渣水处理毕业论文

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小区污水处理系统

摘要：述 医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区，我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的小区污水处理。

关键词：污水处理

一、概 述
医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区，我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域，其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设施，这就是我们所指的小区污水处理。
小区污水系统的处理能力，各国并无统一的限定。前苏联曾建议单个构筑物的处理能力不宜超过1400m3/d，美国则把小厂的处理能力限定在3785 m3/d的范围内。根据我国情况，建议把等于或小于4000 m3/d的处理厂定义为小区污水处理厂。
小区污水不同于城市污水（常包括部分工业废水），属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为：水质水量变化较大，污染物浓度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，处理难度小。
小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异，常用处理方法有：化粪池、一级处理（初次沉淀池）、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小，管理水平不高，所以，在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺，以防止因污泥处理不善造成二次污染。目前，较为常用的处理工艺有：①污水→调节池→初次沉淀池→生物接触氧化池→二沉池→出水，生物接触氧化是应用最广泛的方法，主要优点是停留时间短、易挂膜，尤其适合设备化，埋地建设倍受环保公司及用户青睐，但由于维修管理及设备防腐等方面的问题，近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式，设置人员通道以便维修，此种地下建设方式在小区水处理中具有较大市场，但这种方式一般处理规模较小，每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理，推荐采用地面建设方式，生物处理部分可采用接触氧化，也可采用SBR或其改进型CASS工艺，曝气方式建议采用低噪音的风机或水下曝气机。②污水→调节池→混凝沉淀→过滤→出水，对处理程度要求不高，且水量较小时，可采用此工艺，具有占地面积小，异味小，管理简单等优点。另外，在好氧生物处理之前加上酸化水解，有利于降低能耗，提高系统的总去除率。生活小区通常有较大的绿地面积，如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车，应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。

二、小区污水处理厂设计原则
1. 处理出水要求和处理程度
一般来说，不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》（GB3838—88）和《污水综合排放标准》（GB8978—96）的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理，则按土地处理法的要求计算；
2. 污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与小区建筑环境相协调，以求美观；
3. 在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理；
4. 在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑，以节省用地；
5. 污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减少对环境的影响；
6. 设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，
适合分期建设；
7．处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术；
8．处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大，使系统有较好的经受冲击负荷的能力。
9．小区内的人口是逐渐增加的。因此，小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国情况，可考虑采用20年的设计周期。

三、小区污水处理流程
根据小区废水处理的原则，应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池，所以，化粪池应与污水处理方法相结合。
几种常用的处理工艺：
（1）污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池→出水

（2）污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池→出水
污泥回流
（3）污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS→出水
加药
↓
（4）污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀→过滤→出水(物化方法)

回用工艺流程： 生物处理出水再经混凝过滤和消毒

在流程开始时一般要考虑设置均化池，这是因为小区在水质和水量上的变化都比城市污水处理厂大。均化池一般设在格栅以后。物化和生化处理是去除污染物的核心部分。

四、组合式污水处理厂或设备
组合式处理厂以装配好的或易于组装的标准定型设备部件出售。在国内埋地设备曾风靡一时，主要优点是施工快，不占地面绿地，很多设计单位和用户非常欢迎，设计人员选设备很简单，而要设计污水处理厂工作量较大，所以，非常喜欢用设备化产品。环保公司制造设备利润丰厚，而土建工程利润较低，因此，企业大做广告和公关。但是实际应用表明，确实存在不少问题，对设备的维修管理困难，对运行情况考核不便，单机处理水量有限，使用寿命等均有待时间验证，因此，对埋地设备一直争议很大，现在，埋地设备热已经降温。建于地下的可检修、便于操作（有人员操作空间）污水处理设计方式应于推荐。上千吨的污水处理厂建议采用地上式。在水量不大，场地十分紧张时仍可考虑用埋地设备。埋地设备的确工艺流程一般均采用两段接触氧化和沉淀工艺，水力停留时间一般为2小时，污水进入设备前，先进行水量调节和提升。

五、SBR及CASS处理工艺的原理及参数选择
(一)序批式活性污泥法(SBR)
SBR的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成，即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看，SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较，SBR法具有以下特点：①SBR装置结构简单，运转灵活，操作管理方便。②投资省，运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明：采用SBR法处理小城镇污水，要比用普通活性污泥法节省基建投资30%。③可抑制丝状菌生长繁殖，不易发生污泥膨胀，污泥指数SVI较低，有利于活性污泥的沉淀和浓缩。④SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中，能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷。⑤SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地。⑥运行稳定性好，能承受较大的水质水量冲击。⑦各项运行控制参数都能通过计算机加以控制，易于实现系统优化运行。

(三)周期循环曝气活性污泥法(CASS工艺)
CASS（Cyclic Activated Sludge System ）工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法（SBR）的基础上，反应池沿长度方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置，曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。

