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DYG031 生物轉(zhuǎn)盤工藝污水處理實驗裝置

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DYG016 單階*混合曝氣微型污水處理裝置

污水一級處理

污水一級處理又稱污水物理處理。通過簡單的沉淀、過濾或適當(dāng)?shù)钠貧猓匀コ鬯械膽腋∥铮{(diào)整pH值及減輕污水的腐化程度的

工藝過程。處理可由篩選、重力沉淀和浮選等方法串聯(lián)組成，除去污水中大部分粒徑在100微米以上的顆粒物質(zhì)。篩濾可除去較大物質(zhì)；重力沉淀可除去無機顆粒和相對密度大于1的有凝聚性的有機顆粒；浮選可除去相對密度小于1的顆粒物（油類等）。廢水經(jīng)過一級處理后一般仍達不到排放標(biāo)準(zhǔn)。城市污水處理的三個級別中的第1級，用以去除廢水中的漂浮物和部分懸浮狀態(tài)的污染物，調(diào)節(jié)廢水pH值，減輕廢水的腐化程度和后續(xù)處理工藝負荷。污水經(jīng)一級處理后，一般達不到排放標(biāo)準(zhǔn)。所以一般以一級處理為預(yù)處理，以二級處理為主體，必要時再進行三級處理，即高級處理，使污水達到排放標(biāo)準(zhǔn)或補充工業(yè)用水和城市供水。一級處理的常用方法有：

篩濾法

用來分離污水中呈懸浮狀態(tài)污染物。常用設(shè)備是格柵和篩網(wǎng)。格柵主要用于截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般布置在污水處理廠或泵站的進水口，以防止管道、機械設(shè)備及其他裝置的堵塞。格柵的清渣，可采用人工或機械方法。有的是用磨碎機將柵渣磨碎后，再投入格柵下游，以解決柵渣的處置問題。篩網(wǎng)的網(wǎng)孔較小，主要用以濾除廢水中的纖維、紙漿等細小懸浮物，以保證后續(xù)處理單元的正常運行和處理效果。

沉淀法

通過重力沉降分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物。這種方法簡單易行，分離效果良好，應(yīng)用非常廣泛。主要構(gòu)筑物有沉砂池和沉淀池。沉砂池的作用是從廢水中分離比重較大的砂土等無機顆粒。沉砂池內(nèi)的污水流速控制到只讓比重大的無機顆粒沉淀，而不讓較輕的有機顆粒沉淀，以便把無機顆粒和有機顆粒分離開來，分別處置。一般沉砂池能夠截留粒徑在0.15毫米以上的砂粒。沉砂池型式很多，以平流沉砂池截留效果為好。目前較先進的技術(shù)是曝氣沉砂池，即在沉砂池一側(cè)曝氣，使污水在池內(nèi)呈螺旋狀流動前進，以曝氣旋流速度控制砂粒的分離，流量變化時仍能保持穩(wěn)定的除砂效果。在曝氣的作用下，污水中的有機顆粒經(jīng)常處于懸浮狀態(tài)，也可使砂粒互相摩擦，擦掉覆蓋在表面上的有機污染物，以利于取得較為純凈的砂粒。用于一級處理的沉淀池，通稱初次沉淀池。其作用為：①去除污水中大部分可沉的懸浮固體；②作為化學(xué)或生物化學(xué)處理的預(yù)處理，以減輕后續(xù)處理工藝的負荷和提高處理效果。

上浮法

用于去除污水中漂浮的污染物，或通過投加藥劑、加壓溶氣等措施使一些污染物上浮而被去除。在一級處理工藝中，上浮法主要是用于去除污水中的油類雜質(zhì)。隔油池就是用來分離污水中顆粒較大的油品的。應(yīng)用較多的為平流式隔油池，處理效率一般為60～80%，出水含油量為100～200毫克/升。污水中油粒很小，甚至呈乳化狀態(tài)時，則需用加壓溶氣或投加混凝劑等措施，使油粒凝集浮升，然后撇除。

預(yù)曝氣法

在污水進入處理構(gòu)筑物以前，先進行短時間（10～20分鐘）的曝氣。其作用為：①可產(chǎn)生自然絮凝或生物絮凝作用，使污水中的微小顆粒凝聚成大顆粒，以便沉淀分離；②氧化廢水中的還原性物質(zhì)；③吹脫污水中溶解的揮發(fā)物；④增加污水中的溶解氧，減輕污水的腐化，提高污水的穩(wěn)定度。預(yù)曝氣一般可專設(shè)預(yù)曝氣池，也可與其他構(gòu)筑物合建。曝氣裝置與活性污泥法等所使用的基本相同。

