水处理工艺及典型应用（共12篇）
1.水处理工艺及典型应用 篇一
水处理设备工艺更新改造及效果分析
做好水处理工作,以减缓锅炉结垢与腐蚀,保证供暖工作安全经济运行.
作 者：马梅 周玉峰 谷新伟 金克明 作者单位：马梅(新疆克拉玛依市供热公司工业园车间)
周玉峰(供热公司星光车间)
谷新伟(供热公司生产科)
金克明(供热公司营销中心)
刊 名：中国高新技术企业英文刊名：CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年，卷(期)：“”(9)分类号：X7关键词：水质标准 加强监测 水处理设备 更新改造
2.水处理工艺及典型应用 篇二
河南开普化工股份有限公司配套了25m3/h 全膜法二级除盐水系统, 将超滤作为反渗透的预处理应用于锅炉补给水的制备中, 具体工艺流程为:进水经100mm多介质过滤器、超滤后经二级反渗透处理, EDI处理, 然后供锅炉使用。超滤预处理系统如图1所示。本超滤预设备采用海得能HYDRAcap60超滤膜元件, 共9支, 膜内径为0.7mm, 外径为1.2 mm, 膜孔径0.01～0.02mm, 外压式中空纤维膜, 系统产水量40T/h, 回收率〉90%, 运行压力<0.3MPa。UF设备运行自动化程度高, 采用运行—反洗—运行交替方式, 膜过滤周期为40min, 反冲洗时间为90s, 反冲洗水取自于超滤部分产水。在运行平稳的情况下坚持每个月进行一次化学清洗。
2 设备运行情况
首先, 调整工艺运行参数, 缩短产水时间, 延长其反冲洗和正冲洗的时间, 继而又对机组采取了大水量的连续反冲洗、正冲洗操作, 发现效果只能维持很短的一段时间, 机组的产水量和TMP又重新恶化;其次, 拆下其中一支反冲洗后的超滤膜, 发现膜入口处有棕黄色粘滑性胶状物, 同时对原水水质进行分析, 发现原水水质发生较大变化, 尤其是COD指标变化较大。根据上述依据, 初步判断超滤设备主要受到了水中有机物和微生物的污染。在原水100mm多介质过滤器前增加FeCl3絮凝剂加药系统, 2台无阀滤池设备, 以去除水中易造成膜污染的胶体物质。同时, 投入人力在数天中连续进行化学清洗, 超滤系统运行压力基本稳定, 并在最高产量需求下维持了一个月。2007年1月下旬开始, 超滤系统运行压力又不稳定, 又对超滤膜进行连续数次清洗, 但每次清洗后的正常运行只能维持一周左右。频繁的膜清洗, 影响苯酐生产, 被迫降负荷生产。为了彻底解决问题, 2007年3月份, 该公司在不影响生产用水, 保证原水处理装置运行, 并且在经济、有效的前提下对超滤预处理系统进行改造, 如图2所示。具体分以下步骤:
(1) 在100mm过滤器前增加2台活性炭过滤器 (1用1备) 、1台反洗泵及1只电动阀, 炭过滤器用于吸附原水中的绝大部分有机物、胶体等, 可大幅减轻原水多介质过滤器和超滤设备的负担;
(2) 增加现场SDI测试仪, 对原水水质进行监控;
(3) 在原超滤装置上增加四支膜, 保证在超滤流量下降的情况下也能满足生产用水需求;
(4) 考虑到反渗透及EDI设备的化学清洗, 增加一台容积150m3水箱与超滤产水箱连通, 并且对有问题隐患的管道阀门进行更换。该系统自5月份改造完成后, 超滤装置进水pH为4～10, TOC<2mg/L, 产水SDI<2, 至今系统一直运行稳定。
3 超滤系统应用注意事项
超滤工艺作为一项新型的技术已获得广泛的应用, 但由于此项技术的特点, 具体应用时还需全面考虑。现结合本公司超滤+反渗透+EDI联合水处理工艺运行至今出现的一些问题探讨如下:
(1) 系统设计一定要严谨、科学。本公司设计时按照超滤膜正常产水通量进行设备购置, 采用海得能HYDRAcap60超滤膜元件, 共9支。由于对原水水质变化估计不足, 当水质恶化时, 使得超滤膜污染, 水回收率下降, 压差增加, 增加了清洗频率, 造成当初设计的超滤系统到达负荷极限。因此在系统设计时不应该过分降低造价使装置的滤膜元件减少。
(2) 做好膜及系统的停运保护。膜组件停运必须进行充分清洗, 然后密封湿态保存。若时间短 (10天内) 应打循环并每1天换一次水。如长时间停运, (10天以上) 应用1.0%甲醛水溶液浸泡, 并每月检查一次, 夏天控制环境温度在25℃以下以防霉变。冬天应防冻, 必要时加入10%—20%的甘油。建议设备长期运行。
(3) 超滤UF的运行一定要防止水源突然恶化, 要确保UF前的处理设备起到应有的作用, 防止进入不合格的水, 造成超滤膜严重污堵, 影响出水, 需要多次清洗后才能解决。
(4) 适时进行系统清洗, 控制微生物的滋长。超滤膜使用到一定时间应进行清洗, 否则会影响产水量, 增加阻力。通常在产水量降低10%时就进行清洗, 清洗方法采用先药液浸泡, 然后等压循环清洗。如用多种清洗液清洗, 每次清洗后应排尽残液并用清水冲洗干净再换另一种药品。
(5) 清洗剂应针对污染源选用, 在实际中可根据进水水质变化情况、运行数据、 保安过滤器内的沉积物、超滤膜表面沉积物的成分等分析污染物的类型, 并注意清洗液应对膜及组件材料无化学损伤。
4 结语
目前超滤膜正越来越多地应用到反渗透的预处理中, 构成所谓的集成膜处理系统 (IMS) , 用超滤代替传统的砂滤、活性炭、微滤是今后水处理工艺的一个新的发展趋势。但超滤膜的选用需结合水源地的水质情况来选用, 若源水污染严重, 超滤膜设备去除溶解性有机物存在很大局限性, 必须与其他技术组合才能达到超滤的预定效果。
参考文献
[1]刘廷惠.我国超滤发展概况[J].水处理技术, 1987, (6) .
[2]方忠海, 薛家慧, 仝志明, 等.超滤膜分离技术在炼油废水深度处理中的应用[J].工业水处理, 2003, (7) .
[3]王磊, 福士宪一.影响超滤膜长期、稳定运行的因素分析[J].中国给水排水, 2002, (4) .
