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废水处理技术之造粒流化床技术及应用前景

来源:北极星环保设备网   更新时间:2019-01-08 16:38:24    

  1流化床基本概念

  当一种流体以不同速度向上通过颗粒床层时,可能出现以下几种情况。

  固定床一一当流体的速度较低时,流体只是穿过静止颗粒之间的空隙而流动,这种床层称为固定床;

  初始或临界流化床一一当流体的流速增大至一定程度时,颗粒开始松动,颗粒位置也在一定的区间内进行调整,床层略有膨胀,但颗粒仍不能自由运动,这时床层处于初始或临界流化状态;

  流化床一一如果流体的流速升高到全部颗粒刚好悬浮在向上流动的气体或液体中而能做随机的运动,此时颗粒与流体之间的摩擦力恰与其净重力相平衡。此后床层高度L将随流速提高而升高。这种床层称为流化床;

  稀相输送床一一若流速再升高达到某一极限值后,流化床上界面消失,颗粒分散为悬浮在气流中,并被气流带走,这种床层称为稀相输送床;

  2流化床的特点

  流化床中的气固运动状态很像沸腾着的液体,并且在许多方面表现出类似于液体的性质。流化床具有象液体那样的流动性能,团体颗粒可从容器壁的小孔喷出,并象液体那样,从一容器流入另一容器;再如,比床层密度小的物体可很容易的推入床层,而一松开,它就弹起并浮在床层表面上;

  当容器倾斜时,床层的上表面保持水平,而且当两个床层连通时,它们的床面自行调整至同一水平面;床层中任意两截面间的压强变化大致等于这两截面间单位面积床层的重力。

  3造粒型流化床污水处理技术

  造粒流化床是运用化学工学中准稳态操作原理和反应工程理论,结合混凝工程的实践经验提出的一种新型水处理技术。该技术的主要技术指标如下:

  初段化学混凝反应在水力混合器中完成,水力停留时间在1min以下;造粒反应在上向流机械搅拌装置内完成,机械搅拌强度(G值)在30s-1min左右,水力停留时间为10-20min;

  固液分离在自我造粒流化床上部的固液分离区内完成,水力停留时间为5—10 min;

  污泥在分离的同时自动完成浓缩过程,以无机悬浮颗粒为主的体系,分离污泥含水率可达80%-85%,有机成分和无机悬浮物共存体系,分离污泥含水率为90-95%;

  分离出水ss浓度通常小于5mg/L,分离区设置强化分离辅助装置后分离出水ss浓度通常小于1mg/L;

  适用范围:原水(污水、废水)ss浓度1000-20000 mg/1,COD不大于1000 mg/L。

  该技术在特殊设计的一体化装置得以实现。其主要特点是水力停留时间短,体积小,占地面积小,适用性广,使用灵活,处理效率高,可同时完成固液分离和污泥浓缩。

  该技术可广泛用于高浊度给水处理、高悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥浓缩、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。

  4应用现状

  由于造粒流化床技术具有能够高效进行回液分离,它广泛用于高浊度给水处理、高悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥浓缩、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。

  运用造粒型高效回液分离技术处理高悬浮物浓度工业废水在以下几个方面优于传统处理工艺:

  (1)处理效率高,效果好。高效固液分离装置主体设备的水力停留时间为9min左右加上前面水泵和管道混合,总水力停留时间在10min以内,远比传统处理工艺所需的停留时间短.经这样短的处理时间,装置出水浊度已满足工业回用水质要求.且需要的无机混凝剂投量低于传统混凝沉淀工艺。

  (2)分离污泥含水率低,无须专门浓缩处理。高效固液分离装置的分离污泥脱水性能非常好,在存泥区停留lh以上,污泥含水率就降到85%以下,无须专门浓缩即可进行最终污泥处理.

  (3)操作灵活性强,能满足不同处理需要,高效固液分离装置不仅能进行废水连续处理,也能进行间歇处理,且抗冲击负荷能力强,在超过额定负荷50%的情况下也基本上能保证处理水质。

  下面以造粒流化床技术在洗车废水回用处理中的应用为例,介绍流化床在处理工业废水中的应用:针对目前洗车业水污染和水资源浪费的现状,近年来我国市场上出现了各种洗车废水回用设备。

  有的基于多介质过滤器,陶粒吸附过滤器,超滤系统的截留、吸附、筛分原理来实现洗车废水处理后回用;有的采用常规的隔油沉淀、过滤、消毒方法。

  虽然经这些设备处理后的出水能达到洗车废水水质要求,但其共同的缺点是占地面积大、建设及运行费用都比较高,在技放市场的时候遇到不少困难。

  然而,采用造粒流化床技术处理洗车废水时,洗车废水经过流化床装置处理后,出水的水质可达到洗车回用水的排放标准。造粒流化床法产生的污泥的含水率明显比常规混凝沉淀法产生的污泥低,不需要设置污泥浓缩设备。

  并且,造粒流化床法与传统的处理工艺比较,具有占地面积小、设备结构简单、投资和运行费用低等优点,因此将其用于洗车废水的回用处理,具有广阔的市场前景。

  5产业前景

  在积极实施《全国生态环境建设规划》的过程中,水资源的综合利用、水资源再生以及水污染治理是尤为重要的环节。因此水处理设备的市场容量会大幅度增加,市场竞争将是技术水平、适用性和价格的竞争。

  采用流化床技术的系列设备具有技术先进,体积小,成本低的特点,并可按照用户要求进行生产,在环保设备市场上将具有强竞争力。流化床技术的主要用户将是中小工业企业的工业用水处理、废水处理、工业水循环再利用,城镇中小型给水处理、污水厂污泥处理等。

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