㈠ 现代污水处理有哪些常见的方法
1、物理处理法
物理处理法是通过物理作用, 以分离、 回收污水中不溶解的、 呈悬浮状的污染物质(包括油膜和油珠), 在处理过程中不改变其化学性质。 常用的有过滤法、 沉淀法、 浮选法等。
(1) 过滤法:利用过滤介质截流污水中的悬浮物。 过滤介质有筛网、纱布、 粒物, 常用的过滤设备有格栅、筛网、微滤机等。
1) 格栅与筛网。 在排水工程中, 废水通过下水道流人水处理厂, 首先应经过斜置在渠道内的一组金属制的呈纵向平行的框条(格栅)、 穿孔板或过滤网(筛网), 使漂浮物或悬浮物不能通过而被阻留在格栅、 细筛或滤料上。
这一步属废水的预处理, 其目的在于回收有用物质;初步漫清废水以利于以后的处理, 减轻沉淀池或其他处理设备的负荷;保护抽水机械, 以免受到颗粒物堵塞发生故障。 保护水泵和其他处理设备。格栅截留的效果主要取决于污水水质和格栅空隙的大小。 清渣方法有人工与机械两种。栅渣应及时清理和处理。
筛网主要用于截留粒度在数毫米到数十毫米的细碎悬浮态杂物, 如纤维、纸浆、藻类等,通常用金属丝、化纤编织而成,或用穿孔钢板,孔径一般小于5mm,最小可为0.2mm。 筛网过滤装置有转鼓式、 旋转式、 转盘式、 固定式振动斜筛等。 不论何种结构,既要能截留污物,又便于卸料及清理筛面 。
2)粒状介质过滤(又称彤、滤、 惊料过滤)。 废水通过粒状滤料(如石英砂)床层时,其中细小的悬浮物和肢体就被截留在滤料的表面和内部空隙中。 常用的过滤介质有石英砂、 无烟煤和石榴石等。 在过滤过程中滤料同时对悬浮物进行物理截留、 沉降和吸附等作用。 过滤的效果取决于滤料孔径的大小、 滤料层的厚度、 过滤速度及污水的性质等因素。
当废水自上而下流过粒状滤料层时,位径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中,从而使此层滤料空隙越来越小,逐渐形成一层主要由被截留的团体颗粒构成的滤膜, 并由它起主要的过滤作用。 这种作用属于阻力截留或筛滤作用。
废水通过滤料层时,众多的滤料表面提供了巨大的可供悬浮物沉降的有效面积,形成无数的小 “沉淀池”,悬浮物极易在此沉降下来。这种作用属于重力 沉降。
由于滤料具有巨大的表面积, 它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常带有表面负电荷,能吸附带正电荷的铁、 铝等肢体,从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜,并进而吸附带负电荷的胶土和多种有机物等胶体,在砂粒上发生接触絮凝。
(2)沉淀法。沉淀法是利用污水中的悬浮物和水的相对密度不同的原理, 借助重力沉降作用使悬浮物从水中分离出来。 根据水中悬浮颗粒的浓度及絮凝特性(即彼此帖结聚团的能力)可分为四种:
1) 分离沉降(或自由沉降)。在沉淀过程中,颗粒之间互不聚合,单独进行沉降。 颗位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形状、 尺寸、 质量均不改变,下降速度也不改变。
2)混凝沉淀(或称作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为具有可分离性的絮凝体,然后采用重力沉降予以分离去除。 混凝沉淀的特点是在沉淀过程中,颗粒接触碰撞而互相聚集形成较大絮体,因此颗粒的尺寸和质量均会随深度的增加而增大,其沉速也随深度 而增加。
常用的无机混凝剂有硫酸铝、 硫酸亚铁、 三氯化铁及聚合铝;常用的有机絮凝剂有聚丙烯酷胶等,还可采用助凝剂如水玻璃、 石灰等 。
3)区域沉降(又称拥挤沉降、 成层沉降)。 当废水中悬浮物含量较高时,颗粒间的距离较小,其间的聚合力能使其集合成为一个整体,并一同下沉,而颗粒相互间的位置不发生变动,因此澄清水和混水间有一明显的分界面,逐渐向下移动,此类沉降称为区域沉降。加高浊度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多属此类。
4)压缩沉淀。当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时,颗粒互相接触、挤压,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间隙中的水被挤出,颗粒群体被压缩。压缩沉淀发生在沉淀池底部的污泥斗或污泥浓缩池中,进行得很缓慢。依据水中悬浮性物质的性质不同,设有沉砂池和沉淀池两种设备。
沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相对密度较大的元机颗粒物。沉砂池一般设在污水处理装置前,以防止处理污水的其他机械设备受到磨损。
沉淀池是利用重力的作用使悬浮性杂质与水分离。它可以分离直径为20~100µ,m以上的颗粒。根据沉淀池内的水流方向,可将其分为平流式、辐流式和竖流式三种。
①平流式沉淀池。废水从池一端流人,按水平方向在池内流动,水中悬浮物逐渐沉向池底,澄清水从另一端溢出。
②辐流式沉淀池。池子多为圆形,直径较大,一般在20~30m以上,适用于大型水处理厂。原水经进水管进入中心筒后,通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板,沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面不断增大,流速逐渐变小,颗粒沉降下来,澄清水从其周围溢出汇入集水槽排出。
③竖流式沉淀池。截面多为圆形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通过反射板的阻拦向四周分布于整个水平断面上,缓缓向上流动。沉速超过上升流速的颗粒则沉到污泥斗,澄清后的水由四周的埋口溢出池外。
在污水处理与利用的方法中,沉淀(或上浮)法常常作为其他处理方法前的预处理。如用生物处理法处理、污水时,一般需事先经过预沉池去除大部分悬浮物质,以减少生化处理时的负荷,而经生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理,进行泥水分离以保证出水水质。
(3)浮选法。将空气通人污水中,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油等)附在气泡上,并随气泡上升到水面,然后用机械的方法撇除,从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。疏水性的物质易气浮,而亲水性的物质不易气浮。因此有时为了提高气浮效率,需向污水中加入浮选剂改变污染物的表面特性,使某些亲水性物质转变为疏水性物质,然后气浮除去,这种方法称为“浮选”。
气浮时要求气泡的分散度高,量多,有利于提高气浮的效果。泡沫层的稳定性要适当,既便于浮渣稳定在水面上,又不影响浮渣的运送和脱水。产生气 泡的方法有两种:
1)机械法。使空气通过微孔管、微孔板、带孔转盘等生成微小气泡。
2)压力溶气法。将空气在一定的压力下溶于水中, 并达到饱和状态, 然后突然减压, 过饱和的空气便以微小气泡的形式从水中逸出。 目前废水处理中的气浮工艺多采用压力溶气法。
气浮法的主要优点有:设备运行能力优于沉淀池, 一般只需15~20min即可完成固液分离, 因此它占地少, 效率较高;气浮法所产生的污泥较干燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作较便利;整个工作是向水中通人空气, 增加了水中的潜解氧量, 对除去水中有机物、 藻类表面活性剂及臭味等有明显效果, 其出水水质为后续处理及利用提供了有利条件。
气浮法的主要缺点是:耗电量较大;设备维修及管理工作量增加, 运转部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受风、 雨等气候因素影响。
除了上述两种气浮方法外, 目前较为常用的方法还有电解气浮法。
(4)离心分离法。 含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时, 利用悬浮颗粒(如乳化油)和污水受到的离心力不同, 从而达到分离目的的方法。 常用的离心设备有旋流分离器和离心
2、化学处理法
向污水中投加化学试剂, 利用化学反应来分离、 回收污水中的污染物质,或将污染物质转化为无害的物质。 该法既可使污染物与水分离, 回收某些有用物质, 也能改变污染物的性质, 如降低废水的酸碱度、 去除金属离子、 氧化某些有毒有害的物质等, 因此可达到比物理法更高的净化程度。 常用的化学方法 有化学沉淀法、 中和法、 氧化还原法和混凝法。
化学法处理的局限性如下:
由于化学处理废水常采用化学药剂(或材料), 处理费用一般较高, 操作与 管理的要求也较严格。
化学法还需与物理法配合使用。 在化学处理之前, 往往需用沉淀和过滤等手段作为前处理;在某些场合下,又需采用沉淀和过滤等物理手段作为化学处理的后处理。
( 1)化学沉淀法。
化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂, 使其与废水中的溶解性污染物发生五换反应, 形成难榕于水的盐类(沉淀物)从水中沉淀出来, 从而降低或除去水中的污染物。化学沉淀法多用于在水处理中去除钙离子、 镜离子以及废水中的重金属离子, 如隶、 锅、铅、 钵等。 按使用的沉淀剂不同, 沉淀法可分为石灰法(又称为氢氧化物沉淀法)、硫化物法和银盐法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的总和称总硬度, 可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉淀而降低, 如需同时去除非碳酸盐硬度, 可采用石灰-苏打软化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉淀除去。 因此, 当原水硬度或碱度较高时, 可先用化学沉淀法作为离子交换软化的前处理, 以节省离子交换的运行费用。
去除废水中的重金属离子时, 一般采用投加碳酸盐的方法, 生成的金属离子, 碳酸盐的溶度积很小, 便于回收。 如利用碳酸销处理含镑废水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法优点是经济简便, 药剂来源广, 因此在处理重金属废水时应用最广。 存在的问题是劳动卫生条件差, 管道易结垢堵塞与腐蚀;沉淀体积大, 脱水困难。
(2)中和法。
中和法处理是利用酸碱相互作用生成盐和水的化学原理, 将废水从酸性或碱性调整到中性附近的处理方法。 对于酸或碱的浓度大于3%的废水, 首先应进 行酸碱的回收。 对于低浓度的酸碱废水, 可采取中和法进行处理。
酸性污水的处理, 通常采用投加石灰、 苛性锅、 碳酸锅或以石灰石、 大理石作洁、料来中和酸性污水。 碱性污水的处理, 通常采用投加硝酸、 盐酸或利用二氧化碳气体中和碱性污水。 另外, 对于酸、 碱性污水也可以用二者相互中和的办法来处理。
(3)氧化还原法。
氧化还原法是通过化学药剂与水中污染物之间的氧化还原反应, 将污水中的有毒有害污染物转化为无毒或微毒物质的方法。 这种方法主要处理无机污染物, 如重金属和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等强氧化剂或电极的阳极反应, 将废水中的有害物质氧化分解为元害物质;利用铁粉等还原剂或电极的阴极反应, 将废水中的有害物质还原为无害物质;臭氧氧化法对污水进 行脱色、 杀菌和除臭处理;空气氧化法处理含硫废水;还原法处理含锦电镀废水等都是氧化还原法处理废水的实例。
