A. 污水處理的追加處理是什麼
污水處理一般來說包含以下三級處理:一級處理是它通過機械處理,如格柵、沉澱或氣浮,去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理是生物處理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。三級處理是污水的深度處理,它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同,有的污水處理過程並不是包含上述所有過程。[1]
三級處理,三個級別中的最後一級,是污水高級處理(又稱深度處理)措施。污水經過二級處理後,仍含有磷、氮和難以生物降解的有機物、礦物質、病原體等,需要進一步凈化處[2]理,以便消除污染。污水高級處理的另一種形式是物理化學處理法(見)。[3]
根據三級處理出水的具體去向和用途,其處理流程和組成單元有所不同。如果為防止受納水體富營養化,則採用除磷和除氮的處理單元過程;如果為保護下游飲用水源或浴場不受污染,則應採用除磷、除氮、除毒物、除病原體等處理單元過程;如果直接作為城市飲用以外的生活用水,例如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水,其出水水質要求接近於飲用水標准,則要採用更多的處理單元過程。污水的三級處理廠與相應的輸配水管道結合起來便形成城市的中水道系統。
三級處理各個單元處理過程如下:
除磷最有效和實用的除磷方法是化學沉澱法,即投加石灰或鋁鹽、鐵鹽形成難溶性的磷酸鹽沉澱。石灰與廢水中的磷酸根離子發生如下反應而形成難溶的羥基磷灰石沉澱:
[412-01]+5Ca+4OHCa(OH)(PO)↓+3HO為了保證投加石灰的沉澱除磷效果,必須將pH值提高到9.5~11.5。
鋁鹽和磷酸根反應生成的磷酸鋁在pH值為 6時沉澱效果最好,鐵鹽和磷酸根反應生成的磷酸鐵在PH值為4時沉澱效果最好。為了確定金屬鹽的准確投量,須對待處理的污水進行小型試驗。[4]
除氮生物硝化-反硝化法:是需氧生物處理過程和厭氧生物處理過程串聯工作的系統。污水中的含氮有機物首先經需氧生物處理轉化為硝酸鹽,隨後再經厭氧生物處理將硝酸鹽還原為氮氣析出而被去除。有多種處理流程,如三級串聯的處理系統,其中第一級用於氧化碳水化合物,第二級用於氧化含氮有機物,而第三級是使第二級產生的硝酸鹽在厭氧條件下還原析出氮氣。在所有的處理流程中,都是向厭氧系統中投加一些補充的需氧源(如甲醇),以使反硝化所需的反應時間縮短而切合實用。
物理-化學法:有三種方法,即吹脫法、折點氯化法和選擇性離子交換法。①吹脫法:使污水的銨離子在高pH值的條件下大部轉變成氨氣:
NH+OHNH↑+HO在溫度25℃和pH值為7911的條件下,溶液中NH與NH的分配比分別為180、1.8和0.018,因此吹脫法除氮最適宜的pH值在11左右。將污水調到這樣高的pH值以後送入吹脫塔中,自上而下噴灑流動,與向上流動的空氣逆流接觸而將氨氣吹出。吹脫法的除氮效率主要受到溫度的影響。如在氣溫為20℃和10℃時,除氮率分別為95%和75%。②折點氯化法:見。③選擇性離子交換法:是以沸石(特別是斜發沸石)對銨離子比對鈣、鎂和鈉等離子有優先交換吸附的性能為基礎來去除氨氮的。將斜發沸石破碎篩分成20~50目的顆粒,填裝於濾池中。廢水大約以每小時10倍濾床體積的濾速流經沸石濾池。大約流過200倍濾床體積的正常濃度的城市污水以後,濾出水中會出現氨氮。此時便需要用濃食鹽水溶液對沸石濾床進行再生[5]。用過的濃食鹽溶液可通過吹脫等方法脫氨,然後重復使用。
