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漕河涇開發區松江高科園34號樓502
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在前期調研工作的基礎上,根據與我們合作的環保公司的意見和交流建議,通過討論和研究,考慮我國對國外環保技術的實際需要,我們在工業廢水處理、市鎮污水處理和河湖水污染治理這三個領域推出了八套美國關鍵技術。其中工業廢水處理包括高鹽廢水蒸餾處理技術、高氨氮廢水膜生物反應器處理技術和重金屬廢水電化學處理技術;市鎮污水處理處理包括模塊化移動的膜生物反應器技術和污泥處理技術(含有預處理、皮帶壓濾機、污泥混合、超聲波污泥破碎機和濃縮機等5套關鍵技術);河湖水污染治理技術包括河道底泥清理技術(脫水袋、土木織管和疏浚等五套關鍵技術)、應急處理技術和萬能水質凈化藥劑。
1、工業廢水處理技術
工業廢水(industrial wastewater )包括生產廢水、生產污水及冷卻水,是指工業生產過程中產生的廢水和廢液,其中含有隨水流失的工業生產用料、中間產物、副產品以及生產過程中產生的污染物。隨著我國工業的迅速發展,廢水的種類和數量迅猛增加,尤其是高濃和難降解工業廢水污染也日趨廣泛和嚴重。這里所說的“高濃度”,是指這類廢水的有機物濃度較高,COD一般在2000mg/L以上,有的甚至高達每升幾萬至十幾萬;“難降解”是指這類廢水的可生化性較低,BOD5/COD值一般均在0.3以下甚至更低,難以生物降解。目前對國家安全和社會經濟發展最有影響和處理難度最大的是高鹽、高氨氮和重金屬工業廢水。因此,我們特意推薦以下美國的關鍵技術:
1.1高鹽工業廢水處理關鍵技術——蒸餾技術(Distillation)
1.1.1簡述
高鹽廢水是指總含鹽量質量分數大于1%的含鹽廢水,其主要源于化工、電力、食品、印染、紡織等行業。高鹽廢水中含有大量的無機鹽離子,包括Na+,Cl-,Mg2+,Ca2+,SO42-等,其來源非常廣泛,如煤化工行業的煤氣洗滌、循環系統、化學水站的工藝生產和藥劑投加;大型化工企業磺化、酰氯化、氨化添加帶入的NH4Cl、(NH4)2SO4;軍用化工硝化棉生產工藝排放的NaCl、Na2SO4等;印染行業大量使用的NaNO3、Na2SO4、NaCl 等;化工皂素廢水大量排放的Cl-;農藥生產有機磷農藥———很高的 PO43-和NaCl;氨堿法制備純堿生產排放CaCl2、NaCl ;化工、冶金、電力等行業產生的工業廢水經處理后為達標排放水,再采用反滲透技術回收“淡水”后產生總溶解固體( TDS ) 大于8% 的高鹽廢水等。
國內外高鹽廢水處理技術:
1. 熱法高鹽廢水處理技術
焚燒工藝
冷卻結晶工藝
蒸發結晶技術
優點:處理效果好,可做到零排放。
缺點:能耗高,處理水量較低
2. 以生化方法為主體、結合其他物理化學方法的工藝
優點:能處理大水量的高鹽廢水,成本相對較低。
缺點:處理效果偏低,微生物難以培養、馴化。
1.1.2美國高鹽廢水蒸餾處理技術
如圖所示,設備分為兩室——凝結室和蒸發室。在凝結室中,廢熱或蒸汽流由此進入,通過兩室之間的納米級耐腐蝕熱導墻,將熱量傳遞給蒸發室實現熱量再利用,之后廢熱冷卻排出儀器外、蒸汽流冷凝形成蒸餾水;在蒸發室中,高鹽度廢水由此流入,通過納米級耐腐蝕熱導墻,于凝結室內的廢熱或蒸汽流發生熱交換,從而形成一個蒸發的環境,形成蒸汽和高濃廢水,其中這蒸汽為滿足NPDES排放限制的餾出水,而形成的高濃廢水由于其體積大大縮小,從而有利于進一步處理或運輸至集中處理站。
蒸餾技術固定、移動模塊化和示范運行規模
美國高鹽廢水蒸餾處理技術與國內對比
美國技術 | 中國技術 | |
相關信息 | AR蒸發系統 | 無錫海悅MVR蒸發器 |
基本原理 | AR程來凈化水體——高效蒸發——通過技術的革新和重組,相比于傳統的蒸餾結晶工藝,該技術能夠實現低能耗和更低的建設資金。 待處理含鹽廢水進入該設備,與設備中的廢熱流體發生熱交換,使得待處理含鹽廢水蒸發,從而達到待處理含鹽廢水的進一步濃縮。 | 是利用蒸發系統自身產生的二次蒸汽及其能量,將低品位的蒸汽經壓縮機的機械做功提升為高品位的蒸汽熱源。如此循環向蒸發系統提供熱能,從而減少對外界能源的需求的一項節能技術。 |
適用范圍 | 適用于處理高鹽分和高濃度的滲濾液污水、海水淡化。 | 1、 生物制藥、化工行業廢水濃縮結晶 2、 無機鹽產品的濃縮結晶 3、 一些藥物的蒸發濃縮結晶。 |
特點 | 共同應用和替代燃料來源(例如垃圾填埋氣“LFG”)有可能將公用事業成本降低80%,從而提高投資回報。 AR具有獨特的低能耗余熱能力。AR工藝能夠利用溫度低至250°F的廢熱氣體和液體流。 | 1、 無需蒸汽蒸發,僅僅靠回收二次蒸汽的余熱和機械壓縮就可維持正常蒸發。 2、無需冷凝系統,不需要冷卻水去冷卻二次蒸汽。 3、 可以實現低溫蒸發,適合熱敏物料濃縮。 4、 極低的能耗,蒸發每噸水最低只需要30KW的電能耗,總效能相當于20效蒸發器。 |
優勢 | 資本要求低 運營成本低 利用先例制定的監管框架 精確控制經濟學 低維護 高可擴展性 減少設施要求 處理水質量極高 | 1.該工藝簡單可靠。 2.無需預處理。 3.不產生污泥。 |
