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高濃度廢水指經(jīng)汽提、脫酚裝置處理后的出水，主要包括煤液化、加氫精制、加氫裂化及硫磺回收等裝置排出的含酚、含硫廢水。脫酚后廢水自脫酚裝置經(jīng)管架壓力送至廢水處理場(chǎng)，在廢水處理場(chǎng)流程中稱(chēng)為高濃度廢水，處理流程為渦凹?xì)飧?勻質(zhì)罐+3T-AF1生化池+3T-AF2生化池+3T-BAF生化池+粉末活性炭吸附+混凝沉淀+過(guò)濾工藝。由于石油類(lèi)物質(zhì)大部分在汽提裝置中去除，進(jìn)入廢水處理場(chǎng)的高濃度廢水中含油量不大于100mg/L，因此采用渦凹?xì)飧√幚砗罂梢詫⒑土拷档?0mg/L以下，同時(shí)可以去除部分SS、揮發(fā)酚及部分CODcr。其出水含油量要求小于10mg/L，CODcr的總?cè)コ试?0%左右。

　　高濃度廢水壓力進(jìn)入渦凹?xì)飧。谶M(jìn)水端投加聚合鋁(PAC)及聚丙烯酰胺(PAM)，在混合反應(yīng)設(shè)備內(nèi)與進(jìn)水充分反應(yīng)后，進(jìn)入氣浮分離段。微氣泡吸附油珠，將油珠托起，達(dá)到油水分離的目的。氣浮池中設(shè)有鏈條式刮沫機(jī)，刮除表面浮渣，出水中含油量控制小于10mg/L。

　　氣浮出水自流進(jìn)入高濃度廢水生化吸水池，用泵提升進(jìn)入5000m3勻質(zhì)罐，停留時(shí)間約20h，以保證后續(xù)生物處理水量、水質(zhì)的穩(wěn)定，防止產(chǎn)生大的沖擊。高濃度廢水勻質(zhì)罐出口增加調(diào)節(jié)閥，以保證生化系統(tǒng)進(jìn)水的穩(wěn)定。勻質(zhì)罐出水自流進(jìn)入高濃度廢水生化處理系統(tǒng)。生化處理系統(tǒng)設(shè)置為厭氧(AF1)、兼氧(AF2)和好氧(BAF)三段，生化池總有效容積為14700m3，水力停留時(shí)間為98小時(shí)。進(jìn)水考慮消能設(shè)施，每組生化池進(jìn)水管兩側(cè)增加兩道寬頂溢流堰。3T-AF1厭氧生物濾池的主要作用是通過(guò)厭氧處理，對(duì)廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行酸化水解和甲烷化，提高可生化性，降低廢水處理的運(yùn)行成本。共分八組五級(jí)并聯(lián)運(yùn)行，水力停留時(shí)間為33.33小時(shí)。每級(jí)采用下進(jìn)水上出水逐級(jí)溢流方式布水，池內(nèi)安裝載體支架3層，裝填高效懸浮載體2層，載體裝填量為2400m3，投加高效兼氧微生物1920kg，載體有效接觸時(shí)間為21.33小時(shí)。底部設(shè)置曝氣管供開(kāi)工期間使用，在正常運(yùn)行時(shí)，甲烷氣體產(chǎn)生量為172m3/h。池頂設(shè)置密閉混凝土蓋，將甲烷氣體收集之后進(jìn)行焚燒處理。因?yàn)榧淄榕c空氣混合后會(huì)形成爆炸性氣體，所以操作時(shí)禁止曝氣。

