李勝軍

(河南龍宇煤化工有限公司 ,河南永城 ,476600)

論硅藻技術在廢水水處理中的應用價值

李勝軍

(河南龍宇煤化工有限公司 ,河南永城 ,476600)

介紹了硅藻技術在廢水水處理中的應用,并將水處理工藝的生化與物化技術有機地結合起來,實現穩(wěn)定達標或滿足中水回用的要求。對保證水資源的有效利用,促進社會經濟可持續(xù)發(fā)展起到巨大的積極推動意義。

硅藻 ;廢水 ;水處理 ;應用價值

1 前言

精選硅藻(硅殼)經過改性后,在水處理中不僅有吸附、絮凝、沉淀、過濾等物化作用,并且利用硅藻(硅殼)有多孔性的特點和生物相容性的優(yōu)勢,在硅藻中加入少量的特殊生物酶或生物菌,再經過合理的水處理工藝將生化與物化技術有機結合起來,實現穩(wěn)定達標或滿足中水回用要求。該技術成熟、運行可靠、經濟合理、操作方便。目前該技術在印染廢水深度處理、城市生活污水處理、電凝廢水處理方面均發(fā)揮了重要的作用。

2 硅藻技術深度處理印染廢水深度處理

2.1 工藝流程

圖1 工藝流程

若進水中 COD＜150 mg/L,則出水中 COD＜70 mg/L;若進水中 COD＜100 mg/L,則出水中 COD＜50 mg/L。

2.2 工藝簡介

針對印染廢水生化出水已達到國家二級排放標準的項目,經特殊改性的硅藻精土水處理劑簡單處理后即可穩(wěn)定達到國家一級排放標準并實現企業(yè)中水回用,實現了循環(huán)經濟。

硅藻精土一體化設備具有集絮凝、吸附和過濾為一體的功能,硅藻精土在特制的設備中完成絮凝、吸附和過濾三大作用,對污水中的 CODCr、SS、BOD5、P和色度有很強的去除能力,從而使出水得以凈化。

2.3 應用硅藻精土的優(yōu)勢

2.3.1 技術可靠

硅藻精土處理技術應用于紡織印染廢水的深度處理,流程簡單、處理效果好;確保出水達《紡織印染工業(yè)污染物排放標準》(GB4287-92)一級排放標準,并達到中低級回用水要求。

2.3.2 經濟合理(單元技術部分)

與常規(guī)工藝相比,具有工程投資少、運行成本低、占地面積小的優(yōu)勢(每噸水投資增加 200元,以日處理 1萬 t廢水為例),每噸水直接運行成本 (藥劑費、電費)≤0.30元,主體工程占地面積 (1萬 t)≤1畝。

2.3.3 推廣價值高

該技術集約化程度較高,可以做到一體化成套設備,全自動化操作,規(guī)模大小皆宜。

2.4 成功案例

2.4.1 江陰紅嘉印染有限公司(深度處理部分)

項目規(guī)模：2 000 t/d;工程總投資：43萬元;占地面積：100 m2;正常運行時間：2004年 2月;每噸水直接運行費用：0.299元。

該項目主要是以棉織物印染為主,使用的染料主要為活性染料、還原染料、硫化染料及染色助劑。該廢水中有機物含量較高,表觀上色度較深,pH值呈堿性,且廢水 CODCr較高;但 BOD5含量較低, BOD5/CODCr比值約 0.267,廢水的可生化性一般。此外,由于織物加工過程中采取割絨處理,該廢水的懸浮物、漂浮物也較高。本方案采用生化處理和硅藻精土處理工藝相結合的工藝,經此處理后出水各項指標均能達到一級排放標準,CODCr正常出水為60 mg/L左右。

2.4.2 常熟鴿球印染有限公司

項目規(guī)模：8 000 t/d;工程總投資：1 000萬元;占地面積：9 000 m2;建設周期：2003年 5月～2004年 8月;每噸水運行總費用：1.60元。

本項目的生產過程中使用的染料主要是分散染料和部分活性染料,該廢水中有機物含量較高且 pH值波動大,表觀色度深,該廢水 CODCr較高;但BOD5含量較低,BOD5/CODCr比值約 0.16,水質可生化性差,因分散染料屬于疏水性,易于采用物化方法進行預處理,而活性染料屬于水溶性,易于生化處理。故本方案采用物化處理和生化處理相結合的工藝,在一級物化處理后進行生化處理和硅藻土處理工藝相結合,出水可以達一級排放標準。

3 城鎮(zhèn)污水處理及升級處理中的應用

3.1 工藝流程

圖 2 升級處理工藝流程

3.2 工藝簡介

3.2.1 工藝原理

硅藻精土處理系統(tǒng)具有集絮凝、吸附和過濾為一體的功能,對污水中的COD、SS、BOD、P有很強的去除能力。硅藻表面的不平衡電位能中和懸浮粒子的電荷,使其相斥電位受到破壞而與硅藻形成醪羽,凝集成較大的絮花。在硅藻精土系統(tǒng)中,絮體能形成一個穩(wěn)定的、致密的懸浮污泥濾層,水質可進一步得到凈化。

另外,硅藻精土與微生物的協(xié)同作用,可降低污水中的有機物和氨氮。硅藻土擁有巨大的比表面積和合適的表面負電性,又具有優(yōu)良的生物相容性,多種微生物大量富集和掛膜在硅藻土的內外,與硅藻土協(xié)同作用,從而形成了類似于生物活性炭同時又優(yōu)于活性炭的“生物硅藻土”。硅藻土表面的生物膜存在著好氧硝化過程、缺氧反硝化過程和同時硝化、反硝化(SND)過程,從而能夠有效地降低廢水中的氨氮,可以使得氨氮穩(wěn)定降到 1mg/L以內。

