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在前期调研工作的基础上,根据与我们合作的环保公司的意见和交流建议,通过讨论和研究,考虑我国对国外环保技术的实际需要,我们在工业废水处理、市镇污水处理和河湖水污染治理这三个领域推出了八套美国关键技术。其中工业废水处理包括高盐废水蒸馏处理技术、高氨氮废水膜生物反应器处理技术和重金属废水电化学处理技术;市镇污水处理处理包括模块化移动的膜生物反应器技术和污泥处理技术(含有预处理、皮带压滤机、污泥混合、超声波污泥破碎机和浓缩机等5套关键技术);河湖水污染治理技术包括河道底泥清理技术(脱水袋、土木织管和疏浚等五套关键技术)、应急处理技术和万能水质净化药剂。
1、工业废水处理技术
工业废水(industrial wastewater )包括生产废水、生产污水及冷却水,是指工业生产过程中产生的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。随着我国工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,尤其是高浓和难降解工业废水污染也日趋广泛和严重。这里所说的“高浓度”,是指这类废水的有机物浓度较高,COD一般在2000mg/L以上,有的甚至高达每升几万至十几万;“难降解”是指这类废水的可生化性较低,BOD5/COD值一般均在0.3以下甚至更低,难以生物降解。目前对国家安全和社会经济发展最有影响和处理难度最大的是高盐、高氨氮和重金属工业废水。因此,我们特意推荐以下美国的关键技术:
1.1高盐工业废水处理关键技术——蒸馏技术(Distillation)
1.1.1简述
高盐废水是指总含盐量质量分数大于1%的含盐废水,其主要源于化工、电力、食品、印染、纺织等行业。高盐废水中含有大量的无机盐离子,包括Na+,Cl-,Mg2+,Ca2+,SO42-等,其来源非常广泛,如煤化工行业的煤气洗涤、循环系统、化学水站的工艺生产和药剂投加;大型化工企业磺化、酰氯化、氨化添加带入的NH4Cl、(NH4)2SO4;军用化工硝化棉生产工艺排放的NaCl、Na2SO4等;印染行业大量使用的NaNO3、Na2SO4、NaCl 等;化工皂素废水大量排放的Cl-;农药生产有机磷农药———很高的 PO43-和NaCl;氨碱法制备纯碱生产排放CaCl2、NaCl ;化工、冶金、电力等行业产生的工业废水经处理后为达标排放水,再采用反渗透技术回收“淡水”后产生总溶解固体( TDS ) 大于8% 的高盐废水等。
国内外高盐废水处理技术:
1. 热法高盐废水处理技术
焚烧工艺
冷却结晶工艺
蒸发结晶技术
优点:处理效果好,可做到零排放。
缺点:能耗高,处理水量较低
2. 以生化方法为主体、结合其他物理化学方法的工艺
优点:能处理大水量的高盐废水,成本相对较低。
缺点:处理效果偏低,微生物难以培养、驯化。
1.1.2美国高盐废水蒸馏处理技术
如图所示,设备分为两室——凝结室和蒸发室。在凝结室中,废热或蒸汽流由此进入,通过两室之间的纳米级耐腐蚀热导墙,将热量传递给蒸发室实现热量再利用,之后废热冷却排出仪器外、蒸汽流冷凝形成蒸馏水;在蒸发室中,高盐度废水由此流入,通过纳米级耐腐蚀热导墙,于凝结室内的废热或蒸汽流发生热交换,从而形成一个蒸发的环境,形成蒸汽和高浓废水,其中这蒸汽为满足NPDES排放限制的馏出水,而形成的高浓废水由于其体积大大缩小,从而有利于进一步处理或运输至集中处理站。
蒸馏技术固定、移动模块化和示范运行规模
美国高盐废水蒸馏处理技术与国内对比
美国技术 | 中国技术 | |
相关信息 | AR蒸发系统 | 无锡海悦MVR蒸发器 |
基本原理 | AR程来净化水体——高效蒸发——通过技术的革新和重组,相比于传统的蒸馏结晶工艺,该技术能够实现低能耗和更低的建设资金。 待处理含盐废水进入该设备,与设备中的废热流体发生热交换,使得待处理含盐废水蒸发,从而达到待处理含盐废水的进一步浓缩。 | 是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量,将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品位的蒸汽热源。如此循环向蒸发系统提供热能,从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。 |
适用范围 | 适用于处理高盐分和高浓度的渗滤液污水、海水淡化。 | 1、 生物制药、化工行业废水浓缩结晶 2、 无机盐产品的浓缩结晶 3、 一些药物的蒸发浓缩结晶。 |
特点 | 共同应用和替代燃料来源(例如垃圾填埋气“LFG”)有可能将公用事业成本降低80%,从而提高投资回报。 AR具有独特的低能耗余热能力。AR工艺能够利用温度低至250°F的废热气体和液体流。 | 1、 无需蒸汽蒸发,仅仅靠回收二次蒸汽的余热和机械压缩就可维持正常蒸发。 2、无需冷凝系统,不需要冷却水去冷却二次蒸汽。 3、 可以实现低温蒸发,适合热敏物料浓缩。 4、 极低的能耗,蒸发每吨水最低只需要30KW的电能耗,总效能相当于20效蒸发器。 |
优势 | 资本要求低 运营成本低 利用先例制定的监管框架 精确控制经济学 低维护 高可扩展性 减少设施要求 处理水质量极高 | 1.该工艺简单可靠。 2.无需预处理。 3.不产生污泥。 |
总运行成本 | 运行成本一般为0.05美元/加仑(分钟)。美国居民用电是0.12美元/度,假设用100度电,是12美元。中国居民电价是0.55元;工程用电1美元左右,国内1元左右。120立方一年运行费用为20万美元左右(150万人民币) | 以MVR-MJ200机组为例,物料溶液为硫酸铵废水MVR-MJ200强制外循环机组蒸发能力为5000Kg/h;一般来说,蒸发能力为5000Kg/h硫酸铵废水蒸发多采用双效蒸发器,其蒸汽能效比约在0.55左右,冷却水消耗为10立方/吨蒸发量。(按蒸汽价格:200元 /吨,电价:0.65元/度,冷却水价格:0.15元/立方计算) 采用MVR系统每年可节省的运行费用为:401.4-78.91=322.49万元 |
