污水处理技术工艺

洗浴废水处理工艺流程与说明

1、洗浴废水的特点

洗浴废水是生活污水的主要来源之一。传统上,洗浴水多数被一次性应用后直接排放。从水量方面来说,洗浴废水的水量较大。据调查,在公共浴池人均一次洗浴用水量为0.3~0.5m3,对于一个日客流量为几百人的普通浴池来说,日用水量在百吨以上。一般情况下,洗浴废水达到城市生活污水量的30%。人们日常使用的洗浴水主要是经过加热的自来水。

由于洗浴行业是一种需要消耗大量水资源的行业,而且洗浴废水具有水量大、污染轻、水质稳定的特点,所以,洗浴废水应优先作为一种再利用的水源来开发,必将在城市节约用水中发挥重要作用。

2、洗浴废水中的主要污染物

洗浴废水所含的污染物主要有人体皮肤分泌物、毛发、污垢、合成洗涤剂和香料,以及细菌、真菌、大肠杆菌和病毒等。洗浴废水的浊度可达到几十NTU甚至超过100NTU,但色度不高,嗅味为强烈的洗浴用品的芳香,具有一定COD和BOD值,不会引起铁、锰、铜、砷、镉、铬、铅、汞、硒和硼等物质的超标变化。受污染严重的主要水质参数有:阴离子洗涤剂、浊度、COD、BOD、细菌总数和大肠菌群等。

3、洗浴废水的处理方法

(1)物化方法

a、气浮处理法

气浮法是电絮凝气浮组合工艺技术的基础,其处理洗浴废水的机理是在待处理的洗浴废水中通入大量密集的微细气泡,使其与杂质、絮粒相互粘附,形成整体比重小于水的浮体,从而依靠浮力浮出水面,以完成固液分离。

气浮处理法在理论上有许多适合于处理洗浴废水的特点:

(1)洗浴废水中污染物质形成的絮凝体较轻,有利于通过气浮去除;

(2)气浮所形成的大量微气泡可使洗浴废水中易于氧化的有机质得到氧化,利于去除;

(3)在气浮过程中,阴离子洗涤剂(LAS)也得以去除;

(4)洗浴废水中表面活性剂的存在有利于微气泡的形成与稳定。

从工程应用的角度分析,气浮法有许多适合洗浴废水中水工程的特点:占地面积小,对絮凝的要求低,可缩短反应时间及减小反应池池容。采用气浮法处理回用洗浴废水,出水水质能够达到生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)。

b、混凝处理法

混凝法是废水处理中常采用的方法,是电絮凝气浮组合工艺技术不可缺少的重要环节,不仅能降低废水的浊度和色度,更能去除废水中的大量有机物和悬浮物。混凝就是通过投加某些电解质使水中的细小颗粒相互聚集形成絮状大颗粒的过程。

处理洗浴废水时,即使在冬季刚排放的洗浴废水水温也一般在20℃以上,该温度更有利于水中絮凝体的形成;其次,水温高,脱稳凝聚能力较好;再者,洗浴废水产生过程中,废水的pH值基本保持在7.0左右,这个范围有利于胶体的形成。由于用于废水处理的混凝剂种类繁多,武跃等研究表明,复合使用无机和有机高分子混凝剂处理洗浴废水,混凝效果好,混凝速度快,同时药剂用量大大减少。

混凝剂使用方便,货源充足,价格也相对较低。因此,用混凝法处理洗浴废水是一种较经济的方法。但是,也由于混凝对洗浴废水中的阴离子洗涤剂和病菌类污染物去除效果不是很理想,所以往往混凝与过滤相结合而作为废水回用的预处理应用较多。

c、电解处理法

电解处理法也是电絮凝气浮组合工艺技术的基础,主要是利用电解原理对水进行电化学处理。除了氧化-还原作用外,还有凝聚、杀菌消毒、调整pH值和吸附共沉淀等多种功能,可以去除多种污染物。电解法处理污水后,不但去除了有毒有害物质,而且还可用于工业、市政杂用、家用中水等。

实践表明,电解法不但操作便捷,无二次污染,而且处理出水同样能达到回用水的标准,同时电解法处理后的水,不易滋生细菌,便于蓄存。对于其他一些轻度污染的污水,例如,洗浴废水、城市污水厂二级生物处理后的出水等将有很大的实用价值。

d、电絮凝气浮组合处理法

该法是电解、絮凝和气浮的结合。电絮凝气浮法的原理是:在欲净化的水中放置金属铝或铁作阳极,在电解过程中由阳极上溶解而转移到溶液中的三价铝离子或二价铁离子水解而成为分散杂质的有效絮凝剂。由电极的反应化学式表日月,由此在阳极上产生氧气泡,在阴极上产生氢气泡。这些气泡在上升时,就将悬浮物带出水面,在水面上形成浮渣层;另一方面三价铝离子(或二价铁离子)及其水解聚合产物与悬浮杂质相互作用而发生絮凝。

