農(nóng)村改廁生活污水處理一體化設(shè)備 
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本設(shè)備可應(yīng)用于生活污水、醫(yī)療污水、洗滌污水、噴涂污水、屠宰污水、餐飲污水、食品污水、塑料清洗污水等的處理。
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1 技術(shù)應(yīng)用難點及解決思路
SCWO工藝尚未成為當(dāng)前主流廢棄物處理技術(shù)的原因有三個：含鹵素、硫或磷的有機(jī)物在處理過程中形成的酸類造成了反應(yīng)器的腐蝕;大多數(shù)工業(yè)廢水中含有較高濃度的鹽，廢水在超臨界狀態(tài)下所析出的沉淀鹽引起了反應(yīng)器的嚴(yán)重堵塞;由于缺乏相關(guān)大型超臨界設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，造成SCWO工藝工程化成本很難預(yù)估。
1.1 腐蝕問題
在SCWO工藝出現(xiàn)前，很少有金屬材質(zhì)在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行過耐蝕試驗。在高溫強(qiáng)氧化性的酸性介質(zhì)中金屬極易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，但每種金屬對于不同溫度下的特定酸的耐受程度又大為不同。例如，鈦通常不會被任何溫度的HCl溶液腐蝕，卻對400 oC以上的H2SO4或H3PO4溶液表現(xiàn)出極小的耐蝕性。反應(yīng)器的穩(wěn)定性取決于內(nèi)部材質(zhì)表面氧化皮的溶解性，由于大多數(shù)金屬氧化物為兩性物質(zhì)，氧化皮在高溫高壓的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿介質(zhì)中極易被溶解。這也解釋了某些文獻(xiàn)中，普通不銹鋼和鎳基合金在亞臨界水溶液中，由于水的離子積幾何級增大導(dǎo)致的*pH狀態(tài)造成了嚴(yán)重的腐蝕。相反，超臨界水溶液因其密度極大降低使得水的解離不*，溶液呈中性，zui終只會造成金屬的輕微腐蝕。
關(guān)于水在高溫高壓條件下的物性變化、攻擊因子(H+、OH-)的數(shù)量影響、保護(hù)性氧化皮的溶解度以及各類金屬的腐蝕行為在其他研究中進(jìn)行了詳細(xì)描述，在本文只做簡要論述：
(1)溶液密度的增加促進(jìn)了水的解離，生成了高濃度的H+和OH-。由于強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的反應(yīng)環(huán)境利于氧化皮溶解，導(dǎo)致腐蝕加速。

(2)除了溶液密度增大使得氧化皮溶解加快導(dǎo)致腐蝕這個間接影響，腐蝕也會受到溶液密度的直接影響。氫鍵的數(shù)量越多，極性更強(qiáng)，會使密度大的水成為鹽類的強(qiáng)力溶劑。鹽的介入會直接導(dǎo)致腐蝕發(fā)生。
(3)陰離子在腐蝕過程中起重要作用。特殊陰離子可能對金屬的耐蝕性產(chǎn)生不利影響，但陰離子造成腐蝕與否取決于金屬種類。例如，氯化物及溴化物對不銹鋼具有強(qiáng)腐蝕性，而對鈦的影響卻是微乎其微。
(4)鎳基合金在超臨界NaOH或KOH水溶液中耐蝕性很差。其原因是材質(zhì)表面具有保護(hù)性的金屬氫氧化物在是超臨界溫度下可被熔化。另一方面，亞臨界NaOH水溶液幾乎不會對鎳基合金造成腐蝕。
(5)如鈦、鈮、鉭等其他材質(zhì)遵循與上述不同的腐蝕行為。
綜上所述，每種金屬接觸不同種類的酸性溶液時表現(xiàn)出高低不同的耐蝕性。基于這種原因，可以通過在不同部位(進(jìn)/出口)使用不同材質(zhì)的反應(yīng)器設(shè)計來避免腐蝕。如表2所示，對于反應(yīng)器而言，的材質(zhì)應(yīng)同時具備各類酸堿介質(zhì)的高耐蝕性。鈦是在沒有氟化物的亞臨界溫度條件的shou選材料;在超臨界溫度條件下，鎳基合金的耐蝕性接近亞臨界溫度條件下的鈦的表現(xiàn)。因此，鎳基合金作為除堿性廢水外，超臨界水反應(yīng)器主體材質(zhì)而受到關(guān)注。
1.2 鹽堵塞問題
