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城市污水處理方法
發(fā)布時間:2022-12-17
城市污水的結構
城市污水中90%以上是水,其余是固體物質(zhì)。水中普遍含有以下各種污染物:
懸浮物:一般為200~500毫克/升,有時候可超過1000毫克/升。其中無機和膠體顆粒容易吸附有機毒物、重金屬、農(nóng)藥、病原菌等,形成危害大的復合污染物。懸浮物可經(jīng)過混凝、沉淀、過濾等方法與水分離,形成污泥而去除。
病原體:包括病菌、寄生蟲、病毒三類。常見的病菌是腸道傳染病菌,每升污水可達幾百萬個,可傳播霍亂、傷寒、腸胃炎、嬰兒腹瀉、痢疾等疾病。常見的寄生蟲有阿米巴、麥地那絲蟲、蛔蟲、鞭蟲、血吸蟲、肝吸蟲等,可造成各種寄生蟲病。病毒種類很多,僅人糞尿中就有百余種,常見的是腸道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、傳染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可達50萬到7000萬個。
需氧有機物:包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯類等。其濃度常用五日生化需氧量(BOD5)來表示。也可用總需氧量(TOD)、總有機碳(TOC)、化學需氧量(COD)等指標結合起來評價。常用BOD5與COD的比例來反映污水的可生化降解性,用微生物呼吸氧量隨時間變化曲線來反映生化降解的快慢,據(jù)此選擇處理方案(見圖)。城市污水BOD5一般為每升300~500毫克,造紙、食品、纖維等工業(yè)廢水可高達每升數(shù)千毫克。 植物營養(yǎng)素:生活污水、食品工業(yè)廢水、城市地面徑流污水中都含有植物的營養(yǎng)物質(zhì)──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,由于大量使用含磷洗滌劑,含量顯著增加。來自洗滌劑的磷占生活污水中磷含量的30~75%,占地面徑流污水中磷含量的17%左右。氮素的主要來源是食品、化肥、焦化等工業(yè)的廢水,以及城市地面徑流和糞便。硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽和一些有機磷化合物都是植物營養(yǎng)素,能造成地面水體富營養(yǎng)化、海水赤潮和地下肥水。硝酸鹽含量過高的飲水有一定的毒性,能在腸胃中還原成亞硝酸鹽而引起腸原性青紫癥。亞硝酸鹽在人體內(nèi)與仲胺合成亞硝胺類物質(zhì)可能有致畸作用、致癌作用。
城市污水中除含以上四類普遍存在的污染物外,隨污染源的不同還可能含有多種無機污染物和有機污染物,如氟、砷、重金屬、酚、氰、有機氯農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴等。
如果城市污水不經(jīng)處理就排入地面水體,會使河流、湖泊受到污染。但城市污水水量非常大,如全部進行污水二級處理,投資*。因此,結合具體情況研究經(jīng)濟有效的處理措施,是環(huán)境保護的重大課題之一。
城市污水的化學性質(zhì)
化學指標 城市污水的化學指標很多,它包括酸堿度(PH)、堿度、生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、固體物質(zhì)、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、重金屬含量等。
⑴酸堿度(PH) 城市污水PH值一般為6.5—7.5。PH值的微小降低可能是由于城市污水輸送管道中的厭氧發(fā)酵。雨季時進水較低的PH值往往是城市酸雨造成的,這在合流系統(tǒng)尤其突出。PH值的突然大幅度變化不論是升高還是降低,通常是由于工業(yè)廢水的大量排入造成的。
⑵生化需氧量(BOD) 城市污水處理中,常用生化需氧量BOD指標反映污水中有機污染物的濃度。生化需氧量是在制定的溫度和制定的時間段內(nèi),微生物在分解、氧化水中有機物的過程中所需要的樣的數(shù)量,單位為mg/L。由于微生物的好氧分解速度開始很快,約5天后其需氧量即達到分解需氧量的70%左右,因此在實際操作中常用5d生化需氧量(BOD5)來衡量污水中有機物的濃度。
⑶化學需氧量(COD) 化學需氧量是指用強氧化劑使被測廢水中有機物進行化學氧化時所消耗的氧量。COD測定速度快,不受水質(zhì)限制,用它指導生產(chǎn)較方便。常用的氧化劑為KMnO4和K2Cr4O7。KMnO4的氧化能力較弱,往往只有一部分被氧化,因此需所測定的結果與實際情況有很大的差別,而K2Cr4O7的氧化能力很強,能使污水中的絕大部分有機物氧化,故常用K2Cr4O7來測定。 在城市污水處理分析中,把的BOD5/COD比值作為可生化性指標。當BOD5/COD≥0.3時,可生化性較好,適宜采用生化處理工藝。城市污水的BOD5和COD的均值之間保持著一定的相關關系,通過大量的數(shù)據(jù)分析對比,可以近似地從COD推求BOD5。
⑷溶解固體(DS)和懸浮固體(SS) 城市污水中含有大量的固體物質(zhì),按其物理性質(zhì)可分為懸浮固體SS和溶解固體DS。懸浮固體(SS)簡稱懸浮物,是檢測污水的重要指標。SS指標的意義為: ①表示污水的污染情況,SS含量的多少直接影響著水環(huán)境的外觀情況,也不利于水的復氧過程; ②可以反映用簡單沉淀法去除污染物的效果和難易程度。
