污水处理(lǐ)工艺分(fēn)类
一丶污水处理(lǐ)级别及工艺
1. 污水处理(lǐ)级别
污水处理(lǐ)级别有(yǒu)一级处理(lǐ)(包括一级强化处理(lǐ))、二级处理(lǐ)(包括二级强化处理(lǐ)) 和深度处理(lǐ)。
2. 污水处理(lǐ)工艺的组成
(1) 物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)工段
(2)生化处理(lǐ)工段
二丶污水处理(lǐ)工艺选择的原则
1丶工艺选择的主要技术经济指标包括:
①处理(lǐ)单位水量投资;
②削减单位污染投资;
③处理(lǐ)单位水量電(diàn)耗和成本;
④削减单位污染物(wù)電(diàn)耗和成本;
⑤占地面积;
⑥运行性能(néng)可(kě)靠性;
⑦管理(lǐ)维护难易程度;
⑧总體(tǐ)环境效益等。
2丶城市污水处理(lǐ)工艺应根据处理(lǐ)规模、水质特征、受纳水體(tǐ)的环境功能(néng)及当地的实际情况和要求,经全面技术经济比较后优选确定。
3丶应切合实际地确定污水进水水质,优化工艺设计参数,对污水的现状水质特征,污染物(wù)构成必须进行详细调查或测定,作出合理(lǐ)的分(fēn)析预测,在水质构成复杂或特殊时,应进行污水处理(lǐ)工艺的动态试验,必要时应开展中试研究。
4丶积极审慎地采用(yòng)新(xīn)工艺,对在國(guó)内首次应用(yòng)的新(xīn)工艺, 必须经过中试和生产性试验,提供可(kě)靠的设计参数后再进行应用(yòng)。
5丶同一个污水厂分(fēn)期建设时,各阶段应尽量采用(yòng)同一种工艺,而且各阶段的建设规模应尽量相同。
三丶污水处理(lǐ)方法
现代污水处理(lǐ)方法主要分(fēn)為(wèi)物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)法、化學(xué)处理(lǐ)法、物(wù)理(lǐ)化學(xué)处理(lǐ)法和生物(wù)处理(lǐ)法四类。
1丶物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)法
物(wù)理(lǐ)处理(lǐ)法是通过物(wù)理(lǐ)作用(yòng),以分(fēn)离、回收污水中不溶解的、呈悬浮状的污染物(wù)质(包括油膜和油珠),在处理(lǐ)过程中不改变其化學(xué)性质。常用(yòng)的有(yǒu)过滤法、沉淀法、浮选法等。
(1)过滤法:利用(yòng)过滤介质截流污水中的悬浮物(wù)。过滤介质有(yǒu)筛网、纱布、粒物(wù),常用(yòng)的过滤设备有(yǒu)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(lǐ)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(wù)或悬浮物(wù)不能(néng)通过而被阻留在格栅、细筛或滤料上。
格栅板
这一步属废水的预处理(lǐ)其目的在于回收有(yǒu)用(yòng)物(wù)质;初步漫清废水以利于以后的处理(lǐ),减轻沉淀池或其他(tā)处理(lǐ)设备的负荷;保护抽水机械,以免受到颗粒物(wù)堵塞发生故障。
保护水泵和其他(tā)处理(lǐ)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(xiǎo)。清渣方法有(yǒu)人工与机械两种。栅渣应及时清理(lǐ)和处理(lǐ)。
筛网主要用(yòng)于截留粒度在数毫米到数十毫米的细碎悬浮态杂物(wù),如纤维、纸浆、藻类等,通常用(yòng)金属丝、化纤编织而成,或用(yòng)穿孔钢板,孔径一般小(xiǎo)于5mm,最小(xiǎo)可(kě)為(wèi)0.2mm。
筛网过滤装置有(yǒu)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(néng)截留污物(wù),又(yòu)便于卸料及清理(lǐ)筛面 。
2)粒状介质过滤(又(yòu)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(xiǎo)的悬浮物(wù)和肢體(tǐ)就被截留在滤料的表面和内部空隙中。
