一体化农村改厕污水处理设备
处理的污水种类:生活污水、医疗污水、洗涤污水、屠宰污水及相类似的工业污水。
适用于:农村生活、光伏电站生活、景区厕所、工厂、员工宿舍、办公楼、社区、服务区、收费站、养老院、大型医院、卫生院、小型诊所、实验室、化验室、洗车厂、酒店、宾馆、餐具清洗中心、屠宰场等等。
物理化学法(简称物化法),是利用萃取、吸附、离子交换、 膜分离技术、气提等物理化学的原理,处理或回收工业废水的方法。它主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质,回收有用组分,并使废水得到深度净化。
因此,适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法),或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前,一般要经过预处理,以减少废水中的悬浮物、油类、有害气体等杂质, 或调整废水的pH值, 以提高回收效率、 减少损耗。
同时,浓缩的残渣要经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法(包括渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法等)。
(1)萃取法
萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂,充分混合接触后使污染物重新分配,由水相转移到溶剂相中,利用溶剂与水的密度差别,将溶剂分离出来,从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收,再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂,提出的物质叫萃取物。萃取是一种液-液相间的传质过程,是利用污染物(溶质)在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。
在选择萃取剂时,应注意萃取剂对被萃取物(污染物)的选择性,即溶解能力的大小,通常溶解能力越大,萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大,萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、含磷萃取剂、含氮萃取剂等。常用的萃取设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。
(2)吸附法
吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、 有机污染物等(称为熔质或吸附质), 以回收或去除它们, 使废水得以净化。例如, 利用活性炭可吸附废白水中的盼、 隶、 错、氧等剧毒物质, 且具有脱色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理, 可分为静态吸附和动态吸附两种方法, 即在污水分别处于静态和流动态时进行吸 附处理。常用的吸附设备有固定床、 移动床和流动床等。
在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用较为普遍。一般吸附剂均呈松散多 孔结构, 具有巨大的比表面积。其吸附力可分为分子引力(范德华力)、 化学键力和静电引力三种。水处理中大多数吸附是上述三种吸附力共同作用的结果。
吸附剂吸附饱和后必须经过再生, 把吸附质从吸附剂的细孔中除去, 恢复其吸附能力。再生的方法有加热再生法、 蒸汽吹脱法、 化学氧化再生法(湿式氧化、 电解氧化和臭氧氧化等)、 溶剂再生法和生物再生法等。
由于吸附剂价格较贵, 而且吸附法对进水的预处理要求高, 因此多用于给水处理中。
(3)离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中的离子态污染物质的方法。随着离子交换树脂的生产和离子交换技术的发展, 由于效果良好, 操作方便, 近年来在回收和处理工业污水中的有毒物质方面, 得到一定的应用。如用阳离子交换剂去除(回收) 污水中的铜、镍、镉、锌、汞、金、银、铂等重金属。
