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SBR工艺污水处理技术论文1
论文摘要：
生物膜法技术具有很强的抗冲击负荷能力，且处理效果理想，运行维护简单，不会产生污泥膨胀的现象，因此在污水处理中有着广泛的应用。本文介绍了生物膜技术的概念、分类和特点，对生物膜技术在污水处理中的应用状况做了简要的分析。
论文关键词：
生物膜；污水处理；进水水质；出水水质
目前我国污水处理行业中常用的活性污泥法具有成本高、对水质和水量适应性较差、容易造成二次污染等缺点，而生物膜法的出现有效的改变了这种状况，为我国的污水处理行业带来了新的选择。
一、生物膜法的概念和特点
生物膜法是令微生物附着在惰性滤料上，形成膜状的生物污泥，从而对污水起到净化效果的生物处理方法。
生物膜法具有运行费用低廉、管理方便的特点，对进水的水质与水量变化有着很强的适应能力，克服了活性污泥法中污泥丝状膨胀的缺点，剩余污泥量也有了显着的减少。但是与活性污泥法相比，生物膜法对环境温度的要求较高，气温过高或过低都会影响生物膜的活性，引起生物膜的坏死和脱落。另外，由于生物膜需要附着在滤料上才能够对污水起到净化作用，因此载体的比表面积对生物膜处理的效果有着很大的影响，如果选用的滤料比表面积达不到要求，想要达到预期的处理效果就需要增加处理池的面积，使投资费用增大。生物膜法中使用的滤料属于消耗品，需要对其进行周期性的更新，增大了运行期间的管理费用。同时，生物膜法对工艺设计和运行条件的要求较为严格，一旦发生问题，便会引起滤料的破损和堵塞，降低出水的水质。
二、生物膜法的分类和优缺点
(一)生物接触氧化法
生物接触氧化法实际上是一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池与生物滤池相结合产生的综合性污水处理工艺，同时具备两种处理方法的优点，具有容积负荷高、抗冲击负荷力强的特点。生物接触氧化法的供氧十分充足，膜的更新速度非常快，大大的提高了生物膜的活性，增强其抗冲击能力，而且使用生物膜法会将产生的大部分活性污泥附着在载体上，减少污泥产量及回流量，降低对机械的损耗。但生物接触氧化法的滤料容易发生堵塞，增加了管理的难度。
(二)生物流化床
生物流化床技术是利用气体或液体，使附着微生物的固体颗粒状滤料呈流态化，对污水进行净化的技术。生物流化床法充分利用了微生物不同生命活动阶段的特征，根据微生物的生长特点将处理阶段划分为固定床阶段、流化床阶段、液体输送阶段三个阶段。生物流化床的主要优点：
1、容积负荷高，抗冲击能力强。由于生物流化床的载体是采用小粒径固体颗粒，且载体成流态化，所以生物流化床的单位体积表面积要比其他生物膜法的大很多且抗击能力要较其他生物处理法高。
2、微生物的活性较强。由于生物颗粒不断地相互碰撞与摩擦，使生物膜的厚度较薄且均匀。对于同类污水而言，在同等的处理条件下，生物膜不仅反应速率快且呼吸率也非常快，所以微生物的活性较强。
3、净化效果好。由于载体颗粒一直处于剧烈的运动状态，从而导致界面的不断更新，这样不仅有利于微生物对污染物的吸附和降解，更能加快生化反应速率，进而使净化效果得到提高。
但是由于微生物颗粒在设备当中处于流动状态，对设备的磨损较为严重，同时载体颗粒自身也存在着磨损现象。另外，生物流化床的防堵塞问题及生物颗粒流失等问题目前还没有有效的解决方法，在一定程度上限制了生物流化床的推广。
