含油消防廢水處理
含油消防廢水處理工藝流程圖
含油消防廢水處理工藝介紹
3.1 含油消防廢水處理工藝應(yīng)用背景
由于火災(zāi)發(fā)生后，變壓站內(nèi)的變壓油以及滅火用的消防泡沫和消防水，一起進(jìn)入應(yīng)急池，大部分污油以及污染物被帶入應(yīng)急池中，但還有少部分污染物隨著后續(xù)冷卻水進(jìn)入事故池中，需要即時處理。含油消防廢水具有以下特點：
含油消防廢水的特性
1.水中油含量高對污水廠污泥活性影響大；
2.泡沫滅火劑中含有PFOA等有毒物質(zhì)會危害污水處理廠污泥活性；
3.油污和滅火劑的有機(jī)成分使廢水中TOC、COD含量高，BOD含量低可生化性差；
4.廢水中活性劑改變污油物理性質(zhì)氣浮效果差；
5.使用吸附法處理，吸附劑填料容易被油污堵塞；
6.由于是突發(fā)事件產(chǎn)生的污水瞬時量大，水質(zhì)波動大，無法使用生物法連續(xù)處理。
3.2 現(xiàn)有含油消防廢水處理工藝介紹
現(xiàn)有含油消防廢水處理方式有三種：
1. 不經(jīng)過處理排放進(jìn)市政管網(wǎng)對污水廠生化工藝沖擊較大或者直接排放至附近水域，對周圍生態(tài)環(huán)境影響巨大；
2. 建造面積較大的緩沖池集中收集，全部打包委外處理；
3. 建造生物處理池，通過生化處理再排放，生化池需持續(xù)維護(hù)，運營成本高，由于沖擊負(fù)荷大，出水水質(zhì)不穩(wěn)定達(dá)標(biāo)率低。
3.3 科力邇含油消防廢水處理工藝介紹
3.3.1CDFU處理工藝
緊湊旋流氣浮分離器（CDFU）為專利產(chǎn)品，是在吸收國際先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將旋流離心分離技術(shù)與氣浮分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并通過CFD優(yōu)化，開發(fā)出來的具有國際先進(jìn)水平的高效氣浮油水分離器。通過旋流的作用，極大地提高了氣泡浮選的效果，縮短了氣浮停留時間，實現(xiàn)高效、快速除油，該裝置適用于各類含油（含懸浮物）污水處理。
污水進(jìn)入旋流溶氣氣浮(CDFU)裝置，經(jīng)混合器與溶氣水釋放出來的微氣泡（氣泡直徑5～30μm）混合后，沿著CDFU罐壁切向進(jìn)入旋流溶氣氣浮裝置后形成旋流，通過旋流產(chǎn)生的離心力作用，微氣泡和乳化油滴向中間集聚形成浮渣和析出氮氣一起從分離油出口流入浮渣收集罐，在浮渣收集罐中，分離出來的氮氣從氣體出口排出；處理后污水逐漸向下從CDFU水出口流出。
① 雙切向入口設(shè)計
通過雙切向入口設(shè)計，產(chǎn)生更大的旋轉(zhuǎn)速度，離心加速度更大，旋流更為穩(wěn)定，有利于氣泡和油滴相互作用，加速氣泡和油滴向旋流中間區(qū)域聚結(jié)，提高氣浮效果，縮短停留時間，結(jié)構(gòu)可以設(shè)計的更為緊湊?？共▌有懈鼜姡梢赃m應(yīng)turndown率較大的波動（50%變化）。
② 雙氣浮區(qū)域設(shè)計
在氣浮罐中心位置設(shè)計中心筒，將氣浮隔分成中心筒內(nèi)浮選區(qū)和筒外浮選區(qū)。入口從內(nèi)筒切向進(jìn)入，能夠產(chǎn)生更大的離心力，離心加速度更大，更有利于氣泡和油滴向中間集聚，氣浮效果更好。內(nèi)外筒設(shè)計細(xì)化了污水在氣浮罐體內(nèi)的流動，形成不同的氣浮區(qū)域，避免出水夾帶油滴，降低氣浮效果，同時空間利用率更高，結(jié)構(gòu)更為緊湊。
