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  • 1   2019-07-11 电镀园区含镍废水物化处理工程实例 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    摘 要: 以某电镀废水集中处理工程为实例,介绍了含镍废水的处理技术、工艺、构筑物参数 及运行效果。通过应用高级氧化破络技术、络合捕集技术以及管式微滤膜( TMF) 分离技术,构建了电镀废水重金属稳定达标处理关键技术体系,实现了出水在电镀含镍废水的单独监控池达到《电镀污染物排放标准》( GB 21900—2008) 的表 3 标准。该工艺技术体系能适应水量变化,运行稳定,处理效果好,自动化程度高,具有良好的环境效益、社会效益及经济效益。

    电镀工艺中镍的镀种类型较多,应用面广,而在电镀镍工艺中常加入各种络合物,镍始终处于络合态,有利于提高电镀效果。目前络合物种类以有机物为主,主要包括羧酸类、氨基醇类、氨基羧酸类、无机多磷酸类和有机磷酸类[1],而络合物的存在给后续处理带来了较大的难度。目前,《电镀污染物排放标准》( GB 21900—2008) 表 3 标准要求含镍废水预处理出水监测点一类污染物 Ni2+≤0. 1 mg /L,这对于成分复杂、络合复杂、水质波动大的电镀废水而言,具有较大的挑战性。考虑项目投产后需长期稳定达标,在工程工艺设计阶段即需充分考虑工艺的达标保障性。以某电镀废水集中处理工程中含镍废水的处理工艺应用为例,介绍了基于高级氧化破络技术、络合捕集技术以及管式微滤膜( TMF) 分离技术的重金属镍稳定达标关键技术的集成体系与示范应用。

    1 工程概况

    某电镀产业园总用地面积为 7. 10 hm2,包含 17幢电镀厂房、3 幢办公楼、1 座仓库、配套 1 座园区集中式废水处理中心。

    园区配套的电镀废水集中处理工程设计规模为5 000 m3/d,占地面积为 5 333 m2,设计运行时间为20 h /d,处理规模为 250 m3/h。土建工程一次性建设实施,设备工程分两期实施,一期工程配置规模为2 500 m3/d( 125 m3/h) 。根据进水水质将废水分成7 股,分别进行处理。

    2 废水处理工艺

    2. 1 工艺流程

    针对废水水质特点及设计排放标准,确定废水处理工艺流程。

    2. 2 工艺说明

    将电镀园区中不同电镀车间的镀镍工序产生的漂洗水集中收集,通过管道进入调节池,考虑到有部分 Cr6+混入,一级反应池组先进行 Cr6+还原,然后加碱和 PAM 絮凝反应,进入一级沉淀池,去除部分镍和全部的铜和铬,出水进入二级反应池组,通过加入高效的破络合药剂对镍的络合物进行氧化,消除强络合态的镍,同时加入高络合能力的重金属捕捉剂,确保镍能完全去除,然后进入 TMF 膜分离系统,通过膜分离悬浮态的重金属镍,实现固液分离,膜出水进入镍监控池,检测达标后进入后续处理系统,若不达标,则进入应急反应池,再返回含镍预处理系统进行处理。

    2. 3 主要应用技术

    ① 基于高级氧化破络的重金属稳定达标技术

    电镀废水成分复杂,往往含有大量的重金属物质、有机助剂等。在电镀过程中,因为镀层质量控制的需要,重金属离子往往以络合物形式存在,从而在电镀过程中缓慢释放金属离子进行沉积,提升镀层质量; 然而在废水排放和处理过程中,因为这样一些络合物的存在,使得镍的去除难度加大,单纯的化学沉淀法难以实现重金属的有效去除,因而如何破除络合物、实现金属离子的释放就成为重金属去除过程中的关键技术。高级氧化技术在应用过程中产生的羟基自由基( ·OH)[2]或硫酸盐自由基[3]具有强氧化作用,能有效氧化与镍结合的络合物或螯合物,将强络合态镍转化为弱络合态镍或离子态镍[4],然后通过重补剂竞争络合或沉淀分离,达到去除镍的目的。本项目采用自主研发的破络合剂,针对电镀废水中存在的络合物具有普适性,能实现络合物的有效去除。

    ② 基于络合捕集的重金属稳定达标技术

    电镀废水处理过程中,重金属离子主要通过与外加药剂( 氢氧化钠、氢氧化钙、硫化钠等) 形成氢氧化物、硫化物沉淀等形式,从废水中固液分离,最终转化为固态污染物,但是对于大部分重金属,其氢氧化物溶度积常数( Ksp) 比较大,使得其去除效果比较差,难以满足目前日益严格的出水排放要求。另外,电镀废水中常常含有一些络合剂,其稳定性高,简单加入氢氧化钠、氢氧化钙难以沉淀这部分络合态重金属离子。重金属捕集剂是一种与重金属离子强力螯合的化工药剂,能在常温和很宽的 pH 值范围内,与废水中的 Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金属离子进行化学反应,并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀,从而达到去除重金属离子的目的,确保废水达到排放标准[5,6]。目前,根据现有电镀废水中络合物的种类,并结合高级氧化破络技术,自主合成的重补剂可实现镍的达标。

    ③ 基于 TMF 分离的重金属稳定达标技术

    目前对于电镀废水以物化处理法为主,通常采用化学沉淀法,基本工艺组合为反应系统 + 分离系统。目前常见的固液分离方式有沉淀、气浮和膜分离,其中沉淀法具有通用性强、造价低、易管理等特点,应用广泛; 气浮法则具有容易设备化、占地小、分离效率高等特点,在一些小规模的电镀污泥处理工程中也得到应用。但是气浮法和沉淀法都具有一定的不稳定性,容易出现浮泥、跑泥等现象,造成出水水质波动,重金属超标风险大。膜分离法具有分离效果好、系统稳定等特点,尤其是能够确保出水 SS浓度非常低; 另外,在进行膜分离的同时,还能实现污泥的浓缩、污泥高效吸附等功能,进一步提升出水水质和后续污泥脱水设备的效率,因此在电镀废水处理中具有广阔的应用前景。本项目采用的管式微滤膜以多孔高分子材料作为分离介质,采用低压( 0. 07 ~ 0. 7 MPa) 运行膜过滤,用以分离液体中的高浓度悬浮固体; 分离时采用错流过滤方式,固液混合物在压力作用下在膜表面错流流动; 固体颗粒在错流状态下在固液混合物中不断浓缩,不断在膜表面堆积。TMF 膜过滤系统具有显著的优点: 可以绝对去除尺寸大于膜孔径的固体物,去除效果非常稳定; 不需要投加絮凝剂等聚合物,节约药剂,降低污泥产量,提升污泥资源化利用价值; 自动随时开/停机,自动化程度高; 超微滤过滤精度高,不需要进后处理过滤器,可以直接和反渗透等中水回用设备联用。

    来源机构: 北极星环保网 | 点击量:11
  • 2   2019-07-11 纳滤技术在饮用水处理中的应用 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    随着我国经济和城镇化进程的快速发展,生活污水和工业废水的大量排放造成了饮用水水源的污染,加上突发性水污染事件时有发生,导致饮用水资源供需矛盾加剧。饮用水安全问题日益严重,人们对此也更加重视。在2006年出台的《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中,水质指标由35项增加到106项。2018年10月1日起,上海市实行首个地方饮用水标准《生活饮用水水质标准》(DB31/T 1091—2018),这些政策和法规的出台对于水污染的防治、保障饮用水安全和提升饮用水品质有着积极和深远的意义。