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3.水处理工艺及典型应用 篇三
关键词：自来水厂；水处理工艺；应用现状
一、前言
我们所说的自来水厂水处理工艺，也就是指通过科学有效的方式来处理水当中的各种杂质，经过了这样的处理工序后水质可以达到可供人们生活饮用的标准。我们应当采用什么样的具体处理技术呢，这需要按照水源水质的不同情况有针对性地选择确定，从而确保为人们提供更加安全、可靠的自来水。
二、我国自來水厂水处理工艺技术的应用现状
在开展常规水处理工艺的时候，主要是处理水源里面的病原微生物、胶体物质以及悬浮物。如果要处理的水源是来自地表水的生活饮用水，处理的工序有如下的几种，如混凝、沉淀、澄清、过滤以及消毒等。我们一方面要去除浊度，另一方面也要去除病毒、细菌以及色度，接着再将消毒剂放到水里，这样做的目的是杀灭存活在水里的致病微生物。经过了上述的种种工艺处理的水源才能达到居民饮用水的水质标准要求，可以满足人民群众对生活用水的需求。
1、生物预处理工艺
生物预处理工艺指的是在使用常规处理工艺之前选择化学、物理以及生活的方式来处理水源。这样的处理工艺也就是选择微生物新陈代谢来去除水源中的亚硝酸盐氮、锰、有机污染物、氨氮、异臭等，做好这一步工作能够降低常规工艺处理水源的压力，同时也能够改善饮用水的水质。
我们可以将生物预处理工艺进行细分，可以分为吸附、生物、化学氧化等预处理工艺。自来水厂在选择生物预处理工艺处理饮用水的时候一般会选择的工艺是生物膜法工艺，这种工艺操作方式就是使用生物膜法来吸收处理水源地里的氮磷以及有机物等化学物质，继而实现精华水资源的目的。如果水资源只是被轻度污染，可以选择通过如下的几种方式来处理，如悬浮填料生物流化床、曝气生物滤池、生物接触氧化法、生物活性碳或者生物转盘等处理方式。这种生物膜法处理方式是选择生长在一些物体表面的微生物来处理有机污水，微生物的生物膜组成物质主要是一些菌类和藻类，如原生动物、好氧菌、真菌、厌氧菌以及兼性菌等，微生物固着在物体表面会发生新陈代谢，这些代谢物能够分解掉水里的有害物质.另外很多的微生物生活在水中后繁殖能力会变得更强，如此一来微生物在固着的物体表面就会不断生长，它的吸附性能也会变得更强，可以更好地将污水中的固液进行分离，而且微生物硝化功能也很好，同时不会受到水温、水质或者水量的影响，所需占用的面积也很小，人力、财力、物力投入小，管理很方便。
2、饮用水的深度处理工艺
饮用水深度处理技术有很多种，其中应用最广泛的一种技术就是活性炭处理技术。现在活性炭处理技术更多应用于废水、给水以及空气净化处理，它的作用就是将水介质或者空气里的杂质收集起来，或者将其进行分离。使用率较高的活性炭有如下两种，一种是颗粒活性炭（GAC），另一种是粉末活性炭（PAC）。这两种活性炭各有优点，如PAC的价格很实惠，所消耗的成本比较低，这种活性炭不需要增加构筑物或者特殊设备，特别适合应用于突发性事故或者水质季节性的水源净化处理工作中。在近些年里，国外的很多机构都将目光放在活性炭研究上，有的机构已经开始研究不同的具体污染物的吸附能力。而国外水处理工作中多选择GAC，有着相当稳定的处理效果，比如在美国环保署饮用水标准的64项有机物指标里，把GAC列为最有效技术的指标就有51项。虽然GAC处理工艺优点很多，但是它也有着一些缺点，比如消耗的基建以及运行费用较高，同时这种方式存在易滋生细菌导致出现亚硝酸盐等致癌物，不太能适应突发性污染或者相对短期的污染。综上所述，怎么样减小活性炭成本，降低基建投资和运行费用，探讨PAC技术等成为了这一领域未来的研究重点。粉末炭与颗粒活性炭有一样的作用，都能够应用于水处理。 流失率低，也能够多次利用，多用于一些受到轻度污染，不能中断运行的水处理工艺。活性炭滤池属于一种给水处理当中的深度处理工艺，这种工艺能够将水里面溶解的有机污染物、色度、异嗅异味去除掉，可以有效提高供水水质。
三、自来水厂水处理工艺的发展趋势
近年来我国更关注居民的用水问题，加大了研究采用臭氧氧化、活性炭吸附的深度处理技术力度，现在我国有的城市已经在水厂中选择了这种工艺，成效较好。现在出现了一种膜滤法，属于一种高效分离技术，这种技术对水的处理结果非常好。实施这种工艺的时候需要选择人工合成或者天然的高分子薄膜作为介质，借助其附加能量作为推动力，实现过滤以及分离溶液的目的。除此之外，可以选择微孔精滤膜能够将水源里面的细菌以及浊度进行有效去除，可以选择超滤膜去除水源里的天然有机物或者病毒，可以选择合同纳滤膜去除水源中的消毒副产品和农药、镁离子以及钙离子，可以选择反渗透膜去除水源里的有机物、无机离子。近几年来，由于科技、工艺的不断发展大大降低膜工艺的成本，使得生活饮用水领域也能够应用该工艺。然而，这种工艺的应用还是非常有限的，只应用于一些瓶装水处理系统或者优质水供应系统中。相信在未来膜处理技术一定会获得更大的发展，成本消耗会更低，这种工艺会更多地应用于城市水厂中，因此膜处理技术的市场前景还是非常广阔的。
结束语：综上所述，自来水厂在进行水处理的时候，常规水处理工艺优点众多，但其也有着一些不足之处，我们只有努力研究深度处理技术，促使其早日广泛应用于自来水厂中，才能实现水资源的高效利用，为人民群众创造水质更好的生活饮用水。
参考文献
[1]韩佳园，朱志.水处理技术现状及应用[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2013（06）.
[2]李文博.自来水厂净水处理工艺探析[J].科技传播，2013（08）.
[3]曲琳.自来水厂水处理工艺的应用现状及发展趋势[J].民营科技，2015（06）.
