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環保水處理基礎知識
作者陪︰富詩特 發布于紹視播︰2019-03-14 13:11:26 點擊量牟胖隨︰

生化法


污水生化處理屬于二級處理師放烙,以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的跡,其工藝構成多種多樣手雀憋,可分成活性污泥法肪猴嫁、AB法抄、A/O法沏、A2/O法習警毯、SBR法俏膝、氧化溝法撬閉匡、穩定塘法修騾、土地處理法等多種處理方法典。日前大多數城市污水處理廠都采用活性污泥法步講。生物處理的原理是通過生物作用悄僳,尤其是微生物的作用匣鯨倍,完成有機物的分解和生物體的合成券門,將有機污染物轉變成無害的氣體產物(CO2)桃焦、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物污泥);多余的生物污泥在沉澱池中經沉澱池固液分離蠶舜罐,從淨化後的污水中除去哇記咯。


在污水生化處理過程中村,影響微生物活性的因素可分為基質類和環境類兩大類撈雞︰


基質類包括營養物質迫,如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質慨、氮源悔徊、磷源等營養物質飽腑蠍、以及鐵棟懊司、鋅縛、錳等微量元素;另外搞,還包括一些有毒有害化學物質如酚類嚼、苯類等化合物囊抨景、也包括一些重金屬離子如銅趟、鎘釩揭、鉛離子等攣頰。


環境類影響因素主要有娶肥︰


(1)溫度楓。溫度對微生物的影響是很廣泛的鈴漿碴,盡管在高溫環境(50∼70)和低溫環境(-5∼0)中也活躍著某些類的細菌凡窟戌,但污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度範圍是20-30課什罰。在適宜的溫度範圍內母蠍逢,微生物的生理活動旺盛蔣杭衰,其活性隨溫度的增高而增強餒訂,處理效果也越好扳。超出此範圍鄧辰,微生物的活性變差訂,生物反應過程就會受影響姥。一般的曹蠕婪,控制反應進程的最高和最低限值分別為35和10傳諱啪。


(2)菌膠團解體榷椒納,處理效果急劇惡化濃廖熬。


(3)溶解氧卿賢。對好氧生物反應來說沏,保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要訪猜鈕。當環境中的溶解氧高于0.3mg/l時拘,兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸;當溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時練裂,兼性菌則轉入厭氧呼吸劫侵拐,絕大部分好氧菌基本停止呼吸宏哄薊,而有部分好氧菌(多數為絲狀菌)還可能生長良好竄艘,在系統中佔據優勢後常導致污泥膨脹羅。一般的稠券,曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜壟斯謾,過高則增加能耗塑傅牽,經濟上不合算臣。


在所有影響因素中凜暇,基質類因素和PH值決定于進水水質譏內,對這些因素的控制梗勿,主要靠日常的監測和有關條例楔、法規的嚴格執行別。對一般城市污水而言化前咳,這些因素大都不會構成太大的影響郡文,各參數基本能維持在適當範圍內寬。溫度的變化與氣候有關垂鉤技,對于萬噸級的城市污水處理廠識蔡,特別是采用活性污泥工藝時熔適,對溫度的控制難以實施號,在經濟上和工程上都不是十分可行的遂痹。因此絨縫室,一般是通過設計參數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求逢曹,以達到處理目標酣儈面。因此嘗閡媚,工藝控制的主要目標就落在活性污泥本身以及可通過調控手段來改變的環境因素上茸盼澎,控制的主要任務就是采取合適的措施壟己,克服外界因素對活性污泥系統的影響悼理躊,使其能持續穩定地發揮作用賄蘆究。


實現對生物反應系統的過程控制關鍵在于控制對象或控制參數的選雀 ,而這又與處理工藝或處理目標密切相關蔽仙絛。


微生物包括細菌彌呂、病毒健棠腿、真菌等濫。污水處理中送徊盯,常用的菌種有釀︰污水處理菌種翔配、cod去除菌劑蔚、氨氮去除菌種別、總氮去除菌種奠、總磷去除菌種裂萌、工業污水治理菌種等等故惱。


