1. 污水處理工藝說明
污水處理按照處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
一級處理,屬於物理處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
整個過程為通過粗格柵的原污水通過污水提升泵提升後,流經格柵或者砂濾器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理,初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之後進入污泥消化池,經過脫水和乾燥設備後,污泥被最後利用。
典型的五種工藝
(1)間歇活性污泥法(SBR)
間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法(SequencingBatchreactor-SBR),它由個或多個SBR池組成,運行時,廢水分批進入池中,依次經歷5個獨立階段,即進水、反應、沉澱、排水和閑置。進水及排水用水位控制,反應及沉澱用時間控制,一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異,一般為4~12h,其中反應佔40%,有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。比連續流法反應速度快,處理效率高,耐負荷沖擊的能力強;由於底物濃度高,濃度梯度也大,交替出現缺氧、好氧狀態,能抑制專性好氧菌的過量繁殖,有利於生物脫氮除磷,又由於泥齡較短,絲狀菌不可能成為優勢,因此,污泥不易膨脹;與連續流方法相比,SBR法流程短、裝置結構簡單,當水量較小時,只需一個間歇反應器,不需要設專門沉澱池和調節池,不需要污泥迴流,運行費用低。
(2)吸附再生(接觸穩定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力,在較短的時間里(10~40min),通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態的有機物,再通過液固分離,廢水即獲得凈化,BOD5可去除85%~90%左右。吸附飽和的活性污泥中,一部分需要迴流的,引入再生池進一步氧化分解,恢復其活性;另一部分剩餘污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統。分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強,還可省去初次沉澱池。主要優點是可以大大節省基建投資,最適於處理含懸浮和膠體物質較多的廢水,如製革廢水、焦化廢水等,工藝靈活。但由於吸附時間較短,處理效率不及傳統法的高。
(3)氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。
氧化溝氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式。它的平面象跑道,溝槽中設置兩個曝氣轉刷(盤),也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時,推動溝液迅速流動,實現供氧和攪拌作用。與普通曝氣法相比,氧化溝具有基建投資省,維護管理容易,處理效果穩定,出水水質好,污泥產量少,還有較好的脫N、P作用,適應負荷沖擊能力強等優點。
(4)連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反應器前部設有預反應區(占池容積的10%)。反應池由預反應區和主反應區組成,並實現連續進水,間歇排水。預反應區一般處在厭氧和缺氧狀態,有機物在此被活性污泥吸附,該區還具有生物選擇作用,抑制絲狀菌生長,防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區內被活性污泥氧化分解。反應連續進水,解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉澱效果較差、凈化效果變差,易發生污泥膨脹,污泥負荷較低,反應時間長,設備容積增大,投資較大。
(5)生物脫氮除磷工藝(A/A/O)
污水首先進入厭氧池與迴流污泥混合,在兼性厭氧發酵菌的作用下,廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物(如VFA),並以PHB的形式貯存在體內,其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨後,廢水進入缺氧區,反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨迴流混合液帶入的NO3-進行反硝化。廢水進入好氧池時,廢水中有機物的濃度較低,聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量,供細菌增殖,同時將周圍環境中的溶解性磷吸收到體內,並以聚磷鏈的形式貯存起來,隨後以剩餘污泥的形式排出系統。系統中好氧區的有機物濃度較低,正有利於該區中自養硝化菌的生長。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合,能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能;工藝簡單,水力停留時間較短;SVI一般小於100,不會發生污泥膨脹;污泥中磷含量高,一般為2.5%以上;厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌,使之混合,而以不增加溶解氧為度;沉澱池要避免發生厭氧-缺氧狀態,以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉澱;脫氮效果受混合液迴流比大小的影響,除磷效果則受迴流污泥中挾帶DO和硝酸態氧的影響,因而脫氮除磷效果不可能提高。具體聯系污水寶或參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
污水處理項目建設過程