    在水源普遍受到污染以及水质要求标准不断提高的情况下,我国传统的饮用水处理工艺混凝—沉淀—过滤—消毒工艺和臭氧活性炭技术难以完全满足饮用水质量要求。近年来,膜分离技术的快速发展可以较好地满足新的饮用水水质标准,应对水体中存在的众多有机污染物等方面有着更好的应用前景。本文通过对膜分离技术进行了分析比较,综述了纳滤技术在饮用水处理中的研究现状,并对纳滤膜处理饮用水技术中存在的问题进行了讨论,展望了纳滤技术应用未来的发展方向。

    膜分离技术常用于饮用水的深度处理,具有出水水质稳定,操作简单等优点。根据孔径大小的不同,膜分离技术可分为:微滤、超滤、纳滤和反渗透,各技术对比如表1所示。与超滤、反渗透相比,纳滤膜技术发展较晚。纳滤膜孔径约为1 nm,介于反渗透膜和超滤膜之间,截留分子量在200~1 000 Da,操作压力主要集中在0.3~1 MPa。纳滤膜选择分离性强,可去除消毒副产物、有机污染物和多价离子,降低水的硬度。超滤膜孔径相对较大,对于金属离子和小分子有机物几乎没有去除能力。NF和RO对不同有机物的处理效果都很好,但纳滤的操作压力比反渗透低,并且纳滤膜净化出水中还可保留部分对人体有益的元素,因此纳滤较超滤和反渗透有更为广阔的应用前景。

    纳滤技术在饮用水处理中的应用

    纳滤技术在将饮用水中悬浮物、胶体、微量有机物等物质去除的同时,还能把对人体有益的微量矿物质元素保留下来,近些年在饮用水深度处理中得到广泛应用,纳滤膜净水工艺流程如图1所示。

    1 纳滤膜分离机理

    纳滤膜孔径一般为1 nm左右,分离原理如图2所示。在原水施加一定压力,在压力差的作用下,溶液中分子量低于200的小分子物质、单价离子以及水透过膜上的纳米孔,分子量在200~2 000的有机物以及多价离子被膜阻挡,实现分离。目前研究认为纳滤主要是通过电荷作用和筛分作用两个机制进行溶质分离。电荷作用通常也被称为“道南效应”。纳滤膜表面主要带有负电荷,可以吸引溶液中带正电的离子,溶液中带负电的离子将会被排斥而远离膜表面,这种效应被称为道南效应。筛分效应主要是利用膜孔径大小与溶液中不同溶质粒子大小进行截留。纳滤膜表面带电荷,所以纳滤膜的分离机理和超滤、反渗透有所不同。进行分离的时候,因为截留分离过程受到不同运行参数的影响,所以难以简单把纳滤膜的分离机理界定为筛分作用以及道南效应。

    2 对无机物的去除作用

    大部分农业地区,原水中硝酸盐、亚硝酸盐的含量超过安全标准,且易转化成亚硝胺有致癌风险,超标的硝酸盐、亚硝酸盐等物质会给饮用水处理带来影响。麦正军等发现我国西北地区的地下水不宜直接饮用,该地下水中无机盐(主要是硫酸盐、硝酸盐、硬度等)含量普遍超标。对此,他们配制了相似于地下水的无机盐溶液,对比了市面上常用的两种膜对其过滤效果。结果显示,2种膜对SO42-的去除率都在97%以上,去除效果显著,对F-的平均去除率分别为73%和95%,差距较大。另外还考察了不同进水流量、操作压力下纳滤膜的截留效果,结果显示两者都会对纳滤膜脱盐产生不同影响。侯立安等采用微滤活性炭与纳滤联用的工艺流程研究了纳滤膜对无机物的截留效果,研究结果表明,TS40型的纳滤膜能够去除无机离子,且对阳离子去除能力依次为:Ca2+>Mg2+>Na+>K+,对阴离子的去除能力为SO42-> Cl-> NO3-。砷是强致癌物质,我国一些地区砷超标严重,纳滤膜对饮用水中的砷也有着很好的去除效果。王晓伟等对比了不同压力条件下MF、RO、NF膜对砷的去除情况,研究发现,原水中砷的浓度低于200 μg/L时,纳滤可以对五价砷的去除超过90%,但不同pH下NF膜对砷的截留率大不相同。饮用水中过量的F-会损害人体健康,而Cl-、SO42-会影响饮用口感,敬双怡等对比了经纳滤膜处理后的直饮水出水中F-、Cl-、SO42-的含量,其平均去除率均在62%以上,且均满足饮用水卫生指标。

    3 对有机物的去除作用

    饮用水消毒过程会产生三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)、卤代乙酸(haloacetic acids,HAAs)、溴酸盐等消毒副产物(DBPs)。纳滤膜对消毒副产物的去除主要是通过截留前体物来降低消毒副产物浓度。研究发现纳滤膜对THMs去除率可达90%以上。朱学武等对原水中含有机物和溶解性有机盐较高的南四湖进行了研究,使用了两种纳滤膜进行对比,两种膜截留结果各有不同。但CODMn、UV254、DOC的浓度均能分别降到0.7 mg/L、0.006cm-1和1.5 mg/L以下,远低于净水水质标准。并且发现对有机物、电导率、TDS、DOC等方面的去除率均达到90%以上。这样可使有机物浓度得以控制,还能有效减少后续工艺中消毒剂的投加量,产生消毒副产物的风险大大降低。同时,近些年饮用水中内分泌干扰物、微囊藻毒素等物质浓度逐渐增加,纳滤膜在饮用水处理中对上述也可有效去除。魏宏斌等了解到传统工艺对环境内分泌干扰物阿特拉津去除效果较差,而纳滤膜处理工艺能够将原水中阿特拉津浓度为20~226 μg/L处理到产水浓度在0~4.7 μg/L,平均去除率为90%~92%。程爱华研究发现纳滤对五氯酚、雌二醇、雌三醇等物质的截留率均大于90%,能有效截留去除水体中的内分泌干扰物质。

    4 膜污染和膜清洗

    通过前面的论述与分析不难得出,纳滤膜技术具备自身的分离特性,能够获得理想的处理效果。然而,具体运行过程当中也存在不足,膜污染问题就是其典型的代表。膜污染是膜处理过程中,溶液中的微粒、大分子物质和膜发生物理、化学相互作用,在膜的表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径越来越小或者发生堵塞的现象,同时操作压力变大,膜通量减少。主要包括有机污染、无机污染、胶体颗粒污染和生物污染几个方面,在实际处理工程中往往是几种污染交织在一起,同时发生。

    丰桂珍等选择了青草沙水库和太湖原水中的DOM对两种纳滤膜(HL、ESNA1-K)造成的膜污染以及对纳滤膜截留卡马西平(CBZ)性能的影响进行了研究。分别测定了纳滤膜污染前后的特性:通量变化、粗糙度、接触角及膜的扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)图。结果显示,不论是青草沙DOM还是太湖DOM,均对两种膜性能产生了影响。纳滤膜污染前后的表面形貌如图3所示,DOM在纳滤膜表面吸附形成污染滤饼层,进入膜孔内部造成膜孔堵塞,造成较明显的膜通量下降。表面较为粗糙的ESNA1-K膜(粗糙度为55.076 mm)(图3(d))表面比较为平滑的HL膜(粗糙度为5.876 mm)(图3(a))更容易被有机物污染(分别对应图3(e、f)、图3(b、c))。接触角的大小反映了膜表面的亲疏水性,经DOM污染后,ESNA1-K膜的接触角较清洁膜有所减小,HL膜的接触角较清洁膜增大,这与纳滤膜本身的特性有关。

