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全新浅层离子气浮在印染废水中的广泛应用
时间:2016-01-15 10:42:01    来源:www.chinahudong.com  

沪东麦斯特1月14日讯,国内外,中段废水处理一般都采用活性污泥法。活性污泥法的优点是工艺成熟,运行良好时BOD的去除率可达90~95%。但其缺点也是显著的:第一、需要建造占地面积极大的一沉池、二沉池和曝气池,设施投资极大,一般需要1000~1200元/吨水.天;第二,运行费用也高,一般均在1~2元/吨水之间;第三,当采用化学机械法或机械法制浆时,往往水温较高,超过50℃,由于扩散作用强烈,一沉池往往沉淀困难,已有失败先例。

在活性污泥法中,一沉池的沉淀是绝对必要的,而加药絮凝是沉淀的先决条件,中段废水的胶体体系稳定性很高,不投加足够的混凝剂使之脱稳,沉淀就不会发生。

由于中段废水中的BOD值很高,固形悬浮物(主要为细小的纸浆纤维)量也很大,如果不预先经一沉池絮凝使固形悬浮物及有机物胶体尽量沉淀分离,而直接进入生化曝气池,将造成如下结果:

1、F:M值(有机物与微生物量的比值)太高,必须大大增加活性污泥的回流量,同时大大增加曝气量。尽管如此,仍然会使残存于出水中的BOD值升高,生化效果恶化。

2、纸浆纤维难于被好氧菌吸收代谢,它们将随活性污泥(菌团)一起进入二沉池,二者均具有胶体的特性,但菌团能够自行聚凝沉淀,纸浆纤维却不能,多数将随清水排出,部分被菌团黏附沉淀,造成活性污泥浓度逐渐降低。菌团能自行凝聚的机理目前尚不完全清楚,被较广泛接受的说法是含能说。
一沉池完全可以用气浮代替。

CQJ型气浮由于处理能力极大,占地面积很小,用其代替一沉池可使整个工程的占地面积和投资显著减小。

理论上,采用气浮法和采用加药絮凝沉淀法比较,混凝剂的投加量或药剂费用基本上是相当的,后者有时可能稍小。(但若采用CQJ型气浮,工程实践证明药剂费用反而显著降低了。详见后面论述)。采用气浮法的主要缺点是需要一定的电耗,约为0.06~0.08元/吨水(实际电耗小于装机容量)。但若采用CQJ型气浮,这一缺点完全能得到补偿。

根据刘易斯(Lewis)和怀特曼(Whitman)的双膜理论,气泡中的氧会优先向废水中转移,而且转移速率与气泡表面积的总和成正比。

CQJ型气浮释放出的气泡总表面积极大(详见下面论述),不但普通曝气法无法比拟,也是其他气浮根本无法比拟的,因而气泡中的氧向废水转移的速率极高,加上气泡直径极为微小,上升速度缓慢(气泡的上升速度基本上与直径的立方成正比),在废水中的停留时间长,结果是使气浮出水高度富氧化。

这种高度富氧化的水进入生化曝气池,正好弥补了曝气池在进水端缺氧而出水端溶解氧过剩的缺陷,于是,曝气池可以适当的缩短,曝气量可以减小,曝气电耗降低,加上节约下来的土建投资利息,一般可以补偿气浮的电耗。

更重要的是,经CQJ型气浮处理的中段废水出水水质较普通的一沉池好得多,SS一般小于50mg/L,完全可以回用于制浆造纸的不少工艺过程,诸如黑液提取用水,设备清洗用水,筛选用水等。可使最终处理的废水量大幅度减小,结果是整个工程的占地面积和投资以及废水的处理费用随之进一步大幅度减小。
本公司及一些制浆造纸企业最初就是本着上述分析将CQJ型气浮引入中段废水处理的。

工程实践的结果出乎意料:仅经CQJ型气浮一极物化处理,COD的去除率可达85~90%,BOD的去除率高打75~85%,SS的去除率高打96~99%,色度的去除率高达85%以上。在一些场合下,出水水质可达国家二级排放标准,在原水污泥负荷高时,一般也只需再经简单的氧化塘水力曝气氧化,即可达标排放,运行费用仅需0.4~0.6元/吨水。运行费用的显著降低意义尤为重大,这不能不说是中段废水处理的重大突破!当然,当原水的污染负荷特别高时,也有可能还需进一步的生化处理,但生化负荷已大幅度降低。

以福建龙岩超级压光纸厂为例:

该厂以速生南方马尾松为原料,采用BCTMP法制浆,生产SC-D、SC-C级超级压光纸。

制浆废水全部混入造纸废水,因而中段水的污染负荷极高,检测结果如下:
PH值:6.74~6.90           SS:1450~1729mg/L
CODcr:3443~4017mg/L     BOD5:1641~2136mg/L
发挥酚:0.2~0.3mg/L        色度数:200~375倍
水温:52~58℃              总排放量:11500M3/d

由于污染负荷高,原设计采用两级好氧生化,即A-B法,但运行效果不理想,被福建省限期整改。

原设计未能达标的主要原因是,污染负荷太高,加上水温过高,扩散作用强烈,沉池除粗大固形悬浮物能部份沉淀外,有机物胶体虽然加药絮凝仍然不能有效沉淀,结果是,虽然原设计采用二级生化曝气,每一级生化的负荷仍然太高。

原考虑的改造方案为:一,扩大一沉池体积,通过较大的延长停留时间降低水温,实现尽可能多的胶体沉淀分离,以降低后继生化负荷;二,扩大二级生化池体积,同时增大曝气量。该方案必须追加很大的投资,并会使运行费用进一步提高。

后由该厂总师牵头,经反复考查、论证,决定采用本公司生产的一台Ф12mCQJ型气浮,将原幅射式一沉池作为调节池使用。气浮出水水质监测数据如下:
SS≤54.9mg/L                去除率≥96.8%
CODcr≤614mg/L             去除率≥84.7%
BOD5≤54.9mg/L             去除率≥78.8%
色度=6.62mg/L               去除率≥85.2%

气浮出水再经兼性氧化塘水力曝气氧化即达标排放,通过省级验收。整改工程投资仅为原概算的40%,吨水处理费用降至仅约0.6元/吨水。

CQJ型气浮有如此高的去除率和如此低的运行费用,主要得益于它采用了非常先进的专利技术:特殊结构的高效溶气管和特殊结构的释放器——均衡消能装置。

资料表明,国内外目前现有各种释放器释放出的微气泡直径一般在50μm左右,而本公司研发成功的这种“均衡消能装置”释放出的微气泡直径平均仅约5μm,即减小了10倍!

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