污水處理工程是城市市政建設、工業企業建設或排污達標治理的一個重要部分,其建設須按國家基本建設程序進行,現行的基本建設程序一般分編制項目建議書、項目可行性研究、項目工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收、運行調試和達標驗收幾個步驟。這些建設步驟基本包括了項目建設的全過程,它們也可劃分為三個階段。
第一階段項目立項階段。該階段需根據城市市政規劃或環境保護部門要求,分析項目建設的必要性和可行性。本階段以確定項目為中心,一般由建設單位或其委託的設計研究單位編制項目建議書和項目可行性研究報告,通過國家計劃部門、投資銀行或企業計劃部門論證便可獲得立項,對於某些小規模項目,只編制污水處理工程方案設計,並通過投資部門的論證便可立項。第二階段工程建設階段。包括工程設計、工程和設備招投標、工程施工、竣工驗收等過程。
設計的前期工作
設計的前期工作主要是可行性研究,以可行性研究報告(大型、重要的項目)或工程方案設計(小型、簡單的項目)的文件形式表達,主要是論證水處理「title=」污水處理新聞專題「>污水處理項目的必要性、工藝技術的先進性與可靠性、工程的經濟合理性,為項目的建設提供科學依據。可行性研究報告是國家投資決策的重要依據,主要內容如下。
①總論項目編制依據、自然環境條件(地理、氣象、水文地質)、城市社會經濟概況或企業生產經營概況;城市或企業的排水系統現狀、污染源構成、污水排放量現狀、污水水質現狀、項目的建設原則與建設范圍、污水處理廠建設規模、污水處理要求目標(設計進水、出水水質)。
②工程方案污水處理廠廠址選擇及用地;污水處理工藝方案比較(比較方案工藝技術與總體設計、工藝構築物及設備分析、技術經濟比較),處理水的出路(回用水深度處理工藝選擇);工程近、遠期結合問題;節能、安全生產與環境保護,推薦方案設計(污水污泥及回用水處理工藝系統平面及高程設計、主要工藝設備及電氣自控、土建工程、公用工程及輔助設施);生產組織及勞動定員。
③工程投資估算及資金籌措工程投資估算原則與依據;工程投資估算表;資金籌措與使用計劃。
④工程進度安排。
⑤經濟評價總論(工程范圍及處理能力、總投資、資金來源及使用計劃);年經營成本估算;財務評價。⑥研究結論、存在問題及建議。
初步設計
初步設計的主要目的如下:①提供審批依據,進一步論證工程方案的技術先進性、可靠性和經濟合理性;②投資控制,提供工程概算表,其總概算值是控制投資的主要依據,預算和決算都不能超過此概算值;③技術設計,包括工藝、建築、變配電系統、儀表及自控等方面的總體設計及部分主要單元設計,各專業所採用的新技術論證及設計;④提供施工准備工作,如拆遷、征地三通(水、電、路)一平(牆)並與有關部門簽訂合同;⑤提供主要設備材料訂貨要求,即設備與主材招標合同的技術規格書的依據,包括污水、污泥、電氣與自控、化驗等方面設備與主材的工藝要求、性能、技術規格、數量。初步設計的任務包括確定工程規模、建設目的、投資效益,設計原則和標准、各專業個體設計及主要工藝構築物設計、工程概算、拆遷征地范圍和數量、施工圖設計中可能涉及的問題及建議。初步設計的文件應包括設計(計算)說明書、工程量、主要設備與材料、初步設計圖紙、工程總概算表。初步設計文件應能滿足審批、投資控制、施工圖設計、施工准備、設備訂購等方面工作依據的要求。
1.初步設計
(1)設計依據①可行性研究報告的批准文件;②建設單位(甲方)的設計委託書;③其他有關部門的協議和批件;④建設單位(甲方)提供的設計資料清單(名稱、來源、單位、日期)。
(2)城市或企業概況及自然條件①城市現狀與總體規劃,或企業生產經營現狀及發展。②自然條件方面資料a.氣象,包括氣溫、濕度、雨量、蒸發量、冰凍期及凍土深度冰溫、風向等;b.水文,包括地表水體的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等,地下水的分布埋深、利用等。工程地質,包括水處理」title=「污水處理新聞專題」>污水處理廠建址地區的地質鑽孔柱狀圖、地基承載能力、地震等級等。③有關地形資料,包括污水處理廠及相關地區的地形圖。·④城市污水排放現狀及環境污染問題。
(3)處理要求污水排放應達到國家的排放標准或環境保護部門要求。
(4)工程設計①設計污水處理水質水量在分析排水系統污水的平均流量、高峰流量、現狀流量、預期流量等水量資料基礎上,確定污水處理廠設計規模(包括2012年處理能力和總處理能力);根據城市或企業排污狀況,在分析主要污染源(必要時作一定時間污染源監測)和混合污水現狀監測資料的基礎上,確定污水廠設計進水水質指標。②廠址選擇說明結合城市現狀和總體規劃,具體說明廠址選擇的原則和理由,並說明已選廠址的地形、地質、用地面積及外圍條件(即三通一平)③工藝流程的選擇說明主要說明所選工藝方案的技術先進性、合理性,尤其要說明所採用新技術的優越性(技術經濟方面)和可靠性(技術方面)o④工藝設計說明說明所選工藝方案初步設計的總體設計(平面和高程布置)原則,並說明主要工藝構築物的設計(技術特徵、設計數據、結構形式、尺寸)⑤主要處理設備說明說明主要設備的性能構造、材料及主要尺寸,尤其是新技術設備的技術特徵、構造形式、原理、施工及維護使用注意事項等。
(5)處理廠內輔助建築(辦公、化驗、控制、變配電、葯庫、機修等)和公用工程(供水、排水、采膠、道路、綠化)的設計說明
(6)處理廠自動控制和監測設計說明
(7)處理廠污水和污泥的出路
(8)存在的問題及對策建議
2.工程量列出本工程各項構(建)築物及廠區總圖所涉及的混凝土量、鋼筋混凝土土量、建築面積等。
3.設備和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的設備和主要材料清單(名稱、規格、材料、數量)。
4.工程概算書說明概算編制依據、設備和主要建築材料市場供應價格、其他間接費情況等。列出總概算表和各單元概算表。說明工程總概算投資及其構成。
5.設計圖紙各專業(工藝、建築、電氣與自控)總體設計圖(總平面布置圖、系統圖),比例尺(1:200)~(1:1000),主要工藝構築物設計圖(平面、豎向),比例尺(1:100)~(1:200)。
施工圖