    在考察DOM膜污染后对CBZ截留性能的影响的实验中,尽管纳滤膜受到不同程度的污染,但DOM 膜污染并非一味地降低了CBZ的去除率。结果显示,浓差极化作用占主导地位的太湖DOM膜污染时,出水CBZ浓度增加,去除率下降;滤饼层与 CBZ 的吸附作用和MWCO的减小较浓差极化作用相比占主导地位的青草沙DOM污染时,CBZ的去除率反而上升了。Nghiem等的在研究膜污染对痕量有机物的去除影响中也出现了相似的结果。

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  • 摘要:

    E20研究院数据中心从E标通(信息来源:全国各级政府采购网/公共资源交易平台)获悉,2019年上半年,社会资本共中标187个水务PPP项目,投资额总计超过1140亿元,其中,包含74个市政污水处理项目,32个水环境项目,36个村镇污水项目,10个市政供水项目,10个管廊项目,24个其他项目(含原水、节水、中水、水库、污泥等)。

    2019年上半年水务市场走势:前5个月总体增加,6月骤减

    2019年上半年整个水务市场情况,总规模达1140亿元。总体来说上半年水务项目势头强劲,其中,2月、3月、4月、5月的总规模均达到了200亿元以上,投资额20亿元以上的项目有10个。

    此外,项目金额排名前三的项目分别位于长江经济带的湖北、安徽、湖南三个省份。3月,荆州市城市发展控股集团有限公司联合体中标荆州市城区水环境综合整治工程PPP项目,投资额达567000万元,成为上半年度投资额最大的水务项目(详情请点击:荆州城发集团联合预中标57亿荆州水环境整治项目);5月,长江生态环保集团有限公司以联合体方式连中芜湖市城区污水系统提质增效(一期)PPP项目(详情请点击:90.58亿!长江生态保护集团联合体斩获芜湖污水PPP项目)、岳阳市中心城区污水系统综合治理PPP项目两个水务PPP项目(详情请点击:44.45亿元!长江生态环保集团联合体预中标岳阳污水PPP项目),投资额分别为451018万元、444500万元,位列上半年第二、第三。

    2019年上半年水务项目遍地开花,涉及27省份

    2019年上半年整个水务市场涉及27个省份,安徽、河南、广东三省项目数量位于前三甲,分别为16、15、14个项目。

    长江经济带占据一半以上市场规模, 湖北、安徽、广东名列前茅

    上半年,水务市场最受关注的当属长江经济带,1-6月,除重庆外,其他10个省份均有水务项目中标,长江经济带10省份的水务项目投资额占比全国投资额的56%;

    其中湖北省排名首位,投资额达156亿元;安徽省投资额达137亿元;广东省投资额达95亿元,分列二、三位。观察发现,湖北省的项目数量9个,其中6个被国企拿走,包括荆州市城市发展控股集团有限公司、长江生态环保集团有限公司两家地方大型国企,中铁、中煤、中建三家大型央企。湖北去年6月初全面打响长江大保护十大标志性战役,近一年来,以十大标志性战役为着力点,湖北构建起了共抓大保护的工作格局,保护和修复长江生态环境由被动执行转变为主动作为。

    6月水务市场,投资超100亿元

    2019年6月社会资本共中标26个水务PPP项目,投资额总计超过101亿元,其中,包含10个市政污水处理项目,5个水环境项目,9个村镇污水项目,2个其他项目。

    来源机构: 北极星环保网 | 点击量:12
  • 4   2019-07-11 义乌全域完成“污水零直排区”建设 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    生态环境是“易碎品”,但在“五水共治”工作中,义乌以“污水零直排区”建设为抓手,始终做到盯人与盯事并举、治水与节水并举、建设与管理并举、引导与执法并举,顶层设计“双九治理”模式,建成了城乡一体化污水处理体系,构建了专业化智慧化的运维体系,连续三年勇夺浙江治水最高奖———“大禹鼎”。

    “五水共治”促水环境持续向好

    近三年来,我市将“污水零直排区”建设作为“五水共治”基础性工作,并作为国际贸易综合改革试验区的本底性工作,予以重点抓和持续抓。

    一是超前谋划,通过调研谋划、靶向施策、一抓到底,使治水措施件件落到实处。二是攻坚克难,勇于担当,发扬“四千精神”,攻克无数难关。三是强化管理,推行“红旗+黄牌”督考模式、月排名末位预警及连续两次落后相关领导集体约谈等制度。四是勇于创新,善打组合拳,在污水处理厂互联互通,尾水排放义乌标准、初级雨水净化利用、海绵城市建设等方面新招频出。五是在城区严重缺水的情况下,实现中水回用内河,水系联通激活,每天配水29万吨,引入9条城市内河,再回流义乌江,使城市内河水系“清起来、活起来、美起来”。

    据初步统计,在“污水零直排区”建设方面,我市三年内已实现财政投入47.8亿元、其他渠道投入150亿元,建成了污水“收集—输送—处理—回用”系统,累计建成污水主次管网、排水管网等1.2万公里;建成9座污水处理厂,日处理能力达到54万吨。

    自2017年3月以来,7个省市控断面和3个出境断面保持Ⅲ类水质。持续的发力,为我市坚决打赢“五水共治”攻坚战、持久战、巩固战奠定了坚实的基础。如今,无论走到哪里,身边的水更清了、天更蓝了、地更绿了、景更美了……

    “污水零直排”支撑经济高质量发展

    “污水零直排区”建设的出发点和落脚点就是为了提升治水成果,提高水环境质量。为此,我市于2017年4月19日在全省率先下发了“污水零直排区”建设方案,提出“管网全覆盖、雨污全分流、设施运维全常态、面源污染全管控、河道水质全达标”等“五个全”的建设目标,并于当年完成了8个城镇区块和4个工业区块试点。如此,义乌“污水零直排区”建设工作一步一步走在了全省前列,为全省提供了可学可鉴可推广的“义乌经验”。

    为将治水工作向纵深推进,我市科学谋划了顶层治水的“1+9+14+6”模式。1是指规划一个总体方案。对涉水规划进行全面梳理,编制《义乌市“五水共治”“十三五”规划》,明确义乌“零直排”建设的路径、目标、任务和措施。9是指精准九大源头治理。整治涵盖生活小区、背街小巷、城乡结合部、镇街、工业园区、重点污染企业、经营店铺、集贸市场、企事业单位等九大源头。14是明确十四个镇街为创建责任主体。实行属地管理,全面抓好辖区内的整治任务。6是指提供六大保障。全力在规划、机构、人员、资金、运维、监管等给予保障。

    强而有力的“污水零直排区”建设,无时无刻不在倒逼着企业转型升级,从而全面促进了地方经济迈入良性发展轨道。

    来源机构: 北极星环保网 | 点击量:17
  • 摘要:

    污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除,则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网,干扰甚至破坏生化处理工艺过程。

    一、适用对象

    沉砂池去除污水中泥砂等粗大颗粒。主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度大于2.65t/立方米的砂粒,以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。

