一体化污水处理设备技术路线调研.docx

1、一体化污水处理设备技术路线调研一体化污水处理设备技术路线调研报告一、污水处理行业发展及机遇最新监测数据显示，全国受到严重污染的劣V类水体约占地表水 的10%其中海河流域的比例高达 39.1%；第二，城镇的一些河段， 城乡接合部的一些沟渠塘坝污染严重，黑臭水体多，群众反映强烈， 公众关注度高，不满意度高；第三，涉及饮水安全的水环境事件频发。 截止2012年，全国十大水系、62个主要湖泊分别有31呀口 39%的淡 水水质达不到饮用水要求。一些地区的水环境、水生态、环境隐患已 经影响到当地的社会经济发展。1、 相关政策及要求为切实加大水污染防治力度，保障水安全，更好的建设“蓝天常 在、青山常在、绿水

2、常在”的美丽中国，2015年4月国务院发布了 “关于印发水污染防治行动计划的通知”（以下简称“水十条”）。2014 年底国家发改委发布环境污染第三方治理指导意见，拟设立500 亿兀环保基金，为环境污染治理公司提供低息、长周期 贷款。2015 年3月北京市质监局发布实施城镇污水处理能源消耗限额地方标 准。2014年底国务院印发关于创新重点领域投融资机制鼓励社会 投资的指导意见，环保领域为引导社会资本投资的七个重点领域之。2、 发展机遇“水十条”要求到2020年，长江、黄河等七大重点流域水质优 良（达到或优于皿类）比例达到70%以上，地级以上城市饮用水水源水质达到皿类的比例要高于93%要求到201

3、7年前全面消灭劣V类水。 由此将带来约2万亿元的投资规模，水处理市场将迎来极大机遇。“水十条”提出县级及以上城市应于 2015年底前全面实行居民 阶梯水价制度。今年4月到5月期间，乌鲁木齐、济南、张家口等北 方城市开始密集执行阶梯水价调整，水价上涨已成为普遍现象，有的 地方综合平均水价上涨超过70%。北京2014年开始执行阶梯水价， 由每立方米4元调整为一阶段4. 95元、二阶段7元、三阶梯9元； 杭州由每立方米1. 85元调整为一阶段2. 9元、二阶段3. 85元、 三阶梯6. 7元。污水处理价格的翻倍上涨导致工矿企业生产运营成 本快速攀升，企业迫切需要减少污水排放。自行处理或预处理污水是

4、企业乐意选择的解决方案。箱式一体化污水处理设备 具备技术优势和 先行优势，将迎来全新的发展机遇。二、污水处理一般技术路线随着城市人口的增加和工农业生产的发展，污水排放量日益增 大，全国年污水处理量增长连续多年在 20%以上。污水按来源分，可分为生产污水和生活污水。生产污水包括工业 污水、农业污水及医疗污水等；生活污水是无机物和有机物的复杂混 合物。按污染杂质分，可分为化学性污染、物理性污染和生物性污染。 污染物主要包括未经处理而排放的工业废水、与生活污水，大量使用 化肥、农药、除草剂的农田污水，堆放在河边的工业废弃物和生活垃 圾，水土流失及矿山污水等。污水处理按照作用可分为物理法、生物法和化学

5、法物理法：是利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过 程中不改变化学性质。常用重力分离、离心分离、反渗透、气浮等。 物理法处理构筑物较简单、经济，用于村镇水体容量大、自净能力强、 污水处理程度要求不高的情况。生物法：是利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体 状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质， 使污水得到净化。常用的 有活性污泥法和生物膜法。生物法处理程度比物理法要高。化学法：是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶 体物质的方法，多用于工业废水。常用混凝法、中和法、氧化还原法、 离子交换法等。化学处理法处理效果好、费用高，多用作生化处理后 的出水处理，提高出水水质。污

6、水处理按照处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理主要是去除污水中固体物质，通过机械处理，如格栅、 沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。一级处 理后的废水BOD去除率只有20%仍不宜排放，还须进行二级处理。二级处理的主要任务是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的 有机物，BOD去除率为80%-90%悬浮物去除率达95%污水中的污 染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。 一般经过二级处理的污 水就可以达到排放标准，常用生物膜处理法。三级处理是污水的深度处理，目的是进一步去除某种难降解的特 殊的污染物质，包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术 对污水进行消毒，

7、常用化学法。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格 栅或者筛率器，进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池， 以上为一级处理（即物理处理），初沉池的出水进入生物处理设备， 有活性污泥法和生物膜法，（其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧 化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物 流化床），生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过 消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处 理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子 交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物 处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之

8、后进入污泥消化池，经过脱水三、污水处理技术简介1、膜分离技术利用膜对混合物中各组分的选择渗透作用性能的差异， 以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分混合的气体或液体进行分 离、分级、提纯和富集的技术。既能对废水进行有效的净化，高效地 去除污染物，又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、安全 性高、生物稳定性好、设备简单、操作方便等特点，因此在工业废水 处理中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景。从材料的角度，膜可分为有机、无机及有机无机混合；根据膜结 构，又可分为对称膜和不对称膜；按分离原理，膜分离技术分为微滤 (MF)、超滤(UF)、渗析(D)、电渗析(ED)、纳滤(NF)和反