在生物浮動床 +硅藻土處理工藝中,硅藻土處理池取代了傳統(tǒng)生化處理的二沉池,不僅具有固液分離作用,還有絮凝、吸附和過濾作用,而且通過硅藻土的回流,實現硅藻土生物掛膜,提高了生化處理功能,起到了綜合處理效果。

3.2.2 工藝應用優(yōu)勢

3.2.2.1 管網建設優(yōu)勢

靠近生活小區(qū)周邊,因地制宜,減少管網投資及遠程提升等費用。

3.2.2.2 景觀化優(yōu)勢

結合區(qū)域環(huán)境,就地取材,進行景觀化設計,倡導環(huán)保文化,體現與自然融洽的生態(tài)效應。

3.2.2.3 資源化優(yōu)勢

出水水質經消毒處理后可中水回用,污泥干化后可以做有機肥料或填料。

3.2.2.4 投資優(yōu)勢

噸水投資 (污水處理廠內不含特殊地基)850元～1 000元,(污水處理廠內含綠化 30%以上),噸水占地面積 0.5～0.8 m2,直接運行費用 (電、藥、人工)噸水約 0.3～0.4元(不含污泥處置)。

①技術升級應用優(yōu)勢。生物硅藻技術能與多種傳統(tǒng)工藝相結合,實現低成本技術升級,使出水水質穩(wěn)定達到國家“一級A標”或優(yōu)于國家“一級A標”排放。如A/O+硅藻強化技術、UBAF+硅藻強化技術、SBR+硅藻強化技術、氧化溝 +硅藻強化技術等。

②技術指標優(yōu)勢。各項指標均達到或優(yōu)于國家規(guī)定的一級排放標準 A標 (CODCr≤25～50 mg/L,氨氮≤1～3 mg/L,總磷≤0.3～0.8 mg/L)。

③硅藻土資源優(yōu)勢。據目前勘測結果全國有17個地區(qū)有豐富的硅藻土原土資源,儲量約在 20億 t左右,采用純物理選礦方法提純的硅藻精土成本較低。

3.2.3 成功案例

具有代表意義并使用 A/O+硅藻強化技術實施,同時通過相關環(huán)保部門監(jiān)測現在正在運轉,達到國家一級A標排放的項目有：①河南永城污水處理中心,日處理 1萬 t項目;②河南省新密市城市污水處理廠日處理 5萬 t一期 2.5萬 t項目。

表 1 新密市城市污水處理廠監(jiān)測結果一覽表

4 電鍍廢水的處理

4.1 工藝流程

圖 3 電鍍廢水處理工藝流程

4.2 工藝簡介

4.2.1 工藝原理

在電鍍廢水處理中,經過化學法或電化學法處理后的電鍍廢水出水存在著少量的重金屬離子,用一般的方法很難將之去除達到中水回用要求。

硅藻土在精選過程中把與硅藻土共生的雜質分離除去,這樣使硅藻表面本已平衡的電位形成不平衡電位,在水處理時,硅藻精土處理劑被微量加入污水中后,在高速攪拌,或抽吸污水的泵機葉片旋轉下,瞬間散于水體之中,硅藻表面的不平衡電位能中和懸浮粒子的帶電性,使其相斥電位受到破壞而與硅藻形成繆羽,產生電位中和與沉淀作用,凝集成較大的絮花,借重力沉淀至底部,加上硅藻巨大的表面積、巨大的孔體積和較強的吸附力,把金屬離子吸附到硅藻表面,形成鏈式結構。由非晶體活性二氧化硅組成的硅藻,具有在水體中相聚和自由沉降為硅藻絮團的性能。再加上硅藻精土被改性后產生的絮凝作用,加快了硅藻絮團的沉積速度,能在很短時間內下沉與水體分離,從而起到去除重金屬離子的作用。

4.2.2 工藝優(yōu)點

①電鍍線上產生的各類污水可集中到一個廢水調節(jié)池,不同于化學法需要對不同廢水分別進行處理;②出水水質標準高,經過硅藻精土水處理劑處理后的電鍍廢水各項指標均穩(wěn)定達到普通工業(yè)中水回用要求;③廢水處理系統(tǒng)工藝流程簡短,設備占地小,一次性投資較省;④直接運行費用基本控制在3.0元/t廢水以內;⑤對總生產線產生的各類污染物有相當的安全系數及抗沖擊負荷能力;⑥自動化程度高。

4.2.3 成功案例

浙江益榮汽油機零部件有限公司,出水水質監(jiān)測數據及處理效果如表 2所示。

表 2 出水水質處理效果

每噸廢水直接運行費用為 2.50元,其中：每噸廢水電費 1.0元(按電價 0.60元/kW·h度計算),每噸廢水極板消耗 0.5元 (Q235鋼板：5 000元 /t),每噸水酸、堿、PAM、硅藻精土等藥劑費 0.60元,每噸水人員管理費：0.40元。

5 結論

硅藻精土水處理技術的應用為工業(yè)廢水的深度處理提供了較為簡單的技術途徑,同時在中小型城鎮(zhèn)污水的處理中起到關鍵性的作用,并確保出水水質 CODCr、氨氮指標高效去除。對保證水資源的有效利用,促進社會經濟可持續(xù)發(fā)展起到巨大的推動作用。

X703.5

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：1003-3467(2010)14-0034-03

2010-01-21

李勝軍 (1971-),男,工程師,主要從事合成氨、甲醇的生產技術管理、新項目開發(fā)及籌建等工作。電話：(0370)5193950 13849696819。