新沂高氨废水处理设备一体化污水处理装置精益求精

农药废水是一种难治理的高盐度有机废水，其废水中盐度和cod高达几万甚至几十万mg/l以上。高盐有机废水处理主要分为非生物法和生物法，其中前者应用广泛，主要包括蒸发、膜分离等技术。膜分离使用条件苛刻、投资和运行成本高，当前蒸发技术使用普遍，其过程是指在加热过程中，溶液中部分溶剂汽化，得到含有不挥发性溶质的剩余浓缩溶液的过程，其特点是能将无机盐与水分分离得比较彻底，缺点有能耗大、运行成本高、易结垢堵塞等，所以必须考虑高效节能等问题，而多效蒸发(med)和机械蒸汽再压缩蒸发(mvR)是推荐的高效节能技术。med是将多个蒸发器串联起来，用前一个蒸发器的二次蒸汽作为下一个蒸发器的加热蒸汽，下一个蒸发器的加热室便是前一个蒸发器的冷凝器。优点是多次利用二次蒸汽的汽化和冷凝，可以显著减少新鲜蒸汽消耗量。在化工生产、食品加工厂、医药生产、石油和天然气采集加工等企业的高盐度(含盐量为3．5%～25%)高浓度(cod浓度为2000mg/l～300000mg/l)废水处理广泛应用。理论上med若效为沸点进料，忽略热损失和温差损失等因素，则生蒸汽消耗量与蒸发量的比单效、双效、三效分别为为1、0．5、0．3。但应用中有损失，实际消耗蒸汽与蒸发效数之比为:单效1．10，双效0．57，三效0．4，四效0．3，五效0．27。mvR是料液经蒸发器蒸发产生二次蒸汽，经分离器分离，再经压缩机压缩，提高压力、升高温度、增加热焓后作为加热蒸汽循环使用，优点是减少蒸发浓缩过程对外界能源需求，主要消耗电能，节省了蒸汽和冷却水的能源消耗。本研究的目的是比较med和mvR处理农药废水的差异，重点分析盐度和cod去除率和单位废水能耗等指标，为高盐有机废水的工业化高效节能设备应用提供指导和借鉴作用。

1、实验部分

1．1 废水水质

农药废水来自某农药生产废水，盐度分别为66000μs/cm、66800μs/cm、56000μs/cm、58000μs/cm和91210μs/cm，平均为68018μs/cm；cod分别为71668mg/l、76564mg/l、66264mg/l、48480mg/l、71856mg/l，平均为66966mg/l。

1．2 主要设备

med为三效蒸发设备，含预热器20m2、蒸发器(一效、二效、三效)3台、结晶罐6m3、循环泵11kw、采盐泵3kw、真空机组500m3/h、仪表等。mvR运行体积20m2，装机400kw，含原料计量罐、进料泵、冷凝液预热器、真空预热器、蒸汽预热器、排料泵、加热器、循环泵、出料泵、压缩机、稀油站、结晶器、冷凝液泵、冷凝液罐、喷淋泵、真空泵、真空冷却器、喷淋冷却器、离心机、旋液分离器、晶浆罐、变频器。

1．3 实验方法

新鲜蒸汽压力为0．4～1mpa，蒸发实验平行进行5次，测量进出水水质计算去除率，盐度以电导率计算，有机物浓度以codcr计算。能耗分析包括蒸汽、电等，折算为标煤。1kg饱和蒸汽(0．4～1mpa)折标煤0．145kgce，每kwh电折标煤0.404kgce。

随着社会快速发展，推动了我国现代化城市建设，国家越来越重视城市基础建设，加大对城镇污水处理系统的投资，提升了城镇污水处理厂质量。因为传统的污水处理工艺中还存在许多的问题，已经无法满足社会发展的需要，需要对污水处理工艺进一步的改进和完善，将氧化过程和生物处理技术应用到污水处理中能起到较高的应用效果，笔者将分别从：氧化技术分析、氧化技术与生物处理法的具体应用，两个方面来阐述。