总工程投资 | 120立方设备投资17万美元左右 | 120立方设备投资100万元 |
应用案 | 位于美国东北部宾夕法尼亚州的一个大型垃圾填埋场产生大量的渗滤液,必须将其用于商业处置。在部署AR系统后,该客户已能够成功地将渗滤液脱盐至符合美国EPA对水面排放到当地河流的水质水平。 此外,该项目是AR系统对废热运行能力的一个例子。根据美国清洁空气法案监管框架,垃圾填埋场产生的甲烷气体应燃烧到大气中。AR系统将这种甲烷作为能量源来对垃圾渗滤液进行脱盐,从而降低了处理的成本,并且有利地使用了甲烷能量源。 | 宁夏大地丰之源生物药业公司(抗生素)40吨每天MVR-QW36设备 规模:40吨每天 工艺:MVR-QW36 项目时间:2014
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1.2高氨氮工业废水处理关键技术——膜生物反应器(MembraneBio-Reactor,MBR)
1.2.1简述
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。高氨氮废水一般形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的, ph在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐,如果长期饮用,水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺,这是一种强致癌物质,对人体健康极为不利。
高浓度氨氮废水主要来源于钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业生产过程。随着工业的迅速发展,大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭,给水处理的难度和成本加大,甚至对人群及生物产生毒害作用。
国内外高氨氮工业废水处理技术:
1.物化法
u 吹脱法
u 沸石脱氨法
u 膜分离技术
u MAP沉淀法
u 化学氧化法
2.生物脱氮法
u 有A/O
u 两段活性污泥法
u 强氧化好氧生物处理
u 短程硝化反硝化
u 超声吹脱处理氨氮法方法
3.生化联合法
u 生物活性炭流化床,膜-生物反应器技术(MBR) 。
1.2.2 美国高氨氮废水处理关键技术——膜生物反应器技术(MBR)
膜生物反应器(MembraneBio-Reactor,MBR)为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。
MBR优点:
u 低能量和低成本
u 没有特殊的建筑或水池要求
u 整个系统可能放置在室内
u 不需要膜罐
u 对于小型设备来说非常划算
MBR缺点:
u 不适合大型工厂
膜生物反应器(MBR)是BNR应用的理想选择。膜生物反应器非常适合将废水中氮和磷的营养物质去除到非常低的水平。
除氮: 活性污泥废水中氮的生物营养物去除(BNR)是三步法:氨化,硝化和脱氮。这些过程需要发生活性污泥中的特定条件,并且MBR比其他系统更能够实现和维持这些条件。
硝化:MBR系统设计用于在不同的MLSS浓度下运行。这意味着通过改变混合液的浓度可以容易地改变系统的固体滞留时间(SRT)。足够的SRT是促进硝化细菌生长所需的最重要因素之一,并且允许操作者灵活地拨打正确的SRT的系统的性能优于不那么重要的因素。常规的处理系统取决于污泥的沉降性,这将混合液的浓度限制在较低的范围内。
该公司在MBR系统中提供pH控制。这自动管理系统的碱度,以确保硝化物具有进行硝化反应所需的碱度。包括碱度在内的整个过程的自动控制确保了可靠的硝化作用。
反硝化:使用ORP控制来监测和控制缺氧区的缺氧条件。 ORP应低于50毫升,以一致地进行脱氮。当ORP由于欠载或其他因素而增加时,系统添加补充碳以保持ORP在反硝化范围内。这样可以确保硝酸盐进入缺氧区。再次,系统的自动控制保持正确的条件以保持一致的高质量流出物。
胶体氮:诸如胶体不可生物降解的TKN之类的小颗粒氮不能从常规系统中去除。这些胶体颗粒和少量生物固体超过堰,增加了总流出氮。 MBR系统使用0.03微米超滤,可以去除所有胶体颗粒。
磷去除:磷的去除可以在生物学上或通过添加凝结剂进行。如果使用生物磷,系统通常仍然使用凝结剂添加剂。 Dynatec在其MBR系统中使用的超滤膜甚至可以除去最小的磷的胶体颗粒,从而允许系统实现含有少于0.1mg / L总P的流出物。 美国MBR技术与国内比价见表。
美国高氨氮废水MBR处理技术与国内对比
美国技术 | 中国技术 | |
相关信息 | USA-工业膜生物反应器(MBR) | 北京碧水源MBRU膜生物反应器组器
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基本原理 | 工业膜生物反应器(MBR)使用外部横向气流型超滤器膜通量的三倍的,中空纤维的替代品(60 - 90 GFD比20 - 25 GFD中空纤维)。dynalift™膜生物反应器(MBR)系统使用管式膜的垂直安装。再循环泵利用空气将混合液从生物反应器输送到注入的每个模块的底部。这实际上是一个气升泵,增加了帮助膜内冲刷的速度。冲刷混合物从每个模块的顶部排出,并返回到生物反应器(或缺氧区,如果硝化发生)。在每个模块库定时循环渗透水冲洗。这消除了在膜管内部形成的任何阻力,从而保持通量率。这种膜结构允许低能耗运行。并且该公司设备简易、价格低廉。 | 膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。它不同于活性污泥法,不使用沉淀池进行固液分离,而是使用膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(SRT)完全分离,因此具有高效固液分离性能;同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形成5000~12000mg/L超高浓度的活性污泥,使污染物分解彻底,因此出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零,并可截留粪大肠菌等生物性污染物,可同时去除污染物和实现污(废)水再生回用。 |