施工圖設計在初步設計或方案設計批准之後進行,其任務是以初步設計的說明書和圖紙為依據,根據土建施工、設備安裝、組(構)件加工及管道(線)安裝所需要的程度,將初步設計精確具體化,除水處理「title=」污水處理新聞專題「>污水處理廠總平面布置與高程布置、各處理構築物的平面和豎向設計之外,所有構築物的各個節點構造、尺寸都用圖紙表達出來,每張圖均應按一定比例與標准圖例精確繪制。施工圖設計的深度,應滿足土建施工、設備與管道安裝、構件加工,施工預算編制的要求。施工圖設計文件以圖紙為主,還包括說明書、主要設備材料表。
1.施工圖設計說明書
①設計依據初步設計或方案設計批准文件,設計進出水水質。②設計方案扼要說明污水處理、污泥處理及氣體利用的設計方案,與原初步設計比較有何變更,並說明理由,設計處理效果。③圖紙目錄、引用標准圖目錄。④主要設備材料表。⑤施工安裝注意事項及質量、驗收要求。必要時另外編制主要工程施工方法設計
2.設計圖紙
(1)總體設計①污水處理廠總平面圖比例尺(1:100)~(1:500),包括風玫瑰圖、坐標軸線、構築物與建築物、圍牆、道路、連接綠地等的平面位置,註明廠界四角坐標及構(建)築物對角坐標或相對距離,並附構(建)築物一覽表、總平面設計用地指標表、圖例。②工藝流程圖又稱污水污泥處理系統高程布置圖,反映出工藝處理過程及構(建)築物間的高程關系,應反映出各處理單元的構造及各種管線方向,應反映出各構(建)築物的水面、池底或地面標高、池頂或屋面標高,應較准確地表達構(建)築物進出管渠的連接形式及標高。繪制高程圖應有準確的橫向比例,豎向比例可不統一。高程圖應反映原地形、設計地坪、設計路面、建築物室內地面之間的關系③污水處理廠綜合管線平面布置圖應標示出管線的平面布置和高程布置,即各種管線的平面位置、長度及相互關系尺寸、管線埋深及管徑(斷面)、坡度、管材、節點布置(必要時做詳圖)、管件及附屬構築物(閘門井、檢查井)。必要時可分別繪制管線平面布置和縱斷面圖。圖中應附管道(渠)、管件及附屬構築物一覽表。
(2)單體構(建)築物設計圖各專業(工藝、建築、電氣)總體設計之外,單體構(建)築物設計圖也應由工藝、建築、結構(土建與鋼)、電氣與自控、非標准機械設備、公用工程(供水、排水、採暖)等施工詳圖組成。①工藝圖比例尺(1:50)~(1:100),表示出工藝構造與尺寸、設備與管道安裝位置與尺寸、高程。通過平面圖、剖面圖、局部詳圖或節點構造詳圖、構件大樣圖等表達,應附設備、管道及附件一覽表,必要時對主要技術參數、尺寸標准、施工要求、標准圖引用等做說明。②建築圖比例尺(1:50)~(1:100),表示出水平面、立面、剖面的尺寸、相對高程,表明內、外裝修材料,並有各部分構造詳圖、節點大樣、門窗表及必要的設計說明。③結構圖比例尺(1:50)~(1:100),表達構(建)築物整體及構件的結構構造、地基處理、基礎尺寸及節點構造等,結構單元和匯總工程量表,主要材料表,鋼筋表及必要的設計說明,要有綜合埋件及預留洞詳圖。鋼結構設計圖應有整體裝配、構件構造與尺寸、節點詳圖,應表達設備性能,加工及安裝技術要求,應有設備及材料表。④主要建築物給水排水、採暖通風、照明及配電安裝圖。
(3)電氣與白控設計圖①廠(站)區高、低壓變配電系統圖和一、二次迴路接線原理圖包括變電、配電、用電、啟動和保護等設備型號、規格和編號。附材料設備表,說明工作原理,主要技術數據和要求。②各種控制和保護原理圖與接線圖包括系統布置原理圖。引出或列入的接線端子板編號、符號和設備一覽表以及運行原理說明。③各構築物平、剖面圖包括變電所、配電間、操作控制間電氣設備位置、供電控制線路鋪設、接地裝置、設備材料明細表和施工說明及注意事項。④電氣設備安裝圖包括材料明細表、製作或安裝說明。⑤廠(站)區室外線路照明平面圖包括各構築物的布置、架空和電纜配電線路、控制線路和照明布置。⑥儀表自動化控制安裝圖料明細表,以及安裝調試說明⑦非標准配件加工詳圖
(4)輔助設施設計圖輔助與附屬建築物建築、結構、設備安裝及公用工程,如辦公、倉庫、機修、食堂、宿舍、車庫等施工設計圖。
(5)非標准設備設計圖某些簡單金屬構件的設計詳圖可附於工藝設計圖中。但由幾種不同形式的零配件、構件組成的成套設備,又沒有現成的設備可使用,其功能較獨立,構造較復雜,加工不簡單的設備或大型鋼結構處理裝置,應視為非標准設備,專門進行施工(製作、安裝)圖設計。①總裝圖表明構件零配件相互之間組裝位置、製作加工與安裝的技術要求、設備性能、使用須知及其他注意事項,必要時應有節點詳圖,附構件、零配件一覽表。②部件圖表明構件加工製作詳圖、組裝圖、製作和裝配精度要求。③零件圖零件的加工製作詳圖,須說明加工精度、技術指標、材料、數量等。
①工程設計項目立項後,設計單位根據審批的可行性研究報告進行施工圖設計,其任務是將可行性研究報告確定的設計方案的具體化,要將水處理」title=「污水處理新聞專題」>污水處理廠(站)區、各處理構(建)築物、輔助構(建)築物等的平面和豎向布置,精確地表達在圖紙上,其設計深度應能滿足施工、安裝、加工及施工預算編制要求。在施工圖設計之前,可能還需進行擴大初步設計,進一步論證技術的可靠性、經濟合理性和投資的准確性。
②工程設備招投標是經過比較投標方的能力、技術水平、工程經驗、報價等,來選定工程施工單位和設備供應單位的過程,該過程是保證工程質量和節省工程投資的基礎
③工程施工是項目建設的實現階段,包括土建施工、設備加工製造及安裝的全過程。本階段設計人員應向施工單位和設備供應單位進行技術交底,施工單位要按設計圖紙施工,施工人員發現問題或提出合理化建議,應經過一定手續才能變動,施工時,為了總結設計經驗,應及時解決施工中出現的技術問題,或根據具體情況對設計作必要的修改和調整,設計人員要有計劃地配合參加施工。對一般設計項目,指派主要設計人員到施工現場,解釋設計圖紙,說明工程目的、設計原則、設計標准和依據,提出新技術的特殊要求和施工注意事項;對重大或新技術項目,必要時應派現場設計代表,隨時解決施工中存在的設計問題。
④竣工驗收是全面檢查設計和施工質量的過程,其核心是質量,不合格工程必須返工或加固。第三階段項目驗收階段,包括聯動試車、運行調試、達標驗收等過程。聯動試車由施工單位、設備供應單位、建設單位共同完成,檢查設備及其安裝的質量,以確保能正常投入使用。試運行的目的是要確保處理系統達到設計的處理規模和處理效果,並確定最佳的運行條件,對於生物處理系統,往往要用較長時間來完成「培菌」任務。達標驗收是由環境保護部門檢驗處理系統出水是否達到排放標准。污水處理工程的設計內容設計工作按建設項目所處理的對象不同可劃分為城市污水處理廠工程設計和工業企業廢水處理站工程設計,由於污水來源、性質、水量及處理工藝方面差別較大,使其設計工作亦有所不同。設計工作按建設項目技術的復雜程度可劃分為兩個階段(初步設計和施工圖設計)或一個階段(施工圖設計);同樣可按污水處理規模大小或重要性劃分為兩階段設計或一階段設計。技術復雜、處理規模大、重要的項目一般按兩階段設計,技術復雜程度、處理規模、重要性均小的按