⑸總氮(TN)、氨氮(NH3-N)和總磷(TP) 氮、磷含量是重要的污水水質(zhì)指標之一,在污水生化處理過程中微生物的新陳代謝需要消耗一定量的氮、磷。如果氮、磷排入到水體中,將會導致水體中藻類的超量增長,造成富營養(yǎng)化為題。 總氮是污水中各類有機氮和無機氮的總和。氨氮是無機氮的一種,總磷是污水中各類有機磷和無機磷的總和。
3.生物指標 應用較多的生物指標是細菌總數(shù)和總大腸桿菌數(shù),在生活污水、醫(yī)院污水中??蓹z測到。
城市污水的水質(zhì)在主要方面具有生活污水的一切特征。但在不同的城市,因工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同,城市污水的水質(zhì)也受工業(yè)廢水和水量的影響而明顯變化。
城市污水的處理方法:
城市污水處理工藝一般根據(jù)城市污水的利用或排放去向并考慮水體的自然凈化能力,確定污水的處理程度及相應的處理工藝。處理后的污水,無論用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)或是回灌補充地下水,都必須符合國家頒發(fā)的有關水質(zhì)標準。
現(xiàn)代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理應用物理方法,如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質(zhì)。污水二級處理主要是應用生物處理方法,即通過微生物的代謝作用進行物質(zhì)轉化的過程,將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質(zhì)。生物處理對污水水質(zhì)、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎上,應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)。污水中的污染物組成非常復雜,常常需要以上幾種方法組合,才能達到處理要求。
污水一級處理為預處理,二級處理為主體,處理后的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理,出水水質(zhì)較好,甚至能達到飲用水質(zhì)標準,但處理費用高,除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外,應用較少。目前我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠,以解決日益嚴重的水污染問題。
污水處理的主要方法有物理、化學、物理化學和生物方法。這些方法可以單一使用, 也可以針對不同的污水水質(zhì)組合使用。污水生物處理法是19 世紀末出現(xiàn)的污水治理技術, 現(xiàn)今已成為世界各國處理污水的主要手段。我國現(xiàn)階段的城市污水處理主要以生物法為主, 物理法和化學法起輔助作用。目前我國城市污水處理廣泛使用的水污染治理技術有傳統(tǒng)活性污泥法, 延時曝氣活性污泥法, SBR, AB, UNITANK 和氧化溝工藝, AO 和A2O 等。這些工藝被證明是行之有效的水污染控制技術。
傳統(tǒng)活性污泥法
傳統(tǒng)活性污泥法已經(jīng)有近90 年的歷史, 其主要處理構筑物是曝氣池和沉淀池。污水中的有機物在曝氣池內(nèi)停留一段時間后, 絕大部分被曝氣池中的微生物吸附, 隨即氧化分解成無機物。在沉淀池中, 呈絮狀的微生物絮體———活性污泥下沉, 而上部的清液溢流排放。為了保持曝氣池中污泥的濃度, 沉淀后的部分活性污泥又回流到曝氣池中。該工藝的特點是有機物去除率高、污泥負荷高、池容積小、電耗省、運行費用低。此法穩(wěn)定可靠, 已經(jīng)積累了豐富的設計和管理經(jīng)驗, 但普通曝氣法占地多,建設投資大, 僅能滿足BOD5, CODCr, SS 三項出水指標, 且該工藝容易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象, 除磷和脫氮效果差。
SBR法
間歇式活性污泥法又被命名為序列間歇式反應器法(SequencingBatch Reactor)或序列間歇式(序批式)活性污泥法, 簡稱SBR 法。它是一種按間歇曝氣方式運行的活性污泥處理技術, 采用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式, 非穩(wěn)定生化反應替代穩(wěn)態(tài)生化反應, 靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動態(tài)沉淀。它的主要特征是運行的有序和間歇操作, SBR 技術的核心是SBR 反應池, 該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,無污泥回流系統(tǒng)。
該工藝具有以下優(yōu)點:
*, 理想的推流過程使生化反應推動力增大, 污水在理想的靜止狀態(tài)下沉淀, 需要的時間短、效率高, 運行效果穩(wěn)定, 出水水質(zhì)好;
第二, 耐沖擊負荷, 池內(nèi)有滯留的處理水, 對污水有稀釋、緩沖作用, 有效抵抗水量和有機污物的沖擊;
第三, 反應池內(nèi)存在DO, BODS 濃度梯度, 有效控制活性污泥膨脹;
第四, SBR 法系統(tǒng)本身也適合于組合式構造方法, 利于污水廠的擴建和改造;