③ 旋流除沙設(shè)計
中心筒底部錐形設(shè)計，能夠起到一定的除沙效果。較大和較重的顆粒在離心力的作用下，逐步被甩到內(nèi)筒壁，并沿著內(nèi)筒壁向下流入錐形區(qū)域，始終保持旋流狀態(tài)，沙粒不易堆積，更容易去除。定期流態(tài)化排沙，不易堵塞。
3.3.2MACT處理工藝
改性活性炭吸附-高效再生技術(shù)（MACT）為公司專利產(chǎn)品，是我公司對傳統(tǒng)活性炭吸附技術(shù)和再生技術(shù)的升級工藝，通過對傳統(tǒng)活性炭的改性處理，改變活性炭的表面理化性質(zhì)，能有針對性的提高對PFCS污染物的吸附效果，大大提高了吸附效率和吸附速率，實現(xiàn)對PFCS類污染物的高效、快速去除，再結(jié)合公司專利活性炭微波高效再生技術(shù)，做到改性活性炭的循環(huán)使用，大大降低運行成本。通過改變改性方式，該技術(shù)可以適用于各類污水深度處理。
3.3.2.1活性炭改性
主要通過物理、化學(xué)處理，改變其孔隙結(jié)構(gòu)，改變其表面酸堿性，或者在其表面引入或去除某些官能團(tuán)使活性炭具有特殊的吸附性能和催化特性。此外，采用不同的活化方法或不同的活化劑也可以實現(xiàn)制備不同孔徑分布及不同表面化學(xué)特性的活性炭。
（1）表面物理性質(zhì)的改性：活性炭表面結(jié)構(gòu)的改性主要是通過物理或化學(xué)方法改變活性炭的比表面積和孔徑分布，擴(kuò)大或縮小孔徑，達(dá)到改變活性炭表面結(jié)構(gòu)的目的，從而提到活性炭的吸附能力。
（2）表面化學(xué)性質(zhì)的改性：活性炭表面化學(xué)性質(zhì)的改變主要是通過一定的方法改變活性炭表面的官能團(tuán)以及表面負(fù)載的離子和化合物，從而改變其表面的化學(xué)性質(zhì)達(dá)到活性炭的吸附能力的提高。以下為幾種表面化學(xué)性質(zhì)的改性的方法：
①表面氧化改性：活性炭在適當(dāng)條件下經(jīng)過氧化劑對表面官能團(tuán)進(jìn)行氧化改性，提高含氧官能團(tuán)的含量，增強對極性物質(zhì)的吸附能力。氧化劑不同，改性后表面所含官能團(tuán)的種類和數(shù)量也不同，一般氧化程度越高，含氧官能團(tuán)越多。常用的氧化劑有：HNO3、HClO、H2SO4、Cl2、H2O2、(NH4)S2O8等。
②表面還原改性：活性炭表面在適當(dāng)條件下經(jīng)過還原劑對表面官能團(tuán)進(jìn)行還原改性，提高堿性基團(tuán)的含量，增強表面的非極性，進(jìn)而提高活性炭對非極性物質(zhì)的吸附能力。常用的還原改性方法是通過H2和N2等惰性氣體對活性炭進(jìn)行的高溫處理得到含量較多堿性基團(tuán)和在氨水中的浸漬處理得到含量豐富的含氮官能團(tuán)。
③負(fù)載原子改性：負(fù)載原子改性是根據(jù)活性炭的吸附性和還原性，把活性炭浸漬在一定的溶液中，通過液相沉積的方法在活性炭表面引入特定的原子和化合物，把金屬離子侵入到活性炭表面，主要是利用活性炭的還原性，將金屬離子還原成單質(zhì)或低價態(tài)的離子。