4.水处理工艺及典型应用 篇四
摘要：介绍了自动连续砂过滤工艺，并与常规水处理工艺进行比较，具有明显优于常规水处理工艺的特点。自动连续砂过滤工艺在饮用水处理、工业工艺用水处理、市政污水深度处理和工业污水处理中应用的工程实例，进一步验证了这种工艺的成熟可靠性，值得在国内推广。
关键词：水处理工艺;连续砂过滤工艺;应用
1连续自动砂滤装置简介
连续自动砂滤器是一种独特的含油污水处理设备，功能全面而且可靠，连续自动砂滤器没有运转的零部件，减少了大量的维护费用。
连续自动砂滤器主要用于油田含油污水处理站及市政的供水水厂和污水处理厂等。连续自动砂滤器是一种连续工作的过滤器，在反冲洗和过滤工作同时进行，不需要停产反洗。在原水从下往上运动的时候，净水通过石英砂滤床从下向上过滤而自然流出。同时，随着过滤过程的进行，被污染的石英砂滤料在洗砂器中得到清洗，悬浮物、油与洗砂污水一起被排放出去。
2连续自动砂滤器工作原理
2.1过滤过程
污水通过进水管进入过滤器内，由辐射式进水装置均匀分布进入滤床，污水穿过石英砂层向上运动，滤出水通过溢流口自然流出。
2.2反冲洗过程
空气提升装置把被污染的石英砂滤料从过滤器的底部提升到洗砂器的上部，然后，被污染的石英砂滤料穿过洗炭器落下来，在洗砂器中与从下向上流动的滤出水及空气交替运行、摩擦，这样，被污染的石英砂滤料就得到了清洗。清洗后的`石英砂落回到过滤器滤床的表面上，然后，再次参与过滤过程，这样，就保证了石英砂滤床永远是最清洁的。洗砂污水通过排污口被排放出去。
2.3连续自动砂滤装置的组成
连续自动砂滤装置主要由连续自动砂滤器、供气系统及自动化控制系统。
①控制系统说明。连续自动砂滤装置采用PLC控制系统，确保连续自动砂滤器及供气系统的稳定运行，它能对供气系统及连续自动砂滤器运行过程中的数据进行采集，反馈到电算机进行在线监测，实现集中检测和现场控制的目的。根据工艺要求，在连续自动砂滤器及供气系统上实现稳量、稳压及设备故障反馈警报的功能。
每台连续自动砂滤器进、出口及排污口均设有流量计，进行实时在线监测，并且通过入口流量计对入口调节阀进行调整，保证连续自动砂滤器的处理水量稳定及排污量的控制;每台连续自动砂滤器都配有就地操作箱，操作箱内配有六个气体流量计，分别对三个气浮装置及三个提砂装置进行手动调节控制。
②供气系统说明。供气系统主要由空气压缩机、气体干燥器及集气罐组成，供气系统主要是提供连续自动砂滤器气浮装置及提砂装置的气源，为保证连续自动砂滤器的气压稳定，在供气系统的末端设置一台气体流量计及调节阀，通过空气调节阀与压力传感器的连锁来保证供气系统终端的出口压力，保证连续稳定的气压供给连续自动砂滤器的气浮装置及提砂装置;并且两台空气压缩机的工作时间也由PLC来控制，在一台空气压缩机工作一定时间后，进行自动切换，让另一台空气压缩机继续工作，保证空气压缩机的使用寿命及稳定的工作状态。
空气干燥器主要是为使供气系统保持气体干燥的状态，在冬季运行时，不会因为空气中水份的影响使连续自动砂滤装置受到影响;空气干燥器设有旁通管线，在夏季运行时，即使空气中水份较大也不会影响到连续自动砂滤器的正常运行。 2.4自动连续砂过滤工艺的应用
①地表水处理。地表水通常作为饮用水和工业工艺用水的水源.絮凝剂和原水在进水管上的管道混合器中进行充分混合,絮凝和分离过程在连续砂过滤滤床中完成,出水浊度由在线浊度仪测量,絮凝剂的投加量和进水水量成比例，并且根据进水水质决定是否需要进行pH值的调节。
②饮用水处理。在饮用水处理中，通常情况下连续砂过滤器可保证如下出水水质：色度：<5mg/LPt;浊度：<0.3NTU;CODMn<2.5mg/L;AI：<0.1mg/L。根据某自来水厂的测试结果,在进水悬浮物含量为200mg/L的情况下，连续砂过滤器可以保证浊度小于1.0NTU的稳定的出水水质。
③工业工艺用水处理。用地表水作为水源处理的工业工艺用水的出水水质与饮用水的水质接近，通常可保证以下出水水质：色度：<5mg/LPt;CODMn：2-3.5mg/L;浊度：<0.2-0.5NTU;国外许多造纸厂采用活性砂过滤工艺处理原水。以下是某造纸厂连续砂过滤器的运行数据：原水水质：CODMn;8-10mg/L;色度:15-35mg/LPt过滤面积：100平方米处理水量：1800立方米/小时出水水质：CODMn<3mg/L;色度：<5mg/LPt;AI;<0.1mg/L。
④污水处理。
a.市政污水深度处理。为了节约水资源，市政污水二级处理后的出水需进行深度处理用作回用水已成为政府的一项政策。目前国内常用的深度处理方法是采用常规的絮凝、沉淀和过滤三段式处理工艺，进一步去除二沉池出水中的悬浮物和磷。国外多采用连续砂过滤工艺对污水厂二级处理出水进行深度处理，避免了常规水处理的初滤液对回用水系统的影响，在悬浮物浓度高达100mg/L的情况下,仍然能够满足回用水的水质要求。
b.工业污水。工业废水通常需要首先进行预沉和pH值的调节,投加絮凝剂后进入连续砂过滤器。国外大型的钢铁厂循环冷却水通常用连续砂过滤器来处理，可以去除铁渣和油脂。瑞典某轧钢厂的含钢渣和油的冷却水经连续砂过滤器处理完后循环回用，其处理效果如下：待过滤的冷却水水质:悬浮物：30-200mg/L;油：5-15mg/L;温度：25-30℃;流量：1120m3/h;过滤面积：100m2。连续砂过滤出水水质：悬浮物：<10mg/L;油：<2mg/L。
3结论
5.典型城市污水处理工艺概述 篇五
利用活性污泥的生物作用，在好氧条件下，分解去除污水中的有机污染物，然后使污泥与水分离，大部分污泥回流到生物反应池，多余部分作为剩余污泥排出活 工艺流程
由初沉池流出的废水与从二沉池底部流出的回流污泥混合后进入曝气池，并在曝气池充分曝气产生两个效果：①活性污泥处于悬浮状态，使废水和活性污泥充分接触；②保持曝气池好氧条件，保证好氧微生物的正常生长和繁殖。废水中的可溶性有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解，使废水得到净化。二次沉淀的作用有两个：①将活性污泥与已被净化的水分离；②浓缩活性污泥，使其以较高的浓度回流到曝气池。二沉池的污泥也可以部分回流至初沉池，以提高初沉效果。生物脱氮除磷处理工艺（A/O工艺）2.1 工艺原理
通常称为A/O工艺的实际上可分为两类，一类是厌氧/好氧工艺，另一类是缺氧/好氧工艺。厌氧状态和缺氧状态之间存在着根本的差别:在厌氧状态下既有无分子态氧，也没有化合态氧，而在缺氧状态下则存在微量的分子态氧(DO浓度<0.5mg/L)，同时还存在化合态的氧，如硝酸盐。它的最大优点是可以充分利用原水中的有机碳源进行反硝化，能有效的去除BOD和含氮化合物。2.2 工艺流程