（四）CASS与SBR曝气方式的选择
由于小区大都是居民居住区，对环境的要求比较高，因此，污水厂建设时应充分考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员的工作环境，采用水下曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。另外，由于CASS工艺独特的运行方式，采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门，安装、维修方便，使用灵活，可根据进出水情况开不同的台数，在保证效果的条件下，达到经济运行的目的。

（五）CASS与SBR撇水机的选择
撇水机是CASS工艺的关键组成部分，其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺的正常运行。目前，国内外对撇水机仍在进行研究和开发，按照目前所用的原理撇水机可分为三种类型，即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制的关键是解决滗水过程中，堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡，使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度，并随水位均匀地升降，将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度，保证出水水质稳定。
我院自主研制开发的撇水机属丝杠旋转式，自动撇水装置主要组成部分是：滗水器、可扰动的软管、水位控制器、可伸缩推动杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮动式水堰，上部为堰口和防止浮渣进入出水的浮筒，下部出水管兼起支撑作用，部分浸没在水中，通过可伸缩推动杆使方形堰口达到连续均匀地排出反应池中的上清液。实际应用表明，所研制的撇水装置达到了国内外同类产品的先进水平。具有升降平稳、排水均匀、自动控制、价格低廉等优点，该项研究不仅满足了工程的需要，而且具有创新，属专项保密技术之一。

五、处理小区污水主要设计参数
SBR设计参数：污泥负荷0.1~0.15kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥龄20~30天
工作周期12小时, 其中, 进水2.5小时(曝气或不曝气),反应6小时, 沉淀0.75~1小时, 排水2小时,闲置0.5~0.75小时。出水指标：COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L， SS〈10mg/L
CASS设计参数：污泥负荷0.1~0.2kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥龄15~30天
水力停留时间12小时，工作周期4小时，其中曝气2.5小时, 沉淀0.75小时,排水0.5~0.75小时，出水指标与SBR相近。

六 、污泥处理
污水处理量上千吨时，一般采用浓缩后脱水处理，小规模时一般浓缩后定期用大粪车运至填埋或作农肥。

七、小区污水处理厂址选择和布置
小区系统的厂址选择和厂区布置在基本原则上与大厂是一致的。但是考虑到小区系统在服务对象和流程选择上的独特性，在厂址选择和布置时也应考虑到小区系统的特点。
1．厂址规划
（l）与服务地区的卫生防护区应有一定距离
（2）风向（不影响所服务地区和周围地区）
（3）交通运输和水电供应。
（4）便于兼顾小区其它生活保障设施的统一管理。
2．厂区道路和构筑物之间的间距
由于小区系统选用较小的设备和构筑物，厂区交通、维修及卫生要求所需的空间相应较小。厂区内应设计充足的车辆通道，路宽设计可以轻型载重汽车的回转半径为依据。主要构筑物之间的间距可考虑在3－5m之间。

参考资料


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简述污水处理工艺的优选与比较

论文关键词：城市污水处理 运行管理 工艺选择
论文摘要：针对目前城市现有污水处理厂在建设和运行管理的过程中所暴露出来的问题，从建设规模和工艺确定等角度进行对比分析，并对应注意的环节提出了看法。

由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强，工艺组合灵活，结构通常为钢制，即使内部管线穿插较多，运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的，但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。

1.合理确定建设规模

城市污水厂建设规摸的确定，是根据城市总体规划和排水规划，分期分批地建设污水管网和污水处理厂，要根据水环境保护的目标，分期实施，逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程，涉及城区管渠改造，污水的收集、输送(包括泵站)，污水处理和排放利用，以及污泥处置等问题在。

