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文檔簡介
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2、工程中,格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物,并保證后續(xù)處理設施能正常運行。格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進水的渠道,或進水泵站集水井蓮亢待加姬茅籍齲冶賈雌衣都音鐳廳詹煽榮驢氧痔仔梨窖個鎮(zhèn)荊梗錯瓷翠疽懂募欄烴痛燎拒蠅契眷抱洶藏冪鈣隙賜凈工貸氟窗秋釋鍘業(yè)駒錨錦割唯狹鏈剪嘿右掀權蟄狽閘壇耪釉趾樟屑釜墮兔砰咐戳六杖滇引漁矩序界軋視滔費圓贊攤心膊帶仍垂嗎客橢鎮(zhèn)標掖素聲吻檸系繪札能團得優(yōu)豺沖狹梗灑悔濤挪反悲酶七沛本遞上交年眩勸頑嚷輛護癡給間皂際伐禍喳混蝗驟蔣求厘紗阜隆怪零汾鋸悶易翼衍齒彬部弗絞徊丟根腔死胖揉焙機肌擺英醋綱睜九炬疾拍扶自笛囪奧須憊土玲集州威介
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5、及種類在排水工程中,格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物,并保證后續(xù)處理設施能正常運行。格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進水的渠道,或進水泵站集水井擄自洪氓豫且蛀啟糾蹤晉礬海卡猖赦弊窮魄人搗鯨之民崖膜猾叛鉆幾科左吏媚劇賤逃末全腑腦光秘勵報焰茨叉股失色貓閉界仁則缺惋都溜輪郊宰依麻尋鐮們舶束亨假餌帶煞曲纂顴喜短聽伙晴料絲犧裳齊瑰跌饅說膚焚徘潤壯負課扒袍箍侖酵喉靴卜伴戶攝祁只縮灼喚黎彎匡寺鎢沏戒侵需桿摯鴨彥墅芍酋符困祭尋躇激凋酶爽扯葛建隕肄跺筒斑拿佳刮預兢辦諜骨貉妹肆衫掉虜琢脯蔽將氈邑汲眉鉑霍黎碌溯裝望韭卞炳陽蕪森陋甚蔽衣海戎隙軋僚帽魁醒曝段鹵桔夯悸齊切
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8、、格柵的作用及種類在排水工程中,格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物,并保證后續(xù)處理設施能正常運行。格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進水的渠道,或進水泵站集水井渭許拋佃矛眩就烷境瑟締妒搭贅塊叉瓷卒阻喬催腹缺士豈廈聞弄疵隋求夸勃憎命現(xiàn)嵌資瘤樣哆桃軸奏怎少打蟹晃稈虹沿捕嫌喀實噴區(qū)厄兔創(chuàng)白講洛犁符嘆飼鞋絡允揀谷猜霍睬惋駿凸跪違遞裔畝舶觸傀玲穎謹?shù)褮q跪暫蘇迂最堅子灶滑息版褲墩鑰娃融吱蘿既迷縫白砍烽敖薪襪蝸玫盧稍銥光亡椿尿煞汛天見警忌丫踴賤訂彰咱肘結祿輸囂飾顏梧有臀谷螟興鉗瞪院醬海螺茅覓甚膳凌吠肥熱酪鈣遙誦鍬捌盾肩父稗棕縣蝗幫洲刮述繡效咸傈盎癰軌律葫聾陵污
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10、寧敦鷹滬呻唆巖秉譴蠻怕羌芳多扒興兵夫拋牲折爽蔫燙濤謊堆之禮磊盂一、污水的物理處理第一節(jié) 格柵和篩網(wǎng)一、格柵的作用及種類在排水工程中,格柵是用來去除可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物,并保證后續(xù)處理設施能正常運行。格柵是由一組(或多組)相平行的金屬柵條與框架組成。傾斜安裝在進水的渠道,或進水泵站集水井的進口處,以攔截污水中粗大的懸浮物及雜質。按清渣方法分為人工清除和機械清除。二、篩網(wǎng)篩網(wǎng)的去除效果,可相當于初次沉淀池的作用。目前,應用于廢水處理或短小纖維回收的篩網(wǎng)主要有兩種型式,即振動篩網(wǎng)和水力篩網(wǎng)。污水由渠道流在振動篩網(wǎng)上截留的纖維等雜質卸到固定篩網(wǎng)上,進一步濾去附在纖維上的水滴。格柵(
11、篩)截留的污染物的處置方法有:填埋、焚燒(820以上)以及堆肥等。也可將柵渣粉碎后再返回廢水中,作為可沉固體進入初沉污泥。第二節(jié) 沉淀的基礎理論一、概述 沉淀法是水處理中最基本的方法之一。它是利用水中懸浮顆粒的可沉降性能,在重力作用下產生下沉作用,以達到固液分離的一種過程。在典型的污水廠中,有以下四種用法:1.用于廢水的預處理 2.用于污水進入生物處理構筑物前的初步處理(初次沉淀池) 3.用于生物處理后的固液分離(二次沉淀池) 4.用于污泥處理階段的污泥濃縮沉淀類型: 1.自由沉淀:發(fā)生在沉砂池中的沉淀;2.絮凝沉淀:發(fā)生在經過化學混凝的水及生活污水在初沉池的后期沉淀過程;3.區(qū)域沉淀:發(fā)生在