缺氧好氧工艺简称A/O工艺。污水进入反硝化缺氧池后，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮（NOx-N）还原成N2，达到脱氮的目的，然后再在后续的好氧池中进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化和氨氮的硝化等生化反应。O段后设沉淀池，部分沉淀污泥回流A段，以提供充足的微生物。同时还将O段内混合液回流至A段，以保证A段有足够的硝酸盐。
A2/O工艺采用三段式反应器，它是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺及生物除磷工艺的结合。在厌氧段，回流污泥中的聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物，同时部分有机物进行氨化；在缺氧段，反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源，将内回流混合液带入的NO3--N和NO2--N通过反硝化作用转为氮气，从而达到脱氮的目的，并使BOD继续下降；而在好氧段主要是去除BOD、硝化和吸收磷，在充足供氧条件下，有机物进一步氧化分解，氨氮被硝化菌转化为NO3--N，而在厌氧池中充分释磷的聚磷菌则可以在好氧池中过量吸收磷，形成高磷污泥，通过剩余污泥排出以达到除磷的目的。传统SBR工艺 3.1 工艺原理
它的反应原理和污染物质的去除处理机制和传统活性污泥法基本相同，其在流态上虽属完全混合式，但在有机物的降解反应的时间历程上属于推流式。3.2 工艺流程
典型的SBR工艺，其操作过程由进水、反应、沉淀、出水和待机5个基本过程组成，从污水流入开始到待机时间结束开始下一次进水，构成是一个周期。整个周期的所有过程发生在同一反应池内，池内设有进、出水以及曝气或搅拌装置。整个处理系统通过周期式的反复运行，一般需要至少2个SBR池，可使系统连续运行。在SBR 的运行过程中，其各个过程是可进行灵活控制的，可以通过曝气方式和反应时间的控制，实现好氧、缺氧、厌氧的交替运行，实现氮、磷去除。其基本操作过程见下图7。CAST工艺 4.1 工艺原理 该工艺是在SBR工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了一些调整，利用不同微生物在不同的负荷条件下生长速率差异和污水生物除磷脱氮机理，将生物选择器与传统SBR反应器相结合的产物，从而大大提高了SBR工艺的可靠性及效率。4.2 工艺流程
CAST工艺的工艺流程见图8。污水中含有大量较大颗粒的悬浮物和漂浮物，经过格栅截留，除去上述污物，防止后续处理构筑物管道、阀门和水泵机组堵塞。污水经集水池用潜污泵打至沉砂池，在沉砂池中可除去相对密度较大的无机颗粒如砂等，使无机颗粒与有机污物分离，定期将砂排入晒砂，干化后清除。污水经沉砂池后由配水管自流进入CAST池进行生物处理，处理达标后排放或部分回用。污泥则进入污泥浓缩罐，再经污泥脱水机脱水后外运。人工湿地处理系统 5.1 工艺原理
6.纳滤技术及水处理中的应用 篇六
纳滤技术及水处理中的应用
摘要：与传统水处理方法相比,纳滤具有独特的.分离性能,处理效果好,能耗低,同时能回收有用物质,是水处理的有效方法.在饮用水净化处理、污废水排放和回用处理等领域有广泛的研究应用.文章简要介绍了纳滤的特点、分离机理及影响出水水质因素.综述了纳滤在饮用水净化、地表水和地下水、工业水和生活污水处理中的研究应用现状.作 者：刘立杰 作者单位：银川市规划建筑设计研究院有限公司 期 刊：科技信息 Journal：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：, “”(16) 分类号：X7 关键词：纳滤 水处理 应用7.水处理工艺及典型应用 篇七
电吸附除盐原理为:原水从一端进入由两电极板相隔而成的空间, 从另一端流出。原水在阴、阳极之间流动时受到电场的作用, 水中带电粒子在电场作用下, 分别向电性相反的电极迁移, 被吸入一种特殊的材料里面而达到对水进行脱盐的水处理技术。由于其不改变离子及带电粒子的物理、化学特性, 所以不会产生电解现象。
2 电吸附工艺系统组成
电吸附除盐系统一般由电吸附控制模块、水箱、水泵、前置过滤器、后置过滤器、管网系统、电源系统、检测仪表及电器控制系统等组成。其工作过程分为以下三个步骤:1) 制水过程。电吸附系统制水运行时, 直流电源接通, 电吸附模块开始工作, 出水口的电导率随时间延续先降低后升高, 低含盐量的水从电极吸附单元流出。2) 初步再生。随着运行时间的延长, 电极表面的离子吸附趋于饱和, 此时出水电导率将升高, 模块需要再生。再生时可以采取两种方法:一种可将电吸附模块阴阳两极短接;另一种可撤销直流电场, 然后用水箱水冲洗模块使电极得到初步再生, 通过模块的浓水外排。3) 再生过程。再生过程其本质和初步再生一样, 是模块的反冲洗程序, 但水源有区别。再生开始后, 就使用水质比较好的原水冲洗模块, 直至出水电导和进水电导一致时, 再生过程结束。再生过程时排除的冲洗水水质优于初步再生时的浓水, 可送入中间水箱供下一个周期初步再生时使用。实验得出初步再生时使用中间水箱的水来冲洗, 可使得水率比直接用原水冲洗高10%左右。
3 电吸附的主要影响因素
3.1 电压的影响
1) 定电压的影响。
据北京海希门水处理技术有限公司实验, 当处理流量为1.5 m3/h时, 以定电压方式运行, 出水电导率变化见表1。
从表1中可以看出, 出水电导率先随时间不断降低, 运行一段时间后电导逐渐升高, 我们可以根据出水除盐率要求, 取其中某一时间段的出水作为成品水。在运行中, 电吸附除盐装置需要严格的周期性的再生, 否则, 不能保证出水水质。
2) 变电压的影响。
变电压的影响表现在两个方面:a.在等运行时间下, 随着电压增大, 电极吸附量显著增多, 除盐率提高。b.电压过高, 运行时在电极表面会有微小气泡产生, 电极上产生了副反应——水的电解反应, 这些副反应的反复发生, 会减小电极的有效表面积, 从而降低电吸附的去除率。
3.2 流量与压力的影响
流量和压力的影响。水的流量和压力大小对于除盐率、出水水质、产水量、能耗以及成本均产生直接的影响。在相同的电压和电极对数目下, 随着流量的降低, 除盐的效果越来越好。流量大时除盐率低, 但去除离子的总量却增加, 同时压力损失会增加, 流量对除盐率的影响见表2。
从表2可以看出, 适当增加流量可以将除盐率和能耗控制在一定范围。在实际应用中, 可以根据需要, 选择合适的参数, 使得除盐率较高, 能耗较小。
一般情况下, 除盐要求不高时, 采用大流量, 当除盐要求高时, 采用小流量。
4 电吸附技术的主要特点
