1、厌氧生物处理技术应用原理
废水中含有很多有机化合物,这些物质是厌氧微生物、兼性厌氧菌等需要处理的主要对象。在准备好厌氧环境,创造好良好的厌氧条件后,相关人员可以将这些微生物放置于废水中,微生物会对处理对象进行降解,降解物为无污染、无公害的气体和相关有机物,如甲烷气体和二氧化碳。在微生物降解过程中,相关人员不需要加入任何辅助介质。该种处理技术又名厌氧消化。
2、厌氧生物技术在工业废水处理应用中的几个因素
2.1 温度
微生物对生存环境的温度有严格要求,不同微生物的适应温度有差异,只有在温度适宜的条件下,微生物才能在生存之余,发挥出更强的消化优势,使各种有机物组成成分降解效果达到大。相关人员还要对温度进行控制,通过多次实验,根据消化率,确定佳温度。厌氧微生物的生存环境有可能处于常温、中温或高温状态,其分别对应着相关的厌氧消化技术。
2.2 PH
厌氧微生物在降解有机物的过程中,不需要辅助介质,但对环境的酸碱性有要求,只有PH满足要求,消化反应才良好。每种菌类对酸碱性要求不同,如甲烷菌要求酸碱适宜,相关人员不能使培养皿中的液体过酸或过碱,以使该种菌类能快速繁殖,快速消化有机物质。产酸菌对环境酸碱性要求和其他菌类也不同,相关人员要将培养皿溶液PH控制在4.5~8.0。如果这些菌类需要在同一个容器中完成繁殖,相关人员还要结合各种菌类的适应PH,确定容器环境中的佳PH,使其能对菌类消化反应起到辅助作用。
2.3 氧化还原电位
厌氧微生物需要在无氧环境中进行消化反应,但在处理废水过程中,难免会使厌氧反应器中出现氧气,相关人员应对各种菌类的适应氧气浓度进行测定,以其为标准,判定容器中的氧气含量,终对其进行调整控制,使各种菌类能快速繁殖,快速消化。一般通过氧化还原电位来判断氧气浓度,相关人员还要对各种菌类的氧化还原电位佳范围进行确定。
2.4 有机负荷
有机负荷主要产生于厌氧生物处理器,该处理器是厌氧生物消化出气的主体,其运行效率会受到有机负荷量的影响。有机负荷越大,产气率越低,厌氧消化反应就越弱。相关人员还要将有机负荷控制在一定范围内。
2.5 F/M比
该比值主要指有机物含量与微生物含量比值,也称之为有机负荷率,在控制好有机负荷范围后,相关人员还要对厌氧生物以及废水中的有机化合物之间的关系进行分析,看其是否符合要求。在启动反应器设备时,相关人员还要考虑负荷高低,以及生物量高低。该比值越大,厌氧生物消化反应就越弱,还需要**厌氧微生物的繁殖效率。
2.6 有毒物质
厌氧微生物会降解一些有机化合物,但在废水处理中,有机化合物只是众多污染物质中的一种,还有一些重金属之类的有毒物质,这些物质难以降解,其存在还会对厌氧微生物的存在造成威胁,会直接影响厌氧消化反应效率。这种影响体现在硫化物质还原反应中,还原后的硫化物会对消化反应产生抑制作用。针对这种情况,相关人员还要利用一些金属盐类,使有毒物质含量减少。
3、厌氧生物技术在工业废水处理中的应用趋势
在工业废水处理中,厌氧生物技术逐渐和滤池、污泥床等联系在一起,组成综合性更强,处理效率更高的技术。该种技术一直处于发展状态,但该技术在处理废水中,往往只是应用在预处理阶段,在后期,还会结合其他废水处理手段,来使废水达到净化标准。在厌氧生物技术应用发展中,相关人员应扬长避短,解决该种技术的劣势,使其得到更好的应用。针对有毒物质对其作用效率产生的影响,相关人员应结合有氧处理技术和其他的湿池技术等,来增强厌氧生物技术的处理效果。这几种技术的结合,也会使废水实现循环处理。在循环处理中,好氧到厌氧再到湿池处理,废水净化效果会越来越显著。针对厌氧技术的缺陷和限制条件,相关人员还可以将其与酸化技术以及好氧技术结合起来,使厌氧出水后的废水处理效率得到保证。
脱硫废水的浓度和成分对于处理系统有着直接影响,关系到处理系统的选择。一般情况下,脱硫废水表现为弱酸性,pH值处于4~6范围内。由于脱硫废水中含有大量的悬浮物,甚至质量浓度可以达到数万mg/L。由于氟化物、COD以及重金属严重超标,废水中含有大量的1类污染物,包括Hg、Pb等元素。废水盐分含量也十分高,废水中含有大量Cl-、SO32-以及SO42-。
2、脱硫废水蒸发处理技术
2.1 技术原理
利用废水接触热烟气,借助于烟道烟气释放的热量,蒸发雾化状态的脱硫废水,将溶剂和溶剂完全分离,完成固液分离,达到零排放脱硫废水的终目的。蒸汽会跟着经过除尘处理的烟气,进入到脱硫塔内部,经过脱硫塔对烟气进行喷淋冷却之后,蒸汽冷凝下来,流入浆液的交换系统。在废水中很复杂污染物被蒸发结晶为微小颗粒物,跟随烟气内部的飞灰一同被仓式泵和除尘系统所捕获和收集,随着灰尘向外排出。