    二、沉砂池在污水处理中的作用

    池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小,但其作用却不可忽视。若取消沉砂池,大量砂粒将进入后续各处理单元,给污水厂的正常运行带来诸多隐患:

    1、砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损,缩短使用寿命。

    2、排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞,进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。

    3、对于不设初沉池的处理工艺(如氧化沟、CASS 等) 或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺,大量砂粒将直接进入生化池沉积,导致生化池有效容积的减少,同时还会对曝气器产生不利影响。

    4、砂粒进入污泥消化池中,将减少有效容积,缩短清理周期。

    5、污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损,缩短更换周期,同时会影响絮凝效果,降低污泥成饼率。近年来卧螺式离心机在城市污水处理厂中的应用日益广泛,由于该设备采用高速离心分离的方式,砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。

    三、沉砂池一般规定

    1、城市污水处理厂一般均应设置沉砂池。

    2、沉砂池按去除相对密度2.65、粒径0.2mm以上的砂粒设计。

    3、污水流量应按分期建设考虑;当污水自留入厂时,按每期最大设计流量计算;用污水泵提升入场时,按每期工作泵的最大组合流量计算;在合流制处理系统中,按降雨时的设计流量计算。

    4、沉砂池个数或分格数不应少于2个(格),并按并联系列设计。

    5、城市污水的沉砂量按(15-30m3)/(10^6m3)计算,其含水率为60%,容重为1500kg/m3,合流制污水按实际情况确定。

    6、砂斗容积按2日的沉砂量计算,斗壁与水平面夹角不小于55°。

    7、一般应采用机械除砂,并设置贮砂池。排砂管直径不应小于200mm。

    8、重力排砂时,沉砂池与贮砂池应尽可能靠近。

    来源机构: 中国水网 | 点击量:11
  • 6   2019-07-11 物联网在智慧水务中的应用 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

    在水务行业中,可以通过数采仪、无线网络等在线监测设备实时感知城市供水管网的运行状态,并且采用可视化的方式有机整合运营调度部门与供水管网设备,形成统一的智慧水务平台,并可将及时采集到的各种管网运行、水质、外业人员信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果与辅助决策建议,从而支持水务企业的数据管理和应用。

    物联网之于智慧水务有着怎样的意义?

    物联网概述

    随着科学技术的发展,以互联网为代表的计算机网络技术给我们的生活带来了巨大的变化,然而在网络世界中,很难感知现实世界,时代呼唤着新的网络技术,物联网正是在这样的背景下应运而生的全新网络技术,它综合了传感器、低功耗、通讯及微电子等技术,主要解决物品与物品(ThingtoThing,T2T),人与物品(HumantoThing,H2T),人与人(HumantoHuman,H2H)之间的互连,与传统互联网不同的是,H2T是指人利用通用装置与物品之间的连接,从而使得物品连接更加的简化,而H2H是指人之间不依赖于PC而进行的互连。同时引申出来的还有M2M的概念,可以解释成为人到人(MantoMan)、人到机器(MantoMachine)、机器到机器(MachinetoMachine)之间的互联。

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    这种通过局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员和物等通过新的方式联在一起,形成人与物、物与物相联,实现信息化、远程管理控制和智能化的网络,也就是我们现在所说的物联网。

    物联网特征

    物联网应用:智能电网智能电网为整合发电、输电、配电及用户的先进电网系统,从技术的根本看来,智能电网由4大技术层层架迭而成。底层为能源的转换、运输、储存和使用,传感器和致动器层为感知环境和控制;通信层类为传输感知和控制信号的系统;决策智慧层则相当于中心,导入大量再生能源并网发电、结合智能型电表进行需求面管理,减少二氧化碳排放、抑制尖峰负载及节约能源。建置智能型电网的关键技术包括:

    (1) 跨网络的整合通讯技术

    (2) 先进的控制方式

    (3) 感测、读表及量测

    (4) 先进的电力设备及电网组件

    (5) 决策支持及人机接口

    能够远程查看家电耗电情况控制家电开关在配电网各处均有传感器,能快速检测故障问题也为我们省去许多时间,也包含超导传输线以减少电能的传输损耗,另外具有整合新能源,如风能、太阳能等的能力,当电能便宜时,消费者可以开启某些家用电器,如洗碗机,工厂可以启动在任何时间段都可以进行的生产过程。在电能需求的高峰期,它可以关闭一些非必要的用电装置来降低需求,对于家庭即公司来说都是个节能减碳的好方法。

    传感器技术是物联网的关键技术

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    新技术革命的到来,使得世界正在从移动互联网向万物互联的新时代过渡,彼时,不光人与人,人与物、物与物之间都能实现互联,由此产生的海量数据将会彻底改变人们的生活,甚至重塑整个商业社会。而这其中,以传感器为核心的传感技术是数据采集的入口,是物联网的神经末梢,是所有系统获取数据信息的唯一方式和手段,也是实现大数据分析的基础与核心。

    目前,物联网传感器已经渗透到诸如工业生产、农业种植、商业服务等各个领域,从智慧城市到智能制造,从智慧医疗到智能家居,传感器早已无处不在,并将随着各个领域的逐渐普及,迎来更大的发展。

    在工业领域,自动化生产过程中,传感器是必不可缺的基础元器件,制造商要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,保障产品达到最好的质量。而且如果能进一步将传感器技术和物联网平台技术结合,还可能在设备出现故障之前就提前发现问题,这即是所谓的“预测性维护”,由此,制造商可以从被动服务变成主动服务,并由此开拓以服务为中心的新商业模式。

    在传统农业中,人们获取农田信息的方式很有限,主要是通过人工测量,不但不够及时、精确,还会消耗大量的人力。例如,人们从很早就注意到了二氧化碳浓度、温湿度对食用菌等温室作物生长的影响,但基本沿用老办法,让工作人员每天去每个大棚里用检测仪检测二氧化碳浓度,然后开启风机,打开侧窗、天窗。但是现在,通过使用无线传感网络可以有效快速获取精确的作物环境和作物信息,如果能进一步将系统与天窗、风机等产生联动,将大大节省人力,提高效率。此外,在监视农作物灌溉情况、土壤空气变化、畜禽舍环境状况以及大面积的地表检测等方面,传感技术正在发挥着越来越重要的作用。

    在智能穿戴领域,传感器可以辨别方向,导航,辅助运动,通过传感器随时随地测量、记录和分析人体的活动情况,用户可以知道跑步步数、游泳圈数、骑车距离、能量消耗和睡眠时间,甚至分析睡眠质量等。在医疗穿戴领域,健康预警、病情监控,借助传感器技术,医生可以提高诊断水平,家人也可以与患者进行更好的沟通。例如由血压传感器构成的可穿戴医疗设备,可以对用户身体数据进行追踪和监测,分析提炼出医学诊断模型,预测和塑造用户的健康发展状况,为用户提供个体化心血管专项贴身医疗及健康管理方案,同时也帮助家人关怀亲人的健康状况。

    在智能家居领域,传感器同样发挥着巨大的作用。比如,热红外传感器可以检测到人体的存在,当我们在看电视的时候,离开电视机三分钟后,传感器检测不到人体了,电视机就自动进入休眠状态,再过两分钟要还没有人,就可以自动关机了。同理,传感器也可以在智能空调中起到作用,它能判断人在屋内的位置,并把空调的风向转向相应的对象。家庭安防也离不开传感器,在家里安装一个超声波传感器后,一旦有人进来,整个超声波波形发生改变,接受器就会及时发出警报。