水处理常用的氧化剂有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的还原剂有硫酸亚铁、 亚硫酸盐、 铁屑、 铸粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的细颗粒及胶体颗粒的废水中加入电解质以破坏肢体的稳定性而使其聚沉。 常用的混凝剂有硫酸铝、 硫酸亚铁、 三氯化铁、 聚乙烯亚股或聚丙烯酷胶等。 为加速混凝常伴随加入助凝剂石灰、 活性硅胶、 骨胶等。
3、物理化学处理法
物理化学法(简称物化法), 是利用萃取、 吸附、 离子交换、 膜分离技术、气提等物理化学的原理, 处理或回收工业废水的方法。 它主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质, 回收有用组分,并使废水得到深度净化。 因此, 适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法), 或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前, 一般要经过预处理, 以减少废水中的悬浮物、 油类、 有害气体等杂质, 或调整废水的pH值, 以提高回收效率、 减少损耗。同时, 浓缩的残渣要 经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 离子交换法、 膜析法(包括渗析法、 电渗析法、 反渗透法、 超滤法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂, 充分混合接触后使污染物重新分配, 由水相转移到溶剂相中, 利用溶剂与水的密度差别, 将溶剂分离出来, 从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收, 再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂, 提出的物质叫萃取物。 萃取是一种液-液相间的传质过程, 是利用污染物(溶质)在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。
在选择萃取剂时, 应注意萃取剂对被萃取物(污染物)的选择性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大, 萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、 含磷萃取剂、 含氮萃取剂等 。 常用的萃取设备有脉冲筛板塔、 离心萃取机等。
(2)吸附法。
吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、 有机污染物等(称为熔质或吸附质), 以回收或去除它们, 使废水得以净化。例如, 利用活性炭可吸附废白水中的盼、 隶、 错、氧等剧毒物质, 且具有脱色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理, 可分为静态吸附和动态吸附两种方法, 即在污水分别处于静态和流动态时进行吸 附处理。常用的吸附设备有固定床、 移动床和流动床等。
在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用较为普遍。一般吸附剂均呈松散多 孔结构, 具有巨大的比表面积。其吸附力可分为分子引力(范德华力)、 化学键力和静电引力三种。水处理中大多数吸附是上述三种吸附力共同作用的结果。
吸附剂吸附饱和后必须经过再生, 把吸附质从吸附剂的细孔中除去, 恢复其吸附能力。再生的方法有加热再生法、 蒸汽吹脱法、 化学氧化再生法(湿式氧化、 电解氧化和臭氧氧化等)、 溶剂再生法和生物再生法等。
由于吸附剂价格较贵, 而且吸附法对进水的预处理要求高, 因此多用于给水处理中。
(3)离子交换法。
离子交换法是利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中的离子态污染物质的方法。随着离子交换树脂的生产和离子交换技术的发展, 由于效果良好, 操作方便, 近年来在回收和处理工业污水中的有毒物质方面, 得到一定的应用。如用阳离子交换剂去除(回收) 污水中的铜、镍、镉、锌、汞、金、银、铂等重金属。
离子交换法多用于工业给水处理中的软化和除盐, 主要去除废水中的金属 离子。 离子交换软化法采用Na+交换树脂。
(4)膜析法。
1) 电渗析法。电掺析法是在直流电场的作用下, 利用阴、 阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性(即阳膜只允许阳离子通过, 阴膜只允许阴商子通过), 使一部分溶液中的离子迁移到另一部分溶液中去,使得溶液中的电解质与水分离, 从而达到浓缩、纯化、分离的一 种水处理方法。电渗析法是在离子交换技术基础上发展起来的新方法, 除用于污水处理外, 还可用于海水除盐、制备去离子水(纯水)等。
2)反渗透法。
反渗透法巳用于含重金属废水的处理、 污水的深度处理及海水淡化等。在世界淡水供应危机严重的今天, 反渗透法结合蒸馆法的海水淡化技术前景广阔。 它的另一重要用途是与离子交换系统联用, 作为离子交换的预处理方法以制备去离子的超纯水。在废水处理中, 反渗透法主要用于去除与回收重金属离子, 去除盐、有机物、色度以及放射性元素等。
目前在水处理领域内广泛应用的半透膜有醋酸纤维素 膜和聚酷胶膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反渗透装置有管式、螺旋式、中空纤维式及板框式等。渗透水可重复利用。
4、生物处理法
生物处理法是利用自然环境中微生物的生物化学作用, 氧化分解溶解于污 水中或肢体状态的有机污染物和某些无机毒物(如氟化物、硫化物), 并将其转化为稳定无害的无机物, 从而使废水得以净化的方法。 此法具有投资少、效果好、运行费用低等优点, 在城市废水和工业废水的处理中得到最广泛的应用。
现代生物处理法根据微生物在生化反应中是否需要氧气, 分为好氧生物处 理和厌氧生物处理两类。
(1)好氧生物处理法。
在有氧的条件下, 依赖好氧菌和兼氧菌的生化作用完成废水处理的工艺称为好氧生物处理法。 该法需要有氧的供应。 根据好氧微生物在处理系统中所呈现的状态, 可分为活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最广泛的一种生物处理法。 该方法是向曝气池中富含有机污染物并有细菌的废水中不断地通人空气(曝气), 在一定的时间后就会出现悬浮态絮状的泥粒, 这实际上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有机物和好氧菌代谢活动的产物所组成的聚集体, 具有很强的分解有机物的能力,称之为 “活性污泥”。从曝气池流出的污水和活性污泥混合液经沉淀池沉淀分离后, 澄清的水被排放, 污泥作为种泥回流到曝气池, 继续运作。 这种以活性污泥为主体的生物处理法称为 活性污泥法” 。废水在曝气池中停留4~6h, 可除去废水中的有机物(BOD6)约90%。 活性污泥法有多种池型及运行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝气法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水连续流经固体填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥状的胶膜称为生物膜, 利用生物膜处理污水的方法,称为生物膜法。生物膜主要由大量的菌胶团、真菌、藻类和原生动物组成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同样的净化作用, 吸附并降解水中的有机污 染物, 从填料上脱落的衰老的生物膜随处理后的污水流入沉淀池, 经过沉淀池沉淀分离后, 使污水得以净化。常用的生物膜法有生物滤池、生物接触氧化池、生物转盘等。
(2)厌氧生物处理法。
在无氧的条件下, 利用厌氧微生物的作用分解、污水中的有机物, 使污水净化的方法称为厌氧生物处理法。 近年来, 世界性的能源紧张, 使污水处理向节能和实现能源化的方向发展, 从而促进了厌氧微生物处理方法的发展。 一大批高效新型厌氧生物反应器相继出现, 包括厌氧生物滤池、 升流式厌氧污泥床、 厌氧硫化床等。 它们的共同特点是反应器中生物团体浓度很高, 市泥龄很长, 因此处理能力大大提高, 从而使厌氧生物处理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩余的污泥量少、 生成的污泥稳定而易处理、 对高浓度有机废水处理效率高等优点得到充分体现。厌氧生物处理法经过多年的发展,已经成为污水处理的主要方法之一。
5、除磷、 脱氮
( 1) 除磷。 城市废水中磷的主要来源是粪便、 洗涤剂和某些工业废水, 以正磷酸盐、 聚磷酸盐和有机磷的形式溶解于水中。 常用的除磷方法有化学法和生物法。
1)化学法除磷。 利用磷酸盐与铁盐、 石灰、 铝盐等反应生成磷酸铁、 磷酸钙、 磷酸铝等沉淀, 将磷从废水中排除。化学法的特点是磷的去除效率较高, 处理结果稳定, 污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷造成二次污染,但污泥的产量比较大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧条件下, 对废水中溶解性 磷酸盐的过量吸收,沉淀分离而除磷。 整个处理过程分为厌氧放磷和好氧吸磷 两个阶段。
含有过量磷的废水和含磷活性污泥进人厌氧状态后,活性污泥中的聚磷商在厌氧状态下, 将体内积聚的聚磷分解为无机磷释放回废水中。这就是 “ 厌氧放磷”。聚磷菌在分解聚磷时产生的能量除一部分供自己生存外, 其余供聚磷菌吸收废水中的有机物,并在厌氧发酵产酸菌的作用下转化成乙酸背,再进一步转化为PHB (聚自-短基丁酸) 储存于体内。
进入好氧状态后, 聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解, 并释放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收废水中的磷酸盐, 以聚磷的形式积聚于体内。这就是 “好氧吸磷”。在此阶段, 活性污泥不断增殖。 除了一部分含磷活性活泥回流到厌氧池外, 其余的作为剩余污泥排出系统,达到除磷的目的。
(2) 脱氮。
生活废水中各种形式的氮占的比例比较恒定:有机氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亚硝酸盐与硝酸盐中的氮占 0~ 5%。 它们均来源于人们食物中的蛋白质。脱氮的方法有化学法和生物法两大类。
1)化学法脱氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把废水的pH值调整到10以上,然后在解吸塔内解吸氨
②加氯法。在含氨氮的废水中加氯。通过适当控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。为了减少氯的投加量, 此法常与生物硝化联用, 先硝化再除去微量的残余氨氮。
2)生物法脱氮。生物脱氮是在微生物作用下, 将有机氮和氨态氮转化为氮气的过程, 其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
硝化反应是在好氧条件下, 废水中的氨态氮被硝化细菌 (亚硝酸菌和硝酸菌)转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 反硝化反应是在无氧条件下, 反硝化菌将硝酸盐氮(N03-)和亚硝酸盐氮(NH2-)还原为氮气。因此整个脱氮过程需经历好氧和缺氧两个阶段。
㈡ 怎么选择生活污水处理工艺都需要哪些数据