除有機物活性炭能有效地除去二級處理出水中的大部分有機污染物。一些三級處理廠的粉末活性炭接觸吸附裝置(或粒狀活性炭過濾吸附裝置)去除(COD)和總有機碳(TOC)的代表性的效率為70~80%,每公斤活性炭吸附容量為0.25~0.87公斤COD,具體吸附容量是由進水的有機物濃度和所要求的出水有機物濃度決定的。在任何情況下,活性炭的實際吸附容量比按吸附等溫線試驗測定的吸附容量大得多。這主要是在活性炭上還有生物吸附和氧化作用所致(見)。
B. 研究羥基磷灰石對重金屬離子的吸附有什麼實用意義
如廢水處理,催化劑載體等。廢水處理不多說了,重離子污染不光浪費了資源還污染土壤等。工業催化劑是非常重要的,很多催化劑都是重金屬離子及其化合物,對其的開發研究從來沒有中斷過,而良好的催化劑載體一直是科學研究的熱門領域,羥基磷灰石結構中有氧通道也為催化劑提供一個良好的著位點。
C. 羥基磷灰石在什麼條件下能完全溶於水中而不產生沉澱
羥基磷灰石由氫氧化鈣和磷酸三鈣的復鹽組成,化學分子式為Ca10(PO4)6(OH)2,微溶於水,在水中呈弱鹼性(PH值為7~9),易溶於酸難溶於鹼。故在強酸下而又不與Ca發生沉澱的酸溶液里都能完全溶解,如硝酸、鹽酸等。
D. 含磷廢水怎麼處理
一、生物法
20世紀70年代美國的Spector發現,微生物在好氧狀態下能攝取磷,而在有機物存在的厭氧狀態下放出磷。含磷廢水的生物處理方法便是在此基礎上逐步形成和完善起來的。
目前,國外常用的生物脫磷技術主要有3種:
1、向曝氣貯水池中添加混凝劑脫磷;
2、利用土壤處理,正磷酸根離子會與土壤中的Fe和Al的氧化物反應或與粘土中的OH-或SiO22-進行置換,生成難溶性磷酸化合物;
3、活性污泥法,這是目前國內外應用最為廣泛的一類生物脫磷技術。
生物除磷法具有良好的處理效果,沒有化學沉澱法污泥難處理的缺點,且不需投加沉澱劑。對於二級活性污泥法工藝,不需增加大量設備,只需改變運轉流程即可達到生物除磷的效果。
但要求管理較嚴格,為了形成VFA,要保證厭氧階段的厭氧條件。
二、化學沉澱法
通過投加化學沉澱劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉澱物,可把磷分離出去,同時形成的絮凝體對磷也有吸附去除作用。
常用的混凝沉澱劑有石灰、明礬、氯化鐵,石灰與氯化鐵的混合物等。影響此類反應的主要因素是pH、濃度比、反應時間等。
三、生物強化除磷
生物強化除磷中的聚磷菌利用比較普遍,目前也是生物除磷的主要研究方向。
聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌,是傳統活性污泥工藝中一類特殊的細菌,在好氧狀態下能超量地將污水中的磷吸入體內,使體內的含磷量超過一般細菌體內的含磷量的數倍,這類細菌被廣泛地用於生物除磷。
其原理為:在厭氧條件下,除磷菌能分解體內的聚磷酸鹽而產生ATP,並利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內,以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存於細胞內,同時還將分解聚磷酸鹽所產生的磷酸排出體外。
而好氧條件下,除磷菌利用廢水中的BOD5或體內貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,一部分磷被用來合成ATP,另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內。
四、吸附法
20世紀80年代,多孔隙物質作為吸附劑和離子交換劑就已應用在水的凈化和控制污染方面。黃巍等人以粉煤灰作為吸附劑,對含磷50~120mg/L模擬廢水脫磷的規律特徵進行了研究。
研究表明粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等,具有相當大的吸附作用,粉煤灰對無機磷酸根不是單純吸附,其中CaO、FeO、Al2O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉澱現象,因而在廢水處理方面具有廣闊的應用前景。