    目前,业内对传感器都有着共同的需求,即智能化、小型化、微功耗和低成本。具体来说:

    智能化:在感知末端,传感器不再仅仅是一个转换元件,必须与MCU集成,能对采集信息进行加工和处理,按照一定的策略对信息进行采集、加工、判断、传输,同时达到一定的标准,以满足传感器的互换性;

    小型化:要求其能藏身设备当中或不被人察觉; 微功耗:部署位置和应用的多样性,要求传感器需要自带电源或者尽可能少消耗电源,所以,微功耗是物联网传感器的必备要求;

    低成本:物联网的海量连接超出大众想象,只有低成本的传感器,才可能进行大规模的应用和部署。

    以压力传感器和智慧城市场景为例,像城市供排水和消防监测应用,可用的工业压力传感器价格至少在15至25美元上下,对于海量应用来说其成本完全是不可接受的,在成本要求严苛的条件下,当下只能是有限使用或作为试点工程。

    各类传感器的的出现, 为我们带来了全新的生活方式。而实现万物互联,都有赖各类传感器功能性融合和创新来实现,因此,要开发出更精确,小型化,低功耗和成本的传感器,才能满足需求。

    传感器市场增长迅速,相关企业将率先盈利 正如移动互联网市场博兴推动了半导体产业大发展一样,物联网市场的扩张也极大利好了传感器行业。

    最新研究报告显示,全球物联网传感器市场预计将在2018年至2023年间保持33.6%的年复合增长率,整个市场收入规模将从52.8亿美元猛增至224.8亿美元。

    业内预测,随着物联网产业发展,未来10年,物联网传感器市场规模将增逾300%。北美地区目前依然是物联网传感器最大市场。不过,凭借在工业生产、城市建设及消费级终端里的物联网推广应用,亚太地区传感器市场被认为将在2018年至2023年间保持最高年复合增长率。

    物联网之于智慧水务

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    物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

    1、感知层

    在水务行业中,可以通过数采仪、无线网络等在线监测设备实时感知城市供水管网的运行状态,并且采用可视化的方式有机整合运营调度部门与供水管网设备,形成统一的智慧水务平台,并可将及时采集到的各种管网运行、水质、外业人员信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果与辅助决策建议,从而支持水务企业的数据管理和应用。

    2、网络层

    通过物联网的网络传输,可以实现数据的传递和处理数据采集获取的信息。水务企业可以采用各种传感器,如水浊度传感器、水位传感器、水压传感器等来获取设备的各类信息,通过设备控制台或专用控制箱(PLC)来采集数据,并且通过网络传输,可提前对异常状态自动报警,如极限低水位报警和联锁保护,高水位报警等。加装摄像头可以对设备状态进行实时和多角度的监测,尤其是偏远地区和人不容易到现场查看的地方(包括水库、污水井、狭窄空间等)。

    3、应用层

    通过建立统一的智慧水务监管平台,可以实现对供水设备、水处理设备的智能识别、监控和管理,形成集设备在线能耗诊断、水量水质监测、远程动态监测为一体的设备检测和监测完备体系。随着传感器数量的增多,其数据收集量将更广、更具代表性,对设备的横向数据(不同设备之间的数据)与纵向数据(单一设备的历史数据)进行统计,有助于设备制造单位和设备用户进行研究分析,实现设备的集中检测,推进精细化管理,提升设备的运行效率,实现安全水质、不间断供水的目标。

    来源机构: 北极星环保网 | 点击量:64
  • 摘要:

    摘要:马铃薯淀粉废水产生的季节性使得常规生物处理应用起来存在很大困难,采用絮凝剂对废水进行预处理可减轻后续处理负担。文章使用常规化学絮凝剂AlCl3、Fe2(SO4)3、PAM 以及有机和无机之间的相互复配对马铃薯淀粉废水进行絮凝预处理,研究了投药量、废水pH 值、助凝剂CaCl2 投加量以及沉降时间等因素对絮凝效果的影响,确定了各絮凝剂处理废水的较佳絮凝条件,并在较佳条件下处理废水,通过综合比较处理效率、处理成本、絮凝条件难易程度等方面,确定了马铃薯淀粉废水的较佳絮凝剂为AlCl3+PAM,其具有废水处理效果好(COD 去除率为41.08%,浊度去除率为95.06%,色度去除率为90.63%)、投药量少(2mL AlCl3+0.3mL PAM)、助凝剂投加量少(1mL CaCl2 ) 、较佳pH 在废水初始pH 范围内、处理成本低(11.05 元/t 废水)、产生污泥量少(649g/t 废水)等优点。

    马铃薯淀粉废水是马铃薯淀粉以及相关淀粉化工产品生产过程中产生的废液,是食品工业中污染最严重的废水之一,废水中含有大量有机物,如糖类、蛋白质等,造成废水COD、浊度和色度很高。甘肃省的马铃薯总产量位于全国第一[1],生产马铃薯加工产品,尤其是马铃薯淀粉,是甘肃省经济发展的支柱产业之一,随之而来的便是大量高浓度有机废水的排放。

    由于常规生物处理启动较慢,而马铃薯淀粉生产的季节性特点(一般在9 月下旬至第二年3 月生产),使得其对废水应用起来存在很大困难,同时生物处理法对废水进行预处理占地面积大、能耗大、投资费用和运行费用高、受废水的水温、pH 等环境条件影响较大,废水浓度太高也影响生物处理的应用;而絮凝法预处理具有基建投资少、工艺简单、操作容易、能耗低、对气温的变化适应性强等优点,并可以回收大量废水中的蛋白物质,用做饲料。对废水进行絮凝预处理,可大大降低废水中有机物浓度,减轻后续处理负担。

    常用的化学絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂。文章采用无机絮凝剂氯化铝(AlCl3)、硫酸铁(Fe2(SO4)3)和有机絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)处理马铃薯淀粉废水,并将无机和有机絮凝剂进行复配,研究各絮凝剂的投药量、废水pH 值、助凝剂投加量以及沉降时间等对絮凝效果的影响,从而确定了马铃薯淀粉废水的较佳絮凝剂及其较佳絮凝条件,为工业应用提供理论依据。

    来源机构: 北极星环保网 | 点击量:0
  • 8   2019-06-28 印染行业废水深度处理及回用技术 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    1 国内印染废水处理及回用现状

    我国对印染废水回用已有较多的研究,从目前研究及应用的情况来看主要有以下特点:

    (1)回用技术大多处于试验研究阶段,多为小试和中试,实际工程应用较少,且水的回用率较低,一般不超过50%,主要回用于对水质要求不高的前道工序,缺乏有利于提高回用水水质及回用率的高效技术的推广应用。

    (2)回用处理主要是对印染废水在达标处理的基础上进一步进行处理,达到回用水水质标准。处理工艺主要采用混凝、吸附、过滤和氧化等技术,其中对去除盐度和硬度的关键技术研究较少。

    (3)由于现有技术水平的限制,印染废水大量回用对生产及废水处理系统会带来一系列问题,包括有机污染物和无机盐的积累。目前对废水长期回用的水质问题及对水处理系统的影响研究不多,特别是无机盐的积累问题基本没有涉及。

