❶ 淺談城市污水處理幾種方法
1 活性污泥法
活性污泥法具有處理能力高的優點,是目前應用最廣的一種生物處理流程。活性污泥法根據泥齡不同大小,可分成高、中、低3類系統。活性污泥法的工藝主要由曝氣池、沉澱池、污泥迴流和剩餘污泥排放系統組成。廢水和迴流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。曝氣池的流態可分為3種基本類型,推流式、完全混合式和循環流,循環流實際上是推流和完全混合的特混合方式。曝氣混合設備起供氧及混合作用,通過曝氣設備讓空氣中的氧溶入混合液,使廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸產生氧代謝反應,隨後混合液中的懸浮固體在沉澱池中沉下來和水分離,讓凈化水流出沉澱池,讓污泥迴流。污泥的穩定化程度隨著泥齡增長而增高,迴流污泥可以保持曝氣池內具有一定的懸浮固體濃度。剩餘污泥排放系統主要是將曝氣池中的生化反應增殖的微生物量從沉澱池中排除,以維持活性污泥系統的穩定運行。活性污泥不僅有氧化和分解有機物的能力,而且有良好的凝聚和沉降性能,能使活性污泥從混合液中分離出來,分離出澄清的水。採用傳統的活性污泥法,因為設備低效高耗,易出現污泥膨脹現象;隨著城市提高污水排放標准,降低污水中氮、磷等營養物質,傳統的活性污泥法需要形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這勢必增加基建投資的費用和能耗,與目前的缺少資金和高效低能相矛盾。並且使運行管理較為復雜。
2 生物膜法
在污水生物處理的發展和應用中,活性污泥和生物膜法一直占據主導地位。生物膜法主要用於從廢水中去除溶解性有機污染物,主要特點是微生物附著在介質「濾料」表面,形成生物膜,污水同生物膜接觸後,溶解的有機污染物被微生物吸附轉化為H20、C02、NH3和微生物細胞物質,污水得到凈化,所需氧化一般直接來自大氣。生物膜法處理系統適用於處理中小規模的城市廢水,採用的處理構築物有高負荷生物濾池和生物轉盤,生物濾池在我國南方更為適用。
3 氧化法
氧化法是目前廣泛採用並極具發展潛力的城市生活污水預處理方法之一。根據氧化劑的種類及反應器的類型,氧化法可分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法等。目前已成為國內外非常活躍的研究課題,有專家預測,氧化法將成為2l世紀廢水處理中重要的方法之一。
3.1 深度氧化法
目前廢水深度氧化法以O2為氧化劑對有機物進行氧化,主要有濕式空氣氧化法、超臨界水氧化法等。濕式空氣氧化法(WAO)是在高溫、高壓下,以空氣為氧化劑,使廢水中的有機化合物及無機還原物質被氧化成二氧化碳和水的一種處理方法。超臨界水氧化法是指在水的臨界狀態下對其它的有機物進行氧化的工藝過程。有機物在超臨界水富氧均相中進行氧化,在400~600℃下,反應速率極高,幾乎能在幾秒之內相當有效地破壞有機物的結構。該方法具有反應徹底,使有機碳、氫完全轉化為CO2和H2O的特點。,WAO法對於高濃度、高色度染料廢水的處理具有良好的處理效果,極大提高難降解廢水的生物可生化性。
3.2 光化學氧化
光化學氧化法是近年來污水處理領域中新興起的新技術。根據反應原理的不同,光化學氧化可分為光分解、光敏化氧化、光激發氧化和光催化氧化。光分解的基本原理為反應物分子吸收光子後進入激發態,激發態分子通過化學反應消耗
能量返回基態。光分解只作用於對給定波長紫外光有較強吸收的物質,同時光分解過程不能使有機物達到徹底的氧化。
3.3 電化學氧化法
