1. 現代污水處理有哪些常見的方法
1、物理處理法
物理處理法是通過物理作用, 以分離、 回收污水中不溶解的、 呈懸浮狀的污染物質(包括油膜和油珠), 在處理過程中不改變其化學性質。 常用的有過濾法、 沉澱法、 浮選法等。
(1) 過濾法:利用過濾介質截流污水中的懸浮物。 過濾介質有篩網、紗布、 粒物, 常用的過濾設備有格柵、篩網、微濾機等。
1) 格柵與篩網。 在排水工程中, 廢水通過下水道流人水處理廠, 首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、 穿孔板或過濾網(篩網), 使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、 細篩或濾料上。
這一步屬廢水的預處理, 其目的在於回收有用物質;初步漫清廢水以利於以後的處理, 減輕沉澱池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械, 以免受到顆粒物堵塞發生故障。 保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決於污水水質和格柵空隙的大小。 清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
篩網主要用於截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物, 如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小於5mm,最小可為0.2mm。 篩網過濾裝置有轉鼓式、 旋轉式、 轉盤式、 固定式振動斜篩等。 不論何種結構,既要能截留污物,又便於卸料及清理篩面 。
2)粒狀介質過濾(又稱彤、濾、 驚料過濾)。 廢水通過粒狀濾料(如石英砂)床層時,其中細小的懸浮物和肢體就被截留在濾料的表面和內部空隙中。 常用的過濾介質有石英砂、 無煙煤和石榴石等。 在過濾過程中濾料同時對懸浮物進行物理截留、 沉降和吸附等作用。 過濾的效果取決於濾料孔徑的大小、 濾料層的厚度、 過濾速度及污水的性質等因素。
當廢水自上而下流過粒狀濾料層時,位徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中,從而使此層濾料空隙越來越小,逐漸形成一層主要由被截留的團體顆粒構成的濾膜, 並由它起主要的過濾作用。 這種作用屬於阻力截留或篩濾作用。
廢水通過濾料層時,眾多的濾料表面提供了巨大的可供懸浮物沉降的有效面積,形成無數的小 「沉澱池」,懸浮物極易在此沉降下來。這種作用屬於重力 沉降。
由於濾料具有巨大的表面積, 它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常帶有表面負電荷,能吸附帶正電荷的鐵、 鋁等肢體,從而在濾料表面形成帶正電荷的薄膜,並進而吸附帶負電荷的膠土和多種有機物等膠體,在砂粒上發生接觸絮凝。
(2)沉澱法。沉澱法是利用污水中的懸浮物和水的相對密度不同的原理, 藉助重力沉降作用使懸浮物從水中分離出來。 根據水中懸浮顆粒的濃度及絮凝特性(即彼此帖結聚團的能力)可分為四種:
1) 分離沉降(或自由沉降)。在沉澱過程中,顆粒之間互不聚合,單獨進行沉降。 顆位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形狀、 尺寸、 質量均不改變,下降速度也不改變。
2)混凝沉澱(或稱作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝劑的作用下,使廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚為具有可分離性的絮凝體,然後採用重力沉降予以分離去除。 混凝沉澱的特點是在沉澱過程中,顆粒接觸碰撞而互相聚集形成較大絮體,因此顆粒的尺寸和質量均會隨深度的增加而增大,其沉速也隨深度 而增加。
常用的無機混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵及聚合鋁;常用的有機絮凝劑有聚丙烯酷膠等,還可採用助凝劑如水玻璃、 石灰等 。
3)區域沉降(又稱擁擠沉降、 成層沉降)。 當廢水中懸浮物含量較高時,顆粒間的距離較小,其間的聚合力能使其集合成為一個整體,並一同下沉,而顆粒相互間的位置不發生變動,因此澄清水和混水間有一明顯的分界面,逐漸向下移動,此類沉降稱為區域沉降。加高濁度水的沉澱池和二次沉澱池中的沉降(在沉降中後期)多屬此類。
4)壓縮沉澱。當懸浮液中的懸浮固體濃度很高時,顆粒互相接觸、擠壓,在上層顆粒的重力作用下,下層顆粒間隙中的水被擠出,顆粒群體被壓縮。壓縮沉澱發生在沉澱池底部的污泥斗或污泥濃縮池中,進行得很緩慢。依據水中懸浮性物質的性質不同,設有沉砂池和沉澱池兩種設備。
沉砂池用於除去水中砂粒、煤渣等相對密度較大的元機顆粒物。沉砂池一般設在污水處理裝置前,以防止處理污水的其他機械設備受到磨損。
沉澱池是利用重力的作用使懸浮性雜質與水分離。它可以分離直徑為20~100µ,m以上的顆粒。根據沉澱池內的水流方向,可將其分為平流式、輻流式和豎流式三種。
①平流式沉澱池。廢水從池一端流人,按水平方向在池內流動,水中懸浮物逐漸沉向池底,澄清水從另一端溢出。
②輻流式沉澱池。池子多為圓形,直徑較大,一般在20~30m以上,適用於大型水處理廠。原水經進水管進入中心筒後,通過筒壁上的孔口和外圍的環形穿孔擋板,沿徑向呈輻射狀流向沉澱池周邊。由於過水斷面不斷增大,流速逐漸變小,顆粒沉降下來,澄清水從其周圍溢出匯入集水槽排出。
③豎流式沉澱池。截面多為圓形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通過反射板的阻攔向四周分布於整個水平斷面上,緩緩向上流動。沉速超過上升流速的顆粒則沉到污泥斗,澄清後的水由四周的埋口溢出池外。
在污水處理與利用的方法中,沉澱(或上浮)法常常作為其他處理方法前的預處理。如用生物處理法處理、污水時,一般需事先經過預沉池去除大部分懸浮物質,以減少生化處理時的負荷,而經生物處理後的出水仍要經過二次沉澱池的處理,進行泥水分離以保證出水水質。
(3)浮選法。將空氣通人污水中,並以微小氣泡形式從水中析出成為載體,污水中相對密度接近於水的微小顆粒狀的污染物質(如乳化油等)附在氣泡上,並隨氣泡上升到水面,然後用機械的方法撇除,從而使污水中的污染物質得以從污水中分離出來。疏水性的物質易氣浮,而親水性的物質不易氣浮。因此有時為了提高氣浮效率,需向污水中加入浮選劑改變污染物的表面特性,使某些親水性物質轉變為疏水性物質,然後氣浮除去,這種方法稱為「浮選」。
氣浮時要求氣泡的分散度高,量多,有利於提高氣浮的效果。泡沫層的穩定性要適當,既便於浮渣穩定在水面上,又不影響浮渣的運送和脫水。產生氣 泡的方法有兩種:
1)機械法。使空氣通過微孔管、微孔板、帶孔轉盤等生成微小氣泡。
2)壓力溶氣法。將空氣在一定的壓力下溶於水中, 並達到飽和狀態, 然後突然減壓, 過飽和的空氣便以微小氣泡的形式從水中逸出。 目前廢水處理中的氣浮工藝多採用壓力溶氣法。
氣浮法的主要優點有:設備運行能力優於沉澱池, 一般只需15~20min即可完成固液分離, 因此它佔地少, 效率較高;氣浮法所產生的污泥較乾燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作較便利;整個工作是向水中通人空氣, 增加了水中的潛解氧量, 對除去水中有機物、 藻類表面活性劑及臭味等有明顯效果, 其出水水質為後續處理及利用提供了有利條件。
氣浮法的主要缺點是:耗電量較大;設備維修及管理工作量增加, 運轉部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受風、 雨等氣候因素影響。
除了上述兩種氣浮方法外, 目前較為常用的方法還有電解氣浮法。
(4)離心分離法。 含有懸浮污染物質的污水在高速旋轉時, 利用懸浮顆粒(如乳化油)和污水受到的離心力不同, 從而達到分離目的的方法。 常用的離心設備有旋流分離器和離心
2、化學處理法
向污水中投加化學試劑, 利用化學反應來分離、 回收污水中的污染物質,或將污染物質轉化為無害的物質。 該法既可使污染物與水分離, 回收某些有用物質, 也能改變污染物的性質, 如降低廢水的酸鹼度、 去除金屬離子、 氧化某些有毒有害的物質等, 因此可達到比物理法更高的凈化程度。 常用的化學方法 有化學沉澱法、 中和法、 氧化還原法和混凝法。
化學法處理的局限性如下:
由於化學處理廢水常採用化學葯劑(或材料), 處理費用一般較高, 操作與 管理的要求也較嚴格。
化學法還需與物理法配合使用。 在化學處理之前, 往往需用沉澱和過濾等手段作為前處理;在某些場合下,又需採用沉澱和過濾等物理手段作為化學處理的後處理。
( 1)化學沉澱法。