前已述及溶解氧是生物反應類型和過程中一個非常重要的指示參數第蒂,它能直觀且比較迅速地反映出整個系統的運行狀況股奈退,運行管理方便釘,儀器匹確、儀表的安裝及維護也較簡單恐,這也是近十年中國新建的污水處理廠基本都實現了溶解氧現場和在線監測的原因擂。


污水處理廠.jpg


三級處理


對水的深度處理駿副,它將經過二級處理的水進行脫氮捶、脫磷處理惱插,用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩余污染物赤墊僳,並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒被,然後將處理水送入中水道獻彭,作為沖洗廁所柔傳畢、噴灑街道菠、澆灌綠化帶秦戚、工業用水頭、防火等水源痛。

由此可見下,污水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離渦矢徽,在使污水得到淨化的同時將污染物富集到污泥中糯,包括一級處理工段產生的初沉污泥微內撕、二級處理工段產生的剩余活性污泥以及三級處理產生的化學污泥絲。由于這些污泥含有大量的有機物和病原體諧捎濤,而且極易腐敗發臭渙答鋸,很容易造成二次污染己忙艱,消除污染的任務尚未完成偉俏犀。污泥必須經過一定的減容橢、減量和穩定化無害化處理井妥善處置琶。污泥處理處置的成功與否對污水廠有重要的影響便,必須重視將確。如果污泥不進行處理潭,污泥將不得不隨處理後的出水排放惱搪,污水廠的淨化效果也就會被抵消掉艾盼。所以在實際的應用過程中款捌上,污水處理過程中的污泥處理也是相當關鍵的深熊。

方法原理

常用的水處理方法有榮︰

(一)沉澱物過濾法

(二)硬水軟化法

(三)活性炭吸附法

(四)去離子法

(五)逆滲透法

(六)超過濾法

(七)蒸餾法

(八)紫外線消毒法

(九)生物化學法蛇謎煽。

(十) 混合離子交換法


timg (3).jpg


去離子法


去離子法的目的是將溶解於水中的無機離子排除礙,與硬水軟化器一樣料,也是利用離子交換樹脂的原理性建納。在這 使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂箍立漿。陽離子交換樹脂利用氫離子(H+)來交換陽離子;而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子(OH-)來交換陰離子祭煤,氫離子與氫氧根離子互相結合成中性水同,其反應方程式如下飽︰

M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1

A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1

上式中的的M+x表陽離子誹,x表電價數狡購,M+x陽離子與陽離子樹脂上H-Re的氫離子交換起,A-z則表陰離子竅,z表電價數膳,A-z與陰離子交換樹脂結合後訪敗,釋放出OH-離子兔搽。H+離子與OH-離子結合後即成中性的水灣。

這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原奉,陽離子交換樹脂需要強酸來還原;相反的堤犢午,陰離子則需要強堿來還原爐。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異極膜,它們的強弱程度及相對關系如下輕骨碾︰

Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+

陰離子交換樹脂與各陰離子的親合力強度如下霜蚊︰

S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F-

 

如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原勘騁,則吸附力最弱的氟就會逐漸出現在透析用水中潰,造成軟骨殘比ャ,骨質疏松癥及其它骨病變;如果陽離子交換樹脂消耗盡了玲,氫離子也會出現在透析用水之中犬,造成水質酸性的增加弛采,所以去離子功能是否有效事敲,需要時常監視臂。一般是*水質的電阻系數(resistivity)或傳導度(conductivity)來判斷罕常。去離子法所使用的離子交換樹脂同樣也會造成細菌的繁殖引起菌血癥華,這是值得注意的一點夸八隊。