污水二級處理

污水二級處理是污水經(jīng)一級處理后，再經(jīng)過具有活性污泥的曝氣池及沉淀池的處理，使污水進一步凈化的工藝過程。

常用生物法和絮凝法。生物法是利用微生物處理污水，主要除去一級處理后污水中的有機物；絮凝法是通過加絮凝劑破壞膠體的穩(wěn)定性，使膠體粒子發(fā)生凝絮，產(chǎn)生絮凝物而發(fā)生吸附作用，主要是去除一級處理后污水中無機的懸浮物和膠體顆粒物或低濃度的有機物。經(jīng)過二級處理后的污水一般可以達到農(nóng)灌水的要求和廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。但在一定條件下仍可能造成天然水體的污染。

定義：城市污水處理的三個級別中的第二級。污水經(jīng)過一級處理后，進行二級處理，以除去污水中大量有機污染物，使污水得到進一步凈化。相當(dāng)長時間以來，把生物處理作為污水二級處理的主體工藝，因此，在城市污水處理中，二級處理通常作為生物處理的同義語使用。

技術(shù)流程

城市污水經(jīng)過篩濾、沉砂、沉淀等一級處理（預(yù)處理），雖然已去除部分懸浮物和25～40%的生化需氧量(BOD),但一般不能去除污水中呈溶解狀態(tài)的和呈膠體狀態(tài)的有機物和氧化物、硫化物等有毒物質(zhì)，不能達到污水排放標(biāo)準(zhǔn),需要進行二級處理。二級處理的工藝按BOD的去除率可分為兩類：一類是不*的二級處理。這種工藝可以去除BOD75%左右(包括一級處理)，出水的BOD可在60ppm以下,主要采用高負荷生物濾池等設(shè)施。另一類是*的二級處理。這種工藝可以去除 BOD85～95%（包括一級處理），出水的BOD可在20ppm以下，主要采用活性污泥法。采用活性污泥法工藝處理，效果較好時，出水的BOD可在10ppm以下，懸浮物可在15ppm以下,能夠達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

絮凝處理含義

利用絮凝劑使水中懸浮顆粒發(fā)生凝聚沉淀的時處理過程。地面水中投加絮凝劑后形成的礬花或生活污水的有機性懸浮物、活性污泥等在沉淀池中沉降處理時，絮體互相碰撞凝聚，顆粒尺寸變大，沉速隨深度加深而增快。這時，水的沉淀處理效率不僅取決于顆粒沉速，而且與沉淀池深度有關(guān)。絮凝過程為水中細小膠體與分散顆粒由于分子吸引力的作用互相粘結(jié)凝聚的過程，分自由絮凝與接觸絮凝兩種類型（前者發(fā)生在沉淀池中，而后者發(fā)生在懸浮澄清池或接觸濾池中），生成的礬花在沉淀、過濾等水處理過程中起著強化和提高處理效率的作用。

污水三級處理

城市污水處理三個級別中的后一級，是污水高級處理（又稱深度處理）措施。污水經(jīng)過二級處理后，仍含有磷、氮和難以生物降解的有機物、礦物質(zhì)、病原體等，需要進一步凈化處理，以便消除污染。污水高級處理的另一種形式是物理化學(xué)處理法（見廢水物理化學(xué)處理法）。

技術(shù)原理

污水三級處理是污水經(jīng)二級處理后，進一步去除污水中的其他污染成分（如；氮、磷、微細懸浮物、微量有機物和無機鹽等）的工藝處理過程。

操作方法

主要方法有生物脫氮法、凝集沉淀法、砂濾法、硅藻土過濾法、活性炭過濾法、蒸發(fā)法、冷凍法、反滲透法、離子交換法和電滲析法等。

根據(jù)三級處理出水的具體去向和用途，其處理流程和組成單元有所不同。如果為防止受納水體富營養(yǎng)化，則采用除磷和除氮的處理單元過程；如果為保護下游飲用水源或浴場不受污染，則應(yīng)采用除磷、除氮、除毒物、除病原體等處理單元過程；如果直接作為城市飲用以外的生活用水，例如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水,其出水水質(zhì)要求接近于飲用水標(biāo)準(zhǔn),則要采用更多的處理單元過程。污水的三級處理廠與相應(yīng)的輸配水管道結(jié)合起來便形成城市的中水道系統(tǒng)。

三級處理各個單元處理過程如下：

污水處理

一級處理是它通過機械處理，如格柵、沉淀或氣浮，去除污水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理是生物處理

除磷

有效和實用的除磷方法是化學(xué)沉淀法，即投加石灰或鋁鹽、鐵鹽形成難溶性的磷酸鹽沉淀。石灰與廢水中的磷酸根離子發(fā)生如下反應(yīng)而形成難溶的羥基磷灰石沉淀：3HPO3-+5Ca2++4OH-=Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O為了保證投加石灰的沉淀除磷效果，必須將pH值提高到9.5～11.5。

鋁鹽和磷酸根反應(yīng)生成的磷酸鋁在pH值為 6時沉淀效果好,鐵鹽和磷酸根反應(yīng)生成的磷酸鐵在PH值為4時沉淀效果好。為了確定金屬鹽的準(zhǔn)確投量，須對待處理的污水進行小型試驗。