适用范围 | 垃圾填埋场渗滤液、金属去除危险垃圾渗滤液、汽车制造业废水、食品加工废水、钛加工废水。 | 1、城镇污水及与其水质相似污(废)水的处理与回用。 2高浓度有机废水。 |
特点 | 如过程一般较简单,经济性较好,往往没有相变,分离系数较大,节能、高效、无二次污染,可在常温下操作,可直接放大,可专一配膜等。当利用常规分离方法不能经济、合理地进行分离时,膜分离过程作为一种分离技术就特别适用了 | 出水水质标准高、安全、稳定,占地面积小,模块化设计,具有按量扩容的灵活性,自动智能化程度高、管理简便 |
优势 | 在较小的范围内拥有其他系统3-4倍的的膜通量、较低的资本成本、管状无堵塞设计减少清洗要求、自动操作更加流畅、比传统系统性能高得多. | 1.该工艺简单可靠。 2.无需预处理。 3.不产生污泥。 |
运行成本 | 按1000m3/d计算,0.3-0.5元/m3,年运行费用10-15万元 | 按1000m3/d,平均运行费用:0.8-1.00元/m3,一年运行费用36.6-40万元 |
投资 | 生活污水1000立方/天,42万,4200元/吨 | 1000立方/天,40万,4000元/吨
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美国膜技术主要参数与国内比较
参数对比 | 参数 | 管状D-1 | 管状D-2 | 中空纤维D-3 | 平板D-4 | 国产管式膜 | |
使用寿命 | 10+年 | 10+年 | 5-7年 | 10+年 | 3-5年 | ||
污泥处理量 | 1000 - 20000 mg / L | 1000 - 20000 mg / L | 1000 - 8000 mg / L | 800 - 18000 mg / L | 1000-8000 mg / L | ||
膜通量 | 50– 100gfd | 20 – 30gfd | 5– 8gfd | 8– 20gfd | 10 –15 25gfd | ||
回流 | 不是必须的 | 10Q | 2Q | 如果产生回流膜受损 | 如果产生回流膜受损 | ||
结构外形 | 滑移式 | 滑移式 | 膜槽类 | 膜槽类 | 膜槽类占多数 | ||
系统能量 | 4 - 6 Kwhrs /立方米 | 0.4Kwhrs /立方米 | 0.4Kwhrs /立方米 | 0.4Kwhrs /立方米 | 1- 2Kwhrs /立方米 | ||
跨膜压差 | 10 - 50 psig | 1 - 3 psig | 7 - 10 psig | 1 - 3 psig | 2 - 6 psig | ||
应用案例 | USA-D联手亚特公司为一个新建立的小学提供废水处理的膜生物反应器系统。 USA-D公司与亚特公司合作开始为这所小学提供解决方案。USA-D设计和建造了处理设备,亚特公司承建了学校的污水处理厂,并安装了设备。在被放置在现场之前,这个处理系统已经完全安装在了大楼里。该建筑被移至六个部分:两个基础部分,两个24x 14的建筑部分,所有的USA-D设备和电气系统都要预先安装,同时还要安装在两个屋顶。在工地上安装完成的建筑耗时6个半小时。在未来,如果有一个下水道,工厂就可以重新安置。根据USA-D的合同,在设备运行的第一年公司会负责监督和管理设备的运行。 | 北京碧水源膜科技有限公司的超滤膜应用在污水处理厂中。超滤膜组件首次投运时,注意起始产水量应控制在设计水量的60%左右,运行24h后,再提升至设计产水量,这样有利于膜通量的长期稳定。膜组件首次运行或长时间停运后恢复运行,需要进行冲洗以除去组件内的保护液。 启动阶段应该手动操作,当所有的流速和压力、时间被设置后,装置应该恢复为自动。装置恢复自动后,PLC系统可以有效监控系统的运行,一旦运行条件不满足,装置会自动采取保护措施。
|
附录:
(1)USA-D公司对污水处理厂的去除率数据
参数 | BOD | COD | TSS | 氨氮 |
进水量 | 35 | 1500 | 150 | 700 |
出水量 | <5 | 1100 | <5 | 6 |
去除率 | >85 | 25 | >96 | >99 |
(2)USA-D公司管式膜应用在垃圾填埋场的去除率数据
参数 | NH3 | COD | Cl | F | TDS | Ba | Fe | Mg | K | Si | Na |
原渗滤液 | 375 | 1400 | 1700 | .75 | 5000 | .33 | 15 | 200 | 250 | 25 | 1000 |
反渗滤液 | 30 | 60 | 40 | ND | 160 | ND | 0.04 | 1.5 | 19 | 0.9 | 48.5 |
去除率 | 91.5 | 96 | 97 | 100 | 97 | 100 | 99.75 | 99 | 93 | 96 | 95 |
1.3重金属工业废水处理关键技术——电絮凝技术(Electrocoagulation Technology,ET)
1.3.1简述
