造粒流化床技术于污水处理的研究现状

本文摘要：我国是一个旱季缺水相当严重的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，占到全球水资源的6％，次于巴西、俄罗斯和加拿大，居于世界第四位，但人均只有2300立方米，仅有为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源*匮乏的国家之一。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有大幅减轻的趋势。

我国是一个旱季缺水相当严重的国家，淡水资源总量为28000亿立方米，占到全球水资源的6％，次于巴西、俄罗斯和加拿大，居于世界第四位，但人均只有2300立方米，仅有为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源*匮乏的国家之一。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有大幅减轻的趋势。日趋严重的水污染不仅减少了水体的用于功能，更进一步激化了水资源紧缺的对立，对我国正在实行的可持续发展战略带给了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全性和人民群众的身体健康。

以西安市为事例，2000年西安市建成区面积已约187k，人口326万。根据《西安市灌溉规划（1995年至2010年）》，西安市中心市区分成六个污水搜集系统，现状污水排放总量大约80万/d，污水处理率约34%.西安市现状灌溉服务面积大约152.2k，排水管道除老城区及东北郊部分为合流管外，其余以分流制居多。

排水管网总长大约835.4km.其中污水管道490km（还包括现状合流管），普及率67%，雨水管渠345.4km，普及率45%，管渠密度大约5.5km/k.目前污水管网采纳城市污水量大约80万/d，已竣工城市污水处理厂两座，总处置能力27万/d，污水处理亲率34%，其中北石桥污水处理厂15万/d，邓家村污水处理厂12万/d.同时，西安市是一个水资源缺少的城市，全市人均占据地表水资源量严重不足350，仅有为全国和世界人均占有量的1/6和1/20，大大高于国际普遍认为的保持一个地区社会经济环境所需1000的临界值，随着今后城市现代化进程的减缓，水资源紧缺将不会影响城市供水。而污水是一种平稳可信的、可再生利用的水资源，是解决问题城市缺水的一条重要途径，污水经深度处置后可回用作工矿企业、市政环卫、园林绿化以及城市河道景观等方面。

二、污水处理技术现状现在的污水处理一般都使用传统的污水处理工艺，使用絮凝溶解、砂滤系统，设计投加氯化铁药剂于A2/O系统终沉池配上水井中，增强生物除磷，减少终沉池出有水中磷的浓度。溶解后入水经提高泵站至砂滤池，使用气水鼓吹冲洗滤池，过滤器后水至清水池，冷却后转入返用水管网。如西安市邓家村污水处理厂，西安市北石桥污水净化中心，西安市纺织城污水处理厂，西安市店子村污水处理厂等基本上都使用了这种污水处理系统。

传统的污水处理系统中，使用沉淀池展开污水静溶解，它无法构成颗粒汇聚的较好的条件，无法分解团粒型絮凝体，使得固液分离出来效率很低。三、污水处理新技术——造粒流化床污水处理技术1、流化床基本概念当一种流体以有所不同速度向下通过颗粒床层时，有可能经常出现以下几种情况。固定床——当流体的速度较低时，流体只是穿越惯性颗粒之间的空隙而流动，这种床层称作固定床。初始或临界流化床——当流体的流速减小至一定程度时，颗粒开始断裂，颗粒方位也在一定的区间内展开调整，床层有所收缩，但颗粒仍无法权利运动，这时床层正处于初始或临界流化状态；流化床——如果流体的流速增高到全部颗粒恰好漂浮在向下流动的气体或液体中而能做到随机的运动，此时颗粒与流体之间的摩擦力扎与其清净重力相平衡。

此后床层高度L将随流速提升而增高。这种床层称作流化床；熟互为运送床——若流速再行增高超过某一极限值后，流化床上界面消失，颗粒集中为漂浮在气流中，并被气流拿走，这种床层称作熟互为运送床。

2、流化床的特点流化床中的气固运动状态很像凝结着的液体，并且在许多方面展现出出有类似于液体的性质。流化床具备象液体那样的流动性能，液体颗粒可从容器壁的小孔涌出。并象液体那样，从一容器流向另一容器；再行如，比床层密度小的物体可很更容易的跳入床层，而一用力，它就摇动并沉在床层表面上；当容器弯曲时，床层的上表面维持水平，而且当两个床层相连时，它们的床面自行调整至同一水平面；床层中给定两横截面间的流体变化大体相等这两横截面间单位面积床层的重力。

3、造粒型流化床污水处理技术自我造粒流化床是运用化学工学中准稳态操作者原理和反应工程理论，融合混凝工程的实践经验明确提出的一种新型水处理技术。该技术的主要技术指标如下：§初段化学混凝反应在水力混合器中已完成，水力停留时间在1min以下；§自我造粒反应在上向流机械加热装置内已完成，机械加热强度（G值）在30s-1左右，水力停留时间为10-20min；§固液分离出来在自我造粒流化床上部的固液分离出来区内已完成，水力停留时间为5-10min；§污泥在分离出来的同时自动已完成稀释过程，以无机漂浮颗粒居多的体系，分离出来污泥含水率平均80％～85％，有机成分和无机悬浮物并存体系，分离出来污泥含水率为90～95％；§分离出来入水SS浓度一般来说大于5mg/L，分离出来区设置增强分离出来辅助装置后分离出来入水SS浓度一般来说大于1mg/L；§适用范围：原水（污水、废水）SS浓度1，000-20，000mg/L，COD不小于1，000mg/L.该技术在类似设计的一体化装置以求构建。

