污水处理工艺及实际应用
[摘要]为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、 环保 、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
1.水处水理概述:
按处理程度的不同,废水处理系统可分为一级处理、二级处理和深度处理(三级处理)。
1.1 1 一级处理只除去废水中的悬浮物,以物理方法为主,处理后的废水一般还不能达到排放标准。对于二级处理系统而言,一级处理是预处理。
1.2 1 二级处理最常用的是生物处理法,它能大幅度地除去废水中呈胶体和溶解状态的有机物,使废水符合排放标准。但经过二级处理的水中还存留一定量的悬浮物、生物不能分解的溶解性有机物、溶解性无机物和氮磷等藻类增值营养物,并含有病毒和细菌。因而不能满足要求较高的排放标准,如处理后排入流量较小、稀释能力较差的河流就可能引起污染,也不能直接用作自来水、工业用水和地下水的补给水源。
1.3 1 三级处理是进一步去除二级处理未能去除的污染物,如磷、氮及生物难以降解的有机污染物、无机污染物、病原体等。废水的三级处理是在二级处理的基础上,进一步采用化学法(化学氧化、化学沉淀等)、物理化学法(吸附、离子交换、膜分离技术等)以除去某些特定污染物的一种“深度处理”方法。显然,废水的三级处理耗资巨大,但能充分利用水资源。
2.污水处理工艺及流程:
2.1物理处理:
2.1.1 格栅
格栅是由一组或多组相平行的金属栅条与金属框架组成的处理设施,安装在污水渠道、泵房及水口的进水处或污水处理厂的前端,用以截留废水中可能堵塞水泵机组和管道阀门的较大悬浮物,以保证后续处理设施的正常运行,并减轻后续构筑物的处理负荷。
2.1.1 .1 分类
⑴按格栅间距可分为粗格栅(50~100mm)、中格栅(10~40mm)、细格栅(3~10mm)三种,为了更好地拦截水中的颗粒物,有时采用粗中两道格栅,有时甚至采用粗、中、细三道格栅。
⑵按照清渣方式可分为人工格栅和机械格栅两种。人工格栅实用于中小型污水处理厂,所需截留的污染物较少。机械清渣的格栅,倾角一般为60°~70°,有时为90°。机械清渣格栅过水面积一般应不小于进水管网的有效面积的1.2倍。
2.1.2调节池
2.1.2.1地下调节池
调节池池是最常见的一种形式,它截流效果好,工作稳定,构造较简单 ,便于接受地下管道流入的污水 。池的结构就是一个深埋打下的混凝土池,两端有人孔方便查看水位或者检修池中的曝气装置 ,在池底设置有作为搅拌的曝气装置, 通过格栅进入 的污水在池中的以充分的混合。上接出水管 。污水在池内的流速应控制在0.15~0 .3m /s,污水在池内的停留时间一般为 3 ~ 6h ,有效水深不大于5 米,一般采用 2.5~3.5米 。
2.1.3气浮
2.1.3.1功能
气浮主要是利用容气系统产生的容气水中的微气泡,与水 中的悬浮物絮体粘合在一起,悬浮物随威气泡一起上升至水面,形成浮渣,使水中悬浮物得到去除 。
清水经过射流吸气装置,在一定工作压力的情况下,使空气最大限度的融入水中,通过快速减压释放,形成直径为30um-52um左右的小气泡。伴随着原水中 加入的絮凝剂经过在气浮接触室的反应,絮凝物和小气泡粘合在一起,在浮力的作用下,一起上升至液面形成浮渣 ,浮渣被刮泥机刮至泥槽。下面的清水通过集水池进入清水箱流入下一环节(中间池)。
2.1.3.2 应用
气浮作为水处理的一种方法, 被广泛应用到造纸中段水、纺防止印染 废水、炼油废水、油污分离、污泥浓缩(处理量为设备处理能力的20%-30%)。
2.1.4 中间池
中间池是由不同大小的池子组成,它主要用来控制进入下一系统污水的PH值和温度。在池子的底部有曝气装置加热装置。
2.2 生物处理
2.2.1 好氧生物处理
好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下,好氧微生物降解有机物,使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中的有机物作为营养源进行好氧代谢,这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应,逐级释放能量,最终以低能位的无机物稳定下来,达到无害化的要求,以便返回自然环境或进一步处置。好氧生物处理的最终过程可用下图表示。
上图表明,有机物被微生物摄取后,通过代谢活动,约有三分之一被分解、稳定,并提供其生物活动所需的能量;约有三分之二被转化,合成新的原生质,即进行生物自身生长繁殖。后者就是废水生物处理中的活性污泥。好氧生物处理的反应速度较快,所需的反应时间较短,故处理构筑物容积较小,且处理过程中散发的臭味较少,所以目前对中低浓度的有机废水,或者说BOD5浓度小于500mg/L的有 机废水,基本采用好氧生物处理法 。好氧生物生物对COD、 N 、 P 的需求比例为100:5 :1,因此在好氧生物培养时可以适量的添加一些氮肥和磷肥,可以促进细菌的繁殖。
2.2.1.1 在废水处理工程中,好氧生物处理有活性污泥法和生物膜法两大类,本厂采用的是循环式活性污泥法 。
2.2 .2 厌氧生物处理
厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下,兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒,呈灰色至黑色,有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用,有一定的沉降性能;颗粒厌氧活性污泥的直径在0.5mm 以上,微生物的组成主要有六种:由外到内水解细菌、发酵细菌、氢细菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸盐还原菌、厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架。
在厌氧生物处理的过程中,复杂的有机物被降解、转化为简单的化合物,同时释放能量。
有机物的转化分三个部分进行:部分转化为CH 4 ,这是一种可燃气体,可回收利用;还有部分被分解为CO2 、H 2O、NH3 、H2S等无机物,并为合成细胞提供能量;少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成成分。废水厌氧生物处理过程中有机物的转化如下图所示。