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文档简介

1、三、水污染控制专业知识三、水污染控制专业知识P265 沉砂池主要功能沉砂池主要功能沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒(如泥砂,煤渣等,它们的相对沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒(如泥砂,煤渣等,它们的相对密度约为密度约为2.65)。)。沉砂池一般设于泵站、倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;沉砂池一般设于泵站、倒虹管前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可设于初次沉淀池前,以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条也可设于初次沉淀池前,以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。件。P266 斜板沉淀池斜板沉淀池 水流与沉淀方向之间的关系水流与沉淀方向之间的关系斜板(

2、管)沉淀池是根据斜板(管)沉淀池是根据“浅层沉淀浅层沉淀”理论,在沉淀池中加设斜板或蜂理论,在沉淀池中加设斜板或蜂窝斜管,以提高沉淀效率的一种新型沉淀池。它具有沉淀效率高、停留时窝斜管,以提高沉淀效率的一种新型沉淀池。它具有沉淀效率高、停留时间短、占地少等优点。间短、占地少等优点。斜板(管)沉淀池应用于城市污水的初次沉淀池中,其处理效果稳定,斜板(管)沉淀池应用于城市污水的初次沉淀池中,其处理效果稳定,维护工作量也不大;斜板(管)沉淀池应用于工业废水处理中更为普遍,维护工作量也不大;斜板(管)沉淀池应用于工业废水处理中更为普遍,因为在城市污水的二次沉淀过程中,当固体负荷过大时,其处理效果不太因

3、为在城市污水的二次沉淀过程中,当固体负荷过大时,其处理效果不太稳定,耐冲击负荷的能力较差。稳定,耐冲击负荷的能力较差。斜板(管)设备在一定条件下,有孳生藻类等问题,给维护管理工作带斜板(管)设备在一定条件下,有孳生藻类等问题,给维护管理工作带来一定困难。来一定困难。按水流与污泥的相对运动方向,斜板(管)沉淀池可分为异向流、同向流和侧向按水流与污泥的相对运动方向,斜板(管)沉淀池可分为异向流、同向流和侧向流三种形式,在城市污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。流三种形式,在城市污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。P269 水中过饱和空气在减压时能以微细的气泡形式释放出来,从

4、而使水中的杂水中过饱和空气在减压时能以微细的气泡形式释放出来,从而使水中的杂质颗粒被粘附而上浮。质颗粒被粘附而上浮。如果先将空气加压使其溶于水形成空气过饱和溶液,然后减至常压使空气如果先将空气加压使其溶于水形成空气过饱和溶液,然后减至常压使空气析出,称为加压溶气气浮;如果将废水在常压下曝气后在真空条件下诱使溶析出,称为加压溶气气浮;如果将废水在常压下曝气后在真空条件下诱使溶气逸出,称为真空式气浮。气逸出,称为真空式气浮。P268 强碱阴离子交换树脂强碱阴离子交换树脂 一般而言,强碱阴树脂的选择性是随溶液中阴离子一般而言,强碱阴树脂的选择性是随溶液中阴离子的价数增加而增大,其亲和能力的规律如下:

5、的价数增加而增大,其亲和能力的规律如下:3332434OHSHCOFOHCINOSOPOiP268在物理化学中,将溶质透过膜的现象称为在物理化学中,将溶质透过膜的现象称为“渗析渗析”。对含电解质的水溶液来说,溶质是离子,溶剂是水。通常所称的电渗析对含电解质的水溶液来说,溶质是离子,溶剂是水。通常所称的电渗析是指在直流电场的作用下,溶液中的离子有选择性地透过离子交换膜的迁是指在直流电场的作用下,溶液中的离子有选择性地透过离子交换膜的迁移过程。移过程。主要目的和影响因素主要目的和影响因素混凝的目的在于向水中投加药剂混凝的目的在于向水中投加药剂(通常称为混凝剂及助凝剂通常称为混凝剂及助凝剂),使水中

