论硅藻技术在废水水处理中的应用价值

2010-09-26李胜军

河南化工 2010年14期

关键词：硅藻硅藻土每吨

李胜军

(河南龙宇煤化工有限公司 ,河南永城 ,476600)

论硅藻技术在废水水处理中的应用价值

李胜军

(河南龙宇煤化工有限公司 ,河南永城 ,476600)

介绍了硅藻技术在废水水处理中的应用,并将水处理工艺的生化与物化技术有机地结合起来,实现稳定达标或满足中水回用的要求。对保证水资源的有效利用,促进社会经济可持续发展起到巨大的积极推动意义。

硅藻 ;废水 ;水处理 ;应用价值

1 前言

精选硅藻(硅壳)经过改性后,在水处理中不仅有吸附、絮凝、沉淀、过滤等物化作用,并且利用硅藻(硅壳)有多孔性的特点和生物相容性的优势,在硅藻中加入少量的特殊生物酶或生物菌,再经过合理的水处理工艺将生化与物化技术有机结合起来,实现稳定达标或满足中水回用要求。该技术成熟、运行可靠、经济合理、操作方便。目前该技术在印染废水深度处理、城市生活污水处理、电凝废水处理方面均发挥了重要的作用。

2 硅藻技术深度处理印染废水深度处理

2.1 工艺流程

图1 工艺流程

若进水中 COD＜150 mg/L,则出水中 COD＜70 mg/L;若进水中 COD＜100 mg/L,则出水中 COD＜50 mg/L。

2.2 工艺简介

针对印染废水生化出水已达到国家二级排放标准的项目,经特殊改性的硅藻精土水处理剂简单处理后即可稳定达到国家一级排放标准并实现企业中水回用,实现了循环经济。

硅藻精土一体化设备具有集絮凝、吸附和过滤为一体的功能,硅藻精土在特制的设备中完成絮凝、吸附和过滤三大作用,对污水中的 CODCr、SS、BOD5、P和色度有很强的去除能力,从而使出水得以净化。

2.3 应用硅藻精土的优势

2.3.1 技术可靠

硅藻精土处理技术应用于纺织印染废水的深度处理,流程简单、处理效果好;确保出水达《纺织印染工业污染物排放标准》(GB4287-92)一级排放标准,并达到中低级回用水要求。

2.3.2 经济合理(单元技术部分)

与常规工艺相比,具有工程投资少、运行成本低、占地面积小的优势(每吨水投资增加 200元,以日处理 1万 t废水为例),每吨水直接运行成本 (药剂费、电费)≤0.30元,主体工程占地面积 (1万 t)≤1亩。

2.3.3 推广价值高

该技术集约化程度较高,可以做到一体化成套设备,全自动化操作,规模大小皆宜。

2.4 成功案例

2.4.1 江阴红嘉印染有限公司(深度处理部分)

项目规模：2 000 t/d;工程总投资：43万元;占地面积：100 m2;正常运行时间：2004年 2月;每吨水直接运行费用：0.299元。

该项目主要是以棉织物印染为主,使用的染料主要为活性染料、还原染料、硫化染料及染色助剂。该废水中有机物含量较高,表观上色度较深,pH值呈碱性,且废水 CODCr较高;但 BOD5含量较低, BOD5/CODCr比值约 0.267,废水的可生化性一般。此外,由于织物加工过程中采取割绒处理,该废水的悬浮物、漂浮物也较高。本方案采用生化处理和硅藻精土处理工艺相结合的工艺,经此处理后出水各项指标均能达到一级排放标准,CODCr正常出水为60 mg/L左右。

2.4.2 常熟鸽球印染有限公司

项目规模：8 000 t/d;工程总投资：1 000万元;占地面积：9 000 m2;建设周期：2003年 5月～2004年 8月;每吨水运行总费用：1.60元。

本项目的生产过程中使用的染料主要是分散染料和部分活性染料,该废水中有机物含量较高且 pH值波动大,表观色度深,该废水 CODCr较高;但BOD5含量较低,BOD5/CODCr比值约 0.16,水质可生化性差,因分散染料属于疏水性,易于采用物化方法进行预处理,而活性染料属于水溶性,易于生化处理。故本方案采用物化处理和生化处理相结合的工艺,在一级物化处理后进行生化处理和硅藻土处理工艺相结合,出水可以达一级排放标准。

3 城镇污水处理及升级处理中的应用

3.1 工艺流程

图 2 升级处理工艺流程

3.2 工艺简介

3.2.1 工艺原理

硅藻精土处理系统具有集絮凝、吸附和过滤为一体的功能,对污水中的COD、SS、BOD、P有很强的去除能力。硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮粒子的电荷,使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成醪羽,凝集成较大的絮花。在硅藻精土系统中,絮体能形成一个稳定的、致密的悬浮污泥滤层,水质可进一步得到净化。