1) 水利用率高, 一般情况下水的利用率可以达到75%以上, 经过特殊工艺组合, 可达到85%。2) 无二次污染。3) 对颗粒污染物要求不高。4) 电吸附除盐设备具有很强的耐冲击性能。5) 抗结垢和油类污染。当原水硬度较高, 且碱度也较高, 极易结垢。但电吸附技术主要是利用电场将阴、阳离子分别去除, 因此, 阴、阳离子所处场所不同, 不会相互结合产生垢体。由于电吸附装置采用惰性材料作为电极, 可抗油类。6) 对余氯无特殊要求。对水温的适应性强, 当水温大于0 ℃时, 处理水量与水温无关。7) 电极材料使用寿命长, 正常使用一般在8年以上, 避免了因更换核心部件而使运行成本提高。8) 操作及维护简便。9) 运行成本低。该技术属于常压操作 (一般为0.2 MPa～0.3 MPa) 、低电压 (1.5 V～2 V) 工作, 其耗能比较低。10) 电吸附的除盐率低。电吸附的除盐率一般在80%左右。
5 与电吸附相比, 反渗透的限制条件
1) 悬浮物质和胶体物质容易使反渗透膜孔堵塞, 减小膜的有效工作面积, 导致产水量和除盐率降低。2) 细菌和微生物对膜的侵蚀、污染、水解等使水通量和除盐率降低, 并使膜的使用寿命缩短。3) 游离氯几乎可使所有的反渗透膜受到不同程度的破坏, 尤其是复合膜和芳香聚酰胺膜。4) 铁、铝、锰等金属氧化物含量高时, 会在膜表面上形成氢氧化物胶体沉积, 使膜孔堵塞, 损坏反渗透膜的工作性能。 5) 水中高SO2-4和SiO2均可在膜面上结垢, 使膜受到污染, 水通量下降, 压降上升。6) 表面活性剂、油分、洗涤剂等也可使膜受到污染。7) 反渗透系统工作压力较高, 一般在2.0 MPa左右, 运行成本较高。8) 反渗透的运行维护工作比较复杂。
6结语
电吸附技术由于具有很多优点, 因此其具有广泛的适应性和良好的实用性。在今天水环境污染形势严峻, 水资源短缺的情况下, 电吸附技术在工业废水处理、工业除盐处理、饮用水深度净化处理、苦咸水淡化和海水淡化处理方面将会有越来越广泛的应用。
摘要：通过对电吸附除盐原理、工艺系统组成、主要影响因素、主要技术特点等方面的探讨, 确立电吸附除盐在水处理技术中的地位, 以达到正确应用电吸附除盐技术的目的。
关键词：电吸附,除盐,影响因素,应用
参考文献
[1]崔玉川.水的除盐方法与工程应用[M].北京:化学工业出版社, 2008:243-269.
8.水处理工艺及典型应用 篇八
【关键词】制革行业；废水；处理工艺
制革行业是我国轻工行业的支柱产业，已经成为具有国际竞争力的行业。但制革行业也是轻工行业中污染比较大的工业，主要污染是废水污染，如果不治理，将会产生严重的污染后果。
1.制革行业废水的特点
制革行业废水污染物具有自身行业特点，如下：
(1)水量水质波动大
制革生产工序大部分在转鼓内完成，因此，每一工序排水通常是间歇式排出，而且排水时间通常集中在白天，而不同工序排水的水质差异极大，其水量总变化系数达到2，水质变化系数可达10。
(2)可生化性较好
制革生产综合废水的可生化性较好，废水中含有大量原皮上可溶性蛋白、脂肪等有机物和甲酸等低分子有机物，BOD/COD比值通常在0.4-0.45之间。但由于高浓度的Cl－和SO42-，对微生物的抑制作用，增加了制革废水处理的难度。
（3）废水中含有硫化物和总铬等无机有毒化合物
硫化物和铬（Cr3+和Cr6+）均为毒性物质。废水中的Cr3+含量达到17mg/l时，即对微生物产生抑制作用。硫化物进入生物处理还会影响生物污泥的沉降性，使固液分离效果下降，从而影响出水水质。
2.制革废水处理工艺技术
2.1含铬废水处理技术
根据《污水综合排放标准》GB8978－1996的要求，总铬属于第一类污染物，“不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到标准要求。”因此，含铬废水需要进行单独处理。
由于制革生产中需要使用大量的铬，制革生产中耗用的铬除65－80%被利用外，约30%左右随废水排放，对此部分铬进行回收循环利用，不仅能够减少铬粉用量，同时可以降低重金属铬排放对环境造成的危害。典型的处理方法是碱沉淀法，工艺流程如图1。
图1碱沉淀法处理含铬废水工艺流程图
含铬废水的pH值为4左右，含铬废水中铬的主要存在形式是碱式硫酸铬，当加入碱液调整pH值至8～8.5时，即产生Cr(OH)3沉淀，Cr(OH)3在强酸介质中，又可还原生成碱式硫酸铬，因此可以重复使用。
2.2浸灰、脱毛废水处理技术
浸灰脱毛废水污染负荷高，毒性大，硫化物含量较高，此外，廢水中悬浮物和浊度值均很大，此部分废水是制革废水中污染最重的组成部分，因此必须先将其单独处理。
处理浸灰、脱毛废水较常用的方法为化学沉淀法，工艺流程如图2。
该方法具有反应迅速，操作简单，硫离子去除较完全等优点，处理效率在90%以上，处理后废水中S2-浓度小于60mg/L。但处理过程需要添加大量沉淀剂，同时污泥产生量也较大。
图2化学沉淀法处理浸灰、脱毛废水工艺流程图
2.3综合废水处理技术
含铬废水、浸灰、脱毛废水单独处理后同其它废水一起进入调节池形成综合废水，处理达标后外排，综合废水处理典型工艺为物化+生化法，见图3。
图3综合废水处理工艺流程图
A2/O工艺使污水经过厌氧（Anaerobic）、缺氧（Anoxic）及好氧（Oxic）三个生物处理阶段，达到同时去除BOD、氮和磷的目的。通常采用推流式活性污泥系统，原污水首先进入厌氧池，该池不充氧，目的是使污泥中的好氧微生物在这里处于压抑状态，以释放出贮存在细菌体内的多聚正磷酸盐，同时释放的能量可供处于压抑状态下生物活动的需要。污水再进入缺氧池时，该池也不充氧。但因有回流的混合液带入的硝酸盐，脱硝菌即可利用硝酸盐作为电子接受体进行脱硝，从而达到系统的脱氮目的。最后污水进入好氧池，进行硝化和去除剩余的有机碳化物。在好氧池的活性污泥中能积累磷的微生物，可以大量吸收溶解性磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过二次沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。
A2/O工艺处理制革废水有如下特点：厌氧处理可以有效地降低皮革废水中不可降解的部分CODcr,废水再经过好氧处理，可以有效去除制革废水中的有机污染物；污泥发生量小，且污泥易处理，脱水性能好，可实现部分废物的资源化利用。
A2/O工艺对CODcr去除率可达90%以上，氨氮的去除率为80%以上，处理后的废水可以实现达标排放。
3.总结
制革废水是一种含有高浓度的有机物、悬浮物,而且色度和毒性均比较高的工业废水,但可生化性较好。对制革废水中的含铬废水采取碱沉淀法处理工艺，对浸灰、脱毛废水采取化学沉淀法处理工艺，对综合废水采取物化+生化法处理工艺，能够保证制革行业废水稳定达标排放，具有良好的环境效益。
参考文献
[1]魏业香，戴红，唐英.制革废水处理技术现状及展望[J].西南给排水,2010(01).