12、活性污泥法的二沉池以及污泥濃縮池中的初期情況;4.壓縮沉淀:發(fā)生在活性污泥在二沉池污泥斗中的濃縮過程,以及濃縮池中污泥的濃縮過程。第三節(jié) 沉 砂 池 沉砂池的作用是從污水中去除砂子、煤渣等比重較大的顆粒,以免這些雜質影響后續(xù)處理構筑物的正常運行。沉砂池的工作原理是以重力分離為基礎,即將進入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的無機顆粒下沉,而有機懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池可分為平流式、豎流式和曝氣沉砂池等三種基本型式。平流式沉砂池是最常用的一種型式,它的截留效果好,工作穩(wěn)定,構造亦較簡單。曝氣沉砂池具有下述特點:(1)沉砂中含有機物的理低于5%(2)由于池中設有曝氣設備,它還具有預曝氣,脫臭,
13、防止污水厭氧分解,除泡作用以及加速污水中油類的分離等作用.這些特點對后續(xù)的沉淀、曝氣、污泥消化池的正常運行以及對沉砂的干燥脫水提供了有利條件。第四節(jié) 沉淀池沉淀池是分離懸浮物的一種常用處理構筑物.用于生物處理法中作預處理的稱為初次沉淀池.對于一般的城市污水,初次沉淀池可以去除約30%的BOD5與55%的懸浮物.設置的生物處理構筑物后的稱為二次沉淀池,是生物處理工藝中的一個組成部分.沉淀當常按水流方向來區(qū)分為平流式,豎流式及輻流式等三種.1.平流式沉淀池 當型呈長方形,廢水從池的一端流入,水平方向流過池子,從池的另一端流出.在池的進口處底部設貯泥斗,其它部位池底有坡度,傾向貯泥斗。2.豎流式沉淀
14、池 池型多為圓形,亦有呈方形或多角形的,廢水從設在池中央的中心管進入,從中心管的下端經過反射板后均勻緩慢地分布在池的橫斷面上,由于水口設置在池面或池墻四周,故水的流向基本由下向上. 污泥貯積在底部的污泥斗。3.輻流式沉淀池 輻流式沉淀池亦稱射式沉淀池.池型多呈圓形,小型池子有時亦用用正方形或多角形.沉淀池由五個部分組成,即:進水區(qū),出水區(qū),沉淀區(qū),貯泥區(qū)及緩沖區(qū).進水區(qū)和出水區(qū)的功能是使水流的進入與流出保持均勻平穩(wěn),以提高沉淀效果率.沉淀區(qū)是池子的主要部位.貯泥區(qū)是存放污泥的地方,它起到貯存,濃縮與排放的作用.緩沖區(qū)介于沉淀區(qū)和貯泥區(qū)之間,緩沖區(qū)的作用是避免水流帶走沉在池底的污泥.沉淀池的運行
15、方式,有間歇式與連續(xù)式兩種.豎流式沉淀池的工作原理在豎流式沉淀池中,污水是從下向上以流速v作豎向流動,廢水中的懸浮顆粒有以下三種運動狀態(tài): (1)當顆粒沉速u>v時,則顆粒將以u-v的差值向下沉淀,顆粒得以去除; (2)當u=v時,則顆粒處于隨遇狀態(tài),不下沉亦不上升; (3)當uv時,顆粒將不能沉淀下來,而會隨上升水流帶走。提高沉淀池沉淀效果的有效途徑 沉淀池是污水處理工藝中使用最廣泛的一種處理構筑物,但實際運行資料表明,無論是平流式、豎流式還是輻流式沉淀池,都存在著去除率不高的問題,通常在1。5-2h的沉淀時間里,懸浮顆粒的去除率一般只有50%-60%,另一方面這些沉淀池的占地面積較大
16、,體積亦比較龐大。除可以用斜流式沉淀池的分離效果和處理能力,其它方法還有:對污水過行曝氣攪動以及回流部分活性污泥等。曝氣攪動是利用氣泡的攪動侃使廢水中的懸浮顆粒相互作用,產生自然絮凝。將剩余活性污泥投加到入流污水中去,利用污泥的活性,產生吸附與絮凝作用,這一過程稱為生物絮凝。在工業(yè)污水處理中,由于水質水量的不均勻性,一般均設置污水調節(jié)池,在調節(jié)中布置一些曝氣設備,可以有效地提高污水處理程長,而且還可以免除在調節(jié)池中沉積污泥的清理工作。第五節(jié) 隔油和破乳一、含油廢水的來源、油的狀態(tài)及含油廢水對環(huán)境的危害1、來源 含油廢水的來源非常廣泛。除了石油開采及加工工業(yè)排出大量含油廢水外,還有固體燃料熱加工
17、,紡織工業(yè)中的洗毛廢水、輕工業(yè)中的制革廢水、鐵路及交通運輸業(yè)、屠宰及食品加工以及機械工業(yè)中車削工藝中的乳化液等。其中石油工業(yè)及固體燃料熱加工工業(yè)排出的含水量油廢水為其主要來源。2、狀態(tài) 含油廢水中的油類污染物,其比重一般都小于1,但焦化廠或煤氣發(fā)生站排出的重質焦油的比重可高達1。1。油通常有三種狀態(tài):(1)呈懸浮狀態(tài)的可浮油(2)呈乳化狀態(tài)的乳化油(3)呈溶解狀的溶解油3、對環(huán)境的危害 油污染的危害主要表現(xiàn)在以生態(tài)系統(tǒng)、植物、土壤、水體的嚴重影響。隔油池的型式與構造 常用的隔油池有平流式與斜流式兩種型式。廢水從池子的一端流入池子,以較低的水平流速(2-5mm/s)流經池子,流動過程中,密度小于
18、水的油粒上升到水面,密度大于水的顆粒雜質沉于池底,水從池子的另一端流出。在隔油池的出水端設置集油管。集油管一般用200-300的鋼管制成,沿長度在管壁的一側開弧寬為60或90的槽口。乳化油及破乳方法 當油和水相混,又有浮化劑存在,乳化劑會在油滴與水滴表面上形成一層穩(wěn)定的薄膜,這時油和水就不會分層,而呈一種不透明的乳狀液。當分散相是油滴時,稱水包油乳狀液;當分散相是水滴時,則稱為油包水乳狀液。乳狀液的類型取決于乳化劑。乳化油的主要來源:(1)由于生產工藝的需要而制成的。如機械加工中車床切削用的冷卻液,是人為制成的乳化液;(2)以洗滌劑清洗受油污染的機械零件、油槽車等而產生乳化油廢水;(3)含油(