在洗浴废水再生方面,电絮凝气浮法与通常的混凝法相比有很多优点:可省去投加任何化学混凝剂;电絮凝气浮法没有阴离子,也没有杂质;电絮凝反应器所形成的电场,使颗粒间由原来的相互排斥变为吸引、聚结;电絮凝气浮反应中生成的O2及H2气浮的微小气泡,吸附轻质悬浮颗粒或憎水物质,使之从水中分离出来;可以通过去除水中的悬浮物和选用特殊电极来达到去除细菌的效果。孙金勇等用电絮凝气浮法处理生活废水,研究发现在一定条件下,浊度去除率可达95%,COD去除率可达59%。

e、膜处理法

膜处理法是膜生物反应器组合工艺的核心。在废水处理中应用膜技术,既能对废水进行有效的净化,又能回收一些有用物质,同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点。

膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,在两侧加以某种动力,原料侧组分选择性地透过膜,从而达到分离物质的目的。采用中空纤维超滤处理洗浴废水,出水水质可达到国家生活杂用水水质标准,且该处理方法具有占地面积小、操作简单、出水水质稳定等优点。

研究表明,超滤膜不仅对洗浴废水中悬浮物、大分子有机物有较好的去除效果,而且对预处理难以通过絮凝、过滤去除的阴离子洗涤剂也有较好的截留作用。此外,将高效膜分离技术与传统的活性污泥法相结合的新型水处理反应器系统一膜生物反应器(MBR),也在处理洗浴废水中得以应用。张洪国等利用膜滤法处理洗浴废水,研究结果是膜滤出水水质优于纤维过滤和微絮凝的出水水质,且操作简单、易实现自动化、占地面积也小、适合于宾馆饭店等洗浴废水处理,膜滤技术精度高,能去除大部分洗涤剂。

f、其他方法

活性炭处理法

活性炭处理法是生物活性炭组合工艺的基础。它本身无毒,并且具有较大的表面积和较强的吸附能力。已证明活性炭对于印染废水、化工废水、石油精制废水、生活废水中的有机物、表面活性剂、色素、臭味等有较好的去除效果。在国外已经有多年的生产应用实践,一般对轻污染废水先进行混凝沉淀和过滤,然后进行活性炭吸附,且运行效果都比较理想。因此,采用活性炭处理洗浴废水等轻污染废水从技术看是可行的。张军运用粉末活性炭处理微污染水,认为粉末活性炭特别在去除有机物和色度方面较为理想。

臭氧氧化处理法

生物活性炭组合工艺也涉及到臭氧氧化技术。臭氧氧化技术具有氧化能力强、反应速度快、不产生污泥、无二次污染的特点。

臭氧能够有效地氧化分解废水中的有机物和氨氮,具有接触时间短、处理效率高、不受温度影响等特点,并具有杀菌、除臭、除味、脱色等功能。臭氧之所以表现出强氧化性,是因为分子中的氧原子具有强烈的亲电子或亲质子性,臭氧分解产生的新生态氧原子也具有很高的氧化活性。并且,证明对于处理洗浴废水中阴离子洗涤剂的氧化降解,具有较好的效果。但是,臭氧与有机物反应具有选择性,不易将所有有机物彻底分解为CO2和H2O,其产物常常羧酸类易于生物降解有机物。因此,一般采用臭氧氧化与其它处理方法联用的工艺,去除废水中有机污染物的方法应用较为广泛,如臭氧与活性炭联合,臭氧与膜联合等。

(2)生物处理方法

a、生物处理法

由于微生物能够通过自身的新陈代谢的生理功能,氧化分解环境中的有机物并将其转化为稳定的无机物,生物法处理废水就是利用微生物的这一功能,并采用一定的人工技术措施,使废水中的有机污染物得以降解,从而达到净化废水的目的。

生物法在废水处理中应用极广,尤其对于处理城市废水,但也由于微生物降解废水中的有机质速度缓慢,这样废水就需较长的水力停留时间,从而导致废水的生物处理法一般都需要庞大的构筑物。况且,洗浴废水中还含有阴离子洗涤剂等难生物降解的物质。特别是洗浴废水中有机物含量较低,微生物所需营养物质不足,微生物容易进行内源消耗,不利于启动过程中活性污泥及生物膜的培养驯化,给废水回用处理系统的运行管理增加了难度。