重金属废水是指矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的废水。重金属(如含镉、镍、汞、锌等)废水是对一环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一,其水质水量与生产工艺有关。废水中的重金属一般不能分解破坏,只能转移其存在位置和转变其物化形态。
电絮凝的反应原理是以铝、铁等金属为阳极/,在直流电的作用下,阳极被/溶蚀`,产生Al、Fe等离子,在经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程,发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物,使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离.同时,带电的污染物颗粒在电场中泳动,其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。基本原理如下:
1、电极反应原理:电絮凝常选用铝或铁作为电极材料,根据溶液酸碱性的差异,电极发生主要反应;
2、净水机理:电絮凝技术用于水处理,各种作用相互交错,目前公认的作用机理主要有絮凝、氧化还原和气浮。
2.1絮凝机理。阳极氧化溶解的金属离子,经水解反应生成水合离子,水合离子经过电极反应的表面催化作用,生成单核水解产物,单核水解产物经过缩聚作用生成系列多核水解产物,最终生成表面带有羟基的高分子线形物。新生态的氢氧化物与络合离子活性更强,较强的沉淀性能使电絮凝比化学絮凝吸附水中悬浮颗粒和可溶性有机物的能力更强。
2.2氧化还原机理:包括直接氧化
还原和间接氧化还原污染物被吸附到极板表面,在电极上直接发生电子得失,而被破坏的电极反应称为直接氧化还原反应。污染物在阳极被氧化成生物可降解物或毒性较弱物质,如苯胺染料、CN-阳极直接氧化成 CO2(二氧化碳) ;污染物在阴极被直接还原得以去除,污染物通过电解过程中产生的自由基、活性氧、次氯酸和过氧化氢等强氧化剂,将氨氮物和部分大分子有机物氧化成小分子有机物甚至氧化成 H 2 O和 CO 2 的过程称为间接氧化。。
2.3气泡机理:在电极反应过程中,水的离解反应在阳极体现为析氧反应,产生氧气泡半径为 20 ~60 μm;阴极体现为析氢反应,产生的氢气泡半径为 10 ~30 μm。
废水进行电解絮凝处理时,不仅对胶态杂质及悬浮杂质有凝聚沉淀作用,而且由于阳极的氧化作用和阴极的还原作用,能去除水中多种污染物。
电絮凝技术重点处理的废水:
(1)重金属废水;
(2)难降解废水;
(3)高盐废水;
(4)高氨氮废水。
电絮凝技术是将络合吸附与氧化还原、酸碱中和、气浮分离结合起来的废水处理工艺,其核心就是絮凝剂的生成。给多组并联的极板接通直流电,在极板之间产生电场,使待处理的水流入极板的空隙。此时通电的极板会发生电化学反应,溶出Al3+或Fe2+等离子并在水中水解而发生絮凝反应,在此过程中,同时发生电气浮、氧化还原等其他作用,这些作用的结果,使水中溶解性、胶体和悬浮态污染物得到有效转化和去除。包括以下几方面的作用:
(1)絮凝作用(核心):可溶性阳极例如铁、铝等阳极,通以直流电后,阳极失去电子后,形成金属阳离子Fe2+、Al3+,与溶液中的OH-生成金属氢氧化物胶体絮凝剂,这类新生态氢氧化物活性高、吸附能力强,与原水中的胶体、悬浮物、溶性污染物、细菌、病毒等结合生成较大絮状体,经沉淀、气浮被去除。这一过程与化学絮凝的机理相似,包括电荷中和、吸附架桥、压缩双电层等过程。
(2)气浮作用:电解过程中当电压达到水的分解电压时,在阴极和阳极上分别析出氢气和氧气,生成的气体以分散度极高的微小气泡的形式出现,与原水中的胶体、乳状油等污染物粘附在一起浮升至水面而被去除。电絮凝产生的气泡远小于加压气浮产生的气泡,因而其气浮能力更强,对污染物的去除效果也更好。
(3)氧化作用:电解过程中的氧化作用分直接氧化和间接氧化。直接氧化,即污染物直接在阳极失去电子而发生氧化。间接氧化,利用溶液中的电极电势较低的阴离子,利用这些活性物质使污染物失去电子,起氧化分解作用,以降低原液中的BOD5、CODcr、氨氮等。
(4)还原作用:电解过程中的还原作用分直接还原和间接还原。直接还原,即污染物直接在阴极上得到电子而发生还原作用。间接还原,即污染物中的阳离于首先在阴极得到电于,使得电解质中高价或低价金属阳离于在阴极上得到电子直接被还原为低价阳离子或金属沉淀。
我国重金属废水污染问题十分严重,目前流经全国四十多条的河流中,有高达的江河湖库受到污染,重金属含量在地表水、饮用水体中的超标现象非常严重。城市河流总汞、总铅含量超出地表水三类水体标准的分别占33%、28%。
国内外重金属工业废水处理技术:
1.化学沉淀法
优点:化学沉淀法工艺简单、操作方便;
缺点:消耗大量的化学药剂,产生大量废渣,若处理不当会产生二次污染,难以满足绿色环保的要求。
2.吸附法
优点:吸附剂原料来源广,制造容易、价廉;
缺点:附剂使用寿命短,重金属吸附饱和后再生困难,难以回收重金属资源。
3.离子交换法
优点:膜分离技术具有高效、环保、设备紧凑、可回收重金属和出水等优点;
缺点:树脂再生困难、成本高、有二次污染。
3.膜分离技术
优点:设备紧凑、占地面积小、可冋收重金属和出水;
缺点:初期成本高、技术要求高,容易造成膜污染。
4.生物法
优点:功能菌反应效率低,功能菌反应速度慢,设备利用率低、工程造价高。
缺点:生物法处理重金属废水是一种很有发展潜力的技术,若能进一步提高功能菌繁殖和处理能力,降低生产成本,微生物法才能在处理重金属废水领域里被广泛应用。
5.电解法
优点:占地面积小、操作简单、反应时间短、处理能力强、金属回收率高等。
缺点:目前国内的电解法普遍耗能高,处理量小,一般适合处理含单一重金属离子浓度高的废液。
1.3.2 美国重金属工业废水处理关键技术—电絮凝技术(Electrocoagulation Technology,ET)
你应该购买哪个电凝系统?