五、其他的除磷方法
鄒偉國等研究的新型雙污泥脫氮除磷工藝系統處理生活污水取得成功。傳統的脫氮除磷工藝多採用單污泥系統,因此存在著硝化和除磷泥齡之間的矛盾,將活性污泥法與生物膜法相結合,可解決這個問題。
實驗結果表明,該工藝對PO43-的去除率達到了90%,處理效果穩定,對水質的適應能力很強。
陳瀅等進行了低溶解氧SBR除磷工藝的研究。
該方法要注意的是污泥負荷對COD去除率和除磷效果的影響較大,因此要選擇合適的污泥負荷。污泥負荷過高時會導致非絲菌污泥膨脹。
方茜等利用SBR法處理低碳城市污水取得進展,解決了處理碳、氮、磷比例失調(碳量偏低)城市污水如何保證氮磷高效去除的難點。
結果表明,利用此法處理廣州地區低碳城市污水,出水有機物、氨氮及總磷均達標,且磷的釋放量越大則出水磷總濃度就越低。實踐證明,SBR法具有流程簡單,不需要污泥迴流,脫氮除磷效果好的特點。
E. 廢水的三級處理有哪些具體方法
污水三級處理是污水經二級處理後,進一步去除污水中的其他污染成分(如;氮、磷、微細懸浮物、微量有機物和無機鹽等)的工藝處理過程。主要方法有生物脫氮法、凝集沉澱法、砂濾法、硅藻土過濾法、活性炭過濾法、蒸發法、冷凍法、反滲透法、離子交換法和電滲析法等。根據三級處理出水的具體去向和用途,其處理流程和組成單元有所不同。如果為防止受納水體富營養化,則採用除磷和除氮的處理單元過程;如果為保護下游飲用水源或浴場不受污染,則應採用除磷、除氮、除毒物、除病原體等處理單元過程;如果直接作為城市飲用以外的生活用水,例如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水,其出水水質要求接近於飲用水標准,則要採用更多的處理單元過程。污水的三級處理廠與相應的輸配水管道結合起來便形成城市的中水道系統。三級處理各個單元處理過程如下:一級處理是它通過機械處理,如格柵、沉澱或氣浮,去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理是生物處理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和轉化為污泥。三級處理是污水的深度處理,它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對污水進行消毒。污水三級處理除磷最有效和實用的除磷方法是化學沉澱法,即投加石灰或鋁鹽、鐵鹽形成難溶性的磷酸鹽沉澱。石灰與廢水中的磷酸根離子發生如下反應而形成難溶的羥基磷灰石沉澱:
3HPO3-+5Ca2++4OH-=Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O為了保證投加石灰的沉澱除磷效果,必須將pH值提高到9.5~11.5。鋁鹽和磷酸根反應生成的磷酸鋁在pH值為 6時沉澱效果最好,鐵鹽和磷酸根反應生成的磷酸鐵在PH值為4時沉澱效果最好。為了確定金屬鹽的准確投量,須對待處理的污水進行小型試驗。污水三級處理除氮生物硝化-反硝化法:是好氧生物處理過程和厭氧生物處理過程串聯工作的系統。污水中的含氮有機物首先經需氧生物處理轉化為硝酸鹽,隨後再經厭氧生物處理將硝酸鹽還原為氮氣析出而被去除。有多種處理流程,如三級串聯的活性污泥法處理系統,其中第一級用於氧化碳水化合物,第二級用於氧化含氮有機物,而第三級是使第二級產生的硝酸鹽在厭氧條件下還原析出氮氣。在所有的處理流程中,都是向厭氧系統中投加一些補充的需氧源(如甲醇),以使反硝化所需的反應時間縮短而切合實用。
F. 羥基磷灰石在哪個溶液中溶解度最大
