污水处理技术工艺

危险废物处置场污水处理工艺分析

危险废物具有毒性、易燃性、爆炸性、腐蚀性、反应性、传染性等危险特性[1]。它们的丢失和不合理的处置,将对环境和人民身心健康造成严重危害和潜在威胁。根据国内外危险废物综合处置场的运行实践,危险废物的主要处理技术有:(1)物理/化学处理;(2)稳定/固化处理;(3)焚烧处理;(4)安全填埋处理。各工艺产生的废水水质差异较大,处理的危险废物种类繁多,使危险废物综合处置场的废水具有水质、水量变化大、污染物组成复杂、处理难度大的特点。目前,国内环境评价对危险废物处置项目的二次污染治理要求越来越严格,危险废物处置项目选址一般远离城市。在人烟稀少的山区附近,附近没有城市污水管网,使得危险废物综合处置场废水处理零排放的呼声越来越高。以某生活危险废物处置场污水处理工程为例,对污水处理的水质、处理工艺及零排放进行了分析和探讨,为同类工程的建设提供参考。

1污水来源及污水水质

1.1污水的来源和特点

来自危险废物处置场的废水主要由工艺排水(焚化工艺排水、物理化学过程排水和安全垃圾填埋场的渗滤液)、冲洗排水(冲洗地、车辆、收集容器)、实验室排水、雨水和生活污水的初始成分产生。1)焚烧过程排放:焚烧过程主要处理高热值的有害废物,如废油、有机溶剂、含较多可燃组分的废物等。排水主要来自湿脱酸塔,部分来自刮板排水机、锅炉污水和软水站等。工艺排水主要含有高浓度的盐和部分COD。(2)物化工艺排水:物化工艺主要处理含重金属废物、废酸、废碱、废乳化液和含氰废液等不能直接填埋的高含水量、低热值等有害废物,其排放主要来自氧化。经过还原、中和等物理化学反应,排水过程中含有高浓度的COD、BOD和盐,以及部分废油污染物。3)安全填埋场渗滤液:安全填埋场主要接受低热值、不适合其他处理的垃圾。焚烧过程中产生的废渣和固化过程中产生的固化块等。垃圾渗滤液中的污染物浓度较高,如COD、重金属等。4)收集容器冲洗水:将危险废物运输车辆卸下后,必须清洗容器,才能再次使用。洗涤集装箱废水主要有石油、悬浮固体、重金属、有机物等。(5)洗车废水:由于危险废物以桶状容器运输,车辆相对清洁。洗车废水中含有少量悬浮固体。6)地面冲洗水:生产中的污染物溢出、泄漏,烟气污染物沉积在实验室排水车间:由于实验室的特点,水量复杂多变,污染物浓度高,废水中的污染物主要为COD、重金属。油、病毒物质等(8)早期雨水:根据有关规范,必须对初始场址雨水进行排放处理。该厂设置了初始集雨池,污水处理站在达到标准后才排放。这部分污水含有一部分悬浮物和少量重金属。9)生活污水:院内排水与生产无关,包括食堂、办公室、淋浴、宿舍、厕所排水。主要污染物为有机污染物,适合生物降解。