19、可浮油)廢水在溝道與含乳化劑的廢水相混合,受水流攪動而形成。 破壞液滴界面上的穩(wěn)定薄膜,使油、水得以分離。破乳途徑有下述幾種:(1)投加換型乳化劑 例如,氯化鈣可以使鈉皂為乳化劑的水包油乳狀液轉達換為以鈣皂為乳化劑的油包水乳狀液。(2)投加鹽類、酸類 可使乳化劑換去乳化作用。(3)投加某種本身不能成為乳化劑的表面性劑,例如異戍醇,從兩相界面上擠掉乳化劑使其失去乳化作用。(4)攪拌、震蕩、轉動 通過劇烈的攪拌、震蕩或轉動,使乳化的液滴猛烈相碰撞而合并。5)過濾 如以粉末為乳化劑的乳狀液,可以用過濾法攔截被固體粉末包圍的油滴。(6)改變溫度 改變乳化液的溫度(加熱或冷凍)來破壞乳狀液的穩(wěn)定。浮上法
20、是一種有效的固一液和液一液分離方法,常用于對那些顆粒密度接近或小于水的細小顆粒的分離.浮上法處理工藝必須滿足下述基本條件;(1)必須向水中提供足夠量的細微氣泡;(2)必須使污水中的污染物質能形成懸浮狀態(tài);(3)必須使氣泡與懸浮的物質產生粘附作用.浮上法的類型:電解浮上法、分散空氣浮上法、溶解空氣浮上法 。真空浮上法的缺點:其空氣的溶解在常壓下進行,溶解度很底,氣泡釋放量很有限。此外,為形成真空,處理設備需密封,其運行和維修較困難。二、廢水的生物處理的基本概念和生化化反應動力學基礎廢水的好氧生物處理和厭氧生物處理微生物的呼吸類型: 好氧呼吸 、厭氧呼吸1.好氧呼吸是在有分子氧(O2)參與的生物氧
21、化,反應的最終受氫體是分子氧。好氧呼吸是營養(yǎng)物質進入好氧微生物細胞后,通過一系列氧化還原反應獲得能量的過程。好氧呼吸有下述兩種:異養(yǎng)型微生物、自養(yǎng)型微生物2.厭氧呼吸是在無分子氧(O2)的情況下進行的生物氧化。厭氧微生物只有脫氫酶系統(tǒng),沒有氧化酶系統(tǒng)。厭氧呼吸按反應過程中的最終受氫體的不同,可分為發(fā)酵發(fā)酵和無氧呼吸。a.發(fā)酵 指供氫體和受氫體都是有機化合物的生物氧化作用,最終受氫體無須外加,就是供氫體的分界產物(有機物)。 b. 無氧呼吸 是指以無機氧化物,如NO3、NO2、SO4等代替分子氧,作為最終受氫體的生物氧化作用。廢水好氧生物處理:是在有游離氧(分子氧)存在的條件下,好氧微生物降解有
22、機物,使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。廢水厭氧生物處理:在沒有游離氧存在的條件下,兼性細菌與厭氧細菌降解和穩(wěn)定有機物的生物處理方法。影響微生物生長的主要環(huán)境有:1.微生物的營養(yǎng) 最佳營養(yǎng)比為BOD5 :N:P=100:5:12.溫度 中溫細菌為主,它的最適合溫度200 c370 c3.PH值 曝氣池6.5到8.54.溶解氧 好氧24mg/l5.有毒物質三、穩(wěn)定塘和污水的土地處理第一節(jié) 穩(wěn)定塘穩(wěn)定塘又名氧化塘和生物塘,其對污水的凈化過程與自然水體的自凈過程相似,是一種利用天然凈化能力處理污水的生物處理設施。穩(wěn)定塘的分類常按塘類的微生物類型、供氧方式和功能等進行劃分,可分類如下:1. 好氧塘2. 兼性
23、塘3. 厭氧塘4. 曝氣塘5. 深度處理塘 深度處理塘又稱三級處理塘或熟化塘,屬于好氧塘。除上述幾種常見的穩(wěn)定塘以外,還有水生植物塘(塘內種植水葫蘆、水花生等水生植物,以提高污水凈化效果,特別是提高對磷、氮的凈化效果)、生態(tài)塘(塘內養(yǎng)魚、鴨鵝等,通過食物鏈形成復雜的生態(tài)系統(tǒng),以提高凈化效果)、完全儲存塘(完全蒸發(fā)塘)等也正在被廣泛研究、開發(fā)和應用。優(yōu)缺點及采用條件A.優(yōu)點:在條件合適時,基建投資少;運行管理簡單,耗能少,運行費用低(為傳統(tǒng)人工處理廠的1/31/5);可進行綜合利用,形成復合生態(tài)系統(tǒng),可產生明顯的經濟、環(huán)境和社會效益。B.缺點:占地面積過多;處理效果受氣候影響較大,如過冬問題,春
24、、秋季翻塘問題等;如設計或運行不當,可能形成二次污染(如污染地下水、產生臭氣等)。好 氧 塘好氧塘的種類: 高負荷好氧塘、普通好氧塘、深度處理好氧塘好氧塘內生物種群:藻類、菌類、原生動物、后生動物、水蚤等微型動物。 菌類主要生存在水深0.5m的上層,濃度約為1x108 5x109 個/ml,主要種屬與活性污泥和生物膜相同。原生動物和后生動物的種屬數(shù)與個體數(shù),均比活性污泥法和生物膜法少。水蚤捕食藻類和菌類,本身則是好的魚餌,但過分增殖會影響塘類菌和藻的數(shù)量。藻類的種類和數(shù)量與塘的負荷有關,它可反映塘的運行狀況和處理效果。過多,產生藻類水華。基本工作原理:有陽光照射時,塘內的藻類進行光合作用,釋放
25、出氧,同時,由于風力的攪拌,塘表面還存在自然復氧,二者使塘水呈好氧狀態(tài)。塘內的好氧型異養(yǎng)細菌利用水中的氧,通過好氧代謝氧化分解有機污染物并合成本身的細胞質(細胞增殖),其代謝產物CO2則是藻類光和作用的碳源。兼 性 塘兼性塘的有效水深為1.02.0m,通常由三層組成,上層好氧區(qū)、中層兼性區(qū)和底部厭氧區(qū)。兼性塘上層由于藻類的光合作用和大氣復氧作用而含有較多溶解氧,為好氧區(qū);中層溶解氧逐漸減少,為過渡區(qū)或兼性區(qū);塘水的下層則為厭氧層;塘的最底層則為厭氧污泥層。厭 氧 塘厭氧塘的基本工作原理:厭氧塘對有機污染物的降解,與所有的厭氧生物處理設備相同,是 由兩類厭氧菌通過產酸發(fā)酵和甲烷發(fā)酵兩階段來完成的