傳統的電化學氧化主要是利用電解過程中產生的HO,和有機物在電極表面上直接氧化廢水中的污染物。由於H2o,氧化能力和電極壽命有限等問題限制了其進一步發展。電化學氧化是利用陽極的高電位及催化活性米直接降解水中的污染物,或足利用產生羥基自由基等強氧化劑降解水中有毒污染物。但反應受到電極材料及副反應一析氧反應的限制,降低反廊效率。電化學降解有機物可以分為電化學直接氧化和電化學問接氧化兩類。電化學直接氧化法是利用陽極的高電勢氧化降解廢水中的有機或無機污染物,在反 過程中污染物直接與電檄進行電子傳遞; 電化學問接氧化法是一種通過陽極反產生具有強氧化作用的中間產物或發生陽極反應以外的反應,使污染物被氧化,最終達到氧化降解污染物的日的。
3.4 光化學催化氧化
光化學氧化義稱有光催化降解,一般可分為均相、非均相兩種類型。只有污染物治理技術耗能低、操作簡便、反應條件溫和、無二次污染等突出優點,能有效地將有機污染物轉化為無機小分子,達到完全無機化的目的。光化學催化氧化是水處理高級氧化技術里一類處理效率很高的污水處理氧化技術。
❷ 常見9大污水處理工藝水最先進,誰花錢最少,綜合
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類。前者處理效率高,效果好,使用廣泛,是生物處理的主要方法。屬於生物處理法的工藝有以下幾種。
一、活性污泥法
是當前應用最廣泛的一種生物處理技術。將空氣連續鼓入含有大量溶解有機污染物的污水中,經過一段時間,水中既形成繁殖有大量好氧型微生物的絮凝體—活性污 泥,活性污泥能夠吸附水中的有機物,生活污水在活性污泥上的微生物以有機物為食料,獲得能量,並不斷省長增殖,有機物被分解、去除,使污水得以凈化。 一般經曝氣池處理的出水是含有大量活性污泥的污水—混合液,經沉澱分離,水被凈化排放,沉澱分離後的污泥作為種泥,部分迴流到曝氣池。活性污泥法自出現以來,經過80多年的演變,出現了各種活性污泥法的變法,但其原理和工藝過程沒有根本性的改變。
二、普通活性污泥法
這種方法已被廣泛使用,是許多污水處理廠的常用工藝。傳統活性污泥法是將污水和迴流污泥從曝氣池首段引入,呈推流式至曝氣池末端流出,此法適用於處理要求高、水質較穩定的污水,但對負荷的變動適應性較弱,後來在此基礎上產生了一些改良形式。
三、多點進水法為了使槽內有機負荷接近一定值,把污水從幾個點分開流入,有利於解決超負荷問題。
四、吸附再生法
接觸槽內活化的活性污泥吸附污染物質,污泥與水分離後,在曝氣槽內把吸附的污染物質進行氧化。該法有利於增加污水處理量,有一定的抗擊沖擊負荷能力。
五、延時曝氣法
污水在曝氣池內延長曝氣時間,有利於完全氧化,污泥量少,該法適用於小型污水處理廠。
六、厭氧-缺氧
好氧活性污泥法 在常規活性污泥法去除有機污染物的同時,為了能有效的去除氮磷等營養物質,人們把厭氧、缺氧、好氧狀況組合到活性污泥法中,使厭氧-缺氧-好氧狀況在反應曝氣池內同時存在或反復周期實現,形成了厭氧-缺氧-好氧活性污泥法。也有的工藝流程採用厭氧-好氧活性污泥法。
七、間歇式活性污泥法
污水流至單一反應池中,按時間通過程序控制各過程。在反應池的一個工作周期,運行程序依次為進水、反應、沉澱、出水和待機等過程。該法適用於中小水量和出水水質較高的場合,有利於自動化控制;通過對運行的調整,該法也可進行除磷脫氮和化學處理,有利於污水回用。
近年來,SBR工藝發展很快,尤其隨著儀表和自控技術與裝備的發展,間歇式活性污泥法新工藝不斷涌現,如CASS工藝、CAST工藝、IDEA工藝、MSBR工藝以及UNITANK工藝等。