常用(yòng)的过滤介质有(yǒu)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(wù)进行物(wù)理(lǐ)截留、沉降和吸附等作用(yòng)。过滤的效果取决于滤料孔径的大小(xiǎo)、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(xiǎo),逐渐形成一层主要由被截留的团體(tǐ)颗粒构成的滤膜, 并由它起主要的过滤作用(yòng)。这种作用(yòng)属于阻力截留或筛滤作用(yòng)。
废水通过滤料层时,众多(duō)的滤料表面提供了巨大的可(kě)供悬浮物(wù)沉降的有(yǒu)效面积,形成无数的小(xiǎo) “沉淀池”,悬浮物(wù)极易在此沉降下来。这种作用(yòng)属于重力 沉降。
由于滤料具有(yǒu)巨大的表面积,它与悬浮物(wù)之间有(yǒu)明显的物(wù)理(lǐ)吸附作用(yòng)。此外,砂粒在水中常常带有(yǒu)表面负電(diàn)荷,能(néng)吸附带正電(diàn)荷的铁、铝等肢體(tǐ),从而在滤料表面形成带正電(diàn)荷的薄膜,并进而吸附带负電(diàn)荷的胶土和多(duō)种有(yǒu)机物(wù)等胶體(tǐ),在砂粒上发生接触絮凝。
(2)沉淀法:沉淀法是利用(yòng)污水中的悬浮物(wù)和水的相对密度不同的原理(lǐ), 借助重力沉降作用(yòng)使悬浮物(wù)从水中分(fēn)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(néng)力)可(kě)分(fēn)為(wèi)四种:
1) 分(fēn)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(yòng),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(yòng)下,使废水中的胶體(tǐ)和细微悬浮物(wù)凝聚為(wèi)具有(yǒu)可(kě)分(fēn)离性的絮凝體(tǐ),然后采用(yòng)重力沉降予以分(fēn)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體(tǐ),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(yòng)的无机混凝剂有(yǒu)硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁及聚合铝;常用(yòng)的有(yǒu)机絮凝剂有(yǒu)聚丙烯酷胶等,还可(kě)采用(yòng)助凝剂如水玻璃、石灰等 。
3)區(qū)域沉降(又(yòu)称拥挤沉降、成层沉降):当废水中悬浮物(wù)含量较高时,颗粒间的距离较小(xiǎo),其间的聚合力能(néng)使其集合成為(wèi)一个整體(tǐ),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(yǒu)一明显的分(fēn)界面,逐渐向下移动,此类沉降称為(wèi)區(qū)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(duō)属此类。
4)压缩沉淀:当悬浮液中的悬浮固體(tǐ)浓度很(hěn)高时,颗粒互相接触、挤压,在上层颗粒的重力作用(yòng)下,下层颗粒间隙中的水被挤出,颗粒群體(tǐ)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(hěn)缓慢。依据水中悬浮性物(wù)质的性质不同,设有(yǒu)沉砂池和沉淀池两种设备。
沉淀池
沉砂池用(yòng)于除去水中砂粒、煤渣等相对密度较大的元机颗粒物(wù)。沉砂池一般设在污水处理(lǐ)装置前,以防止处理(lǐ)污水的其他(tā)机械设备受到磨损。
沉淀池是利用(yòng)重力的作用(yòng)使悬浮性杂质与水分(fēn)离。它可(kě)以分(fēn)离直径為(wèi)20~100µ,m以上的颗粒。根据沉淀池内的水流方向,可(kě)将其分(fēn)為(wèi)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(wù)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(duō)為(wèi)圆形,直径较大,一般在20~30m以上,适用(yòng)于大型水处理(lǐ)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(xiǎo),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(duō)為(wèi)圆形,也有(yǒu)方形和多(duō)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(fēn)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(lǐ)与利用(yòng)的方法中,沉淀(或上浮)法常常作為(wèi)其他(tā)处理(lǐ)方法前的预处理(lǐ)。