6、难,使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合,长大至能自然沉淀的程度。以沉淀的胶体颗粒能相互聚合,长大至能自然沉淀的程度。混凝处理中包括凝聚和絮凝两个阶段。在凝聚阶段水中的胶体双电层被混凝处理中包括凝聚和絮凝两个阶段。在凝聚阶段水中的胶体双电层被压缩失去稳定而形成较小的微粒;在絮凝阶段这些微粒互相聚结压缩失去稳定而形成较小的微粒;在絮凝阶段这些微粒互相聚结(或由于高或由于高分子物质的吸附架桥作用相助分子物质的吸附架桥作用相助)形成大颗粒絮体。形成大颗粒絮体。影响混凝效果的因素主要由水质本身的复杂变化引起,其次还要受到混影响混凝效果的因素主要由水质本身的复杂变化引起,其次还要受到混凝过程中水力条件等因

7、素的影响。凝过程中水力条件等因素的影响。1、水质:工业废水中的污染物在化学组成、带电性能、亲水性能、吸附性、水质:工业废水中的污染物在化学组成、带电性能、亲水性能、吸附性能等方面都可能不同,因此某一种混凝剂对不同废水的混凝效果可能相差很能等方面都可能不同,因此某一种混凝剂对不同废水的混凝效果可能相差很大。另外有机物对于水中的憎水胶体具有保护作用,因此对于高浓度有机废大。另外有机物对于水中的憎水胶体具有保护作用,因此对于高浓度有机废水采用混凝沉淀方法处理效果往往不好。有些废水中含有表面活性剂或活性水采用混凝沉淀方法处理效果往往不好。有些废水中含有表面活性剂或活性染料一类污染物质,通常使用的混凝剂

8、对它们的去除效果也大多不理想。染料一类污染物质,通常使用的混凝剂对它们的去除效果也大多不理想。P2692. pH值值: 也是影响混凝的一个主要因素。不同也是影响混凝的一个主要因素。不同pH值,铝盐与铁盐的水解产值,铝盐与铁盐的水解产物形态不一样,产生混凝效果也会不同。由于混凝剂水解反应过程中不断产生物形态不一样,产生混凝效果也会不同。由于混凝剂水解反应过程中不断产生H+,因此要保持水解反应充分进行,水中必须有碱去中和,因此要保持水解反应充分进行,水中必须有碱去中和H+,如碱不足,水,如碱不足,水的的pH值将下降,水解反应不充分,对混凝过程不利。值将下降,水解反应不充分,对混凝过程不利。3. 水

9、温水温: 水温对混凝效果也有影响,无机盐混凝剂水解是吸热反应,水温低水温对混凝效果也有影响,无机盐混凝剂水解是吸热反应,水温低不利于混凝剂水解。水的粘度也与水温有关,水温低时水的粘度大,水分子布不利于混凝剂水解。水的粘度也与水温有关,水温低时水的粘度大,水分子布朗运动减弱,不利于水中污染物质胶粒的脱稳和聚集,因而絮凝体不易形成。朗运动减弱,不利于水中污染物质胶粒的脱稳和聚集,因而絮凝体不易形成。 4. 水力学条件及混凝反应时间水力学条件及混凝反应时间: 混凝剂投加到废水后,要求迅速、均匀混混凝剂投加到废水后,要求迅速、均匀混合。混合过程要求水流产生激烈的湍流,在较快的时间内使药剂与水充分混合,

10、合。混合过程要求水流产生激烈的湍流,在较快的时间内使药剂与水充分混合,混合时间一般要求几十秒至混合时间一般要求几十秒至2分钟。混合作用靠水力或机械方法来完成。分钟。混合作用靠水力或机械方法来完成。在完成混合后,水中胶体等微小颗粒已经产生初步凝聚现象,生成了细小的在完成混合后,水中胶体等微小颗粒已经产生初步凝聚现象,生成了细小的矾花,其尺寸可达矾花,其尺寸可达5m以上,但还不能达到靠重力可以下沉的尺寸以上,但还不能达到靠重力可以下沉的尺寸(通常需要通常需要0.61.0mm以上以上)。因此还要靠絮凝过程使矾花逐渐长大。在絮凝阶段,要。因此还要靠絮凝过程使矾花逐渐长大。在絮凝阶段,要求水流有适当的紊

11、流程度,为细小矾花提供相碰接触和互相吸附的机会,并且求水流有适当的紊流程度,为细小矾花提供相碰接触和互相吸附的机会,并且随着矾花的长大这种紊流应该逐渐减弱下来。随着矾花的长大这种紊流应该逐渐减弱下来。混凝反应时间混凝反应时间(T)一般控制在一般控制在1030min。平均速度梯度平均速度梯度(G)一般取一般取3060s-1,并应控制,并应控制GT值在值在104105范围内。范围内。 P270采用氢氧化物作沉淀剂,使工业废水中的许多金属离子生成氢氧化采用氢氧化物作沉淀剂,使工业废水中的许多金属离子生成氢氧化物沉淀而从水中去除。这种方法一般称作氢氧化物沉淀法。物沉淀而从水中去除。这种方法一般称作氢氧

