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废水回用​和循环

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废水回用​和循环
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废水回用​和循环
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编辑时间 : 2019-09-30

废水回用和循环


在水资源缺乏的地区,将处理的市政污水用于间接饮用与直接工业回用,以及工业用水循环再利用,已成为拓展现有水供应的有效方法。这些应用给膜技术公司提供了许多机遇。在大规模膜技术应用中,反渗透已用在美国加利福尼亚州奥兰治区的21世纪水厂,并作为经过地下水渗透间接回收市政污水系统的一部分。饮用水直接回用已在纳米比亚首都温得和克实现。以二级市政污水生产高质量饮用水的技术也有各种中试规模和示范性的水处理工厂,其中最有名的工厂设在美国科罗拉多州的丹佛,在其处理系统中有反渗透装置,用来减少总溶固体和有机污染物。然而在丹佛和奥兰治区水厂,反渗透装置仅对髙质量的污水进行处理。


因此,需要反渗透预处理系统提供给反渗透系统髙质量的污水,当然预处理不能控制回收水的质量。工业用水的循环不仅是拓展水供应的有效方法,而且也限制了污染物的排放,以及回收有用物质。目前,工业发达国家将它们的管理精力从污水排放控制转移到减少污水源头,这样更引起人们对膜分离技术应用于资源回收和污染防治的极大关注。将膜技术引入环境工程应用后,由于膜技术的特点,以及它与许多实用技术的紧密结合,国外水处理市场份额正在发生变化。


但是,由于市政水处理不是一个开放市场,大量水处理厂由市政当局管理,因而不能依据普通市场规律或商业规律来确定。


通常,水处理项目成本与效益的评估并不乐观,债务偿还期限又很长;同时,在水处理工程设计中各方都不愿承担风险,水厂设计师和水生产厂家之间缺乏竞争,因而技术创新很少。只是在某些水处理工业变成私有化时,这种情况似乎才有改变。市政当局与私营有限公司签订合同后,私营有限公司不仅可以管理和维护水厂,而且也能重新设计和建造水厂,从而导致许多创新设计。在水处理领域中,日本国内的市场几近饱和,需要拓展国际市场,特别是工业废水处理市场。


洗衣废水的处理与回用


目前,随着我国经济的发展和人民生活水平的日益提高,作为规模化的、专门面向个人、宾馆、企业等提供服装、家居用品洗涤服务的洗衣店或洗衣公司大批涌现。这些公司洗衣量大,用水和废水排放多。而洗衣废水中含有大量的表面活性剂,表面活性剂不仅分解需要消耗水中的溶解氧,而且含有富营养物质,不经处理直接排放会破坏水生态环境,尤其是影响水生动植物的生长与繁殖。此外,面对城市水资源的短缺以及建设节水型社会,对洗衣行业的废水进行处理与回用非常必要。 


1 洗衣废水的主要特征 


1.1 洗衣废水水质特点分析 


洗衣废水包括洗涤废水、清洗废水和脱水废水。各洗衣废水的水质特点:(1)洗涤废水中含有大量短纤维和洗衣粉泡沫,COD值较高,较浑浊;(2)清洗废水量大,有少量泡沫,所含悬浮物较少,COD值较小,较透明;(3)脱水废水量小,水质略好于清洗废水。 


1.2 洗衣废水中主要污染物分析 


洗衣废水中的主要污染物来自于洗涤剂。洗涤剂的主要有效成分是表面活性剂和增净剂,另外,还含有漂白剂、荧光增白剂、抗腐蚀剂、泡沫调节剂、酶等辅助成分。洗涤剂中常用的表面活性剂有烷基苯磺酸钠(ABS)和直链烷基苯磺酸钠(LAS),ABS不易生物降解,在环境中存留时间较长。LAS生物降解性有了显著提高,但二者都有苯核,不能完全分解。ABS和LAS都需要磷酸盐作为增净剂。磷酸盐排入水体,是造成富营养化的一个重要原因。此外洗涤剂能使进入水体的石油产品、多氯联苯等疏水有机污染物乳化而分散,洗涤剂污水存在的大量泡沫,及洗涤剂含量达到一定浓度,都给废水处理带来困难。 

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2 洗衣废水的处理工艺 


根据洗衣废水的主要特征,处理工艺主要有化学混凝法、生物接触氧化法、物化与生化工艺相结合的方法等。 


2.1 以物化为主的废水处理工艺研究 


2.1.1 混凝沉降工艺 


以混凝-沉降法[1]工艺主要包括预处理、混合反应沉淀和污泥处理三个单元。具体废水处理工艺流程如图1所示。 


该废水处理工艺流程简单、运行高效、可调节性高:能有效除去SS和LAS,COD去除率达到60%~70%,LAS去除率达到80%~90%,色度去除率达到80%~95%。此外,该工艺具有一定的抗冲击负荷的能力。 