自Dietrich于1906年获得zhuanli后,电絮凝已经发展很大。电絮凝是使电流通过液体的过程。 该方法和室配置极大地影响了系统的能量效率和寿命。 决定购买系统时,请考虑以下几点:
1.水流:电絮凝产生氢气和气泡。 气泡垂直浮动。 在具有不同于垂直方向的水流的室中,气泡聚集在水平表面或拐角附近,导致压力在室中积聚,并产生阻止电流通过水的绝缘因子。 PoweWater Systems,Inc.对系统进行了工程设计,使气泡与水流方向一致。
2.表面积: 电絮凝是表面反应。 当考虑购买哪个电絮凝室时,确定室内每gpm的表面积。 PoweWater Systems,Inc.的工程师为每平方米3.480平方英寸
3.停留时间:电絮凝移动电子通过正极板和负极板之间的水。 这会导致板上的表面电荷。 正极和负极部分磁性附着在板表面上。 当极性反转时,磁性附着的颗粒被排斥到水流中。当极性反转时,电子流停止并反向。 该室必须具有足够的停留时间或体积,以允许水被处理,即使在极性反转期间功率关闭1/30秒。 Powell Water Systems,Inc.在室内设计了一分钟的共振时间。
4.安培:电凝系统需要电流来处理水分。 电流吸取量取决于水的电导率。 如果水不导电,则不使用安培数。 如果特定的水流需要,系统应设计有足够的布线和电气容量,以提供足够的电流强度。 Powell Water Systems,Inc.的工程师为0.375安/平方英寸,或每平方米130安培。
5.电压:电絮凝取决于穿过水的电流量。电量是作为功率购买的,这是电压伏特。使金属离开金属刀片所需的电压量约为1.5伏直流电。 1.5伏以上的电压只会在液体中产生热量,消耗更多能量,更快地溶解金属刀片。例如,如果液体需要1加仑每加仑来完成反应,请考虑以下能量差异。如果系统工作在每个间隙3伏特和1安培处,则每加仑处理的能量消耗为3瓦特电力。如果系统工作在每个间隙30伏特和1安培/,则每加仑消耗的能量为30瓦特电力。如果系统工作在每个间隙80伏特和1安培,则每加仑消耗的能量为80瓦特。换句话说,每个间隙的电压越低,每加仑处理的水消耗的能量越少。 Powe Water Systems,Inc.将系统工作在每间隙3 DC电压。美国电絮凝技术与国内标价请见表。
美国重金属废水电絮凝处理技术与国内比较
· | 美国技术 | 中国技术 |
相关信息 | 美国先进电絮凝污水处理技术(40多年) | 中科环境工程有限公司电解气浮机(12年) |
基本原理 | 电絮凝法是将络合吸附、氧化、还原、气浮分离结合起来的废水处理工艺。 电絮凝的反应原理是以铝、铁等金属为阳极,在直流电的作用下,阳极被溶蚀,产生Al、Fe等离子,在经一系列水解、 聚合及亚铁的氧化过程,发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物,使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。同时,带电的污染物颗粒在电场中泳动,其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。 | 电化学反应器主要用于有毒难降解有机废水的处理,电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学而得到转化,从而达到消减和去除污染物的目的。 |
适用范围 | 蒸馏/脱盐、紧急饮用水、食品加工业、金属回收、放射性同位素去除、处理原始污水、蒸汽清洁剂、处理纺织染料。 | 电化学反应器主要用于去除废水中的重金属,悬浮固体,乳化有机物等,现已被广泛用于石油石化行业、电镀业、有色金属冶炼行业、船底污水处理。 |
特点 | 如果您想要一个具有足够安培数和反应室尺寸的节能鲍威尔电凝系统来处理您的水,请让我们的代表在您的水上展示该设备。如果你想要一个更便宜和更有效的单位简单地购买我们的系统之一,使用提供的分隔器,并放入更大的泵。我们感觉到节能更多地抵消了资本成本,但是当您需要一些额外的电力时,我们会为这些独特的时代提供选择。 使用独特的zhuanli电凝腔,可将输入的交流线路电压直接转换成直流电压。电絮凝室中的电压在3伏特之间设置,节省了与其他系统相比电费的96%。与外部系统相比,垂直流量,直接电压和室设计将容纳20倍的流量。电絮凝室中的叶片占系统干重的一半,而变压器占其他系统的重量的大部分。 | 本机组在传统利用电解槽进行废水电絮凝处理基础上,进行了独创性设计和重大改进,使设备在处理废水的过程中同时具有电凝聚、电气浮和电化学氧化还原降解作用,大大提高了有机污染物和重金属的去除率,同时解决了电极钝化问题,显著延长了电极寿命,提高了电流效率。 |