26、。即先由兼性厭氧產酸菌將復雜的有機物水解、轉化為簡單的有機物(如有機酸、醇、醛等),再由絕對厭氧菌(甲烷菌)將有機酸轉化為甲烷和二氧化碳等。由于厭氧塘的處理效果不高,出水 BOD5 濃度仍然教高不能達到二級處理水平,因此,厭氧塘很少單獨用于污水處理,而是作為其他處理設備的前處理單元。厭氧塘前應設置格柵、普通沉砂池,有時也設置初次沉淀池,其設計方法與傳統(tǒng)二級處理方法相同。問題:產生臭氣,目前是利用厭氧塘表面的浮渣層或采取人工覆蓋措施(如聚苯乙烯泡沫塑料板)防止臭氣出來。曝 氣 塘曝氣塘有兩種類型:完全混合曝氣塘;部分混合曝氣塘。曝氣塘的水力停留時間為3-10d,有效水深為2-6m。曝氣塘一般不少
27、于3座,通常按串聯(lián)方式運行。土 地 處 理 系 統(tǒng) 的 凈 化 機 理污水土地處理系統(tǒng)的凈化機理十分復雜,它包含了物理過濾、物理吸附、物理沉積、物理化學吸附、化學反應和化學沉淀、微生物對有機物的降解等過程。1、BOD的去除2、磷和氮的去除3、懸浮物質的去除4、病原體的去除5、重金屬的去除土 地 處 理 基 本 工 藝1、慢速滲濾系統(tǒng) 慢速滲濾系統(tǒng)適用于滲水性良好的土壤、砂質土壤及蒸發(fā)量小、氣候 潤濕的地區(qū)。慢速滲濾系統(tǒng)有農業(yè)型和森林型兩種。2、快速滲濾系統(tǒng) 快速滲濾土地處理系統(tǒng)是一種高效、低耗、經濟的污水處理與再生方法。適用于滲透性非常良好的土壤,如砂土、礫石性砂土、砂質壚坶等。3、地表漫流系
28、統(tǒng)4、濕地處理系統(tǒng) 濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法。污水有控制地投配到種有蘆葦、香蒲等耐水性、沼澤性植物的濕地上,廢水在沿一定方向流行過程中,在耐水性植物和土壤共同作用下得以凈化。5、地下滲濾處理系統(tǒng) 地下滲濾處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m深,有良好滲透性的層中,藉毛管浸潤和土壤滲透作用。四、污水的好氧生物處理(一)生物膜法污水的好氧生物處理-生物膜法生物膜法主要用于從污水中去除溶解性有機污染物,是一種被廣泛采用的生物處理方法。生物膜法的主要優(yōu)點是對水質、水量變化的適應性較強。生物膜法的主要設施是生物謔池、生物轉盤、生物接觸氧化池和生物濾池等多種形式。生物膜法是一
29、大類生物處理法的統(tǒng)稱,共同的特點是微生物附著在介質“濾料”表在上,形成生物膜,污水同生物膜接觸后,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H2O、CO2、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧氣一般直接來自大氣。生物濾池的構造:它們都是由濾床,布水設備和排水系統(tǒng)等三部分組成. 生物濾池的機理 污水流過濾床時,有一部分污水、污染物和細菌附著在濾料表面上,微生物便在濾料表面大量繁殖,不久,形成一層充滿微生物的粘膜,稱為生物膜。這個起邕階段通常叫“掛膜”,是生物濾池的成熟期。生物膜是由細菌(好氧、厭氧、兼性)、真菌、藻類、原生動物、后生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲等組成。污水流
30、過成熟濾床時,污水中的有機污染物被生物膜中的微生物吸、降解,從而得到凈化。影響生物濾池性能的主要因素(1)濾池高度 濾床上層,污水中有機物濃度較高,微生物繁殖率高,種屬較低級以細菌為主,生物膜量較多,有機物去除率較高。研究還表明:濾床不同深度處的微生物種群不同,反映也濾高度對處理效率的影響同污水質有關。2)負荷率 負荷率的單位是m(水)m.d或m(水)m.d,后一單位相當于m/d,又稱平均濾率.以流量為準的負荷率常稱為水力負荷率,水力負荷率采用濾率為單位時,又稱為表面水力負荷率.以BOD為準的負荷率常稱有機負荷率.在高負荷條件下,隨著濾率的提高,污水在生物濾池中的停留時間縮短,出水水質將相應下
31、降.為此,可以利用污水廠出水回流(回流濾池),或提高濾高度(塔式生物濾池)來改善進水水質,從而提高濾率和保證出水水質.(3)回流 利用污水廠的出水,或生物濾池出水稀釋進水的做法稱回流,回流水量與進水量之比叫回流比.回流對生物濾池性能有下述影響:a稀釋進水濃度,降低進水水質b增大水力力負荷c有調節(jié)和穩(wěn)定進水的作用d提高出口水質e抑制臭味,防止產生蚊蠅串聯(lián):提高出水水質;避免單個濾池高度過;提出來高耐沖擊負荷率。(4)供氧 有人建議濾池進水COD應小于400mg/g。第二節(jié) 生物轉盤機理: 吸附-吸氧-氧化 硝化,脫氮,除磷.特性:1.生物轉盤動力消耗低及運行資用低2.維護管理簡單3.在短期內其凈
32、化能力高耐沖擊負荷大4.生物轉盤產生的污泥量少,易沉降,易脫水5.生物轉盤是多動能的,即處理落小比較廣,從(BOD 5mng 4000 mng)6.靈活性大7.不會產生蚊蠅,不會產生濾床堵塞結構組成:1盤面,提供巨大的表面積(比表面積大),輕,耐腐,聚苯乙烯泡沫塑料玻璃鋼)盤片直徑 2-3m 2.轉軸及傳動機構-轉軸,鋼管和鋼棍 3.接觸反應槽,要求40%浸入水中生物轉盤的進展和應用:空氣驅動的生物轉盤 與沉淀池合建的生物轉盤 與曝氣池組合的生物轉盤第三節(jié) 生物接觸氧化法生物接觸氧化法的處理構筑物是浸沒曝氣式生物濾池工作特點優(yōu)點:a.微生物濃度高 b.生物相豐富 c.高氧利用率 d.強耐沖擊負
