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处理工程讲义废水

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 目    录  

1  概述1

1.1  废水来源与分类1

1.3  废气处理的基本方法1

2  排放标准2

2  废水的预处理3

2.1  筛除3

2.2  沉砂池3

2.3  除油(浮油)3

3  物理分离4

3.1  沉淀4

3.2  澄清4

3.3  气浮分离4

3.4  过滤4

3.5  离心分离5

3.6  膜分离、离子交换、反渗透(略)5

4  化学处理6

4.1  混凝沉淀6

4.2  化学沉淀6

4.3  化学氧化与还原(略)6

4.4  电解(略)6

4.5  活性炭吸附(略)6

5  废水的生物化学处理7

5.1  好氧生物处理7

5.1.1  活性污泥法7

5.1.2  生物膜法7

5.2  厌氧生物处理8

5.2.1  厌氧反应三个阶段8

5.2.2  厌氧反应器的分类9

5.2.3  水解酸化反应器9

6  废水处理过程中的泥渣处理10

6.1  浓缩10

6.2  脱水10

7  废水处理系统管理与维护11

7.1  提升类设备(泵)11

7.2  系统维护11


1  概述

1.1  废水来源与分类

(1)  废水来源

分为生活污水与生产废水两大类。城镇污水包含这两大类。

工业废水由于生产过程、原料、产品的不同,具有不同的性质和成分,一种废水往往含有多种成分。

根据废水的污染程度,工业废水可分为净废水和浊废水(生产污水)两类。

净废水:各种工业设备间接冷却水,仅水温升高,污染轻微,可经某些简单处理后循环使用或排入水体,根据废水所含成分,又可分为以下四类:

无机废水、有机废水、混合废水、放射性废水。

1.3  废气处理的基本方法

一般分为两大类:

分离处理:通过各种外力(物理或物理化学)的作用,使污染物从废水中分离出来。一般不改变污染物的化学本性。

转化处理:通过化学的或生物化学的作用,改变污染物的化学本性,使其转化为无害的物质或可分离的物质,后者再经分离予以去除。


2  排放标准

《污水综合排放标准》(GB 89781996


2  废水的预处理

2.1  筛除

由金属栅条组成的格栅和金属筛(网)设备,一般置于废水处理流程的前端,去除废水中较大悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质。

设备类型:格栅和筛网

常用设备:机械格栅、水力筛、旋转筒筛等

2.2  沉砂池

从废水中分离密度较大的无机颗粒。

分类:平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池等。

2.3  除油(浮油)

平流式隔油池、平行板式隔油池、斜板隔油池、小型隔油池。


3  物理分离

3.1  沉淀

利用重力沉降将比水重的悬浮颗粒从水中去除的工艺。

(1)  平流式沉淀池:废水从池首流入,水平流过池身,从池尾流出。

(2)  竖流式沉淀池:废水从中心筒底部配入,均匀上升,由顶部周边排出。

(3)  辐射流式沉淀池:废水从中心管配入,均匀向池四周流动,澄清水从水池周边排出。(或周边进水,中间排水)

(4)  斜管(板)沉淀池

根据“浅层沉淀”理论,沉淀池中加设斜管(板),沉淀效率高、停留时间短、占地少。

3.2  澄清

将絮凝反应过程与澄清分离过程综合于一体的构筑物。

污泥被提升起来并使之处于均匀分布的悬浮状态,在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层,处于动态平衡的状态,原水通过活性泥渣层,利用接触絮凝原理,水中悬浮物被阻留下来,废水得到澄清。

3.3  气浮分离

在水中通入大量的微细气泡,使其附着在悬浮颗粒上,造成密度小于水的状态,利用浮力原理使其浮上水面,从而完成固、液分离。

散气气浮、溶气气浮、电解气浮,最为常用的为加压溶气气浮。

加压溶气气浮系统组成:压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。

3.4  过滤

一般指以石英砂等颗粒状滤料层截留水中的悬浮物质。

以水流经过滤床的方向分类:上向流、下向流、双向流、辐射流、水平流等。

按滤料来分:砂、煤、煤-砂、多层混合滤料、陶瓷滤料等。

运行过程:过滤――反冲

3.5  离心分离

利用快速旋转所产生的离心力使废水中的悬浮颗粒进行分离。在离心力的作用下,质量大的固体颗粒被甩到外围,旋流下降到锥形底部出口。澄清水形成螺旋上升的内层旋流,向上排出。

3.6  膜分离、离子交换、反渗透(略)


4  化学处理

4.1  混凝沉淀

通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂与助凝剂),使水中难以沉淀的胶体颗粒能互相聚合,长大至能自然沉淀的程度。

混凝处理包括两个阶段:凝聚――絮凝。

凝聚:水中的胶体双电层被压缩失去稳定而形成较小的微粒。

絮凝:这些微粒互相聚结形成大颗粒絮体,在一定的条件下从水中分离去除。

(1)  常用无机盐类混凝剂:

聚合氯化铝,工业硫酸铝,明矾、硫酸亚铁、三氯化铁等。

(2)  常用有机合成高分子混凝剂:

聚丙烯酰胺、脱絮凝色剂(去除色度)、天然絮凝剂(刨花木、白胶粉等)

(3)  常用助凝剂:

氯、生石灰、活化硅酸等

4.2  化学沉淀

通过投加化学物质,使其和水中溶解物质产生反应,生成难溶于水的盐类。

4.3  化学氧化与还原(略)

将有毒有害物质通过氧化、还原反应转化成为无毒无害物质。

含氰废水处理(氧化),含铬废水处理(还原)

4.4  电解(略)

电化学反应(电化学氧化与还原)

电镀废水处理(内电解法,含铬废水处理),乳化液废水处理

4.5  活性炭吸附(略)

除臭、去色、去除有机物、重金属等


5  废水的生物化学处理

5.1  好氧生物处理

在有溶解氧的条件下,依靠好氧菌和兼性菌氧化分解废水中的有机物,分解的最终产物主要为CO2H2O

根据微生物存在的方式,主要分为活性污泥法和生物膜法。

5.1.1  活性污泥法

组成:曝气池、二次沉淀池、曝气系统、污泥回流系统。

主要运行方式:推流式、完全混合、分段曝气、延时曝气等。

(1)  连续式活性污泥法:传统

改进形式:A/OA2/O等(脱氮除磷)

(2)  间歇式活性污泥法:

SBR:进水――反应――沉淀――排水――待机

CASS:增加预反应区(生物选择器)

主要设备:滗水器

(3)  氧化沟:(略)

5.1.2  生物膜法

(1)  生物滤池

普通生物滤池与高负荷生物滤池

主要组成:池壁、滤料、布水系统(旋转式布水器)、排水系统。

(2)  生物转盘(略)

(3)  生物接触氧化法:

运行初期,少量细菌附着在填料表面,细菌繁殖逐渐形成生物膜,随着不断繁殖,生物膜增厚,内层形成厌氧状态,好氧菌死亡,内层生物膜脱落,新的生物膜重新发展。

特点:

体积负荷高,处理时间短

生物活性高

微生物浓度高

污泥产量低

出水水质好、稳定,抗冲击负荷能力强

省略污泥回流,动力消耗少

可间歇运行

不存在污泥膨胀的问题

填料易堵塞、后生生物多。

基本工艺:一氧一沉(一段法)、二氧二沉(二段法)、多段法

曝气系统:穿孔管、曝气器、曝气机

填料:蜂窝填料、立体波纹填料、软性纤维填料、半软性填料、盾形填料(组合填料),弹性填料。

5.2  厌氧生物处理

在溶解氧非常低的条件下,依靠兼性和专性厌氧微生物分解废水中的有机物,分解的最终产物主要为CH4(甲烷)和CO2(俗称沼气),也成为厌氧消化。

与好氧反应的根本区别:其不以分子氧作为受氢体,而以化合态氧、碳、硫、氮为受氢体。

与好氧生物处理相比,参与厌氧生物处理的微生物活性较差,分解单位有机物获得的能量较少,有机物分解不够彻底,因此,出水中经常含有一定浓度的中间产物。

厌氧处理工艺常用于高浓度有机废水处理,或与好氧生物处理工艺联合使用。

5.2.1  厌氧反应三个阶段

(1)  水解酸化阶段:

复杂的大分子、不溶性有机物先在细胞外酶的作用下水解为小分子、溶解性有机物,然后渗入细胞体内,分解产生挥发性有机酸、醇类、醛类等。

(2)  产氢产乙酸阶段:

在产氢产乙酸细菌的作用下,第一阶段产生的各种有机酸被分解转化成乙酸和H2

(3)  产甲烷化阶段:

产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2H2等转化为甲烷。

5.2.2  厌氧反应器的分类

(1)  普通厌氧消化池

(2)  厌氧接触工艺

(3)  流式厌氧污泥床(UASB)反应器

(4)  厌氧滤床

(5)  厌氧流化床反应器

(6)  厌氧生物转盘

(7)  其他,如厌氧混合反应器、厌氧折流反应器

5.2.3  水解酸化反应器

根据厌氧反应的阶段,将其控制在第一二阶段内进行,因而可有效缩短停留时间,简化设备,特点如下:

(1)  不需密闭池、不需搅拌

(2)  改变废水的可生化性,降低反应时间和处理能耗

(3)  出水无不良异味,处理站环境好

(4)  剩余活性污泥量少,实现了污水污泥一次处理


6  废水处理过程中的泥渣处理

6.1  浓缩

用以初步降低泥渣含水率(9097%),提高泥渣浓度,以利于进一步处置。

浓缩方式:重力浓缩、气浮浓缩

6.2  脱水

降低污泥含水率55%~85%,主要分机械脱水和自然脱水两类。

(1)  自然脱水

干化场、重力脱水罐等

(2)  机械脱水

真空吸滤、压滤、离心脱水等

常用设备:

厢式压滤机、带式压滤机。


7  废水处理系统管理与维护

7.1  提升类设备(泵)

1、运行状态

2、启停方式

3、日常保养:定期加油、检查密封

4、故障处理:

7.2  系统维护

(1)  物化系统维护

气浮机、过滤器、沉淀池、加药系统

(2)  生化系统维护

厌氧反应器:观察出水,定期排泥

好氧系统:溶解氧,污泥沉降比,生物膜

曝气系统:压力,风机运行状态,曝气效果,潜水曝气机