9、渗透(R0)、 渗透蒸发(PV)等。尤为令人瞩目的是，膜分离与蒸发、吸附、萃取、 化学反应和生物技术等相结合，形成了膜蒸馏、膜分相、液膜、膜萃 取和膜生物反应器等一系列新型膜分离技术。2、MBFB膜工艺MBFB3于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上， 经过 生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低CODNH-N浊度等指标， 一方面可直接回用，另一方面也可作为 RC脱盐处理的预处理工艺， 替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的 降低大大提高RC膜使用寿命，降低回用水处理成本。 无机陶瓷膜分 离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统， 和其它的有机膜、无机膜相比

10、，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。详 见图23、MBRE艺MB躍将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的 增大和污泥中特效菌的出现，提高了生化反应速度。同时，通过降低 F/M比减少剩余污泥产生量，从而基本解决了传统活性污泥存在的许 多突出问题。详见图3。出水分置XMBR膜生物污水处理技术应用于废水再生利用方面的几个特点：1） 能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、 生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。 分离工艺简单，占地 面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。2） 可使生物处理单元内生物

11、量维持在高浓度，使容积负荷大大 提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短， 生物反应器的占地面积相应减少。3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的 细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的 分解。5） 膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程 中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有 效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降， 维持MBR系统的有效使 用寿命。6） MBR技术应用在城市污水处理中，由于其工艺简单，操作方 便，可以实现全自动运行管理。4、磁分

12、离技术磁场本身是一种具有特殊能量的场，经磁场处理过的水或水溶 液，其光学性质、导电率、介电常数、粘度、化学反应及表面张力和 吸附、凝聚作用及电化学效应等方面的特性都产生了可测量的变化， 并且当撤掉磁场后，这种变化能保持数小时或数天，具有记忆效应。磁分离技术是将物质进行磁场处理的一种技术，是利用元素或组分磁 敏感性的差异，借助外磁场将物质进行磁场处理， 从而达到强化分离 过程的一种新兴技术。宏观的物体在某种程度上都具有磁性，但按其在外磁场作用下的 特性，可分为三类：铁磁性物质、顺磁性物质和反磁性物质。其中铁 磁性物质是我们通常可利用的磁种。各种物质磁性差异正是磁分离技 术的基础。磁分离法按装置原

13、理可分为磁凝聚分离、 磁盘分离和高梯 度磁分离法三种。按产生磁场的方法可分为永磁分离和电磁分离 （包 括超导电磁分离）。按工作方式可分为连续式磁分离和间断式磁分离。 按颗粒物去除方式可分为磁凝聚沉降分离和磁力吸着分离。磁分离作为物理处理技术在水处理中获得了许多成功应用， 显示出许多优点。磁分离利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离， 对于水中 非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性。 借助 外力磁场的作用，将废水中有磁性的悬浮固体分离出来， 从而达到净 化水的目的。与沉降、过滤等常规方法相比较，磁力分离法具有处理 能力大、效率高、能量消耗少、设备简单紧凑等一系列优点。随着强磁场、高梯

14、度磁分离技术的问世，磁分离技术的应用已经 从分离强磁性大颗粒到去除弱磁性及反磁性的细小颗粒， 从最初的矿 物分选、煤脱硫发展到工业水处理，从磁性与非磁性元素的分离发展 到抗磁性流体均相混合物组分间的分离。参见图 4。5、高梯度磁分离技术高梯度磁分离是在美国发展起来的一种新的磁分离技术， 也是现代磁分离技术的一个标志。它的应用已超越了磁选的传统对象 （处理 磁性矿物）而进入给水处理、废水处理、废气治理、废渣处理等环境 保护领域。废水中的污染物种类很多，对于具有较强磁性的污染物，可直接 用高梯度磁分离技术分离；对于磁性较弱的污染物，可先投加磁种（如 铁粉、磁铁矿、赤铁矿微粒等）和混凝剂，使磁种与污

15、染物结合，然 后用高梯度磁分离技术除去。高梯度磁分离技术处理废水速度快、 能 力大、效率高；设备简易，操作容易，操作及维护费用低；可减少或 避免使用化学药品，消除二次污染，且处理效果基本不受水温及气候 变化影响。四、超导磁分离技术在咼梯度磁分离技术环境下，提咼磁场强度即可提咼流速，提咼 废水处理量。但随着处理量的增加，分离器的成本与耗电量也显著增 高，若超过一定流速，高梯度磁分离器的分离能力就要下降。超导磁分离可克服上述缺陷。超导磁分离技术磁场强度可达 14T,由于超导体在临界温度以下无电阻，因此，运行时耗电极低。它 能在较大的空间范围内提供强磁场及高梯度磁场，因而可提高处理 量。由于超导磁分

16、离器能够产生很高的磁场强度， 可使废水中的悬浮状弱磁性颗粒充分磁化，从而可直接去除而不需投加磁种。2005年日本大阪大学Nshijima研究组最早开始超导磁分离污水 处理研究，并建立了示范装置，用于分离造纸厂污水，分离后污水 COD化学需氧值）可由起始的110mg/L,降到25mg/L,去除率近80% 他们采用的是预先在污水中添加 Fe3O4 “磁种子”颗粒和聚氯化铝絮 凝剂，絮凝剂将污水中有害物质和Fe3O4磁性颗粒一起絮凝，这样通 过超导磁体吸引分离。尽管分离效果很好，但由于还需加入有机絮凝剂，没有完全摆脱 因有机絮凝剂的加入带来的二次污染，此外超导磁体冷却采用的是液 氦浸泡冷却。图5中科院理化研究所克服了以上难题，在磁种子材料和超导磁体冷却技术上取得了创新进展。采用等离子有机覆