(三)移动床生物膜反应器
移动床生物膜反应器简称MBBR，是介于生物接触氧化法与生物流化床法之间的一种新型生物膜污水处理工艺，很好的解决了生物接触氧化法中滤料堵塞的问题，同时也克服了生物流化床中三相分离困难的缺点，具有良好的处理效果。
移动床生物膜反应器利用密度接近于水的颗粒状材料作为生物膜的载体，向反应器中连续通入污水同时进行曝气，创造出良好的混合接触条件，利用微生物的生物活动达到净化污水的目的。移动床生物膜反应器具有微生物浓度高、食物链长的特点，对进水的流量和浓度变化有很强的适应能力。同时，由于选用的生物膜载体密度与水接近，降低了流化过程的能量消耗，增大了传质速率，且不易发生堵塞，剩余污泥量明显少于活性污泥法。另外，由于此方法的结构紧密，因此具有占地少、能耗低的特点，明显的降低了投资与运行维护的费用。以上种种优点使得移动床生物膜反应器在污水处理过程中得到了广泛的应用。
(四)生物滤池法
生物滤池法的基本流程是由初沉池、生物滤池和二沉池三部分组成的。生物滤池主要分为两大类：
1、有高负荷生物滤池。其优点是处理效果好，去除率可达90%以上，其出水可降到25mg/L以下，且出水水质非常稳定。其缺点是占地面积过大，容易堵塞，影响环境卫生。
2、塔式生物滤池。与传统的生物滤池相比，其具有负荷高、分层明显、堵塞可能小与占地面积小等优点。
三、生物膜法技术在污水处理中的实际应用
生物膜法因其良好的处理效果、较低的污泥产量和经济的运行维护费用，在污水处理中得到了广泛的应用，本文以移动床生物膜反应器的实际应用、组合式生物膜SBR工艺在医院污水处理工程的应用为例，探讨生物膜技术在污水处理实际应用中的现状。
(一)移动床生物膜反应器的实际应用
印染废水的水量较大，占到了全部工业废水的百分之十，具有有机物含量高、COD值大、色度高、酸碱度变化大等特点，传统的活性污泥法对进水的变化适应能力不强，而移动床生物膜反应器微生物浓度高，抗冲击负荷能力强，能够很好的适应印染废水水质与水量的变化。采用移动床生物膜反应器处理印染废水的出水，能够有效的降低出水的COD和色度，使出水水质达到国家一级排放标准，其具体处理过程如下：
1、试验阶段。实验装置主要包括进出水装置、曝气装置以及反应器三部分，反应采用连续进水的方式，出水为连续式滤布膜过滤出水。反应器由两部分构成，其中左侧为反应区，采用悬浮填料，使生物膜颗粒悬浮于水中，并在气体的作用下呈循环运动状态；右侧为沉淀区，安装有滤布膜组件，可以起到泥水分离的作用，使出水借助重力流出，而污泥回流至左侧的反应区。反应过程的曝气量为0.55m3/h，水力停留时间为1.5d，进水采用针织物精细印花生产工艺中的母液和冲洗水，水质变化较大。
2、试验结果。经过一定时间的运行后检测出水的水质，发现移动床生物膜具有很强的抗冲击负荷能力，COD的平均去除率可达85%、色度的平均去除率为90%、NH3—N的平均去除率达到了85%，出水的COD及色度均达到了国家一级排放标准，对印染废水具有良好的净化效果。
3、实际应用及结论。使用移动床生物膜反应器处理印染废水，能够有效地降低出水的COD、色度与NH3—N浓度，且对进水的水质与水量的变化有良好的适应能力，在印染厂长期的使用过程中均能维持出水水质的稳定，同时运行费用较低，维护相对简单，是一种有效的印染废水处理方法。
(二)组合式生物膜SBR工艺在医院污水处理工程的应用