你可以這樣看,在廢水中存在各種離子,你找一張離子溶度積常數的表,溶度積越小,表示該物質在同一條件下溶解度越小,也就是溶液中這兩種離子相遇更容易沉澱出來。一般只考慮單純兩種離子析出就可以了,在廢水處理中,加入的石灰石等都是過量的,不是特意調比例或加特殊物質,復鹽不會析出來的。ca3(po4)2
的溶度積遠比caf2小,具體網上可以查到的。
至於第3.4,其實還是要找出溶度積常數算算,不過由於廢水中有磷酸,硫酸,硝酸這么多多算,如果h+濃度大,而又沒多少單純的nh3,不太會形成絡合。至於鎳最後會形成那種,可以通過溶度積常數計算,控制加入的鹼濃度,可以控制它存在的形式。
G. 新能源汽車污水處理方法是怎樣的
表調磷化廢液通過廢水管排入磷化廢液池而後由泵限量提升進入磷化廢水調節池,與磷化廢水管排入的磷化廢水進行混合,混合後由泵提升進入PH調節反應槽,首先向PH調節反應槽內投加Ca(OH)2,調節廢水pH
10.5~11左右,廢水中磷酸鹽生成羥基磷灰石沉澱。隨著pH的增高,羥基磷灰石的溶解度急劇下降,從而去除廢水中的磷。在鹼性條件下,磷化、鈍化廢水中的重金屬離子形成溶解度較小的金屬氫氧化物沉澱,從而將重金屬離子去除。再依次向反應裝置中加入一定量的助凝劑PAM,攪拌反應,固體微粒間的相互引力增大,足以克服相互間的斥力,使分散的微粒迅速聚集,形成絮凝體後流入斜板沉降槽。依靠重力進行固液分離,污泥下沉由泵排入磷化污泥濃縮槽進行待後續污泥處理。
定期排放的電泳廢液、脫脂廢液,噴漆廢水各自通過排水管進入綜合廢液池,由泵限流提升進入綜合廢水池,與電泳、脫脂、噴漆廢水稀水進行充分混合,由泵提升至PH調節反應槽。向其中投加鹼,再加入絮凝劑PAC和助凝劑PAM,進行絮凝、助凝反應。反應後廢水自流進入斜管沉降槽和全自動氣浮裝置,經過氣浮裝置處理後的出水進入均和池進一步處理。
生活污水自流進入調節池,與磷化預處理後廢水、綜合預處理後廢水進行混合調節。混合調節後的廢水由泵提升進入水解酸化池。在水解酸化池中,發酵細菌將廢水中復雜有機物(包括多糖、脂肪、蛋白質等)水解為有機酸、醇類。在酸化階段產氫、產乙酸細菌將發酵產物有機酸和醇類代謝為乙酸和氫,使大分子物質降解為小分子物質,使難生化的固體物降解為易生化的可溶性物質,提高了廢水的可生化性。經水解酸化處理的廢水進入生物接觸氧化池,向廢水中輸送空氣進行曝氣。水中碳水化合物為好氧微生物提供了豐富的營養,加快了好氧微生物的新陳代謝,在其作用下水中有機物得以有效降解。生物接觸氧化池排出的混合液在沉澱池中進行沉澱,沉澱池的出水達標排放。
磷化廢水中因含有重金屬離子。處理產生的污泥必須進行單獨處理,單獨按危廢處置。
02
系統設備功能描述
磷化廢水PH調節、混凝反應槽
磷化廢水調整
PH、混凝反應採用一體式反應槽,分為三格,配置三台攪拌機,槽體底部設置排空閥。主體材料採用 Q235-A,厚度不得小於
6mm,槽體內外表面均需做防腐處理,槽體內部塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處理後塗覆防銹底漆和面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。槽體表面應均勻光滑,沒有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,不得漏焊。槽壁、槽底的鋼板拼接均採用對接焊縫,焊縫之間沒有十字交叉現象,且不與肋條、加強肋重合。槽體頂部配置
NaOH 溶液、石灰水 、PAC 溶液、PAM 溶液加葯系統的管路介面,第一格調節 PH,控制鹼的加入,PH 控制范圍:10-11。
功能與原理:
化合物在水中的溶解能力可用溶解度表示,一個化合物在它的飽和溶液中的濃度叫飽和濃度習慣上稱作溶解度。例如硫化鋅的飽和濃度是3.47×10-12mol/L,它的溶解度也就是3.47×10-12mol/L。如果化合物在溶液中濃度超過飽和濃度,該化學物就會從溶液中析出,稱此過程為沉澱過程。在化學中把在100g水中最大溶解量在1g以上的,列為「可溶」物質;在0.1g以下的列為「難溶」物質,介於兩者之間的,列為「微溶」物質。