如用(yòng)生物(wù)处理(lǐ)法处理(lǐ)、污水时,一般需事先经过预沉池去除大部分(fēn)悬浮物(wù)质,以减少生化处理(lǐ)时的负荷,而经生物(wù)处理(lǐ)后的出水仍要经过二次沉淀池的处理(lǐ),进行泥水分(fēn)离以保证出水水质。
(3)浮选法:将空气通人污水中,并以微小(xiǎo)气泡形式从水中析出成為(wèi)载體(tǐ),污水中相对密度接近于水的微小(xiǎo)颗粒状的污染物(wù)质(如乳化油等)附在气泡上,并随气泡上升到水面,然后用(yòng)机械的方法撇除,从而使污水中的污染物(wù)质得以从污水中分(fēn)离出来。疏水性的物(wù)质易气浮,而亲水性的物(wù)质不易气浮。因此有(yǒu)时為(wèi)了提高气浮效率,需向污水中加入浮选剂改变污染物(wù)的表面特性,使某些亲水性物(wù)质转变為(wèi)疏水性物(wù)质,然后气浮除去,这种方法称為(wèi)“浮选”。
气浮时要求气泡的分(fēn)散度高,量多(duō),有(yǒu)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(yòu)不影响浮渣的运送和脱水。产生气 泡的方法有(yǒu)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(xiǎo)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(xiǎo)气泡的形式从水中逸出。目前废水处理(lǐ)中的气浮工艺多(duō)采用(yòng)压力溶气法。
气浮法的主要优点有(yǒu):设备运行能(néng)力优于沉淀池,一般只需15~20min即可(kě)完成固液分(fēn)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(yǒu)机物(wù)、藻类表面活性剂及臭味等有(yǒu)明显效果,其出水水质為(wèi)后续处理(lǐ)及利用(yòng)提供了有(yǒu)利条件。
气浮法的主要缺点是:耗電(diàn)量较大;设备维修及管理(lǐ)工作量增加,运转部分(fēn)常有(yǒu)堵塞的可(kě)能(néng);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,目前较為(wèi)常用(yòng)的方法还有(yǒu)電(diàn)解气浮法
(4)离心分(fēn)离法:含有(yǒu)悬浮污染物(wù)质的污水在高速旋转时,利用(yòng)悬浮颗粒(如乳化油)和污水受到的离心力不同, 从而达到分(fēn)离目的的方法。常用(yòng)的离心设备有(yǒu)旋流分(fēn)离器和离心分(fēn)离器等。
2 丶化學(xué)处理(lǐ)法
向污水中投加化學(xué)试剂,利用(yòng)化學(xué)反应来分(fēn)离、回收污水中的污染物(wù)质,或将污染物(wù)质转化為(wèi)无害的物(wù)质。该法既可(kě)使污染物(wù)与水分(fēn)离,回收某些有(yǒu)用(yòng)物(wù)质,也能(néng)改变污染物(wù)的性质,如降低废水的酸碱度、去除金属离子、氧化某些有(yǒu)毒有(yǒu)害的物(wù)质等,因此可(kě)达到比物(wù)理(lǐ)法更高的净化程度。常用(yòng)的化學(xué)方法 有(yǒu)化學(xué)沉淀法、中和法、氧化还原法和混凝法。
化學(xué)法处理(lǐ)的局限性如下:
由于化學(xué)处理(lǐ)废水常采用(yòng)化學(xué)药剂(或材料), 处理(lǐ)费用(yòng)一般较高, 操作与管理(lǐ)的要求也较严格。
化學(xué)法还需与物(wù)理(lǐ)法配合使用(yòng)。在化學(xué)处理(lǐ)之前, 往往需用(yòng)沉淀和过滤等手段作為(wèi)前处理(lǐ);在某些场合下,又(yòu)需采用(yòng)沉淀和过滤等物(wù)理(lǐ)手段作為(wèi)化學(xué)处理(lǐ)的后处理(lǐ)。