水在室溫時可溶解大多數(shù)鹽類并達(dá)到數(shù)百克每升的溶解度，但在超臨界水中大部分鹽類并不能被溶解(0.1 g·L-1以下)。因此，在含鹽的亞臨界水急速升溫至超臨界水時會產(chǎn)生致密粘稠的細(xì)晶狀的沉淀鹽。即便在高流速的狀態(tài)下，沉淀鹽依舊會導(dǎo)致反應(yīng)器的堵塞，為了克服此類堵塞問題，會出現(xiàn)以下幾種解決思路：
(1)增加系統(tǒng)壓力使介質(zhì)密度增大，即提高溶液對鹽的溶解度。然而鹽的溶解度增加的同時，保護(hù)性的金屬氧化皮的溶解速率也加快，進(jìn)而導(dǎo)致SCWO反應(yīng)器的腐蝕問題。
(2)研制“可抖動式壁面”的反應(yīng)器，對沉淀鹽進(jìn)行物理剝離。這項研究可在前期小試研究中成功運(yùn)行數(shù)小時，但在工程級別設(shè)備上很難達(dá)到100 %剝離全部沉淀鹽，遲早反應(yīng)器堵塞問題還會發(fā)生。
(3)防止鹽在反應(yīng)器表面沉淀的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計。這些設(shè)計包括垂直狀的單槽反應(yīng)器，沉淀鹽在重力的作用下再次被溶于反應(yīng)器下部的亞臨界溫度區(qū)域。但鹽類在亞臨界水中緩慢的溶解速度，在高速垂直湍流的沖擊下微粒狀的鹽會凝結(jié)成塊。
上述可見，不讓沉淀鹽附著于反應(yīng)器表壁是解決堵塞問題的關(guān)鍵。LAROCHE等開發(fā)了一種表壁由亞臨界水圍隔的水熱爐結(jié)構(gòu)。另一種概念是由耐高壓外壁+多孔內(nèi)壁組成的蒸發(fā)壁反應(yīng)器。通過注入清潔的亞臨界水，在多孔內(nèi)壁上形成一層保護(hù)性水膜。該水膜可防止鹽沉積同時減少腐蝕發(fā)生。然而，注入的水流必須另行加熱，使反應(yīng)器設(shè)計更加復(fù)雜。預(yù)處理階段增加進(jìn)水調(diào)節(jié)池及事故貯存池，增加pH調(diào)節(jié)和曝氣除鐵池，細(xì)格柵后補(bǔ)充氰hua物及生物毒性在線監(jiān)測設(shè)施;生物處理階段將現(xiàn)狀奧貝爾氧化溝調(diào)整為4段AO生物池，投加粉末活性碳形成低濃度PACT工藝;深度處理階段采用高效淺層納米氣浮、兩級臭氧催化氧化和細(xì)砂過濾器。
農(nóng)村改廁生活污水處理一體化設(shè)備主要設(shè)計參數(shù)
1 調(diào)節(jié)池及事故池
廢水經(jīng)沉砂池后重力流進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池停留時間8h;事故池停留時間4h，排空時間48h。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置潛水推流器防止沉泥，廢水經(jīng)調(diào)節(jié)以后后續(xù)設(shè)計規(guī)模按照平均流量考慮。
2 曝氣除鐵池
曝氣除鐵池包括中和區(qū)、預(yù)曝氣區(qū)和沉淀區(qū)3部分。為減少產(chǎn)泥量，中和區(qū)投加氫氧化鈉，zui大投加量150mg/L，實際投加量根據(jù)來水中鐵離子含量調(diào)整;預(yù)曝氣區(qū)停留時間1.5h，有效水深5.5m，穿孔管曝氣，氧利用率6%，汽水比1.3∶1，氣源采用容積式風(fēng)機(jī)，PAM投加量0.5mg/L;沉淀區(qū)停留時間1.8h，有效水深3.5m，表面負(fù)荷1.7m3/(m2·h)。

3 復(fù)合式四段AO生物池
生物反應(yīng)池改造重點考慮去除COD和TN，兼顧除磷，采用4段AO的形式，通過投加少量的粉末活性碳，維持正常的污泥濃度，同時強(qiáng)化對難降解有機(jī)物的去除效果。主要設(shè)計參數(shù)如下：污泥濃度2000mg/L，缺氧區(qū)停留時間11h，好氧區(qū)停留時間11h，好氧區(qū)污泥回流比300%，第二缺氧區(qū)停留時間4h，第二好氧區(qū)停留時間2h，汽水比10∶1，補(bǔ)磷量3mg/L，粉末活性炭投加量20mg/L，碳源補(bǔ)充量108mgBOD5/L。二沉池利用現(xiàn)狀，停留時間和堰口負(fù)荷相當(dāng)于設(shè)計參數(shù)的50%，預(yù)計可以達(dá)到沉淀效果。