總運行成本 | 運行成本一般為0.05美元/加侖(分鐘)。美國居民用電是0.12美元/度,假設用100度電,是12美元。中國居民電價是0.55元;工程用電1美元左右,國內1元左右。120立方一年運行費用為20萬美元左右(150萬人民幣) | 以MVR-MJ200機組為例,物料溶液為硫酸銨廢水MVR-MJ200強制外循環機組蒸發能力為5000Kg/h;一般來說,蒸發能力為5000Kg/h硫酸銨廢水蒸發多采用雙效蒸發器,其蒸汽能效比約在0.55左右,冷卻水消耗為10立方/噸蒸發量。(按蒸汽價格:200元 /噸,電價:0.65元/度,冷卻水價格:0.15元/立方計算) 采用MVR系統每年可節省的運行費用為:401.4-78.91=322.49萬元 |
總工程投資 | 120立方設備投資17萬美元左右 | 120立方設備投資100萬元 |
應用案 | 位于美國東北部賓夕法尼亞州的一個大型垃圾填埋場產生大量的滲濾液,必須將其用于商業處置。在部署AR系統后,該客戶已能夠成功地將滲濾液脫鹽至符合美國EPA對水面排放到當地河流的水質水平。 此外,該項目是AR系統對廢熱運行能力的一個例子。根據美國清潔空氣法案監管框架,垃圾填埋場產生的甲烷氣體應燃燒到大氣中。AR系統將這種甲烷作為能量源來對垃圾滲濾液進行脫鹽,從而降低了處理的成本,并且有利地使用了甲烷能量源。 | 寧夏大地豐之源生物藥業公司(抗生素)40噸每天MVR-QW36設備 規模:40噸每天 工藝:MVR-QW36 項目時間:2014
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1.2高氨氮工業廢水處理關鍵技術——膜生物反應器(MembraneBio-Reactor,MBR)
1.2.1簡述
氨氮是指水中以游離氨(NH3)和銨離子(NH4+)形式存在的氮。高氨氮廢水一般形成是由于氨水和無機氨共同存在所造成的, ph在酸性的條件下廢水中的氨氮主要由于無機氨所導致。氨氮是水體中的營養素,可導致水富營養化現象產生,是水體中的主要耗氧污染物,對魚類及某些水生生物有毒害。水中的氨氮可以在一定條件下轉化成亞硝酸鹽,如果長期飲用,水中的亞硝酸鹽將和蛋白質結合形成亞硝胺,這是一種強致癌物質,對人體健康極為不利。
高濃度氨氮廢水主要來源于鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工和飼料生產等工業生產過程。隨著工業的迅速發展,大量氨氮廢水排入水體不僅引起水體富營養化、造成水體黑臭,給水處理的難度和成本加大,甚至對人群及生物產生毒害作用。
國內外高氨氮工業廢水處理技術:
1.物化法
u 吹脫法
u 沸石脫氨法
u 膜分離技術
u MAP沉淀法
u 化學氧化法
2.生物脫氮法
u 有A/O
u 兩段活性污泥法
u 強氧化好氧生物處理
u 短程硝化反硝化
u 超聲吹脫處理氨氮法方法
3.生化聯合法
u 生物活性炭流化床,膜-生物反應器技術(MBR) 。
1.2.2 美國高氨氮廢水處理關鍵技術——膜生物反應器技術(MBR)
膜生物反應器(MembraneBio-Reactor,MBR)為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。
MBR優點:
u 低能量和低成本
u 沒有特殊的建筑或水池要求
u 整個系統可能放置在室內
u 不需要膜罐
u 對于小型設備來說非常劃算
MBR缺點:
u 不適合大型工廠
膜生物反應器(MBR)是BNR應用的理想選擇。膜生物反應器非常適合將廢水中氮和磷的營養物質去除到非常低的水平。
除氮: 活性污泥廢水中氮的生物營養物去除(BNR)是三步法:氨化,硝化和脫氮。這些過程需要發生活性污泥中的特定條件,并且MBR比其他系統更能夠實現和維持這些條件。
硝化:MBR系統設計用于在不同的MLSS濃度下運行。這意味著通過改變混合液的濃度可以容易地改變系統的固體滯留時間(SRT)。足夠的SRT是促進硝化細菌生長所需的最重要因素之一,并且允許操作者靈活地撥打正確的SRT的系統的性能優于不那么重要的因素。常規的處理系統取決于污泥的沉降性,這將混合液的濃度限制在較低的范圍內。
該公司在MBR系統中提供pH控制。這自動管理系統的堿度,以確保硝化物具有進行硝化反應所需的堿度。包括堿度在內的整個過程的自動控制確保了可靠的硝化作用。
反硝化:使用ORP控制來監測和控制缺氧區的缺氧條件。 ORP應低于50毫升,以一致地進行脫氮。當ORP由于欠載或其他因素而增加時,系統添加補充碳以保持ORP在反硝化范圍內。這樣可以確保硝酸鹽進入缺氧區。再次,系統的自動控制保持正確的條件以保持一致的高質量流出物。
膠體氮:諸如膠體不可生物降解的TKN之類的小顆粒氮不能從常規系統中去除。這些膠體顆粒和少量生物固體超過堰,增加了總流出氮。 MBR系統使用0.03微米超濾,可以去除所有膠體顆粒。
磷去除:磷的去除可以在生物學上或通過添加凝結劑進行。如果使用生物磷,系統通常仍然使用凝結劑添加劑。 Dynatec在其MBR系統中使用的超濾膜甚至可以除去最小的磷的膠體顆粒,從而允許系統實現含有少于0.1mg / L總P的流出物。 美國MBR技術與國內比價見表。