其主要特点是水力停留时间较短，体积小，占地面积小，适用性甚广，用于灵活性，处置效率高，可同时已完成固液分离出来和污泥稀释。该技术可普遍用作低浊度自来水处置、低悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥稀释、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。4、造粒型流化床污水处理技术的产业化前景在大力实行《全国生态环境建设规划》的过程中，水资源的综合利用、水资源再造以及水污染管理是尤为重要的环节。

因此水处理设备的市场容量不会大幅减少，市场竞争将是技术水平、适用性和价格的竞争。使用该技术的系列设备具备技术先进设备，体积小，成本低的特点，并可按照用户拒绝展开生产，在环保设备市场上将具备强劲竞争力。

设备的主要用户将是中小工业企业的工业用水处置、废水处理、工业水循环再行利用，城镇中小型自来水处置、污水厂污泥处置等。该项技术先后在郑州黄河花园口（低浊度水处理）、西安邓家村污水处理厂（消化污泥水解）、陕西略阳钢铁厂（煤气洗净废水和选矿废水处理）、深圳水务公司（沉淀池分列泥水处置）展开了半生产性实验，在此基础上重复展开设备改良，申请人了《高效固液分离器》发明专利，目前已成功通过发明专利实审，技术获得国家专利局的确认和维护。该专利技术迄今已在西安西郊热电厂用作冲灰废水再造返用处置，在西安市北石桥污水净化中心用作活性污泥混合液的分离出来和污泥稀释，在西安市区曲江水厂、山东枣庄市供水总公司、山东滨州市自来水公司用作生产废水的再造返用处置，获得了较好的实际应用于效果。因此，该技术具备极大的市场和产业化前景。

四、造粒流化床技术用作污水处理的研究现状近年来自我造粒型流化床在水处理过程中获得研发应用于，特别是在是以污泥水解和低浊度原水、高浓度废液的固液分离出来为目的的造粒流化床研究引发了国内外水处理界的注目。在国外早已有许多*学者开始对该技术展开了了解的研究，也有了很多研究成果。

然而在国内该技术跟上较早，尚能必须之后完备！对造粒流化床技术的研究主要有两个方面，一个就是指实验或实践中研究，主要是针对造粒流化床技术应用于实践中的研究。例如，王晓昌教授的《自我造粒型流化床中颗粒流态的试验测量》以及潘涌章的《造粒流化床技术在洗车废水返用处置中的实验研究》等；另一个是展开理论研究，主要是对流化床中颗粒絮凝机理的研究以及对流化床的中固液流动展开模拟计算等。

例如，黄廷林教授的《结团体流化床的运动均衡》、以及王晓昌教授的《Kineticstudyoffluidizedpelletbedprocess.Developmentofamathematicalmodel》等。然而，总的来说，目前我国对该技术的研究主要还是逗留在实验研究上。五、造粒流化床技术用作污水处理的应用于现状由于造粒流化床技术具备需要高效展开固液分离出来，它普遍用作低浊度自来水处置、低悬浮物浓度废水处理与回用、水厂和城市污水厂污泥稀释、建筑工地废水处理、灾害救助水处理等。运用造粒型高效固液分离出来技术处置低悬浮物浓度工业废水在以下几个方面高于传统处理工艺：（1）处置效率高，效果好.高效固液分离出来装置主体设备的水力停留时间为9min左右，再加前面水泵和管道混合，总水力停留时间在10min以内，远比传统处理工艺所需的停留时间短.经这样较短的处置时间，装置入水浊度已符合工业返用水质拒绝.且必须的无机混凝剂投量高于传统混凝溶解工艺。

（2）分离出来污泥含水率较低，须专门稀释处置.高效固液分离出来装置的分离出来污泥水解性能十分好，在存泥区逗留1h以上，污泥含水率就降至85%以下，须专门稀释才可展开*惜污泥处置.（3）操作者灵活性强劲，能符合有所不同处置必须，高效固液分离出来装置不仅能展开废水倒数处置，也能展开间歇处置，且抗冲击负荷能力强劲，在多达额定负荷50%的情况下也基本上能确保处置水质。下面以造粒流化床技术在洗车废水返用处置中的应用于为事例讲解流化床在处置工业废水中的应用于：随着人们生活水平大大提升，汽车的数量也在大大下降，因此洗车业具有可观的市场需求。现在，大小有所不同的洗车场遍布全国各地，但是多数的洗车场所都没设置废水处理和重复使用设备，洗车水也只是经过非常简单的溶解后就必要排出市政管道，不仅浪费了水资源，而且还对城市水环境造成了一定的污染。

针对目前洗车业水污染和水资源浪费的现状，近年来我国市场上经常出现了各种洗车废水返用设备。有的基于多介质过滤器，陶粒导电过滤器，有界系统的囤积、导电、筛分原理来构建洗车废水处理后回用；有的使用常规的隔油溶解、过滤器、消毒方法。虽然经这些设备处置后的出有水能超过洗车废水水质拒绝，但其联合的缺点是占地面积大、建设及运营费用都较为低，在投放市场的时候遇上不少艰难。

然而，使用造粒流化床技术处置洗车废水时，洗车废水经过流化床装置处置后，入水的水质可超过洗车返用水的废气标准。造粒流化床法产生的污泥的含水率显著比常规混凝沉淀法产生的污泥较低，不必须设置污泥稀释设备。并且，造粒流化床法与传统的处理工艺较为，具备占地面积小、设备结构非常简单、投资和运营费用低等优点，因此将其用作洗车废水的回用处置，具备辽阔的市场前景。

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