一、污水处理分工业污水处理及生活污水处理即城市(生活)污水处理
1、工业污水处理方法:
1)物理方法:a.沉淀法 b.浮上法、隔油、压力空气浮选、叶轮浮选
2)化学处理方法:
a.中和法:酸碱中和、加药中和、过滤中和 b.氧化法、漂白粉氧化、空气氧化、电解法
c 化学凝聚法:利用凝聚原理,投加凝聚剂起絮凝吸附。
d. .电解凝聚法:利用电极原理、阳极产生矾花[Fe(OH)3]阳极产生气体气泡不断上升与水的临界面产生网罩,凝集吸附和浮托作用,处理有害物。
e.离子交换法:先要予处理。
3)生物化学处理方法
a、活性污泥法:活性污泥是呈微生物的絮状物,这些微生物具有氧化有机物的能力,其种类主要看存在于污水中的有机物而定。一般说来,有什么样的有机物就可以培养出适应于这种有机物来。在适当的温度等条件下,不断的提供足够的空气,微生物就能对污水进行有效的净化。
由于所使用的构筑物不同分为:普通曝气法、生物吸附法等和加速曝气池法,供气方法不同,可分为鼓风曝气和表面曝气。
生物生长过程与化学过程不同,不能破坏活性污泥活性(保证微生物生长)。 所以要有一定操作条件:
温度15~30oC,最低5oC,最高40C。 PH值:6~9,(可以5.5~10) 含油量≧50mg/L
空气量:开始按35m3o/kgBOD5,以后正常了0.5~2.0mg/L。
污泥浓度:有机物去除量与活性污泥量成正比。污泥浓度较高,悬浮物混合液的体积可以小一些,曝气池就可以设计小一些,但污泥浓度大,且需要更大空气量才能保持活性污泥全部处于悬浮状和维持澄清区的溶解氧量。所以普通曝气池采用污泥浓度为2~3g/L,加速曝气池采用3~6g/L,少数情况下可大10 g/L
污泥回流量:普通曝气池回流量近已到50%,而加速曝气池一般为4~5倍,大量回流有助于有机物的氧化,同时更好的稀释进水。
污泥指数:是一克于活性污泥在量筒中经30分钟沉淀后所占的体积。一般在50~100。 污泥营养:为了使微生物正常处理过程,除了溶解氧碳原外,还得有氮磷等元素,一般工业污水含有氨氮,只略补充一些磷酸盐。有条件和生活午睡混合处理。
BOD5:N:P=100:5:1
设计负荷:污泥负荷=0.5~1Kg/BOD5 Kg/MLSS。
b、生物滤池:主要靠生物膜的作用,对有机物进行氧化。生物膜黏附在生物滤料上面。由细菌,真菌,原生动物和藻类组成的菌胶团黏膜。污水自上而下喷洒在滤料上,经过整个滤料层,自底部流出滤池,在滤料空隙空气中吸收氧气进行生物氧化反应,通过微生物作用,部分有机物被分解,同时微生物不断形成新细胞,组成新的生物膜以代替脱落的衰败的老生物膜。整个进程不断进行,污水得以净化。
特点:靠自然通风:化四院设计塔式生物滤池,搭高20多米,上部有冷却段,中部生物段,下部沉淀段。也需要a法条件
c、生物塘:也叫氧化塘,若土地条件允许是可行的,先增加一些辅助设备。
葛店化工厂早期用此法处理农药废水,武汉生物制品厂的动物粪便,午睡采用氧化沟处理污水。
2、生活污水:分城市生活污水处理,企业生活处理,医院生活处理。
二、污水处理技术
1、以城市污水处理:由局部化粪池处理到集中表曝—沉淀—过滤—消毒—排放。
现各大城市—中、小城市在建集中处理厂。从表曝法(即表面曝气法)也叫活性污泥法,到完全生物处理,几种方法的比较。
生物处理:生物除磷脱氮工艺主要有三类:
第一类 以空间连续流达到处理目的,连续流共是指各功能在不同的空间(不同池子或分隔)内完成。成熟的工艺有:A/O,A2/O,多点进水倒置A/A/O,UOT,A/B法,氧化沟,曝气生物滤池工艺(BAF)等。
第二类 控时间程序安排达到处理目的,是把生物反应和沉淀合二为一,主要有SBR、MSBR、TCEAS、CAST、UNTANK工艺等,还有AmOm,OCD。
改良SBR工艺:工艺简单,构筑物少,占地较小,对冲击负荷的适应性强,泥水分离效果较好,沉淀污泥浓度较高,出水中SS(悬浮固体量)浓度低,剩余污泥已好氧稳定,沉淀及脱水效果较好。主要是生物曝气(厌氧、缺氧、好氧)沉淀、滗水、排泥。
缺点:工序变化较频,操作有一定难度,需要较高操作水平。
OCD工艺:池型为圆形,用格墙分为厌氧、缺氧、好氧三个区,污水OCD反应池中交替处于厌—缺—好氧条件下,脱碳、氮、磷效果较好,污泥龄较长,剩余污泥量少,但工艺流程中必须设置二沉池,配套污泥回流。
AmOm工艺,池型为矩形,用隔墙分为厌氧、缺氧、好氧三个区,污水在反应池中交替处于厌—缺—好氧条件下,脱碳、氮、磷效果较好,活性污泥浓度高,耐冲击负荷力强,能适应各种进水水质的有机污水处理,、曝气方式采用射流扩散曝气,氧利用率高,固液分离效果好,剩余污泥量少,反应器的容积负荷大,水力停留时间短,池深较大。