使用氫氧化物沉澱法,能有效去除P、Zn、Ni、Pb,使預處理後廢水中的P、Zn、Ni、Pb均較可靠地達到排放標准所要求的排放濃度。
許多金屬的氫氧化物是難溶於水的,銅、鎘、鉻、鉛等重金屬氫氧化物的溶度積一般都很小,因此可採用氫氧化物沉澱法,去除廢水中的重金屬離子。常用沉澱劑有石灰、碳酸鈉、苛性鈉等。由於此法採用的沉澱劑來源甚廣,價格較低,因而在生產實踐中應用廣泛。
金屬離子與OH-離子能否生成難溶的氫氧化物沉澱,取決於溶液中金屬離子濃度和OH-離子濃度。據金屬氫氧化物的M(OH)N的沉澱一溶解平衡以及水的離子積Kw=[H+][OH-],可計算使氫氧物沉澱的pH值:
註:①如表中未指出其他溫度,均為25℃。
②表中數據摘自丘星初編《化學分析手冊》,化學工業出版社,1960年。
化學沉澱法按照使用沉澱劑的不同可分為氫氧化物沉澱法、硫化物沉澱法、碳酸鹽沉澱法和鐵氧體沉澱法等。
磷化廢水斜板沉降槽
沉澱槽為矩形立式箱體,主體材料採用 Q235-A,厚度不得小於
6mm,槽體內外表面均做防腐處理,槽體內部塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處理後塗覆防銹底漆和面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。槽體內部安裝填料。
槽體表面應均勻光滑,沒有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,不得漏焊。槽壁、槽底的鋼板拼接均採用對接焊縫,焊縫之間沒有十字交叉現象,且不與肋條、加強肋重合。槽體內部填料採用斜管組裝,採用聚丙烯或者玻璃鋼材質。
槽體下方設置 V 型污泥集中槽,便於沉澱污泥的收集,
綜合廢水PH調節混凝反應槽
綜合廢水調整 PH、混凝反應採用一體式反應槽,分為三格,配置三台攪拌機,槽體底 部設置排空閥。主體材料採用 Q235-A,厚度不得小於
6mm,槽體內外表面均需做防腐處理,槽體內部塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處理後塗覆防銹底漆和面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。槽體表面應均勻光滑,沒有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,不得漏
焊。槽壁、槽底的鋼板拼接均採用對接焊縫,焊縫之間沒有十字交叉現象,且不與肋條、加強肋重合。槽體頂部配置 NaOH 溶液、石灰水 、PAC
溶液、PAM 溶液加葯系統的管路介面,第一格調節 PH,控制鹼的加入, PH控制范圍:10-11。
綜合廢水斜板沉降槽
淀槽為矩形立式箱體,主體材料採用
Q235-A。得小於6mm,槽體內外表面均做防腐處理,槽體內部塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處理後塗覆防銹底漆和面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。內部安裝填料。槽體表面應均勻光滑,沒有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,不得漏焊。槽壁、槽底的鋼板拼接均採用對接焊縫,焊縫之間沒有十字交叉現象,且不與肋條、加強肋重合。槽體內部填料採用斜管組裝,採用聚丙烯或者玻璃鋼材質。槽體下方設置
V 型污泥集中槽,便於沉澱污泥的收集。
全自動氣浮裝置
氣浮反應槽為矩形立式箱體,共分為三格,混凝反應區兩格,排水區一格,排水口在排水區下方,與氣浮裝置溶氣釋放區相連。槽體主體材料採用
