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廢水微波處理技術(shù)

論文類型 技術(shù)與工程 發(fā)表日期 2001-11-01
來(lái)源 21世紀(jì)國(guó)際城市污水處理及資源化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)與展覽會(huì)
作者 佚名
摘要 一、微波能在廢水處理中的應(yīng)用  廢水包括了生活廢水和工業(yè)廢水。   廢水中的污染物按種類大致可分為:固體污染物、需氧污染物、營(yíng)養(yǎng)性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染物等;污染物按形態(tài)可分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等。污水處理的任務(wù)是將這些污染物采用 ...

標(biāo)題:

廢水微波處理技術(shù)

可見全文

作者:

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發(fā)布時(shí)間:

2001-11-27

出自:

21世紀(jì)國(guó)際城市污水處理及資源化發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)與展覽會(huì)

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摘 要:

    

簡(jiǎn)介:

一、微波能在廢水處理中的應(yīng)用

  廢水包括了生活廢水和工業(yè)廢水。
  廢水中的污染物按種類大致可分為:固體污染物、需氧污染物、營(yíng)養(yǎng)性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染物等;污染物按形態(tài)可分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等。污水處理的任務(wù)是將這些污染物采用物理、化學(xué)或生物的方法轉(zhuǎn)化成無(wú)害的固態(tài)匯聚物與易揮發(fā)的氣態(tài)物與水分離。
  1、現(xiàn)行工業(yè)化廢水處理方法
  廢水處理方法按對(duì)污染物實(shí)施的作用不同,可分為兩大類,一類是通過(guò)各種外力的作用,把有害物從廢水中分離出來(lái),稱為分離法;另一類是通過(guò)化學(xué)或生化作用,使其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)或可分離的物質(zhì),后者再經(jīng)過(guò)分離予以除去,稱為轉(zhuǎn)化法。按處理原理不同,將處理方法分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法四類。
  (1) 分離法
  廢水中的污染物存在形態(tài)的多樣性和物化特性的各異性,決定了分離方法的多樣性。
  如表一 分離法分類

污染物的存在形態(tài)分 離 方 法
離 子 態(tài)離子交換法、電解法、電滲析法、離子吸附法、離子浮選法
分 子 態(tài)萃取法、結(jié)晶法、精餾法、吸附法、浮選法、反滲透法、蒸發(fā)法
膠 體混凝法、氣浮法、吸附法、過(guò)濾法
懸 浮 物重力分離法、離心分離法、磁力分離法、篩濾法、氣浮法

  (2) 轉(zhuǎn)化法
  轉(zhuǎn)化法可分為化學(xué)轉(zhuǎn)化法和生化轉(zhuǎn)化法兩類。

表二 轉(zhuǎn)化法分離
方法原理分 離 方 法
化學(xué)轉(zhuǎn)化中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法
生化轉(zhuǎn)化活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘

  現(xiàn)代廢水處理技術(shù),按處理程度劃分,可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。
  一級(jí)處理,主要是通過(guò)篩濾、沉淀等物理方法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理,目的是除去廢水中的懸浮固體和漂浮物,為二級(jí)處理做準(zhǔn)備。經(jīng)一級(jí)處理的廢水,其BOD一般只能除去30%左右;
  二級(jí)處理,主要是采用各種生物的方法處理,其目的是除去廢水中的呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物。經(jīng)二級(jí)處理后的廢水,其BOD除去率可達(dá)90%以上,處理水可達(dá)標(biāo)排放;
  三級(jí)處理,是在一級(jí)、二級(jí)處理的基礎(chǔ)上,對(duì)難降解的有機(jī)物、磷、氮等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì),進(jìn)一步處理。方法有混凝、過(guò)濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。
  由于廢水中的污染物成份相當(dāng)復(fù)雜,往往需要同時(shí)采用幾種方法的組合流程,才能達(dá)到處理要求。對(duì)于某種廢水,要根據(jù)該種廢水的水質(zhì)、水量及其中有價(jià)物質(zhì)回收再利用的可能性,經(jīng)過(guò)比較后,才能決定采用哪幾種方法的組合。
  上述處理法,無(wú)論采用哪幾種方法的組合,其共同存在的缺點(diǎn)是:①工藝流程長(zhǎng)、廢水處理過(guò)程中物化反應(yīng)進(jìn)程緩、廢水處理設(shè)施龐大、占地面積大;②廢水只能集中處理,對(duì)于城市廢水而言,地下排污管網(wǎng)工程龐大,必然造成廢水處理工程總投資巨大;③處理后的水質(zhì)不穩(wěn)定,對(duì)難降解的可溶性有機(jī)物、磷、氮等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)處理不徹底,對(duì)某些工業(yè)廢水如造紙廢液等無(wú)能為力且運(yùn)行綜合費(fèi)用高。
  為克服上述缺點(diǎn),需找到一種更簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效、經(jīng)濟(jì)的廢水處理手段。
  2、微波能廢水處理法
  把微波場(chǎng)對(duì)單相流和多相流物化反應(yīng)的強(qiáng)烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能(實(shí)驗(yàn)證明微波還對(duì)殺滅藍(lán)藻等有特效)用于廢水處理,以便克服廢水常規(guī)處理法的前述缺陷。微波能污水處理技術(shù)可使廢水處理工程小型化、分散化,省掉城市建設(shè)中現(xiàn)行廢水處理工程長(zhǎng)距離埋設(shè)龐大的排污管網(wǎng),堵住污染源頭,從根本上消除因人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)給江河湖泊造成的污染。廢水經(jīng)微波能處理后可100%返回,實(shí)現(xiàn)水的可持續(xù)利用,使人類水環(huán)境步入良性循環(huán),為解決21世紀(jì)人類將面臨的世界性“水荒”做貢獻(xiàn)。隨著物質(zhì)文明建設(shè)的不斷發(fā)展,淡水資源的需求量越來(lái)越大,產(chǎn)生的廢水量也越來(lái)越大,而對(duì)廢水處理的任務(wù)及其處理的深度要求必然加大,這就要求廢水處理不斷吸納創(chuàng)新技術(shù)。廢水微波處理技術(shù)將是廢水處理技術(shù)上的一場(chǎng)革命。
  3、廢水微波處理法與現(xiàn)行常規(guī)處理法相關(guān)指標(biāo)比較
  到目前為止,微波能污水處理技術(shù)已對(duì)昆明盤龍江水、大觀河水、滇池水、翠湖水等生活污水與日用化工廠廢水、造紙廢水(含紙漿廢水、木漿廢水、草漿廢水)、上海的焦化廠廢水、北京的化纖廠廢水、吉林的玉米制酒精廢水、河北的制革廠、印染廠、造紙廠三種廢水、江西的強(qiáng)酸性礦山廢水、內(nèi)蒙古的電廠廢水、黃河水、遼寧的繅絲廠廢水、云南的制糖酒精廢醪液等進(jìn)行了驗(yàn)證,并一一證明了該技術(shù)對(duì)污水處理運(yùn)用的廣泛適應(yīng)性。
  需特別指出的是微波對(duì)殺滅藍(lán)藻的特殊作用。藍(lán)藻在微波場(chǎng)中只需30-40秒即由微細(xì)粒匯聚呈大顆粒變黃沉降與水分離,與此同時(shí)水中的富營(yíng)養(yǎng)物也就降解了。
  (1)城市生活和工業(yè)廢水經(jīng)微波場(chǎng)處理前、后的數(shù)據(jù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的比較(圖表三)

水 樣 名 稱PH值色度
(稀釋倍數(shù))
化學(xué)需氧量
(mg/l)
懸浮物
(mg/l)
總磷
(mg/l)
總氮
(mg/l)
氨氮
(mg/l)
生化需氧量
(mg/l)
第二類污染物國(guó)家
允許最高排放濃度
一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(新擴(kuò)改)
6-950100700.515 30
黃河水處理前5.6混濁 72.912010.144.741.5 
黃河水處理后7清澈透明59.8940.022.270.07 
江西某礦山工業(yè)廢水處理前3混濁不清260.403830.264.241.32Cu13.37
江西某礦山工業(yè)廢水處理后7清澈透明119.78140.012.451.02Cu0.03
某造紙廠廢水處理前14混濁不清1320.48940.6    
某造紙廠廢水處理后7清澈透明97.2820.4    
某造紙廠廢水處理前14混濁不清641.38544.8    
某造紙廠廢水處理后7清澈透明87.5619.8    
城市生活廢水處理前7.5200291.2363.36224.105.59116.48
城市生活廢水常規(guī)法處理68478230.446.983.2420.44
城市生活廢水微波處理后7清澈透明58.5820.03042.28 4.78
城市生活廢水微波處理后7清澈透明46.8740.314.473.26未檢測(cè)出