( 1)化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是指向废水中投加某些化學(xué)药剂,使其与废水中的溶解性污染物(wù)发生五换反应,形成难榕于水的盐类(沉淀物(wù))从水中沉淀出来,从而降低或除去水中的污染物(wù)。化學(xué)沉淀法多(duō)用(yòng)于在水处理(lǐ)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(yòng)的沉淀剂不同,沉淀法可(kě)分(fēn)為(wèi)石灰法(又(yòu)称為(wèi)氢氧化物(wù)沉淀法)、硫化物(wù)法和银盐法等。
水中Ca 2+、Mg2+令含量的总和称总硬度,可(kě)分(fēn)為(wèi)碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度可(kě)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(kě)采用(yòng)石灰-苏打软化法,使Ca2+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(kě)先用(yòng)化學(xué)沉淀法作為(wèi)离子交换软化的前处理(lǐ),以节省离子交换的运行费用(yòng)。
去除废水中的重金属离子时,一般采用(yòng)投加碳酸盐的方法,生成的金属离子,碳酸盐的溶度积很(hěn)小(xiǎo),便于回收。如利用(yòng)碳酸销处理(lǐ)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(lǐ)重金属废水时应用(yòng)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;沉淀體(tǐ)积大,脱水困难。
(2)中和法
中和法处理(lǐ)是利用(yòng)酸碱相互作用(yòng)生成盐和水的化學(xué)原理(lǐ), 将废水从酸性或碱性调整到中性附近的处理(lǐ)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(kě)采取中和法进行处理(lǐ)。
酸性污水的处理(lǐ),通常采用(yòng)投加石灰、苛性锅、碳酸锅或以石灰石、大理(lǐ)石作洁、料来中和酸性污水。碱性污水的处理(lǐ),通常采用(yòng)投加硝酸、 盐酸或利用(yòng)二氧化碳气體(tǐ)中和碱性污水。另外,对于酸、碱性污水也可(kě)以用(yòng)二者相互中和的办法来处理(lǐ)。
(3)氧化还原法
氧化还原法是通过化學(xué)药剂与水中污染物(wù)之间的氧化还原反应,将污水中的有(yǒu)毒有(yǒu)害污染物(wù)转化為(wèi)无毒或微毒物(wù)质的方法。这种方法主要处理(lǐ)无机污染物(wù),如重金属和氧化物(wù)的污染。利用(yòng)高健酸御、液氯、臭氧等强氧化剂或電(diàn)极的阳极反应,将废水中的有(yǒu)害物(wù)质氧化分(fēn)解為(wèi)元害物(wù)质;利用(yòng)铁粉等还原剂或電(diàn)极的阴极反应,将废水中的有(yǒu)害物(wù)质还原為(wèi)无害物(wù)质;臭氧氧化法对污水进 行脱色、杀菌和除臭处理(lǐ);空气氧化法处理(lǐ)含硫废水;还原法处理(lǐ)含锦電(diàn)镀废水等都是氧化还原法处理(lǐ)废水的实例。
水处理(lǐ)常用(yòng)的氧化剂有(yǒu)氧、臭氧、氯、次氯酸等。常用(yòng)的还原剂有(yǒu)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體(tǐ)颗粒的废水中加入電(diàn)解质以破坏肢體(tǐ)的稳定性而使其聚沉。常用(yòng)的混凝剂有(yǒu)硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚乙烯亚股或聚丙烯酷胶等。為(wèi)加速混凝常伴随加入助凝剂石灰、活性硅胶、骨胶等。
3丶 物(wù)理(lǐ)化學(xué)处理(lǐ)法