化學沉澱法是指向廢水中投加某些化學葯劑, 使其與廢水中的溶解性污染物發生五換反應, 形成難榕於水的鹽類(沉澱物)從水中沉澱出來, 從而降低或除去水中的污染物。化學沉澱法多用於在水處理中去除鈣離子、 鏡離子以及廢水中的重金屬離子, 如隸、 鍋、鉛、 缽等。 按使用的沉澱劑不同, 沉澱法可分為石灰法(又稱為氫氧化物沉澱法)、硫化物法和銀鹽法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的總和稱總硬度, 可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。碳酸鹽硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉澱而降低, 如需同時去除非碳酸鹽硬度, 可採用石灰-蘇打軟化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉澱除去。 因此, 當原水硬度或鹼度較高時, 可先用化學沉澱法作為離子交換軟化的前處理, 以節省離子交換的運行費用。
去除廢水中的重金屬離子時, 一般採用投加碳酸鹽的方法, 生成的金屬離子, 碳酸鹽的溶度積很小, 便於回收。 如利用碳酸銷處理含鎊廢水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法優點是經濟簡便, 葯劑來源廣, 因此在處理重金屬廢水時應用最廣。 存在的問題是勞動衛生條件差, 管道易結垢堵塞與腐蝕;沉澱體積大, 脫水困難。
(2)中和法。
中和法處理是利用酸鹼相互作用生成鹽和水的化學原理, 將廢水從酸性或鹼性調整到中性附近的處理方法。 對於酸或鹼的濃度大於3%的廢水, 首先應進 行酸鹼的回收。 對於低濃度的酸鹼廢水, 可採取中和法進行處理。
酸性污水的處理, 通常採用投加石灰、 苛性鍋、 碳酸鍋或以石灰石、 大理石作潔、料來中和酸性污水。 鹼性污水的處理, 通常採用投加硝酸、 鹽酸或利用二氧化碳氣體中和鹼性污水。 另外, 對於酸、 鹼性污水也可以用二者相互中和的辦法來處理。
(3)氧化還原法。
氧化還原法是通過化學葯劑與水中污染物之間的氧化還原反應, 將污水中的有毒有害污染物轉化為無毒或微毒物質的方法。 這種方法主要處理無機污染物, 如重金屬和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等強氧化劑或電極的陽極反應, 將廢水中的有害物質氧化分解為元害物質;利用鐵粉等還原劑或電極的陰極反應, 將廢水中的有害物質還原為無害物質;臭氧氧化法對污水進 行脫色、 殺菌和除臭處理;空氣氧化法處理含硫廢水;還原法處理含錦電鍍廢水等都是氧化還原法處理廢水的實例。
水處理常用的氧化劑有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的還原劑有硫酸亞鐵、 亞硫酸鹽、 鐵屑、 鑄粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的細顆粒及膠體顆粒的廢水中加入電解質以破壞肢體的穩定性而使其聚沉。 常用的混凝劑有硫酸鋁、 硫酸亞鐵、 三氯化鐵、 聚乙烯亞股或聚丙烯酷膠等。 為加速混凝常伴隨加入助凝劑石灰、 活性硅膠、 骨膠等。
3、物理化學處理法
物理化學法(簡稱物化法), 是利用萃取、 吸附、 離子交換、 膜分離技術、氣提等物理化學的原理, 處理或回收工業廢水的方法。 它主要用分離廢水中無機的或有機的(難以生物降解的)溶解態或膠態的污染物質, 回收有用組分,並使廢水得到深度凈化。 因此, 適合於處理雜質濃度很高的廢水(用作回收利用的方法), 或是濃度很低的廢水(用作廢水深度處理)。利用物理化學法處理工業廢水前, 一般要經過預處理, 以減少廢水中的懸浮物、 油類、 有害氣體等雜質, 或調整廢水的pH值, 以提高回收效率、 減少損耗。同時, 濃縮的殘渣要 經過後處理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 離子交換法、 膜析法(包括滲析法、 電滲析法、 反滲透法、 超濾法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一種與水不相溶而密度小於水的有機溶劑, 充分混合接觸後使污染物重新分配, 由水相轉移到溶劑相中, 利用溶劑與水的密度差別, 將溶劑分離出來, 從而使污水得到凈化的方法。再利用溶質與溶劑的沸點差將溶質蒸館回收, 再生後的溶劑可循環使用。使用的溶劑叫萃取劑, 提出的物質叫萃取物。 萃取是一種液-液相間的傳質過程, 是利用污染物(溶質)在水與有機溶劑兩相中的溶解度不同進行分離的。
在選擇萃取劑時, 應注意萃取劑對被萃取物(污染物)的選擇性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取劑與水的密度相差越大, 萃取後與水分離就越容易。常用的萃取劑有含氧萃取劑、 含磷萃取劑、 含氮萃取劑等 。 常用的萃取設備有脈沖篩板塔、 離心萃取機等。
(2)吸附法。
吸附法處理廢水是利用——種多孔性固體材料(吸附劑)的表面來吸附水中的一種或多種溶解污染物、 有機污染物等(稱為熔質或吸附質), 以回收或去除它們, 使廢水得以凈化。例如, 利用活性炭可吸附廢白水中的盼、 隸、 錯、氧等劇毒物質, 且具有脫色、 除臭等作用。吸附法目前多用於污水的深度處理, 可分為靜態吸附和動態吸附兩種方法, 即在污水分別處於靜態和流動態時進行吸 附處理。常用的吸附設備有固定床、 移動床和流動床等。
在廢水處理中常用的吸附劑有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附樹脂等。以活性炭和吸附樹脂應用較為普遍。一般吸附劑均呈鬆散多 孔結構, 具有巨大的比表面積。其吸附力可分為分子引力(范德華力)、 化學鍵力和靜電引力三種。水處理中大多數吸附是上述三種吸附力共同作用的結果。
吸附劑吸附飽和後必須經過再生, 把吸附質從吸附劑的細孔中除去, 恢復其吸附能力。再生的方法有加熱再生法、 蒸汽吹脫法、 化學氧化再生法(濕式氧化、 電解氧化和臭氧氧化等)、 溶劑再生法和生物再生法等。
由於吸附劑價格較貴, 而且吸附法對進水的預處理要求高, 因此多用於給水處理中。
(3)離子交換法。
離子交換法是利用離子交換劑的離子交換作用置換污水中的離子態污染物質的方法。隨著離子交換樹脂的生產和離子交換技術的發展, 由於效果良好, 操作方便, 近年來在回收和處理工業污水中的有毒物質方面, 得到一定的應用。如用陽離子交換劑去除(回收) 污水中的銅、鎳、鎘、鋅、汞、金、銀、鉑等重金屬。
離子交換法多用於工業給水處理中的軟化和除鹽, 主要去除廢水中的金屬 離子。 離子交換軟化法採用Na+交換樹脂。
(4)膜析法。
1) 電滲析法。電摻析法是在直流電場的作用下, 利用陰、 陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性(即陽膜只允許陽離子通過, 陰膜只允許陰商子通過), 使一部分溶液中的離子遷移到另一部分溶液中去,使得溶液中的電解質與水分離, 從而達到濃縮、純化、分離的一 種水處理方法。電滲析法是在離子交換技術基礎上發展起來的新方法, 除用於污水處理外, 還可用於海水除鹽、制備去離子水(純水)等。
2)反滲透法。
反滲透法巳用於含重金屬廢水的處理、 污水的深度處理及海水淡化等。在世界淡水供應危機嚴重的今天, 反滲透法結合蒸館法的海水淡化技術前景廣闊。 它的另一重要用途是與離子交換系統聯用, 作為離子交換的預處理方法以制備去離子的超純水。在廢水處理中, 反滲透法主要用於去除與回收重金屬離子, 去除鹽、有機物、色度以及放射性元素等。
目前在水處理領域內廣泛應用的半透膜有醋酸纖維素 膜和聚酷膠膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反滲透裝置有管式、螺旋式、中空纖維式及板框式等。滲透水可重復利用。
4、生物處理法
生物處理法是利用自然環境中微生物的生物化學作用, 氧化分解溶解於污 水中或肢體狀態的有機污染物和某些無機毒物(如氟化物、硫化物), 並將其轉化為穩定無害的無機物, 從而使廢水得以凈化的方法。 此法具有投資少、效果好、運行費用低等優點, 在城市廢水和工業廢水的處理中得到最廣泛的應用。
現代生物處理法根據微生物在生化反應中是否需要氧氣, 分為好氧生物處 理和厭氧生物處理兩類。
(1)好氧生物處理法。
在有氧的條件下, 依賴好氧菌和兼氧菌的生化作用完成廢水處理的工藝稱為好氧生物處理法。 該法需要有氧的供應。 根據好氧微生物在處理系統中所呈現的狀態, 可分為活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最廣泛的一種生物處理法。 該方法是向曝氣池中富含有機污染物並有細菌的廢水中不斷地通人空氣(曝氣), 在一定的時間後就會出現懸浮態絮狀的泥粒, 這實際上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有機物和好氧菌代謝活動的產物所組成的聚集體, 具有很強的分解有機物的能力,稱之為 「活性污泥」。從曝氣池流出的污水和活性污泥混合液經沉澱池沉澱分離後, 澄清的水被排放, 污泥作為種泥迴流到曝氣池, 繼續運作。 這種以活性污泥為主體的生物處理法稱為 活性污泥法」 。廢水在曝氣池中停留4~6h, 可除去廢水中的有機物(BOD6)約90%。 活性污泥法有多種池型及運行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝氣法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水連續流經固體填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥狀的膠膜稱為生物膜, 利用生物膜處理污水的方法,稱為生物膜法。生物膜主要由大量的菌膠團、真菌、藻類和原生動物組成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同樣的凈化作用, 吸附並降解水中的有機污 染物, 從填料上脫落的衰老的生物膜隨處理後的污水流入沉澱池, 經過沉澱池沉澱分離後, 使污水得以凈化。常用的生物膜法有生物濾池、生物接觸氧化池、生物轉盤等。