优势 | 1.工程技术处理速度快,电子停留时间只需要10秒-1分钟(60 sec、30 sec、20 sec、10 sec)(国内60分钟),1-3分钟就看到效果; 2.运行成本很低,市政污水处理量为0.24美元/1000加仑(3.8立方);含有原油、污垢和重金属的蒸汽清洁剂水的处理量为0.05美元/加仑; 3.公司电絮凝(蒸馏)技术能处理多种工业废水和生活污水,包括“三高废水”、生活污水、市政污水、应急饮用水和难降解废水等; 4.公司电絮凝技术除了用电,不需要任何药剂和菌剂; 公司电絮凝投资成本和运行成本低于国内同类技术; 5.公司电絮凝技术既处理水中的COD、氨氮、总磷,也要去除铬、铅、锌等重金属 ,还有处理污泥等; 6.电絮凝属于绿色技术,无化学和资源回收利用和零排放; 占地少、操作简单、易于自控和便于维护。 | 1、该系列机组具备强氧化—自产氧化剂、强还原—自产还原剂、絮凝—自产絮凝剂、气浮—自产气浮超细气泡以及灭菌、脱色与脱臭七大功能于一机; 2、工艺流程简短、设备占地小、一次性投资少、自动化程度高和运行稳定; 3、电耗低,具有电化学、涡流与磁化流体效应,可通过调节极板材质、板间距、电压强度、电流密度、 4、PH值、电导率等而得到最佳处理效能; 5、该系列机组除污率高,无需添加化学药剂,产生泥渣量少,絮体紧实含水量少; 6、操作控制简单,费用节省,使用范围广泛; 7、兼具气浮、絮凝、消毒作用。 |
总运行成本 | 运行成本很低,市政污水处理量为0.24美元/1000加仑(3.8立方);含有原油、污垢和重金属的蒸汽清洁剂水的处理量为0.05美元/加仑 | 120m3/d含砷废水; 19.7万元/年。 |
总工程投资-1 | 按120m3/d 计算,12.6万美元,按6.6汇率计算,83.16万元。 | 156.5万元 |
总工程投资-2 | 针对国内70-100方/h的高浓度废水处理项目,美国有三家公司提供了工程方案和报价,工程方案主要是预处理、电絮凝蒸馏和真空等三个系统;报价分别为40万、60万和100万美金(包括三个系统),按人民币现行汇率6.6计算,相当于264万、396万和666万人民币,运行成本1-9元/m3;国内专业工程报价:工程投资840-1200万,运行成本9-15元。 | |
应用案 | 受洪水,火灾,地震,龙卷风,污水,农药,重金属和细菌污染的水可以在1.5或3gpm便携式设备中进行清洁。这些设备体积小巧轻便,可以搭载吉普或拾音器,并且可以使用单相110或220伏发电机进行操作。 自吸泵将水送入装有滑轨的电凝系统,然后自清洁0.2微米陶瓷过滤器。 电凝会导致细菌,农药,重金属和淤泥(悬浮固体)的尺寸增加,使其在0.2微米的陶瓷过滤器中可以移除,确保清洁的饮用水。
| 云南乘风有色金属股份有限公司120m3/d含砷废水处理工程。 |
2、市镇污水处理技术
市镇污水(municipal wastewater)指城镇居民生活污水,机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水,以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等。
市镇污水处理是指通过建立污水处理厂进行一级(物化)、二级(生化)和三级(深度处理)处理后实现水质达标和排放的过程。现行的污水处理厂工艺(氧化沟)、活性污泥、A/A/0和SBR为主,整个过程分为污水沉淀与净化、污水处理与回用和污泥处理与处置等,详细见图。目前的主要问题就是通过优化和强化手段,提高污水处理厂的运行效率和减少运行成本。根据国外的做法,关键是选用选用模块化和移动的应急技术。为此,我们推荐模块化移动膜生物反应器(MBR),它是一个功能齐全,紧凑且易于操作的系统,用于处理各种应用中的氨氮废水。 设计和设计操作简单,单位由工厂组装,从精细筛选到包括紫外线消毒(如果需要)。 与其他MBR封装或常规处理封装工厂相比,这个单元通常被认为是最佳可用技术(BAT)。
2.1模块化膜生物反应器(MBR)技术
该技术系统功能齐全废水处理问题的解决方案,非常适合应用范围广泛。膜生物反应器技术被设计并设计为操作和优化非常简单。该工艺使用一套鼓风机来提供混合,空气冲刷和加工氧气。 对于更高强度的废物,浓氧可以根据需要有效地添加到流程中。 每系统可以保证满足最严格的营养限制并在线监测可用于氨、硝酸盐和污水中的磷去除。技术特点和优势在于:
从头饰到消毒完整的系统可以包括废物固体管理
可以包括物流管理
美国制造,在德克萨斯州奥斯汀的库存
交货时间短至四(4)周
可以提供短期或长期的租赁协议,包括租赁给自己的选择