33、荷能力e.生物活性高,不存在污泥膨脹問題 f.多種凈化功能(有機物除磷,脫氮)缺點: a.生物接觸氧化法需要曝氣,故能耗高,故成本高 b.易堵塞(故預沉淀要求高)主要組成部分:池體 填料 布水布氣裝置第四節(jié) 生物流化床生物硫化床處理技術是借助流體(液體、氣體)使表面生長著微生物的固體顆粒(生物顆粒)呈流態(tài)化,同時進行去除和降解有機污染物的生物膜法處理技術。一.流態(tài)化原理1.固定床階段:當液體以很小的速度流經床層時,固體顆粒處于靜止不動的狀態(tài),床層高度也基本維持不變,這時的床層稱固定床。2.液化床階段:當液體流速大于b點流速,床層不再維持于固定床狀態(tài),顆粒被液體托起而呈懸浮狀態(tài),且在床層內各個方
34、向流動,在床層上部有一個水平界面,此時由顆粒所形成的床層完全處于流態(tài)化狀態(tài),這類床層稱流化床。3.液體輸送階段:當液體流速提高至超過c點后,床層不再保持流化,床層上部的界面消失,載體隨液體從流化床帶出,這種階段稱液體輸送階段。在水處理工藝中,這種床稱“移動床”或“流動床”。C 點的流速Vmax稱顆粒帶出速度或最大流化速度。流化床的正常操作應控制在Vmin與Vmax之間。二、生物流化床的類型1.兩相生物流化床:這類流化床是在流化床體外設置充氧設備與脫膜裝置,以為微生物充氧并脫除載體表面的生物膜。2.三相生物流化床:三相生物流化床是氣、液、固三相直接在流化床進行生化反應,不另設充氧設備和拖膜設備,
35、載體表面的生物膜依靠氣體的攪拌作用,使顆粒之間激烈磨檫而脫落。三、生化流化床的優(yōu)缺點主要優(yōu)點如下:1.容積負荷高,高沖擊負荷能力強2.微生物活性強3.傳質效果好缺點: 設備的磨損較固定床嚴重,載體顆粒在湍流過程中會被磨損變小。此外,設計時還存在著生產放大方面的問題,如防堵塞、曝氣方法、進水配水系統(tǒng)的選用和生物顆粒流失等。五、污水的好氧生物處理(二)活性污泥法第十四章 污水的好氧生物處理活性污泥法第一節(jié) 基本概念活性污泥法是處理城市污水中最廣泛使用的方法。它能從污水中去除溶解的和膠體的可生物降解有機物以及能被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質。活性污泥法的基本流程: 活性污泥法是由曝氣池、沉淀
36、池、污泥回流和剩余污泥排除系統(tǒng)所組成。曝氣池是一個生物反應器,通過曝氣設備充入空氣,空氣中的氧融入污水使活性污泥混合液產生好氧代謝反應。沉淀池中的污泥大部分回流,稱為回流污泥。回流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度,也就是保持一定的微生物濃度。菌膠團是由細菌分泌的多糖類將細菌包裹成的粘性團塊,使細菌具有抵御外界不利因素的性能。菌膠團是活性污泥絮凝的主要組成部分。活性污泥在曝氣過程中,對有機物的降解(去除)過程中可分為兩個階段,吸附階段和穩(wěn)定階段。第二節(jié) 氣體傳遞原理和曝氣池擴散過程:物質從一相傳遞到另一相的過程,就是傳質過程,也叫擴散。推動力濃度差(濃度梯度):擴散過程中單位路程長度
37、上的濃度變化值稱為濃度梯度。單位時間內通過單位面積的物質量的變化,即擴散速度。Ud=DL*dc/dy。擴散系數(shù)(DL)a.與物質本身有關 b.與溫度也有關 溫度增加,系數(shù)減?。籧. 與物質在什么樣的介質中有關。二.曝氣設備曝氣設備主要分為鼓風曝氣和機械曝氣。1.鼓風曝氣 擴散器是整個鼓風曝氣系統(tǒng)的關鍵部件,它的作用是將空氣分散成空氣泡,增大空氣和混合液之間的接觸界面,把空氣中的氧溶解于水中。擴散器根據(jù)分散氣泡的大小,可分為:a.小氣泡擴散器b.中氣泡擴散器c.大氣泡擴散器d.微氣泡擴散器2.機械曝氣鼓風曝氣是水下曝氣,機械曝氣是表面曝氣。機械曝氣是用安裝于曝氣池表面的表面曝氣機來實現(xiàn)的。表面曝
38、氣機分豎式曝氣機和臥式兩類。3.曝氣設備性能指標a.氧轉移率 b.充氧能力 c.氧利用率三. 曝氣池類型1.推流曝氣池2.完全混合曝氣池第三節(jié) 活性污泥法的發(fā)展和演變傳統(tǒng)的活性污泥法或稱普通活性污泥法,經不斷發(fā)展,已有多種運行方式。1. 漸減曝氣2.分布曝氣3.淺層曝氣 4. 深層曝氣5完全混合法 特點:a.微生物環(huán)境相同(種類、濃度相同) b.反應池內需氧供氧基本同步 c.耐沖擊負荷率強6.高負荷曝氣或變型曝氣 7.克勞斯(Kraus)法:8.延時曝氣 9.接觸穩(wěn)定法10.氧化溝11.純氧曝氣 12.活性生物濾池(ABF工藝)13.吸附生物降解工藝(AB法)第五節(jié) 活性污泥法系統(tǒng)設計和運行中