    2 印染废水深度处理回用技术及工艺

    印染废水深度处理主要对常规二级处理系统出水进行处理,去除的污染物主要是色度、COD 和盐度(电导率)等,使出水水质满足生产工艺要求。印染工艺和产品质量要求不同,对回用水的水质要求也不同。因此,我国尚没有统一的印染废水回用水水质标准。根据行业经验,水质指标都必须控制在用水指标之内。因此,纺织印染业对回用水水质的要求远远高于城市生活杂用水的水质要求。

    2.1 深度处理单元技术

    2.1.1 吸附处理技术

    将废水通过由吸附剂组成的滤床,污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。活性炭是印染废水深度处理中最常用的吸附剂,其微孔多,比表面积可高达500~600 m2/g,具有很强的吸附脱色性能,特别适合相对分子质量小于400 的水溶性染料的脱色吸附。但活性炭对疏水性染料吸附效果较差,其再生也比较复杂且费用昂贵,限制了吸附法在印染废水深度处理中的应用。天然矿物如高岭土、硅藻土、活性白土以及煤粉等也具有较高的吸附性能,在印染废水的深度处理中也有使用。另外,李蒙英等〔2〕 研究了利用青霉菌对印染废水进行吸附处理,结果发现: 其对黑色和红色染浴废水的色度具有较好的处理效果,去除率达到了98.0%和74.5%,为吸附法的发展提供了新的选择。吸附法虽然见效快,但是使用后的吸附剂再生比较困难,如果不进行回收再生则容易产生二次污染。因此,研发新型高效且易再生的吸附剂是当前吸附方法的研究发展方向。

    2.1.2 膜分离技术

    膜对不同物质具有透过性差异,膜分离技术就是利用膜的这种特性,在一定的传质推动力下,对混合物进行分离的方法。印染废水深度处理所用的膜分离技术主要有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。MF 和UF 常作为NF 和RO 的预处理; UF 能分离大分子有机物、胶体、悬浮固体;NF 能实现脱盐与浓缩的同时进行;RO 能去除可溶性金属盐、有机物、胶粒等并截留所有离子。阮慧敏等〔3〕采用UF+RO 工艺对浙江某印染厂废水生化处理后的出水进行处理,膜系统进水COD 100~350 mg/L,色度180 倍,电导率800~1 350 μS/cm。膜系统处理后出水COD<10 mg/L,色度1~2 倍,电导率<30 μS/cm。 Xujie Lu 等〔4〕采用生物滤池结合膜分离的方法,当进水COD 为150~450 mg/L 时,出水COD 降到50 mg/L 以下,去除率高达91%,且色度、浊度、铁锰浓度的去除效果都非常好。

    膜分离技术的优势为: 其不仅能去除水中残余的有机物,降低色度,还能脱除无机盐类,防止系统中无机盐的积累,是印染废水深度处理中极具前景的一项技术。然而,膜处理工艺的成本较高,且膜组件易被污染而缩短其使用寿命。只有通过控制并降低膜污染来延长膜寿命,从而降低成本,膜分离技术在印染废水深度处理中才会得到更加广泛的应用。

    2.1.3 高级氧化深度处理技术

    (1)化学氧化技术。在印染废水深度处理中,O3 和Fenton 试剂是比较常用的氧化剂。O3 具有较强的脱色作用,虽然对COD 的去除效果很小,但是可以改变废水的B/C,从而提高废水的可生化性。卢宁川等〔5〕采用O3 氧化对印染废水进行处理,结果发现: COD 的去除率为72%,而色度降低了94%。郭召海等〔6〕研究了O3 对色度去除和B/C 的影响,发现臭氧的投加量为15 mg/L 左右时,色度的去除率可以达到70%,B/C 也提高了一倍多。O3 氧化的主要优点是设备简单紧凑、占地面积小、容易实现自动化控制;主要缺点是处理成本高,不适合大流量废水的处理。

    Fenton 试剂是由H2O2 和Fe2+复合而成的氧化剂,在酸性条件下产生的·OH 具有极强的氧化作用,特别适合处理成分比较复杂的染料废水。姜兴华等〔7〕利用Fenton 试剂对印染废水进行深度处理,结果发现:pH 2~3,H2O2 用量3.2 mL/L,铁炭体积比 1∶1,反应时间90 min 时,出水COD 去除90%以上,色度降低99%,盐度降低64%,回用水水质指标均达到了回用要求。史红香等〔8〕也对Fenton 试剂处理印染废水进行了研究,获得了类似的结果。Fenton 氧化对COD 和色度具有较强的去除能力,但是铁离子的存在可能会影响水的颜色,而且反应的pH 较低,可能对其他处理工序有影响。

    (2)光催化氧化技术。利用强氧化剂在UV 辐射下产生具有强氧化能力的·OH 来处理废水,具有低能耗、无二次污染、氧化彻底等优点,最常用的有 UV/Fenton、UV/O3、UV/H2O2 等。光催化研究较多的还有以光敏化半导体为催化剂,其中TiO2 光催化剂应用最广,且处理效果最好。TiO2 在光辐射下,其价带上会产生电子空穴(h+)对,TiO2 表面吸附的有机物被具有强氧化性的h+活化、氧化而降解。冯丽娜等〔9〕采用了TiO2/活性炭负载体系对某印染厂的二级处理出水进行处理,进水COD 在300 mg/L 左右,在最佳反应条件下,出水COD 降到50 mg/L,色度降为 2 倍,研究表明:利用活性炭的吸附性能,有助于解决TiO2 的流失、分离和回收问题,提高光催化剂的处理效果。但废水本身的透光性和光利用率制约着光催化技术在废水处理工业中的应用。

    (3)电化学氧化技术。在外加电场作用下,在特定反应器内,通过一定化学反应、电化学过程或物理过程,产生大量的自由基,利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的过程。电化学技术具有易控制、无污染或少污染、高度灵活等特点。

    M. Kennedy〔10〕指出电化学方法对印染废水的脱色非常有效,当电化学反应器中废水主流区Fe2+质量浓度为200~500 mg/L 时,色度去除率达到90%~98%,COD 和BOD 去除率分别达到50%和70%。但这种可溶性电极氧化法的电极消耗过大,故新型电极的开发就成为研究的热点之一。贾金平等〔11〕利用活性炭纤维与铁的复合电极降解多种模拟印染废水,取得了较好的结果。雷阳明等〔12〕以PbO2/Ti 为阳极处理模拟印染废水,色度和COD 去除率最高可达 99.5%和78.6%。

    2.1.4 高效生物处理技术

    印染废水二级出水污染物可生化性不高,生物降解有一定难度,生物法的重点在于开发强化生物技术的新型生物反应器,以进一步去除COD 和色度。

    (1)曝气生物滤池(BAF)。印染废水经二级生化处理后,水中COD 及BOD 相对较低,曝气生物滤池填料上生长的贫营养微生物如假单胞菌、芽孢杆菌等,比表面积较大,对废水中的有机物有较强的亲和力。周锋〔13〕研究了BAF 处理印染废水的二级出水,水解酸化+好氧工艺后增加BAF 深度处理工艺,当进水COD<200 mg/L,水力负荷1.0~2.0 m3/(m2·h),气水比为(2~3)∶1 时,出水COD 去除率在50%以上,达到一级排放标准。曝气生物滤池中生物浓度和有机负荷高,处理效果稳定,出水水质好。滤池中的滤料粒径越小处理效果越好,但是小粒径又会使工作周期变短,滤料不易清洗,相应的反冲洗水量也会增加。因此选用合适的滤料粒径是充分发挥曝气生物滤池功能的关键。