美國高氨氮廢水MBR處理技術與國內對比
美國技術 | 中國技術 | |
相關信息 | USA-工業膜生物反應器(MBR) | 北京碧水源MBRU膜生物反應器組器
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基本原理 | 工業膜生物反應器(MBR)使用外部橫向氣流型超濾器膜通量的三倍的,中空纖維的替代品(60 - 90 GFD比20 - 25 GFD中空纖維)。dynalift?膜生物反應器(MBR)系統使用管式膜的垂直安裝。再循環泵利用空氣將混合液從生物反應器輸送到注入的每個模塊的底部。這實際上是一個氣升泵,增加了幫助膜內沖刷的速度。沖刷混合物從每個模塊的頂部排出,并返回到生物反應器(或缺氧區,如果硝化發生)。在每個模塊庫定時循環滲透水沖洗。這消除了在膜管內部形成的任何阻力,從而保持通量率。這種膜結構允許低能耗運行。并且該公司設備簡易、價格低廉。 | 膜生物反應器是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。它不同于活性污泥法,不使用沉淀池進行固液分離,而是使用膜分離技術取代傳統活性污泥法的沉淀池和常規過濾單元,使水力停留時間(HRT)和泥齡(SRT)完全分離,因此具有高效固液分離性能;同時利用膜的特性,使活性污泥不隨出水流失,在生化池中形成5000~12000mg/L超高濃度的活性污泥,使污染物分解徹底,因此出水水質良好、穩定,出水細菌、懸浮物和濁度接近于零,并可截留糞大腸菌等生物性污染物,可同時去除污染物和實現污(廢)水再生回用。 |
適用范圍 | 垃圾填埋場滲濾液、金屬去除危險垃圾滲濾液、汽車制造業廢水、食品加工廢水、鈦加工廢水。 | 1、城鎮污水及與其水質相似污(廢)水的處理與回用。 2高濃度有機廢水。 |
特點 | 如過程一般較簡單,經濟性較好,往往沒有相變,分離系數較大,節能、高效、無二次污染,可在常溫下操作,可直接放大,可專一配膜等。當利用常規分離方法不能經濟、合理地進行分離時,膜分離過程作為一種分離技術就特別適用了 | 出水水質標準高、安全、穩定,占地面積小,模塊化設計,具有按量擴容的靈活性,自動智能化程度高、管理簡便 |
優勢 | 在較小的范圍內擁有其他系統3-4倍的的膜通量、較低的資本成本、管狀無堵塞設計減少清洗要求、自動操作更加流暢、比傳統系統性能高得多. | 1.該工藝簡單可靠。 2.無需預處理。 3.不產生污泥。 |
運行成本 | 按1000m3/d計算,0.3-0.5元/m3,年運行費用10-15萬元 | 按1000m3/d,平均運行費用:0.8-1.00元/m3,一年運行費用36.6-40萬元 |
投資 | 生活污水1000立方/天,42萬,4200元/噸 | 1000立方/天,40萬,4000元/噸
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美國膜技術主要參數與國內比較
參數對比 | 參數 | 管狀D-1 | 管狀D-2 | 中空纖維D-3 | 平板D-4 | 國產管式膜 | |
使用壽命 | 10+年 | 10+年 | 5-7年 | 10+年 | 3-5年 | ||
污泥處理量 | 1000 - 20000 mg / L | 1000 - 20000 mg / L | 1000 - 8000 mg / L | 800 - 18000 mg / L | 1000-8000 mg / L | ||
膜通量 | 50– 100gfd | 20 – 30gfd | 5– 8gfd | 8– 20gfd | 10 –15 25gfd | ||
回流 | 不是必須的 | 10Q | 2Q | 如果產生回流膜受損 | 如果產生回流膜受損 | ||
結構外形 | 滑移式 | 滑移式 | 膜槽類 | 膜槽類 | 膜槽類占多數 | ||
系統能量 | 4 - 6 Kwhrs /立方米 | 0.4Kwhrs /立方米 | 0.4Kwhrs /立方米 | 0.4Kwhrs /立方米 | 1- 2Kwhrs /立方米 | ||
跨膜壓差 | 10 - 50 psig | 1 - 3 psig | 7 - 10 psig | 1 - 3 psig | 2 - 6 psig | ||
應用案例 | USA-D聯手亞特公司為一個新建立的小學提供廢水處理的膜生物反應器系統。 USA-D公司與亞特公司合作開始為這所小學提供解決方案。USA-D設計和建造了處理設備,亞特公司承建了學校的污水處理廠,并安裝了設備。在被放置在現場之前,這個處理系統已經完全安裝在了大樓里。該建筑被移至六個部分:兩個基礎部分,兩個24x 14的建筑部分,所有的USA-D設備和電氣系統都要預先安裝,同時還要安裝在兩個屋頂。在工地上安裝完成的建筑耗時6個半小時。在未來,如果有一個下水道,工廠就可以重新安置。根據USA-D的合同,在設備運行的第一年公司會負責監督和管理設備的運行。 | 北京碧水源膜科技有限公司的超濾膜應用在污水處理廠中。超濾膜組件首次投運時,注意起始產水量應控制在設計水量的60%左右,運行24h后,再提升至設計產水量,這樣有利于膜通量的長期穩定。膜組件首次運行或長時間停運后恢復運行,需要進行沖洗以除去組件內的保護液。 啟動階段應該手動操作,當所有的流速和壓力、時間被設置后,裝置應該恢復為自動。裝置恢復自動后,PLC系統可以有效監控系統的運行,一旦運行條件不滿足,裝置會自動采取保護措施。