(2)厭氧生物處理法。
在無氧的條件下, 利用厭氧微生物的作用分解、污水中的有機物, 使污水凈化的方法稱為厭氧生物處理法。 近年來, 世界性的能源緊張, 使污水處理向節能和實現能源化的方向發展, 從而促進了厭氧微生物處理方法的發展。 一大批高效新型厭氧生物反應器相繼出現, 包括厭氧生物濾池、 升流式厭氧污泥床、 厭氧硫化床等。 它們的共同特點是反應器中生物團體濃度很高, 市泥齡很長, 因此處理能力大大提高, 從而使厭氧生物處理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩餘的污泥量少、 生成的污泥穩定而易處理、 對高濃度有機廢水處理效率高等優點得到充分體現。厭氧生物處理法經過多年的發展,已經成為污水處理的主要方法之一。
5、除磷、 脫氮
( 1) 除磷。 城市廢水中磷的主要來源是糞便、 洗滌劑和某些工業廢水, 以正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷的形式溶解於水中。 常用的除磷方法有化學法和生物法。
1)化學法除磷。 利用磷酸鹽與鐵鹽、 石灰、 鋁鹽等反應生成磷酸鐵、 磷酸鈣、 磷酸鋁等沉澱, 將磷從廢水中排除。化學法的特點是磷的去除效率較高, 處理結果穩定, 污泥在處理和處置過程中不會重新釋放磷造成二次污染,但污泥的產量比較大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧條件下, 對廢水中溶解性 磷酸鹽的過量吸收,沉澱分離而除磷。 整個處理過程分為厭氧放磷和好氧吸磷 兩個階段。
含有過量磷的廢水和含磷活性污泥進人厭氧狀態後,活性污泥中的聚磷商在厭氧狀態下, 將體內積聚的聚磷分解為無機磷釋放回廢水中。這就是 「 厭氧放磷」。聚磷菌在分解聚磷時產生的能量除一部分供自己生存外, 其餘供聚磷菌吸收廢水中的有機物,並在厭氧發酵產酸菌的作用下轉化成乙酸背,再進一步轉化為PHB (聚自-短基丁酸) 儲存於體內。
進入好氧狀態後, 聚磷菌將儲存於體內的PHB進行好氧分解, 並釋放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收廢水中的磷酸鹽, 以聚磷的形式積聚於體內。這就是 「好氧吸磷」。在此階段, 活性污泥不斷增殖。 除了一部分含磷活性活泥迴流到厭氧池外, 其餘的作為剩餘污泥排出系統,達到除磷的目的。
(2) 脫氮。
生活廢水中各種形式的氮占的比例比較恆定:有機氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亞硝酸鹽與硝酸鹽中的氮占 0~ 5%。 它們均來源於人們食物中的蛋白質。脫氮的方法有化學法和生物法兩大類。
1)化學法脫氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把廢水的pH值調整到10以上,然後在解吸塔內解吸氨
②加氯法。在含氨氮的廢水中加氯。通過適當控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。為了減少氯的投加量, 此法常與生物硝化聯用, 先硝化再除去微量的殘余氨氮。
2)生物法脫氮。生物脫氮是在微生物作用下, 將有機氮和氨態氮轉化為氮氣的過程, 其中包括硝化和反硝化兩個反應過程。
硝化反應是在好氧條件下, 廢水中的氨態氮被硝化細菌 (亞硝酸菌和硝酸菌)轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。 反硝化反應是在無氧條件下, 反硝化菌將硝酸鹽氮(N03-)和亞硝酸鹽氮(NH2-)還原為氮氣。因此整個脫氮過程需經歷好氧和缺氧兩個階段。
2. 廢水中的主要污染物及其分類
廢水中的污染物種類主要有:固體污染物、有機污染物、營養性污染物、酸鹼污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物、熱污染物和放射性污染物等。
廢水污染指標一般可以分為物理性、化學性和生物性污染指標。
廢水溫度過高而引起的污染稱為熱污染,其危害主要有以下幾點:
色度能引起人的感官上的不適,是一種感官性污染指標。
將有色廢水用蒸餾水稀釋後與蒸餾水在比色皿中對比,一直稀釋到兩水樣沒有色差。此時廢水的稀釋倍數就是色度。
在各類水質標准中對色度有著明確的規定。
嗅和味同色度一樣屬於感官性指標。水的臭味來源於還原性硫和氮的化合物、揮發性有機化合物和氯氣燈污染物。含鹽分也會給水帶來異味,比如氯化鈉帶鹹味、硫酸鎂帶苦味。
廢水排放對臭味也作了相應的規定。
固體污染物常用 懸浮物 和 濁度 兩個指標來表示。
固體午安無在水中以的溶解態(直徑小於1nm),膠體態(1-100nm),懸浮態(>100nm)三種形式存在。
懸浮物 是一項重要的水質指標,它的存在不但會使水質混濁,而且會使管道堵塞、磨損,由於大多數廢水中都含有懸浮污染物,所以去除懸浮物是一項基本任務。
濁度 是對水的光導性的一種測量,其值可表示水中膠體和懸浮物的含量。
廢水中有機污染物種類非常多,工程中一般以 生化需氧量(BOD) 、 化學需氧量(COD) 、 總需氧量(TOD) 、和 總有機碳(TOC) 等指標來定量描述水中的有機污染物含量。
在有氧的條件下,由於微生物的活動,降解有機物所需的氧量,稱為生化需氧量,單位為單位體積廢水所消耗的氧氣(mg/L)
在實際測定中,一般採用BOD 5 來表示,即在20℃經5天培養需要消耗的溶解氧量。
BOD 5 作為有機物濃度指標基本上反映出了能被微生物氧化分解的有機物的量,較為直接、確切的的說明了為題。
但是也存在缺點:
化學需氧量指在酸性條件下,用強氧化劑將有機物氧化為CO 2 、H 2 O,所消耗的氧量。氧化劑一般採用重鉻酸鉀。
使用重鉻酸鉀作為氧化劑稱為COD Cr
使用高錳酸鉀作為氧化劑稱為COD Mn
COD能在較短的時間內較精確的測定出廢水中耗氧物質的含量,但廢水中還原性無機物也消耗部分氧,造成誤差
如果廢水中的成分相對穩定,那麼COD和BOD之間存在一定的比例關系。一般來水COD>BOD 20 >BOD 5 >COD Mn 。
其中 BOD 5 /COD的比值作為衡量廢水是否適宜生化法處理的指標:比值越大,越容易被生化處理,一般大於0.3才適宜採用生化處理。
有機物的主要元素有C、H、O、N、S等。在高溫下燃燒後將分別產生CO 2 、H 2 O、NO 2 和SO 2 ,所消耗的氧量稱為總需氧量(TOD),一般情況下TOD>COD。
有機物都含有碳,通過測定廢水中的總含碳量可以表示有機物含量。
有毒有機物大多是人工合成的有機物,難以被生化降解,並且大多是較強的「三致」物質(致癌、致畸、致突變),毒性很大。
油類污染物包括「石油類」和「動植物油」。油類污染物能在水面上形成油膜,隔絕大氣於水面,破壞水的復氧條件,還能附著於土壤顆粒表面和動植物體表,影響養分的吸收和廢物排出。
PH主要指示水樣中的酸鹼性。一般要求廢水處理後的PH應在6-9之間。
廢水中的P和N是植物和微生物的主要營養元素。當廢水排入水體中,使N和P的濃度分別超過0.2mg/L和0.02mg/L時,就會引起水體的富營養化。
重金屬在天然水體中含量很低,重金屬有毒物主要有汞、鉻、鎘、鉛、砷。
無機非金屬有毒物主要有氰化物、氟化物、含硫化合物、亞硝酸根等
廢水中放射性物質主要來源於鈾、鐳、等放射性金屬生產和使用
生物性污染指標主要指廢水中的致病微生物,主要有細菌總數、大腸桿菌、和病毒。
3. 污水處理時你所遇到的問題以及解決的方法,最好有工程經驗的分享
71、當生化池受到負荷沖擊,微生物受損時該採取什麼措施?
生化池在運行過程中,當微生物一旦受到負荷(水量、濃度)的沖擊,COD去除率會突然下降,嚴重時污泥會從生物填料上脫落,使出水變混。這時應立即停止進水,往生化池內投放粉末活性炭以降低污泥負荷,粉末活性炭的投加比例為每100m3生化池容積投加10公斤。當污泥的沉降性能有所恢復後,可採取污泥馴化的快速增殖法,在生化池內投加生活污水或投放廢酒精或用乾麵粉燒熟的濕漿糊,投加比例為每100m3生化池容積投加5-10公斤乾麵粉,2-3天後開始進水並逐日增加進水量,直到微生物恢復正常。
72、當微生物大量死亡時該怎麼辦?
當微生物受到嚴重損傷且大量死亡而又搶救無效時,應立即向當地環保主管部門申報備案,並立即更換活性污泥。然後查明原因,防止類似事故的再度發生。只要申報及時,在更新、馴化污泥期間向外排放的廢水可以不作排污罰款處理。
73、怎樣保證動力設備始終保持良好的工作狀態?