另外,硅藻精土与微生物的协同作用,可降低污水中的有机物和氨氮。硅藻土拥有巨大的比表面积和合适的表面负电性,又具有优良的生物相容性,多种微生物大量富集和挂膜在硅藻土的内外,与硅藻土协同作用,从而形成了类似于生物活性炭同时又优于活性炭的“生物硅藻土”。硅藻土表面的生物膜存在着好氧硝化过程、缺氧反硝化过程和同时硝化、反硝化(SND)过程,从而能够有效地降低废水中的氨氮,可以使得氨氮稳定降到 1mg/L以内。

在生物浮动床 +硅藻土处理工艺中,硅藻土处理池取代了传统生化处理的二沉池,不仅具有固液分离作用,还有絮凝、吸附和过滤作用,而且通过硅藻土的回流,实现硅藻土生物挂膜,提高了生化处理功能,起到了综合处理效果。

3.2.2 工艺应用优势

3.2.2.1 管网建设优势

靠近生活小区周边,因地制宜,减少管网投资及远程提升等费用。

3.2.2.2 景观化优势

结合区域环境,就地取材,进行景观化设计,倡导环保文化,体现与自然融洽的生态效应。

3.2.2.3 资源化优势

出水水质经消毒处理后可中水回用,污泥干化后可以做有机肥料或填料。

3.2.2.4 投资优势

吨水投资 (污水处理厂内不含特殊地基)850元～1 000元,(污水处理厂内含绿化 30%以上),吨水占地面积 0.5～0.8 m2,直接运行费用 (电、药、人工)吨水约 0.3～0.4元(不含污泥处置)。

①技术升级应用优势。生物硅藻技术能与多种传统工艺相结合,实现低成本技术升级,使出水水质稳定达到国家“一级A标”或优于国家“一级A标”排放。如A/O+硅藻强化技术、UBAF+硅藻强化技术、SBR+硅藻强化技术、氧化沟 +硅藻强化技术等。

②技术指标优势。各项指标均达到或优于国家规定的一级排放标准 A标 (CODCr≤25～50 mg/L,氨氮≤1～3 mg/L,总磷≤0.3～0.8 mg/L)。

③硅藻土资源优势。据目前勘测结果全国有17个地区有丰富的硅藻土原土资源,储量约在 20亿 t左右,采用纯物理选矿方法提纯的硅藻精土成本较低。

3.2.3 成功案例

具有代表意义并使用 A/O+硅藻强化技术实施,同时通过相关环保部门监测现在正在运转,达到国家一级A标排放的项目有：①河南永城污水处理中心,日处理 1万 t项目;②河南省新密市城市污水处理厂日处理 5万 t一期 2.5万 t项目。

表 1 新密市城市污水处理厂监测结果一览表

4 电镀废水的处理

4.1 工艺流程

图 3 电镀废水处理工艺流程

4.2 工艺简介

4.2.1 工艺原理

在电镀废水处理中,经过化学法或电化学法处理后的电镀废水出水存在着少量的重金属离子,用一般的方法很难将之去除达到中水回用要求。

硅藻土在精选过程中把与硅藻土共生的杂质分离除去,这样使硅藻表面本已平衡的电位形成不平衡电位,在水处理时,硅藻精土处理剂被微量加入污水中后,在高速搅拌,或抽吸污水的泵机叶片旋转下,瞬间散于水体之中,硅藻表面的不平衡电位能中和悬浮粒子的带电性,使其相斥电位受到破坏而与硅藻形成缪羽,产生电位中和与沉淀作用,凝集成较大的絮花,借重力沉淀至底部,加上硅藻巨大的表面积、巨大的孔体积和较强的吸附力,把金属离子吸附到硅藻表面,形成链式结构。由非晶体活性二氧化硅组成的硅藻,具有在水体中相聚和自由沉降为硅藻絮团的性能。再加上硅藻精土被改性后产生的絮凝作用,加快了硅藻絮团的沉积速度,能在很短时间内下沉与水体分离,从而起到去除重金属离子的作用。

4.2.2 工艺优点

①电镀线上产生的各类污水可集中到一个废水调节池,不同于化学法需要对不同废水分别进行处理;②出水水质标准高,经过硅藻精土水处理剂处理后的电镀废水各项指标均稳定达到普通工业中水回用要求;③废水处理系统工艺流程简短,设备占地小,一次性投资较省;④直接运行费用基本控制在3.0元/t废水以内;⑤对总生产线产生的各类污染物有相当的安全系数及抗冲击负荷能力;⑥自动化程度高。

4.2.3 成功案例

浙江益荣汽油机零部件有限公司,出水水质监测数据及处理效果如表 2所示。