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附錄:
(1)USA-D公司對污水處理廠的去除率數據
參數 | BOD | COD | TSS | 氨氮 |
進水量 | 35 | 1500 | 150 | 700 |
出水量 | <5 | 1100 | <5 | 6 |
去除率 | >85 | 25 | >96 | >99 |
(2)USA-D公司管式膜應用在垃圾填埋場的去除率數據
參數 | NH3 | COD | Cl | F | TDS | Ba | Fe | Mg | K | Si | Na |
原滲濾液 | 375 | 1400 | 1700 | .75 | 5000 | .33 | 15 | 200 | 250 | 25 | 1000 |
反滲濾液 | 30 | 60 | 40 | ND | 160 | ND | 0.04 | 1.5 | 19 | 0.9 | 48.5 |
去除率 | 91.5 | 96 | 97 | 100 | 97 | 100 | 99.75 | 99 | 93 | 96 | 95 |
1.3重金屬工業廢水處理關鍵技術——電絮凝技術(Electrocoagulation Technology,ET)
1.3.1簡述
重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。重金屬(如含鎘、鎳、汞、鋅等)廢水是對一環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一,其水質水量與生產工藝有關。廢水中的重金屬一般不能分解破壞,只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。
電絮凝的反應原理是以鋁、鐵等金屬為陽極/,在直流電的作用下,陽極被/溶蝕`,產生Al、Fe等離子,在經一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程,發展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物,使廢水中的膠態雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離.同時,帶電的污染物顆粒在電場中泳動,其部分電荷被電極中和而促使其脫穩聚沉?;驹砣缦拢?/span>
1、電極反應原理:電絮凝常選用鋁或鐵作為電極材料,根據溶液酸堿性的差異,電極發生主要反應;
2、凈水機理:電絮凝技術用于水處理,各種作用相互交錯,目前公認的作用機理主要有絮凝、氧化還原和氣浮。
2.1絮凝機理。陽極氧化溶解的金屬離子,經水解反應生成水合離子,水合離子經過電極反應的表面催化作用,生成單核水解產物,單核水解產物經過縮聚作用生成系列多核水解產物,最終生成表面帶有羥基的高分子線形物。新生態的氫氧化物與絡合離子活性更強,較強的沉淀性能使電絮凝比化學絮凝吸附水中懸浮顆粒和可溶性有機物的能力更強。
2.2氧化還原機理:包括直接氧化
還原和間接氧化還原污染物被吸附到極板表面,在電極上直接發生電子得失,而被破壞的電極反應稱為直接氧化還原反應。污染物在陽極被氧化成生物可降解物或毒性較弱物質,如苯胺染料、CN-陽極直接氧化成 CO2(二氧化碳) ;污染物在陰極被直接還原得以去除,污染物通過電解過程中產生的自由基、活性氧、次氯酸和過氧化氫等強氧化劑,將氨氮物和部分大分子有機物氧化成小分子有機物甚至氧化成 H 2 O和 CO 2 的過程稱為間接氧化。。
2.3氣泡機理:在電極反應過程中,水的離解反應在陽極體現為析氧反應,產生氧氣泡半徑為 20 ~60 μm;陰極體現為析氫反應,產生的氫氣泡半徑為 10 ~30 μm。
廢水進行電解絮凝處理時,不僅對膠態雜質及懸浮雜質有凝聚沉淀作用,而且由于陽極的氧化作用和陰極的還原作用,能去除水中多種污染物。
電絮凝技術重點處理的廢水:
(1)重金屬廢水;
(2)難降解廢水;
(3)高鹽廢水;
(4)高氨氮廢水。
電絮凝技術是將絡合吸附與氧化還原、酸堿中和、氣浮分離結合起來的廢水處理工藝,其核心就是絮凝劑的生成。給多組并聯的極板接通直流電,在極板之間產生電場,使待處理的水流入極板的空隙。此時通電的極板會發生電化學反應,溶出Al3+或Fe2+等離子并在水中水解而發生絮凝反應,在此過程中,同時發生電氣浮、氧化還原等其他作用,這些作用的結果,使水中溶解性、膠體和懸浮態污染物得到有效轉化和去除。包括以下幾方面的作用:
(1)絮凝作用(核心):可溶性陽極例如鐵、鋁等陽極,通以直流電后,陽極失去電子后,形成金屬陽離子Fe2+、Al3+,與溶液中的OH-生成金屬氫氧化物膠體絮凝劑,這類新生態氫氧化物活性高、吸附能力強,與原水中的膠體、懸浮物、溶性污染物、細菌、病毒等結合生成較大絮狀體,經沉淀、氣浮被去除。這一過程與化學絮凝的機理相似,包括電荷中和、吸附架橋、壓縮雙電層等過程。