污水處理系統欲取得良好的處理效果,必須使各類設備經常處於良好的工作狀況和保持應有的技術性能,正確操作、保養、維修設備是污水處理系統正常運轉的先決條件。
隨著污水處理事業的發展,污水處理系統的機械化自動化程度也不斷提高,污水處理系統使用的設備越來越多,越來越復雜。污水處理系統不僅使用許多污水處理所特有的設備,而且使用許多通用設備,所有這些設備都應該使用好、保養好、修理好。
所有這些設備都有它的運行、操作、保養、維修規律,只有按照規定的工況和運行規律,正確地操作和維修保養,才能使設備處理良好的技術狀態。同時,機械設備在長期運行過程中,因摩擦、高溫、濕氣和各種化學效應和作用,不可避免地造成零部件的磨損、配合失調、技術狀態逐漸惡化作業效果逐漸下降,因此還必須准確、及時、快速、高質量地拆修,以使設備恢復性能,處於良好的工作狀態。
74、污水處理系統一般有哪些專用設備?
專用設備:各類污水泵、污泥泵、存水泵、計量泵、螺旋泵、空氣壓縮機、羅茨鼓風機、離心鼓風機、表面曝氣機、自動取水樣機、格柵清污機、刮砂機、刮泥機、刮泥吸泥機、污泥濃縮刮泥機、消化池污泥攪拌設備、沼氣鍋爐、熱交換器、葯液攪拌機和污泥脫水機等。
75、污水處理系統一般有哪些專用電氣設備?
電器設備:交直流電動機、變速電機、啟動開關設備、照明設備、避雷設備、變配電設備(包括電纜、室內線路架空線、隔離開關、負荷開關、熔斷器、少量油開關、電壓互感器、電流互感器、電力電容器、斷電器、保護器、自動裝置和接地裝置等)。
76、污水處理系統一般有哪些通用輔助設備?
通用設備:電動葫蘆、離心機、恆溫箱、烘箱、冰箱、各種手動及電動閘閥、蝶閥、閘門啟閉機和止回閥、綠化葯水噴灑車、手推及電動割草機、卷揚機、車床、刨床、銑床、橋式起重機、運輸車輛等。
77、污水處理系統一般有哪些儀器儀表?
儀器儀表設備:各種天平、化驗室常用分析儀器、電磁流量計、液位計、空氣流量計和溶解氧測定儀等。
78、污水處理系統設備管理要點主要有哪些?
污水處理系統來說,設備管理有以下四個要點:
(1)使用好設備
各種設備都要有操作規程,規定操作步驟。設備操作規程主要根據設備製造廠的說明書的現場情況相結合而制定。工人必須嚴格按照操作規程進行操作。設備使用過程中要作工況記錄。
(2)保養好設備
各種設備都應制訂保養條例,保養條例根據設備製造廠的說明書的現場情況結合而制定,也可把保養條例放在操作規程一起。保養條例中包括進行清潔、調整、緊固、潤滑和防腐等內容。保養工作同樣應作記錄。保養工作可分為:例行保養--指運轉中的巡視檢查保養。定檢保養--定期停機檢查保養。停放保養—指備用機組或閑置設備的保養。換季保養—指設備入夏、入冬、梅雨期等季節性需要的保養工作,包括採取防曬、防寒、防潮、降溫等措施。
(3)檢修好設備
對主要設備制訂設備檢修標准,通過檢修,恢復技術性能。有些設備,要明確大、中、小修界限、分工落實。對主要設備必須明確檢修周期,實行定期檢修,不要到損壞十分嚴重時再想到修理。對常規修理,應制定檢修工料定額,以降低檢修成本,每次檢修都應作詳細記錄。
(4)管好設備
這里所說的「管」,是指從設備購置--安裝--調試—驗收-使用-保養-檢修-報廢-更新全過程的管理工作。其中包括設備的資金管理(大修費、折舊費等)對每一環節都應有制定規定。
79、污水處理系統設備的完好標準是什麼?
可以下列標准作為完好標准:
(1)設備性能良好,各主要技術性能達到原設計或最低限底應滿足污水處理生產工藝要求。
(2)操作控制的安全系統裝置齊全、動作靈敏可靠。
(3)運轉穩定,無異常振動和噪音。
(4)電器設備的絕緣程度和安全防護裝置應符合電器安裝規程。
(5)設備的通風、散熱和冷卻、隔音系統齊全完整,效果良好,溫升在額定范圍內。
(6)設備內外整潔,潤滑良好,無泄漏(漏油、漏氣、漏風、漏水)。
(7)運轉記錄,技術資料齊全。
80、污水處理系統設備的維護周期一般多少?
設備使用一段時期以後,必須進行小修、中修、或大修有些設備製造廠明確規定了它的小修、大修期限;有的設備沒有明確規定,那就必須根據設備的復雜性,易損零部件的耐用度以及本廠的保養條件確定修理周期。修理周期是指設備的兩次修理之間的工作時間,污水處理系統若干設備大修周期如表。(僅供參考)
序 設備名稱 大修(小時) 定時檢修
1 離心式污水泵<600r/min 40000 500
2 離心式污水泵<800r/min 30000 500
3 離心式污水泵<1000r/min 20000 500
4 離心式污水泵>1000r/min 10000 500
5 污泥泵(>1000r/min) 8000 500
6 污泥泵(<1000r/min= 10000 500
7 氣提泵(空氣提升器) 8年 1年
8 螺旋泵 20000 500
9 離心風機 15000 500
10 刮砂機 10000 500
11 羅茨鼓風機 15000 500
81.問:CAST工藝,污泥脫水後的混合液直接排入進水泵房,導致進水COD,SS偏高,並影響選擇池的反硝化反應(因為前段爆氣沉砂池已經降解了部分C源),應該如何解決?
答:這是一個目前污水處理廠普遍被忽視的問題,即污泥脫水後的濾液迴流至生化池後對生化處理的影響問題。由於污泥脫水前要加調質葯劑,如PAC和PAM,有些葯劑有一定的毒性,污泥脫水時可隨濾液迴流至生化反應池。處理這些濾液在技術上沒問題,只是成本問題,如果選用合適的污泥調質葯劑,並控制好加葯量以及脫水機的進泥量等,對前面的生化處理就不會造成大的影響。還是強調的是,污泥脫水效果取決於污泥處理工序的全過程管理,包括污泥濃縮池的管理。
82.問:「污泥泥齡」是怎樣確定的?如何來控制?究竟是用排泥量確定它,還是用其它來確定排泥量?
答:泥齡、F/M、等與其說是運行的控制參數,不如說是設計方面的參數,在工藝控制中的只是參考參數。實際運行中排泥量通常是根據MLSS值加上經驗來控制的,在SVI相對穩定的情況下,也可用SV30來參考。
83.問:本廠用的是卡羅塞爾氧化溝工藝。有時裝置的出水氨氮比進水還高,進水TP2.5mg/L 左右,出水只有0.2左右,曝氣機3台滿負荷運行。一直查不出什麼原因,這是怎麼回事?
答:只能根據你提供的情況來初步分析, 可能是污水含氮有機物較多,反應時間不夠,有機氮的氨化速率大於氨氮的硝化速率,此外,也可能是磷不夠,影響氨氮通過同化途徑去除的效果。
84.問:在運行過程中,氧化溝表面有一層厚厚的污泥堆積,粒徑約1mm左右的污泥顆粒泛黃色,時常會造成二沉池大量飄泥,污泥返白,有絮體隨出水一同流出,SV30迅速下降,處理效果喪失,堆積污泥減薄消除。周而復始,請問其成因和控制措施?
答: 說明污泥已失去活性,使ESS增加。有二種可能:一是污泥自身氧化;二是污泥中毒。從你所描述的現象看,前者的可能性大,可測定一下比耗氧速率,即內源耗氧速率與基質耗氧速率之比來確定,針對性採取措施。
85.問:AB法A段如何控制?是從一沉池以等同的流量給A段連續迴流嗎?SV30應控制在多少?是5%-10%嗎?
答:A段的迴流比應該大一些,但也不能使污泥在一沉池的停留時間太短,雖然A段主要是吸附為主,但也有一定的生物降解作用的,生物降解大多在沉澱池內進行,只有將吸附在污泥表面的有機物降解,才能恢復吸附能力。應該用MLSS來控制,在污泥沉降性能穩定時也可用SV30,要根據實際情況定,沉降比5%-10%太低。
86.問: 如果一家污水廠運行一兩年處理效果沒達到較佳狀態,那是不是應該考慮重新培菌(換泥)?換泥跟開始時的培菌有什麼不一樣呢?
答:不用換!如果運行條件不變,換了也會一樣的,即使你用優勢菌種投加也沒用,只能維持一段時間,重要的是控制好運行條件,如果是設計上的的問題要及時整改。
87.問:我調試的是工業廢水。工藝為水解+厭氧+好氧池1+好氧池2+沉澱。由於安裝問題,曝氣池布氣不均勻(圓形曝氣頭曝氣),每個曝氣器處,均有一個類似噴泉上下翻滾(直徑1m左右),曝氣不均,對處理效果有多大影響?還發現曝氣區填料掛膜較少,鏡檢有大的後生動物,沒有發現其它生物,填料生物膜表面為淡黃色,曝氣區外的生物膜厚達3cm,能給我解示一下嗎?
答:你所說的情況不能說是曝氣不均,是正常現象。還有你說生物膜不多,不知是多少?如生物膜把填料基本覆蓋就很好了,至於說曝氣區外的生物膜厚達3cm就是嚴重結球了,要採取措施,如用大氣量沖刷和厭氧脫膜等措施。
88.問:請問有關接觸氧化池的下例問題。
(1)接觸氧化池在放空時,填料上污泥能存活多少時間?