72小时零件交付为所有替换组分
性能和功率保证是可用的
远程操作能力,自动生成报告
具有资产管理和培训工具
2.2 污泥处理技术
2.2.1污泥预处理( SLUDGE PRE-TREATMENT)
高效低成本的污泥解体产品,使用厌氧消化工艺,在不使用空气或元素氧的情况下减少污泥。它是一种有效和低成本的有机污泥热分解系统。 灵活而多功能的工艺可用于剩余污泥的热分解(预配置)和消化污泥的调节(环状配置)。
2.2.2 皮带压滤机( BELT PRESS FILTER )
这个脱水产品展示了优越的设计和配置水平。 我们的设备提供卓越的脱水性能,机械可靠性,长寿命的耐用性和用户友好的特点。 人员配备和维护要求低,从而保持低运营成本。
优势和服务:
u 不需要蒸汽
u 专为中小型工厂设计
u 增加天然气生产
u 减少污泥量
u 改进脱水
u 用户和维护友好 - 使用全自动清洁系统
u 易于安装 - 系统的即插即用设计使其易于安装
u 模块化工厂设计 - 占地面积小节省空间的系统结构。
u 储气罐
u 消解混合器
u 蒸馏器盖
u 氨去除剂
u 去除螺旋藻。
2.2.3 污泥混合(EFFICIENT LOW ENERGY SLUDGE MIXING/ MIXER)
厌氧消化:其高度依赖有效的污泥混合。 当容器内容不充分,分层发生并且油箱容积不正确利用。 大多数废水处理设施要求彻底和完整混合以确保均匀的温度,固体分布和微生物与进入的污泥接触,增加天然气生产和最大限度的固体破坏。
该设备适用于新的和现有的储罐,只需传统混合技术的一小部分安装费用。 计算流体动力学(CFD)用于通过改变频率,行程和磁盘大小来定制设计满足混合需求的系统。 此外,使用我们的水盘可以防止在传统系统中发现碎布和相关故障。
优势:
u 有效的混合帮助改进消化过程
u 不依靠诱导流动来创建必要的混合。
u 垃圾不会建立在磁盘上
u 整个罐内均匀混合验证技术
u 第三次进行多次LiCl测试
u 各方展示了积极的数量90%以上;安装成本节约
u 安装一个混音器可以在一天或更短时间内完成。
u 不需要额外的管道。
2.2.4超声波污泥破碎机( Ultrasound Sludge Disintegrator technology )
超声波污泥粉碎机技术是市场上最有效的污泥减量技术之一。 以高强度和低至中频(20至35kHz)施加于水上的超声波产生空化,这是通过微小气泡的内爆而快速产生,生长和破裂。 这会产生极大的机械剪切力,导致废水中生物质的分解。
最常见的应用程序超声波分解单位在治疗TWAS之前消化。 在这个位置,通常只有33%至50%的污泥是生化学反应后达到预期的效果。
一个可能的替代地点外部碳源(创造额外的COD)或控制污泥/在曝气池中发泡(气泡行动将打破丝状菌,减少起泡问题)。
当使用外部碳源时,专门的生物体需要存在保持生物过程。 在里面超声波分解的情况是相同的生物在生物过程中存在。
怎么运行?
超声波是广泛存在的频率超过人类的强度听力(20KHz以上)。 应用超声波在高强度和低到中频率在水中产生气泡。气泡是快速创造,通过内爆的增长和崩溃微观气泡。
这种空化用于破裂或瓦解生物质污泥处理和最小化。
优势:
u 改进的厌氧消化过程
u 额外的气体生产
u 挥发性固体破坏增加
u 污泥最小化
u 改善污泥的脱水性
u 装置只能处理1/3浓缩的废物活性污泥(TWAS)。 每个反应器的容量为6.0-9.0 gpm,多个反应器可以并联使用,或根据具体应用进行调整。
u 理想的固体浓度为1.5-2%DS
u 超声波污泥粉碎机完全自动化的,大约每12个月需要更换每个反应器中的五(5)个钛角。
超声波污泥破碎机额定功率为5千瓦,可以产生比通过提高厌氧消化过程产气量所使用的能量更多的能量。
2.2.5浓缩机( THICKENER )
这个浓缩机称为增稠剂,用于连续生产尽可能厚的污泥浓缩。 由重载传动装置驱动,设计用于连续运行20年的特定扭矩,通过旋转耙臂轻轻混合污泥。 这个运动使它移向被移走的池子中心,为轻、中、大型污水处理厂提供污泥浓缩服务。
3、河湖水污染治理技术
河流、湖泊等地表水体是排放各种污水的汇集地,由于人类活动的加剧,污水排入增多,河湖的稀释净化作用已大为削弱,超出了河湖的自净界限,因而使污染物沉积在水中,一方面使水体污浊、黑臭,一方面造成藻类疯长泛滥,另一方面,导致河湖富营养化现象。由此可见河湖污染是指直接或间接排入河湖的污染物造成河湖水质恶化的现象。主要包括氮、磷等营养物和有机物污染两方面。主要特点:①污染程度随径流量而变化。在排污量相同的情况下,河湖径流量愈大,污染程度愈低;径流量的季节性变化,带来污染程度的时间上的差异。②污染物扩散快。河湖的流动性,使污染的影响范围不限于污染发生区,上游遭受污染会很快影响到下游,甚至一段河湖的污染,可以波及整个河湖流域的生态环境。③污染危害大。河湖水是主要的饮用水源,污染物通过饮水可直接毒害人体,也可通过食物链和灌溉农田间接危及人身健康。
