地面积少,有机负荷高等优 点。

参考文献

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