(2)當接觸氧化池處理能力下降時,要不要投加營養 ?
(3)對於泡沫,加煤油消泡你認為有效嗎,若有效通常要加多少?
答:三個問題回答如下:
(1)接觸氧化池放空後並不是生物膜污泥能存活多長的問題,而是要避免軟性填料曬干而板結,板結後再浸放水中就很難再伸展開,要防止這樣的情況出現;
(2)接觸氧化池處理能力的下降應從多因素考慮,其中生物膜的厚度控制很重要,膜太厚會嚴重影響處理能力,還要注意池放空時只能緩緩放,否則掛有大量生物膜的軟性填料架會倒塌或變形;
(3)化學性泡沫用水噴淋較有效(不能直接用水沖),我不贊同用煤油之類的方法消泡。
89.問:本廠近一周的進水、出水及生化池各數據平均如下:進水: BOD:253 COD:810 PH:7.9 SS :286 色度 :32 倍
氨氮:28 總氮:64 總磷:6.0 出水: BOD:4.8 COD: 74 PH: 8.1 SS : 12 色度: 8 倍氨氮:7.6 總氮:22.8 總磷:1.02 生化池:MLSS:4200 MLVSS:2340 SV % :47.2
污泥指數:118.9 泥齡是35天
採用的是改良型活性污泥法處理工藝,目前的進水大約只有2.5萬噸/天(設計是5萬噸),80%以上是工業廢水,另有少量高濃度的垃圾滲濾液。工藝流程是曝氣沉砂池-後生化池-後二沉池,沒有設置接觸池與水解池。生化池是鼓風機供氣,深水轉碟曝氣,連續進水時溶解氧達不到 1 mg/L,停止進水後溶解氧緩慢上升至4-5mg/L左右。進水的嚴重超標及構築物的缺陷,導致了生化池的負荷很高,且污泥濃縮池很小(180立方),有相當部分剩餘污泥重回到進水泵房去。 現在碰到的問題是: (1)二沉池在進水後經常發現有活性污泥懸浮顆粒,是靜沉時間不足還是難以沉澱? (2)三個二沉池均發現聚集的紅蟲(水蚤),水蚤好像是處理水質好的表現,是不是因為污泥濃度高導致大量繁殖?(3)二沉池有時發現有薄薄的一層飄泥,是不是污泥的沉降性能很差,生化池曝氣不足?還是污泥迴流不及時?(4)二沉池三角堰板上容易青苔或是藻類滋生,有什麼方法克服? (5)我認為污泥已老化嚴重,要將MLSS控低為3000-3500之間或更低些,增加剩餘污泥排放量,降低泥齡,這樣生化池的耐沖擊會不會下降?出水水質會不會上揚?
答:污泥是有些老化,但不算很嚴重, 泥齡已達35天,按此推算,污泥負荷不到0.03。控制目前污泥濃度的2/3就足夠了,應該逐漸減少污泥濃度,水蚤對出水沒影響,分析取樣時不要取到水蚤。還要注意沉澱池泥層控制,二沉池三角堰板上青苔和藻類只能人工清除。
90.問:我們是石油化工廢水兩級生化處理,一級是圓形完全混合式曝氣池,二級是推流曝氣池,一級DO 0.2mg/L,二級DO 5.0mg/L。這段時間一級生化進水PH 8.0,出水6.5,二級生化後PH 5.78,超出指標6-9的范圍,這是怎麼回事?
答:一級DO低很正常,因為污泥負荷高,一級pH下降的原因可能是負荷太高發生酸化,二級出水pH下降可能是硝化反應消耗鹼度造成的。因為你介紹得太簡單,我也只能簡單分析和推斷。
91.問:氨氮的去除,除了要有充足的碳原和足夠長的污泥齡和保證足夠的迴流,迴流是迴流好氧池出水還是二沉池底部迴流?我現在調試氨綸廢水,原來設計迴流好氧池出水,可實際上是,若迴流量達一倍時,就不能保證前邊缺氧池的厭氧環境,我師傅說好氧池溶解氧控制在1mg/L左右會好些,這樣說是否對?
答:根據你介紹的應該是前置反硝化,需迴流好氧池的出水和二沉池污泥。你說若迴流量達一倍時,就不能保證前邊的缺氧池的厭氧環境的話不妥,缺氧區不等於厭氧,DO小於0.5mg/L就可。你師傅說好氧池溶解氧控制在1mg/L左右也是有道理的,這樣可防止缺氧區DO大於0.5mg/L。 如果好氧區DO在1左右,出水迴流量在一倍時,缺氧區DO仍大於0.5mg/L時,不能再降低好氧區的溶解氧,也不要隨意減少出水迴流量(進入缺氧區的硝酸氮會少),此時可在不影響二沉池泥水分離效果的前提下,減少二沉池出泥量,將池內污泥層升高,使污泥在二沉池內的停留時間增加,使之處於缺陷氧或無氧狀態,這樣也有利於避免缺氧區DO上升。二沉池出泥量減少不會影響迴流至反應池的污泥量,因為在二沉池內泥層升高的情況下,污泥在泥層中的濃縮時間長了,這種情況下出泥量減少了但出泥的濃度提高了。 如果是接觸氧化工藝,出水要迴流,污泥就不迴流了。我不贊成用前置反硝化。因為出水迴流的能耗大,迴流量大要求反應池容積也大。關於去除硝化菌的說法不妥,但明白你的意思。
4. 幾種先進的污水處理技術介紹
一、連續循環曝氣系統(CCAS)
A、CCAS工藝簡介
CCAS工藝,即連續循環曝氣系統工藝(Continuous Cycle Aeration
System),是一種連續進水式SBR曝氣系統。這種工藝是在SBR(Sequencing Batch
Reactor,序批式處理法)的基礎上改進而成。SBR工藝早於1914年即研究開發成功,但由於人工操作管理太煩瑣、監測手段落後及曝氣器易堵塞等問題而難以在大型污水處理廠中推廣應用。SBR工藝曾被普遍認為適用於小規模污水處理廠。進入60年代後,自動控制技術和監測技術有了飛速發展,新型不堵塞的微孔曝氣器也研製成功,為廣泛採用間歇式處理法創造了條件。1968年澳大利亞的新南威爾士大學與美國ABJ公司合作開發了「採用間歇反應器體系的連續進水,周期排水,延時曝氣好氧活性污泥工藝」。1986年美國國家環保局正式承認CCAS工藝屬於革新代用技術(I/A),成為目前最先進的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
CCAS工藝對污水預處理要求不高,只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池,除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成,出水可達標排放。
經預處理的污水連續不斷地進入反應池前部的預反應池,在該區內污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附,並一起從主、預反應區隔牆下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)進入反應區。在主反應區內依照「曝氣(Aeration)、閑置(Idle)、沉澱(Settle)、排水(Decant)」程序周期運行,使污水在「好氧-缺氧」的反復中完成去碳、脫氮,和在「好氧-厭氧」的反復中完成除磷。各過程的歷時和相應設備的運行均按事先編制,並可調整的程序,由計算機集中自控。
CCAS工藝的獨特結構和運行模式使其在工藝上具有獨特的優勢:
(1)曝氣時,污水和污泥處於完全理想混合狀態,保證了BOD、COD的去除率,去除率高達95%。
(2)「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用,使氮、磷去除率達80%以上,保證了出水指標合格。
(3)沉澱時,整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態,使出水懸浮物(SS)極低,低的SS值也保證了磷的去除效果。
CCAS工藝的缺點是各池子同時間歇運行,人工控制幾乎不可能,全賴電腦控制,對處理廠的管理人員素質要求很高,對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
B、國內外城市污水處理廠發展概況
水是經濟發展和社會可持續發展的一個重要因素。隨著城市規模的不斷擴大和人口的增加,水環境污染成了一大難題。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制約許多城市可持續發展的主要原因之一。「環境保護」是我國的基本國策,中國可持續發展的戰略與對策制定的2000年治理目標,要求城市污水集中處理率達20%。目前,我國正處於城市污水處理事業的大發展時期,尤其隨著國家西部大開發戰略的實施,中國中西部環境與生態保護已被提上首要議事日程。
城市生活污水處理自200年前工業革命以來,越來越受到人們的重視。城市污水處理率已成為一個地區文明與否的一個重要標志。近200年來,城市污水處理已從原始的自然處理、簡單的一級處理發展到利用各種先進技術、深度處理污水,並回用。處理工藝也從傳統活性污泥法、氧化溝工藝發展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS工藝)等多種工藝,以達到不同的出水要求。我國城市污水處理相對於國外發達國家、起步較晚,目前城市污水處理率只有6.7%。在我們大力引起國外先進技術、設備和經驗的同時,必須結合我國發展,尤其是當地實際情況,探索適合我國實際的城市污水處理系統。
結合我國實際情況,參考國外先進技術和經驗,建設城市污水處理廠應符合以下幾個發展方向:
(1)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。
(2)運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
(3)佔地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發展和規劃的一個重要因素。
(4)脫氮除磷效果。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為一個迫切的問題。我國最新實施的國家《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)也明確規定了適用於所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標准和氨氮排放標准。這就意味著今後絕大多數城市污水處理廠都要考慮脫氮除磷的問題。
(5)現代先進技術與環保工程的有機結合。現代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都採用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定的合格出水,而我國在這方面還比較落後。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
C、幾種處理系統的工藝比較