1、氧化技术概述

氧化技术的提出，可追溯到1987年的美国，当时美国《环境科学与技术》杂志主编w•h•glaze提出了氧化技术的定义，他认为，氧化过程是通过声、电、光等物理化学工程所实现，通过自由基来对污水有机物加以降解，后将有机物转化为co2和h2o。

氧化技术具有反应速度快、分解效果彻底、操作简便等特点，将其应用到污水处理中，能迅速完成降解工作。就目前来看，常见的氧化技术分为多个种类，如：fenton法、类fenton法、臭氧氧化法、湿式氧化法、电化学氧化法、超声氧化法等。

2、氧化技术与生物处理法的具体应用

2.1 类fenton法

fenton法是由法国科学家fenton发现，他在某次实验中，发现fe2+与h2o2混合溶液能将污水中的有机物迅速分解，并逐渐生成含fe3+沉淀物。为了纪念这位科学家的杰出贡献，后人经过整理，将fe2+与过h2o2组合称为fenton试剂。实际上，fenton法又分为传统fenton法与类fenton法。

传统fenton法在我国许多领域都发挥了作用，尤其是工业废水处理中，然而其应用效果不尽人意。将类fenton法应用到污水处理中，通过fe2+与h2o2混合液可迅速去除污水有机物，cod去除率高达95%。

2.2 超声氧化法

在氧化技术中，超声氧化法作为重要技术，主要利用16khz～1mhz频率的超声波，来对污水加以处理。在超声氧化技术下，污水溶液会在短时间内形成超声空化，并生成浓度较高的氧化物•oh和h2o2，氧化物的出现能在一定程度上分解污水有机物。经笔者研究，超声氧化法主要集中了超临界水氧化、自由基氧化，将其应用到污水处理中，具有较高的利用效率，具有较好的发展前景。

然而超声氧化法使用成本相对较高，并且具有一定使用局限性，尤其在一些难挥发的有机物处理中难以发挥效果，因此在使用过程中还应搭配其他氧化技术。

2.3 生物膜低温硝化强化技术

生物膜低温硝化强化技术是经过曝气池固定细菌的硝化数量，或者是在曝气池之中放置填料，以此提升曝气池细菌数量和抵抗外界的环境变化能力，进而增强处理系统的除氨氮的能力。在城镇污水处理厂改造升级系统的过程中，流化床生物膜反应器技术以及曝气生物滤池技术是为广泛应用的低温硝化强化技术。流化床生物膜反应器技术通过在曝气池之中放置填料，将其作为微生物依附生长的载体，形成有利于硝化细菌生长的环境。美国的污水处理厂是世界上个流化床生物膜反应器技术升级改造成功的案例，进水时氨氮浓度为35mg/l，而出水时氨氮浓度则低于0.5mg/l。冬季时期运行流化床生物膜反应器技术，其出氨氮率可处在一个稳定的指标。其优点在于水力停留时间短、资金运行少、出水质量优好等特点，此技术在城镇污水处理厂中得到广泛应用。

2.4 生物低温硝化强化技术

生物低温硝化强化技术主要包括两类，一是通过吸附、氧化等作用进行去除氨氮，例如通过沸石吸附-生物再生技术去除氨氮。在城镇中小型的污水厂升级改造过程中，硝化强化的重要方式是把吸附技术镶嵌入工艺之中，但是目前城镇污水处理厂运用吸附技术和化学氧化技术较少。二是经过分离膜技术不断强化生物处理，以此不断强化硝化作用，其中为代表的是膜-生物反应器技术。膜-生物反应器技术主要通过分离膜技术代替二沉池而分离固液，完全分离水力停留时间、污泥龄，保障膜-生物反应器技术能在长时间的污泥龄、较高污泥浓度中运行，实现长周期的硝化细菌富集生长，不断提高处理系统的硝化能力，其去氨氮率超过98%。因此，我国很多的城镇污水处理厂在升级改造的过程中，通常会应用膜-生物反应器技术。