(2)氣浮作用:電解過程中當電壓達到水的分解電壓時,在陰極和陽極上分別析出氫氣和氧氣,生成的氣體以分散度極高的微小氣泡的形式出現,與原水中的膠體、乳狀油等污染物粘附在一起浮升至水面而被去除。電絮凝產生的氣泡遠小于加壓氣浮產生的氣泡,因而其氣浮能力更強,對污染物的去除效果也更好。
(3)氧化作用:電解過程中的氧化作用分直接氧化和間接氧化。直接氧化,即污染物直接在陽極失去電子而發生氧化。間接氧化,利用溶液中的電極電勢較低的陰離子,利用這些活性物質使污染物失去電子,起氧化分解作用,以降低原液中的BOD5、CODcr、氨氮等。
(4)還原作用:電解過程中的還原作用分直接還原和間接還原。直接還原,即污染物直接在陰極上得到電子而發生還原作用。間接還原,即污染物中的陽離于首先在陰極得到電于,使得電解質中高價或低價金屬陽離于在陰極上得到電子直接被還原為低價陽離子或金屬沉淀。
我國重金屬廢水污染問題十分嚴重,目前流經全國四十多條的河流中,有高達的江河湖庫受到污染,重金屬含量在地表水、飲用水體中的超標現象非常嚴重。城市河流總汞、總鉛含量超出地表水三類水體標準的分別占33%、28%。
國內外重金屬工業廢水處理技術:
1.化學沉淀法
優點:化學沉淀法工藝簡單、操作方便;
缺點:消耗大量的化學藥劑,產生大量廢渣,若處理不當會產生二次污染,難以滿足綠色環保的要求。
2.吸附法
優點:吸附劑原料來源廣,制造容易、價廉;
缺點:附劑使用壽命短,重金屬吸附飽和后再生困難,難以回收重金屬資源。
3.離子交換法
優點:膜分離技術具有高效、環保、設備緊湊、可回收重金屬和出水等優點;
缺點:樹脂再生困難、成本高、有二次污染。
3.膜分離技術
優點:設備緊湊、占地面積小、可冋收重金屬和出水;
缺點:初期成本高、技術要求高,容易造成膜污染。
4.生物法
優點:功能菌反應效率低,功能菌反應速度慢,設備利用率低、工程造價高。
缺點:生物法處理重金屬廢水是一種很有發展潛力的技術,若能進一步提高功能菌繁殖和處理能力,降低生產成本,微生物法才能在處理重金屬廢水領域里被廣泛應用。
5.電解法
優點:占地面積小、操作簡單、反應時間短、處理能力強、金屬回收率高等。
缺點:目前國內的電解法普遍耗能高,處理量小,一般適合處理含單一重金屬離子濃度高的廢液。
1.3.2 美國重金屬工業廢水處理關鍵技術—電絮凝技術(Electrocoagulation Technology,ET)
你應該購買哪個電凝系統?
自Dietrich于1906年獲得zhuanli后,電絮凝已經發展很大。電絮凝是使電流通過液體的過程。 該方法和室配置極大地影響了系統的能量效率和壽命。 決定購買系統時,請考慮以下幾點:
1.水流:電絮凝產生氫氣和氣泡。 氣泡垂直浮動。 在具有不同于垂直方向的水流的室中,氣泡聚集在水平表面或拐角附近,導致壓力在室中積聚,并產生阻止電流通過水的絕緣因子。 PoweWater Systems,Inc.對系統進行了工程設計,使氣泡與水流方向一致。
2.表面積: 電絮凝是表面反應。 當考慮購買哪個電絮凝室時,確定室內每gpm的表面積。 PoweWater Systems,Inc.的工程師為每平方米3.480平方英寸
3.停留時間:電絮凝移動電子通過正極板和負極板之間的水。 這會導致板上的表面電荷。 正極和負極部分磁性附著在板表面上。 當極性反轉時,磁性附著的顆粒被排斥到水流中。當極性反轉時,電子流停止并反向。 該室必須具有足夠的停留時間或體積,以允許水被處理,即使在極性反轉期間功率關閉1/30秒。 Powell Water Systems,Inc.在室內設計了一分鐘的共振時間。
4.安培:電凝系統需要電流來處理水分。 電流吸取量取決于水的電導率。 如果水不導電,則不使用安培數。 如果特定的水流需要,系統應設計有足夠的布線和電氣容量,以提供足夠的電流強度。 Powell Water Systems,Inc.的工程師為0.375安/平方英寸,或每平方米130安培。
5.電壓:電絮凝取決于穿過水的電流量。電量是作為功率購買的,這是電壓伏特。使金屬離開金屬刀片所需的電壓量約為1.5伏直流電。 1.5伏以上的電壓只會在液體中產生熱量,消耗更多能量,更快地溶解金屬刀片。例如,如果液體需要1加侖每加侖來完成反應,請考慮以下能量差異。如果系統工作在每個間隙3伏特和1安培處,則每加侖處理的能量消耗為3瓦特電力。如果系統工作在每個間隙30伏特和1安培/,則每加侖消耗的能量為30瓦特電力。如果系統工作在每個間隙80伏特和1安培,則每加侖消耗的能量為80瓦特。換句話說,每個間隙的電壓越低,每加侖處理的水消耗的能量越少。 Powe Water Systems,Inc.將系統工作在每間隙3 DC電壓。美國電絮凝技術與國內標價請見表。
美國重金屬廢水電絮凝處理技術與國內比較
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相關信息 | 美國先進電絮凝污水處理技術(40多年) | 中科環境工程有限公司電解氣浮機(12年) |