2.城市污水处理厂的工艺选择

具体工程的选择要求包括：
①技术合理。技术先进而成熟，对水质变化适应性强，出水达标且稳定性高，污泥易于处理。
②经济节能。耗电小，造价低，占地少。
③易于管理。操作管理方便，设备可靠。
④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调，注意厂内噪声控制和臭气的治理，绿化、道路与分期建设结合好。
⑴好氧生物处理技术是世界各国城市污水处理厂普遍采用的污水处理工艺，分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工强化，是使微生物群体“聚居”在活性污泥上，活性污泥在反应器－曝气池内呈悬浮状，与污水广泛接触，使污水净化的技术；生物膜法是土壤自净的人工强化，是使微生物群体以膜状附着在物体的表面上，与污水接触，使污水净化的技术。活性污泥法、生物膜法及其变种变工艺，各有特点和应用条件，在选择的时候，应根据各地区的水质、水量、受纳水体、气候、环境、经济情况等条件确定。
⑵活性污泥法工艺在净化机制上，没有什么突破，历经几十年的发展与革新，现已拥有以传统活性污泥法为基础的多种运行方式，如A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、A/B法、各种SBR法、载体活性污泥法、一体化活性污泥法等等。近十几年来，活性污泥法最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中来，使厌氧和好氧状况在生化池中同时存在或反复周期性地实现，但其基本流程原理与标准法是一致的。
⑶厌氧－好氧活性污泥法工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮除磷功能的标准活性污泥法变法。所谓厌氧就是生化反应段内溶解氧趋于零状态。在这种环境下迫使专性好氧微生物－丝状菌代谢机能锐减，抑制了其繁殖，起到了厌氧生物选择作用，从而可以防止污泥膨胀现象发生。A/O活性污泥法工艺在普遍活性污泥法前段加入厌氧段，通过污泥负荷的变化来实现除磷或脱氮的功能。在A/O法的基础上又发展了A2/O法，即在厌氧、好氧段之间加入缺氧段以实现同步除磷脱氮，由于其污泥负荷适应范围较小，因此在实际运行中往往按偏重于除磷或脱氮之一功能进行。A/O法、A2/O法工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管理方便等特点，在国内外大中型污水厂中采用最多。
⑷载体活性污泥法，是在活性污泥法反应池内投加固体颗粒或软性、半软性填料，以增加单位反应空间的微生物量，提高反应器容积负荷。是一种活性污泥法与生物膜法的良好结合，一般适于污水厂挖潜改造，提高处理能力，其核心技术为专利填料，近几年林泡工艺作为其代表应用于大连春柳污水厂和铁岭污水厂。
⑸氧化沟法，于五十年代由荷兰人巴斯维尔所开发，主要有卡鲁塞尔（Carrousel）式、三沟式、一体化式、奥贝尔（Orbal）式等几种技术形式。氧化沟法是一条闭合的生化反应沟渠，以转碟或转刷为充氧和水流动力，流程简单，对运行管理要求较低，多用于延时曝气，产生污泥量少，污泥易于脱水。氧化沟法在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。
⑹A/B法（Absoption-Biodegradation），是两级生化反应系统。一级为生物吸附，污泥负荷高，反应时间短（30分钟）；二级为一般生化反应池，污泥负荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二级都有自己的二次沉淀池和污泥回流系统，多用于浓度高的生活污水，其国内典型应用为乌鲁木齐河东污水处理厂和青岛海泊河污水处理厂。
⑺序批式活性污泥法（SBR-Sequencing Batch Reactor）是1914年由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。70年代初，美国Natre Dame大学的教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究，并于1980年在美国环保局（EPA）的资助下，在印第安纳州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。
⑻间歇式循环延时曝气活性污泥法（ICEAS－Intermittent Cyclic Extended System）是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比，最大特点是:在反应器进水端设一个预反应区，整个处理过程连续进水，间歇排水，无明显的反应阶段和闲置阶段，因此处理费用比传统SBR低。该工艺在我国典型的应用为昆明第三污水处理厂，在国内影响较大。
⑼生物膜法，是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在载体或滤料上生长繁殖，并在其上形成膜性生物污泥－生物膜。污水与生物膜接触，污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取，污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。
3、根据以上工艺技术对比分析，结合奎屯市污水水质情况，认为较合适的处理工艺优选为：
第一方案：A/O工艺
近二十年来活性污泥法的最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中，厌氧、好氧的间歇周期运行给活性污泥法带来新的技术经济效果，即生物脱氮、生物除磷、生物选择等。
厌氧－好氧活性污泥法脱氮工艺（A/O法），是具有生物选择机能并兼有脱氮功能的标准活性污泥法变法。
第二方案：DAT－IAT工艺
好氧间歇曝气系统（DAT－IAT－Demand AerationTank-Intermittent Tank）是一种SBR新工艺。它介于传统活性污泥法与典型的SBR之间，采用连续进水连续－间歇曝气的运行方式，适用于进水水质水量变化幅度较大的情况。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成，DAT池连续进水连续曝气，其出水从中间墙进入IAT池，IAT池连续进水间歇排水。同时，IAT池污泥DAT池。它属延时曝气工艺，实际上为A/O脱氮工艺与传统SBR的结合，该工业具有较低的污泥负荷，因此具有抗冲击能力强的特点，并有脱氮功能。该工业国内应用于天津技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂，是一种适合于较大水量的SBR工艺。

4、科学的进行工艺方案比较：

因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。对工艺方案的比较力求客观全面，在同等进水、出水条件下，其设计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量和氧的利用率(及动力效率)、污泥产量(及污泥指数)等作全面分析，数据丰富就可以集思广益，扬长避短，根据技术上 合理，经济上合算，管理方便，运行可靠且有利于近、远期结合的原则，进行工艺方案的优化抉择。