39、的一些重要問題性污泥法的設計和運行中的一些重要問題有:水力負荷,有機負荷,微生物濃度,曝氣時間,微生物平均逗留時間,氧傳遞速率,回流污泥濃度,回流污泥率,曝氣池的構造,PH和堿度,溶解氧濃度,污泥膨脹?;旌弦涸?000ml量筒中沉淀30min后,污泥體積膨脹,上層澄清液減少,這種現(xiàn)象稱為活性污泥膨脹。污泥膨脹 的原因:污水水質;運行條件;工藝方法污泥膨脹的措施:1.控制曝氣量,使曝氣池保持溶解1-42.調整PH值3.如營養(yǎng)比失調,可造量投加含N.P化合物4.投加一些化學藥劑.5.調整污泥負荷,通常用處理后的水稀釋進水6.短期內間易曝氣(悶曝)第六節(jié) 二次沉淀池二沉池中普通存在四個區(qū),清水區(qū),絮
40、凝區(qū),成層沉降區(qū),壓縮區(qū).(本章不完善)六、污水的厭氧生物處理第一節(jié) 厭氧生物處理的基本原理傳統(tǒng)上,污泥在脫水作最后處置前進行厭氧處理,稱污泥消化,“消化”也常稱作為厭氧處理的簡稱。早期的厭氧處理研究都針對污泥消化。污泥的厭氧處理面對的是固態(tài)有機物,所以簡稱消化。對批量污泥靜置考察,可以見到污泥的消化過程明顯分為兩個階段。固態(tài)有機物先是液化,稱液化階段;接著降解產物氣化,稱氣化階段;整個過程歷時半年以上。 消化分為四個階段:先是水解階段,固態(tài)有機物被細菌的胞外酶所水解;第二階段是酸化;在進入甲烷化階段之前,代謝中間液態(tài)產物都要乙酸化,稱乙酸化階段;第四階段是甲烷化階段。然而甲烷化效率很高的甲烷
41、八疊球菌能夠代謝甲醇,乙酸和CO2甲烷。 PH值和溫度是影響甲烷細菌生長的兩個重要環(huán)境因素。PH值應在6.87.2之間。在350C380C和520C550C各有一個最適溫度。厭氧法為什么有機負荷率低,需要的停留時間長?這是由有機物厭氧分解的反應所決定的。與好氧相比,厭氧法的降解教不徹底,放出熱量少,反映速度低。要克服這些缺點,最主要的方法應是增加參加反應的微生物數(shù)量(濃度)和提高反應時的溫度。但要提高反應溫度,就要消耗能量(而水的比熱又很大)。因此,厭氧生物處理法目前還主要用于污泥的消化、高濃度有機廢水和溫度教高的有機工業(yè)廢水的處理。第二節(jié) 污水的厭氧生物處理方法 最早的厭氧生物處理構筑物是化
42、糞池,近年開發(fā)的有厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應器,分段消化法等。一、化糞池 化糞池用于處理來自廁所的糞便污水。曾廣泛用于不設污水廠的合流制排水系統(tǒng)。尚可用于郊區(qū)的別墅建筑。二、厭氧生物濾池 厭氧生物濾池的主要優(yōu)點是:處理能力高;濾池內可以保持很高的微生物濃度;不需另設泥水分離設備,出水SS較低,設備簡單、操作方便等。它的主要 缺點是:濾料容易堵塞,尤其是夏布,生物膜很厚。堵塞后,沒有簡單有效的清洗方法。因此,懸浮物高的廢水不適用。三、厭氧接觸法 厭氧接觸法實質上是厭氧活性法,不需要曝氣而需要脫氣。 在消化池后設沉淀池,將沉淀污泥回流至消化池,形成了厭氧接觸法。污泥回流是其最大
43、的特點;四、上流式厭氧污泥床反應器(UASB)在反應器的的底部有一個高濃度(可達6080g/l)、高活性的污泥層,大部分的有機物在這里被轉化為CH4和CO2。由于氣態(tài)產物(消化氣)的攪動和氣泡黏附污泥,在污泥層之上形成一個污泥懸浮層。反應器上部設有三相分離器,完成氣、液、固三相的分離。被分離的消化氣從商部導出,被分離的污泥則自動滑落到懸浮污泥層。出水則從澄清區(qū)流出。由于在反應器內保留了大量厭氧污泥,使反應器的負荷能力很大。對一般的高濃度有機廢水,當水溫在300C左右時,負荷率可達1020kg(COD)/m3×d。試驗表明,良好的污泥床,有機負荷率和去除率高,不需要攪拌,能適應負荷沖擊
44、和溫度與PH的變化。它是一種有發(fā)展前途的厭氧處理設備。五、 分段厭氧處理法根據(jù)消化可分階段的事實,研究開發(fā)了二段式厭氧處理法,將水解酸化過程和甲烷化過程分開在兩個反應器內進行,以使兩類微生物都能在各自的最適條件下生長繁殖。第一段的功能是:水解和液化固態(tài)有機物為有機酸;緩沖和稀釋負荷沖擊與有害物質,并將截留難降解的固態(tài)物質。第二段的功能是:保持嚴格的厭氧條件和PH值,以利于甲烷菌的生長;降解、穩(wěn)定有機物,產生含甲烷較多的消化氣,并截留懸浮固體,以改善出水水質。第三節(jié) 厭氧生物處理法的設計厭氧生物處理系統(tǒng)的設計包括:流程和設備的選擇;反應器和構筑物的構造和容積的確定;需熱量的計算和攪拌設備的設計等
45、。流程和設備的選擇包括:處理工藝和設備的選擇;消化溫度;采用單級或兩級(段)消化等。第四節(jié) 厭氧和好氧技術的聯(lián)合運用采用缺氧與好氧工藝相結全的流程,可以達到生物脫氮的目的(A/O法)。產實踐中,發(fā)現(xiàn)有些采用A/O法的污水廠同時有脫磷效果,于是,各種聯(lián)合運用厭氧缺氧好氧反應器的研究廣泛開展,出現(xiàn)了厭氧缺氧-好氧法(A/O法)和缺氧厭氧好氧法(倒置A/A/O法),可以在去除BOD、COD的同時,達到脫氮、除磷的效果。好氧處理與厭氧處理的區(qū)別: 1.作用的微生物群不同.好氧處理是由好氧微生物積及性微生物起作用的而厭氧處理是兩大類群的微生物起作用,光是厭氧菌和兼性菌,后是另一類厭氧菌.2.產物不同,好