timg (2).jpg


反滲透法


反滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物偉,有機物割,細菌陀,熱原及其它顆粒等錄,是透析用水之處理中最重要的一環戎拒。要了解"反滲透"原理之前閥,要先解釋"滲透(osmosis)的觀念漢翹兩。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液蹋晃,其中溶質不能透過半透膜惶,則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達濃度較高的另一方理隋洽,直到兩側的濃度相等為止炬倪污。在還沒達到平衡之前喂冗,可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力曬,則前述之水分子移動狀態會暫時停止嫁提,此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)"咐斤,如果施加的力量大於滲透壓時蠕句,則水份的移動會反方向而行備人牧,也就是從高濃度的一側流向低濃度的一側圭拍,這種現象就叫作"反滲透"擠系酣。反滲透的純化效果可以達到離子的層面蚊辰,對於單價離子(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可達90%-98%觸怯申,而雙價離子(divalent ions)可達95%-99%左右(可以防止分子量大於200道爾敦的物質通過)閥軌伴。

反滲透水處理常用的半透膜材質有縴維質膜(cellulosic)慨,芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides)魄乾,polyimide或polyfuranes等叮,至於它的結構形狀有螺旋型(spiral wound)叮蠟起,空心縴維型(hollow fiber)及管狀型(tubular)等奪屠繭。至於這些材質中縴維素膜的優點是耐氯性高倫辦,但在堿性的條件下(pH ≧8.0)或細菌存在的狀況下沮,使用壽命會縮短荊蒙。polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差奸駭。

如果反滲透前沒有作好前置處理則滲透膜上容易有污物堆積擎捻渴,例如鈣鄙蒼擻,鎂色耗尚,鐵等離子寢卿,造成反滲透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯與氯氨所破壞暇,因此在反滲透膜之前要有活性碳及軟化器等前置處理販。反滲透雖然價錢較高撅,因為一般反滲透膜的孔徑約在l0A以下古,它可以排除細菌去恆傅,病毒及熱原甚至各種溶解性離子等毀,所以在準備血液透析析釋用水最好準備這一道步驟琴冷。

反滲透系統的調試工作顯得尤為重要普。我們可以從以下幾個方面來掌握侵喜局︰

運行條件

運行前準備

試車運行

分離流程

反滲透膜分離工藝設計中常見的流程有如下幾種統錢︰

一級一段法這種方式是料液進入膜組件後都船剃,濃縮液和產水被連續引出耪銻,這種方式水的回收率不高嘗受靖,工業應用較少猾皆。另一種形式是一級一段循環式工藝味殿烤,它是將濃水一部分返回料液槽販計祥,這樣濃溶液的濃度不斷提高饋哩,因此產水量大極,但產水水質下降頓荒畝。

一級多段法當用反滲透作為濃縮過程時抽克擄,一次濃縮達不到要求時隙欽,可以采用這種多步式方式課富,這種方式濃縮液體體積可減少而濃度提高時,產水量相應加大較尖。

兩級一段法當海水除鹽率要求把NaCl從35000 mg/L降至500mg/L時夯,則要求除鹽率高達98.6%如一級達不到時獺,可分為兩步進行讕。即第一步先除去NaCl 90%肩鍛休,而第二步再從第一步出水中去除NaCl 89%縣巨技,即可達到要求怕秒綿。如果膜的除鹽率低客鋅,而水的滲透性又高時諷,采用兩步法比較經濟亢狄枷,同時在低壓低濃度下運行時俺,可提高膜的使用壽命拐。

 

多級反滲透流程在此流程中媚謙拓,將第一級濃縮液作為第二級的供料液澳酚淪,而第二級濃縮液再作為下一級的供料液牧欽,此時由于各級透過水都向體外直接排出鋪書盎,所以隨著級數增加水的回收率上升痰,濃縮液體體積減少濃度上升概。為了保證液體的一定流速珊,同時控制濃差極化理,膜組件數目應逐漸減少俯譜陀。


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