现代工业污水处理及中水回用探究

现代工业污水处理及中水回用探究

摘要：随着工业的发展，工业污水水质日趋复杂，废水中许多污染物，如重金属离子，用通常的生物处理法难以去除；许多复杂的有机物、生物难以降解；对有毒的污染物其浓度超过微生物的耐受限度时，生物处理法又不适用。为了保护环境和合理利用水资源，废水排放标准越来越严格，对废水回用率的要求越来越高。文章对工业污水的处理方法进行了探讨。

关键词：工业污水处理方法中水回用

现代社会工业迅猛发展，工业用水量和废水量急剧增加，水资源情况日趋紧张，这已经成为世界各国共同面临的问题。中国是世界上13个贫水国之一，人均水资源是世界平均水平的1/4。据统计，中国有400个城市常年供水不足，其中有110个城市严重缺水，由于缺水每年影响工业产值2000多亿元。然而，中国污水中水利用率在15%左右，而污水再生利用量/污水排放量的比率仅为5%左右。在水资源紧缺的现实下，将污水进行深度处理后作为再生资源是必然的发展趋势，污水资源化利用技术的推广应用势在必行。

一、工业污水处理基本概念

工业污水污染物可根据化学性质和物理形态进行不同的分类。按化学性质，污水中的污染物质可分为无机性物质和有机性物质，其化学元素以炭、氮、磷为主。按物理形态，污水中的污染物质可分为固体悬浮物即呈颗粒状的污染物质、胶体污染物质和溶解性污染物质。

好氧有机污染物的性质稳定，在微生物的作用下，借助微生物的新陈代谢功能而降解为无机物，如二氧化碳、水、硝酸根离子等稳定的无机物。有机物的种类很多，其共性是在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氧，所以在工程实际中，采用以下的几个综合污染指标来表述：生物化学需氧量或生化需氧量（Bio-chemical Oxygen Demand，BOD）mg/L、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）mg/L、总有机碳（Total Organic Carbon）mg/L、总需氧量（Total Oxygen Demand）mg/L。

二、常用的工业污水处理工艺

不同的工业污水处理对象，不同的工业污水处理环境，将需要有不同的工业污水处理工艺来处理。因此，在选择工业污水处理工艺的时候必需要认真考虑当地污水的情况，以及实际的工业污水处理的环境。常用的工业污水处理工艺有以下几种。

1.传统活性污泥法。活性污泥的基本性质①物理性能：“菌胶团”、“生物絮

凝体”：颜色：褐色、（土）黄色、铁红色；气味：泥土味（城市污水）；比重：略大于1，（1.002~1.006）；粒径：0.02~0.2 mm；比表面积：20~100cm2/ml。②生化性能：活性污泥的含水率：99.2~99.8%；固体物质的组成：活细胞（Ma）、微生物内源代谢的残留物（Me）、吸附的原废水中难于生物降解的有机物（Mi）、无机物质（Mii）。

其工业污水处理的关键组成部分为沼气池与沉淀池，主要处理部分关系框图如图（1）所示。

污水中的有机物在曝气池停留的过程中，曝气池中的微生物吸附污水中的大部分有机物，并且在曝气池中被氧化成无机物，然后在沉淀池中经过沉淀后的部分活性泥需要回流到曝气池中。该工艺的优点有：有机物去除率高，污泥负荷高，池的容积小，耗电省，运行成本低。该工艺也有普通曝气池占地多，建设投资大，满足国家标准相关指标范围小等缺点。

2.A/O法。A/O法是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，其中A代表Anoxic（缺氧的），O代表Oxic（好氧的）。A/O法是一种缺氧——好氧生物工业污水处理工艺。该工艺通过增加好氧池与缺氧池所形成的硝化——反硝化反应系统，很好的处理了污水中的氮含量，具有明显的脱氮效果。但是此硝化——反硝化反应系统对该工艺提出了更高的管理要求。其工艺流程图如图2所示：