[2]杨德敏.制革废水处理技术的应用研究现状[J].皮革与化工,2011(02).
[3]陈南南，孙静，张安龙.制革废水处理工艺的特点及其研究发展方向[J].污染防治技术, 2009(02).
[4]刘培，张雁秋，郭方铮等.制革废水处理技术探讨[J].工业安全与环保,2007(05).
9.超临界水氧化工艺处理城市污泥 篇九
超临界水氧化工艺处理城市污泥
为确定超临界水氧化工艺处理城市污泥的主要控制参数,用自建的`间歇式超临界水氧化装置进行了试验.结果表明:在压力为26 MPa、温度为420℃、停留时间为155 s和投加过量氧化剂(325%)时,反应液中的COD＜10 mg/L;金属盐和泥沙等沉积于反应器中,达到了良好的分离效果;最终残余固体产物的容积仅为浓缩污泥容积的1.2%左右.
作 者：昝元峰 王树众 林宗虎 作者单位：西安交通大学,动力工程多相流国家重点实验室,陕西,西安,710049 刊 名：中国给水排水 ISTIC PKU英文刊名：CHINA WATER & WASTEWATER 年，卷(期)： 20(9) 分类号：X703.1 关键词：城市污泥 超临界水氧化 工艺参数10.水处理工艺及典型应用 篇十
关键词：核级锆管材；长管道表面处理；全自动酸洗设备
中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0049-02
随着我国经济突飞猛进的发展，能源产量已不能满足经济增长的需求，日益凸显的供需矛盾以及由此引发的能源安全问题已成为遏制我国经济发展的主要瓶颈。笔者所在单位致力于金属表面处理行业多年，对提高金属管道清洗质量和防腐质量有深入研究，自主开发的新型全自动清洗设备，特别适合于核级锆管材。
1 锆管材的用途
锆及锆合金作为一种稀有金属，具有良好的力学性能，高热导率，尤其是低的热中子吸收界面，被广泛用在核工业和军工等领域。核级锆材主要用作核燃料包壳管，是核电站不可或缺的重要金属材料。
尽管中国是全球核电在建规模最大的国家，但目前核电用锆管几乎全靠进口，面临未来核电发展的巨大需求，实现核级锆管材的国产化、自主化对发展我国核电工业有着重大的意义。我公司给国核宝钛公司提供的全自动酸洗设备正是在此平台上开发研制，在保证酸洗质量的前提下，大大降低设备费用。
2 酸洗工艺
本次酸洗工艺主要是清洗锆管材内壁中的氧化皮及残留的润滑油，以获得干净光洁的酸洗表面，同时避免过酸洗。
锆管的规格主要为Φ17.8×Φ14mm、Φ10×Φ7.4mm、
Φ6.1×Φ5mm，长度为1500～5000mm。
酸洗工艺为上料→内壁酸洗→内壁水清洗→下料→纯水漂洗
酸洗液为氢氟酸（49%浓度）、硝酸（98%浓度）和水按照3∶30∶67比例配制，酸洗时间和水清洗时间范围为10秒～10分钟，可以调整，酸洗后管壁内径去除量达到0.01～0.06mm，酸洗后转换到水清洗时间不超过4秒，每小时清洗至少75根锆管。
锆管酸洗液具有极强腐蚀性，清洗量大，清洗质量要求高，如果采用传统的槽浸式清洗设备，锆材比较长，所需槽体长度大概在6米，氢氟酸和浓硝酸属于挥发性酸，对设备和厂房腐蚀性大，而且易出现过酸洗情况，不适合采用；如果采用手工擦拭的清洗方式，不仅操作困难，工作效率低，对操作人员危害大，而且清洗质量不稳定，我公司根据其特点研制的全自动酸洗设备很好地解决了上述问题。
3 酸洗过程
酸洗设备设计成每次清洗8根管材，主要由自动上料装置、输送系统、清洗室体、管材夹紧及提升机构、内孔喷嘴及移动装置、酸洗管路、清洗管路、排废气管路以及电气控制系统等组成。
整捆的管材用行车吊到上料装置上，人工解捆后，分料装置自动将管材分开，送入输送链条，8套输送链条分别将8根管材送入清洗室。
夹管装置将管材夹住，固定于提升机构上，提升机构将管材抬起，脱离输送链条。内孔喷嘴机构前伸套入管端。酸洗泵启动，酸液经内孔喷嘴喷入管内腔对管材进行酸洗，酸液从管材另一端流出，经接液盘流回盛
酸槽。
通过气动量仪事后检测管材内径，转换成酸洗时间，当酸洗量达到预测值时发出电信号，控制系统自动关闭酸洗泵。
清洗泵启动，清洗液经喷嘴喷入管材进行清洗工作，同时布置在室体内的清洗喷嘴对管材外壁进行喷洗，除去管材内、外壁的残留酸洗液。延时清洗一段时间后，清洗工作完成。升降架将管材倾斜一定角度，并延时一定时间，待管材内的清洗液全部流出。
清洗完成后，内孔喷嘴自动缩回，同时夹管机构松开，升降架下降，管材被放置在输送链上。输送链依次将管材放入收料架的纯水漂洗槽。
在纯水漂洗槽浸泡一段时间后，用行车将管材放到吹擦平台上，用气动测量仪对每批次的管材腐蚀量进行检测，及时修正酸洗时间，以获得满足要求的产品。
4 设备结构
酸洗室体设计成全封闭的框架结构，其中两侧、背面及顶部全封闭，工作侧可方便打开或封闭，喷嘴端一侧留有检修观察窗，选用全透明材料并具有一定强度。密封顶盖可以拆卸，能防止内酸洗过程中所有液体的滴漏。室体主体和框架均采用316不锈钢型材加聚丙烯，聚丙烯板采用德国进口板材，厚度为20mm。
密封顶盖下端连有管材提升机构，提升机构由左右支架、提升架组成，左右支架上安装气缸，气缸带动提升架上下移动，具备倾斜功能，倾斜角度也可以
调正。
提升架上固定夹管装置，夹管装置由气缸、钳口、滑块、滑轨、底板等组成。气缸选用不锈钢气缸，具有优良的耐腐蚀性，钳口、滑轨、底板等均采用PP材料
制作。
喷头组件是酸洗设备的主要组成部分，其位于操作员一端，与管端封合，连接着酸洗液管路和漂洗水管路，配有三套喷头组件对应三种产品规格，每套包括八个喷嘴位置，喷嘴流量均匀，每个喷嘴与管端及管材外表面封合无渗漏。
在喷嘴上方一对一设有喷水喷嘴，和内酸洗动作联动，防止酸液渗漏时对管材表面的污染。喷嘴带异型密封圈，设计应易于更换密封圈。
设备配有独立的酸洗循环系统和水洗循环系统，每个喷嘴都与酸洗、水洗管路相连，酸洗和水洗设有独立的回收装置。
酸液或水洗液从管端出来后流到一个倾斜的导流板上。导流板接收并引导从管端流出的酸液或水洗液，通过底部的开口，将酸液或水洗液排到翻斗盘里。
翻斗盘位于导流板的出口端，通过枢轴使翻斗盘向两边倾斜，一端为储酸槽，另一端为水洗槽排出腔。