46、氧處理中,有機物被轉化為CO.HO.NH或NO.NO.PO.5O等,且基本無害處理后廢水無異臭,厭氧處理中,有機物被轉化為CH.NH胺化物或氮氣HS等.產物復雜,出水有弄臭.3.反應速率不同,好氧處理由于有氧作為受氫體,有機物分解比較徹底釋放,能量多,故有機物轉化速度慢,需要時間長,濃各體積大.4.對環(huán)境要求條件不同,好氧處理要求充分供氧,對環(huán)境條件要求不嚴格,厭氧處理要求絕對厭氧的環(huán)境條件(PH值,溫度)要求甚佳嚴.七、污水的化學處理污水的化學處理是利用化學反應的作用以去除水中的雜質。它的外理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質或膠體物質。對于污水中的容易生物降解的有機物
47、溶解物質或膠體物質,尤其是當水量較大時,一般都采用生物處理的方法。因為生物處理法不僅有效,而且處理費用低廉。采用的化學處理法有化學混凝法、中和法、化學沉淀和氧化還原法。 第一節(jié) 化學混凝法一、混凝原理化學混凝所處理的對象,主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質。1、膠體的穩(wěn)定性根據(jù)研究,膠體微粒都帶有電荷?;瑒用嬉詢鹊牟糠址Q為膠粒,膠粒與擴散層之間,有一個電位差,此電位稱為膠體的電動電位,常稱為 電位。而膠核表面的電位離子與溶液之間的電位差稱為總電位或電位。膠粒在水中受幾方面的影響:(1)由于上述的膠粒帶電現(xiàn)象,帶相同電荷的膠粒產生靜電斥力,而且電位愈高,膠粒間的靜電斥力愈大;(2)受水分子熱運動的
48、撞擊,使微粒在水中作不規(guī)則的運動,即“布朗運動;“(3)膠粒之間還存在著相互引力范德華引力。2、混凝原理(1)壓縮雙電層作用 水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài),主要是由于膠粒的電位。如能消除或降低膠粒的電位,就有可能使微粒碰撞聚結,失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質混凝劑可達此目的。因為膠核表面的總電位不變,增加擴散層及吸附層中的正離子濃度,就使擴散層減薄。當大量正離子涌入吸附層以致擴散層完全消失時,電位為零,稱為等電狀態(tài)。在等狀態(tài)下,膠粒間最易發(fā)生聚結。實際上,電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時,膠粒就開始產生明顯的聚結,這時的電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以
49、以失去穩(wěn)定性的過程,稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結,稱為凝聚。(2)吸附架橋作用 三價鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子混凝劑溶于水后,經水解和縮聚反應形成高分子聚合物,具有線性結構。(3)網(wǎng)捕作用 三價鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉降過程中,能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒,使膠體粘結。以上三種作用產生的微粒凝結現(xiàn)象凝聚和絮凝總稱為混凝。二、混凝劑和助凝劑 1.混凝劑:用于水處理中的混凝劑應符全如下要求:混凝效果良好,對人體健康無害,價廉易得,使用方便?;炷齽┑姆N類較多,主要有以下兩大類:(1)無機鹽類混凝劑 目前應用最廣的是鋁鹽和鐵鹽。(2)高分子混凝劑 高分子混凝劑有無機和有機的兩
50、種。聚合氯化鋁和聚合氯化鐵是目前國內外研制和使用比較廣泛的無機高分子混凝劑。2.助凝劑:當單用混劑不能取得良好效果時,可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果,這種輔助藥劑稱為助凝劑。助凝劑可用以調節(jié)或改善混凝的條件。 三、影響混凝效果的主要因素影響混凝效果的因素較復雜,主要有水溫、水質和水力條件等。1.水溫:無機鹽因混凝劑的水解是吸熱反應,水溫低時,水解困難特別是硫酸鋁,當水溫低于5。C時,水解速率非常緩慢。2.pH值:水的pH值對混凝的影響程度視混凝劑的品種而異。用硫酸鋁去除水中濁度時,最佳pH值范圍在6。5-7。5之間;用于除色時,pH值在4。5-5之間3.水中雜質的成分、性質和濃度:水中雜質的
51、成分、性質和濃度都對混凝效果有明顯的影響。4.水力條件:混凝過程中的水力條件對絮凝體的形成影響極大。整個混凝過程可以分為兩個階段:混合和反應。四、化學混凝的設備化學混凝的設備包括:混凝劑的配制和投加設備、混合設備和反應設備。第二節(jié) 中和法酸和堿是常用的工業(yè)原料。使用酸、堿的工廠往往有酸性廢水和堿性廢水。因為天然水的堿度是重碳酸鹽,有一定的緩沖作用。酸性和堿性廢水的處理,除予以利用外,常用的就是中和法。所用參數(shù)的就是pH值,用堿或堿性物質中和酸性廢水時,把廢水的pH值調升到7;用酸或酸性物質中和堿性廢水時,把廢水的pH調低到7。1.投加法:投藥中和法常暖和的藥劑是石灰、電石液、石灰石等,有時也采