物(wù)理(lǐ)化學(xué)法(简称物(wù)化法),是利用(yòng)萃取、吸附、离子交换、 膜分(fēn)离技术、气提等物(wù)理(lǐ)化學(xué)的原理(lǐ),处理(lǐ)或回收工业废水的方法。它主要用(yòng)分(fēn)离废水中无机的或有(yǒu)机的(难以生物(wù)降解的)溶解态或胶态的污染物(wù)质,回收有(yǒu)用(yòng)组分(fēn),并使废水得到深度净化。因此,适合于处理(lǐ)杂质浓度很(hěn)高的废水(用(yòng)作回收利用(yòng)的方法),或是浓度很(hěn)低的废水(用(yòng)作废水深度处理(lǐ))。利用(yòng)物(wù)理(lǐ)化學(xué)法处理(lǐ)工业废水前,一般要经过预处理(lǐ),以减少废水中的悬浮物(wù)、油类、有(yǒu)害气體(tǐ)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(lǐ)以避免二次污染。常用(yòng)的方法有(yǒu)萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法(包括渗析法、電(diàn)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(xiǎo)于水的有(yǒu)机溶剂,充分(fēn)混合接触后使污染物(wù)重新(xīn)分(fēn)配,由水相转移到溶剂相中,利用(yòng)溶剂与水的密度差别,将溶剂分(fēn)离出来,从而使污水得到净化的方法。再利用(yòng)溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收,再生后的溶剂可(kě)循环使用(yòng)。使用(yòng)的溶剂叫萃取剂,提出的物(wù)质叫萃取物(wù)。萃取是一种液-液相间的传质过程,是利用(yòng)污染物(wù)(溶质)在水与有(yǒu)机溶剂两相中的溶解度不同进行分(fēn)离的。
在选择萃取剂时,应注意萃取剂对被萃取物(wù)(污染物(wù))的选择性,即溶解能(néng)力的大小(xiǎo),通常溶解能(néng)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(fēn)离就越容易。常用(yòng)的萃取剂有(yǒu)含氧萃取剂、含磷萃取剂、含氮萃取剂等。常用(yòng)的萃取设备有(yǒu)脉冲筛板塔、离心萃取机等。
(2)吸附法
吸附法处理(lǐ)废水是利用(yòng)——种多(duō)孔性固體(tǐ)材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多(duō)种溶解污染物(wù)、 有(yǒu)机污染物(wù)等(称為(wèi)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(yòng)活性炭可(kě)吸附废白水中的盼、 隶、 错、氧等剧毒物(wù)质, 且具有(yǒu)脱色、 除臭等作用(yòng)。吸附法目前多(duō)用(yòng)于污水的深度处理(lǐ), 可(kě)分(fēn)為(wèi)静态吸附和动态吸附两种方法, 即在污水分(fēn)别处于静态和流动态时进行吸 附处理(lǐ)。常用(yòng)的吸附设备有(yǒu)固定床、 移动床和流动床等。
在废水处理(lǐ)中常用(yòng)的吸附剂有(yǒu)活性炭、 磺化煤、 木(mù)炭、 焦炭、 硅藻土、 木(mù)屑和吸附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用(yòng)较為(wèi)普遍。一般吸附剂均呈松散多(duō) 孔结构, 具有(yǒu)巨大的比表面积。其吸附力可(kě)分(fēn)為(wèi)分(fēn)子引力(范德华力)、 化學(xué)键力和静電(diàn)引力三种。水处理(lǐ)中大多(duō)数吸附是上述三种吸附力共同作用(yòng)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(néng)力。再生的方法有(yǒu)加热再生法、 蒸汽吹脱法、 化學(xué)氧化再生法(湿式氧化、 電(diàn)解氧化和臭氧氧化等)、 溶剂再生法和生物(wù)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(lǐ)要求高, 因此多(duō)用(yòng)于给水处理(lǐ)中。
(3)离子交换法
离子交换法是利用(yòng)离子交换剂的离子交换作用(yòng)置换污水中的离子态污染物(wù)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(lǐ)工业污水中的有(yǒu)毒物(wù)质方面, 得到一定的应用(yòng)。如用(yòng)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(duō)用(yòng)于工业给水处理(lǐ)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(yòng)Na+交换树脂。