采用称重方式对硝酸、水、氢氟酸配比进行控制，并具有数据记录读取功能。
在外罩顶部有喷水系统，在管材内表面漂洗的同时，可喷洗管材外表面及设备内表面。当需要清洗设备内部区域时，或发生酸液泄露等应急事故时，能启动顶部喷嘴进行喷水。
设备上方安装通风管道，用于排出酸洗过程中产生的酸雾，并将酸雾输送至指定位置处理后达标排放。
设备采用PLC作为控制核心，人机界面上以动画形式显示线体上所有运动部件的工作状态。
5 设备特点
本台设备为全自动清洗方式，包括上料、酸洗、水洗、下料，自动化程度高，设备定位准确，充分考虑管材的口径和长度，能将管端与喷头组件紧密封和，防止酸洗过程中溶液的渗漏。
酸洗系统和水洗系统自动切换，并设有独立的两套管路和回收装置，保证两种液体不窜，切换时间自动
控制。
设备选材充分考虑氢氟酸和硝酸的挥发性和腐蚀性，使用可靠性高、耐腐蚀的德国PP板材和进口316不锈钢型钢。
气动测量仪检测内径腐蚀量，转化成酸洗时间，有效避免过酸洗。
全自动酸洗设备既能满足清洗质量要求，又大幅降低劳动强度，保护人身安全和周边环境。
6 结语
核级锆管的内壁酸洗一直是个技术难点，以前大都采用全进口设备，设备投资费用高，后期维护和保养都不方便，更不能满足核电发展的巨大需求。
我公司研制的新型长管道表面处理设备，是通过对锆及锆合金管材酸洗工艺的反复论证，适合于清洗核级锆管内表面，去除氧化皮及润滑油的全自动设备。
此设备自动化程度高，全程电脑监控，生产效率高，清洗质量稳定，可追溯性强，酸洗过程在完全封闭的环境下进行，解决了锆管酸洗常见的操作困难、污染腐蚀大、过度酸洗等等问题，有效地保护了操作人员安全和厂房环境。
参考文献
[1] 朱立，孙本良.酸洗工艺技术大全[M].北京：化学工业出版社，2013.
11.水处理工艺及典型应用 篇十一
辽河油田的侧钻井数量逐年增加,尽管其中大部分为7in侧钻井,但在一些老区块也有部分稀油侧钻井(51/2in侧钻井),由于这些51/2in侧钻井(4in套管)生产年限较长,其中大部分油井出现了水淹水窜现象,但由于受4in套管内径小(Ф88.6mm)的限制,仅仅将常规直井中普遍使用的井下工具缩小内外径是无法满足4in套管井生产需求的,因为在保证下入4in套管井的井下工具的外径不允许超过Ф78mm(过大易卡井)的前提下必须保证井下工具的内径足够大,以确保能够满足泵的抽汲能力。
1 小套管井堵水封隔器的研制
由于51/2in套管侧钻井侧钻段的内径仅为Φ88.6mm,因此设计封隔器时在保证外径不超过Φ78mm的前提下,还要保证有足够的液体流动通道。而且封隔器在没有卡瓦的情况下还要能够承受较大的层间压差。因此在设计时采用了独特新颖的平衡液缸结构,解决了上述问题。
1.1 工作原理
坐封时,从油管打压至6MPa液缸剪断初封销钉,并且带动外中心管上行,同时压缩胶筒,此时锁块锁住封隔器外套完成封隔器坐封。生产时不论是上压差高还是下压差高,都可以通过平衡液缸平衡掉解封销钉所受的压力,保证封隔器的正常工作。
1.2 结构图
结构如图1所示,该封隔器主要由坐封机构、锁紧机构、平衡液缸组成。
1.3 主要技术参数
最大外径为Φ78mm、最小内径为Φ30mm、坐封压力为13.0MPa、承受压差为18.5MPa、解封负荷为3kN、工作温度≤120℃、最大长度为1210mm。
2 小套管井可捞桥塞的研制
为解决小套管井的堵底水问题,研制了小套管井可捞桥塞。由于尺寸限制,为满足桥塞的坐封吨位要求,设计了三级坐封液缸,同时改进了桥塞的锁紧机构,使得桥塞在尺寸合理的情况下能够承受较大的生产压差。
2.1 结构
结构如图2所示,该桥塞主要由锁紧机构、坐封机构、丢手机构组成。
2.2 工作原理
坐封时从油管打压至6MPa,液缸剪断初封销钉上行,同时带动外中心管上行,并且压缩胶筒及卡瓦,此时锁块锁在桥塞本体上完成桥塞坐封,然后投入钢球,打压至18MPa,泄压后上提管柱就可实现桥塞的丢手。解封时下入配套的捞矛,打捞桥塞内壁就可完成桥塞的解封。
2.3 主要技术参数
最大外径为Φ78mm、最小内径为Φ30mm、坐封压力为15MPa、丢手压力为18.0MPa、承受压差为25.0MPa、解封负荷为5kN、工作温度≤120℃、最大长度为1650mm。
3 小套管井堵水工艺管柱设计
针对油层出水类型,我们通过将小套管井井下工具与常规直井的井下工具的合理组合,研制了小套管井堵夹层水、堵底水、堵上层水等多种堵水工艺(如图3、4、5所示),除了堵底水必须下入带有卡瓦的桥塞外,尽量使用下入侧钻井段无卡瓦的Y341-78堵水封隔器,主要是因为侧钻井段的套管壁厚小,固井质量相对较差、套管易变形,以防止工艺管柱卡井。
以上工艺管柱还可以根据现场需要,将堵水管柱与丢手结合应用,设计为丢手杜堵水管柱,但考虑到实际情况,目前主要是将丢手下入51/2in套管中,这样可降低管柱卡井风险。
4 现场应用情况
小套管井堵水工艺技术现场施工20余井次,措施成功率100%,有效率80%,其中龙26-16c井及龙20-22c井因高含水而关井,实施小套管堵夹层水工艺管柱后,含水明显下降,分别为15%和62%,龙13-22c井实施措施前产液29.4m3,含水97%,措施后产液4.2m3,含水降至36%。龙16-121c井措施前产液12.3m3,产油1.3t,含水89%,措施后产液5.5m3,产油2.4t,含水56.7%。由此可见,该工艺技术堵水效果十分明显,具有良好的应用前景。
5 结论
通过近几年来的现场应用充分证明,小套管井堵水封隔器密封、坐封、解封可靠,配合小套管桥塞组成的堵水工艺管柱技术上合理、安全、可行,不易发生卡井事故,这一技术完善了侧钻井小套管井的采油增产措施,具有广泛的推广应用价值。
摘要：小套管井机械堵水工艺技术目前已在现场应用20余井次,措施成功率100%,有效率90%,通过现场应用证明,该技术适应了辽河油田小套管井的生产需要,取得了良好的经济效益和社会效益,具有广泛的应用前景。
关键词：小套管井,机械堵水
参考文献
[1]万仁溥,主编.采油工程手册[M].北京:石油工业出版社,2000.8.