目前城市生活污水的生化处理技术已是十分成熟,可供选择的工艺有普通活性污泥法、氧化沟法和间歇式活性污泥法(SBR)等以及一些演变工艺。这些工艺花样繁多,人们在不断探索和改进,力图使工艺更加高效和节能。
普通活性污泥法具有运行稳定、管理方便的优点,前人在设计和运行方面积累了大量的工程经验,但普通活性污泥法也存在着在运行不当时或进水水质异常时易发生污泥膨胀导致出水恶化的问题,同时由于污泥泥龄较短和没有缺氧工况;对氮、磷的去除率不理想,随着社会经济发展,进入水体的污染负荷已严重超过水体自然净化能力,特别是氮、磷在自然水体中积累,造成水体的富营养化已成为人们普遍关注的问题。所以城市生活污水的脱氮除磷显得越来越重要。
正是在这种背景下,氧化沟、SBR工艺近年来在处理城市污水中得到了广泛的应用,对控制水体氮、磷积累起到了良好效果。
下面就若干主要生物除磷脱氮工艺叙述如下:
1. 按空间分割的连续流活性污泥法
1.A2/O法及UCT法
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写,它是厌氧—缺氧—好氧生物脱氮除磷工艺的简称,A2/O工艺于70年代由美国专家在厌氧—好氧除磷工艺(A/O工艺)的基础上开发出来的,该工艺在厌氧—好氧除磷工艺(A/O工艺)中加一缺氧池,将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端,以达到硝化脱氮的目的。
A2/O工艺它可以完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是NH3-N应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池则完成脱氮功能,厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
其流程简图见图3-1
进水 出水
厌氧池缺氧池好氧池 二沉池
混合液回流
活性污泥回流
图1A2/O法流程简图
首段厌氧池,流入原污水与同步进入的从二沉池回流的含磷污泥混合。本池主要功能为释放磷,使污水中P的浓度升高,溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降;另外,NH3--N因细胞的合成而被去除一部分,使污水中NH-3-N浓度下降,但NO-3-N含量没有变化。
在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量NO-3-N和NH-2-N还原为N2释放至空气,因此BOD5浓度大幅度下降,而磷的变化很小。
在好氧池中,有机物被微生物生化降解,而继续下降;有机氮首先被氨化继而被硝化,使NH-3-N浓度显著下降,但随着消化过程使NO-3-N的浓度增加,P随着聚磷菌的过量摄取,也以较快的速度下降。所以,A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能,脱氮的前提是NH-3-N应完全硝化,好氧池能完成这一功能,缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。
本工艺在系统上是最简单地同步除磷脱氮工艺,总水力停留时间小于同类工艺,在厌氧、缺氧、好氧交替运行的条件下可处理抑制丝状繁殖,克服污泥膨胀、SVI值一般小于100,有利于处理后污水与污泥的分离,运行中在厌氧和缺氧段内只需轻缓搅拌,运行费用低。由于厌氧、缺氧和好氧三区严格分开,有利于不同微生物菌群的繁殖生长,因此脱氮除磷效果较好。目前,该法在国内外使用较为广泛。为解决回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响,工程上可将回流污泥分两点厌氧池回流,大部分污泥回流至缺氧池,少部分污泥回流至厌氧池。
为了解决A2/O法回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响,产生了UCT工艺,流程简图见图3-2。
缺氧回流 混合液回流
100%~200% 100%~300%
进水 出水
厌氧池 缺氧池 好氧池 二沉池
污泥回流 50%~100% 剩余污泥
图2UCT除磷脱氮工艺
与A2O法相比,UCT工艺为同之处在于污泥先回流至缺氧池,而不是厌氧池,再将缺氧池部分混合液回流厌氧池,从而减少回流污泥中硝酸盐对厌氧放磷的影响。但UCT工艺增加了一次回流,多一次提升,运行费用将有所增加。
2.氧化沟法
氧化沟又称“循环曝气池”,污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动。氧化沟是50年代由荷兰的巴斯维尔(Pasveer)开发,它属于活性污泥法的一种变形,由于它运行成本低,构造简单,易维护管理,出水水质好、运行稳定、并可以进行脱氮除磷,因此日益受到人们重视并逐步得到广泛应用。
氧化沟处理系统的基本特征是曝气池呈封闭式沟渠型,它使用一种方向控制的曝气和搅动装置。一方面向混合液中充氧,另一方面向反应池中的物质传递水平速度,使污水和活性污泥的混合液在沟内作不停的循环流动。从反应器的观点看,氧化沟属于一种独具特色的连续环式反应器(CLR)。
氧化沟除本身的沟体外,最重要的组成部分就是曝气机。氧化沟的曝气设备起着向水中供氧,推动水循环流动,以及混合和保证沟中的活性污泥呈悬浮状态等作用。氧化沟的曝气设备不是沿池长均分布,而是分区定位排列,一般位于氧化沟的进水一端。由于氧化沟巧妙地结合了连续式反应器和曝气设备特定的定位布置,使氧化沟具有若干与众不同特性。
1)氧化沟结合推动和完全混合的特点,有利于克服短流和提高缓冲击能力。
一般氧化沟的入流设置在曝气区上游,而出流安排在入流口的上游。这样的安排,从短期内(循环一周)看,氧化沟具有推动系统的特点;若从长期内(循环多周)看,氧化沟又具有完全系统的特点。两者的结合,一方面是入流必须至少循环一周才能流出,这就是基本上杜绝了短流,另一方面,循环的混合液又可提供很大的稀释倍数对入流进行稀释,提高了对冲击负荷的缓冲动力。因而氧化沟是一个有效和可靠的处理系统。
2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度,特别适用于硝化反硝生物处理工艺。
氧化沟由于结合了完全混合的推流式反应器的特征,同时曝气器又是定位分区布置的,很明显,沿水流方向存在溶解氧的浓度梯度。在氧化沟中存在曝气区、需氧区的氧含量则很有限。因此,氧化沟特别适合于硝化和反硝化。这样,一方面可利用反硝化过程所释放的氧来满足10-20%的需氧量,另一方面可利用反硝化过程恢复部分碱度。
3)氧化沟功率密度的不均匀分配,有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝。
由于氧化沟上曝气设备的不均匀设置,使氧化沟内的功率密度呈不均匀分布。氧化沟内存在两个能量内,一个是设备曝气装置的高能量区,一个是环流的低能量区,这二者之间可以认为是能量由高到低的弥散过程。
4)氧化沟的整体体积功率密度低,可节省能量。
氧化沟遵守着动量守恒原则,一旦池内混合液被加速到所需流速时,维护循环所需要的水力动力只要克服摩阻和弯道损失即可。与弥散作用不同,循环或对流混合能够增强其自身的搅动作用。结果,为了保持使用固体悬浮的速度,所需要的单位容积动力就大大低于其它系统。
氧化沟包括很多类型如卡鲁塞尔、三沟式、澳巴勒、D型氧化沟、组合式氧化沟等,氧化沟的水流特征介于推流式和完全混合之间,也可以认为是完全混合池,抗冲击负荷强,通过控制曝气转刷的开停和转速来控制氧化沟内某池段溶解氧的浓度,形成厌氧、缺氧和好氧区,因此也具有除磷脱氮的功能。
D型氧化沟为双沟交替工作式氧化沟,由池容完全相同的两个氧化沟组成,两沟串联运行,交替地作为曝气池和沉淀池,不单设二沉池。D型氧化沟的缺点主要是曝气设备利用率低、池容积利用率低。为了达到脱氮目的,在D型氧化沟的基础上又发展了半交替工作式的DE型氧化沟,该沟设独立的二沉池和回流污泥系统,两沟交替进行硝化和反硝化。
T型三沟式氧化沟集缺氧、好氧和沉淀于一体,两条边沟交替进行反应和沉淀,无需单独的二沉池和污泥回流,流程简洁,具有生物脱氮功能。由于无专门的厌氧区,因此,生物除磷效果差,而且,由于交替运行,总的容积利用率低(约55%),设备总数量多,设备空置率高。为了达到除磷脱氮目的,提高设备利用率,结合T型、DE型氧化沟的特点,可以组合成半交替工作式的DT型氧化沟,该沟同样具有独立的二沉池和回流污泥系统,三条沟根据进水水质、水量的变化,交替进行硝化和反硝化。
组合式氧化沟是随着各种氧化沟的广泛应用而发展起来的一种新型氧化沟污水处理技术。组合式氧化沟就是不单独设二次沉淀及污泥回流设备的氧化沟。近几年在我国四川、山东等地均有组合式氧化沟污水处理工艺的污水厂建成投用,运行效果较好。组合式氧化沟技术既有氧化沟处理工艺的基本特征,又由于曝气净化与固液分离的一体化而独具特色:
A.工艺流程短,构筑物和设备少,不设初沉池、二沉池、污泥消化池,故投资省,占地少。
B.污泥自动回流,不设污泥回流泵站,因此能耗低,管理简便容易。
C.处理效果优于我国国家二级排放标准,工作稳定可靠。
D.产生的剩余污泥量少,污泥不需消化,且达到稳定状态,易税水,不会带来二次污染。
E.一体化氧化沟造价低、建造快、设备事故率低、运行管理方便。
F.一体化氧化沟固液分离效果优于普通的二沉池,能承受较大的冲击负荷,使整个系统能够在较大的流量范围内稳定运行。
G.污泥回流及时,减少了污泥膨胀及反消化浮泥的可能。
3.AB法
AB法处理工艺,系吸附生物降解工艺的简称,是把德国亚琛大学宾克(Bohnke)教授于70年代中期开创的。由于它在处理效率、运行稳定性、工程投资和运行费用等方面与传统活性污泥法相比均有明显优势,80年代开始为生产实践所采用。目前国内已有很多用于处理城市污水的实例,如青岛海泊河废水处理厂,泰安废水处理厂、深圳滨河污水处理厂,山东淄博污水处理厂、杭州大关污水处理厂以及广州猎德污水处理厂等。
A段的效应
1)A段中存活大量的细菌,而且还不断地进行繁殖、适应、淘汰、优选等过程,从而能够培育出适应性和活性都很强的微生物群体,本工艺不设初沉池,使原污水中的微生物全部进入系统,使A段成为一个开放式的生物动力学系统。
2)A段负荷较高,有利于增殖速度快的微生物增长繁殖,而且在这里成活的只能是抗冲击能力强的原核细菌,其它微生物都不能存活。
3)污水经A段处理后,BOD去除60~70%;可生化性大大提高,有利于B段工作。
4)A段污泥产率较高,吸附能力强,重金属、难降解物质以及氮、磷等植物性营养物质等,都可以通过污泥的吸附作用,而得到部分的去除。
5)A段对有机物的去除,主要是靠污泥絮体的吸附作用,生物降解只占三分之一左右,由于物理化学作用占主导作用,因此,A段对毒物、 pH值、负荷以及温度的变化都有一定的适应性。
B段的效应
1)B段所接受的污水来自A段,水质、水量都比较稳定,冲击负荷不再影响本段,净化功能得以充分发挥。
2)B段承受的负荷率为总负荷率的40~50%,曝气池的容积较传统法减少。
3)B段的污泥龄较长,氮在A段得到了部分去除,BOD/N比值有所降低,这样,B段具有进行硝化反应的工艺条件。
AB法工艺是由超高负荷性污泥系统(A段)和中低负荷活性污泥系统(B段)串联组成,A段的主体为吸附池及中间沉淀池,B段的主体为曝气池及二次沉淀池,AB两段各自拥有独立污泥回流系统。两段完全分开,各自有独特的生物群体,有利于功能稳定。A段属高负荷低供氧,可去除BOD5约50%,曝气时间仅为0.5hr左右,污泥负荷在3kg/kg.d以上。B段为低负荷,要满足脱氮除磷要求,还必须在B段采用A2/O法或其他能脱氮除磷的工艺,如深圳滨河污水处理厂B级就是采用三槽式氧化沟工艺。因此本方法只适用于高浓度污水,一般认为BOD5在250~300mg/l以上才合理。从国内污水处理厂的调查情况来看,AB工艺的投资指标是居高位的。
A-B法的工艺特点