  (2)廢水微波處理法與現(xiàn)行常規(guī)處理法的比較(圖表四)

相關(guān)指標(biāo)

優(yōu)缺點(diǎn)
微波處理法現(xiàn)行常規(guī)處理法
城市生活廢水有機(jī)(碳?xì)浠蛱妓暗?污染廢水城市生活廢水有機(jī)(碳?xì)浠蛱妓暗?污染廢水
以日處理萬(wàn)噸廢水為例的廢水處理廠占地面積
(畝/萬(wàn)噸)
<12100常規(guī)法無(wú)能為力
單位廢水處理能耗
(KWH/噸廢水)
0.31~30.4采用加壓加溫氧化法
必然高能耗
單位廢水運(yùn)行費(fèi)用
(元/噸廢水)
0.30.8~1.20.6~0.8 ----
單位廢水處理成本
(元/噸廢水)
<0.82~31.4~1.64~6
單位廢水處理投資強(qiáng)度
(元/噸廢水)
800
(>2000噸/日)
1000~1200
(>1000噸/日)
1300~1400
(>10萬(wàn)噸/日)
采用加壓加溫氧化法35000
實(shí)現(xiàn)廢水處理物化反應(yīng)過(guò)程的條件常壓下,并且不受環(huán)境溫度的控制。常壓下,并且不受環(huán)境溫度的控制。受環(huán)境溫度的直接控制,冬季低溫反應(yīng)進(jìn)程十分緩慢。須在數(shù)個(gè)乃至數(shù)十個(gè)大氣壓并加溫的條件下才能實(shí)現(xiàn)氧化反應(yīng)。
廢水處理過(guò)程中污染物與水的分離速度廢水進(jìn)微波場(chǎng)流經(jīng)約20秒鐘出微波場(chǎng)后3分鐘即始沉清分離。廢水在微波場(chǎng)中循環(huán)場(chǎng)外約10~40小時(shí)反應(yīng)完成。廢水由流入反應(yīng)池至流出反應(yīng)進(jìn)程約12小時(shí)。----
廢水處理過(guò)程中的殺滅微生物功能液相和固相或氣相中的微生物已殺滅。微生物已殺滅。 無(wú)殺滅微生物功能。 加壓加溫氧化法微生物已殺滅。
產(chǎn)物再利用有價(jià)氣體可回收再利用;固相無(wú)菌可作復(fù)合肥;清水無(wú)菌可100%返回,實(shí)現(xiàn)水的可持續(xù)利用。有價(jià)氣體可回收;固相可二次利用;清水100%返回利用。有價(jià)氣體無(wú)法回收;固相須作深坑填埋處理;二次水須作深度處理才能利用。加壓加溫氧化法產(chǎn)生的清水可返還使用。
對(duì)現(xiàn)行常規(guī)法廢水處理產(chǎn)生的二次水深度處理能力二次水經(jīng)微波凈化后可100%返回再利用,這正是發(fā)揮了微波凈化水的優(yōu)點(diǎn)二次水經(jīng)微波凈化后可100%返回再利用,這正是發(fā)揮了微波凈化水的優(yōu)點(diǎn)對(duì)二次水的深度處理無(wú)能為力。----
規(guī)模效益使廢水處理工程小型分散化,堵住污染源頭,省掉城市建設(shè)中的現(xiàn)行污水常規(guī)處理法必須集中處理而地下長(zhǎng)距離埋設(shè)的龐大排污管網(wǎng)工程,從根本上解決因人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)而給江河湖泊造成的污染,使水環(huán)境步入良性循環(huán)。使廢水處理工程小型分散化,堵住污染源頭,省掉城市建設(shè)中的現(xiàn)行污水常規(guī)處理法必須集中處理而地下長(zhǎng)距離埋設(shè)的龐大排污管網(wǎng)工程,從根本上解決因人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)而給江河湖泊造成的污染,使水環(huán)境步入良性循環(huán)。因廢水處理物化反應(yīng)進(jìn)程緩慢而必須集中處理,日處理污水量須在10萬(wàn)噸以上方能降低單位處理成本,這就必然造成城市建設(shè)中地下長(zhǎng)距離埋設(shè)龐大的排污管網(wǎng)工程,給城市安全帶來(lái)隱患。----

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