基本原理 | 電絮凝法是將絡合吸附、氧化、還原、氣浮分離結合起來的廢水處理工藝。 電絮凝的反應原理是以鋁、鐵等金屬為陽極,在直流電的作用下,陽極被溶蝕,產生Al、Fe等離子,在經一系列水解、 聚合及亞鐵的氧化過程,發展成為各種羥基絡合物、多核羥基絡合物以至氫氧化物,使廢水中的膠態雜質、懸浮雜質凝聚沉淀而分離。同時,帶電的污染物顆粒在電場中泳動,其部分電荷被電極中和而促使其脫穩聚沉。 | 電化學反應器主要用于有毒難降解有機廢水的處理,電化學水處理技術的基本原理是使污染物在電極上發生直接電化學反應或間接電化學而得到轉化,從而達到消減和去除污染物的目的。 |
適用范圍 | 蒸餾/脫鹽、緊急飲用水、食品加工業、金屬回收、放射性同位素去除、處理原始污水、蒸汽清潔劑、處理紡織染料。 | 電化學反應器主要用于去除廢水中的重金屬,懸浮固體,乳化有機物等,現已被廣泛用于石油石化行業、電鍍業、有色金屬冶煉行業、船底污水處理。 |
特點 | 如果您想要一個具有足夠安培數和反應室尺寸的節能鮑威爾電凝系統來處理您的水,請讓我們的代表在您的水上展示該設備。如果你想要一個更便宜和更有效的單位簡單地購買我們的系統之一,使用提供的分隔器,并放入更大的泵。我們感覺到節能更多地抵消了資本成本,但是當您需要一些額外的電力時,我們會為這些獨特的時代提供選擇。 使用獨特的zhuanli電凝腔,可將輸入的交流線路電壓直接轉換成直流電壓。電絮凝室中的電壓在3伏特之間設置,節省了與其他系統相比電費的96%。與外部系統相比,垂直流量,直接電壓和室設計將容納20倍的流量。電絮凝室中的葉片占系統干重的一半,而變壓器占其他系統的重量的大部分。 | 本機組在傳統利用電解槽進行廢水電絮凝處理基礎上,進行了獨創性設計和重大改進,使設備在處理廢水的過程中同時具有電凝聚、電氣浮和電化學氧化還原降解作用,大大提高了有機污染物和重金屬的去除率,同時解決了電極鈍化問題,顯著延長了電極壽命,提高了電流效率。 |
優勢 | 1.工程技術處理速度快,電子停留時間只需要10秒-1分鐘(60 sec、30 sec、20 sec、10 sec)(國內60分鐘),1-3分鐘就看到效果; 2.運行成本很低,市政污水處理量為0.24美元/1000加侖(3.8立方);含有原油、污垢和重金屬的蒸汽清潔劑水的處理量為0.05美元/加侖; 3.公司電絮凝(蒸餾)技術能處理多種工業廢水和生活污水,包括“三高廢水”、生活污水、市政污水、應急飲用水和難降解廢水等; 4.公司電絮凝技術除了用電,不需要任何藥劑和菌劑; 公司電絮凝投資成本和運行成本低于國內同類技術; 5.公司電絮凝技術既處理水中的COD、氨氮、總磷,也要去除鉻、鉛、鋅等重金屬 ,還有處理污泥等; 6.電絮凝屬于綠色技術,無化學和資源回收利用和零排放; 占地少、操作簡單、易于自控和便于維護。 | 1、該系列機組具備強氧化—自產氧化劑、強還原—自產還原劑、絮凝—自產絮凝劑、氣浮—自產氣浮超細氣泡以及滅菌、脫色與脫臭七大功能于一機; 2、工藝流程簡短、設備占地小、一次性投資少、自動化程度高和運行穩定; 3、電耗低,具有電化學、渦流與磁化流體效應,可通過調節極板材質、板間距、電壓強度、電流密度、 4、PH值、電導率等而得到最佳處理效能; 5、該系列機組除污率高,無需添加化學藥劑,產生泥渣量少,絮體緊實含水量少; 6、操作控制簡單,費用節省,使用范圍廣泛; 7、兼具氣浮、絮凝、消毒作用。 |
總運行成本 | 運行成本很低,市政污水處理量為0.24美元/1000加侖(3.8立方);含有原油、污垢和重金屬的蒸汽清潔劑水的處理量為0.05美元/加侖 | 120m3/d含砷廢水; 19.7萬元/年。 |
總工程投資-1 | 按120m3/d 計算,12.6萬美元,按6.6匯率計算,83.16萬元。 | 156.5萬元 |
總工程投資-2 | 針對國內70-100方/h的高濃度廢水處理項目,美國有三家公司提供了工程方案和報價,工程方案主要是預處理、電絮凝蒸餾和真空等三個系統;報價分別為40萬、60萬和100萬美金(包括三個系統),按人民幣現行匯率6.6計算,相當于264萬、396萬和666萬人民幣,運行成本1-9元/m3;國內專業工程報價:工程投資840-1200萬,運行成本9-15元。 | |
應用案 | 受洪水,火災,地震,龍卷風,污水,農藥,重金屬和細菌污染的水可以在1.5或3gpm便攜式設備中進行清潔。這些設備體積小巧輕便,可以搭載吉普或拾音器,并且可以使用單相110或220伏發電機進行操作。 自吸泵將水送入裝有滑軌的電凝系統,然后自清潔0.2微米陶瓷過濾器。 電凝會導致細菌,農藥,重金屬和淤泥(懸浮固體)的尺寸增加,使其在0.2微米的陶瓷過濾器中可以移除,確保清潔的飲用水。
| 云南乘風有色金屬股份有限公司120m3/d含砷廢水處理工程。 |
2、市鎮污水處理技術
市鎮污水(municipal wastewater)指城鎮居民生活污水,機關、學校、醫院、商業服務機構及各種公共設施排水,以及允許排入城鎮污水收集系統的工業廢水和初期雨水等。