12、化物沉淀法。在氢氧化物沉淀法中,一般金属离子浓度的对数与在氢氧化物沉淀法中,一般金属离子浓度的对数与pH值呈直线关系值呈直线关系,Zn、Al等氢氧化物为两性氧化物,等氢氧化物为两性氧化物,pH值过高,它们会重新溶解。因此,值过高,它们会重新溶解。因此,控制好控制好pH值是重要的操作条件,如处理含值是重要的操作条件,如处理含Zn2废水时,废水时,pH值宜控制在值宜控制在911范围内。范围内。 p270271 阳极和阴极上发生阳极和阴极上发生n反应反应电解质溶液在电流的作用下,发生电化学反应的过程称为电解。在电解过程中,电解质溶液在电流的作用下,发生电化学反应的过程称为电解。在电解过程中,溶液与电

13、源的正、负极接触部分同时发生氧化溶液与电源的正、负极接触部分同时发生氧化-还原反应。还原反应。当对某些废水进行电解时,废水中物质在阳极失去电子当对某些废水进行电解时,废水中物质在阳极失去电子(或在阴极得到电子或在阴极得到电子)而被而被氧化氧化(或还原或还原)成新的产物。新产物可能沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部,也可能成新的产物。新产物可能沉淀在电极表面或沉淀到反应槽底部,也可能形成气体逸出,从而降低了废水浓度。这种利用电解的原理来处理某些废水的方法,形成气体逸出,从而降低了废水浓度。这种利用电解的原理来处理某些废水的方法,就是废水处理中的电解法工艺。就是废水处理中的电解法工艺。电解过程中,当

14、电压逐渐升到某一数值后,电流随电压增加几乎呈直线急剧增高,电解过程中,当电压逐渐升到某一数值后,电流随电压增加几乎呈直线急剧增高,此时电解槽中的两极上才会出现明显的电解现象,电解过程随之开始。这种开始发生此时电解槽中的两极上才会出现明显的电解现象,电解过程随之开始。这种开始发生电解所需的最小外加电压称电解所需的最小外加电压称分解电压。分解电压。存在分解电压的原因,首先是电解槽本身就是某种原电池,该原电池的电动势存在分解电压的原因,首先是电解槽本身就是某种原电池,该原电池的电动势(由阳极指向阴极由阳极指向阴极)与外加电压的电动势与外加电压的电动势(由正极指出负极由正极指出负极)方向正好相反,所以

15、外加电方向正好相反,所以外加电压必须首先克服电解槽的这一反电动势。然而即使外加电压克服反电动势时,电解也压必须首先克服电解槽的这一反电动势。然而即使外加电压克服反电动势时,电解也不会发生,也就是说,分解电压常常比电解槽的反电动势大。这种分解电压超过电解不会发生,也就是说,分解电压常常比电解槽的反电动势大。这种分解电压超过电解槽反电动势的现象称为槽反电动势的现象称为极化现象。极化现象。P271 活性污泥法工艺是一种应用最广泛的废水好氧生化处理技术,其主要由曝活性污泥法工艺是一种应用最广泛的废水好氧生化处理技术,其主要由曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。气池、二次沉淀池、曝气系统

16、以及污泥回流系统等组成。 废水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池,废水经初次沉淀池后与二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池,通过曝气,活性污泥呈悬浮状态,并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和通过曝气,活性污泥呈悬浮状态,并与废水充分接触。废水中的悬浮固体和胶状物质被活性污泥吸附,而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物胶状物质被活性污泥吸附,而废水中的可溶性有机物被活性污泥中的微生物用作自身繁殖的营养,代谢转化为生物细胞,并氧化成为最终产物用作自身繁殖的营养,代谢转化为生物细胞,并氧化成为最终产物(主要是主要是CO2)。非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物,而后