1.2污水水质预测

由于危险废物处理工艺的不同,产生的废水水质差异很大,表1给出了不同来源的水质预测。(2)污水处理过程的测定非常复杂,不仅含有有机物,而且含有重金属离子,单一的生化处理工艺难以达到标准。目前,典型的生活污水处理工艺有:1气浮+氧化还原+曝气生物滤池+砂滤池/活性炭滤池[2];2气浮+氧化还原+膜生物反应器[3]。上述两种典型工艺在我国均有运行情况,出水均能达到相应的排放标准。但随着危险废物种类的增加,污水含盐量增加,如排水TDS产生的焚烧过程高达18000 mg/L,若要达到回用水的标准,则必须采用先进的处理工艺-NF/RO。NF/RO深度处理工艺可以保证处理后的出水达到回用水的标准,但同时也产生了难以处理的浓缩液。目前,我国还没有成功的运营案例,运营成本和总投资都很高。根据危险废物处理场的用水特点,固化工艺水质不高,可利用浓缩液,但用水量小,因此在设计工艺时,必须尽量减少浓缩液的生产。通过对危险废物处理场污水源和水质的分析,可以看出,只有焚烧排水、物化排水、垃圾渗滤液和收集容器才是唯一的有机浓度和含盐量较高的污水。其他废水,如表面冲洗水、早期雨水和其他有机物和盐分含量较低。如果所有污水统一收集和处理,将增加污水处理和浓酒生产的总投资。为了尽可能减少工程总投资和浓缩液量,对不同水质的污水进行单独收集和处理,尽可能减少NF/RO的用量,进而减少浓缩液体的产量。根据污水的来源和水质,将整个污水系统划分为三套工艺路线。第一种处理系统涉及垃圾渗滤液、物理化学、焚烧、收集容器清洗、实验室排水、第二套处理洗车排水、地面冲洗排水和早期雨水的处理系统,第三套处理生活污水的处理系统。三组处理过程如图1所示。填埋场渗滤液、物理化学、焚烧、收集容器冲洗、实验室排水首先进入调节池,然后进入气浮池除去油和悬浮物,然后将泵送入还原反应器、中和反应器和絮凝沉淀池,再加入HCl、FeSO 4、NaOH、PAC、PAM去除六价铬等二价金属离子,还有SS和色度。通过泵将出水送入内建MBR系统.MBR系统由缺氧池、好氧池和超滤膜池组成。去除了可生物降解的有机物。采用超滤膜分离技术代替常规生化工艺的二沉池。实现了固液分离.采用NF/RO系统进一步去除MBR系统出水的有机物和可溶性总固形物,并将出水回用到回用池中。消毒后,将NF/RO浓缩液回用到养护车间的水点。物理化学处理单元和生化处理单元的工作时间分别为8h和24h。首先,洗车废水和表面冲洗排水也进入调节槽。水质和水量均质后,将泵送入还原反应器、中和反应器和絮凝沉淀池,然后依次加入HCl、FeSO 4、NaOH、PAC、PAM。去除六价铬和其他二价金属离子,以及SS和色度。沉淀后,将出水送入砂滤池,进一步去除SS和色度,再进入循环池,加氯消毒回用。在正常条件下,该工艺系统的工作时间为每天2分钟4小时,初始阶段的雨水为每天24小时。经过化粪池后,生活污水进入收集井,通过泵进入生活污水综合处理设施,去除大部分有机物,通过混凝沉淀进入回用池,加氯消毒回用。

3污水处理工艺设计

3.1污水量

生活危险废物处置场的主要危险废物处理工艺为焚烧、理化、填埋和固化。其污水产生量见表2。根据第三节的子系统处理原则,第一工艺系统的水处理能力为60 m3/d,第二工艺系统的水处理能力为20 m3/d(初期雨水为182 m3/d),第三工艺系统的水处理能力为8.0 m3/d。