因此,目前用生物法回用处理洗浴废水一般都考虑与其它技术结合。如上海宝刚公司的洗浴废水回用处理工艺,是以生物活性炭为主的处理方法,该工艺的日处理洗浴废水能力为500m3/d,处理量相当可观,处理后废水主要回用于绿化浇溉以及工业补充等用途。

b、膜生物反应器法

一体化膜生物反应器技术是高效膜分离技术与活性污泥技术相结合的新型水处理技术。膜生物反应器用膜分离技术代替传统活性污泥法的重力式沉淀池,提高了泥水分离率,使水力停留时间与污泥龄相对分离,具有处理设备紧凑,有机物分解率高,污泥发生量少,维护管理方便,处理水质稳定,且品质优良等优点。然而,由于成本问题,使其难以大规模推广应用。刘军等对IMBR法处理洗浴废水影响因素进行了分析,用此方法处理后的出水COD平均为8.93mg/L,NH3-N平均为0.93mg/L,浊度平均为1NTU,SS未检出,说明IMBR对洗浴污水的处理效果非常好。

MBR技术特点:

(I)IMBR技术处理洗浴废水的出水水质,可达到并优于城市污水再生利用城市杂用水水质标准(GB/TI8920-2002)。

(2)生物接触氧化和膜生物反应器的组合工艺,耐冲击负荷强,适应性广。

(3)反应池内充氧条件好,单位容积微生物量大,具有容积负荷高、不会出现污泥膨胀、出水稳定、占地面积少以及维护管理方便等优点。

(3)组合工艺技术

组合工艺是将物理化学方法和生物方法组合起来的水处理技术。一般生物处理过程在前,物理化学处理过程在后。

a、生物活性炭组合处理法

生物活性炭已在世界许多国家实际应用于污染水源净化、工业污水处理,以及污水再利用的工程中。在实际应用中,生物活性炭显示出的操作管理简便、活性炭使用周期大大延长和运行成本低的优越性。近年来,生物活性炭法不仅用于给水深度净化,而且也用于城市污水及工业废水的深度处理及水的再生。固定化生物活性炭(IBAC)是以活性炭为载体,人为采用吸附载体法将工程菌吸附在活性炭表面形成生物膜。

优点:

(1)IBAC为主的处理单元对砂滤出水中的浊度、高锰酸盐指数、LAS和浴臭均有很好的去除作用,处理后这些指标可达到规范的要求;

(2)通过GC/MS检测证实,IBAC可以有效地去除洗浴水中的有机物,其中IBAC进水中含有5种可疑环境类分泌干扰酯类化合物(PAEs),经过IBAC处理之后,有3种被完全去除,2种被部分去除;

(3)IBAC经过反冲洗后,仍具有良好的净化效果,IBAC的处理作用是以微生物的降解作用为主,同时发挥着活性炭的物理吸附作用以及二者的协同净化效能;

(4)从生态位理论论述IBAC上工程菌能够在活性炭上以优势菌群长期存在原因是驯化的工程菌生态位得以泛化。陆德滨等应用生物活性炭的方法处理洗浴废水,生物活性炭法可比单纯活性炭吸附延长活性炭的饱和周期,提高活性炭的吸附容量,用于洗浴废水中水处理是经济有效的。

b、过滤与超滤处理法

过滤过程实质上是使废水通过具有微细孔道的过滤介质,废水在推动力作用下通过微细孔道,而微细颗粒物则被截留,需要用清水反冲洗以除去被截留的固体物质,恢复过滤性能。超过滤膜法处理污水的基本原理是利用超过滤膜的膜孔选择性筛分水污染物,大于截留分子量的溶质绝大部分被截留,小分子量的溶质和溶剂则被透过。

超滤过程的特点有:无相际间的变化,可以在常温下及低压力下进行分离;设备体积小、结构简单,故投资费用低:超滤过程只是简单的加压输送流体,工艺流程简单,易于操作管理;物质在浓缩分离过程中不发生质的变化;适合稀溶液中微量贵重大分子物质的回收和低浓度大分子物质的处理;能将不同分子量的物质分级分馏;超滤膜在使用过程中无杂质脱落,保证滤液纯净。

c、过滤/超滤-生物活性炭组合处理法

过滤/超滤-活性炭吸附组合处理工艺流程在中水处理中也较多采用。这种流程在停留时间、处理效果、占地面积及自动控制操作等方面优于生物处理流程,但由于单纯活性炭吸附饱和周期较短,要经常再生成更换新炭,使操作管理复杂,运行成本较高。

生物活性炭法处理污水的过程,涉及活性炭颗粒、微生物、水中污染物及溶解氧4个因素的在溶液中作用。活性炭与污染物之间的相互作用是属于单纯活性炭吸附。微生物与溶解氧的作用是微生物利用水中的溶解氧得以繁殖。微生物降解水中污染物的过程是微生物获取能量和营养的过程。由于活性炭的吸附作用,以及活性炭和微生物的协同作用,可以促进生物炭上微生物对污染物降解。因此,生物活性炭法可比单纯活性炭吸附容量,用于洗浴污水中处理是经济有效的。兰淑澄利用显示出过滤-生物活性炭组合工艺处理洗浴废水,出水达到中水水质标准,过滤.生物活性炭工艺是一种经济有效、运行稳定、操作简单的污水处理工艺。

洗浴废水处理工艺流程与说明

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