17、才被代谢和利用,废。非溶解性有机物需先转化成溶解性有机物,而后才被代谢和利用,废水由此得到净化。水由此得到净化。 净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离,上层出水排放;分离浓净化后废水与活性污泥在二次沉淀池内进行分离,上层出水排放;分离浓缩后的污泥一部分返回曝气池,以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥,缩后的污泥一部分返回曝气池,以保证曝气池内保持一定浓度的活性污泥,其余为剩余污泥,由系统排出。其余为剩余污泥,由系统排出。 P272 活性污泥中微生物的生理活动与周围的温度关系密切。活性污泥中微生物的生理活动与周围的温度关系密切。在在1530温度范围内,微生物的生理活动旺盛。在此温度范围外,

18、均会导温度范围内,微生物的生理活动旺盛。在此温度范围外,均会导致活性污泥反应程度受到某些不利影响。致活性污泥反应程度受到某些不利影响。 当温度高于当温度高于35或低于或低于10,微生物对有机物的代谢功能会受到一定程,微生物对有机物的代谢功能会受到一定程度的不利影响。度的不利影响。 在我国北方地区,大中型的活性污泥处理系统也可露天建设,但小型活在我国北方地区,大中型的活性污泥处理系统也可露天建设,但小型活性污泥处理系统则宜建在室内。而当温度高于性污泥处理系统则宜建在室内。而当温度高于35或低于或低于5,反应速率会,反应速率会降至最低程度,甚至完全停止反应。因此,一般活性污泥反应进程的最高及降至最

19、低程度,甚至完全停止反应。因此,一般活性污泥反应进程的最高及最低的极限温度,分别控制在最低的极限温度,分别控制在35及及10。 P2745) 延时曝气活性污泥法延时曝气活性污泥法又称完全氧化活性污泥法。工艺的主要特点是:有机负荷低,污泥持续处又称完全氧化活性污泥法。工艺的主要特点是:有机负荷低,污泥持续处于内源代谢状态,剩余污泥少,且污泥稳定、不需再进行消化处理,这种工于内源代谢状态,剩余污泥少,且污泥稳定、不需再进行消化处理,这种工艺可称为废水、污泥综合处理工艺。艺可称为废水、污泥综合处理工艺。该工艺还具有处理水质稳定性较高,对废水冲击负荷有较强的适应性和不该工艺还具有处理水质稳定性较高,对

20、废水冲击负荷有较强的适应性和不需设初次沉淀池的优点。需设初次沉淀池的优点。主要缺点是池容大,曝气时间长,建设费和运行费用都较高,而且占用较主要缺点是池容大,曝气时间长,建设费和运行费用都较高,而且占用较大的土地等。大的土地等。该工艺适用于对处理水质要求高,又不宜采用单独污泥处理的小型城镇污该工艺适用于对处理水质要求高,又不宜采用单独污泥处理的小型城镇污水和工业废水。工艺采用的曝气池均为完全混合式或推流式。水和工业废水。工艺采用的曝气池均为完全混合式或推流式。理论上来说,延时曝气活性污泥法是不产生污泥的,但在实际上仍产生少理论上来说,延时曝气活性污泥法是不产生污泥的,但在实际上仍产生少量的剩余污

21、泥,其成分主要是一些无机悬浮物和微生物内源代谢的残留物。量的剩余污泥,其成分主要是一些无机悬浮物和微生物内源代谢的残留物。P271272.a) 污泥沉降比污泥沉降比(SV),又称,又称30 min沉淀率。沉淀率。SV是指从曝气池中取出的混是指从曝气池中取出的混合液在量筒合液在量筒(一般是一般是100 mL)中静置中静置30 min后,测得的污泥沉淀体积与原混后,测得的污泥沉淀体积与原混合液体积的比值,一般以合液体积的比值,一般以%表示。表示。SV值能相对地反映出污泥浓度、污泥的值能相对地反映出污泥浓度、污泥的凝聚和沉降性能,可用于控制排泥量和及时发现初期的污泥膨胀。一般认为凝聚和沉降性能,可用

22、于控制排泥量和及时发现初期的污泥膨胀。一般认为SV值的正常值为值的正常值为2030%。由于。由于SV值的测定方法比较简单快捷,故成为评值的测定方法比较简单快捷,故成为评定活性污泥质量的重要指标之一。定活性污泥质量的重要指标之一。b) 污泥体积指数污泥体积指数(SVI)是指曝气池出口处的混合液经是指曝气池出口处的混合液经30 min静置沉淀后,静置沉淀后,1 g干污泥所形成的沉淀污泥体积,其单位干污泥所形成的沉淀污泥体积,其单位mL/g。SVI值比值比SV值更能够准确地评价污泥的凝聚性能及沉降性能。一般来说:值更能够准确地评价污泥的凝聚性能及沉降性能。一般来说:若若SVI值过低,则表明污泥粒径小