Q235-A,不得小於
6mm,槽體內外表面均做防腐處理,槽體內部塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處理後塗覆防銹底漆和面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。槽體底部設置排空閥。混凝反應區配置兩台機械攪拌機,一格一台,攪拌葉片和攪拌桿均為不銹鋼材質。混凝反應區每格槽體頂部分別配置
PAC溶液、PAM溶液加葯系統的管路介面。槽體表面應均勻光滑,沒有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,不得漏焊。槽壁、槽底的鋼板拼接均採用對接焊縫,焊縫之間沒有十字交叉現象,且不與肋條、加
強肋重合。
綜合污水全自動氣浮裝置由氣浮槽體、釋放器、高效溶氣系統、氣液分離罐
、刮渣機、管路、閥門、壓力表、流量計等組成。
氣浮槽分溶氣釋放區(接觸區)、氣浮分離區,分離區設排渣口和管道、出水口、供溶氣設備的污水迴流口,主體材料採用
Q235-A,不得小於6mm,槽體內外表面均做防腐處理,槽體內部塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處理後塗覆防銹底漆和面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。槽體底部設置
V 型污泥集中槽,便於收集部分沉渣。槽體表面應均勻光滑,沒有裂紋、夾渣、焊瘤、燒穿、弧坑和針狀氣孔等缺陷,不得漏
焊。槽壁、槽底的鋼板拼接均採用對接焊縫,焊縫之間沒有十字交叉現象,且不與肋條、加強肋重合。設備焊接完成後應進行盛水試驗及煤油滲透試驗。
污泥濃縮槽
污泥濃縮採用間歇豎流式重力濃縮池,主要設備有槽體、攪拌機、上層清液出水堰、管道、閥門、液位計等。
濃縮槽體採用 Q235-A 材質,不得小於 6mm,內表面塗覆玻璃鋼防腐,外表面做除銹處 理後塗覆防銹底漆加面漆,面漆顏色由甲方決定,乙方施工。外部用槽鋼加強結構。
槽體採用上部圓柱體結構加下部錐體結構,污泥室的截錐體斜壁與水平面所形成的角度,應不小於
55°,進泥管設在槽體中心處,由中心進泥,排泥口設在下錐體最底部區域。上層清液經由管道迴流至均和池。
槽內配置攪拌機,防止攪動下層沉降污泥。攪拌機葉片和攪拌桿均為不銹鋼材質。
排泥管道採用碳鋼管,泵體採用氣動隔膜泵,將濃縮槽內污泥提升至污泥壓濾機。槽體頂部配置石灰水加葯系統的管道介面。
水解酸化池
水解酸化池池體採用半地上鋼砼結構,表面做防腐、防滲處理。池體底部配置新型脈沖布水器,大阻力配水混合攪拌,代替潛水攪拌機,無機械設備故障,性能優越。入水口和出水口均設置在牆體上部區域。
水解—好氧生化處理是處理有機污水的新技術,並已有十多年較為成熟的工程實踐經驗。本文從水解機理,水解工藝的特點,水解工藝的設計要點,水解工藝性能指標,以及水解工藝適用范圍內容,對水解工藝作一簡介。
(A)水解機理
從化學角度來說,水解反應是一種常見的普遍存在的化學反應過程,可以說,絕大多數化合物,在一定條件下,與水接觸後,都會發生反應。我們討論水解反應,就是討論化合物與水的反應,也就是討論化合物分子中電子分布及其電荷與水發生的反應。絕大多數有機化合物的反應是共價鍵的形成和斷裂過程。水解反應可致共價鍵發生變化和斷裂,即使化合物在分子結構,形態上發生變化。研究水解反應,就是研究化合物的水解經路、反應產物,以及影響水解程度和速率的諸因素。
污水處理工藝中的生物化學(生化)處理法,是處理有機污水的主要方法。水解工藝是其中的一種新開發出來的工藝過程。因此,我們這里所說的水解工藝,是有別於化學反應的生物化學反應。