AB法工艺的特点:A段负荷高,曝气时间短,仅0.5h左右,污泥负荷高达2~6kgBOD5/(kgMLSS.d)。B段污泥负荷较低,为0.15~0.30kgBOD5/(kgMLSS.d)。该法对毒物、pH值、负荷以及温度的变化都有一定的适应性;运行稳定性较好;运行费用相对较低;工艺复杂,工程构筑物较多,设备较多;污泥量较大;该法对有机物、氮和磷都有一定的去除率,适用于处理浓度较高、水质水量变化较大的污水,通常要求进水BOD5≥250mg/l,AB法才有明显的优势。本工程设计进水BOD5为100mg/l,采用AB法显然不太合适。
3.2.1按时间分割的间歇式活性污泥法
序批式活性污泥法,又称间歇式活性污泥法,近几年来,已发展成多种改良型,主要有:传统SBR法、CASS法、ICEAS法、Unitank法和MSBR法。
1.传统SBR法
间歇式活性污水法(SequencingBatch Activated Sludge Reactor缩写为SBR活性污泥法),又称序批式活性污泥法,其污水处理机理与普通活性污泥法完全相同。SBR法于70年代由美国开发,并很快得到了广泛应用。
由于SBR运行操作的高度灵活性,在大多数场合都能代表连续活性污泥法,实现与之相同或相近的功能。改变SBR的操作模式,就可以模拟完全混合式和推流式的运行模式。在反应阶段,随着时间的推移,反应池的有机物被微生物降解,废水浓度越来越低,非常类似稳态推流式,只不过这是一种时间意义上的推流。如果进水期很长,反应池中废水的有机物在这个时期累积程度非常小,那么这种情况就接近于完全混合式。
与连续流相比,SBR有许多优点,具体如下:
(1)运行管理简单 系统控制硬件如电动阀、气动阀、电磁阀、液位传感器、流量计、时间控制器及微电脑已产品化,能够为SBR系统提供可靠的自动化控制,大大缩短了管理人员的操作时间,甚至实现无人化管理。
(2)降低造价,减少占地 由于SBR将曝气与沉淀两个过程全并在一个构筑物中进行,不需要二次沉淀池和污泥回流系统,甚至在大多数情况下可以不设初次沉淀池,所以占地面积可缩小1/3-1/2,基建投资节省20%-40%。
(3)耐冲击负荷 SBR充水时可作为均化池,对水质、水量的变化具有调节作用。在采用长时间进水和每周期换水体积很小的运行模式时,SBR可以模拟完全混合式流态,对进水有稀释作用,这也是SBR耐冲击负荷的一个原因。
(4)出水水质好 主要原因是:第一,SBR系统可随时调整运行周期和反应曝气时间等的长短,使处理水达标后排放;第二,沉淀是静止条件下进行的,没有进出水的干扰,泥水分离效果好,可避免短路、异重流的影响;第三,可根据泥水分离情况的好坏控制沉淀时间,使出水SS最少;第四,SBR不仅可以处理一般有机物,还可以去除氮、磷等营养物,某些难降解物也可得到降解。
(5)可抑制活性污泥丝状菌膨胀:废水进入反应池后,浓度随反应时间而逐渐降低。因此,存在有机物的浓度梯度。这一浓度梯度的存在对于抑制丝状菌膨胀,保持良好污泥性状,具有重要作用。从另一方面看,缺氧、好氧状态并存,能够抑制专性好氧丝状菌的繁殖。研究和工程应用表明,SBR污泥的SVI值多在100左右,能有效地抑制丝状菌污泥膨胀。
(6)脱氮除磷 适当控制运行条件,SBR系统可在不投加任何化学药剂的情况下,同时去除氮、磷等营养物,十分简便。
与A2/O工艺、氧化沟工艺不同的是其脱氮除磷的厌氧、缺氧和好氧不是由空间来划分的,而是用时间来控制的。在同一池体中形成厌氧、缺氧和好氧,完成脱氮除磷过程,而后开始沉淀并通过撇水器出水,完成一个周期。该工艺不需要回流污泥和回流混合液,也不设置专门的二沉池,处理构筑物少,但总的容积利用率较低,一般小于50%,因此一般适用于较小规模的污水处理厂。
SBR由于是变水位静置排水,沉淀效果虽好,但需专门的撇水设备,自控要求高,另外,由于是变水位排水和运行,一方面造成水头的浪费;另一方面如采用微孔曝气方式,水位变化易对曝气器构成损害。
2.CASS法ICEAS法
CASS、ICEAS工艺即连续进水、间歇操作运行转的活性污泥法。与传统SBR法不同之处在于设置了多座池子,尽管单座池子间歇操作运行,但使整过程达到连续进水、连续出水。其进水、反应、沉淀、出水和待机在一座池中完成,常用四座池子组成一组,轮流运转,一池一池的间歇处理。这种工艺,每座池子都需安装曝气设备、用于沉淀的滗水器及控制系统,间歇排水,水头损失大,设备的闲置率较高、利用率低,投资大,要求自动化程度相当高。
目前,国内昆明第三污水处理厂采用了ICEAS工艺,设计规模为15万m3/d,已建成投入运行。
CASS工艺是Goronszy教授在ICEAS的基础上开发出来的,是SBR工艺的一种新的形式。通常CASS一般分为三个反应区:一区为生物选择器,二区为缺氧区,三区为好氧区。生物选择区是设置在CASS前端的小容积区,通常在厌氧或兼氧条件下运行。生物选择器的最基本功能是防止产生污泥膨胀。同时还具有促进磷的进一步释放和强化反硝化的作用。在这个区内难降解大分子物质易发生水解作用,对提高有机物的去除率是有一定的促进作用。主反应区则是去除有机物的主场所。运行过程中,通常将主反应区的曝气强度加以控制,以使反应区内主体溶液中处于好氧状态,主要完成降解有机物过程。
在池的末端设有潜水泵,污泥通过此潜水泵不断地从主曝气区抽送至生物选择器中。CASS生物选择器和缺氧芪的设置和污泥回流的措施,保证了活性污泥不断地在选择器中经历一个高絮体负荷(So/Xo)阶段,从而有利于系统中絮凝性细菌的生长,进一步有效地抑制丝状菌的生长和繁殖。CASS工艺沉淀阶段不进水,保证了污泥沉降无水力干扰,在静止环境中进行,可以进一步保证系统有良好的分离作用。
◆CASS工艺运行工艺
CASS反应池内分为选择区和反应区,CASS反应池的运行操作由进水、反应、沉淀、滗水和待机五个阶段组成。
进水期:污水连续流入反应池内前部的选择区,与从反应池后部的凡庸区不断循环至此的污泥混合,使污泥吸收易溶性基质,并促使絮凝性微生物产生。污水在选择区厌氧状态下停留1小时后,从选择区与反应区隔墙下部的入口以低速流入反应区。连续进水可简化对进水的控制,这样的的分池系统也避免了水力短路。
反应期:污水进入反应区池中发生生化反应,在此阶段可以只混合不曝气,或既混合有曝气,使污水处于是反复的好氧—缺氧状态,反应期的长短一般由进水水质及所要求的处理程度而定。
沉降期:在此阶段反应器内混合液进行固液分离,因该阶段在完全静止情况下进行,表面水力和固体负荷低,沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。
排水期:当池水位升到最高水位时,沉淀阶段结束,设置的反应池末端的滗水器开动,将上清液缓缓滗出池外,当池水位降到低水位时停止滗水。
待机期:本处理系统为多池联合运行,在每池滗水后完成了一个运行周期,在实际操作中,滗手所需时间往往小于理论最大时间,故滗水完成后两周期闲置时间就是待机期,该阶段可视污水的水质、水量和处理要求决定其长短甚至取消。在此阶段可以从反应池排除剩余活性污泥。反池池排出的剩余污泥由于泥龄长,已基本稳定。
◆CASS生化反应池
在进水期、反应期达到硝化阶段时,可减少或停止供氧,沉淀期或排水阶段都可以发生反硝化。CASS系统进水初期、高浓度的有机物首先消耗池内溶解氧,反硝化以刚进入的污水中有机物作为电子供体,将池内NO3-N还原为N2逸出水面。在反应后期,达到硝化阶段,污水中含有有机物浓度已大为减少,这时可减少或停止曝气,可以利用内碳源进行反硝化。在沉降期和排水期所发生的反硝化也是利用内碳源作电子供体。
在选择区活性污泥也会吸附污水中有机物并以多聚物形式贮存起来。当反应达到部分硝化后,减少或停止向混合液中供氧,则贮存碳源释放。反硝化菌可以利用释放的贮存碳源进行SBR系统所特有的利用贮存碳源进行反硝化。
反应池曝气时聚磷菌利用有机物氧化放出的能量,大量吸收混合液中的磷,以聚磷酸盐的形式储存于体内,水中的磷转移到污泥里,沉淀时处于缺氧状态,部分聚磷菌尚未将吸收的磷大量释放,即以剩余污泥形式排出系统,从而达到去除水中磷的目的。至滗水是污泥层呈厌氧状,DO和NOx-N的接近零,聚磷菌将体内的聚磷酸盐水解,释放出正磷酸盐和能量,有利于下一阶段充分吸收磷。即微生物在反应池中不断地处于厌氧和好氧交替运行状态,从而实现生物除磷。
CASS处理工艺的特点:
不设二沉池,曝气池兼具二沉池功能所需的机械和工艺设备较少,自控运行管理简单;曝气池容积小于连续式,建设费用和运行费用都较低;SVI值较低,污泥易于沉淀,在一般情况下,不产生污泥膨胀现象;易于维护管理,工艺调整灵活,处理水水质优于连续式;对水质、水量变化的适应性强,运行稳定;处理效果好,BOD5去除效率高,除磷脱氮效果优于传统活性污泥法、氧化沟法和AB法,产泥量少;占地面积少,基建费用低;设备闲置率较高;要求自动控制程度较高。
3.MSBR法
MSBR是80年代后期发展起来的技术,MSBR是连续进水、连续出水的反应器,其实质是AA/O系统后接SBR,因此具有AA/O生物除磷脱氮功能和SBR的一体化控制灵活等优点。
污水进入厌氧池,回流活性污泥在这里进行充分放磷,然后污水进入缺氧池进行反硝化。反硝化后的污水进入好氧池,有机物在这里被好氧菌降解、活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR池,澄清后的污水被排放,此时另一边的SBR在1.5Q回流量的条件下进行起反硝化、硝化,或起静置预沉的作用。回流污泥首先进入浓缩区进行浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥则进入缺氧池,一方面可以进行反硝化,另一方面可消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后的厌氧放磷提供更为有利的条件,在好氧池和缺氧池之间有1.5Q的回流量,以便进行充分的反硝化。
4.UNITANK法
UNITANK工艺又称单池活性污泥法,是比利时西格斯水处理工程公司于80年代末开发的专利(SEGHERS ENGINEERING WATER NV)技术。UNITANK生物处理池是由三个矩形池组成,三个池水力相连通,每个池中均设有供氧设备,可采用鼓风曝气或采用表面曝气,在外边两侧矩形池,设有固定出水堰及剩余污泥排放泵,该池既可作曝气池,又可作沉淀池,中间一只矩形池只作曝气池。进入系统的污水,通过进水闸门控制可分时序分别进入三只矩形池中任意一只池。当左池进水,此时左池与中间池曝气,右池为沉淀池,水从左向右流过,从右池上部的固定堰溢出,经过一定时间后,进水从右池进,左池出,则左池变为沉淀,右池与中间池曝气,这样形成一个周期,与SBR原理接近,它是在同一容器中通过搅拌、曝气完成厌氧、缺氧、好氧过程,因而同样具有除磷脱氮功能。
UNITANK由于基本是定水位运行,连续进水、出水避免了SBR工艺中水位变化带来的不利因素。
UNITANK工艺的特点如下:
(1)结构紧凑,模块化设计;
(2)运行模式灵活,可自控运行;
(3)不需刮泥设备和污泥回流,工艺流程简便;
(4)占地面积少;
(5)投资节省。
但由于UNITANK缺专门的厌氧区,实际操作中很难达到释磷所需求的绝氧状态(无分子态氧和无硝态氧),影响到厌氧段磷的释放,而只有厌氧段磷释放得彻底,好氧段磷的吸附量才越大,进入剩余污泥中的磷也越多,从而达到较高的除磷效果。
日前,澳门凼仔污水厂采用了该工艺,设计规模为7万m3/d,处理效果良好,但该厂不要求脱氮除磷。
5.往复式生化处理法
本工艺借鉴了Unitank、MSBR的成果,兼有Unitank一体化工艺和A2/O工艺的优点,是一种取长补短的组合技术。
该工艺具有如下优点:
(1)池中设有专门的厌氧池,完善了除磷效果,具有A2/O的优点。
(2)本工艺视BOD5负荷的大小,可以A2/O法运行,也可以A2/O法运行,比传统A2/O法更具灵活性。
(3)每一组池中的每一格池体积较大,且为完全混合型,因而耐冲击负荷较强。
(4)具有一体化工艺的优点,占地面积小。
(5)由于占地面积小,相应的征地费、地基处理费用小,又由于矩形壁可以共用,土建费用小,因此投资相对较低。