3.A2/O法。A2/O法也是在传统活性污泥法的基础上发展起来的一种工业污水处理工艺，其中A2，即A-A，前一个A代表Anaerobic（厌氧的），后一个A 代表Anoxic（缺氧的）；O代表（好氧的）。A2/O是一种厌氧—缺氧—好氧工业污水处理工艺。A2O法的除磷脱氮效果非常好，非常适合用于对除磷脱氮有要求的工业污水处理。因此，在对除磷脱氮有特别要求的城市工业污水处理厂，一般首选A2/O工艺。其工艺流程图如图3所示。

4.A/B法。A/B法是吸附生物降解法的简称，该工艺没有初沉淀，将曝气池分为高低负荷两段，并分别有独立的沉淀和污泥回流系统。AB法工艺较适合于污水浓度高，具有污泥消化等后续处理设施的大中规模的城市工业污水处理厂，且有明显的节能效果，而对于有脱氮要求的城市工业污水处理厂，一般不宜采用。

5.SBR法。SBR法是歇式活性污泥法的简称。SBR法与传统的水处理工艺的最大区别在于它是以时间顺序来分割流程各单元，以时间分割操作代替空间分割操作，非稳态生化反应代替生化反应，静置理想沉淀代替动态沉淀等。

三、工业污水处理系统的构建

1.工业污水处理硬件系统

工业污水处理系统的结构比较复杂，设备较多，在氧化沟中其控制过程及原理大致相同，都是通过控制曝气机的转速来调节污水中的含氧量，其基本组成如

图4所示。

1.1进水系统

进水系统主要有进水管道和进水泵房组成，进水管道主要由粗格栅机和清污机组成，进水泵房主要有两台潜水泵组成。进水管道的主要功能是将污水中的大块物体排除，其中的粗格栅是根据程序设定的时间进行间歇工作，而清污机的运行和停止是根据粗格栅两侧的液位差来决定的。进水泵房中的潜水泵运行及停止是通过安装在泵房内的液位传感器来决定的。

1.2除砂系统

除砂系统主要由细格栅系统和沉砂池组成，细格栅系统是由细格栅机和转鼓清污机组成，沉砂池的主要设备是分离机。细格栅系统的主要功能是进一步净化污水中的颗粒物体，将污水中细小的沙粒滤除。沉砂池中分离机的运行和后续处理中的转碟曝气机的运行同步，即启动转碟曝气机的时候同时启动分离机，对沉砂池中的沙粒进行排除。

1.3氧化沟系统

氧化沟系统由氧化沟和污泥回流系统构成，氧化沟是工业污水处理系统中最重要的环节，因此控制量较多，控制过程叫复杂，包括转碟曝气机和潜水搅拌机，污水回流系统主要有污泥回流泵构成。氧化沟的功能是对污水进行生化处理，分解污水中的有害物质，使其达到一定的水质标准。

1.4沉淀系统

沉淀系统主要设备为刮泥机，其功能是对进行氧化沟处理后的污水进行物理沉淀，将污泥和清水分离，刮泥机在整个系统启动后就开始持续运行。在该系统中用到一定化学药剂主要包括混凝剂、絮凝剂、复合碱等。

1.5污泥脱水环节

污泥脱水系统主要包括离心式脱水机，其主要功能是对氧化池中处理过污水的活性污泥进行脱水处理，由于对污水进行处理后，活性污泥中有新的微生物及其他杂质，因此需要先对活性污泥添加一定量的药物，便于污泥脱水。离心式脱水机主要有聚合物泵、污泥机和切割机构成，以上设备按照顺序控制的方式启动，依次启动聚合物泵、污泥机和切割机，完成对污泥的脱水处理。

2.工业污水处理软件系统

早期的控制系统多采用继电器——接触器控制系统，但随着电子技术的飞速发展，控制要求的不断提高，该类控制方法已不能满足现代工业污水处理系统的控制要求，因此已逐渐被淘汰，取而代之的是DCS、现场总线控制、PLC等控