23、、密实、无机成分含量高;若值过低,则表明污泥粒径小、密实、无机成分含量高;若SVI值过高,值过高,则表明污泥沉降性能不好,将要发生或已经发生污染膨胀。则表明污泥沉降性能不好,将要发生或已经发生污染膨胀。由于某种原因,活性污泥沉降性能恶化,由于某种原因,活性污泥沉降性能恶化,SVI值不断增加,沉淀池的污泥值不断增加,沉淀池的污泥面也不断上升,最终导致污泥流失,使曝气池中的面也不断上升,最终导致污泥流失,使曝气池中的MLSS浓度降低,从而破浓度降低,从而破坏了正常处理工艺操作的污泥,这种现象称为污泥膨胀。坏了正常处理工艺操作的污泥,这种现象称为污泥膨胀。P271污泥浓度指标污泥浓度指标 混合液悬浮

24、固体浓度(混合液悬浮固体浓度(MLSS),也称为),也称为“混合液污泥混合液污泥浓度浓度”,表示活性污泥在曝气池混合液中的浓度,其单位为,表示活性污泥在曝气池混合液中的浓度,其单位为mg/L或或kg/m3。混合液挥发性悬浮固体浓度(混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS),表示有机悬浮固体的浓度,其),表示有机悬浮固体的浓度,其单位为单位为mg/L或或kg/m3。在条件一定时,在条件一定时,MLVSS/MLSS比值是比较稳定的,城市污水一般在比值是比较稳定的,城市污水一般在0.750.85之间,不同废水的之间,不同废水的MLVSS/MLSS值有异。值有异。2751) 填料上生物膜的数量视填料上生

25、物膜的数量视BOD负荷而异。负荷而异。BOD负荷高,则生物膜数量负荷高,则生物膜数量多,反之亦然。因此不能借助于运转条件的变化任意调节生物量和装置的多,反之亦然。因此不能借助于运转条件的变化任意调节生物量和装置的效能。效能。2) 当采用蜂窝填料时,如果负荷过高,则生物膜较厚,易堵塞填料。所当采用蜂窝填料时,如果负荷过高,则生物膜较厚,易堵塞填料。所以,必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。以,必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。3) 大量产生后生动物(如轮虫类等)。若生物膜瞬时大块脱落,则易影大量产生后生动物(如轮虫类等)。若生物膜瞬时大块脱落,则易影响出水水质。响出水水质。4) 组合状

26、的接触填料有时会影响曝气与搅拌。组合状的接触填料有时会影响曝气与搅拌。P275276湿地,是指地下水位终年接近地表面、土壤处于饱和状态并生长着植物的湿地,是指地下水位终年接近地表面、土壤处于饱和状态并生长着植物的地方。污水人工湿地处理系统,是将污水有控制地投配到经人工构造的湿地地方。污水人工湿地处理系统,是将污水有控制地投配到经人工构造的湿地上,主要利用土壤、植物和微生物等作用处理污水的一种污水自然处理系统。上,主要利用土壤、植物和微生物等作用处理污水的一种污水自然处理系统。按水流方式,污水人工湿地可以分为地表流和地下流两大类型。按水流方式,污水人工湿地可以分为地表流和地下流两大类型。1) 地

27、表流湿地地表流湿地 水在生长稠密的水生水在生长稠密的水生(沼生沼生)植物丛中流动,具有自由水面植物丛中流动,具有自由水面2) 地下流湿地地下流湿地 水以潜流形式渗过长有植物的浅层多孔滤床水以潜流形式渗过长有植物的浅层多孔滤床地表流湿地在美国比较流行,尤其是用于大型污水处理系统和营养物质去地表流湿地在美国比较流行,尤其是用于大型污水处理系统和营养物质去除。地下流湿地则在欧洲、澳大利亚和南非得到广泛接受。近年来这两种类除。地下流湿地则在欧洲、澳大利亚和南非得到广泛接受。近年来这两种类型在我国都有研究和应用。型在我国都有研究和应用。P276 基本概念、影响因素基本概念、影响因素稳定塘是一种构造简单、