為了選擇出工藝上最可靠,投資上最經濟,管理上最方便的城市污水處理系統,結合當地的實際情況,我們調研了國內外污水處理廠的成熟經驗和發展趨勢,並進行了比較。
目前,國內外城市污水處理廠處理工藝大都採用一級處理和二級處理。一級處理是採用物理方法,主要通過格柵攔截、沉澱等手段去除廢水中大塊懸浮物和砂粒等物質。這一處理工藝國內外都已成熟,差別不大。二級處理則是採用生化方法,主要通過微生物的生命運動等手段來去除廢水中的懸浮性,溶解性有機物以及氮、磷等營養鹽。目前,這一處理工藝有多種方法,歸結起來,有代表性的工藝主要有傳統活性污泥、氧化溝、A/O或A2/O工藝、SBR及CCAS工藝等。目前,這幾種代表工藝在國內外都有實際應用。
二、SPR高濁度污水處理技術
在天然淡水資源已被充分開發、自然災害日益頻繁暴發的今天,缺水已經對世界各國眾多城市的經濟和市民生活構成了十分嚴重的威脅,缺水危機已經是我們面臨的現實,解決城市缺水問題的重要途徑應該是將城市污水變為城市供水水源。城市污水就近可得,來源穩定,容易收集,是可靠且穩定的供水水源。城市污水經凈化後回用主要可作為市政綠化、景觀用水和工業用水。
城市污水再生回用工程包括污水收集系統、污水凈化處理技術及其系統、出水輸配系統、回用水應用技術和監測系統。其中污水凈化再生技術及其系統是關鍵,污水凈化處理的流程要簡單可靠,投資和運行費用要為該城市經濟實力所能承受,處理後出水的水質要滿足回用的要求。
沿用了許多年的傳統的「一級處理」及「二級處理」水處理工藝技術和設備已經難以適應當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求,處理後出水更不能滿足城市對水回用的水質要求。沿著傳統的工藝技術路線只能進一步附加傳統的「三級處理」設備系統,既迴避不了龐大復雜的傳統二級生化處理系統,也迴避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統三級過濾吸附處理系統。這些恰恰是實現污水回用的忌諱之處。所以,環保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理後出水能滿足現有環保標准並且能回用於城市,投資和運行費用又要為現有城市的經濟實力所能接受的污水處理新技術和新設備。
最新發明的「SPR高濁度污水凈化系統」(美國發明專利 )將污水的「一級處理」和「三級處理」程序合並設計在一個SPR污水凈化器罐體內
,在30分鍾流程里快速完成
。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理後出水的懸浮物(濁度)低於3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水,處理後出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當於常規的一
、二級污水處理廠的工程投資和低於常規二級處理的運行費用 ,就能夠獲得三級處理水平的效果 ,實現城市污水的再生和回用。
SPR污水處理系統首先採用化學方法使溶解狀態的污染物從真溶液狀態下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然後採用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的緻密的懸浮泥層過濾之後,達到三級處理的水準,出水實現回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由於污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之後的污泥餅亦可以用來製造人行道地磚,免除了二次污染。
最新發明的SPR污水凈化技術以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、佔地少、凈化效果好的眾多優勢將為當今世界的城市污水的再利用開創一條新路。城市污水實現再利用之後,為城市提供了第二淡水水源,為城市的可持續發展提供了必不可少的條件,其經濟效益和社會效益是不可估量的.
SPR污水處理系統與眾不同的技術特點
1.城市生活污水和處理葯劑的混合主要是在泵前吸葯管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應管 和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ,依照紊流速度 、混合時間
、和水力學結構數據設計 ,得以十分充分的混合 ,為取得最佳混凝凈化效果和最大限度地節省葯劑創造了前提條件 。這是過去常規的一級處理和二級處理之水工結構所做不到的
。
2.SPR系統處理城市污水時 ,採用五種以上污水處理葯劑及其最佳配方組合使用 ,靠化學反應使污水中溶解狀態的有機污染物 、重金屬離子
和有害的鹽類從水中析出 ,成為有固相界面的微小顆粒 (它包含有污水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度
。靠消毒劑在30分鍾的流程內殺滅細菌和大腸桿菌 。靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團
。這樣發揮各葯劑的單獨作用和它們之間的交聯作用的用葯方式是與常規的物理化學法不相同的 。而且SPR系統使用的組合葯劑配方
,只能在具有十分精細的水動力學參數設計的SPR污水凈化器及其系統里才能充分發揮作用 ,在常規的水工系統里是無法使用的 。
3.SPR系統裝置能夠依照模擬試驗得出的配方 ,藉助大氣壓力和流量計 ,十分精確地投加混凝葯劑和絮凝葯劑
,不致因加葯過量而造成葯劑殘留在凈化後的出水中,而且動力消耗很少 。
4.SPR污水凈化器內部結構是完全按照混凝機理精確設計的 ,形成的渦旋流動和各部位恰當的水流速度 ,使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數
,並且有凝聚吸附所需的最佳流速環境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。這也是常規水工裝置無法比擬的 。
5.根據混凝形成的絮團實際狀況 ,准確確定了SPR污水凈化器內部的水動力學數據 ,使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的 、十分緻密的懸浮泥層
。所有經過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾 ,才能升流到罐體上部的清水匯集區 。它十分成功地起到了污水高級處理工藝中極為重要的過濾作用 。
這個緻密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝葯劑形成的絮體本身組成的 。隨著絮體由下向上運動 ,使泥層的下表層不斷增加 、變厚 ;同時
,隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動,引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶 ,上表層不斷減少 、變薄 。這樣 ,懸浮泥層的厚度達到一個動態的平衡
。當混凝後的出水由下向上穿過此懸浮泥層時 ,此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學特性及范德華力的作用 ,將懸浮膠體顆粒 、絮體
、細菌菌體等等雜質全部攔截在此懸浮泥層上 ,使出水水質達到三級處理的水平 。由於泥層是由絮體組成 ,緻密度高 ,過濾效率遠遠高於常規的沙粒層過濾
;由於是處於懸浮狀態的絮體泥層作濾層 ,其過濾的水頭(阻力)損失非常小 ,所以動力消耗遠遠低於常規的砂層過濾 、微孔過濾
、或反滲透膜過濾;又由於過濾泥層是凈化過程中由污水中的污泥自動補充添加 ,又自動被引走 ,即過濾泥層自身在不斷地更新
,過濾泥層總是保持著穩定的厚度,而且總是保持著穩定的物理吸附和電化學吸附性能 ,因此能獲得穩定的過濾效果
。而且完全免去了常規系統中必不可少的過濾層的反沖洗以及反沖洗帶來的眾多麻煩 。這種結構和原理與常規的三級污水處理的過濾裝置是完全不同的
,這里沒有價格昂貴的反滲透膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置 。所以 ,投資省 、動力消耗小 、運行費用低是SPR系統的必然優勢。
6.SPR系統選用的絮凝劑 ,同時也是良好的污泥助濾劑 ,所以 ,系統最後排出的污泥漿 ,其脫水性能良好 ,可以不另外添加助濾劑
,就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以製成人行道地磚再利用 ,不會帶來二次污染的問題 。它沒有傳統的生化法產生的污泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。
7.本類型污水凈化器曾開機運行處理過養豬場污水 、養雞場污水 、煤礦礦井坑道污水 、生豬屠宰場污水 、高粱釀酒廠酒糟污水
、紡織印染污水、再生紙造紙污水和城市生活污水等等含有大量有機污染物和氨氮的污水;也成功應用於陶瓷廠污水、牆地磚廠污水、大理石水磨拋光污水、洗煤污水、燃煤鍋爐濕法除塵污水、石英砂洗砂污水等懸浮物含量極高的污水的凈化和回用。
各地權威檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關數據 。測試報告單表明 :氨氮去除率可以達到85%,總氮去除率可達95% ,有機氮去除率可達96%
,BOD去除率可達95% ,懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% ,出水濁度達到3 度(3 毫克 / 升)以下。這是本凈水系統在低投資
、低運轉費的前提下所獲得的出水指標 。 這是常規的物化法和生物化學法的一級 、二級處理系統都無法達到的 。
除發達國家有專門的城市生活污水管路系統外,實際的城市污水往往混入有許多工業污水,可生化性差和污染物成分不規則地快速變化是我們面臨的現實,而針對降解某種有機污染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長,所以,傳統生化系統難以適應當今愈來愈工業化了的城市的污水。SPR系統已擁有處理眾多工業污水的適應能力和物化法具有的快速應變能力,容易通過自動化的手段應付系統入口污水水質的變化,保持穩定的凈化效果。