(6)本工艺流程简洁,不需单独设二沉池,曝气、沉淀合用一池,交替运行。
㈢ 小型分散式污水处理系统有哪些设备组成
小型分散式污水处理系统设备组成:
1、厌氧生物滤池:厌氧生物滤池又叫厌氧过滤器,是一种装有填料的全密闭没有氧气的生物反应装置,填料为粒径30~50毫米的碎石、卵石、焦炭和各种形式的塑料制品或填充软性或半软性填料,涂料层可以附着大量的厌氧微生物(即常见的黑色厌氧污泥)并形成生物膜,农村污水不断地进入滤池,在通过填料时与微生物接触,微生物可以吸收降解水中的有机物质,使污水得到净化。在滤池内设有多孔板,起承托填料和均匀布水的作用;滤池顶部设有U型水封,以便生物滤池内产生的沼气及时排出,并保持滤池的完全厌氧状态。
2、接触氧化床:接触氧化床又称为浸没曝气式生物滤池,床内填充有固定性的填料或可以自由移动性的填料,全部浸没在水中。填料也附着有大量的微生物,并形成丰富的生物膜,底部设有曝气管,通过空气压缩机将空气压缩空气充入床内,为好氧微生物提供生存所需的氧气。农村污水不断地进入接触氧化床,在通过填料层时与微生物接触,填料上的微生物吸收降解水中的有机物质,使污水得到净化。
3、沉淀池:
沉淀池是一种利用重力作用,使接触氧化床出水中比重大于水的悬浮固体下沉至池底,并使之与出水分离,从而获得澄清水的装置。沉淀池多为锥体或斗体结构,以便于悬浮固体的沉降聚集,小型分散式污水处理系统接触氧化池与沉淀池底部相通,沉淀的污泥可以重新接触氧化池,不用另设置污泥回流管。
4、填料挂膜:填料挂膜就是将培养好的污泥移入反应器中,并与填料接触,部分菌胶团和少量的细菌截留附着在填料表面,这些固有的微生物将摄取废水中的营养物质,进行新陈代谢等生命活动,并在填料表面生长繁殖,逐渐形成薄的胶质粘膜,随着时间的推移,微生物不断增长,从载体表面向外扩散,逐步覆盖已形成的膜层,形成成熟的生物膜。
㈣ 污水处理设备有哪几种大的类别
在我国环境保护百花园里,各种污水处理技术犹如雨后春笋层出不穷。但是有的由于技术原因,不适合我国越来越严的环保要求,致使大量的污水处理工程出现升级改造,给中央和地方政府、以及用户造成巨大的经济损失。还有的因运行费用过高,用户无法长期承受昂贵的运行费用,迫使污水处理处于停机或半停机状态。也有一些环保公司没有建设行政主管部门核发的设计和施工资质,承建的污水处理工程难以通过环保验收。另有极少用户重视力度不够,建成的污水处理工程使用率较低,没有起到保护环境的根本作用。建成投资少、运行费用低、安全、环保、节能增效的污水处理工程,不但有利于环境保护,而且也能改变用户对污水处理工作的重视。
污水(英文:sewage,wastewater)受一定污染的来自生活和生产的排出水,主要有以下方面:
1、生活污水
生活污水是人类在日常生活中使用过的,并被生活废料所污染的水。其水质、水量随季节而变化,一般夏季用水相对较多,浓度低;冬季相应量少,浓度高。生活污水一般不含有毒物质,但是它有适合微生物繁殖的条件,含有大量的病原体,从卫生角度来看有一定的危害性。
2、工业废水
工业废水是在工矿生产活动中产生的废水。工业废水可分为生产污水与生产废水。生产污水是指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等原料所污染,也包括热污染(指生产过程中产生的、水温超过60℃的水);生产废水是指在生产过程中形成,但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品等原料所污染或只是温度少有上升的水。生产污水需要进行净化处理;生产废水不需要净化处理或仅需做简单的处理,如冷却处理。生活污水与生产污水的混合污水称为城市污水。
3、初期雨水
被污染的雨水主要是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物,污染程度很高,故宜作净化处理。
4、水体受污染的原因:
人类生产活动造成的水体污染中,工业引起的水体污染最严重。如工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。
工业废水,是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体。
农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。
还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。
世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。主要污染物有:
1、病原体污染物
生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病。如1848年和1854年英国两次霍乱流行,死亡万余人;1892年德国汉堡霍乱流行,死亡750余人,均是水污染引起的。
受病原体污染后的水体,微生物激增,其中许多是致病菌、病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共存,所以通常规定用细菌总数和大肠杆菌指数及菌值数为病原体污染的直接指标。病原体污染的特点是:(1)数量大;(2)分布广;(3)存活时间较长;(4)繁殖速度快;(5)易产生抗药性,很难绝灭;(6)传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常见的混凝、沉淀、过滤、消毒处理能够去除水中99%以上病毒,如出水浊度大于0.5度时,仍会伴随病毒的穿透。病原体污染物可通过多种途径进入水体,一旦条件适合,就会引起人体疾病。
2、耗氧污染物
在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味,使水质进一步恶化。水体中有机物成分非常复杂,耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃时,五天生化需氧量(BOD5)表示。
3、植物营养物
植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使BOD5升高的物质。水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题。
富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,沉积物不断增多,先变为沼泽,后变为陆地。这种自然过程非常缓慢,常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象,可以在短期内出现。
植物营养物质的来源广、数量大,有生活污水(有机质、洗涤剂)、农业(化肥、农家肥)、工业废水、垃圾等。每人每天带进污水中的氮约50g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水,而施入农田的化肥有50%~80%流入江河、湖海和地下水体中。天然水体中磷和氮(特别是磷)的含量在一定程度上是浮游生物生长的控制因素。当大量氮、磷植物营养物质排入水体后,促使某些生物(如藻类)急剧繁殖生长,生长周期变短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物所分解,不断产生硫化氢等气体,使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物的大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把生物所需的氮、磷等营养物质释放到水中,供新的一代藻类等生物利用。因此,水体富营养化后,即使切断外界营养物质的来源,也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时,湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞,成为沼泽甚至干地。局部海区可变成"死海",或出现"赤潮"现象。
常用氮、磷含量,生产率(O2)及叶绿素-α作为水体富营养化程度的指标。防治富营养化,必须控制进入水体的氮、磷含量。
4、有毒污染物
有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等。污染物的毒性与摄入机体内的数量有密切关系。同一污染物的毒性也与它的存在形态有密切关系。价态或形态不同,其毒性可以有很大的差异。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比无机汞大得多。另外污染物的毒性还与若干综合效应有密切关系。从传统毒理学来看,有毒污染物对生物的综合效应有三种:(1)相加作用,即两种以上毒物共存时,其总效果大致是各成分效果之和。(2)协同作用,即两种以上毒物共存时,一种成分能促进另一种成分毒性急剧增加。如铜、锌共存时,其毒性为它们单独存在时的8倍。(3)拮抗作用,两种以上的毒物共存时,其毒性可以抵消一部分或大部分。如锌可以抑制镉的毒性;又如在一定条件下硒对汞能产生拮抗作用。总之,除考虑有毒污染物的含量外,还须考虑它的存在形态和综合效应,这样才能全面深入地了解污染物对水质及人体健康的影响。
有毒污染物主要有以下几类:(1)重金属。如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大;砷、硒和铍的毒性也较大。重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集;这类物质除直接作用于人体引起疾病外,某些金属还可能促进慢性病的发展。(2)无机阴离子,主要是NO2-、F-、CN-离子。NO2-是致癌物质。剧毒物质氰化物主要来自工业废水排放。(3)有机农药、多氯联苯。目前世界上有机农药大约6000种,常用的大约有200多种。农药喷在农田中,经淋溶等作用进入水体,产生污染作用。有机农药可分为有机磷农药和有机氯农药。有机磷农药的毒性虽大,但一般容易降解,积累性不强,因而对生态系统的影响不明显;而绝大多数的有机氯农药,毒性大,几乎不降解,积累性甚高,对生态系统有显著影响。多氯联苯(PCB)是联苯分子中一部分氢或全部氢被氯取代后所形成的各种异构体混合物的总称。
多氯联苯剧毒,脂溶性大,易被生物吸收,化学性质十分稳定,难以和酸、碱、氧化剂等作用,有高度耐热性,在1000~1400℃高温下才能完全分解,因而在水体和生物中很难降解。(4)致癌物质。致癌物质大体分三类:稠环芳香烃(PAHs),如3,4-苯并芘等;杂环化合物,如黄曲霉素等;芳香胺类,如甲、乙苯胺,联苯胺等。(5)一般有机物质。如酚类化合物就有2000多种,最简单的是苯酚,均为高毒性物质;腈类化合物也有毒性,其中丙烯腈的环境影响最为注目。
5、石油类污染物
石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出。排入海洋的石油估计每年高达数百万吨至上千万吨,约占世界石油总产量的千分之五。石油污染物主要来自工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故、海上采油等均可造成石油污染。而油船事故属于爆炸性的集中污染源,危害是毁灭性的。
石油是烷烃、烯烃和芳香烃的混合物,进入水体后的危害是多方面的。如在水上形成油膜,能阻碍水体复氧作用,油类粘附在鱼鳃上,可使鱼窒息;粘附在藻类、浮游生物上,可使它们死亡。油类会抑制水鸟产卵和孵化,严重时使鸟类大量死亡。石油污染还能使水产品质量降低。
6、放射性污染物
放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染。水体中的放射性污染物可以附着在生物体表面,也可以进入生物体蓄积起来,还可通过食物链对人产生内照射。