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微濾
微濾又稱微孔過濾,是以多孔膜(微孔濾膜)為過濾介質。
在壓力推動下,截留溶液中的砂礫、淤泥、黏土等顆粒和賈第蟲、隱抱子蟲、藻類和一些細菌等,而大量溶劑、小分子及少量大分子溶質都能透過膜的分離過程。
微濾技術通過機械截留作用、物理作用或吸附截留作用、架橋作用以及網路型膜的內部截留作用去除這類物質。
微濾、超濾、納濾、反滲透比較
4. 誰知道火力發電廠廢水種類及處理方法
火力發電廠脫硫廢水為含有高濃度懸浮物、高氯根、高鹽、高濃度重金屬廢水,對環境污染性極強,處理難度也較大,也是火力發電廠實現零排放的最大難點。
廢水量太大是導致零排放成本過高的主要原因,這個因素在閉式冷卻循環機組尤為明顯。以閉式循環冷卻機組為例:在目前電廠零排放的路線是將循環冷卻水濃水排出做脫硫工藝用水,而脫硫系統水消耗量非常有限,特別是在發電低峰情況下煙氣不足導致脫硫塔水消耗降低,最後導致循環水排濃無處可排。
火力發電廠廢水處理系統,該廢水處理系統包括循環冷卻塔、脫硫塔、進口與脫硫塔相連的脫硫廢水澄清器:
循環水處理系統,所述循環水處理系統的進口通過管道分別與循環冷卻塔的出口、脫硫廢水澄清器的出口連通,循環水處理系統的產水出口與循環冷卻塔的進口相連,濃縮系統的濃水出口與脫硫塔的進口相連;
脫硫廢水處理系統,所述脫硫廢水處理系統的進口通過管道與脫硫廢水澄清器的出口連通;
產水回收器,所述產水回收器的進口通過管道與循環水處理系統的產水出口連通,產水回收器的出口通過管道連接至電廠生產補水系統。
預處理裝置,所述預處理裝置的進口通過管道分別與循環冷卻塔的出口、脫硫廢水澄清器的出口連通。
5. 脫硫塔產生的廢水如何能夠反復使用
前,國內大多數火電廠的濕法脫硫廢水處理系統採用傳統的加葯絮凝沉澱工藝,但整體投運率很低。經傳統處理系統處理後脫硫廢水中SS和COD的濃度較高,且無法除去水中的Cl-。因含有高濃度的Cl-,導致處理後的廢水無法回收利用。出於環保要求和經濟效益的考慮,採用深度處理的技術實現廢水零排放是廢水處理的必然趨勢。
傳統工藝
石灰石-石膏煙氣濕法脫硫過程產生的廢水中含有大量雜質,主要成分為高濃度的懸浮物、高氯根、高含鹽、高濃度的重金屬廢水,如果將這些物質直接排入自然水系,勢必會對環境造成嚴重的污染。目前,國內傳統的處理方法是通過加鹼中和脫硫廢水,使廢水中的大部分重金屬形成沉澱物,再加入絮凝劑使其沉澱濃縮成為污泥,最終污泥被送至灰場堆放。
脫硫廢水的深度處理技術新工藝
雖然脫硫廢水經過上述傳統物化處理能基本滿足達標排放的要求,但其回用范圍局限性很大。隨著國家對水資源的日益重視,零排放技術在全球范圍內得到了廣泛應用。因此,要想回用燃煤電廠脫硫處理後的廢水,實現真正的廢水零排放,就要對廢水進行深度處理。
目前,常用的脫硫廢水深度處理方法包括膜濃縮法、蒸發濃縮法和結晶技術等。
膜濃縮法
採用DTRO膜法處理脫硫廢水,可有效解決採用卷式膜易受污染的問題,產水水質好,可有效的去除水中的雜質、重金屬等有害物質。
DTRO膜法處理脫硫廢水工藝流程:
蒸發濃縮技術
蒸發濃縮是工業中非常典型的水處理技術之一,其被廣泛應用於化工、食品、制葯、海水淡化和廢水處理等工業生產中。在脫硫廢水的濃縮處理中應用較多的是多效蒸發(MED)、熱力蒸汽再壓縮(TVC-MED)和機械蒸汽再壓縮(MVR)技術。
傳統的多效蒸發裝置(MED)主要以鍋爐生成的蒸汽
6. 脫硫廢水中有機污染物的處理
火電廠脫硫廢水來源於濕法脫硫(FGD)工藝產生的廢水,脫硫廢水污染嚴重,排水溫度在40℃~50℃之間,懸浮物、含鹽量、重金屬等雜質的含量極高。現有國內電廠脫硫廢水的處理基本採用加葯處理的物化方法,主要是針對其中的懸浮物以及重金屬離子予以去除,處理出水執行標准有《污水綜合排放標准》(GB 18466-2005)、《火電廠水質石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T 997-2006)。
在實際的運行過程中,因脫硫廢水水質成分主要為第一類污染物和第二類污染物,在葯劑的物化反應下,脫硫廢水中的重金屬離子和懸浮物、pH值等指標能達到排放要求,但廢水中的有機污染物(COD等)指標因工藝流程未對其進行專門的處理設計,只是在葯劑反應過程中隨其他污染物排除一部分,其出水參數很不穩定,多數情況下無法達到排放標准,有機污染物難於去除,已成為眾多電廠脫硫廢水處理排放的一大難題,困擾了很多電廠。
目前,國內環保形勢嚴峻,在節水和節能環保的大形勢下,很多電廠順應國家環保形勢對脫硫廢水處理提出了零排放處理回用的要求,因此,脫硫廢水中的有機污染物COD指標的去除成為了脫硫廢水處理必須克服的難題。本論文主要針對脫硫廢水中有機污染物的去除進行分析,研究一種應用於脫硫廢水有機污染物去除的處理
工藝。
2 脫硫廢水的特性
電廠脫硫工藝產生的脫硫廢水主要特徵是呈現弱酸性,pH值5~6;主要特點是高懸浮物、高濁度、高黏度、高含鹽量以及難降解有機物,並含有Hg、Pb、Ni、Hs、As、Cd、Cr等重金屬離子和氟化物,有機污染物COD的含量一般為150~400mg/L,其中有機污染物來源於燃煤過程及脫硫過程脫硫劑的一些產物,具有難於降解、處理難度高的特點。基於脫硫廢水的高含鹽、有機物難降解等特性,並考慮處理過程中系統運行的穩定性,主要考慮採用最利於有機污染物處理的生物處理方法去除脫硫廢水中的該指標。
3 生物處理方法
綜合分析現有的生物處理方法,適用於脫硫廢水特性的生物處理工藝主要有以下五種:
3.1 傳統活性污泥法
活性污泥法是以活性污泥為主體的污水處理技術,它採用人工曝氣的手段使活性污泥均勻分散並懸浮於反應器中,與廢水充分接觸,並在有溶解氧的條件下對廢水中所含的有機物進行微生物的合成和分解等代謝活動。而脫硫廢水鹽度對活性污泥法的影響較大,因此,對活性污泥進行馴化培養出具有良好有機物降解性能的耐鹽微生物是處理高鹽廢水的重要前提。
3.2 厭氧處理系統