市鎮污水處理是指通過建立污水處理廠進行一級(物化)、二級(生化)和三級(深度處理)處理后實現水質達標和排放的過程?,F行的污水處理廠工藝(氧化溝)、活性污泥、A/A/0和SBR為主,整個過程分為污水沉淀與凈化、污水處理與回用和污泥處理與處置等,詳細見圖。目前的主要問題就是通過優化和強化手段,提高污水處理廠的運行效率和減少運行成本。根據國外的做法,關鍵是選用選用模塊化和移動的應急技術。為此,我們推薦模塊化移動膜生物反應器(MBR),它是一個功能齊全,緊湊且易于操作的系統,用于處理各種應用中的氨氮廢水。 設計和設計操作簡單,單位由工廠組裝,從精細篩選到包括紫外線消毒(如果需要)。 與其他MBR封裝或常規處理封裝工廠相比,這個單元通常被認為是最佳可用技術(BAT)。
2.1模塊化膜生物反應器(MBR)技術
該技術系統功能齊全廢水處理問題的解決方案,非常適合應用范圍廣泛。膜生物反應器技術被設計并設計為操作和優化非常簡單。該工藝使用一套鼓風機來提供混合,空氣沖刷和加工氧氣。 對于更高強度的廢物,濃氧可以根據需要有效地添加到流程中。 每系統可以保證滿足最嚴格的營養限制并在線監測可用于氨、硝酸鹽和污水中的磷去除。技術特點和優勢在于:
從頭飾到消毒完整的系統可以包括廢物固體管理
可以包括物流管理
美國制造,在德克薩斯州奧斯汀的庫存
交貨時間短至四(4)周
可以提供短期或長期的租賃協議,包括租賃給自己的選擇
72小時零件交付為所有替換組分
性能和功率保證是可用的
遠程操作能力,自動生成報告
具有資產管理和培訓工具
2.2 污泥處理技術
2.2.1污泥預處理( SLUDGE PRE-TREATMENT)
高效低成本的污泥解體產品,使用厭氧消化工藝,在不使用空氣或元素氧的情況下減少污泥。它是一種有效和低成本的有機污泥熱分解系統。 靈活而多功能的工藝可用于剩余污泥的熱分解(預配置)和消化污泥的調節(環狀配置)。
2.2.2 皮帶壓濾機( BELT PRESS FILTER )
這個脫水產品展示了優越的設計和配置水平。 我們的設備提供卓越的脫水性能,機械可靠性,長壽命的耐用性和用戶友好的特點。 人員配備和維護要求低,從而保持低運營成本。
優勢和服務:
u 不需要蒸汽
u 專為中小型工廠設計
u 增加天然氣生產
u 減少污泥量
u 改進脫水
u 用戶和維護友好 - 使用全自動清潔系統
u 易于安裝 - 系統的即插即用設計使其易于安裝
u 模塊化工廠設計 - 占地面積小節省空間的系統結構。
u 儲氣罐
u 消解混合器
u 蒸餾器蓋
u 氨去除劑
u 去除螺旋藻。
2.2.3 污泥混合(EFFICIENT LOW ENERGY SLUDGE MIXING/ MIXER)
厭氧消化:其高度依賴有效的污泥混合。 當容器內容不充分,分層發生并且油箱容積不正確利用。 大多數廢水處理設施要求徹底和完整混合以確保均勻的溫度,固體分布和微生物與進入的污泥接觸,增加天然氣生產和最大限度的固體破壞。
該設備適用于新的和現有的儲罐,只需傳統混合技術的一小部分安裝費用。 計算流體動力學(CFD)用于通過改變頻率,行程和磁盤大小來定制設計滿足混合需求的系統。 此外,使用我們的水盤可以防止在傳統系統中發現碎布和相關故障。
優勢:
u 有效的混合幫助改進消化過程
u 不依靠誘導流動來創建必要的混合。
u 垃圾不會建立在磁盤上
u 整個罐內均勻混合驗證技術
u 第三次進行多次LiCl測試
u 各方展示了積極的數量90%以上;安裝成本節約
u 安裝一個混音器可以在一天或更短時間內完成。
u 不需要額外的管道。
2.2.4超聲波污泥破碎機( Ultrasound Sludge Disintegrator technology )
超聲波污泥粉碎機技術是市場上最有效的污泥減量技術之一。 以高強度和低至中頻(20至35kHz)施加于水上的超聲波產生空化,這是通過微小氣泡的內爆而快速產生,生長和破裂。 這會產生極大的機械剪切力,導致廢水中生物質的分解。
最常見的應用程序超聲波分解單位在治療TWAS之前消化。 在這個位置,通常只有33%至50%的污泥是生化學反應后達到預期的效果。
一個可能的替代地點外部碳源(創造額外的COD)或控制污泥/在曝氣池中發泡(氣泡行動將打破絲狀菌,減少起泡問題)。
當使用外部碳源時,專門的生物體需要存在保持生物過程。 在里面超聲波分解的情況是相同的生物在生物過程中存在。
怎么運行?
超聲波是廣泛存在的頻率超過人類的強度聽力(20KHz以上)。 應用超聲波在高強度和低到中頻率在水中產生氣泡。氣泡是快速創造,通過內爆的增長和崩潰微觀氣泡。
這種空化用于破裂或瓦解生物質污泥處理和最小化。
優勢:
u 改進的厭氧消化過程
u 額外的氣體生產
u 揮發性固體破壞增加
u 污泥最小化
u 改善污泥的脫水性
u 裝置只能處理1/3濃縮的廢物活性污泥(TWAS)。 每個反應器的容量為6.0-9.0 gpm,多個反應器可以并聯使用,或根據具體應用進行調整。
u 理想的固體濃度為1.5-2%DS
u 超聲波污泥粉碎機完全自動化的,大約每12個月需要更換每個反應器中的五(5)個鈦角。
超聲波污泥破碎機額定功率為5千瓦,可以產生比通過提高厭氧消化過程產氣量所使用的能量更多的能量。
2.2.5濃縮機( THICKENER )
這個濃縮機稱為增稠劑,用于連續生產盡可能厚的污泥濃縮。 由重載傳動裝置驅動,設計用于連續運行20年的特定扭矩,通過旋轉耙臂輕輕混合污泥。 這個運動使它移向被移走的池子中心,為輕、中、大型污水處理廠提供污泥濃縮服務。
3、河湖水污染治理技術