水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。目前,在世界任何海区几乎都能测出90Sr、137Cs。
7、酸、碱、盐无机污染物
各种酸、碱、盐等无机物进入水体(酸、碱中和生成盐,它们与水体中某些矿物相互作用产生某些盐类),使淡水资源的矿化度提高,影响各种用水水质。盐污染主要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣。另外,由于酸雨规模日益扩大,造成土壤酸化、地下水矿化度增高。
水体中无机盐增加能提高水的渗透压,对淡水生物、植物生长产生不良影响。在盐碱化地区,地面水、地下水中的盐将对土壤质量产生更大影响。
8、热污染
热污染是一种能量污染,它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。一些热电厂及各种工业过程中的冷却水,若不采取措施,直接排放到水体中,均可使水温升高,水中化学反应、生化反应的速度随之加快,使某些有毒物质(如氰化物、重金属离子等)的毒性提高,溶解氧减少,影响鱼类的生存和繁殖,加速某些细菌的繁殖,助长水草丛生,厌气发酵,恶臭。
鱼类生长都有一个最佳的水温区间。水温过高或过低都不适合鱼类生长,甚至会导致死亡。不同鱼类对水温的适应性也是不同的。如热带鱼适于15~32℃,温带鱼适于10~22℃,寒带鱼适于2~10℃的范围。又如鳟鱼虽在24℃的水中生活,但其繁殖温度则要低于14℃。一般水生生物能够生活的水温上限是33~35℃。
除了上述八类污染物以外,洗涤剂等表面活性剂对水环境的主要危害在于使水产生泡沫,阻止了空气与水接触而降低溶解氧,同时由于有机物的生化降解耗用水中溶解氧而导致水体缺氧。高浓度表面活性剂对微生物有明显毒性。
水体污染的例子很多,如京杭大运河(杭州段)两岸有许多工厂,每天均有大量废水排入运河,使水体中固体悬浮物、有机物、重金属(Zn,Cd,Pb,Cu等)及酚、氰化物等含量大大超过地面水标准,有的超过几十倍,使水体处于厌氧的还原状态,乌黑发臭,鱼虾绝迹,不能用于生活、农业等用水;水体自净能力差,若不治理,并控制污染源,水体污染还会进一步扩大。
水环境中的污染物,总体上可划分为无机污染物和有机污染物两大类。在水环境化学中较为重要的,研究得较多的污染物是重金属和有机物。我国水污染化学研究始于70年代,从重金属、耗氧有机物、DDT、六六六等农药污染开始,目前研究的重点已转向有机污染物,特别是难降解有机物,因其在环境中的存留期长,容易沿食物链(网)传递积累(富集),威胁生物生长和人体健康,因而日益受到人们重视。本章着重介绍重金属和有机污染物在水体中迁移转化的环境化学行为。
污染物进入水体后的运动过程,污染物进入水体后立即发生各种运动。下面以海洋为例作一简介,其他水体的情况,可以类推。
海洋中生活着各种各样的水生动物和植物。生物与水、生物与生物之间进行着复杂的物质和能量的交换,从数量上保持着一种动态的平衡关系。但在人类活动的影响下,这种平衡遭到了破坏。当人类向水中排放污染物时,一些有益的水生生物会中毒死亡,而一些耐污的水生生物会加剧繁殖,大量消耗溶解在水中的氧气,使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处,或者死亡。特别是有些有毒元素,既难溶于水又易在生物体内累积,对人类造成极大的伤害。如汞在水中的含量是很低的,但在水生生物体内的含量却很高,在鱼体内的含量又高得出奇。假定水体中汞的浓度为1,水生生物中的底栖生物(指生活在水体底泥中的小生物)体内汞的浓度为700,而鱼体内汞的浓度高达860。由此可见,当水体被污染后,一方面导致生物与水、生物与生物之间的平衡受到破坏,另一方面一些有毒物质不断转移和富集,最后危及人类自身的健康和生命。
水体污染对人体健康的影响有:
1、水体污染的危害是多方面的,这里简单介绍一下水体污染对人体健康的影响
(1)、引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒。著名的水俣病、痛痛病是由水体污染引起的。
(2)、致癌作用。某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后,可被悬浮物、底泥吸附,也可在水生生物体内积累,长期饮用含有这类物质的水,或食用体内蓄积有这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症。
(3)、发生以水为媒介的传染病。人畜粪便等生物污染物污染水体,可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等;肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等,皆可通过水体污染引起相应的传染病。1989年上海的"甲肝事件",就是由水体污染引起的。在发展中国家,每年约有6000万人死于腹泻,其中大部分是儿童。
(4)、间接影响。水体污染后,常可引起水的感官性状恶化,如某些污染物在一定浓度下,对人的健康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,妨碍水体的正常利用。铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖,从而影响水中有机物的分解和生物氧化,使水体自净能力下降,影响水体的卫生状况。
(5)、水体污染既可严重危害生态系统,还可造成严重的经济损失。
2、主要污染物的影响
(1)、铅: 对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实
(2)、镉: 对肾脏有急性之伤害
(3)、砷: 对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实
(4)、汞: 对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统
(5)、硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统
(6)、亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性
(7)、总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌
(8)、三氯乙烯(有机物): 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害
(9)四氯化碳(有机物): 对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功能影响极大
污水水质指标,污水水质指标一般分为物理、化学、生物三大类。
1、物理性指标
温度、色度、嗅和味、固体物质
固体物质的三种存在形态:悬浮的、胶体的、溶解的。固体物质用。总固体量(TS)作为指标,污水处理中常用悬浮固体(SS)表示固体物质的含量。
2、化学性指标
(1)、化学需氧量(CODcr):指用强化学氧化剂(我国法定用重铬酸钾)在酸性条件下,将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量(mg/L),用CODcr表示。化学需氧量越高,表示水中有机污染物越多,污染越严重。
(2)、生化需氧量(BOD5):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L)。
如果污水成分相对稳定,则一般来说,CODcr> BOD5。
一般BOD5/ CODcr大于0.3,认为适宜采用生化处理。
(3)、总需氧量(TOD):有机物主要元素是C、H、O、N、S等,当有机物被全部氧化时,将分别产生CO2、H2O、NO、SO2等,此时需氧量称为总需氧量(TOD)。
(4)、总有机碳(TOC):包括水样中所有有机污染物质的含碳量,也是评价水样中有机物质质的一个综合参数。
(5)、总氮(TN):污水中含氮化合物分为有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮,四种含氮化合物总量称为总氮(TN)。凯氏氮(TKN)是有机氮与氨氮之和。
(6)、总磷(TP):包括有机磷与无机磷两类。
(7)、pH值
(8)、重金属
3、生物性指标
(1)、大肠菌群数:每升水样中所含有的大肠菌群的数目,以个/L计。
(2)、细菌总数:是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和,以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。
主要污水处理工,就是对城市生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。
1、根据《水污染控制工程》分类
(1)、不溶态污染物的分离技术:
①、重力沉降:沉砂池(平流、竖流、旋流、曝气)、沉淀池(平流、竖流、辐流、斜流);
②、混凝澄清;
③、浮力浮上法:隔油、气浮;
④、其他:阻力截留、离心力分离法、磁力分离法
(2)、污染物的生物化学转化技术:
①、活性污泥法:SBR、AO、AAO、氧化沟等
②、生物膜法:导流曝气生物滤池、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等
③、厌氧生物处理法:厌氧消化、水解酸化池、UASB等
④、自然条件下的生物处理法:稳定塘、生态系统塘、土地处理法
(3)、污染物的化学转化技术:
①、中和法:酸碱中和
②、化学沉淀法:氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀
③、氧化还原法:药剂氧化法、药剂还原法、电化学法
④、化学物理消毒法:臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠
(4)、溶解态污染物的物理化学分离技术:
①、吸附法
②、离子交换法
③、膜分离法:扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤
④、其他分离方法:吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻
(5)、常见污水处理方法
①、物理法:物理或机械的分离过程。过滤,沉淀,离心分离,上浮等
②、化学法:加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等
③、物理化学法:物理化学的分离过程。气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等④、生物法:微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。导流曝气生物滤池、曝气生物滤池, 活性污、泥生物转盘,氧化塘,厌气消化等
(6)、常用处理废水的化学方法
①、混凝
向胶状浑浊液中投加电解质,凝聚水中胶状物质,使之和水分开
混凝剂有硫酸铝,明矾,聚合氯化铝,硫酸亚铁,三氯化铁等
含油废水,染色废水,煤气站废水,洗毛废水等
②、中和
酸碱中和,pH达中性
石灰,石灰石,白云石等中和酸性废水,CO2中和碱性废水
硫酸厂废水用石灰中和,印染废水等
③、氧化还原
投加氧化(或还原)剂,将废水中物质氧化(或还原)为无害物质
氧化剂有空气(O2),漂白粉,氯气,臭氧等
含酚,氰化物,硫铬,汞废水,印染,医院废水等
④、电解
在废水中插入电极板,通电后,废水中带电离子变为中性原子
电源,电极板等
含铬含氰(电镀)废水,毛纺废水
⑤、萃取
将不溶于水的溶剂投入废水中,使废水中的溶质溶于此溶剂中,然后利用溶剂与水的相对密度差,将溶剂分离出来