8.在SPR系統中投放殺菌消毒葯劑時 ,只要增加一些投氯量(無需另外增加設備)就可以起到用氯來氧化除氨的作用 ,進一步提高污水處理系統去除氨氮的效率
。
9.假如經過SPR系統處理後的出水氨氮含量還未達到較嚴格的要求(如某些發達國家或發達地區將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下)
,也可以後續再串聯設置一級離子交換裝置 ,靠斜發沸石離子交換柱最終達到除氨氮的目標 。
因為斜發沸石離子交換系統要求進口水質的懸浮物含量要低於35毫克 / 升 ,否則會影響離子交換柱的功能和壽命 ,從而大大增加離子交換的運行費用 。過去
,常規的一 、二 級污水處理裝置是難以長期穩定地達到這樣的前處理水平的 ,因而限制了離子交換法除氨氮技術的廣泛應用 。現在
,SPR污水處理系統絕對可以保證凈化後出水的懸浮物含量低於3毫克 / 升(實際運行中出水的懸浮物含量多為1毫克 / 升)
,使得後續的斜發沸石離子交換系統去除氨氮的負荷減輕很多 ,交換柱的使用壽命會大大延長 ,即離子交換的運行費用會大大降低
,將使離子交換法除氨氮技術的優點得到更充分的發揮 。
早在七十年代 ,美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活污水的
,其工藝流程是:化學混凝----沉澱----過濾和活性炭吸附----斜發沸石離子交換 。其最後出水水質標准為:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升
,磷 1毫克 / 升,懸浮物 10毫克 / 升 ,pH 8.5 。證明純粹的物理化學法處理城市污水在技術上是可行的 。現在 ,依靠新發明的SPR凈水技術
,將使這項工藝的經濟性更為圓滿 。
10 。其實 ,經過SPR污水凈化系統處理後的出水 ,其懸浮物的含量小於3 毫克 / 升 ,濁度也小於3 度 (毫克 / 升 ) ,達自來水標准
,不再會堵塞輸水管路 ,並且已經經過了良好的消毒 。將此出水回送到城市各地 ,作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全 、可靠的
。經過SPR系統處理後的出水中 ,殘存的氮含量已經很低 ,氮作為植物生長的營養物是不必去除 、或不必去除得那麼干凈
的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用 ,既保證了環境質量 ,又為社會節省了大筆資金 。 用此回用水取代自來水作為城市綠化用水
,將大大節省城市的淡水資源 ,減輕城市市政部門的供水壓力 ,對城市的整體經濟發展定會產生十分巨大的效益 。這是城市污水回用的新概念。
11 。這種純粹的物理化學法污水處理系統 ,受天氣 、環境 及人為因素的影響少 ,操作人員控制處理系統的能力和靈活性都大大優越於生物化學法
,這是眾所周知的 。
城市生活污水處理廠的工藝流程可採用下列新模式 :
方案〔1〕:一般的城市:污水經SPR系統處理後 ,回用於城市綠化 、澆灌草地樹木,或作為工業用水 。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ----污泥脫水------ 污泥製成人行道地
出水回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水
方案〔2〕:特殊要求的城市:生活污水經SPR系統處理後 ,再進行離子交換除氨氮 ,最後排海 ,或回用。
城市生活污水儲存調節池:SPR污水處理系統 ------ 污泥脫水 ------ 污泥製成人行道地磚
斜發沸石離子交換除氨氮,出水排入近海 、或回用於澆灌城市草地、樹木,或作為工業用水。
如果有關部門能協助創造一些現場表演的簡易條件 ,將可以運送一台處理水量為10 ~ 20 立方米 /
日的SPR污水凈化器及其完整的配套系統到現場作城市污水凈化處理的連續開機運行操作表演 ,並通過播放錄像和幻燈片詳細講解有關的凈化機理
,同時請當地水質檢測的權威部門進行凈化效果的水質測試 。全套裝置輪廓最大尺寸為長3米 ,寬1.4米 ,高2.4米 ,總重量為一噸以下 。
在技術展示成功的基礎上 ,與當地的環保部門及環保產業密切合作 ,依靠當地自身的科技力量和自身的製造能力 ,建造城市生活污水處理廠 。
另外,SPR系統也可用於市區內的公園湖水的凈化及自循環 。希望將要興建的城市污水處理廠採用SPR污水處理技術後,能成為全球城市生活污水處理技術的典範 。
如果在已有的城市污水一級和二級處理系統的基礎上,附加採用SPR污水處理系統作為最後的深度處理裝置,使出水達到工業自來水的標准,以實現最後出水回用的目標,也是現有城市污水處理系統升級換代的極佳方案。
三、BIOLAK污水處理技術
l、百樂卡(BIOLA)工藝特點
百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由最初採用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。自1972年以來,經多年研究形成了採用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。
由於採用土池而大大減少了建設投資,採用曝氣鏈曝氣系統進一步強化了氧的磚移效率,並減少運行費用,大大提高了處理效果。工藝設計簡捷,不需復雜的管理,在適宜的條件下具有較大的經濟和社會效益.
1.1低負荷活性污泥工藝
百樂卡工藝污泥迴流量大,污泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以污泥負荷較低。龍田污水廠BOD5污泥負荷率為
0?05kgBOD/kgMLSS.d,污泥濃度為400Omg/L,污泥齡為29d,所以剩餘污泥雖很少。
1.2 曝氣池採用士池結構
根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用於土建工程設施,而只有36%用於設備,造成這
種投資分配格局的主要原因是工藝池大都採用價格昂貴的鋼筋混凝土池。而龍田污水廠土建工程造價500萬元,僅占總投資的20%。
大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對於許多種曝氣工藝來講,都不考慮採用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由於在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。
為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。
這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易於開挖、投資低廉,而且完全能滿足污水處理池功能上的要求,並能因地制宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏鬆地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。
1.3 高效的曝氣系統
百樂卡曝氣系統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表面逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡並不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高於一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被鬆弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。
採用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由於百樂卡曝氣頭(BIOLAK)-Friox)特殊的結構,即使在很復雜的環境里曝氣頭也不至於阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。
曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為2?5kgO2/kW?h),而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkW?h)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。
1.4 簡單而有效的污泥處理
百樂卡工藝的另一特點是迴流污泥量大,其剩餘污泥比傳統工藝少許多。
在恆定的負荷條件下,百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由於污泥池中的污泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。
1.5 簡單易行的維修
百樂卡系統沒有水下固定部件,維修時不用排乾池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維(直徑約0?003mm)做成,並用聚合物充填,以達到防水和防臟物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的面積很小,並很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都採用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何復雜的控制系統,而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。
1.6 二次曝氣和安全池
為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。
1.7 二沉池
曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離,並重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合並到一起,進一步節省了土建費用和佔地面積。二沉池沉澱污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽迴流。
5. 酸鹼中和後廢水可以排污水管處理嗎
純酸鹼污水是可以的,如果還有其它污染物(主要是重金屬離子等)就須另行處理了。
酸鹼廢水處理:
(一)處理方法及其選擇
1. 酸性廢水處理方法: (1)酸鹼廢水相互中和;(2)投葯中和;(3)過濾中和;(4)離子交換(5)電解。一般是前三種方法應用較廣。
2. 鹼性廢水處理方法:
(1) 酸鹼廢水相互中和;(2)加酸中和;(3)煙道氣中和。
3. 選擇酸鹼廢水處理方法的注意事項:
(1) 廢水中所含酸類的性質、濃度、水量及其變化情況。
(2) 本企業或附近工況企業在生產過程中是否排出鹼性廢料(或酸性廢液)及其利用的可能性。
(3) 當地葯劑供應情況。
(4) 廢水排入城市管道的條件。
(5) 酸性廢水中和方法。
(二)酸鹼廢水處理的設計與計算
1. 酸性廢水中和
(1) 酸鹼廢水相互中和
1)中和能力計算
根據化學基本原理,酸鹼中和應符合一定的當量關系。為使酸性廢水與鹼性廢水混合後呈中性反應,可按下式進行計算:
∑QzBz≥∑QxByaK
式中 Qz—鹼性廢水流量(升/小時);
Bz—鹼性廢水濃度(克當量/升);
Qx—酸性廢水流量(升/小時);
By—酸性廢水濃度(克當量/升);
a—葯劑比耗量,即中和1公斤酸所需鹼量(公斤);
K—考慮中和過程不完全的系數,一般採用1.5~2.0。
酸(鹼)當量值R可按表7-5進行換算{見給水排水設計手冊(第六冊【室外排水與工業污水處理】)330頁}。
如已知酸(鹼)濃度為C(克/升)或P(%)時,則當量濃度為B=C/R=10P/R(克當量/升)。 2)中和池設計
中和池有效容積可按下式計算: V=(Qz+Qx)t(升)
式中Qz—鹼性廢水流量(升/小時);
Qx—酸性廢水流量(升/小時);
t—中和反應時間,與排水情況及水質變化情況有關,一般採用1~2小時。
當生產過程中,如酸及鹼性廢水排出的很均勻,酸鹼含量能互相平衡時,亦可不單獨設中和池,而在吸水井及管道內進行混合反應。如數量及濃度有波動時,則應設中和池。酸性廢水經進水管進入中和池,在通過池底穿孔管使之得到更充分混合再由出水管排出。
中和池攪拌強度為中強,一般採用機械和壓縮空氣攪拌,機械攪拌常用槳式攪拌機,攪拌功率在0.2~0.5kW/m3污水左右;若採用壓縮空氣攪拌,空氣壓力為0.1~0.2MPa,空氣量為0.2 m3/(min* m3污水) 。
絮凝反應槽設計
絮凝反應停留時間應由試驗確定,一般取3~9min,不宜太長。反應攪拌強度為弱,機械攪拌常選用框式攪拌機;若採用水力渦流式反應槽,槽上部圓柱部分上升流速為4~5mm/s,進水管流速在0.7m/s左右。
(2) 投葯中和
投葯中和可處理任何性質,任何濃度的酸性廢水。當投加石灰乳時,氫氧化鈣對廢水雜質具有凝聚作用,因此又適用於處理雜質多及高濃度的酸性廢水。
1)中和葯劑選擇與中和反應式
酸性廢水中和劑有石灰、石灰石、大理石、白雲石、碳酸鈉、苛性鈉、氨或氧化鎂等,常用者為石灰。
2)處理流程
當酸性廢水中含有重金屬離子,或經投葯中和後產生沉渣時,需設置沉澱池。 當酸性廢水經投葯中和後,其所生成的鹽類不產生沉渣時,則無需設置沉澱池。 處理系統中還需設置清洗管道。
3)處理構築物
Ⅰ、混合反應池
當廢水量較大時,可設置單獨的混合池。
混合、反應可在同一個池內進行,石灰乳液應在混合、反應前投入廢水當中,當採用池底進水、池頂出水的水流方式時,要求在混合、反應過程中連續攪拌,使其得到充分混合反應和防止石灰或電石渣沉澱。
PH值的控制應按重金屬氫氧化物的等電點考慮,一般為7~9。
當石灰乳液投加在水泵吸水井中時,則可不設混合、反應池,但應滿足混合反應所需的時間。
混合反應池的容積按下式確定: V=Qt/60(米3)
式中 Q—污水設計流量(米3/小時);t —混合、反應時間(分鍾)。
為保證葯劑和廢水再池內充分混合,池內一般採用壓縮空氣攪拌,也可用機械攪拌。
4)用石灰中和酸性污水的一些數據
Ⅰ、混合反應時間 一般採用1~2分鍾,但廢水中和含重金屬鹽或其他有毒物質時,混合反應時間,尚應根據除鹽和解毒要求確定。當石灰乳液在水泵集水井中投加時,可不設混合設備,但反應設備宜根據管道長度和廢水水質而定。 Ⅱ、沉澱時間 一般採用1~2小時
Ⅲ、污泥體積 約為處理污水體積的10~15% Ⅳ、污泥含水率 一般為90~95%
Ⅴ、石灰倉庫儲存量 一般按10日左右計算,並應根據運輸和供應情況確定,石灰倉庫不應與石灰乳液制備和投配裝置設在同一房間內。
5)投葯量計算
葯劑的總耗量按下式計算:
Gz=100GsaK/α(公斤/小時)
式中 Gs—廢水中的酸含量(公斤/小時);
a —葯劑比耗量,見表7-4{見給水排水設計手冊(第六冊【室外排水與工業污水處理】)330頁}
α— 葯劑純度(以%計),應按當地產品純度計算。
K— 反應不均勻系數,一般採用1.1~1.2。但以石灰乳中和硫酸時,採用1.05~1.10;一乾粉或石灰漿投加時,由於反應不徹底和緩慢,其值採用1.4~1.5;中和鹽酸、硝酸是採用1.05。
6)中和劑的制備
如採用石灰作中和劑時,投配有干法和濕法之分。一般採用濕法投配。
Ⅰ、石灰量在1噸/日以內時,可用人工栽消化槽(池)內進行攪拌和消化,一般在槽(池)內製成40~50%的乳濁液。消化槽的有效容積按下列公式計算:
V=KV1(米3)
式中 K — 容積系數,一般採用2~5;
V1 — 一次配置的葯劑量(米3)。
Ⅱ、經過消化的石灰乳排至溶液槽,溶液槽的有效容積按下式計算: V=GCaO/αca
式中 GCaO — 石灰消耗量(噸/日);
α— 石灰的容量,一般採用0.9~1.1噸/米3;
c —石灰溶液的濃度(%);
a — 每天攪拌的次數,用人工攪拌時按3次計算,用機械攪拌時按6次計算。
石灰乳的濃度按5~10%計算。溶液槽至少設置2個,輪換使用。為了防止石灰的沉積,應設置攪拌裝置。採用機械攪拌時,其攪拌機的轉速一般為20~40轉/分鍾,線速度一般為3m/s;如用壓縮空氣攪拌,一般採用8~10升/秒/米2。亦可用水泵攪拌,首先考慮耐磨性能,泵揚程大於25米,流量按儲槽橫斷面內的流速不小於29m/h計算。
投葯量大時,可設置單獨投葯裝置,一般則由溶液槽直接用管道投葯,如條件允許應設置自動酸度計,即將調節閥安在投葯管上,並有浸在處理後廢水中的酸度發送器進行控制,以確保處理效果和提高機械化管理水平。
7)沉澱池設計
6. 含酸洗硝酸廢水該如何處理
0酸洗硝來酸廢水中主自要是硝酸鹽氮,目前酸洗硝酸廢水的方法有採用蒸餾技術、膜處理技術、吸附以及生物脫氮,其中生化法主要是指硝酸根離子通過反硝化細菌降解轉化為氮氣的過程。對於硝態氮的去除問題,可採用高效脫氮設備HDN-FT,因其採用專業培養的反硝化菌種,及氮氣快速釋放技術,嚴格控制反硝化階段,使大量的NO3—N和NO2—N還原為N2釋放到空氣中。一般大型污水處理廠會採用這種設備進行總氮處理,能夠有效提升了廢液處理效率,使水廠出水水質達標。
7. 燃煤電廠廢水回用處理過程如何
首先你理解錯誤了,燃煤電廠產生的廢水主要是循環冷卻水和離子專交換產生的中屬水,現在的燃煤電廠已經不用水膜除塵工藝,基本都是乾式的靜電或者布袋除塵,不會產生那麼多含有煤渣的污水,所有的冷卻水也不是直接接觸都是作為介質間接接觸,不會有那麼多的煤渣和難降解的化學有機物了,一般冷卻水直接經過過濾和冷卻可以直接回用,中水基本都可以直接進入市政管網。而且現在的燃煤電廠的的物料堆放都放在室內,很少有含有煤渣的滲濾水產生,如果有也只是經過加葯絮凝沉澱過濾就可以排放
8. 工業廢水工藝設計步驟
工業廢水工藝設計步驟:
預測水量 為污水處理規模確定
確定水質
根據水質確定水處理工藝
根據水質水量計算個構築物大小
合理布置平面
根據平面及水力條件確定標高
企業的工業廢水,主要分布在電子、塑膠、電鍍、五金、印刷、食品、印染等行業。從工業廢水的排放量和對環境污染的危害程度來看,電鍍、線路板、表面處理等以無機類污染物為主的工業廢水和食品、印染、印刷及生活污水等以有機類污染物為主的工業廢水是處理的重點。本文主要介紹幾種比較典型的工業廢水處理技術。
磨光、拋光
在對零件進行磨光與拋光過程中,由於磨料及拋光劑
工業廢水
等存在,工業廢水中主要污染物為COD、BOD、SS。一般
可參考以下工業廢水處理工藝流程進行處理: 廢水→調節池
→混凝反應池→沉澱池→水解酸化池→好氧池→二沉池→過
濾→排放
除油脫脂
常見的脫脂工藝有:有機溶劑脫脂、化學脫脂、電化學脫脂、超聲波脫脂。除有機溶劑脫脂外,其它脫脂工藝中由於含鹼性物質、表面活性劑、緩蝕劑等組成的脫脂劑,工業廢水中主要的污染物為pH、SS、COD、BOD、石油類、色度等。
一般可以參考以下工業廢水處理工藝進行處理:
廢水→隔油池→調節池→氣浮設備→厭氧或水解酸化→好氧生化→沉澱→過濾或吸附→排放
該類工業廢水一般含有乳化油,在進行氣浮前應投加CaCl2破乳劑,將乳化油破除,有利於用氣浮設備去除。當廢水中COD濃度高時,可先採用厭氧生化處理,如不高,則可只採用好氧生化處理。
酸洗磷化
酸洗工業廢水主要在對鋼鐵零件的酸洗除銹過程中產生,廢水pH一般為2-3,還有高濃度的Fe2+,SS濃度也高。
可參考以下工業廢水處理工藝進行處理:
廢水→調節池→中和池→曝氣氧化池→混凝反應池→沉澱池→過濾池→pH回調池→排放
磷化廢水又叫皮膜廢水,指鐵件在含錳、鐵、鋅等磷酸鹽溶液中經過化學處理,表面生成一層難溶於水的磷酸鹽保護膜,作為噴塗底層,防止鐵件生銹。該類工業廢水中的主要污染物為:pH、SS、PO43-、COD、Zn2+等。
可參考以下工業廢水處理工藝進行處理:
廢水→調節池→一級混凝反應池→沉澱池→二級混凝反應池→二沉池→過濾池→排放
鋁的陽極氧化工業廢水所含污染物主要為pH、COD、PO43-、SS等,因此可採用磷化工業廢水處理工藝對陽極氧化廢水進行處理。
蒸發濃縮技術
針對高濃度揮發性有機廢水,可採用新型的水中蒸發濃縮技術,使高濃度疑難廢水實現零排放的要求。處理過程為:
廢水直接噴射在火焰上,將水中的有機物高溫氧化做以消滅性處理,在將燃燒後的產物溶解在水中,進行蒸發濃縮處理,由於焚燒蒸發濃縮是在同一系統設備中進行,故此其佔地小,因其使廢水中的有機物做以消滅性處理,所有實現了其廢水零排放的目的。