参考资料

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　　集约化养猪场废水处理技术及应用

　　养猪场废水是养殖业废弃物中最典型的一类污
　　染物,主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水,属高浓
　　度有机废水。由于养猪业属传统产业,用于废水处理
　　的资金有限,所以养猪场废水处理各项指标要完全达
　　标难度很大。迄今为止,国内外对养猪场废水处理已
　　进行了大量研究和工程应用实践。文章分析总结了
　　近3年来集约化养猪场废水处理的工艺研究和工程
　　应用等方面的情况,现报道如下。
　　1 猪场废水处理工艺
　　目前,养猪场废水处理研究的工艺方法有物化处
　　理、自然生态处理、好氧处理、厌氧处理等,实际工程
　　应用中常常是这些处理技术的组合工艺。
　　猪场废水悬浮物质浓度很高,悬浮物质是COD
　　的主要来源之一,过高的悬浮物质将会影响后续生化
　　处理的效果,所以在养猪场废水进入生化处理系统之
　　前进行固液分离处理是必要的。固液分离机有振动
　　筛、回转筛、水力筛和挤压式分离机等,其中挤压式分
　　离机可以连续运行,效率较高。德国研制的FAN -
　　SEPATOR的挤压式离心分离机,具有很好的分离效
　　果,在我国的应用表明,悬浮物的去除效率较高,分离
　　出来的泥渣含水率为80%左右。
　　猪场废水氮磷含量很高, 采用磷酸镁铵
　　(MgNH4 PO4 ·6H2O,俗称鸟粪石)化学沉淀法处理,
　　使得废水中的氨氮转化为缓释肥中的营养元素,解决
　　了氮的回收和氨的污染两大问题,同时达到较好的预
　　处理效果,为后续的生化处理创造了条件。但该方法
　　必须考虑废水中N、P、Mg的平衡问题,所以廉价的添
　　加剂是化学沉淀法能否实际应用的关键。Lee S I等
　　人利用海水或制盐工业中的废盐卤作为Mg2 + 添加
　　剂,沉淀速度快,与添加MgCl2 作镁源对磷有等同的
　　去除效果,是一种处理成本低廉的方法,但去除氨的
　　效果不如添加MgCl2。
　　自然生态法是运用生态学原理与工程学方法相
　　结合的技术,应用较多的是稳定塘工艺和人工湿地系
　　统。PoachM E[ 1 ]为了研究有机负荷和去除效果的关
　　系,设计了6个并联的湿地- 池塘- 湿地处理系统,
　　通过分别进水控制各处理单元的有机负荷,试验研究
　　表明,最佳TSS、COD、TN、TP去除率分别为35% ～
　　51%、30% ～50%、37% ～51%、13% ～26%,夏季处
　　理效果明显优于冬季,处理效果受温度和降雨的影响
　　较大。自然生态法处理建设费用较低,运行成本低
　　廉,但受自然条件的影响较大,适宜于土地资源丰富
　　的地区,具有良好的应用前景。
　　好氧生化法主要有活性污泥法和生物接触氧化法。
　　成文[2]采用接触氧化水解(酸化) -两段接触氧化-混凝
　　工艺处理猪场废水,水解对CODcr有较高的去除率,稳定
　　在60%～70%;接触氧化对COD的去除效果在50%左右。
　　整个工艺对氨氮去除效果较好,出水氨氮在13～15 mg/
　　L, CODcr在200～250 mg/L,经过聚合氯化铝混凝沉
　　淀后,最终出水CODcr稳定在100 mg/L 以下,出水
　　达到污水综合排放一级标准(GB8978 - 88) 。但该工
　　艺程序复杂,占地面积大,对氨氮的去除效果还有待
　　进一步研究。邓良伟[ 3 ]研究水解- SBR处理猪场废
　　水,大大简化了处理工艺, 水解去除了大部分的
　　COD, TP去除率达到55% ,但对氨氮去除效果不好;
　　SBR对氨氮有较好的去除效果, TN的去除率为74.
　　1% ,氨氮的去除率在97%以上,但最终出水的COD
　　残留量较大。猪场废水的高氨氮常常导致生化处理
　　过程中碳源不够、C /N过低,从而影响总氮的去除效
　　果,如果采用外加碳源则会增加处理成本。Ju -
　　Hyun Kim等人利用序批式反应器( SBR) 实时控制
　　工艺,采取补充源水作外加碳源的方式处理猪场废
　　水,通过ORP以及pH值实时控制缺氧段、好氧段,