    (2)移动床生物膜反应器(MBBR)。MBBR 是一种新型的生物膜反应器。微生物在反应器内的填料上富集,填料悬浮于反应器内并随着混合液流动,因此气、水、填料三者能够在反应器内充分接触,氧的利用率和有机污染物的传质效率高,且生物膜的活性较高,老化的生物膜易从填料表面脱落。MBBR 还具有不需要反冲洗、抗冲击负荷强、出水水质稳定等优点〔14〕。

    目前关于用MBBR 工艺处理印染废水的研究不多。霍桃梅〔15〕发现MBBR 深度处理印染废水时对 COD 及氨氮两项指标有良好的去除效果。进水COD 由200 mg/L 左右降到50 mg/L 以下,氨氮由10 mg/L 降到2 mg/L 以下,但色度去除率仅为25%。

    印染废水中有机污染物品种较多,生物填料上的多菌种体系有较大的降解能力,所以MBBR 作为深度处理工艺对有机物浓度较低的二级生化处理出水具有很大的优势。未来可以将MBBR 在印染废水深度处理中的研究和应用作为一个发展方向。

    (3)膜生物反应器(MBR)。膜生物反应器集膜分离与生物降解于一体,可去除废水中大部分残余的COD、色度和所有的SS。而后通过NF(RO)工艺进一步处理,去除大部分盐度,出水水质一般能达到回用水要求。戴舒等〔16〕以回用为目的,采用由好氧反应器和超滤膜组成外置式MBR 结合纳滤膜处理印染废水,结果表明:系统COD、色度和浊度的去除率均达到99%,电导率去除率97%。P.Schoeberl 等〔17〕 先采用MBR 和NF 结合处理印染废水,出水水质全部满足回用水指标,但是考虑到技术难度和高额的经济成本,而后用UF 代替NF 同样取得较好的效果。MBR 的优点在于工艺流程短、占地面积少、出水水质稳定;缺点和膜分离技术类似,主要是膜污染导致的膜寿命短、成本高和电耗高。

    2.2 印染废水深度处理回用集成工艺

    2.2.1 传统技术组合工艺

    由于印染废水水质复杂,废水回用只靠单一技术难以实现,因此需要将各种方法有机结合起来,采用组合工艺进行综合处理。Xiaojun Wang 等〔18〕采用臭氧联合生物法处理印染废水,臭氧氧化后废水B/C 由0.18 提高到0.36,COD 和色度的去除率也都有一定的提高。黄瑞敏等〔19〕采用混凝脱色—曝气生物滤池—离子交换组合工艺处理针织棉布染色废水,出水色度去除至10 倍以下,COD<20 mg/L,SS 低于2 mg/L,浊度低于3 NTU。郭召海等〔6〕研究了O3 氧化和生物滤池组合工艺处理印染废水的效果,发现 O3-生物滤池组合技术很好地发挥了化学氧化、吸附和生物降解的协同作用,且具有运行成本低、不产生浓缩液和剩余污泥少等优点。单一技术用于深度处理,难以同时解决脱色、降COD 和除盐等问题,将各种单一技术进行有机结合,能得到较好的处理效果,还能保证充分发挥各技术的优势,提高污染物去除率。

    2.2.2 膜技术与传统技术的集成工艺

    印染废水成分复杂,如选用膜技术处理印染废水,必须选择合适的前处理工艺来阻止废水中的胶体、有机质、悬浮物等对膜造成污染。A. Bes-Piá 等〔20〕 采用O3 与NF 结合的工艺对经生化处理后的印染废水进行处理回用,以O3 来氧化引起膜污染的有机物质,出水的各项指标可以达到回用标准。M. Marcucci 等〔21〕针对生产车间的直排废水进行物化预处理后,利用絮凝沉淀、O3 氧化和UF 进行后续深度处理,整个工艺过程色度去除率为93%,COD 去除率为66%。膜的污染问题限制了膜技术在印染废水处理中的应用,采用O3 氧化等预处理手段来控制膜污染,从而增加膜的使用寿命,降低处理成本,是未来印染废水深度处理的一大趋势。

    2.2.3 集成膜处理回用工艺

    国外很多研究证明,将不同的膜分离技术结合,构成集成膜工艺,是印染废水深度处理的一个重要方向。M. Marcucci 等〔21〕对经砂滤、UF 处理后的印染废水,再用NF 或RO 进行深度处理。实验证明:NF 或RO 作为深度处理方案是可行的,RO 出水可回用于任何印染工序,NF 在脱盐和去除矿物质方面不如 RO,但运行成本低于RO。

    浙江至美环境开发了“臭氧催化氧化+CMF+ RO”深度处理工艺,并建成1 500 m3/d 的印染废水膜法处理回用示范工程。O3 催化氧化系统主要用于去除水中难生化降解有机污染物的COD 和色度,去除率分别可达30%~40%和90%以上。臭氧催化氧化出水进入连续超微滤(CMF)系统,出水水质稳定,COD 稳定在40 mg/L 左右,浊度<0.4 NTU,污染指数(SDI)<3。再经反渗透处理后,出水COD<10 mg/L,电导率<10.5 μS/cm,SS 和色度均为0,满足推荐的高级回用水水质标准。整个工艺通过分质处理、分级分质回用,废水回用率达到总处理水量的75%以上。

    这些研究都表明了未来废水深度处理技术的发展方向,即充分利用多种工艺技术集成,提高废水处理程度,达到废水循环回用是最终目标。

    3 结语和展望

    印染废水已经对我国水环境构成严重威胁,随着人们环保意识的增强,印染废水深度处理和回用越来越受到政府的关注。针对印染废水深度处理的单一技术较多且各具优缺点,但均难以达到排放及回用标准,要根据印染废水水质的特点,合理选择和优化组合处理工艺。膜分离技术是印染废水深度处理的一个重要研究方向。未来研究可以在单元技术改进的基础上,包括生化、物化处理效果的提高、难降解有机物处理技术的改进和膜组件污染的控制等,而后形成一套出水满足回用水水质标准、回用率高且运行高效经济的印染废水回用集成技术。

    来源机构: 北极星环保网 | 点击量:8
  • 9   2019-06-28 工业循环水处理运行全过程讲解 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    :工业循环冷却水系统在运行过程中,由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩,其中所含的盐类超标,阴阳离子增加、pH值明显变化,致使水质恶化,而循环水的温度,pH值和营养成分有利于微生物的繁殖,冷却塔上充足的日光照射更是藻类生长的理想地方。而结垢控制及腐蚀控制、微生物的控制等等,必然的需要进行循环水处理。

    循环水运行过程中主要产生的问题:

    (1)水垢:由于循环水在冷却过程中不断地蒸发,使水中含盐浓度不断增高,超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密,大大的降低了传热效率,0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%。

    (2)污垢:污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成,垢的质地松软,不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀,缩短设备使用寿命。

    (3)腐蚀:循环水对换热设备的腐蚀,主要是电化腐蚀,产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子(Cl-、Fe2+、Cu2+)以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素,腐蚀的后果十分严重,不加控制极短的时间即使换热器、输水管路设备报废。