　　為防止厭氧池的低部污泥沉積，厭氧池出水經(jīng)回流泵回流，回流比按2:1設(shè)計(jì)，表面水力負(fù)荷為10.8m3/m2•d。3T-AF2作為兼氧生物濾池，是厭氧和好氧的過(guò)渡段，在運(yùn)行過(guò)程中，可以根據(jù)實(shí)際情況，調(diào)節(jié)兼氧池每級(jí)的曝氣量，以適應(yīng)不同水質(zhì)變化的要求，保證系統(tǒng)的處理效果，降低廢水處理的成本。共分八組五級(jí)并聯(lián)運(yùn)行，每級(jí)采用下進(jìn)水上出水的逐級(jí)溢流方式布置。池內(nèi)安裝載體支架3層，高效懸浮載體2層，載體裝填量為2480m3，投加高效兼氧微生物1984kg，載體有效接觸時(shí)間為20.67小時(shí)。底部設(shè)置曝氣管用于攪拌和反沖洗，平時(shí)運(yùn)行氣水比為20:1，底部設(shè)置排泥管。3T-BAF的出水流到3T-AF2，利用進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化，同時(shí)為后段氨氮的硝化提供堿度，減少了加堿量，降低成本，又可以防止產(chǎn)生硫化氫氣體。池內(nèi)設(shè)4組溶解氧在線(xiàn)儀表，控制DO<1mg/L，以保證處理效果。3T-AF2池出水進(jìn)入到3T-BAF池，通過(guò)好氧處理降解廢水中的有機(jī)物。在進(jìn)水端需要投加硝化液，投加量按3-5L/m3水設(shè)計(jì)。池內(nèi)安裝載體支架3層，載體2層，載體裝填量為2550m3，投加高效好氧微生物2040kg，載體有效接觸時(shí)間為20.0h。底部安裝3T-ADS曝氣系統(tǒng)用于曝氣，氣水比為40:1。3T-BAF出水在回流到3T-AF2之前，作為進(jìn)水水質(zhì)較高時(shí)的稀釋水源，回流比例1:1。池內(nèi)設(shè)4組溶解氧在線(xiàn)儀表，控制DO在2-4mg/L，以保證好氧生物處理的效果。經(jīng)過(guò)生物處理后的出水，經(jīng)泵打入到粉末活性炭吸附池。

　　粉末活性炭先配成懸浮液，再打入混合池與生物處理后出水充分混合，然后進(jìn)入吸附池。在吸附池中粉末活性炭與廢水充分接觸，廢水中的CODcr及其他污染物被活性炭吸附。粉末活性炭吸附池出水進(jìn)入混凝反應(yīng)池，在混凝反應(yīng)池中投加聚合鋁(PAC)及陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(PAM)充分混合、反應(yīng)，出水進(jìn)入混凝沉淀池，進(jìn)行泥水分離，去除大部分懸浮物及少量生物處理沒(méi)有去除的CODcr，從而提高出水效果。混凝沉淀池出水進(jìn)入到高濃度廢水過(guò)濾吸水池，由提升泵加壓進(jìn)入多介質(zhì)過(guò)濾器+生物活性炭設(shè)備。通過(guò)設(shè)定時(shí)間周期或進(jìn)出口壓差可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗。將二氧化氯投加到經(jīng)過(guò)濾器處理后的出水，消毒滅菌之后，作為循環(huán)水場(chǎng)的補(bǔ)充水。用在線(xiàn)檢測(cè)儀表檢測(cè)出水水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)水質(zhì)時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入不合格放水池，用泵提升送至渣場(chǎng)進(jìn)行蒸發(fā)處理。

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3.2.2膜生物反應(yīng)器在醫(yī)院污水處理應(yīng)用的效果