近幾十年來,由於厭氧生物技術發展迅速,出現了一大批高效厭氧反應器,這些反應器中生物固體濃度很高、泥齡很長,處理能力大大的提高,在高濃度的廢水中得以大量應用。高濃度的Na+或CL-會對厭氧生物產生抑製作用,但是厭氧或兼氧微生物對鹽的適應性和其他離子產生的拮抗作用會減輕鹽對微生物的毒害作用,因此厭氧法可應用於高含鹽廢水處理系統。
3.3 好氧顆粒污泥
好氧顆粒污泥技術是將生物自絮凝原理應用於好氧反應器,使好氧絮狀污泥在一定工藝條件下實現好氧顆粒化。好氧顆粒污泥具有沉降性好、抗負荷沖擊能力強、持留生物量高以及脫氮除磷效果好等優點,而且它還能集好氧、厭氧和兼氧微生物於一體,因此好氧顆粒污泥能夠有效處理各種難降解的廢水。
3.4 嗜鹽菌
嗜鹽菌作為一類新型的、極具應用前景的微生物資源,近年來受到人們的廣泛關注,它們具有極為特殊的生理結構和代謝機制,同時還產生了許多具有特殊性質的生物活性物質,因此被廣泛地應用於含鹽量高的廢水處理。
3.5 好氧-厭氧組合工藝
由於單獨的好氧和厭氧工藝在處理廢水時受到許多限制,單一的系統往往不能將有機污染物徹底去除,尤其是難降解的廢水系統,因此為了更好地處理高鹽脫硫廢水,往往結合好氧以及厭氧的組合工藝,以達到更好的效果。
本文脫硫廢水生物處理工藝將採用好氧-厭氧的組合工藝進行處理,針對廢水中的懸浮物、重金屬指標的處理不做論述,生物處理所處理的脫硫廢水是經預處理系統去除此類指標後的廢水。
4 好氧-厭氧的組合工藝處理技術
脫硫廢水中的COD等有機污染物主要來自煤(主要成分為有機質)、石灰石以及脫硫反應生成物中的亞硝酸鹽、亞硫酸鹽等還原性物質,而BOD則主要是污水中的氮氧化物。經過預處理處理後,廢水的pH值、懸浮物、重金屬離子、氟化物等污染指標被去除,但廢水中的COD、硫酸根等指標還未得到去除,需採用生物處理方法進一步處理。而硫酸根、氯根等鹽的高含量對廢水生化存在一定的抑製作用,使脫硫廢水難於生化,因此為提高其可生化性,在生化處理過程,需投加成分均衡的營養物質保證生化處理微生物所需的各類營養指標,而在電廠,基本都有生活污水處理系統,其水量不大,多在5~15t/h之間,這股水進入脫硫廢水系統可以很好地解決營養平衡問題,且可以提高水的回收量,將電廠生活區的生活污水引入脫硫廢水系統進行綜合處理,將同時實現兩股水的節水目標,並保證了脫硫廢水生物處理的基本營養條件。 脫硫廢水生物處理系統採用厭氧+好氧的組合處理工藝,厭氧採用EGSB厭氧系統,而好氧則採用BAF曝氣生物濾池好氧系統。EGSB厭氧系統通過培養SRB厭氧細菌病通過其代謝作用去除廢水中的SO42-、殘余重金屬離子及部分COD等,而通過BAF曝氣生物濾池的生化作用將COD、氮等進行硝化處理,達到處理要求,經該系統處理後,廢水可進入後續除鹽或其他指標處理系統,進一步處理而獲得高品質回用水,脫硫廢水生物處理流程圖如圖1所示:
EGSB厭氧系統適用於低濃度有機污染物處理系統,運行過程培養適於脫硫廢水環境的SRB厭氧細菌來處理污染物,SRB厭氧細菌是一類能通過異化作用進行硫酸鹽還原的一類細菌,這種厭氧細菌雖然生長緩慢,但具有極強的生存能力且分布很廣泛,SRB厭氧細菌已經成功地應用在了與脫硫廢水極類似的多種水處理系統中,它的代謝利用硫酸根作為最終的電子受體,將有機污染物作為細胞合成的碳源和電子供體,同時將硫酸根還原為硫化物,使廢水中的硫酸鹽得以去除。而產生的溶解態的S2-則與廢水中殘余的重金屬離子反應形成金屬硫化物沉澱,可進一步去除重金屬離子,此外SRB厭氧細菌在代謝過程中分解有機硫以二氧化碳氣體的形式
排出。
經過厭氧反應後,廢水中的一些重大生化抑制指標得以去除,廢水的可生化性提高,因此,廢水進入好氧生物系統進行進一步處理,好氧生物反應系統採用BAF曝氣生物濾池處理系統,並接種引入主體處理微生物:嗜鹽菌,適應脫硫廢水的高含鹽環境,曝氣生物濾池是固定化生物反應器的一種,近年來被廣泛應用於各類高含鹽廢水的處理。曝氣生物濾池能夠通過固定化保護微生物,降低其在極端環境中所受的傷害,提高系統對有毒有害物質及環境沖擊負荷的耐受力,使系統保持較高的穩定性。研究表明,曝氣生物濾池在高含鹽環境中能保持較高的有機物去除率。
因脫硫廢水中的鹽分含量過高,會對微生物的活動帶來一定的難度,而曝氣生物濾池接種培養的核心處理載體,嗜鹽菌是專門在高鹽環境下生長的細菌,由於嗜鹽菌在高鹽環境下能夠在細胞內聚集鉀離子和小分子極性物質,調節細胞滲透壓,維持細胞內外滲透壓的平衡,幫助從高鹽環境獲取微生物活動所需的水,並且這些極性分子可以迅速合成和失去,快速適應外界的環境變化。嗜鹽菌的蛋白質中含有過量的酸性氨基酸和非極性的殘余物,過量的酸性物質需要陽離子平衡附近的負電荷,所以嗜鹽酶只有在高鹽環境下才能保持活性。基於嗜鹽菌的反應機理,廢水中的有機污染物得以去除。
經試驗研究,在模擬脫硫廢水水質情況下,通過鹽度的不斷提高和變化,曝氣生物濾池的有機污染物去除率繪製成曲線,鹽度和COD的去除效果關系如圖2所示:
從圖2中可看出,在脫硫廢水含鹽所屬的10000~24000mg/L的范圍內,COD的去除率可穩定維持在94%~96%之間,在這個脫硫廢水的鹽度范圍內,嗜鹽菌能維持其生理代謝的良好活性,對廢水中的有機污染物有較強的降解能力。
經曝氣生物濾池處理後,廢水中的有機污染物等指標得以去除,脫硫廢水可進入下一階段處理流程。
5 結語
脫硫廢水中有機污染物的處理是國內外各大火力發電廠普遍面臨的難題,要實現脫硫廢水系統節水回用,必須對脫硫廢水中的有機污染物進行處理,才能進行後續的膜處理或離子交換系統的除鹽處理,脫硫廢水中有機污染物處理技術的研究成功將成為克服脫硫廢水節水回用難點的一個突破,也將成為脫硫廢水實現零排放生物指標處理工藝的一種可靠選擇。
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7. 什麼是膜分離裝置哪些地方能用
北京和默能源技術有限公司在膜分離法水處理技術是利用選擇性透過膜為分離介質內,使水與溶質或微容粒分離,實現水的軟化、脫鹽和凈化,根據分離粒徑的不同可分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等。
應用領域:
電廠脫硫廢水預處理 鍋爐補給水處理 油田采出水工業廢水的深度處理 海水淡化 水質軟化等方法
8. 工業廢水處理方法(酸鹼廢水、造紙廢水、印染廢水、化學廢水)
1、怎樣處理造紙工業廢水?