由于医院的污水处理方法较为传统，而且医院一般排放的污水都没有经过处理就排放出来，对环境造成了严重的污染。因此，采用组合式生物膜SBR工艺来处理医院的污水，可以更合理的将医院的污水进行处理，同时还能使医院排放的污水达到国家规定的相应标准，从而减少对环境的污染。
1、试验阶段。使用组合式生物膜SBR工艺需要运行四个阶段，这四个阶段是进水曝气、沉淀、滗水、闲置。在工作中需要把这四个阶段不断的重复循环，每个循环周期大概为五个小时左右。其大体步骤是：将超声波液位探测器安置在调节池内，当调节池里的污水达到设定的数值，提升泵就会自动运行将污水提升至污水处理的工艺池，然后鼓风机开始自动曝气，系统随之便进入了进水曝气阶段。大约十分钟以后，系统会将混合液体进行碳化、硝化、反硝化和生物反应四个过程。当调节池内的液位到达最低设定值时，系统会自动进入沉淀阶段。在沉淀一个小时后系统会自动进入滗水运行阶段，滗水结束后系统进入闲置阶段。
2、试验结果。经过一段时间的试验运行以及对出水水质的检测，发现组合式生物膜SBR工艺对医院污水的处理完全达到了国家的规定水平，起到了很好的效果。但是，系统在运行过程中还存在一些问题，比如加药量不稳定或者阻塞等等，都需要按照相关的操作及时修正。
3、实际应用及结论。组合式生物膜SBR工艺是以生物膜法为主，将生物膜法和活性污泥活法结合在一起的处理方法。这个处理方法可以从实际出发，随时切换和调整运行设备及时间，还可以控制药剂的使用量，降低污水的处理成本。
四、总结
利用生物膜法对污水进行处理，能够很好的克服活性污泥法的各项缺点，对进水具有很好的适应能力，可以应用到多种行业的污水处理过程中，具有广阔的发展前景。
SBR工艺污水处理技术论文2
摘要：
随着经济的建设发展和社会的进步，环境污染问题也随之严重，尤其是水质的污染加剧使人类加快了对于污水处理的技术研究，研制良好的污水处理工程。本文主要讲述了国内外污水处理研究概述，提出了PLC系统的发展史和特点以及在污水处理工程中的应用。
关键词：
污水处理；PLC技术；应用
1. 国内外污水处理研究的概述
在二战过后，发达国家为污水处理投入了很多的资金和科研力量，不仅仅对污水处理的理论知识研究做出了成果还注重与科技系统相结合，研发出了自动控制系统，高效、智能的污水处理的仪器和技术不断进步发展与火热的计算机技术融合，计算机控制污水处理工艺也取得了不菲的成就。目前现金的污水处理系统可以实现无人看守，自动控制加智能电脑操作达到良好的污水处理效果。我国也随着经济建设的需求和城市化的进程加快的步伐，对于水的要求也极速增加，无论从生活居民用水水质要求和工厂废水排放来讲，都需要良好的检测和控制系统保证水资源的实施和利用。而我国污水处理自动化进程起步晚，但是由于国家的高度重视和投入科技资金力量研究，相关部门大力支持下，我国的污水自动化处理系统也有了质的飞跃。
2. PLC技术的发展史和特点
2.1 PLC技术的发展历程
PLC技术是工业应用中的可以自动控制的一种装置设施，也可称为可编程控制器，该技术为工业自动化做出了巨大的`贡献，是工业自动化生产的首要主导设备，自动化程度高，效果准备，使用也较为简单方便。随着技术力量的快速发展，在1969年第一代PLC问世，应用到了美国工业中汽车制造行业，取得了良好快速的控制效果，以控制简单、造作简单、占地较小、灵活使用、可靠性高的显著优势大范围推广到了其他行业如食品、造纸等工业领域，也得到了世界工业领域的一致认可和引进研究。我国也与1974年开始研究，1977年成功投入使用到了生产领域中，国际电工委员会也将PLC技术载入了典籍，高度认可了PLC技术的适用性和对工业发展的推动作用。