膜生物反應(yīng)器的利用對(duì)水中氨氮去除可達(dá)90%以上，而且在抗沖擊負(fù)荷能力方面有很大的優(yōu)勢(shì)。通常運(yùn)行條件較為復(fù)雜時(shí)，相比活性污泥法，MBR去除有機(jī)物表現(xiàn)出很強(qiáng)的能力，出水水質(zhì)較為良好且穩(wěn)定，使污泥齡與水力停留時(shí)間實(shí)現(xiàn)*分離。另外，污泥混合液進(jìn)行過(guò)濾過(guò)程中，因生物相沉積層在膜面作用下形成導(dǎo)致膜孔徑縮小，采用MBR工藝可對(duì)病原微生物進(jìn)行有效地截留，所以在去除病毒方面更具穩(wěn)定性，這也就彌補(bǔ)了傳統(tǒng)加氯消毒工藝的不足之處。在后續(xù)消毒方面，相比活性污泥法處理工藝，MBR工藝也能使消毒劑得到很大的節(jié)約，在接觸的短時(shí)間內(nèi)便可實(shí)現(xiàn)微生物滅活的目標(biāo)，所以對(duì)減少投資與接觸設(shè)備的占地面積以及降低消毒工藝產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用具有很重要的意義。在減少消毒副產(chǎn)品危害性方面，MBR能夠保證鹵代烴的生產(chǎn)量減少，若水中余氯消耗殆盡，鹵代烴含量將不再發(fā)生變化。而且總鹵代烴、一溴二氯甲烷、等濃度都會(huì)降低，使其對(duì)環(huán)境及人體健康的持久、潛在危害得以減少。因此，MBR工藝的利用既可保證消毒劑用量的降低，也使消毒副產(chǎn)品對(duì)人體健康及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)的影響zui大程度的減少，在醫(yī)院污水處理中可充分利用。

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近年來(lái)，我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題日漸加劇，嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展.而磷是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，減少城市污水中磷的排放對(duì)控制富營(yíng)養(yǎng)化具有非常重要的意義.

　　城市生活污水處理通常采用生物法，該法對(duì)氨氮和COD的去除效果好，但除磷效果差.與生物法相比，化學(xué)混凝法除磷具有處理效果好、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但在工程應(yīng)用中存在藥劑投加量大、成本高、產(chǎn)泥量大等缺點(diǎn)，因此研制低成本高效率的除磷混凝劑具有很高的應(yīng)用價(jià)值.

　　目前水處理混凝劑主要為鋁鹽(或鐵鹽)混凝劑，如廣泛應(yīng)用的聚合氯化鋁(PAC)，其一般采用鋁屑、*、氯化鋁、鋁土礦等作為原料進(jìn)行制備，成本較高.而一些工業(yè)廢渣中含有大量可回收利用的鋁鐵元素，原料易得且價(jià)格低廉，近年來(lái)，利用工業(yè)廢渣作為原材料制備混凝劑的研究得到了足夠的重視.

　　粉煤灰是燃煤電廠排出的固體廢渣，其氧化鋁含量通常為20%~35%，zui高可達(dá)50%，可代替鋁土礦成為一種很好的氧化鋁資源.如果利用粉煤灰為原料來(lái)生產(chǎn)鋁鹽混凝劑既可降低生產(chǎn)成本，又能使廢物循環(huán)利用，避免對(duì)環(huán)境的“二次污染”.國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)于將粉煤灰作為混凝劑處理污水方面開(kāi)展了研究工作.例如針對(duì)預(yù)處理后的造紙廠廢水，采用粉煤灰作為吸附劑進(jìn)行深度處理，COD和色度的去除率分別達(dá)到65%和80%.研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰可以作為重金屬離子的吸附劑，當(dāng)重金屬離子濃度低于100 mg·L-1時(shí)，去除率分別為：鋅86%~98%、鉛96%~99%、鎘51%~95%、銅60%~99%，且去除率隨pH值的增大而提高. ArvindK等(2014)研究了蔗渣粉煤灰對(duì)丙烯腈的去除能力，發(fā)現(xiàn)投加量為4 g·L-1、反應(yīng)時(shí)間為5 h時(shí)對(duì)丙烯腈(AN)的去除效果為78%，此時(shí)去除效果.劉等研究了粉煤灰對(duì)城市景觀水體中磷的吸附性能，發(fā)現(xiàn)吸附反應(yīng)符合Langmuir方程，粉煤灰吸附容量為23.15 mg·g-1，對(duì)水體中溶解態(tài)磷(DP)的去除效果為88.30%.