化學水解的速率,在很大程度上受化合物自身的分子結構、水的PH值(即酸、鹼度)和溫度影響。在這里,酸和鹼是化學反應的催化劑。而生物化學領域中的水解,則是依靠生物酶起催化作用、加速水解反應。酶的催化反應效率要比相應無酶反應高106—1013倍,這是生物酶的特殊作用。
概括說,我們這里討論的指復雜的有機物分子,在水解酶參與下加以水分子分解為簡單化合物的反應。反應是在缺氧條件下進行的。
1)水解工藝與厭氧工藝的區別
要區別水解工藝與厭氧工藝的概念,必須先了解厭氧工藝的反應經路。
通常,我們把厭氧反應分為四個階段:第一階段水解;第二階段酸化;第三階段酸性衰退;第四階段甲烷化。
在水解階段,固體物質溶解為溶解性物質,大分子物質降解為小分子物質,難生物降解物質轉化為易生物降解物質。在酸化階段,有機物降解為各種有機酸。水解和產酸進行得較快,難以把它們分開。起作用的主要微生物是水解菌和產酸菌。
我們所說的水解工藝,就是利用厭氧工藝的前兩段,即把反應控制在第二階段,不進入第三階段。為區別厭氧工藝,定名為水解(Hydrolization)工藝。水解反應器中實際上完成水解和酸化兩個過程。但為了簡化稱呼,簡稱為「水解」。
水解工藝系統中的微生物主要是兼性微生物,它們在自然界中的數量較多,繁殖速度較快。而厭氧工藝系統中的產甲烷菌則是嚴格的專性厭氧菌,它們對於環境的變化,如PH值、鹼度、重金屬離子、洗滌劑、氨、硫化物和溫度等的變化,比水解菌和產酸菌要敏感得多,並且生長緩慢(世代期長)。
最重要的是水解工藝和厭氧工藝中的兩類不同菌種的生態條件差異很大。水解工藝是在缺氧條件下反應,而厭氧工藝則是在厭氧條件下反應。這里說的「缺氧」(anoxic)有別於「厭氧」,所謂厭氧(annaerobic)作用是指絕對的無氧(溶解氧DO=0),而缺氧(anoxic)作用是指無氧或微氧(DO<0.3-0.5mg/l)
。
正因為水解工藝是在缺氧條件下完成,因而在工程實施中,可將工藝後續好氧工藝串連組合在一個反應器中完成,實現水解-好氧工藝。為區別厭氧-好氧工藝,把水解(H)-好氧(O)工藝,暫定名為H/O法。
2)常見主要有機污染物的水解反應經路
(1)糖類(碳水化合物)物質的水解。糖類物質由碳、氫、氧三種元素構成,是多羥醛或羥酮及其縮合物的某些衍生物的總稱。可分為單糖、低聚糖和多糖。
單糖是不能水解的,是最簡單的碳水化合物,如葡萄糖、果糖。
低聚糖中,由兩個分子單糖結合而成的稱二糖,三個分子單糖結合的稱三糖。庶糖、麥芽糖和乳糖屬二糖;棉子糖屬三糖。低聚糖通過水解,生成單糖。
多糖是由多個單糖或其衍生物所組成的碳水化合物。澱粉、纖維素、瓊膠、果膠等屬多糖物質。多糖通過水解,生成原來的單糖,或其衍生物。
在有機污水中,一般以水解形式存在的物質為較多,例如澱粉。水解澱粉的酶,大致可分為四類,即a一澱粉酶,b一澱粉酶,澱粉1-6糊精酶和葡萄糖澱粉酶。澱粉在上述水解酶作用下的水解經路為:
澱粉 → 糊精 → 麥芽糖 → 葡萄糖
當多糖類物質水解成葡萄糖後不能再水解了。如果反應條件仍處於缺氧條件,則葡萄糖會通過糖的酵解過程分解成2個丙酮酸(即1×C6→2C3)。至此,多糖類的水解(酸化)過程全部完成。進一步的徹底降解,只能在有氧條件下才能完成即在有氧條件下丙酸酮進入三羧酸循環,達到完全的氧化:
2CH3COCOOH + 4H+6O2 → 6CO2 + 6H2O。
(2)蛋白質的水解。蛋白質是由多種氨基酸分子組成的復雜有機物。它由C、H、O、N等主要元素組成,有的還含有Fe、I、P、S等元素。蛋白質與糖類、脂肪類物質分子的主要不同點在於它的組分含有N素。在蛋白質中,氮的含量平均約為16%。
蛋白質不能直接被微生物利用,在進入細胞組織之前,需經蛋白質水解酶的作用,使其水解成氨基酸。其水解經路為:蛋白質 →多肽 →二肽 → 氨基酸。至此。蛋白質的水解過程完成。實際上蛋白質水解到二肽階段就可作為底物,被微生物細胞所利用。