河流、湖泊等地表水體是排放各種污水的匯集地,由于人類活動的加劇,污水排入增多,河湖的稀釋凈化作用已大為削弱,超出了河湖的自凈界限,因而使污染物沉積在水中,一方面使水體污濁、黑臭,一方面造成藻類瘋長泛濫,另一方面,導致河湖富營養化現象。由此可見河湖污染是指直接或間接排入河湖的污染物造成河湖水質惡化的現象。主要包括氮、磷等營養物和有機物污染兩方面。主要特點:①污染程度隨徑流量而變化。在排污量相同的情況下,河湖徑流量愈大,污染程度愈低;徑流量的季節性變化,帶來污染程度的時間上的差異。②污染物擴散快。河湖的流動性,使污染的影響范圍不限于污染發生區,上游遭受污染會很快影響到下游,甚至一段河湖的污染,可以波及整個河湖流域的生態環境。③污染危害大。河湖水是主要的飲用水源,污染物通過飲水可直接毒害人體,也可通過食物鏈和灌溉農田間接危及人身健康。
河湖水污染治理內容和技術請見圖。
3.1美國河道底泥清理技術
3.1.1脫水袋(Dewatering Bags)
脫水袋非常有助于從河道底泥脫水作業中捕獲沉積物,用于捕獲水中沉積物的脫水袋被泵出溝槽用于捕獲水中沉積物的脫水袋被泵出溝槽使用脫水袋可以高效地完成施工現場的脫水和清除淤泥和沉淀物。 在抽水條件下的施工現場使用脫水袋,以便在抽水過程中控制沉淀物排放。 當水流經脫水袋時,沉淀物隨著水被袋放慢而沉淀,袋子捕獲土壤。 這些袋子適合排放軟管,并有各種尺寸。 施工結束后,袋子可以打開,沉淀物可以丟棄,也可以用于景觀美化現場。
3.1.2土工織物管
這個可以加快河道廢水和污泥脫水的過程。土工織物管被充滿廢物土工織物管被充滿廢物土工織物管是一種將廢物和污泥副產物脫水的創新方法。制造特殊的土工織物,并圍繞周長3'到50'的任何長度的管子。端口被制造成管,以允許管充滿。有時將聚合物添加到廢物中,以便將小顆粒絮凝在一起形成更大的尺寸以加速脫水過程。當垃圾被夾在管內時,水又通過特殊的土工布織物。 一旦垃圾被脫水,管道可以被打開,垃圾可以被拖走和妥善處理。土工織物管是專門為每個項目設計的,已被用于許多項目,包括污染沉積物,粉煤灰,采石場,湖泊和河流等多個項目的脫水。
3.1.3疏浚
如維基百科中所述的疏浚是通常在水下,淺?;虻貐^進行的挖掘活動,目的是收集底部沉積物并將其處置在不同的位置。這種技術通常用于保持水路通航。 它也被用作在一些公共海灘上補充沙子的方式,沙灘因海岸侵蝕而流失。
3.1.4水力疏浚
水力疏浚作業通過混合水和沉積物來去除沉積物,并將物質泵送到脫水放置或沉積區域。 液壓挖泥機由切割頭,梯子和液壓泵組成。 切割頭下降到沉積物中,鉆頭中的螺旋鉆將水和沉積物混合形成一致的泥漿。 切割頭的深度和速度決定了混合物中的沉積物和水的量。
3.1.5 環境疏浚
每年有數十億立方碼/米的沉積物被疏浚。 在水道和過程池塘內及附近的修復和建設項目在沉積物去除,脫水和處理方面提出了許多挑戰。 環境疏浚涉及高度控制的清除過程,致力于盡量減少清潔材料的清除,同時有效地清除和控制污染殘留物。 平衡生產率與工藝參數的優化需要資源密集型操作。 美國公司利用特定的設備和技術進行水力疏浚,以高效且環保的方式去除水道中的沉積物和處理池塘。
3.1.6.特殊疏浚
我們有一個交鑰匙工具包,包括為您的應用調整設備和附件,培訓您的員工的操作和維護,以及幫助您解決機械和過程問題。 我們提供魯棒,可靠和多功能的柴油驅動和電子遙控挖泥船。 我們還專注于清除工藝池塘和瀉湖中積累的沉積物,這些沉積物與內襯,曝氣機,脫泡器,電纜等相互作用。
3.2河湖水污染治理—應急處理技術
應急技術 :你可以在十分鐘內做緊急飲用水!受洪水,火災,地震,龍卷風,污水,農藥,重金屬和細菌污染的水可以在1.5或3gpm便攜式設備中進行清潔。
這些設備體積小巧輕便,可以搭載吉普或拾音器,并且可以使用單相110或220伏發電機進行操作。
自吸泵將水送入裝有滑軌的電凝系統,然后自清潔0.2微米陶瓷過濾器。
電凝會導致細菌,農藥,重金屬和淤泥(懸浮固體)的尺寸增加,使其在0.2微米的陶瓷過濾器中可以移除,確保清潔的飲用水。
3.3河湖水污染治理—萬能水質凈化凈化藥劑
3.3.1 簡介
核心技術是依賴于在具有廣泛范圍的表面活性劑與某些蛋白質之間形成復合物。 這種蛋白質表面活性劑復合物(PSCTM)的形成導致表面活性劑性能和效率的增強,包括界面張力的降低以及臨界膠束濃度(CMC)的降低。 此外,觀察到對一些基本生物化學過程的更微妙的影響。 PSCTM中的蛋白質來自食品級酵母。
主要試用范圍:
u 排序批次反應器(SBR反應器);
u 好氧消化器和水箱;
u 污泥脫水;
u 被動或充氣瀉湖污水處理
u 修復石油污染后的土地
3.3.2 原理
活化污水廠生化反應池中的微生物,促進微生物的新陳代謝,以提高污水廠的處理效率。
3.3.3 功效
l 降低操作成本;
l 提高污水廠效率。
l 氣味減少(這是Accell?處理的固有優點,顯著降低)
l 減少污泥產量30 – 50%
l 減少曝氣功率成本25 – 50%
l 增加曝氣池通量20 – 40%
l 減少污泥量指數(SVI)30 – 45%
l 減少流出氨30 – 75%
l 減少流出物磷45 – 65%
美國河湖水污染治理技術與國內的區別在于:設備投資差距不大;運行費用、水質凈化效果和去除臭味等方面有很大差距,美國低、好與強于國內。