2.2 直接烟道烟气回收喷雾蒸发技术
使用这种技术需要利用双流体喷枪雾化脱硫废水,在喷入烟道后,借助烟气热量让废水实现瞬间蒸发。在废水蒸发之后会在烟气粉煤灰上形成结晶盐,除尘系统会收集结晶盐,并伴随粉煤灰排出。水蒸气跟着烟气经过脱硫塔,脱硫塔对水蒸气进行冷凝,成为新鲜水利用。使用这种工艺要在废水进入除尘器前蒸发,要对烟气温度进行控制,保证烟气温度可以高出酸露点的温度,否则容易导致除尘器的电极板出现腐蚀。在烟道内蒸发废水必须要得到控制。脱硫废水雾化后进入除尘器前的蒸发情况,主要取决于烟道结构、烟气温度以及雾化粒径的影响。
在除尘器之前烟道段必须达到足够长度,需要保证1s内雾化废水可以达到完全气化,安装喷嘴的位置要根据流体动力学展开模拟分析,从而实现控制。由于烟道温度升高,会加快废水雾化的速度,要注意保证烟气温度在130℃以上。由于废水雾化粒径变小,液滴表面积会逐渐增大,这样蒸发花费的时间会越短,速度更快。在液滴到烟道壁时已经实现完全蒸发,不会出现黏壁的情况。如果雾化粒径过于大,残留下的未蒸发液滴逐渐增加,和烟道壁面接触的液滴会逐渐增加。要将废水雾化粒径控制在50μm以内。
2.3 旁路烟道喷雾蒸发技术
使用这种技术要设置独立蒸发塔,从前端烟道向旁路烟道进行引接,在将高温烟气引入到蒸发塔中时,利用烟气调节阀对烟气进行控制,从烟道将烟气**引出。在脱硫废水雾化之后,使用烟气热量蒸发雾化废水。结晶盐随着粉煤灰进入到仓泵和除尘系统中,被收集起来,随着粉煤灰排出。在水蒸气和烟气进入到脱硫塔之后,脱硫塔会将水蒸气冷凝为新鲜水得到循环使用。
2.3.1 双流体喷雾蒸发塔
蒸发塔使用双流体的喷枪,经过对空气的压缩雾化处理脱硫废水。经过SCR对烟气脱硝后进入到空预器前面的烟道,烟道的温度设定为350℃~400℃之内,将5%烟气量抽取出来。经过预处理之后的废水会被高压泵引入到蒸发塔内,使用双流体喷枪将雾化废水向高温烟气喷射,废水水分实现快速蒸发,完成增湿降温之后烟气会在除尘器烟道注入。废水内部Mg2+、SO42+、Cl-以及重离子等污染物在蒸发干燥之后会形成细微颗粒,跟随粉尘被除尘器捕集,水蒸气将会进入到脱硫塔中得到重复利用。
2.3.2 旋转喷雾蒸发塔
使用旋转雾化器,在高速旋转形成离心力的作用下,让废水得到雾化处理。在空预器前部分锅炉生成热烟气,经过蒸发塔顶的气体在蒸发塔内均匀分布,废水经过雾化器被雾化成10μm~60μm的细雾滴,喷入到蒸发塔内,蒸发塔内热烟气和雾滴得到充分接触,废水被快速蒸发,水分会进入到烟气之中。在雾滴内盐分结晶逐渐析出,混在烟气粉尘中,随着烟气进入到除尘器中。除尘器收集起来,落在蒸发塔的底端被转运。经过处理之后烟气会被排到主烟道之中。
3、技术比较
使用烟气蒸发处理技术实现了零排放脱硫废水。产生HCl气态物质让废水外排量有所增加,更增加了腐蚀烟道的风险。
3.1 直接烟道和旁路烟道蒸发技术比较
使用直接烟道的喷雾蒸发技术要利用低温烟气,由于废水蒸发速率相对较慢,且蒸发距离约为15m。能够消耗的废水量相对较小,存在废水无法蒸发完全的情况,这样会增加雾滴挂壁、烟道积灰结垢等风险,让锅炉的稳定运行受到影响。
旁路烟道的蒸发技术需要使用高烟温的烟气,脱硫废水在蒸发结晶处理后,烟气会增加湿度,粉煤灰电阻降低,让除尘器的除尘效率得到**。由于脱硫废水中氯盐含量十分高,溢出少量氯更有助于汞氧化。由于机组的负荷带来影响比较小,使得机组运行更加简单,适应锅炉情况更好,有着更高的可靠性。在空气预热器前控制抽取高温烟气开度要在5%,脱硫液喷雾在蒸发之后会稍微影响烟温。喷雾后空气预热器两次风温会有所降低,其波动在喷雾前属于正常范畴,对于锅炉热效应产生微小的影响。
3.2 双流体和旋转喷雾蒸发塔的比较
双流体的喷雾蒸发塔制造直径小,其投资成本低,在布局上简单方便。在烟道内,双流体的喷枪使用直线式布局,喷嘴区域形成不规则形的雾区,不规则形叠加覆盖,很容易造成杂乱无章。旋转雾化器要使用喷雾盘的高速旋转形成均布圆锥形雾区,让烟气得到充分的接触。双流体喷枪要使用压缩空气作为主要动力,需求大量的压缩空气,需要配备专用空压机设备。旋转雾化器采用电机驱动方式,不再需要专门的压缩空气系统,整体系统简单明了。均衡控制雾化器的转速,让雾化特性得到充分利用,在操作上简易。
在烟道内静止布置双流体喷枪,在喷射口容易干斑结垢,导致喷嘴被堵塞,维护工作量有所增加,增加运营成本。而旋转雾化器由于处于高速旋转的状态,防堵塞,减少维修保养。采用双流体喷枪对脱硫废水进行雾化,脱硫废水需经过软化处理,而旋转雾化装置可以雾化悬浮物浓度不超过25%的脱硫废水,其适用范围更加广泛。