造紙廢水主要來自造紙工業生產中的制漿和抄紙兩個生產過程。制漿是把植物原料中的纖維分離出來,製成漿料,再經漂白;抄紙是把漿料稀釋、成型、壓榨、烘乾,製成紙張。這兩項工藝都排出大量廢水。制漿產生的廢水,污染最為嚴重。洗漿時排出廢水呈黑褐色,稱為黑水,黑水中污染物濃度很高,BOD高達5—40g/L,含有大量纖維、無機鹽和色素。漂白工序排出的廢水也含有大量的酸鹼物質。抄紙機排出的廢水,稱為白水,其中含有大量纖維和在生產過程中添加的填料和膠料。造紙工業廢水的處理應著重於提高循環用水率,減少用水量和廢水排放量,同時也應積極探索各種可靠、經濟和能夠充分利用廢水中有用資源的處理方法。例如浮選法可回收白水中纖維性固體物質,回收率可達95%,澄清水可回用;燃燒法可回收黑水中氫氧化納、硫化鈉、硫酸鈉以及同有機物結合的其他鈉鹽。中和法調節廢水pH值;混凝沉澱或浮選法可去除廢水中懸浮固體;化學沉澱法可脫色;生物處理法可去除BOD,對牛皮紙廢水較有效;濕式氧化法處理亞硫酸紙漿廢水較為成功。此外,國內外也有採用反滲透、超過濾、電滲析等處理方法。
2、怎樣處理印染工業廢水?
印染工業用水量大,通常每印染加工1t紡織品耗水100一200t.其中80%一90%以印染廢水排出。常用的治理方法有回收利用和無害化處理。
回收利用:
(1)廢水可按水質特點分別回收利用,如漂白煮煉廢水和染色印花廢水的分流,前者可以對流洗滌.一水多用,減少排放量;
(2)鹼液回收利用,通常採用蒸發法回收,如鹼液量大,可用三效蒸發回收,鹼液量小,可用薄膜蒸發回收;
(3)染料回收.如士林染料可酸化成為隱巴酸,呈膠體微粒.懸浮於殘液中,經沉澱過濾後回收利用。
無害化處理可分:
(1)物理處理法有沉澱法和吸附法等。沉澱法主要去除廢水中懸浮物;吸附法主要是去除廢水中溶解的污染物和脫色。
(2)化學處理法有中和法、混凝法和氧化法等。中和法在於調節廢水中的酸鹼度,還可降低廢水的色度;混凝法在於去除廢水中分散染料和膠體物質;氧化法在於氧化廢水中還原性物質,使硫化染料和還原染料沉澱下來。
(3)生物處理法有活性污泥、生物轉盤、生物轉筒和生物接觸氧化法等。為了提高出水水質,達到排放標准或回收要求.往往需要採用幾種方法聯合處理。
3、怎樣處理染料生產廢水?
染料生產廢水含有酸、鹼、鹽、鹵素、烴、胺類、硝基物和染料及其中間體等物質,有的還含有吡啶、氰、酚、聯苯胺以及重金屬汞、鎘、鉻等。這些廢水成分復雜.具有毒性,較難處理。因此染料生產廢水的處理.應根據廢水的特性和對它的排放要求.選用適當的處理方法。例如:去除固體雜質和無機物,可採用混凝法和過濾法;去除有機物和有毒物質主要採用化學氧化法、生物法和反滲透法等;脫色一般可採用混凝法和吸附法組成的工藝流程,去除重金屬可採用離子交換法等。
4、怎樣處理化學工業廢水?
化學工業廢水主要來自石油化學工業、煤炭化學工業、酸鹼工業、化肥工業、塑料工業、制葯工業、染料工業、橡膠工業等排出的生產廢水。化工廢水污染防治的主要措施是:首先應改革生產工藝和設備,減少污染物,防止廢水外排,進行綜合利用和回收;必須外排的廢水,其處理程度應根據水質和要求選擇。一級處理主要分離水中的懸浮固體物、膠體物、浮油或重油等。可採用水質水量調節、自然沉澱、上浮和隔油等方法。二級處理主要是去除可用生物降解的有機溶解物和部分膠體物,減少廢水中的生化需氧量和部分化學需氧量,通常採用生物法處理。經生物處理後的廢水中,還殘存相當數量的COD,有時有較高的色、嗅、味,或因環境衛生標准要求高,則需採用三級處理方法進一步凈化。三級處理主要是去除廢水中難以生物降解的有機污染物和溶解性無機污染物。常用的方法有活性炭吸附法和臭氧氧化法,也可採用離子交換和膜分離技術等。各種化學工業廢水可根據不同的水質、水量和處理後外排水質的要求,選用不同的處理方法。
5、酸鹼廢水的特性及其處理原則是什麼?
酸性廢水主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和礦山等,其中含有各種有害物質或重金屬鹽類。酸的質量分數差別很大,低的小於1%,高的大於10%。鹼性廢水主要來自印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。其中有的含有機鹼或含無機鹼。鹼的質量分數有的高於5%,有的低於1%。酸鹼廢水中,除含有酸鹼外,常含有酸式鹽、鹼式鹽以及其他無機物和有機物。
酸鹼廢水具有較強的腐蝕性,需經適當治理方可外排。
治理酸鹼廢水一股原則是:
(1)高濃度酸鹼廢水,應優先考慮回收利用,根據水質、水量和不同工藝要求,進行廠區或地區性調度,盡量重復使用:如重復使用有困難,或濃度偏低,水量較大,可採用濃縮的方法回收酸鹼。
(2)低濃度的酸鹼廢水,如酸洗槽的清洗水,鹼洗槽的漂洗水,應進行中和處理。
對於中和處理,應首先考慮以廢治廢的原則。如酸、鹼廢水相互中和或利用廢鹼(渣)中和酸性廢水,利用廢酸中和鹼性廢水。在沒有這些條件時,可採用中和劑處理。
6、選礦廢水中含有哪些浮選葯劑,怎樣處理?