[2]万仁溥,主编.采油技术手册.北京:石油工业出版社,2000.9.
12.水处理工艺及典型应用 篇十二
生活污水处理工艺主要为活性污泥法。通常的工艺有氧化沟工艺、A2/O工艺、SBR工艺等,其主要机理都是利用微生物,采用莫诺特方程,推导出污水中有机物的降解和微生物增值的数学模型。在数学仿真模型中,国内外通常采用系统方法或活性污泥数学模型(ASM)模拟仿真技术[1]。采用虚拟设备技术仿真设计,可以缩短系统组建时间,降低开发费用[2]。Labview软件平台是一种图形编程仿真平台,又称“虚拟仪器”,利用G图形语言可视化技术[3],以微生物反应动力学模型为基础,按照氧传递规则构造充氧虚拟设备[4],配合终沉池虚拟子模块,就可以仿真模拟活性污泥工艺运行[5]。
1活性污泥水处理工艺虚拟设备的程序结构
1.1活性污泥水处理工艺简介
活性污泥法是由曝气、沉淀、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成的污水处理工艺。其中,曝气池是一个生物反应池。通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入污水使活性污泥混合液产生生物好氧代谢反应。随后,混合液流入终沉池,混合液中的悬浮固体在终沉池中沉下来和水分离。活性污泥法运行方式灵活,运行费用较低,但管理要求高[6]。活性污泥水处理工艺流程图如图1。
1.2 活性污泥水处理工艺虚拟设备的程序结构框图
活性污泥水处理虚拟设备程序结构图如图2所示:包括充氧模块、曝气模块、污泥沉淀模块和泥龄模块。在确定了运行参数以后,主程序仿真运行。通过运行参数的调整就可以模拟污水处理工艺运行。
2 活性污泥虚拟设备设计子程序设计
2.1 活性污泥反应池曝气模块子程序
由生物反应动力学可以得出水BOD5浓度计算式为[7]:
V1—硝化区容积(m3);Q—污水设计流量(m3/d);X—污泥浓度(kg/ m3);So,Se—分别为进水、出水BOD5浓度(mg/L);θc—污泥龄(d);Y—污泥净产率系数(kgMISS/kgBOD5);Kd—污泥自身氧化率(d-1),对于城市污水,一般为(0.05—0.1) d-1。
反硝化区脱氮量计算为:
Nt=No-Nw-Ne (2)
Nt—需还原的硝酸盐氨量(kg/d);Nw—去除的总氮浓度(mg/L);No—进水总氮浓度(mg/L);Ne—出水总氮浓度(mg/L);V2—反硝化区容积(m3);XV—MLVSS浓度(mg/L);qdn,T—反硝化速率[kgN/(kgMLSS.d)];NT—须除去的硝酸氮量[kg(NO3-N)/d)]。
根据公式(1)—式(4),利用Labview软件平台编程,可以得到曝气反应模块的控制面板图和相应的G语言子程序。曝气模块的程序框图如图3所示。
2.2 其他模块子程序设计
其他模块包括充氧反应模块、污泥沉淀模块和泥龄模块。充氧反应模块根据风量、风压、水温及污水中氧传输特性和需氧量等因素,求解出溶解氧质量浓度。根据氧传输动力学理论[8],将标准状态下的供气量Gs,折算为单位时间的供氧量S(0.3 Gs),并求出氧利用量Ro(SEA),EA(%)为曝气器的氧转移效率。终沉池模块主要是计算活性污泥浓度,根据污泥回流比R和SVI(污泥体积指数)来确定,从而影响曝气池出水水质,成为控制曝气出水的主要参数。污泥泥龄模块是计算曝气池中微生物细胞的平均停留时间。泥龄模块结合pH值、溶解氧浓度、温度等参数编程计算出污泥龄。其各子模块程序图如图4～图6。
3 活性污泥水处理工艺虚拟设备主程序的建立
用Labview软件平台控制模板中的控件来调用前面建立的各模块子程序,从而建立活性污泥水处理工艺虚拟设备的主程序。软件设计可以分为两部分:前面板和程序框图。在前面板,输入输出分别用控件来实现,程序运行结果直接输出。程序框图是完成程序功能的图形化源代码,通过它对输入数据进行分析计算处理。主程序设计框图如图7所示。
主程序可通过虚拟设备最外层的循环结构,经几次迭代后很快达到稳定的值,控制界面具有直观性,可以在程序运行过程中任意调整控制参数和获得动态的输出结果。
4 结语
① 虚拟设备设计过程中,根据进水参数确定构筑物的尺寸,根据生物反应动力学计算出生物曝气池的出水水质。各个模块相互独立但又相互联系,每个模块均能独自运行。在主程序中,各模块互相控制一起运行,缺一不可。
② 在仿真运行中,各控制参数不能随意取值,应控制在一定范围之内,否则运行时将出现系统错误。具体运行时可以采用实验值或经验值,将可控制参数(DO、SVI、pH、温度等)带入主程序中运行。泥龄参数起系统反馈的作用,须先设定初值,然后经过各控制参数影响下的主程序循环迭代运行达到一个稳定值作为泥龄参数的真值使用。
③ 基于Labview软件平台上开发了水处理虚拟设备可以用在替代续流污水处理实验设备。在虚拟设备建立以后,在运行中只要给定实验参数的初始值,那么就可以用虚拟设备对连续流实验装置进行适当的放大,从而代替大中型的实验。
摘要：为了仿真设计活性污泥水处理工艺,采用Labview软件平台,以污水处理反应动力学为基础,构造虚拟设备主程序和子模块。虚拟设备能够模拟传统活性污泥工艺控制过程,仿真运行可获得动态输出结果。
关键词：污水处理,活性污泥法,虚拟设备
参考文献
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[4]张自杰,林荣忱,金儒霖,等.排水工程(第四版).北京:中国建筑工业出版社,2000
[5]蔡建安,Smith J.活性污泥法污水处理虚拟设备.中国给水排水,2001;17(9):17—22
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