萃取剂:醋酸丁酯,苯,N—503等设备有脉冲筛板塔,离心萃取机等
含酚废水等
吸附(包含离子交换)
将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上,通过的废水得到处理
吸附剂有活性炭,煤渣,土壤等
吸附塔,再生装置
染色,颜料废水,还可吸附酚,汞,铬,氰以及除色,臭,味等用于深度处理。
污水处理工艺流程主要有:
(1)、传统的污水处理技术
传统的污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
(2)、现代污水处理技术
现代污水处理技术导流曝气生物滤池是在传统的曝气生物滤池的基础上,充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR法、AB法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等10者的设计手法和二级或三级污水处理工艺的特点而开发研制出来的污水处理新工艺、新技术。
传统的污水处理技术特征,一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者筛滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
(2)、现代的污水处理技术特征
a、导流曝气生物滤池技术特征
导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR法、AB法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等10者的设计手法,集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体,使污水在U型双锥这一个单元体内,综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程,是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流,脱氮除磷反应器,处理后的污水优于排放标准,可实现中水回用。
b、微生物一体化污水强化处理设备技术特征
微生物一体化污水强化处理设备简称微生物强化设备(Microbial enhanced equipment.)用MIE表示。该设备能将废水中的污染物有效去除,处理后的水质经环保机构与卫生防疫部门检测及全国近百家用户使用证明,该设备设计合理、技术先进、性能稳定、使用安全,各项技术性能居国内首位,特别适合各种废(污)水处理和微污染治理。
㈤ 一体化工业污水处理设备可不可以用来处理生活污水处理啊
1、亲 一体化污水处理设备就是用来处理生活污水的,以及类似的工业污水也可以处理
2、根据水质可以分为AO MBR工艺
㈥ 什么是EDI水处理装置
EDI水处理装置是指的EDI模块:
EDI,又称连续电除盐技术,它是将传专统电渗析技术和离子交换技术相结合属,在电场力的作用下,通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过性作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,使水中离子作定向迁移,从而实现水的深度净化除盐。水电解产生的氢离子和氢氧根离子对树脂进行连续再生,因此EDI模块制水过程不需要酸碱化学再生即可连续制取高品质超纯水。
EDI模块
EDI模块有哪些特点?
1、产水稳定安全,可以进行随时监测保证水质是一直合格的。
2、系统自动化程度高,操作控制简单方便,可以无人化生产,减少了劳动力。
3、连续稳定产水,再生时不需要对设备停机,更加方便快捷。
4、无污染,在生时不需要对其投加化学试剂,因此减少了对环境的污染。
5、成本低。设备经过合理的设计,运行稳定并有效节约了成本。
6、装置结构紧凑减少了占地面积,节省了空间,间接的减少了运行成本。
7、原水利用率高,几乎没有废水的排放。
㈦ 为什么现今的污水处理技术有哪些
化学强化生物除磷污水处理工艺
污水处理过程中,我国的主要河流和湖泊由于受磷污染,富营养化严重,国家环保局为控制磷污染,对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主,此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化,通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸,作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物,使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖,并将其回流到生物系统中,使生物污水处理系统工作在高效除磷状态;同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放,通过化学除磷消除。这是一种高效市政污水处理工艺技术,满足了我国现阶段,为解决水体富营养化,需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。
循环间歇曝气污水处理工艺
我国经济发展水平各地相差较大,经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理,因此,怎样利用有限的资金,降低环境污染,是很多城市政府面临的问题。在污水处理方面,直到不久前,一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术,出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点,又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点,保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右,是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。
旋转接触氧化污水处理工艺
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上,结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分,一旦机器出了故障,一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的,当污水中的有机物增加时,微生物随之增加,相反,当污水中的有机物减少时,微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。运行费用低,只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多,能够高效处理各种难降解工业污水。
连续循环曝气系统工艺
连续循环曝气系统工艺(Continuous Cycle Aeration System)是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式处理法)的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高,只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池,除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成,出水可达标排放。 污水处理工艺CCAS上独特的优势: (1)曝气时,CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态,保证了BOD、COD的去除率,去除率高达95%。 (2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率达80%以上,保证了出水指标合格。 (3)沉淀时,整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态,使出水悬浮物极低,低的值也保证了磷的去除效果。 CCAS污水处理工艺的缺点是各池子同时间歇运行,人工控制几乎不可能,全赖电脑控制,对处理厂的管理人员素质要求很高,对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
曝气生物滤池生活污水处理工艺流程
污水处理工艺流程简介:曝气生物滤池,就是在生物滤池处理装置中设置填料,通过人为供氧,使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头,产生的中小气泡经填料反复切割,达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高,处理设施紧凑,可大大节省占地面积,减少反应时间。
城市污水SPR除磷工艺
污水处理工艺流程简介:水体富营养化主要原因是人类向水体排放了大量的氨氮和磷,磷是水体富营养化的最主要因素。纵观国内污水处理流程工艺,除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂,具有运行成本高、污泥产量大的缺点;前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点,但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用,难以达到国家污水处理工艺流程的要求。当考虑中水回用时,则更难达到要求。
A/O生物滤池污水处理工艺流程
污水处理工艺流程简介:由于我国小城镇居住点分散,污水源分布点多量少,城镇级污水厂的规模多低于10000吨/日。目前国内大中型城市污水处理厂经常采用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等,如果以这些技术建设小城镇污水处理厂会造成由于居高不下的运行费用,无法持续运行。必须针对小城镇的特点采用投资省,运行费用低,技术稳定可靠,操作与管理相对简单的工艺。
MBFB膜生物流化床工艺
MBFB工艺用于污水深度处理,能在原有污水达标排放的基础上
,经过生物流化床和陶瓷膜分离系统,进一步降低COD、NH-N、浊度等指标,一方面可直接回用,另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺,替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程,同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命,降低回用水处理成本,无机陶瓷膜分离系统,是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统,和其它的有机膜、无机膜相比,具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。
编辑本段国外污水处理技术