選礦廢水具有水量大,懸浮物含量高,含有害物質種類較多的特點。其有害物質是重金屬離子和選礦葯劑。重金屬離子有銅、鋅、鉛、鎳、鋇、鎘以及砷和稀有元素等。
在選礦過程中加入的浮選葯劑有如下幾類:
(1)捕集劑.如黃葯(RocssMe)、黑葯[(RO)2PSSMe]、白葯[CS(NHC6H5)2];
(2)抑制刑,如氰鹽(KCN,NaCN)、水玻璃(Na2SiO3);
(3)起泡劑,如松節油、甲酚(C6H4CH30H);
(4)活性刑,如硫酸銅(CuS04)、重金屬鹽類;
(5)硫化劑,如硫化鈉;
(6)礦槳調節劑,如硫酸、石灰等。
選礦廢水主要通過尾礦壩可有效地去除廢水中懸浮物,重金屬和浮選葯劑含量也可降低。如達不到排放要求時,應作進一步處理,常用的處理方法有:
(1)去除重金屬可採用石灰中和法和焙燒白雲石吸附法;
(2)主除浮選葯劑可採用礦石吸附法、活性炭吸附法;
(3)含氰廢水可採用化學氧化法。
7、冶金廢水可分為幾類,其治理發展趨向是什麼?
冶金廢水的主要特點是水量大、種類多、水質復雜多變。按廢水來源和特點分類,主要有冷卻水、酸洗廢水、洗滌廢水(除塵、煤氣或煙氣)、沖渣廢水、煉焦廢水以及由生產中凝結、分離或溢出的廢水等。
冶金廢水治理發展的趨向是:
(1)發展和採用不用水或少用水及無污染或少污染的新工藝、新技術,如用干法熄焦,煉焦煤預熱,直接從焦爐煤氣脫硫脫氰等;
(2)發展綜合利用技術,如從廢水廢氣中回收有用物質和熱能,減少物料燃料流失;
(3)根據不同水質要求,綜合平衡,串流使用,同時改進水質穩定措施,不斷提高水的循環利用率;
(4)發展適合冶金廢水特點的新的處理工藝和技術,如用磁法處理鋼鐵廢水.具有效率高,佔地少,操作管理方便等優點。
9. 濕地處理廢水的研究現狀
煤礦山排出的廢水和煤矸石滲出液,含硫量較高。根據大峪溝礦區的實際情況,即使採用綜合一體化處理方法,出水的除硫效果並不明顯,水中SO2-4仍高達1994.21~2144.06mg/L。雖然現有的《煤炭工業污染物排放標准》(GB20426—2006)對SO2-4的排放濃度沒有明確限制,但高硫酸鹽水對大峪溝的地下水和涼水泉水庫的水質仍有嚴重影響。
目前,去除水中SO2-4的方法主要有中和法、反滲透膜法、生物化學處理法和濕地法。前幾種運行費用高,效果不一,有的還存在二次污染或技術不夠完善等問題,更多地採用廉價、清潔的處理方法,即利用濕地除硫。
一般而言,煤礦開采尤其是井工開采都需疏排地下水,在地表形成小溪或小河進入窪地,形成濕地。濕地具有顯著的生態功能,能夠起到凈化水質,調節空氣濕度、溫度,繁衍各種濕生-水生植物,改善人居環境的作用。據調研,目前煤礦山濕地生態功能常常被忽視,要麼棄置不用要麼受損嚴重。本次研究的目的是試圖利用礦區排水形成的濕地解決終端外排水的去硫問題,使之資源化,可以說是前述綜合一體化處理方案的最終一個環節,同時也是解決煤礦山濕地生態修復和濕地生態利用的專門性課題。
利用人工濕地去除水中硫酸根的研究仍處於探索階段,人工濕地屬於人工構築物的范疇,通常的做法是建幾個處理池,池內鋪蓋底泥並種植植物,依靠植物、底泥等要素的作用達到去硫效果;煤礦山濕地顯然不屬於上述的人工濕地,有關煤礦山濕地的生態功能、除污能力的研究,目前還比較少見。據國內外的相關文獻,人工濕地脫硫效果相差較大,有的可以達91.9%,有的為53%,甚至有的去除率幾乎為零。究其原因,主要是濕地規模、水質、氣候、底泥和水生植被的差異。所以在對煤礦山濕地進行研究時,必須查明生態地質的基本條件。
人工濕地是人對自然濕地系統的模擬,利用生態的方法來去除污染物,以達到凈化污水的目的,它利用自然生態系統中的物理、化學和生物三者的協同作用,通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實現對污水的高效凈化(彭超英等,2000)。實踐表明,與其他處理污水的方法相比,人工濕地系統具有高效率、低投資、低運行費、低維護技術、基本不耗電即「一高三低一不」的特點(丁疆華等,2000)。自1974年第一個用於污水處理的人工濕地系統在西德建成以來,因其優越的性能,使它獲得較快的發展(劉自蓮等,2005)。20世紀80年代從歐洲到美洲、澳洲等地區和國家都廣泛開展了這方面的研究工作。目前,在美國有600多處人工濕地工程用於處理市政、工業和農業廢水;在丹麥、德國、英國等國至少有200處人工濕地(主要為地下潛流濕地)系統在運行,紐西蘭也有80多處人工濕地系統投入使用(李麗等,2007)。而且大量的監測表明,濕地凈化污水的效果是顯而易見的。例如,Knight(2000)等對1300多條已報道的數據進行分析,人工濕地對飼養家畜排放水的凈化效率平均為:BOD5,65%;TSS,53%;NH4—N,48%;TN,42%和TP,42%。來自美國環保機構的資料庫資料顯示出了更高的處理效率,BOD5,TSS,TN,NH4—N,NO3—N和TP分別高達95%、88%、67%、61%、72%和76%(Braskerud等,2002)。