最后很多城市处理后回用(如北京)在国外回用作饮用水(80—90年代就实现)。
2、工业废水处理 从氧化塘(氧化沟)(葛化采用此法利用一个大湖塘回流式空气氧化),活性污泥曝气池(武汉印染厂),塔式滤池的空气氧化法(我院80年代设计处理废水),到现在A/O,A2/O,改性A2/0(即SBR,AmOn)法,离子交换法以反渗透法一直到装置补充水回用。
三、常用的符号和选用数据
1、污水集水池容积:≦最大泵<Q5min。
2、调节池容积:按具体情况定,一般为1小时Q。
3、沉淀池(二沉池):按表面水力负荷1~3m3/m2h,沉淀时间1~2小时计。斜管沉淀池可以提高1~2倍考虑。
4、污泥回流比 内:100~300%,外30~100%
5、污泥龄>6~10d,SS—悬浮物体量(mg/L),MLSS—忤逆浓度(mg/L),3000~4000。 污泥负荷:Kg/BOD5 Kg/MLSS,容积负荷:Kg/BOD5 Kg/ m3d,生化池水力:1.5~2 m3/m2h 碳化耗氧量:kgO2/kg·BOD5,硝化耗氧量:kgO2/kg·NH3—N
消耗碱量:kgCaO2/kg·NH3—N,反硝化除碳量:kgBOD5/kg·NH3—N
四、一般技术常规:
1、BOD5和CODcr去除:跟除盐水阴阳离子去除原理差不多。BOD5/CODcr≥0.5,污水可生化性较好,出水CODcr值越小,城市污水比值就较少些。如安顺:BOD5120mg/l/ CODcr250mg/l>0.48,如大唐多伦污水BOD51149mg/l/ CODcr 2191mg/l≥0.52。
BOD5去除是靠微生物的吸附和代谢作用,然后对污泥和水进行分离来完成。 CODcr去除是同上。
去除率决定于原来污水的可生化性,与污水组成有关。
2、N的去除:
C/N≥2.8,可以脱氮,C/N≥3.5,有效脱氮。 N以及NH3—N有机氮形式存在。(TKN),生物脱氮是利用自然界氮的循环原理采用人工方法予以控制。
生物脱氮包括好氧硝化和缺氧硝化两个过程。污水中的有机氮在生化处理系统中将很快水解为氨氮,在氧充足的条件下,亚硝化菌和硝化菌将NH3—N氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,在缺氧条件下,并有外碳源提供能量时,由反硝化菌作用,将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮原成氮气逸出。
硝化控制工艺参数:
1)DO≥2mg/L, 2)温度≥10oC,
3)足够污泥龄>8—10d,
4)BOD5负荷<0.18BOD5/kg,
5)TKN负荷≤0.08 KgTKN/KgMLSS·d。
反硝化参数:
1)DO≤2 mg/L,3)足够的碳源BOD5/TN>3.0,3)NO3-存在。
3、P去除:
1)化学法投加铁盐,
2)生物除磷,P/CODcr比值越小越好。
五、商讨的问题
1、处理不是目的,是手段,生产商品过程中有些污染和排放是可以避免或者减少,有很多产品在工艺路线上进行改革和改造是可行的,还有很多例子。
2、只要条件允许的情况下,能回收利用的能量尽量回收利用。例如我们现在在设计的大唐多论污水处理,丙烯装置排放废水:CODcr4.5g/l,BOD52.31g/l,甲醇2g/l,污水量为120m3/h(连续排放),完全可以选用预智力回收污水中有机物,使它便为甲烷气,送锅炉或民用都行。
我们设计的用大豆做原料的食品工业,BOD5和CODcr含量高达10g/l以上,回收大量甲烷气体,送锅炉或民用。流动床厌氧器的BOD5的容积负荷较大,达到20~40kg BOD5/m3。
冶金行业污水治理也考虑金属沉淀回收。
3、污水处理技术发展很快,但原理差不多,这在选用上有一个比较过程,工业废水处理系统流程也用在城市污水处理上,城市污水处理工艺流程也用在工业废水处理,只是预处理和后期处理不相似。
污泥浓度:曝气区单位体积悬浮混合液的干污泥净重。
污泥指数:污泥体积%/干污泥%>120,活性污泥发生恶化膨胀处理效果降低。
<50,污泥失去活性,没有凝聚吸附作用,效果也不好。
BOD5:氧化一升污水中所含全部有机物所需要的氧气,以氧的mg数表示,称为五日生化需氧量。需五日培养。 化学耗氧量(COD):能与强氧化剂起反应的所有还原物质的总含量称为耗氧量。
池的容积计算
1、过滤池:按水的流速计,滤料不同V不同,百秒年在10m左右,高的达到20m以上。
2、曝气池:主要按容积负荷计,也要考虑污泥负荷停留时间。现在厌氧池和好氧池一般1~2 kg BOD5/m3,有特殊厌氧塔达到20~40 kg BOD5/m3。