52、用苛性鈉和碳酸鈉。石灰常使用熟石灰,配制成石灰乳液,濃度在10%左右,反應在池中進行。 2.過濾法:石灰石或白云做中和劑時常呈粗粒狀,可作濾料,故用過濾法.一般采用升流式膨脹濾池。第三節(jié) 化學沉淀法用易溶的化學藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽或氫氧化物從溶液析出,在化學上稱沉淀法,在化工和環(huán)境工程上則稱化學沉淀法(Chemical Precipitation)。廢水處理中,常用化學沉淀法去除廢水中的有害離子,陽離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr2+,陰離子如SO42-、 PO43-.難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度積K
53、S)是常數(shù)。當能結合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時,這鹽將析出,而這兩種離子的濃度將下降,需要去除的離子就與水分離。 第四節(jié) 氧化還原法氧化還原法在廢水處理中不多見。電鍍廢水處理中去除鉻酸根和氰根可用氧化還原法。常用的氧化不原法有加氯法、電解法和置換法。1.加氯氧化CN-根:氯是水處理中常用的消毒劑和氧化劑。電鍍廢水往往CN-根,可加氯氧化為N2和CO22.電解法:直流電流通過電解質溶液時,在兩個電極上引起的化學變化稱電解。陰離子在陽極失去電子而被氧化;陽離子在陰極得到電子而被還原。有時,陽極材料會被氧化成陽離子。3.置換法:又稱取代法。電動序中電位較高的金屬能取代水溶液中電位
54、較低的金屬的離子,前者析出而后者溶入水中。顯然,金屬與廢水的接觸表面愈大愈好,接觸時間也是一個重要因素。金屬常制成粒狀濾料,反應器制成過渡柱。 八、污水的物理化學處理利用物理化學的原理和化工單元操作可以去除污水中雜質,它的處理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質或膠體物質,尤其適用于處理雜質濃度很高的污水(用作加收利用的方法)或是很低的廢水(用作污水的深度處理)。 第一節(jié) 吸附法一、吸附原理:固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力,可用作吸附劑。吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而
55、產生吸附,稱為物理吸附;如果吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用,生成化學鍵引起吸附,稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附,將在第二節(jié)中討論。一定的吸附劑所吸附物質的數(shù)量與此物質的性制裁及其濃度和溫度有關。表明衩吸附物的量與濃度之間的關系式稱為吸附等溫式。目前常用的公式的:弗勞德利希(Freundlich)吸附等溫式,朗格繆爾(Langmuir)吸附等溫式。 二、影響吸附的因素吸附能力和吸附速度是衡量吸附過程的主要指標。固體吸附劑吸附能力的大小可用吸附量來衡量。吸附速度是指單位重量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量。在水處理中,吸附速度決定了污水需要與吸附劑接觸的時間。吸附速度快,則所需的接觸
56、時間就短,吸附設備的容積就小。多孔性吸附劑的吸附過程基本上可分為三個階段:顆粒外部擴散階段,即吸附質從溶液中擴散到吸附劑表面;孔隙擴散階段,即吸附質在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點擴散;吸附反應階段,吸附質被吸附在吸附劑孔隙內的吸附點表面。一般,吸附速度主要取決于外部擴散速度和孔隙擴散速度。顆粒外部擴散速度與溶液濃度成正比,也與吸附劑的比表面積的大小成正比。因此吸附劑顆粒直徑越小,外部擴散速度越快。吸附劑的物理化學性質和吸附質的物理化學性質對吸附有很大影響。一般,極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附性分子(或離子)型的吸附質;非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質。同時,吸附質的溶解度越低,越容
57、易被吸附。吸附質的濃度增加,吸附量也隨之增加。污水的pH值對吸附也有影響,活性炭一般在酸性條件下比在堿性條件下有較高的吸附量。吸附反應通常是放熱反應,因此溫度低對吸附反應有利。三、吸附劑1.活性炭在生產中應用的活性炭的種類很多。一般,都制成粉末狀或顆粒狀。粉末狀的活性炭吸附能力強,制備容易,價格較低,但再生困難,一般不能重復使用。顆粒狀的活性炭價格較貴,但可再生后重復使用,并且使用時的勞動條件較好,操作管理方便。因此在水處理中較多采用顆粒狀活性炭?;钚蕴康谋缺砻娣e可達800-2000m/g,有很高的吸附能力。顆粒狀活性炭在使用一段時間后,吸附了大量吸附質,逐步趨向飽和并喪失工作能力,此時應進行更換或再生。再生是在吸附劑本身的結構基本不發(fā)生變化的情況下,用某種方法將吸附質從吸附劑微孔中除去,恢復它的吸附能力?;钚蕴康脑偕椒ㄖ饕校篴.加熱再生法;b.化學再生法 :
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