我國的濕地研究起步較晚。從「七五」時期開始試驗,取得了人工濕地工藝特徵、技術要點和工程參數等研究成果(胡康萍等,1991)。20世紀90年代以來,我國對人工濕地的研究發現燈心草、香蒲等植物在人工濕地中凈化污水能達到國家二、三級地面水標准,人工濕地可以廣泛應用於工業廢水處理、農業水處理、雨水處理等。在研究利用人工濕地生態系統去除水體中藻類方面,說明人工濕地系統在污水深度處理或減少水體富營養化、抑制藻類生長等方面也具有特色。全國數十個城市開展人工濕地研究,很多已投入生產;已有不少城市建立了蘆葦人工濕地污水處理系統。這些系統運行以來,產生了良好的經濟和社會效益,為我國環境保護做出了貢獻。廣東韶關市鉛鋅礦廢水治理,在人工濕地中種植香蒲的研究表明(陽承勝等,2000),利用香蒲凈化含鉛、鋅工業廢水的效果非常好,COD、SS、Pb、Zn、Cu和Cd的去除率分別為92.19%、99.62%、93.98%、97.02%、96.87%和96.39%,水質得到明顯改善,主要污染物TSS、Pb、Zn、Cu和Cd等均達到排放標准。此外,人工濕地在處理鐵礦酸性廢水的試驗結果表明(唐述虞,1996),酸水pH值由2.6升高到6.1;銅離子、鐵離子和錳離子去除率分別為99.7%、99.8%、70.9%。在利用濕地去除廢水中常見的硫酸根離子方面,通過查閱國內外文獻發現,前人的研究尚不充分,而且在不多的文獻報道中,脫硫效果相差很大。研究資料表明,經生化預處理的紡織廢水在經過濕地前後SO2-4由1235mg/L變為1244mg/L,去除率幾乎為零(尹軍等,2004);美國佛羅里達州的Hidden River雨水濕地處理系統的SO2-4去除率達到53%(王世和等,2007);另有研究表明,畜禽舍污水經過濕地後,硫化物的降解率可達88.3%(汪植三等,1995);在對濕地凈化養豬場豬糞水的研究時發現,SO2-4去除率達到91.9%(劉開容等,1997);國外學者研究認為,人工濕地對生活污水中無機硫的去除率可達95%(Buisma 等,1990)。
在濕地設計方面,國外學者通過示蹤劑實驗發現,在同樣的濕地面積下,填料深度為0.45m的濕地系統的BOD去除效果比深度為0.3m的濕地系統去除效果稍好(George,2000)。美國環保局在關於構建濕地處理市政廢水的手冊中認為,潛流濕地進水區域水深一般為0.4m,基質深度應比水深深0.1m,即系統總體深度為0.5m(USEPA,2000)。國內有學者研究了20cm、40cm、60cm三個水深條件下COD的去除率,發現水深為60cm時,即使運行的水力負荷較高(433.3cm/d),COD的去除率仍然可達84.9%(王世和等,2003)。另有研究發現,進水負荷的增大引起水力停留時間和出水速率的下降,不利於污水的凈化處理。但另一方面,進水負荷太小又不能充分發揮濕地的凈化潛力,因此濕地系統都存在一個較佳的進水負荷(吳振斌等,2001)。研究表明,低流速和高水力停留時間(HRT)對有機物和TSS(總懸浮固體)有較好的去除作用,過高的HRT會增加人工濕地水分的蒸騰作用。鑒於濕地植物在處理廢水中有機物和重金屬的重要作用,目前國外對人工濕地的植物選擇研究不斷深入,總的來看一般有三種植物較為常用,為風車草、蘆葦和香蒲(Ciria等,2005; Karathanasis 等,2003)。國外有學者研究了人工濕地處理系統中八種植物對污染物的去除效果,發現香蒲的去除能力最強(Klomjek,2005)。國內人工濕地系統植物的應用情況和國外基本相同,在研究香蒲、美人蕉、燈心草、蘆葦、營蒲、茭白和黃花鶯尾這七種武漢地區常見濕地植物對生活污水的處理效果時,發現其中香蒲、美人蕉、黃花鶯尾、茭白和營蒲的處理效果相對較好(魯敏等,2004)。風車草、香根草、香蒲、蘆葦和燈心草是國內人工濕地應用比較多的植物(靖元孝等,2002;廖新梯,2002;成水平等,1997;王全金等,2004)。
通過以上總結,可以發現,目前針對濕地處理廢水的研究和應用在國內外均是一個熱點問題,取得了一定的理論和實踐成果,但是,由於濕地作為一個特殊的生態系統有其自身的復雜性,加之廢水類型的復雜多樣,具體的情況千差萬別,所以,在利用濕地凈化廢水特別是煤礦山廢水方面,還有著諸多問題亟待解決,可以說還在「摸著石頭過河」。目前國內外對於濕地凈化污染物能力的評估,多是根據溶質平衡的原理,將濕地進水口與出水口的溶質量相減,認為其結果就是濕地的凈化能力。這種評價方法有許多弊端,一是必須依賴於長期、大量的監測數據作為基礎,二是不能給出較為准確的單位面積的凈化效率數據,三是只能在濕地建成後進行評估,而想要更科學地進行濕地設計,在建設之前就必須對濕地凈化能力進行合理的預測。目前,國內外的濕地設計往往多著眼於水力學參數和化學指標,對於影響凈化效果的關鍵因素例如植物、底泥等涉及較少,特別是缺少對濕地各要素研究成果的綜合分析,現有的很多研究,實際上,或是將濕地看做是常有植物,鋪有底泥的「反應釜」,或是僅從植物、化學等單一學科角度出發來研究濕地凈化這種多學科問題。
另外,國內外的研究雖已證明了濕地處理廢水的有效性和實用性,然而多數研究都注重於濕地對廢水中氮、磷、pH值和金屬離子去除的研究,很少有針對酸性廢水中含量相當高的硫酸根離子去除情況的研究。高硫廢水是工業生產特別是煤礦開采中大量產生的一類污染,在利用濕地來去除水中的硫酸根離子方面,國內外研究不多,並且所得的結論也是差異較大。造成這一現象的原因是,前人所研究的各個濕地的環境,包括氣候、底泥、面積、植物種類、數量等,以及所排放廢水的性質包括水量、pH值、硫酸根濃度、COD、BOD5等都差異較大。因此,在對具體某處濕地進行研究時,應該實地展開調查取樣,來評價該處濕地對SO2-4的去除作用。從根本上說,正是由於對濕地生態系統結構的生態地質學研究不夠,才導致了濕地凈化廢水研究方面的欠缺,使其功能沒有得到充分發揮。