    (4)微生物粘泥:因为循环水中溶有充足的氧气、合适的温度及富养条件,很适合微生物的生长繁殖,如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑,冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞,冷却散热效果大幅下降,设备腐蚀加剧。因此循环水处理必须控制微生物的繁殖。

    微生物危害

    循环冷却水中的微生物来自两个方面。一是冷却塔在水的蒸发过程中需要引入大量的空气,微生物也随空气带入冷却水中,二是冷却水系统的补充水或多或少都会有微生物,这些微生物也随补充水进入冷却水系统中。

    藻类在日光的照射下,会与水中的二氧化碳、碳酸氢根等碳源起光合作用,吸收碳素作营养而放出氧,因此,当藻类大量繁殖时,会增加水中溶解氧含量,有利于氧的去极化作用,腐蚀过程因此而加速。微生物在循环水系统中的大量繁殖,会使循环水颜色变黑,发生恶臭,污染环境。同时,会形成大量黏泥使冷却塔的冷却效率降低,木材变质腐烂。

    黏泥沉积在换热器内,使传热效率降低和水头损失增加,沉积在金属表面的黏泥会引起严重的垢下腐蚀,同时它还隔绝了缓蚀阻垢剂对金属的作用,使药剂不能发挥应有的缓蚀阻垢效能。微生物黏泥除了会加速垢下腐蚀外,有些细菌在代谢过程中,生物分泌物还会直接对金属构成腐蚀。所有这些问题导致循环水系统不能长期安全运转,影响生产,造成严重的经济损失,因此,微生物的危害与水垢、腐蚀对冷却水系统的危害是一样的严重,甚至可以说,三者比较起来控制微生物的危害是首要的。

    循环水中微生物的动向可以通过以下化学分析项目进行测量:

    (1)余氯(游离氯) 加氯杀菌时要注意余氯出现的时间和余氯量,因为微生物繁殖严重时就会使循环水中耗氯量大大地增加。

    (2)氨 循环水中一般不含氨,但由于工艺介质泄漏或吸入空气中的氨时也会使水中出现含氨,这时不能掉以轻心,除积极寻找氨的泄漏点外,还要注意水中是否含有亚硝酸根,水中的氨含量最好是控制在10mg/l以下。

    (3)NO2- 当水中出现含氨和亚硝酸根时,说是水中已有亚硝酸菌将氨转化为亚硝酸根,这时循环水系统加氯将变为十分困难,耗氯量增加,余氯难以达到指标,水中NO2-含量最好是控制在小于1mg/l。

    (4)化学需氧量 水中微生物繁殖严重时会使COD增加,因为细菌分泌的黏液增加了水中有机物含量,故通过化学需氧量的分析,可以观察到水中微生物变化的动向,正常情况下水中COD最好小于5mg/l(KMnO4法)。

    循环水中微生物所造成的危害是十分严重的,如果要在微生物造成危害之后采取措施往往是事倍功半还要耗费大量的杀生剂和金钱。因此,事先全面监测循环冷却水的微生物情况是十分必要的。

    浓水倍数

    循环水浓缩倍数是指循环水系统在运行过程中,由于水分蒸发、风吹损失等情况使循环水不断浓缩的倍率(以补充水作基准进行比较),它是衡量水质控制好坏的一个重要综合指标。浓缩倍数低,耗水量、排污量均大且水处理药剂的效能得不到充分发挥;浓缩倍数高可以减少水量,节约水处理费用;可是浓缩倍数过高,水的结垢倾向会增大,结垢控制及腐蚀控制的难度会增加,水处理药剂会失效,不利于微生物的控制,故循环水的浓缩倍数要有一个合理的控制指标。

    水垢的形成

    在循环水系统中,水垢是由过饱和的水溶性组分形成的,水中溶解有各种盐类,如碳酸氢盐、碳酸盐、氯化物、硅酸盐等,其中以溶解的碳酸氢盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2

    最不稳定,极容易分解生成碳酸盐,因此,当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时,水流通过换热器表面,特别是温度较高的表面,就会受热分解;水中溶有磷酸盐与钙离子时,也将产生磷酸钙的沉淀;碳酸钙和Ca3(PO4)2等均属难溶解度与一般的盐类还不同,其溶解度不是随温度的升高而加大,而是随着温度的升高而降低。因此,在换热器传热表面上,这些难溶性盐很容易达到过饱和状态而水中结晶,尤其当水流速度小或传热面较粗糙时,这些结晶沉淀物就会沉积在传热表面上,形成通常所称的水垢,由于这些水垢结晶致密,比较坚硬,又称之为硬垢,常见的水垢成分为:碳酸钙,硫酸钙,磷酸钙,镁盐,硅酸盐。

    循环水处理技术

    根据企业循环水系统的特点和工艺条件,结合当地的水质特点,选择适合企业运行条件的水处理方案,通过加药等措施,控制循环水指标在一定范围内运行,既保证生产设备的长周期运行,又提高了循环水利用率。循环水处理技术的利用,既能给企业带来显著的经济效益,又能为社会带来良好的社会效益。所以循环水处理技术应用是非常有必要的。

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  • 10   2019-06-27 火电厂废水治理现状与对策 (编译服务:水体污染治理)     
    摘要:

    分析了某发电集团火电厂废水排放要求,总结了火电厂水处理系统现状,提出了相应的火电厂废水治理思路及对策,并指出火电厂废水治理项目应在开展水务查定,完善废水监测系统,加强管理节水和现有水处理设备诊断的基础上,开展可行性研究,优化方案设计,同时应强化立项和工程管理,此外还需加强工程投运后的运行维护。高盐废水治理是火电厂废水治理的难点,本文对高盐废水浓缩软化预处理阶段与浓缩减量阶段的相关工艺进行了分析比较,需根据各电厂实际情况,选择经济合理的技术方案。

    近年我国越来越重视水环境保护:2013 年印发了《关于加快推进水生态文明建设工作的意见》;2015 年施行了新的《中华人民共和国环境保护法》,颁布《水污染防治行动计划》(即“水十条”),修订了《取水许可管理办法》;2016 年印发了《控制污染物排放许可制实施方案》(即排污许可证制度),修订了《中华人民共和国水法》;2018 年施行新的《中华人民共和国水污染防治法》。

    我国火电行业用水量占工业用水比重超过40%,排水量占废水排放总量的 0.4%[1]。火电厂的节水与废水治理工作对推进生态文明建设具有积极作用,国家对火电厂废水治理提出了具体要求。《污染防治行动计划》要求在役电厂逐渐增加使用再生水的比例,新建电厂必须使用城市中水;发电企业需开展废水深度处理回用、废水达标排放、高盐废水浓缩减量工作;降低取水量、外排水量,排水达到排放标准。“排污许可证制度”率先对火电行业企业核发排污许可证。

    某发电集团在对下属火电厂用水现状及存在问题充分调研的基础上,结合相关法律法规、标准及文献资料,编制了《火电厂废水排放控制指导意见》,使火电厂开展废水治理工作有章可循。火电厂废水治理项目应遵循以下步骤:第一步开展水务查定,完善废水监测系统;第二步加强节水管理,优化方案设计;第三步强化立项和工程管理及加强运行维护。高盐废水治理是火电厂废水治理的难点,该集团对各类预处理、浓缩和干化工艺进行了大量研究,但由于各厂情况不同,还未形成统一的技术路线,需根据各电厂实际情况,选择经济合理的技术方案。

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