(4)膜析法
1) 電(diàn)渗析法。電(diàn)掺析法是在直流電(diàn)场的作用(yòng)下, 利用(yòng)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(shāng)子通过), 使一部分(fēn)溶液中的离子迁移到另一部分(fēn)溶液中去,使得溶液中的電(diàn)解质与水分(fēn)离, 从而达到浓缩、纯化、分(fēn)离的一 种水处理(lǐ)方法。電(diàn)渗析法是在离子交换技术基础上发展起来的新(xīn)方法, 除用(yòng)于污水处理(lǐ)外, 还可(kě)用(yòng)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(yòng)于含重金属废水的处理(lǐ)、 污水的深度处理(lǐ)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(yòng)途是与离子交换系统联用(yòng), 作為(wèi)离子交换的预处理(lǐ)方法以制备去离子的超纯水。在废水处理(lǐ)中, 反渗透法主要用(yòng)于去除与回收重金属离子, 去除盐、有(yǒu)机物(wù)、色度以及放射性元素等。
目前在水处理(lǐ)领域内广泛应用(yòng)的半透膜有(yǒu)醋酸纤维素 膜和聚酷胶膜磺化聚苯醋等高聚物(wù)。常用(yòng)的反渗透装置有(yǒu)管式、螺旋式、中空纤维式及板框式等。渗透水可(kě)重复利用(yòng)。
4丶生物(wù)处理(lǐ)法
生物(wù)处理(lǐ)法是利用(yòng)自然环境中微生物(wù)的生物(wù)化學(xué)作用(yòng), 氧化分(fēn)解溶解于污 水中或肢體(tǐ)状态的有(yǒu)机污染物(wù)和某些无机毒物(wù)(如氟化物(wù)、硫化物(wù)), 并将其转化為(wèi)稳定无害的无机物(wù), 从而使废水得以净化的方法。此法具有(yǒu)投资少、效果好、运行费用(yòng)低等优点, 在城市废水和工业废水的处理(lǐ)中得到最广泛的应用(yòng)。
现代生物(wù)处理(lǐ)法根据微生物(wù)在生化反应中是否需要氧气, 分(fēn)為(wèi)好氧生物(wù)处 理(lǐ)和厌氧生物(wù)处理(lǐ)两类。
(1)好氧生物(wù)处理(lǐ)法
在有(yǒu)氧的条件下, 依赖好氧菌和兼氧菌的生化作用(yòng)完成废水处理(lǐ)的工艺称為(wèi)好氧生物(wù)处理(lǐ)法。该法需要有(yǒu)氧的供应。根据好氧微生物(wù)在处理(lǐ)系统中所呈现的状态, 可(kě)分(fēn)為(wèi)活性污泥法和生物(wù)膜法。
1)活性污泥法是目前使用(yòng)最广泛的一种生物(wù)处理(lǐ)法。 该方法是向曝气池中富含有(yǒu)机污染物(wù)并有(yǒu)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(yǒu)机物(wù)和好氧菌代謝(xiè)活动的产物(wù)所组成的聚集體(tǐ), 具有(yǒu)很(hěn)强的分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)的能(néng)力,称之為(wèi) “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(fēn)离后, 澄清的水被排放, 污泥作為(wèi)种泥回流到曝气池, 继续运作。这种以活性污泥為(wèi)主體(tǐ)的生物(wù)处理(lǐ)法称為(wèi) 活性污泥法” 。废水在曝气池中停留4~6h,可(kě)除去废水中的有(yǒu)机物(wù)约90%。活性污泥法有(yǒu)多(duō)种池型及运行方式,通常有(yǒu)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(wù)膜法是使污水连续流经固體(tǐ)填料(碎石、煤渣或塑料填料),微生物(wù)在填料上大量繁殖,形成污泥状的胶膜称為(wèi)生物(wù)膜, 利用(yòng)生物(wù)膜处理(lǐ)污水的方法,称為(wèi)生物(wù)膜法。生物(wù)膜主要由大量的菌胶团、真菌、藻类和原生动物(wù)组成。生物(wù)膜上的微生物(wù)起到和活性污泥同样的净化作用(yòng), 吸附并降解水中的有(yǒu)机污 染物(wù), 从填料上脱落的衰老的生物(wù)膜随处理(lǐ)后的污水流入沉淀池, 经过沉淀池沉淀分(fēn)离后, 使污水得以净化。常用(yòng)的生物(wù)膜法有(yǒu)生物(wù)滤池、生物(wù)接触氧化池、生物(wù)转盘等。