2.2 PLC技术的分类特点
首先PLC技术的大范围的推广原因是其具备可靠性高的特点．在PLC系统的整个硬件设置方面研发了具体的抗干扰的措施，可以有效的隔离干扰因素的影响，软件系统也设置了诊断保护和设备状态保护的功能，使PLC技术的可靠性提高。而且在系统设施的时候采取了简易软件系统代替了复杂繁琐的编程系统，可以被工程技术人员快速的理解掌握从而高效率的完成编程设置及后续修改检查工作。它还具备良好的适用特性，不仅仅是可以应用到一个生产行业，针对不同的行业具备丰富齐全的品种可柔性设置和编程进行组件方便其他行业的使用，并且还可以和计算机网络结合，联网控制操作。它还具备完善的功能，可以保证工业生产中的定时顺序控制且易于人员的操作和安装使用，装卸方便，维修也方便，整个系统设置中植入了自诊断的功能，一旦出现问题可以根据完整的问题诊断和故障指导进行维修，快捷简易。
3. PLC技术在污水处理中的实际应用
3.1对于污水处理系统的工艺的实际运用
PLC技术不仅仅在污水处理系统中的自动化控制各个建筑物中具备良好的控制作用，还可以对建筑的各个设备中采取监测和控制，针对不同的污水特性和指标设置指标和控制细节。如在污水处理中的格栅中可以通过流过其污水的水位高低和浮动情况监测实际中的开启时间还有中断时间，在污水提升泵站，来根据污水数量的多少也是通过液面高低浮动来控制实际生产中应该开启多少泵便可处理完实际中的污水总量，合理分配资源和机器数量，以免浪费时间或者机械成本，对于工艺设施中的具体设备PLC也具备着相应的软件可以监控设施的运转情况，是否出现问题，实时不断监控将运转情况定时发动到总控制室若出现问题还会发生实时预警等功能，智能快捷的采取一系列措施保证设备的正常使用。
3.2 PLC技术对于油污水的处理实际情况
根据PLC技术对整个污水处理站的系统设施和工艺设备的控制情况，在对于油污水处理中，也主要是针对油污水的流量和水池的液面进行检查和计数一定数量的污水站的信号，检测过程中主要统计一定的具体的数值情况反映实际生产中的状态和数据，可供日后人员统计分析这些数据来掌握实际生产中的具体真实情况，还赠加了实时报警设施，当系统设置中的某些数值被实际生产中的实际数值超过临界点时，会提出预警方便操作人员及时勘探状态，保证生产的良好运转和安全情况还可对应分析预警原因。
3.3 PLC技术对生活污水的处理实际情况
PLC技术除了保证控制生产中油污水处理安全在生活污水处理时，更注重的是高效率、低成本，简单化的操作和便于维护保证生活污水处理工程的运转。在此过程中，它采取对于具体工艺设备监控好液面水位的情况和实际容量对于机械设备采取开关的形式，多时多开，少时少开泵和设备，智能人工化控制。
4.结语
要想将污水处理数量扩大规模过大，就必须从控制系统上做好工作，减轻人员的负担和生产成本，增加实际控制能力和整体环节把控，采用PLC技术对污水处理工程研究和改进，让污水处理更加简便和高效，成熟的PLC技术可在实际污水处理中高效智能可靠的帮助污水处理工程的安全实施，保证污水处理工艺在准确的控制监测下安全的运行。
参考文献：
[1]蔡均超，罗利琴.LPC技术在污水处理中的应用[J].科技与企业，2012(09)：164.
[2]尚鸣，史林均，罗燕，蒋涛晨，顾万建.计算机技术在污水处理中的应用[J].硅谷，2014(13)：105.