　　但是粉煤灰處理污水過(guò)程中存在一些問(wèn)題，首先，粉煤灰在形成過(guò)程中，部分氣體逸出形成開(kāi)放性孔穴，表面呈蜂窩狀，具有吸附性能，而部分未溢出的氣體被裹在顆粒內(nèi)形成封閉性孔穴(Jin et al.，2012)，降低了粉煤灰的比表面積，限制了其吸附容量，致使應(yīng)用過(guò)程中投加量大，產(chǎn)泥量增加.其次，粉煤灰質(zhì)量輕、密度小(表觀密度為0.55~0.80 g·cm-3)，其處理后的廢水存在泥水分離困難的問(wèn)題.此外，我國(guó)粉煤灰中鋁元素含量高而鐵元素含量低(一般為4%~10%)，其制備的混凝劑屬于鋁鹽混凝劑，具有絮體松散易碎、沉降速度慢的缺點(diǎn).

　　針對(duì)粉煤灰吸附容量小、投灰量大、泥水分離困難的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究者嘗試采用物理或化學(xué)的方法對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性，打開(kāi)其顆粒內(nèi)的封閉性孔穴，提高孔隙率及比表面積，從而改善其吸附效能.劉等采用3種方法對(duì)粉煤灰改性，并用于處理印染廢水，結(jié)果表明鈣改性粉煤灰的色度和COD去除效果，絮體沉降速度zui快.采用PDMDAAC對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性，結(jié)果表明，改性粉煤灰對(duì)有機(jī)分子的吸附能力和離子交換能力都得到了增強(qiáng)，對(duì)染料分子的去除能力比改性前提高了12.5%.分析了粉煤灰合成的沸石對(duì)廢水中氮和磷的去除性能，發(fā)現(xiàn)改性后其陽(yáng)離子交換容量(206.3 cmol·kg-1)遠(yuǎn)高于原粉煤灰(2.2 cmol·kg-1)，磷和氨氮的去除率分別可達(dá)到60%~92%和40%~60%.基于此，本研究擬采用鹽酸對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性，不但能打開(kāi)封閉性孔穴，還能通過(guò)酸的作用使顆粒表面生成大量新的微細(xì)小孔，增加比表面積和孔隙率.

　　針對(duì)粉煤灰處理污水時(shí)絮體松散易碎、沉降速度慢的問(wèn)題，本研究向粉煤灰中添加富含鋁鐵元素且價(jià)格低廉的鋁土礦以補(bǔ)充鐵元素，使得所制備的混凝劑能結(jié)合鐵鹽混凝劑的絮體密實(shí)、沉降速度快的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)鋁鹽混凝劑的缺點(diǎn).同時(shí)根據(jù)協(xié)同增效原理，兩種或兩種以上的組分相加或調(diào)配在一起，所產(chǎn)生的作用大于各種組分單獨(dú)應(yīng)用時(shí)作用的總和.因此，所制備的鋁鐵復(fù)合混凝劑能充分發(fā)揮兩種混凝劑各自的優(yōu)勢(shì)，提高混凝效果.

　　混凝是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，在混凝過(guò)程中的主導(dǎo)作用機(jī)理可能會(huì)發(fā)生演替.目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)混凝機(jī)理的研究方法一般有X-射線(xiàn)衍射分析、紅外光譜分析、Zeta電位測(cè)定等，大都是針對(duì)某一方面的混凝機(jī)理進(jìn)行分析，單一的研究方法不能全面地闡述混凝的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程.因此，采用不同方法對(duì)混凝劑在不同混凝過(guò)程中的作用機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)闡述是十分必要的.

　　基于此，本研究以廉價(jià)易得的粉煤灰和鋁土礦為主要原料，采用鹽酸改性的方法制備出一種新型的無(wú)機(jī)鋁鐵復(fù)合混凝劑.重點(diǎn)研究了所制備的混凝劑對(duì)生活污水的除磷效能，并從形態(tài)學(xué)、分形維數(shù)特征、電荷特性等方面對(duì)其混凝機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)分析.本研究可為礦渣基水處理混凝劑的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)參考.