欧洲城市污水处理技术——可持续生物除磷脱氮工艺 以控制富营养化为目的的氮、磷脱除已成为各国主要的奋斗目标。无疑,应付日趋严格的排放标准,传统工艺会因上述弊端而雪上加霜。在此情形下,发展可持续污水处理工艺变得势在必行。所谓可持续污水处理工艺就是朝着最小的COD氧化、最低的CO2释放、最少的剩余污泥产量以及实现磷回收和处理水回用等方向努力。这就需要以较综合的方式来解决污水处理问题,即污水处理不应仅仅是满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能量消耗(避免出现污染转移现象)、少资源损耗为前提。 发展新颖的污水生物处理工艺依赖于在微生物学及生物化学方面的新发现或新认识。荷兰研究人员Mulder在10年前发现了厌氧氨(氮)氧化现象。与此同时,南非、荷兰、日本等国科学家对生物摄/放磷代谢机理重新认识后确定了反硝化除磷新途径。这两种新技术的研发与应用对发展可持续污水生物处理工艺具有划时代意义的推动作用。本文以厌氧氨氧化和反硝化除磷技术为蓝本,详细介绍它们的技术原理、工艺流程以及在欧洲的应用情况;在此基础之上提出一个以转换有机能源(甲烷)、回收磷化合物(鸟粪石)和回用处理水(非饮用目的)为目标的可持续城市污水生物除磷脱氮技术推荐工艺。 在污水生物除磷实践中,南非开普顿大学(UCT)研究人员最早发现专性好氧细菌不是唯一对磷的生物摄/放起作用的菌种,兼性反硝化细菌也有着很强的生物摄/放磷现象。反硝化细菌的生物摄/放磷作用被荷兰代尔夫特工业大学(TUDelft)和日本东京大学(UT)研究人员合作研究确认,并冠名为反硝化除磷(denitrifyingdephosphatation)。在磷的生物摄/放过程中,反硝化除磷细菌以硝酸氮取代氧作为电子接受体,也就是说反硝化除磷细菌能将反硝化脱氮和生物除磷这两个原本认为彼此独立的作用合二为一。显然,在结合的除磷脱氮过程中,COD和氧的消耗量均能得到相应节省。比较传统的专性好氧磷细菌去除工艺,反硝化除磷细菌能分别节省约50%和30%的COD与氧的消耗量,相应减少剩余污泥量50%。在反硝化除磷过程中由于COD需要量的大为减少,过剩的COD因此能被分离,并使之甲烷化,从而避免COD单一的氧化稳定(至CO2)。归因于曝气能量的减少,以及过剩COD甲烷化后能量的产生,这种综合的能量节约最终会导致释放到大气的CO2量明显减少。因此,具有反硝化除磷细菌富集的处理系统可以被视为可持续处理工艺。 传统上,两个已得到充分确认的生物途径,硝化(NH+4→NO3-)与反硝化(NO3→N2)被应用于污水处理的生物脱氮。这种传统生物脱氮途径从可持续角度看并不是最佳的,因为充分地氧化氨氮到硝酸氮首先要消耗大量能源(因曝气);其次,还需要有足够碳源(COD)来还原硝酸氮到氮气。对这一传统脱氮途径的改进可借助于新近由荷兰TUDelft研发的一种中温亚硝化技术——SHARON来实现。在亚硝化/反硝化脱氮途径中,亚硝酸氮为仅有的中间过渡形态;这一途径无论对氧化(NH+4→NO2-)还是还原(NO2-→N2)均能起到最小量化的作用,意味着O2和COD消耗量的双重节约。显然,亚硝化/反硝化脱氮途径可以成为一种可持续的脱氮技术。 此外,荷兰TUDelft研究人员几乎在同一时期还试验确认了一种新的氨氮转换途径,这使得氨氮以亚硝酸氮作为电子接受体而被直接氧化至氮气成为可能。这种厌氧条件下的氨氮氧化与亚硝化过程(如SHARON工艺)相结合在工程上能够实现氨氮的最短途径转换,这就意味着生物脱氮过程中能源与资源消耗量的最小化完全可能。污水处理过程中氮的所有可能转换途径列于图1.与传统脱氮工艺相比较,很明显,由厌氧氨氧化与亚硝化工艺相结合的氮的完全自养转换方式是一种最可持续的污水脱氮途径。
编辑本段中国污水处理近况及未来
概况
我国污水处理产业发展进步较晚,建国以来到改革开放前,我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后,国民经济的快速发展,人民生活水平的显著提高,拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后,我国污水处理产业进入快速发展期,污水处理需求的增速远高于全球水平。 1990年以来,全球污水处理表观消费量以年均6%的速度增长,而九十年代的十年间,我国污水处理表观消费量年均增长率达到17.73%,是世界年均增长率的2.9倍。进入二十一世纪,我国污水处理产业高速增长。2000年—2004年,我国污水处理消费量从188万吨增长到447万吨,增加了2.3倍,年平均增长率在27%以上。其中,2001年,我国污水处理表观消费量达到225万吨,超过美国成为世界第一污水处理消费大国。同时,污水处理进口也大幅度增加。1998年,我国污水处理进口100万吨,由此成为世界上最大的污水处理进口国。2004年与1998年比,污水处理进口增长幅度年均达到27.14%。预计2005年,中国污水处理表观消费量将达到500万吨,进口仍将保持在300万吨左右。 伴随着污水处理市场的快速发展,我国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面,实现了高速增长。我国污水处理产量从2000年的46万吨增长到2004年的236万吨,年平均增长率在82.6%,占国内市场需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期,世界污水处理产量则仅以6%左右的速度增长。 从九十年代后期起,我国太钢、宝钢以及宝新、张浦等国有和合资企业通过引进和技术改造,先后建成了一系列污水处理生产线,污水处理工艺技术装备达到国际先进水平,污水处理生产初具规模。污水处理品种结构也发生了积极的变化,污水处理产品质量迅速提高。特别是国内污水处理冷轧板增长迅速,2003年,国内冷轧板产量达到170万吨,首次超过进口量,自给率达到66%;2004年,国内冷轧板产量达到200万吨,自给率达到70%以上。从2004年底到2005年底,国内冷轧污水处理产能将增加约150万吨,基本满足国内市场需求。到2007年,我国将成为污水处理的净出口国。 从总体上看,我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变,污水处理需求将逐步实现自给。
我国城市污水处理资本金来源难题
(难题一)人口增加,污水增多 在我国,随着城市人口的增加和工农业生产的发展,污水排放量也日益增加,水体污染相当严重,而且几乎遍及全国各地。到2000年底,全国设市的663个城市中有310个建有污水处理设施,建设污水处理厂427座,年污水处理量113.6亿立方米,污水处理率只有34.23%。 (难题二)加快发展,急需资金 在社会主义市场经济条件下,污水处理是从一定量的资金投入开始的。污水处理资金的规模决定着污水处理的规模。污水处理资金自身的发展速度决定着污水处理发展的速度和污水处理技术进步的速度。现实的污水处理中,技术先进、处理费用低的决策方案通常是预付资金量较大的方案。从这个意义上说,资金自身的发展速度越快,污水处理技术的进步和应用才能越快,污水处理也才能越快。 (难题三)处理资金,来源困难 1、我国城市污水处理资本金来源的难处所在 长期以来,我国城市污水处理设施采取的是免费使用政策,不仅扩大再生产由财政投资,简单再生产也需要财政拨款才能完成,财政拨款因此成了污水处理设施维护建设投资的唯一来源。只是在不同时期,来源的名称不同,但都是以财政为中心的资金循环。经济体制改革,否定了我国传统大一统"财政模式,否定了国家作为生产经营者的身份,也否定了生产资料所有者身份和政权行使者合一,要求政企分开,政资分开。与此相适应,在国家为主体的统一财政的前提下,我国财政分成公共财政与国有资产管理两部分。公共财政是以政权行使者身份出现的国家,主要以税收形式筹集资金,解决市场配置资源所不能解决的问题,满足公共需要。城市污水处理是公益事业,污水处理资金财政拨款应是公共财政支出。因我国社会主义市场经济体制改革还在深化中,公共财政收入占GDP的比重、中央公共财政收入占公共财政收入的比重目前还不够合理,城市污水处理资金很难像美国等发达国家哪样绝大多数来自财政拨款或贷款。 2、污水处理借入资金来源的难处所在 城市污水处理资金需求巨大,银行贷款是污水处理资金的一个重要来源。银行贷款分商业银行贷款与国家开发银行贷款。商业银行资金来源为居民与企业存款,大多为短期资金,虽然也可作部分中长期贷款,但比重不宜过大;商业银行资金运用要求安全性、流动性和盈利性的"三性"统一,而污水处理资金的运用和回流很难与商业银行资金运用“三性”相吻合。因此,商业银行很难对污水处理项目进行贷款。
我国城市污水处理资本金来源难题的破解
(破解方法一)加大财政拨款力度 城市污水处理资金的一部分,在社会主义市场经济条件下,还必须由政府给予必要的补助,原因是多方面的。主要是:1、污水处理普遍存在着价格需求弹性较小和政府"垄断"经营,其收费制定必须考虑居民的承受能力,而不能依靠竞争价格来完全地解决设施建设和企业发展问题。2、污水处理提供的服务具有公共性,许多设施的使用难以计算,使其服务收费不能直接进入市场实行等价交换,而只能成为公共消费的一部分。3、污水处理提供的服务具有广泛的社会性和外部经济性,衡量其投资效益时,首先是社会效益。 国家财政对城市污水处理的拨款,在我国主要有基本建设安排的投资,中央财政拨给的专款和地方财政拨款。基本建设安排的投资,分国家预算内和地方自筹两种。国家预算内的基本建设投资由中央政府确定数额,由财政部交国家计委统一安排。地方自筹基本建设投资,是在国家规定的额度内由地方自筹资金安排的投资。中央和地方财政拨款,一种是根据需要,财政每年拨给一定数额的资金,作为污水处理的专项资金;另一种是按项目定额补助,项目建成,补助停止。 (破解方法二)增加企业自筹强度 在市场经济的条件下,污水处理只有在其建设经营活动中把它的价值转化到周而复始的资金回流中,才能实现污水处理的再生产。按价值规律的要求,污水处理的投入与产出理顺到市场经济的新秩序中,是加快我国城市污水处理的客观要求。污水处理收费,不应是一项临时性的筹资措施,而是实现污水处理资金补偿的市场化方式,同时也是调节污水处理设施合理利用的一种经济手段。 污水处理的自筹资金,在社会主义市场经济条件下,要按照价值规律制定污水处理收费标准,按照国家规定从营业收入中提取生产发展基金、固定资产折旧基金和大修理基金。污水处理单位不仅要依靠自身的力量来完成简单再生产和扩大再生产,还要向国家缴纳税费。为此,污水处理的合理收费,必须建立在合理成本和合理利润率的基础之上。 污水处理收费的合理成本,一般应包括生产费用、经营费用、固定资产折旧、大修理基金、贷款利息等。其中固定资产折旧要有恰当的折旧率,要改变现在折旧年限过长、折旧率较低的做法,以免企业的明盈实亏。污水处理收费的合理利润率,是指利润率的核定既要考虑企业的合理福利和必要的积累,又要考虑污水处理收费需求弹性小、社会服务性强的特点,防止利用其垄断性追求过高利润。为防止垄断强加给用户的负担,政府可通过行政和经济手段对经营者加以限制,使其可能获得的利润不超过全社会的平均利润。 (破解方法三)试行优先股票发行 市场经济国家的经验表明,发行优先股票吸收国内外私人资本进行城市污水处理,既能满足污水处理的巨大资金需求,又不丧失政府对污水处理项目的控制权。优先股票是相对普通股票而言的。投资购买普通股票的好处还有投资收益比其他类似证券的投资收益高,在证券交易市场上流通性强,交易公平进行等。 优先股票是比普通股票具有一定优先权的股票,主要是优先分得股利和公司剩余财产的权利。优先股的最大优点是较普通股收益稳定,风险小。但当股份公司经营成绩卓著,经营利润激增时,优先股享受到的收益却不会增加,而普通股的收益却可随着公司经营效益的提高而增加。从这一点考虑,优先股较普通股又缺乏发展性和进取性。 按我国现行做法,股票是根据投资者身份的不同,划分为国家股、法人股、个人股和外资股,没有优先股与普通股的划分。我国《公司法》中没有优先股的概念,也没有做出相应的规定。这是因为我国的股份制企业都是从计划经济体制下的企业改造而来,因而带有种种历史的痕迹,成为历史遗留问题正待在改革中进一步探索解决。从城市污水处理的实际出发,我们可以进行污水处理股票发行的探索。这就要对现有的污水处理企业进行股份制改造,向国内外私人资本发行部分优先股票,或将部分国有股以优先股的形式转让给私人资本,筹措的资金由污水处理企业用于污水处理。这种方式由于是以现有企业的发展业绩为基础,且改造后的企业业绩继续增长,所以集资成功的可能性较大。
希望能够帮助你哦!污水净化团队竭诚为你服务!