④表面酸堿改性：酸堿改性法是利用酸、堿等物質(zhì)處理活性炭，根據(jù)實際需要調(diào)整活性炭表面的官能團(tuán)至所需要的數(shù)量。通常對活性炭進(jìn)行酸堿改性是為了改善活性炭對金屬離子的吸附效果，常用的改性劑有HCl、NaOH、HNO3、HClO、H2SO4、H2O2、氨水、檸檬酸等。
3.3.2.2活性炭微波高效再生技術(shù)
我司所研發(fā)的生物炭微波高效再生技術(shù)是利用活性炭吸附的極性物質(zhì)分子（如水分子、有機(jī)物等）在微波場中會受到誘導(dǎo)而產(chǎn)生偶極轉(zhuǎn)向極化，將微波能轉(zhuǎn)化為熱能，活性炭中的水分子以及其他有機(jī)物等迅速被加熱，一部分有機(jī)物受熱分解成CO2氣體和水蒸氣，產(chǎn)生的蒸汽氣壓從原料內(nèi)部向外部爆炸般的壓出，在這種劇烈作用下，活性炭的大部分孔隙得到恢復(fù)，形成顯著的多孔結(jié)構(gòu)，一部分有機(jī)物被碳化，并和原有的殘留炭，在高溫下發(fā)生水煤氣反應(yīng)，進(jìn)一步恢復(fù)了活性炭的孔隙。
微波再生是在熱再生基礎(chǔ)上發(fā)展而來，兩種活性炭的再生方法都是采用加熱來改變活性炭的吸附性能從而實現(xiàn)吸附質(zhì)解吸和活性炭的活化，同時實現(xiàn)活性炭的再生。相比于熱再生，微波再生與之最大的區(qū)別在于微波與介電材料之間的升溫方式。微波對于材料的基本性質(zhì)呈現(xiàn)為反射、穿透和吸收三個特性，據(jù)此可將材料分為導(dǎo)體、絕緣體和介電材料三類（見圖1）?；钚蕴考磳儆诮殡姴牧?。在微觀層面，微波的加熱效應(yīng)由離子傳導(dǎo)和偶極子轉(zhuǎn)動產(chǎn)生。離子傳導(dǎo)指可解離的離子在電磁場中定向轉(zhuǎn)移產(chǎn)生電流，遇到介質(zhì)阻擋產(chǎn)生熱效應(yīng)。偶極子轉(zhuǎn)動指材料中帶正、負(fù)電荷的分子在電磁場的作用下重新排列產(chǎn)生熱量。由于活性炭是高介電損耗材料，微波加熱可使其快速升溫，幾分鐘即可達(dá)到上千攝氏度的高溫，從而實現(xiàn)活性炭的快速再生。
3.4 科力邇含油消防廢水處理工藝優(yōu)點優(yōu)勢
CDFU技術(shù)優(yōu)勢
（1）技術(shù)特點
l 污油去除效率不低于90%，遠(yuǎn)高于常規(guī)IGF。
l 能耗低（10%的IGF能耗），氣體消耗量少（1%～3%處理量）
l 藥劑投加量小，產(chǎn)生的污泥量小，運行和維護(hù)費用少。
l 性能穩(wěn)定，可以滿足10%～120%的流量變化范圍。
（2）傳統(tǒng)溶氣氣浮與CDFU性能參數(shù)對比
MACT技術(shù)優(yōu)勢
（1）技術(shù)特點
l 對COD和PFOA去除效果更好，污水深度處理后能直接排放。
l 去除速率快單位處理量大，吸附量更大吸附劑用量少，更換周期長。
l 改性后強度更大，不易碎落。
l 活性炭經(jīng)過高效再生，再生周期短，再生率高，循環(huán)使用成本更低。
l 物理方法再生不需要反沖洗沒有額外廢水產(chǎn)生。
l 性能穩(wěn)定，可以滿足10%～120%的流量變化范圍。
（2）傳統(tǒng)活性炭與改性活性炭性能參數(shù)對比
（3）傳統(tǒng)活性炭再生技術(shù)與微波高效再生技術(shù)性能參數(shù)對比
3.5 傳統(tǒng)工藝與科力邇工藝對比