3.2主要结构和设计参数

主要内容如下:1)调节池:有2个调节池,停留时间为24小时,有效体积为70m3和25m3,材料为钢筋混凝土,内衬为FRP。每箱有1台潜水搅拌机,1台宽度为0.6米的旋转格栅除污机,2台潜水泵(1台,1台)和1台潜水泵。2)气浮池:采用钢制CAF气浮,处理能力10m3/h,长度3.05 m,宽度1.23m,有效水深1.23m,材料为钢衬PE。3)还原反应池:有2个用钢筋混凝土制成的还原反应池,内衬FRP,按30~60 min计算反应时间,有效体积为4.5m3,每个池有一个搅拌机,一个N=4.0kW。4)中和反应池:有2个钢筋混凝土中和反应池,内衬FRP,计算反应时间为30~60 min,有效体积为4.5m3,每个池有一个搅拌机,一个N=4.0kW。5)混合反应池:混合反应器由2块钢筋混凝土组成,内衬FRP,反应时间小于30 min,有效体积为2.85m3,每个池设置一个搅拌器,N=4.0kW。6)絮凝沉淀池:有2个由钢筋混凝土制成的絮凝沉淀池,内衬FRP,1.0m3/(m~2h),每个沉淀池分为2个单元,每个沉淀池由钢筋混凝土制成,内衬玻璃纤维增强塑料(FRP)。每个格子的尺寸为2.0m×2.0m×3.3m,泥斗深度为1.4m,斜板净距为80 mm,倾斜板长度为1.0m,水平倾角为60°。7)中间池:中间池有3个,分别用来存储第一和第二套工艺系统絮凝沉淀池和生化池出水。有效体积为48m3,材料为钢筋混凝土,内衬为FRP。每个中间水箱有2台干泵(1台1台),2台。2 KW QT 10m3/hmHN 18 mNW。干泵安装在污水处理厂。8)内建MBR系统:内建MBR系统由缺氧池、好氧池和MBR膜细胞组成。污泥浓度为6g/L,污泥产率系数为0.25 kg,混合液回流比为200%[4],水力停留时间为1d。好氧池、缺氧池、好氧池和MBR膜池的有效容积分别为49、210和56m3。在1.5kW的缺氧池中有一个潜水混合器,在好氧池中有90个曝气器,在MBR膜池中有22个浸没膜组件。单膜面积为22M2,膜通量为11l/(m2/m3/min~(-1)鼓风机),QT为8.37m/min~(-3/min)~5m~(-1)N~(11)W,回流泵为1。Q~(2)m~(3)/h~(-1)为10 m~(-1)N~(1)~(1.0 kW)。9)NF/RO体系:计算出纳滤膜和反渗透膜的通量均为15L/(M2h),滤膜面积为185 m2。采用5种纳滤膜和反渗透膜,单膜面积为37m2/。10)砂过滤器:采用2个钢过滤器,采用石英砂滤料,滤料尺寸1200 mm×2400 mm(有效高度),过滤面积1.13m2。11)生活污水综合处理设施:半地下一体化污水处理设施,Q10m3/HH,功率(4.0+1.1)kW,材料Q235A和FRP复合结构。12)污泥池:污泥池有效体积为48m3,由钢筋混凝土制成,内衬FRP,配有潜水搅拌器,N=1.5kW。有2台气动隔膜泵(1台带1台,10m3/h HU 50m),1台板式/框架式脱水机,50m2 N+N4型。0 kW),滤池面积为50m~(2)N~(-1)。13)回用池:回用池有效体积为105 m3,钢筋混凝土,内衬FRP,2台水泵(1台1台),18 m3/h,30 mh/h,3台。0 kW(变频控制),1台二氧化氯发生器,Q 100 g/h,N=0.5kW。(14)浓缩液池:浓缩液池的有效体积为48m3,用钢筋混凝土制成,内衬FRP,配2套浓缩液体泵(1台,1台),QN为6m3/h,30m/h/h,1台。5 kW/h)污水处理车间:污水处理车间平面尺寸35.20m×10.80m,层高5.40m,框架结构。主要包括NF/RO膜车间、污泥脱水室、鼓风机室、泵房、消毒室、投药室、分配室、控制室、值班室等。在工程设计中,将还原反应器、中和反应器、混合反应器和絮凝沉淀池组合起来,将中间池、MBR池、污泥池、回用池和浓缩池共同建成,以节省占用的土地。污水处理站的布置更加紧凑、合理。

4回用水及浓缩液去向

经上述工艺处理后的废水,出水水质可达到GB / T19923-2005“城市循环水工业水质”规定的标准,循环水可用于冲洗地面,汽车和收集容器,浇水道路,绿化,焚烧过程湿法脱酸洗涤塔水等,浓缩液在固化车间水中重复使用,实现污水处理零排放。

5结论

1)根据废水来源和危险废物处置场水质特点,将不同水质的废水分别收集处理,尽量减少纳滤液/反渗透液的流入量,减少浓缩液的产生。2)采用三种处理系统,保证污水处理出水水质满足GB/T19923-2005的要求。3)污水处理达标后回用于地面冲洗、汽车及集装容器冲洗、道路洒水、绿化、焚烧工艺湿脱酸洗涤塔用水、固化车间用水、污水处理零排放。

危险废物处置场污水处理工艺分析

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