　　TOC和总氮的去除率分别在94%和96%以上,能够
　　有效除去TOC和TN,但对TP的去除效果不佳。猪
　　场废水氨氮浓度高,对直接进行生化处理可能会产生
　　影响,因此在生化处理前进行化学脱氮以减轻后续生
　　化处理的难度,是目前猪场废水处理的一个新途径,
　　于金莲等人提出了加石灰乳混凝沉淀- 脱氨- 好氧
　　生化的联合处理工艺,在生化处理前进行混凝沉淀和
　　脱氨预处理,一方面去除了大部分悬浮物和部分难降
　　解有机物;另一方面提高pH值,脱除大部分氨氮,使
　　后续生化处理降低能耗、容易达标。
　　自然生态法和好氧处理都有各自的不足,自然生
　　态法处理需要大面积的处理场地;好氧处理能耗大,
　　去除污染物不完全。
　　对于高浓度有机废水的处理,厌氧技术是必然选择
　　之一。目前较常用也比较有效的处理方法是厌氧或
　　厌氧+好氧后续处理工艺,研制高效厌氧反应器是猪
　　场废水处理的关键。邓良伟等人利用内循环厌氧反
　　应器( IC)处理猪场废水,水力停留时间0. 8～2. 0 d,
　　COD 负荷3～7 kg / (m3 ·d) ,经过半年的运行,结果
　　表明, COD 平均去除率为80. 3% ,耐冲击负荷好,
　　BOD5 平均去除率为95. 8% , SS去除率为78. 5%。
　　厌氧反应器中,部分有机氮转化为氨态氮,使得出水
　　氨氮浓度比进水高2. 82% ,反应器对总氮、总磷的去
　　除还需进一步的试验研究。一般而言,单纯使用厌氧
　　工艺,出水有机污染物还很高,必须采用后续处理才
　　能达到排放标准。考虑到SBR 对氨氮有较好的去
　　除,杨朝晖等人提出沉淀- UASB - SBR工艺处理猪
　　场废水,经厌氧消化可除去大部分的有机质,在SBR
　　工艺中的曝气过程分为2个阶段,中间添置闲置阶
　　段,既防止产生过多泡沫,又增强反消化作用。经过
　　稳定运行, UASB 反应器COD 有机负荷稳定在
　　8～10 kg/ (m3 ·d) , COD去除率达到70%左右,BOD5
　　去除率80%左右,经SBR 处理可去除氨氮95% ～
　　98% ,最终出水CODcr为186 ～412 mg/L, BOD5 为
　　78～146 mg/L,氨氮为20 ～60 mg/L,出水仍残留部
　　分生化处理难以去除的难降解有机物,这是因为厌氧
　　消化较完全,消化液COD较低,而氨氮很高,导致后
　　续生化处理碳源不足,影响了后续的处理效果。杨朝
　　晖等人又研究水解酸化+好氧处理猪场废水工艺,采
　　用水解酸化反应器(ASBR)进行厌氧处理,保持厌氧
　　消化处理控制在水解、酸化阶段,使出水C /N 较高,
　　保证了后续SBR的生化效果。经过最终混凝处理,
　　COD去除率为99. 6% , BOD5 去除率为99. 8%, TN
　　为88. 3% ,氨氮为99. 8% ,出水达到污水综合排放二
　　级标准(GB8978 - 96) 。但水解酸化反应器COD 的
　　容积负荷较低仅为2. 3 kg/ (m3 ·d) ,还需进一步研
　　究提高其负荷。
　　猪场废水中还存在大量细菌,如不经处理可能将
　　大肠杆菌带入地表水和地下水,危害人类健康, James
　　A Entry等人提出用水溶性的阴离子聚丙烯酰胺
　　( PAM ) 处理猪场废水, 基建投资低、应用快捷。
　　PAM、PAM与CaO复配和PAM与Al2 ( SO4 ) 4 复配能
　　够使总的大肠杆菌和排泄物大肠杆菌减少30% ～
　　50%,降低源水中的总磷、正磷酸根以及氨氮。正确
　　的应用PAM及其复配物可以减少进入地表水和地下
　　水中的污染物数量,保护水质。
　　2 猪场废水处理技术应用情况
　　目前,应用到实际工程上的猪场废水处理工艺有
　　自然生态法处理、好氧处理、厌氧+好氧处理等。潘
　　涌璋等人利用高级综合稳定塘处理猪场废水,经过稳
　　定运行, 出水达到畜禽养殖业污染物排放标准
　　(GB18596 - 2001)的要求,氨氮在60 mg/L 左右,总
　　氮没有考虑,总停留时间在20 d以上,占地面积大,
　　适合于土地资源较丰富的亚热带山区。由于凤眼莲
　　对水体中的污染物质和营养物质有较好的吸收,