八、AB法
該法是吸附降解工藝的簡稱,屬超高負荷活性污泥法,它是兩個活性污泥法的串聯系統,兩者各有獨立的二次沉澱池。該法抗沖擊負荷能力強,有利於除磷脫氮和化學處理,特別有利於處理濃度高、水質水量變化大的污水。
九、氧化溝
氧化溝為連續環形曝氣池,其池較長,深度較淺。氧化溝系統是一種成本低廉、構造簡單易於維護管理的處理技術,其出水水質好,可進行脫氮,有利於延時曝氣。
❸ 污水生物處理各方式優缺點對比
污水處理工藝方案技術比較表
氧化溝 生物接觸氧化法 A/O法
技術適用性 國內外使用情況,水量、水質的適應程度 運行管理復雜, 國外採用較多,適應中、小規模污水處理廠,對水質水量的變化適應能力較差 運行管理簡單,國內外採用較多,對水質水量變化適應性強,適用於工業廢水處理與深度處理 運行管理復雜,國內外採用較多,對水質水量的變化適應能力較差,適應大中小規模污水廠
二 水質目標
出水水質 滿足污水排放標準的保證率 出水水質好,對於工業廢水處理運行缺乏經驗,且運行復雜,工程實例少 適用於處理難生化降解的低濃工業廢水,出水水質好 適合一般城市污水,出水水質好,能高效脫氮,污泥產量小且穩定。污泥無需消化
對外界條件的適應性 氣溫、水溫、營養、水量變化等對出水水質的影響 出水水質穩定,對外界條件變化適應性較強 出水水質穩定,對外界條件變化適應性好 出水水質穩定,對外界條件變化適應性強
三 工程實施
分步實施 分步實施的可能 可分組實施 可分組實施 可分組實施
施工難易 施工的難易程度 容易 容易 容易
佔地面積 處理萬噸水量佔地 ≤8畝 ≤8畝 ≥12畝
四 環境影響
對周圍環境的影響 指雜訊及臭味等 噪音及臭味低 噪音及臭味低 噪音及臭味低
污泥的影響 污泥的產量及穩定性 污泥量小,污泥穩定性好 污泥量小,污泥穩定性好 污泥量略多,污泥穩定性好
五 運行管理
運轉操作 指運行和操作的方便程度 運行復雜,需根據水質調整,對員工技術要求高。 簡單 簡單
維護管理 設備維修難易及工作量 設備多,系統復雜,維修量大 設備較少,維修要求相對低 設備較少,維修要求相對低
❹ 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。
❺ 常用的污泥處理方法有哪些
對於工業企業來說,污水的處理是工作重點之一。污水處理行業對全球溫室氣體的總貢獻率雖然僅佔2%~5%,但亦不可小覷,同樣也面臨著碳減排甚至碳中和的壓力。
通常來說,污泥處理指對污泥進行濃縮、調質、脫水、穩定、干化或焚燒等減量化、穩定化、無害化的加工過程。一般而言,污水處理程度越高,就會產生越多的污泥殘余物需要加以處理。除非是利用土地處理或污水塘處理污水,否則一般的污水處理廠必須設有污泥處理設施。
污泥的來源錯綜復雜,不同的來源的污泥處理方式也有有差別。其中,自來水廠沉澱池或濃縮池排出的物化污泥屬中細粒度有機與無機混合污泥,可壓縮性能和脫水性能一般;生活污水廠二沉池排出的剩餘活性污泥屬親水性、微細粒度有機污泥,可壓縮性能差,脫水性能差。
而工業廢水處理產生的經濃縮池排出的物化和生化混合污泥屬中細粒度混合污泥,含纖維體的脫水性能較好,其餘可壓縮性能和脫水性能一般;工業廢水處理產生的經濃縮池排出的物理法和化學法產生的物化細粒度污泥屬細粒度無機污泥,可壓縮性能和脫水性能一般;工業廢水處理產生的物化沉澱粗粒度污泥屬粗粒度疏水性無機污泥,可壓縮性能和脫水性能很好。
污泥的處理往往需要污泥乾燥床、污泥固化拌和站、泥漿分離脫水機、卧螺離心機、帶式污泥脫水機、太陽能熱泵技術污泥處理設備等設備的加入,不同的污泥通過不同的設備和處理方式處理。