(2)厌氧生物(wù)处理(lǐ)法
在无氧的条件下, 利用(yòng)厌氧微生物(wù)的作用(yòng)分(fēn)解、污水中的有(yǒu)机物(wù), 使污水净化的方法称為(wèi)厌氧生物(wù)处理(lǐ)法。近年来, 世界性的能(néng)源紧张, 使污水处理(lǐ)向节能(néng)和实现能(néng)源化的方向发展, 从而促进了厌氧微生物(wù)处理(lǐ)方法的发展。一大批高效新(xīn)型厌氧生物(wù)反应器相继出现, 包括厌氧生物(wù)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(wù)团體(tǐ)浓度很(hěn)高, 市泥龄很(hěn)長(cháng), 因此处理(lǐ)能(néng)力大大提高, 从而使厌氧生物(wù)处理(lǐ)法所具有(yǒu)的能(néng)耗小(xiǎo)、可(kě)以回收能(néng)源、 剩余的污泥量少、 生成的污泥稳定而易处理(lǐ)、 对高浓度有(yǒu)机废水处理(lǐ)效率高等优点得到充分(fēn)體(tǐ)现。厌氧生物(wù)处理(lǐ)法经过多(duō)年的发展,已经成為(wèi)污水处理(lǐ)的主要方法之一。
5 丶除磷丶脱氮
(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(yǒu)机磷的形式溶解于水中。常用(yòng)的除磷方法有(yǒu)化學(xué)法和生物(wù)法。
1)化學(xué)法除磷:利用(yòng)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。化學(xué)法的特点是磷的去除效率较高,处理(lǐ)结果稳定, 污泥在处理(lǐ)和处置过程中不会重新(xīn)释放磷造成二次污染,但污泥的产量比较大。
化學(xué)除磷方法与二级处理(lǐ)工艺相结合的三种除磷工艺的优缺点比较
2)生物(wù)法除磷:生物(wù)法除磷是利用(yòng)微生物(wù)在好氧条件下, 对废水中溶解性 磷酸盐的过量吸收,沉淀分(fēn)离而除磷。整个处理(lǐ)过程分(fēn)為(wèi)厌氧放磷和好氧吸磷 两个阶段。
含有(yǒu)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(shāng)在厌氧状态下,将體(tǐ)内积聚的聚磷分(fēn)解為(wèi)无机磷释放回废水中。这就是“ 厌氧放磷”。
聚磷菌在分(fēn)解聚磷时产生的能(néng)量除一部分(fēn)供自己生存外,其余供聚磷菌吸收废水中的有(yǒu)机物(wù),并在厌氧发酵产酸菌的作用(yòng)下转化成乙酸背,再进一步转化為(wèi)PHB (聚自-短基丁酸)储存于體(tǐ)内。
进入好氧状态后, 聚磷菌将储存于體(tǐ)内的PHB进行好氧分(fēn)解, 并释放出大 量能(néng)量,一部分(fēn)供自己增殖,另一部分(fēn)供其吸收废水中的磷酸盐,以聚磷的形式积聚于體(tǐ)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(fēn)含磷活性活泥回流到厌氧池外,其余的作為(wèi)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(yǒu)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(wù)中的蛋白质。脱氮的方法有(yǒu)化學(xué)法和生物(wù)法两大类。
1)化學(xué)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(kě)以完全除去水中的氨氮。為(wèi)了减少氯的投加量, 此法常与生物(wù)硝化联用(yòng), 先硝化再除去微量的残余氨氮。
2)生物(wù)法脱氮:生物(wù)脱氮是在微生物(wù)作用(yòng)下,将有(yǒu)机氮和氨态氮转化為(wèi)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)转化為(wèi)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-)还原為(wèi)氮气。因此整个脱氮过程需经历好氧和缺氧两个阶段。
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