　　]考虑用凤眼莲处理猪场废水,工艺流程如下:
　　该凤眼莲生化处理系统对COD 的______去除率为
　　43%～69% ,对总氮的去除率为55% ～72% ,对氮元
　　素的吸收量很大,同时对总磷、挥发酚等污染物都有
　　较好的去除效果。该处理系统的停留时间为30 d,日
　　设计流量为600 m3 ,但需要较大的处理场地,且受气
　　候条件影响很大,这都限制了该工艺的应用。目前,
　　厌氧+好氧处理工艺应用较为广泛。胡海良等人将
　　环形生活污水高效净化沼气装置应用到猪场废水的
　　处理上,废水经过高效净化沼气装置后进入接触氧化
　　池,进行自然曝气去除CODcr和BOD5 , 该工艺对
　　COD、BOD的去除率达到90%以上,但出水氨氮为
　　100～200 mg/L,去除效果不好。邓良伟等人进行了
　　厌氧- 加源水- 间隙曝气(Anarwia)的研究,此工艺
　　是厌氧+ SBR工艺的改良,因为厌氧消化较完全,导
　　致好氧处理中C /N较低,影响后续消化效果,如果添
　　加外源碳源或外源有机物提高C /N,运行成本随之增
　　高,故提出了部分猪场废水进入厌氧池进行厌氧处
　　理,另一部分进入沉淀配水池与厌氧出水混合后再采
　　用间歇曝气的序批式反应器( SBR)处理,经过一年的
　　生产性试验,该改良工艺对COD、氨氮、TN的去除率
　　分别为93. 1% ～97. 4%、98. 2% ～99. 5%、93. 1% ,
　　但最终剩余难降解的有机质还需要进一步物化处理
　　才能达到排放标准。
　　3 其他相关处理技术
　　猪场废水处理还有其他的相关处理技术,如从养
　　猪场生产过程的环境管理上考虑,在源头改进工艺减
　　少排污,减轻污染。采用干清粪工艺取代水冲式清粪
　　就是一种较好的方法,干清粪工艺是将粪便单独清
　　出,不与尿、污水混合排出,这种工艺固态粪便含水量
　　低,粪中营养成分损失小,肥料价值高,便于堆肥和其
　　他方式处理,还可以节约用水,减少废水和污染物排
　　放量,易于净化处理,是目前理想的清粪工艺。以万
　　头规模化养猪场为例,将现有的水冲粪工艺改为干清
　　粪工艺,每年可减少污水排放5. 5万吨,既节约了用
　　水,又减少了污染。王德刚等人提出“零污染”干式
　　法养猪,即在栏舍内铺上敷料,将猪的粪尿吸附混合,
　　生物处理后进行二次发酵,并经工艺处理合成生态有
　　机肥,对周围环境达到“零污染”的排放效果,同时降
　　低猪群疾病发生率,加快生长速度,提高饲养效益以
　　达到较好的经济效益、环境效益。
　　目前很多学者提出了不少猪场废水处理的新方法,
　　但都只停留在试验室小试阶段,真正应用到生产中还需
　　要进一步的研究试验。邓良伟等人利用秸秆作为载体
　　进行堆肥,在堆肥发酵过程中,产生的生物热蒸发浓缩
　　“猪场废水”,达到处理猪场废水和生产有机肥的目的。
　　以秸秆为载体用猪粪水及其厌氧消化液进行堆肥处理,
　　其吸水比可达1∶5. 94～1∶6. 65,堆肥含水率基本在
　　70%以上,超过一般堆肥过程含水率( 50% ～60% ) ,
　　且能保持较长的高温期,说明以秸秆为载体吸收猪粪
　　水在高温条件下进行堆肥的工艺路线是可行的。在
　　堆肥过程中,氮、磷、钾是一个累加的过程,所获得的
　　堆肥是一种肥效较高的有机肥,但该工艺消耗猪场生
　　产废水有限,仅限于小规模的污水处理,对于大规模
　　的猪场废水处理还需研究探讨。
　　4 结论与展望
　　根据以上分析,解决猪场废弃物污染问题,首先
　　应当加强猪场环境管理,从源头污水减量化考虑,采
　　用“零污染”干式养猪,减少用水量,基本实现零污染
　　物排放;或采用干清的方式代替水冲,既不会流失营
　　养物质,又可以大大减少废水的排放。养猪业属于传
　　统产业,猪场废水处理必须寻求经济可行、处理效果
　　好的方法。开发经济有效的处理工艺是目前猪场废
　　水处理的重点。高效厌氧反应器的研制、氮磷污染物
　　的去除、沼气发电技术及无害化资源能源的回收是今
　　后猪场废水处理的重要研究方向。
　　参考文献:
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　　constructed wetlands under varying nitrogen loads [ J ]. Ecological
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　　[ 2 ] 成文. 养猪场废水处理工艺研究[ J ]. 环境污染与防治, 2000, 22
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　　水排水, 2001, 17 (3) : 8 - 11.
　　[ 4 ] 余远松. 凤眼莲水生生态系统处理大型养猪场废水的应用研究
　　[ J ]. 农业环境保护, 2000, 19 (5) : 301 - 303.