(3)脂肪(類脂肪)物質的水解。脂肪是不含氮的有機化合物,由C、H、O等元素組成。
脂肪的降解也是首先在細胞外,通過脂肪水解酶發生水解,生成甘油和相應的脂肪酸。甘油的進一步降解類似於糖解過程的一部分,轉化為丙酮酸。至此,水解反應完成。水解產物脂肪酸丙酮酸的進一步降解,則需在有氧下進入三羧酸循環,達到完全的氧化。
(4)芳香族化合物的水解。盡管苯環的化學結構相當穩定,但大部分苯環物質可在微生物的作用下被降解。
水解酸化池採用活性污泥法,在水解酸化池中,發酵細菌將廢水中復雜有機物(包括多糖、脂肪、蛋白質等)水解為有機酸、醇類。在酸化階段產氫、產乙酸細菌將發酵產物有機酸和醇類代謝為乙酸和氫,使大分子物質降解為小分子物質,使難生化的固體物降解為易生化的可溶性物質,提高了廢水的可生化性。經水解酸化池處理後的廢水進入生物接觸氧化池,向廢水中輸送空氣進行曝氣,曝氣裝置採用D=215的膜片式微孔曝氣器。水中碳水化合物為好氧微生物提供了豐富的營養,加快了好氧微生物的新陳代謝,在其作用下水中有機物得以有效降解。生物接觸氧化池的出水進入沉澱池進行沉澱,污泥排至污泥池。
生物接觸氧化池
生物接觸氧化池整個處理系統由生物接觸氧化池體、生化填料、曝氣裝置、管道、閥門等組成。
生物接觸氧化池採用半地上鋼砼結構,表面做防腐、防滲處理。池體底部設置排泥閥和排空閥。接觸氧化法池的長寬比取 2:1~1:1,有效水深取
3m~6m,超高不小於 0.5m。接觸氧化池由下至上布置曝氣區、填料層、穩水層和超高。其中,曝氣區高採用 1.0m~1.5m,填料層高取
2.0m,穩水層高取 0.4m~0.5m。 接觸氧化池進水應防止短流,進水端設導流槽,其寬度不小於 0.8m。導流槽與接觸氧化池
之間用導流牆分隔。導流牆下緣至填料底面的距離為 0.3m~0.5m,至池底的距離不小於0.4m。
生化填料採用彈性填料,採用片狀填料。懸掛式填料的組裝需兩端固定,採用橫拉梅花式和直拉均勻式,設置兩層懸掛支架,將填料兩端固定在支架 上,底層支架高於曝氣頭 200mm 以上,固定支架採用角鋼、槽鋼及綳緊繩等材料。
曝氣裝置採用鼓風式 EPDM 微孔曝氣器,鼓風機採用羅茨鼓風機。鼓風機配置兩台,一 用一備。
曝氣管路系統採用主管和支管相結合結構,池底主管宜採用環形、一字型、十字型、王字型等,支管採用一點、兩點或多點進氣入主管。一字型、十字型、王字型等主管埠作封閉處理。水平誤差每根不大於±2mm,全池不大於±3mm。
曝氣管路系統主管和支管選用 UPVC 材質。
物接觸氧化法是以附著在載體(俗稱填料)上的生物膜為主,凈化有機廢水的一種高效水處理工藝。目前已廣泛地應用於紡織印染、毛紡針織、啤酒食品、石油化工化肥廢水、醫葯及生活污水等處理,並獲得了明顯地環境效益、社會效益和經濟效益。近年來,隨著給水需量地增加,加上河水、湖泊水等地表水不同程度地受到大面積有機污染,採用接觸氧化法進行供水微污染預處理亦取得了顯著效果。凡有機污染的廢水、污水,幾乎均可採用接觸氧化法工藝進行處理。多年來,該工藝因具有高效節能、佔地面積小、耐沖擊負荷、運行管理方便等獨特優點而被設計部門廣泛採用,深受用戶的歡迎和青睞。
生物膜載體填料是接觸氧化法工藝的核心部分,它直接影響著處理效果、充氧性能、基建投資、運行周期和費用。本公司生產推出的立體彈性填料是我公司經各種條件的大量試驗和長時間生產性運行結果表明為理想的載體填料。由於該填料獨特的結構形式和優良的材質工藝選擇,使其具有使用壽命長、充電性能好、耗電小、啟動掛膜快、脫膜更新容易、耐高負荷沖擊,處理效果顯著、運行管理簡便、不堵塞、不結團和價格低廉等優點。該填料在不同的工藝水質條件應用時,可調節絲條粗細密度及不同的組裝形式,完全適用各種廢水的厭氧、兼氧、好氧等處理工藝。該填料屬國內外首創,其結構、性能具有國際先進水平。
H. 污水處理除磷,有好的方法不
有,用希潔環保的除磷劑即可輕松處理污水磷超標問題