2.1.2 混凝沉淀-陶粒过滤工艺 


采取的混凝沉淀-陶粒过滤工艺洗衣废水处理回用工艺[2]流程如图2所示。该工艺选择聚合硫酸铁为絮凝剂:COD去除率为90%,色度去除率达为68%,SS去除率达为85%。通过实验比较,从成本的角度,也可以选择混凝效果稍次的聚合氯化铝。 


混凝沉淀-陶粒过滤工艺简单、适合室内建设安装,节约用水,具有较好的经济与环境效益。 


2.1.3 絮凝沉降工艺 


絮凝沉降工艺[3]对工艺的关键单元进行的优化选择操作:(1)在絮凝剂选择方面,从絮凝剂对去除水中色度、悬浮物最佳效果、絮凝剂运行成本,选择聚合氯化铝作为絮凝剂。(2)从氧化杀菌效果好,剂量小的角度选择了二氧化氯。(3)污泥脱水方式选择成本低,效果好,无需连续出渣的板框压滤脱水装置。


该工艺处理效果稳定,设备成本较低,通过絮凝沉降处理后的上层清液再经机械过滤,二氧化氯氧化杀菌处理,pH调剂。处理后的水达到洗衣用水标准,对磷的处理效果明显。 


2.2 物化-生化组合的废水处理工艺研究 


2.2.1 气浮-曝气生物滤池工艺 


气浮-曝气生物滤池工艺[4]通过向废水中加入混凝剂进行破乳和混凝气浮,降低水中的洗涤剂、悬浮物、胶体等污染物含量,然后在通过曝气生物滤池处理至集水池。气水比大于0.5,对BOD5去除率达到80%以上,破乳和混凝气浮过程,COD去除率达大于55%以上,曝气生物滤池COD去除率达到78.8%,硝化效率高,出水水质达到《生活杂用水水质标准》。如图4。 


该工艺占地面积小,处理效率高,处理水量大,能耗较低。 


2.2.2 组合气浮-水解-接触氧化工艺 


组合气浮-水解-接触氧化工艺[5]能高效去除污染物与色度,调节pH值。该工艺通过水解酸化对生物接触氧化所产生的污泥进行硝化,使形成的污泥大为减少。如图5。 


2.2.3 混凝沉淀-水解酸化-二级接触氧化工艺 


混凝沉淀-水解酸化-二级接触氧化工艺[6] COD去除率达到86%,色度去除率达到90%,BOD5去除率达到92%。该工艺操作简易,容易维护,生成污泥量少,沉降性好。如图6。 


3 洗衣废水处理后的回用情况 


3.1 城市杂用水 


城市杂用水水量比工业用水量小,但对生活用水的水质要求较高。目前,再生污水在城市杂用中主要应用于两个方面(1)市政用水:浇洒、绿化、消防等,此类水需要经过除磷、过滤、消毒等二级以上的处理,控制富营养化,满足卫生需要,提高水体感观性。(2)杂用水:冲洗汽车、建筑施工、厕所冲洗等,此类水安全卫生性高,清洁、无毒无臭,且悬浮物含量不高。 


3.2 工业用水 


根据工业用水的用途与对水质的要求,一般是将回用水应用于间接冷却用水和工艺地质用水:洗涤、冲灰、直冷、除尘、产品用水等。 


3.3 农业用水 


农业用水主要用于农田灌溉、造林育苗、农牧场和水产养殖等,污水回用灌溉是,不仅能给农业生产提供稳定的水源,而且污水中的氮、磷、钾等成分也为土壤提供了肥力,既减少了化肥用量,又增加了农作物产量,而且通过土壤的自净能力可使污水得到进一步的净化,尤其污水回用可控制农村地区无节制地超采地下水。但如果污水水质不能满足要求,则会破坏土壤结构,使农药以及重金属在作物和土壤中积累,降低农产品质量及产量。 


3.4 地下水回灌 


地下水回灌可以阻止因过量开采地下水而造成的地面沉降,还能利用土壤自净作用提高回水水质,直接向工业和生活杂用水供水。污水回灌地下水对水质要求很高,回灌前须经生物处理(包括硝化与脱氮),还必须有效去除有毒有机物与重金属,一旦回灌水质达不到要求,将会对地下水含水层造成污染。 


对洗衣废水的回用处理既减少了污水排放,改善生态环境,产生生态与经济效益,又能够减少对城市优质饮用水资源的消耗,缓减城市供水的压力。处理后的洗衣废水用于城市杂用水、地下水回灌等方面可以产生一定的经济效益,发展前景可观。