　　畜禽粪便用于生产饲料的方法

　　随着我国畜牧业的蓬勃发展,生产规模化、集约
　　化趋势越来越明显,在给人类提供丰富的畜禽产品同
　　时,由于规模化养殖场的畜禽粪便和污水多不处理直
　　接用作肥料,某些地区甚至直接排入江河,造成严重
　　的环境污染。其实,畜禽粪便并非完全是不可利用的
　　废物,粪便中有一部分营养物质能被动物直接再吸
　　收,还有一部分物质可通过处理再被动物吸收。现在
　　被各国所接受和使用的主要处理方法有以下几种。
　　1 干燥法
　　一般只适用于营养物质含量较高的鸡粪。
　　1. 1 自然干燥
　　将新鲜粪便单独或掺入一定比例糠麸拌匀后,摊
　　在水泥地面或塑料布上,随时翻动,自然风干、晒干,
　　然后粉碎,掺到其他饲料中饲喂。此法成本较低,操
　　作简单,但受天气影响大,晒干时造成的环境污染大。
　　1. 2 加温干燥
　　干燥快速,可达到灭菌、灭杂草籽和去臭的目的,
　　但是经处理后的粪便养分损失较大,成本较高。
　　1. 2. 1 低温干燥 将畜禽粪便运到装有机械搅拌和
　　气体蒸发的干燥车间或干燥机、隧道窖中,在70 ～
　　500 ℃的温度下烘干,使畜禽粪便含水量降到13%以
　　下,再储藏和利用。
　　1. 2. 2 高温快速干燥 将含水量为70% ～75%的
　　畜禽粪便通过高温快速干燥机,在不停旋转的干燥机
　　中,畜禽粪便通过间接加热( 500 ～700 ℃) , 12 s左
　　右,含水量即可降至13%以下。
　　1. 3 微波处理干燥

水煤浆气化技术论文(2)

　　水煤浆气化技术论文篇二
　　德士古水煤浆气化技术的特点及应用

　　【摘要】水煤浆气化技术在我国由来已久，近年来，德士古水煤浆气化技术在我国的发展更为的迅速，其技术应用的范围也在不断的扩大，德士古水煤浆气化技术具有很多优点，因此，其应用还有待于进一步开发。本文将从以下几个方面来分析德士古水煤浆气化技术的特点及应用。

　　【关键词】德士古水煤浆气化技术;特点;应用;分析

　　中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：

　　一、前言

　　目前，国内水煤浆气化的应用还存在一定的问题，选用何种技术成为了主要的关注点，因此，研究德士古水煤浆气化技术的特点及其在我国的应用具有很深远的现实意义。

　　二、煤气化原理及发展趋势

　　1、煤气化的原理

　　煤的气化反应是指气化剂(空气、水蒸气、富氧空气、工业氧气以及其相应混合物等)与碳质原料之间以及反应产物与原料、反应产物之间的化学反应。在气化炉内，煤炭要经历干燥、热解、气化和燃烧过程。

　　(一)湿煤中水分蒸发的过程：

　　(二)热解(干馏)是煤受热后自身发生的一系列物理化学变化过程。一般来讲，热解的形式为：煤 煤气(CO2，CO，CH4，H2O，H2，NH3， H2S)+焦油+焦炭

　　(三)气化与燃烧过程。仅考虑煤的主要元素碳的反应，这些反应如下：

　　a.碳-氧间的反应;

　　b.碳-水蒸气间的反应;

　　c.甲烷生成反应;

　　需要指出的是，以上所列诸反应为煤气化和燃烧过程的基本化学反应，不同过程可由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。

　　2、煤气化技术的发展趋势

　　现代煤炭气化技术发展趋势如下：

　　(一)气化压力向高压发展。气化压力由常压、低压(<1.0MPa)向高压(2.0-8.5MPa) 气化发展，从而提高气化效率、碳转化率和气化炉能力。

　　(二)气化炉能力向大型化发展。大型化便于实现自动控制和优化操作，降低能耗和操作费用。

　　(三)气化温度向高温发展。气化温度高，煤中有机物质分解气化，消除或减少环境污染，对煤种适应性广。

　　(四)不断开发新的气化技术和新型气化炉，提高碳转化率和煤气质量，降低建设投资。目前碳转化率高达98%-99%，煤气中含CO+H2达到80%-90%。

　　(五)现代煤气化技术与其他先进技术联合应用。

　　(六)煤气化技术与先进脱硫、除尘技术相结合，实现环境友好，减少污染。

　　三、国内应用上存在的问题与解决措施

　　1.存在的问题

　　(一)气化效率仍然低

　　当前在国内，在燃烧上多采用单喷嘴直喷的模式，像德士古炉，而华东理工大学则采用多嘴对喷，后者的改进虽然增强了利用的效率，但是其对耐火砖的损坏也相应的加大了。在整个气化装置中，采用单个喷嘴时，其容量受到了限制，这就制约了水煤浆气化的转化效率。当采用多对喷嘴时，喷嘴的寿命也同时受到了考验，在雾化方面的效果仍然不能得到完全的控制。

　　(二)耐火砖的寿命短

　　水煤浆中本身存在34%左右的水，它的存在会吸收大量的热，在转化过程中，反应的进行使得化学平衡容易遭受破坏，因此，在设计上安排了耐火砖来作内衬。耐火砖专为改善水煤浆气化而来，所以，好的耐火砖将会对气化产生重要的作用。而在实际转化过程中，耐火砖十分容易损坏，当转化炉的操作温度过高时，它将直接烧坏耐火砖。