SBR工艺污水处理技术论文3
摘要：
为了推进煤炭的清洁与高效利用，实现陕北地区的煤化工的循化经济，对陕北地区煤化工污水处理技术应用展开探讨，介绍了目前广泛应用的煤化工污水处理技术，然后针对其中的萃取脱酚技术进行研究，通过采样实验，确定了效果最优的萃取剂，并且优化了萃取条件。
关键词：
循环经济；煤化工；污水处理技术
陕北地区的煤炭资源具有特低灰、特低硫、中高发热量等优点，是发展煤化工产业的优良资源，因此，有着较好的煤化工产业基础。但与此同时，该地区煤化工的高耗能、高污染等问题也十分突出。随着社会与科技的进步，污染源头治理以及全过程污染治理逐渐发展为主要的环境治理思想，力求最大化地利用资源，同时尽可能地减少污染物排放，最终构建集清洁生产、资源综合利用、可持续等为一体的循环经济［1］。有鉴于此，本文就循环经济下的陕北地区煤化工污水处理技术应用问题进行探讨，以期能够促进煤化工节能减排以及综合利用煤炭资源，从而提高煤化工企业经济效益以及社会效益。
1．煤化工污水处理技术概述
煤化工是以煤炭作为主要的原材料，通过化学手段对其进行加工从而得到液态、气态以及固态化合物产品。在煤气化、煤直接液化和炼焦等生产环节中，会产生十分巨大的工业废水量，包括气化废水、净化废水、生活及化验废水、循环排污水等等。目前，我国煤化工企业主要通过预处理、生化处理、深度处理、回用处理以及高盐水处理等环节进行污水处理。
1．1预处理煤化工污水首先要通过预处理来对其中的酚、氨等资源进行回收，并且将其中的油类以及灰渣等杂质进行分离，使其能够进行后续的处理环节。目前我国煤化工污水预处理所用的工艺主要有气浮、沉淀、过滤、萃取、气提等，其中的关键技术在于萃取与气浮。萃取技术主要用于对煤化工污水中的酚、氨等资源进行回收，多用于碎煤加压气化项目产生的高酚氨污水的预处理；气浮技术则用于去除煤化工污水中的油类物质。
1．2生化处理经过预处理后的煤化工污水将继续进行生化处理，即通过微生物对污水中的有机物进行降解。目前，我国煤化工企业中主要使用活性污泥以及厌氧微生物等技术来进行煤化工污水的生化处理。活性污泥技术的优点是对于环境的需求不高，处理效果较为显著，并且技术成熟、操作简单。其缺点是对含酚量较高的煤化工污水难以进行有效处理，会生产较多污泥，在管理方面也有着较高的要求。因此，目前该技术多用于含酚浓度比较低并且毒性较差的煤化工污水处理。厌氧微生物技术的优点是不受煤化工污水的含酚量的制约，能够用于各种浓度的含酚煤化工污水的处理。其缺点主要在于厌氧微生物需要一定的时间进行降解，使得污水处理周期较长，并且受到污水中含碳化合物的影响等。因此，目前我国煤化工企业通常将其与其他方面结合使用。
1．3深度处理经过预处理以及生化处理后，煤化工污水还需要通过深度处理来进一步去除其中可能造成环境破坏的物质。在深度处理环节，目前我国各煤化工企业所采用的主要技术有高级氧化技术、吸附技术以及三级生化技术等。高级氧化技术的原理是以电化学等手段生成羟基自由基(－OH)，以此对煤化工污水中的有机物进行降解处理；吸附技术的原理是以活性炭、粉煤灰等多孔的固体材料来吸附煤化工污水中的污染物；目前应用较为广泛的三级生化技术是曝气生物滤池(BAF)，这些三级生化技术也是通过微生物来对煤化工污水中的污染物进行降解处理。
1．4含盐污水处理煤化工污水中的循环排污水、脱盐水站排污水等，具有有机物含量低、含盐量低于1%的特征，目前多采用回用水站对其进行处理。含盐污水的处理技术目前以“超滤+反渗透”为主，通过该技术能够使污水中的COD含量降到10mg/L以下，氨氮的含量降到5mg/L以下。
1．5高盐水处理通过“超滤+反渗透”等技术对含盐污水进行处理时，会产生TDS超过1%的高浓度含盐污水。陕北地区因为水资源匮乏没有纳污水体，因此必须对这些高浓度含盐污水进行处理，从而实现煤化工污水的零排放。目前处理高盐水的技术是通过蒸发塘将水分蒸发，或者通过蒸发结晶技术回收水分，同时得到结晶盐。