河湖水污染治理内容和技术请见图。
3.1美国河道底泥清理技术
3.1.1脱水袋(Dewatering Bags)
脱水袋非常有助于从河道底泥脱水作业中捕获沉积物,用于捕获水中沉积物的脱水袋被泵出沟槽用于捕获水中沉积物的脱水袋被泵出沟槽使用脱水袋可以高效地完成施工现场的脱水和清除淤泥和沉淀物。 在抽水条件下的施工现场使用脱水袋,以便在抽水过程中控制沉淀物排放。 当水流经脱水袋时,沉淀物随着水被袋放慢而沉淀,袋子捕获土壤。 这些袋子适合排放软管,并有各种尺寸。 施工结束后,袋子可以打开,沉淀物可以丢弃,也可以用于景观美化现场。
3.1.2土工织物管
这个可以加快河道废水和污泥脱水的过程。土工织物管被充满废物土工织物管被充满废物土工织物管是一种将废物和污泥副产物脱水的创新方法。制造特殊的土工织物,并围绕周长3'到50'的任何长度的管子。端口被制造成管,以允许管充满。有时将聚合物添加到废物中,以便将小颗粒絮凝在一起形成更大的尺寸以加速脱水过程。当垃圾被夹在管内时,水又通过特殊的土工布织物。 一旦垃圾被脱水,管道可以被打开,垃圾可以被拖走和妥善处理。土工织物管是专门为每个项目设计的,已被用于许多项目,包括污染沉积物,粉煤灰,采石场,湖泊和河流等多个项目的脱水。
3.1.3疏浚
如维基百科中所述的疏浚是通常在水下,浅海或淡水地区进行的挖掘活动,目的是收集底部沉积物并将其处置在不同的位置。这种技术通常用于保持水路通航。 它也被用作在一些公共海滩上补充沙子的方式,沙滩因海岸侵蚀而流失。
3.1.4水力疏浚
水力疏浚作业通过混合水和沉积物来去除沉积物,并将物质泵送到脱水放置或沉积区域。 液压挖泥机由切割头,梯子和液压泵组成。 切割头下降到沉积物中,钻头中的螺旋钻将水和沉积物混合形成一致的泥浆。 切割头的深度和速度决定了混合物中的沉积物和水的量。
3.1.5 环境疏浚
每年有数十亿立方码/米的沉积物被疏浚。 在水道和过程池塘内及附近的修复和建设项目在沉积物去除,脱水和处理方面提出了许多挑战。 环境疏浚涉及高度控制的清除过程,致力于尽量减少清洁材料的清除,同时有效地清除和控制污染残留物。 平衡生产率与工艺参数的优化需要资源密集型操作。 美国公司利用特定的设备和技术进行水力疏浚,以高效且环保的方式去除水道中的沉积物和处理池塘。
3.1.6.特殊疏浚
我们有一个交钥匙工具包,包括为您的应用调整设备和附件,培训您的员工的操作和维护,以及帮助您解决机械和过程问题。 我们提供鲁棒,可靠和多功能的柴油驱动和电子遥控挖泥船。 我们还专注于清除工艺池塘和泻湖中积累的沉积物,这些沉积物与内衬,曝气机,脱泡器,电缆等相互作用。
3.2河湖水污染治理—应急处理技术
应急技术 :你可以在十分钟内做紧急饮用水!受洪水,火灾,地震,龙卷风,污水,农药,重金属和细菌污染的水可以在1.5或3gpm便携式设备中进行清洁。
这些设备体积小巧轻便,可以搭载吉普或拾音器,并且可以使用单相110或220伏发电机进行操作。
自吸泵将水送入装有滑轨的电凝系统,然后自清洁0.2微米陶瓷过滤器。
电凝会导致细菌,农药,重金属和淤泥(悬浮固体)的尺寸增加,使其在0.2微米的陶瓷过滤器中可以移除,确保清洁的饮用水。
3.3河湖水污染治理—万能水质净化净化药剂
3.3.1 简介
核心技术是依赖于在具有广泛范围的表面活性剂与某些蛋白质之间形成复合物。 这种蛋白质表面活性剂复合物(PSCTM)的形成导致表面活性剂性能和效率的增强,包括界面张力的降低以及临界胶束浓度(CMC)的降低。 此外,观察到对一些基本生物化学过程的更微妙的影响。 PSCTM中的蛋白质来自食品级酵母。
主要试用范围:
u 排序批次反应器(SBR反应器);
u 好氧消化器和水箱;
u 污泥脱水;
u 被动或充气泻湖污水处理
u 修复石油污染后的土地
3.3.2 原理
活化污水厂生化反应池中的微生物,促进微生物的新陈代谢,以提高污水厂的处理效率。
3.3.3 功效
l 降低操作成本;
l 提高污水厂效率。
l 气味减少(这是Accell®处理的固有优点,显着降低)
l 减少污泥产量30 – 50%
l 减少曝气功率成本25 – 50%
l 增加曝气池通量20 – 40%
l 减少污泥量指数(SVI)30 – 45%
l 减少流出氨30 – 75%
l 减少流出物磷45 – 65%
美国河湖水污染治理技术与国内的区别在于:设备投资差距不大;运行费用、水质净化效果和去除臭味等方面有很大差距,美国低、好与强于国内。