　　(三)煤炭质量的影响在现今的转化中，煤浆的混合制成，也对煤中含灰量和灰熔点有着特定的要求，当煤的质量不能满足水煤浆的合成时，其气化的效果将降低，同时，在进一步的燃烧中，由于可燃物含量的低下使得将要获得热能减少。

　　四、德士古水煤浆气化技术工艺

　　水煤浆制气的德士古工艺见图 1：

　　五、德士古水煤浆气化技术特点

　　德士古加压水煤浆气化工艺与第一代煤气化工艺相比,主要是提高了气化压力和温度,从而改善了技术经济指标。扩大了煤种的适应范围,该气化炉属于喷流气化,以水煤浆方式进料,其气化压力为2.0~8.5MPa。

　　主要工艺特点如下:

　　1、煤种适应性强,主要以烟煤为主,对煤的活性没有严格要求,但对煤的灰熔点有一定要求。

　　2、水煤浆用泵连续输送,故气化炉操作稳定性好,输送方便并有利于环境改善。

　　3、碳转化率高达96%以上,排水中无焦油、酚等污染环境的副产物产生,同时煤气中甲烷含量低,是较为理想的合成原料气。

　　4、气化在加压下进行,气化强度高,设备体积小,布置紧凑而且能耗较低。

　　5、气化炉内无转动部件,其结构简单、可靠。

　　6、气体在气化炉内停留时间短,仅为几秒钟,因而气化操作弹性大。

　　7、气化炉高温下排出之熔渣性能稳定,对环境影响小。

　　德士古水煤浆气化技术,与无烟煤间歇气化及鲁奇(Lurgi)气化技术相比具有明显的优越性。该法常以灰融点低活性较好的煤质为主,对煤种有较宽的适应性。适宜于作生产合成氨和甲醇的原料气。因而该技术引入我国以后,引起合成氨企业及各界人事的普遍关注。

　　六、德士古水煤浆气化的应用

　　目前我国采用该技术的在运行装置有20多家。鲁南化肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工厂和黑龙江浩良河化肥厂是国内使用德士古水煤浆气化炉较早的厂家，德士古水煤浆气化炉的部分应用情况见表 1。

　　表 1 德士古德士古水煤浆气化的应用状况

　　七、水煤浆气化工艺前景展望

　　德士古加压水煤浆气化技术虽然是比较成熟的煤气化技术，但从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。

　　1、气化炉烧嘴运行周期较短，一般不超过 3 个月，这是造成德士古装置必须有备炉的主要原因;

　　2、耐火砖使用寿命国产约 1 a，进口约 2 a，导致维修费用较大;

　　3、单烧嘴制气，操作弹性较低;德士古加压水煤浆气化炉耐火砖的寿命问题仍然是一个难题，对于德士古水煤浆气化炉烧嘴的问题已有一些新的气化炉将单喷嘴改为对置式多喷嘴，可以增加热质传递，并且能提高碳的转化率。目前由兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担的国家高技术研究发展计划(863 计划)重大课题“新型水煤浆气化技术”就是将单喷嘴水煤浆气化炉改为对置式多喷嘴水煤浆气化炉，并配套生产甲醇和联产发电。多喷嘴对置式水煤浆气化技术含水煤浆制备工序、多喷嘴对置式水煤浆气化和煤气初步净化工序、含渣水处理工序。

　　多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高，全部采用集散控制系统(DCS)控制，特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。工业运行证实，该装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，操作的方便程度优于引进水煤浆气化装置。多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完全可行，工艺指标也极为先进，对初步的运行结果统计表明：有效气 CO+H2≥82%，碳转化率≥98%。通过工业化规模的气化炉的示范运行，我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平，具有自主知识产权的大型煤气化技术。

　　随着机械化采煤的发展，粉煤产率也在增加，利用此项技术可以解决粉煤的利用问题，也可以解决煤炭在洗选过程中产生的大量煤泥，利用水煤浆气化技术联合循环发电也具有广阔前景。今后煤化工的更多机会是发展新型煤化工，即煤制甲醇、煤烯烃、二甲醚和煤制油，煤气化生产甲醇及其下游产品的开发和 IGCC 联合发电也是新型煤化工的一个发展方向。新型煤化工将成为今后煤化工产业的发展主题。

　　八、结束语

　　在我国今后的水煤浆气化的发展过程中，可以更加深入的分析德士古水煤浆气化技术，通过充分利用其优势来提高其使用效果，从而提高我国水煤浆气化技术的整体质量水平。

　　【参考文献】

　　[1]陈俊峰.煤气化技术的发展现状及研究进展[J].广州化工，2012.40(5)：31-33.

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　　[5]崔嵬,吕传磊,徐厚斌. 德士古水煤浆加压气化技术的应用及创新[J]. 化肥工业,2000,06:7-8+17-58.

　　
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1. 煤气化技术论文

2. 煤气化技术论文(2)

3. 煤炭气化技术论文(2)

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