除氮

生物硝化－反硝化法：是好氧生物處理過程和厭氧生物處理過程串聯(lián)工作的系統(tǒng)。污水中的含氮有機物首先經(jīng)需氧生物處理轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，隨后再經(jīng)厭氧生物處理將硝酸鹽還原為氮氣析出而被去除。有多種處理流程，如三級串聯(lián)的活性污泥法處理系統(tǒng)，其中第1級用于氧化碳水化合物,第二級用于氧化含氮有機物,而第三級是使第二級產(chǎn)生的硝酸鹽在厭氧條件下還原析出氮氣。在所有的處理流程中，都是向厭氧系統(tǒng)中投加一些補充的需氧源（如甲醇），以使反硝化所需的反應(yīng)時間縮短而切合實用。

物理－化學(xué)法：有三種方法，即吹脫法、折點氯化法和選擇性離子交換法。①吹脫法：使污水的銨離子在高pH值的條件下大部轉(zhuǎn)變成氨氣：

NH4++OH-=NH3↑+H2O

在溫度25℃和pH值為7、9、11的條件下，溶液中NH4+與NH3的分配比分別為180、1.8和0.018,因此吹脫法除氮適宜的pH值在11左右。將污水調(diào)到這樣高的pH值以后送入吹脫塔中，自上而下噴灑流動，與向上流動的空氣逆流接觸而將氨氣吹出。吹脫法的除氮效率主要受到溫度的影響。如在氣溫為20℃和10℃時，除氮率分別為95%和75%。②折點氯化法：見水的消毒。③選擇性離子交換法：是以沸石（特別是斜發(fā)沸石）對銨離子比對鈣、鎂和鈉等離子有優(yōu)先交換吸附的性能為基礎(chǔ)來去除氨氮的。將斜發(fā)沸石破碎篩分成20～50目的顆粒，填裝于濾池中。廢水大約以每小時10倍濾床體積的濾速流經(jīng)沸石濾池。大約流過200倍濾床體積的正常濃度的城市污水以后,濾出水中會出現(xiàn)氨氮。此時便需要用濃食鹽水溶液對沸石濾床進行再生。用過的濃食鹽溶液可通過吹脫等方法脫氨，然后重復(fù)使用。

除有機物

活性炭能有效地除去二級處理出水中的大部分有機污染物。一些三級處理廠的粉末活性炭接觸吸附裝置(或粒狀活性炭過濾吸附裝置)去除化學(xué)需氧量(COD)和總有機碳(TOC)的代表性的效率為70～80%，每公斤活性炭吸附容量為0.25～0.87公斤COD,具體吸附容量是由進水的有機物濃度和所要求的出水有機物濃度決定的。在任何情況下，活性炭的實際吸附容量比按吸附等溫線試驗測定的吸附容量大得多。這主要是在活性炭上還有生物吸附和氧化作用所致(見廢水活性炭處理法)。臭氧氧化法和活性炭吸附法配合使用，往往能更有效地去除有機物并可延長活性炭的使用壽命。臭氧能將有機物氧化降解，減輕活性炭的負荷，還能將一些難以生物降解的大分子有機物分解為易于生物降解的小分子有機物，而便于被活性炭吸附和生物降解。臭氧氧化的廢水流經(jīng)活性炭濾池時因含有較多的氧氣而會增強活性炭的生物活性，提高生物氧化能力。除無機物有三種可采用的方法：即離子交換、電滲析和反滲透。在污水三級處理中用反滲透法脫除礦物質(zhì)和有機污染物受重視。使用高效除鹽膜反滲透裝置的結(jié)果證明，總?cè)芙庑怨腆w可去除90～95%，磷酸鹽可去除95～99%，氨氮可去除80～90%，硝酸鹽氮可去除50～85%，懸浮物可去除99～100%,總有機碳可去除90～95%。可見，反滲透法能有效地去除多種污染物。缺點是設(shè)備造價和運轉(zhuǎn)費用都高。另外，反滲透膜容易被污染物堵塞，需要清洗。有些三級處理系統(tǒng)是由超過濾和反滲透串聯(lián)組成的，前者主要去除有機污染物，而后者去除溶解性無機物。除病原體用鋁鹽和鐵鹽混凝沉淀，可去除病原體99%以上，經(jīng)濾池過濾進一步提高去除率。但是，病原體并未被殺滅，仍在污泥中存活，而用石灰在pH值大于或等于10.5的條件下混凝沉淀則能殺滅污泥中的病毒。用臭氧殺滅病毒的效果也較好。廢水三級處理廠基建費和運行費用都很昂貴，約為相同規(guī)模二級處理廠的2～3倍，因此其發(fā)展和推廣應(yīng)用受到限制，只運用于嚴(yán)重缺水的地區(qū)或城市，回收和利用經(jīng)三級處理后的出水。