一体化农村改厕污水处理设备离子交换法多用于工业给水处理中的软化和除盐, 主要去除废水中的金属 离子。离子交换软化法采用Na+交换树脂。 根据我国卫生部的全国污染源普查结果,2015年,我国重金属废水中含砷、铬、汞、重金属的量约为2.21万t,废水排放总量为869万t,在造成严重环境污染的同时,也导致了重金属资源本身的极大浪费。在此背景下,加强对重金属废水处理技术和资源化利用的研究,已成为当前环境治理工作开展过程中的首要任务。
1重金属废水处理的必要性
:重金属废水中的砷、铬、汞、铅等元素及其化合物会被水中的植物、鱼类等收集并沿食物链传递,对此类重金属及其化合物进行分析可知,其能够导致蛋白质与活性酶失活,从而引发代谢紊乱,而由于其无法自然降解或经由生物代谢而排除,故极容易对人类健康与其他生物的生存和发展带来严重威胁,因此有必要也必须加强对重金属废水处理技术的研究。
2重金属废水处理技术
2.1电解法:电解法处理重金属废水的原理为:在直流电作用下,废水中带正电的重金属离子迁移至阴极,且在阴极获得电子而被还原,所产生的金属单质则沉淀至反应器的底部或是吸附到电极表面,实现废水除盐与水中重金属的回收。以电化学镀镍液为例,利用电解法对温度T=80℃、pH=9且电流密度为8.0mA/cm2的镀镍液进行电解,结果发现,在循环条件下通电2h后,可从废水中回收97.9%的金属镍。对基于电解法的重金属废水处理技术进行分析可知,该方法无需添加任何化学试剂,故不会产生二次污染,但在溶液(废水)内部,随着反应的逐渐进行,原溶液中金属离子的浓度也逐渐下降,从而导致溶液电阻率升高,耗电量也随之增加,故电解法并不适用于低浓度的重金属废水处理。
2.2化学沉淀法:化学沉淀法,即将硫化物、氢氧化物、钡盐等沉淀剂投入到重金属废水当中,使其与废水中重金属离子发生反应并形成沉淀,达到取出废水中游离的重金属离子目的的一类技术。对化学沉淀法进行分析可知,该方法具有操作便捷、工艺简单的优点,但在对重金属处理过程中会产生大量的废渣,若不对其进行二次处理,将很有可能产生二次污染。近年来,化学沉淀法在工艺和沉淀剂方面取得了显著进展,例如,目前,一种新型的有机螯合剂——二丙浮选剂被大量应用于废水中重金属的去除工作当中,由于该螯合剂的重金属去除不会受到pH与多重金属离子的干扰,故基于该螯合剂的废水中的重金属去除率高达99.9%。
2.3生物吸附法:生物吸附法是近年来新兴的一种重金属废水处理方法,对生物吸附进行分析可知,其是生物通过静电作用、共价作用或分子力作用吸附在生物体表面的一种现象,而基于该方法的重金属废水处理主要包括两个步骤:首先,重金属离子与细胞表面大分子物质与官能基团的结合;其次,生物体细胞对废水中的重金属离子进行主动运输和吸收。2013年,湖南某铅锌铜矿工作人员从矿石中分离获得地衣芽孢杆菌,通过观察,此种杆菌的表面电荷会随其pH值的下降而增加,使得Cr6+离子同生物吸附剂结合点位间的相互作用大幅增强,从而强化了对金属离子的去除效率,表明生物吸附法能够增强重金属离子的去除效果。同年,该工作人员从湖南某镉污染地分离纯化获得的嗜麦芽窄食单胞菌在对地区含镉废水进行处理时发现,废水样本中的镉的初始质量浓度为1.0mg/L,pH为6~7,在利用嗜麦芽窄食单胞菌吸附2h后,废水中约有82.9%的镉被吸附至嗜麦芽窄食单胞菌表面,表明嗜麦芽窄食单胞菌能够有效吸附废水中的镉。
2.4离子交换法:离子交换法去除废水中重金属离子的原理为,使离子交换剂的功能基团同废水中重金属离子进行交换,从而将废水中的重金属离子去除,具体来说就是,当重金属废水经过离子交换器时,重金属离子间的浓度差与交换剂的功能基团形成较强的离子亲和力,由此来推动二者间的离子交换,进而达到去除废水中重金属离子的目的。目前,基于离子交换法的重金属废水处理过程中,常用到的离子交换剂包括了阴阳离子交换沸石和树脂等,特别是阴阳离子交换树脂的应用效果尤为显著。例如,河北省某钢铁厂所排废水中含有大量的铜、铅等重金属离子,该公司通过向其待处理废水中加入1,1二羧酸酯-2-乙酸磷酸酯功能团树脂,从而有效去除了其中的铜、铅等金属阳离子,从而确保了其处理后的废水满足钢铁生产的废水处理和排放要求。含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时,利用悬浮颗粒(如乳化油)和污水受到的离心力不同, 从而达到分离目的的方法。常用的离心设备有旋流分离器和离心分离器等。