2．煤化工污水萃取脱酚工艺优化研究
在上述的煤化工污水处理环节中，预处理作为第1个环节，所要处理的污水量最大、污染物成分最为复杂，处理难度也最高。本文以陕北地区某煤化工企业的污水进行萃取实验，重点针对预处理环节中的萃取技术展开研究［2－3］。
2．1污水水质分析本研究用所用的实验污水取样于陕北地区某煤化工企业，样本已经过气浮技术以及蒸氨技术的处理，用作萃取实验。样本有刺激性气味、棕褐色、略微混浊，具有较高的酚含量以及COD值.2．2筛选萃取剂目前所常用的萃取剂有MIBK、甲苯、苯、二异丙醚、乙酸丁酯等，本研究通过对水样进行实验，以此考察上述各种萃取剂的实际脱酚效果.二异丙醚沸点相对最低，说明其具有易挥发的特性。乙酸丁酯目前多用于中性酚水的萃取脱酚处理，该萃取剂对单元酚具有非常好的萃取脱酚效果，但是对多元酚的脱酚率却低于60%。MIBK对单元酚和多元酚都有良好的萃取脱酚效果，且容易回收。因此，初步筛选掉二异丙醚与乙酸丁酯。2．3萃取脱酚实验效果对比本研究中通过实验对苯、甲苯以及MIBK的萃取效果进行验证.在萃取级数为1级时，苯和甲苯对COD去除率约为60%，而MIBK则高达87%左右。联系水样的成分分析可以发现，该水样具有较高的酚含量，而MIBK对单元酚和多元酚都有良好的萃取效果，因此实验结果显示出MIBK比苯、甲苯具有更好的对COD的去除效果。根据以上实验的结果可以得出结论：MIBK具有比较苯、甲苯更为优秀的萃取脱酚、降COD效果，是该煤化工企业对污水进行萃取脱酚处理的首选萃取剂。
2．4优化萃取条件在上述实验的基础上，本研究继续进行对萃取条件进行优化的实验，实验条件为：萃取温度50℃，相比Ｒ=1∶4。2．4．1萃取级数的优化在上述萃取条件下，将水样分别与实验所选的各萃取剂进行充分混合，然后将其静置，并分层分析萃余液中COD值和总酚含量。随着萃取级数的改变而同步变化，并且保持了相同的变化趋势。观察变化曲线可以发现：总酚去除率以及COD去除率的变化幅度在萃取级数未到5级前较为明显，而在萃取级数超过5级后则趋于稳定。这意味着当萃取级数超过5级以后继续提高级数，并不能显著去除总酚和COD。因此，将萃取级数定为5级，既能够保证萃取效果，又能够节约成本。
2．4．2优化萃取相比对于萃取脱酚技术而言，若使用大剂量的萃取剂，无疑会收到较好地效果，但与此同时也增加了成本；而若使用的萃取剂过少，虽然降低了成本，但也难以收到良好的萃取效果。由此可见，相比既与萃取效果息息相关，同时也关乎着污水处理的成本。通过实验对不同相比下的煤化工污水处理效果进行考察，以此得出最佳的萃取相比。该实验条件为萃取温度50℃，萃取级数4级，萃取剂为MIBK。当相比为1∶1时，总酚去除率超过95．00%，COD去除率超过97%；而当相比为1∶4时，总酚去除率以及COD去除率均开始出现明显下滑。由此得出结论：萃取剂为MIBK时，最佳相比约为1∶4.2.4.3优化萃取温度萃取温度对萃取效果也有一定的影响，因此本研究通过实验，对MIBK在不同温度下的萃取效果进行考察.在20～70℃的温度区间内，使用MIBK进行萃取脱酚的效果没有明显的变化。笔者认为其原因在于煤化工污水的成分复杂，因此在萃取过程中吸热与放热彼此抵消。考虑到煤化工污水进入萃取塔的温度约为50℃左右，因此本研究认为以MIBK作为萃取剂的前提下，萃取脱酚的温度应当以50℃左右为宜。
3、结语
重点对煤化工污水的萃取脱酚技术进行研究，通过实验分析确定了MIBK为效果最优的萃取剂，并确定了萃取级数、萃取相比以及萃取温度等萃取条件的具体优化参数，对于煤化工污水处理技术的应用及发展具有一定参考价值，有助于推进陕北地区循环经济型煤化工的前进步伐。
参考文献：
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