第五, 實現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)的交替, 具有良好的脫氮除磷效果;
第六, 工藝流程簡單、占地面積小、造價低。
存在的缺點是: 對自動控制技術和連續(xù)在線分析儀表要求高,操作復雜, 難于管理。該方法適用于水量、水質(zhì)排放均勻的工業(yè)廢水。
氧化溝法
氧化溝法是活性污泥法的一種變形, 屬于低負荷、延時曝氣活性污泥法。廢水和活性污泥的混合液在環(huán)狀的曝氣渠道中不斷地循環(huán)流動, 因此又被稱為“ 循環(huán)曝氣池”。氧化溝法具有處理工藝及構筑物簡單、無初沉池和污泥消化池? 一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統(tǒng)? 、有機物去除率較高、脫氮、除磷? 溝前增設厭氧池? 、綜合指標較優(yōu)、泥齡長、剩余污泥少且容易脫水、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點, 但存在負荷低、占地大、電耗大、運轉費用偏高的缺點, 適用于中小規(guī)模的低負荷污水處理廠。
化學法
聚合氯化鋁
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑,由于氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑)的特點主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的,使這一干燥系統(tǒng)有它自己的特點。由于壓力式噴霧干燥所得產(chǎn)品是多孔微粒狀或空心微粒狀,采用壓力式噴霧干燥,陰離子聚丙烯酰胺,多以獲得顆粒狀產(chǎn)品為目的,所得顆粒狀產(chǎn)品具有優(yōu)良的防塵性能和流動性能。
性能
a、凈化后的水質(zhì)優(yōu)于硫酸鋁絮凝劑,凈水成本與之相比低15-30%。
b、絮凝體形成快、沉降速度快,比硫酸鋁等傳統(tǒng)產(chǎn)品處理能力大。
c、消耗水中堿度低于各種無機絮凝劑,因而可不投或少投堿劑。
d、適應的源水PH5.0-9.0范圍均可凝聚。
e、腐蝕性小,操作條件好。
f、溶解性優(yōu)于硫酸鋁。
g、處理水中鹽分增加少,有利于離子交換處理和高純制水。
h、對源水溫度的適應性優(yōu)于硫酸鋁等無機絮凝劑。
聚合氯化鋁形態(tài)分類
聚合氯化鋁分為形態(tài)分為兩種
a、液體聚合氯化鋁 未干燥的形態(tài),有不用稀釋,裝卸使用方便,價格相對便宜的優(yōu)點,缺點是運輸需要罐車,單位運輸成本增加(每噸固體相當于2-3噸液體)
b、固體聚合氯化鋁 干燥后的形態(tài),有運輸方便的優(yōu)點,不需要罐車,缺點是使用時還需要稀釋,增加工作強度.
工藝分類
a,滾筒式聚(合)氯化鋁 鋁含量一般,水不溶物高,多用于污水處理。
b,板框式聚(合)氯化鋁 鋁含量高,水不溶物低,用于污水處理和飲用處理。
c,噴霧干燥聚(合)氯化鋁 鋁含量高,水不溶物低,溶解速度快.用于飲用水及更高標準水處理。
用途
⒈城市給排水凈化:河流水、水庫水、地下水。
⒉工業(yè)給水凈化。
⒊城市污水處理。
⒋工業(yè)廢水和廢渣中有用物質(zhì)的回收、促進洗煤廢水中煤粉的沉降、淀粉制造業(yè)中淀粉的回收。
⒌各種工業(yè)廢水處理:印染廢水、皮革廢水、含氟廢水、重金屬廢水、含油廢水、造紙廢水、洗煤廢水、礦山廢水、釀造廢水、冶金廢水、肉類加工廢水、污水處理。
⒍造紙施膠
⒎糖液精制
⒏鑄造成型
⒐布匹防皺
⒑催化劑載體
⒒醫(yī)藥精制
⒓水泥速凝
⒔化妝品原料
聚合硫酸鐵
聚合硫酸鐵形態(tài)性狀是淡黃色無定型粉狀固體,極易溶于水,10%(重量)的水溶液為紅棕色透明溶液,吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應用于飲用水、工業(yè)用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。
特點 聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點
1. 新型、優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑;
2. 混凝性能優(yōu)良,礬花密實,沉降速度快;
3. 凈水效果優(yōu)良,水質(zhì)好,不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質(zhì),亦無鐵離子的水相轉移,無毒,無害,安全可靠;
4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著;
5. 適應水體PH值范圍寬為4-11,*佳PH值范圍為6-9,凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小,對處理設備腐蝕性??;
6. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理,對高濁度原水凈化效果尤佳;
7. 投藥量少,成本低廉,處理費用可節(jié)省20%-50%。
聚丙烯酰胺
主要指標
※ 外 觀:白色顆粒
※ 固含量:≥88%
※ 分子量:500-800萬
※ 陽離子度:30-50%
※ 溶解時間:40-90分鐘
產(chǎn)品應用
陽離子聚丙烯酰胺廣泛應用于城市污水處理廠的污泥脫水絮凝劑。
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