28、易于管理、处理效果稳定可靠的污水自然生物稳定塘是一种构造简单、易于管理、处理效果稳定可靠的污水自然生物处理设施。污水在塘内通过长时间的停留,其有机物通过不同细菌的分解处理设施。污水在塘内通过长时间的停留,其有机物通过不同细菌的分解代谢作用后被生物降解。稳定塘按照功能可分为好氧塘、兼性稳定塘、厌代谢作用后被生物降解。稳定塘按照功能可分为好氧塘、兼性稳定塘、厌氧稳定塘、曝气稳定塘、高效稳定塘。氧稳定塘、曝气稳定塘、高效稳定塘。(1) 好氧稳定塘好氧稳定塘好氧塘的水深一般在好氧塘的水深一般在0.5 m左右,阳光能够直透塘底,塘内藻类生长繁左右,阳光能够直透塘底,塘内藻类生长繁茂,光合作用旺盛,塘水中

29、溶解氧非常充分,好氧微生物活跃,茂,光合作用旺盛,塘水中溶解氧非常充分,好氧微生物活跃,BOD去除去除率高,在停留时间率高,在停留时间26天后可达天后可达80%以上。以上。好氧稳定塘净化反应中的一个主要特征是好氧微生物与植物性浮游生好氧稳定塘净化反应中的一个主要特征是好氧微生物与植物性浮游生物物藻类共生。藻类利用透过的太阳光进行光合作用,合成新的藻类,藻类共生。藻类利用透过的太阳光进行光合作用,合成新的藻类,并在水中放出游离氧。好氧微生物既利用这部分氧对有机物降解,而在这并在水中放出游离氧。好氧微生物既利用这部分氧对有机物降解,而在这一活动中所产生的一活动中所产生的CO2又为藻类在光合作用中所

30、利用。又为藻类在光合作用中所利用。3) 厌氧塘厌氧塘 厌氧塘处理污水的原理,与污水的厌氧生物处理相同。有机物的厌氧降厌氧塘处理污水的原理,与污水的厌氧生物处理相同。有机物的厌氧降解分为水解、产酸和产甲烷三个步骤。厌氧塘全塘大都处于厌氧状态。在厌解分为水解、产酸和产甲烷三个步骤。厌氧塘全塘大都处于厌氧状态。在厌氧状态下,进入厌氧塘的可生物降解的颗粒性有机物,先被胞外酶水解而成氧状态下,进入厌氧塘的可生物降解的颗粒性有机物,先被胞外酶水解而成为可溶性的有机物,溶解性有机物再通过产酸菌转化为乙酸,接着在产甲烷为可溶性的有机物,溶解性有机物再通过产酸菌转化为乙酸,接着在产甲烷菌的作用下,将乙酸转为甲烷

31、和二氧化碳。虽然厌氧降解机理是有顺序的,菌的作用下,将乙酸转为甲烷和二氧化碳。虽然厌氧降解机理是有顺序的,但是,在整个系统中,这些过程则是同时进行的。厌氧塘除对污水进行厌氧但是,在整个系统中,这些过程则是同时进行的。厌氧塘除对污水进行厌氧处理以外,还能起到污水初次沉淀、污泥消化和污泥浓缩的作用。处理以外,还能起到污水初次沉淀、污泥消化和污泥浓缩的作用。影响厌氧塘处理效率的因素有气温、水温、进水水质、浮渣、营养比、污泥影响厌氧塘处理效率的因素有气温、水温、进水水质、浮渣、营养比、污泥成分等。其中,气温和水温是影响厌氧塘处理效率的主要因素。成分等。其中,气温和水温是影响厌氧塘处理效率的主要因素。2

32、) 兼性塘兼性塘 兼性塘是最常见的一种污水稳定塘。其特点是塘深较深兼性塘是最常见的一种污水稳定塘。其特点是塘深较深(1.22.5m),因此塘中存在不同的区域。上层阳光能透射到的区域,藻类得以繁殖,溶解因此塘中存在不同的区域。上层阳光能透射到的区域,藻类得以繁殖,溶解氧含量充足,好氧细菌活跃,为好氧区;底层有污泥积累,溶解氧几乎为零,氧含量充足,好氧细菌活跃,为好氧区;底层有污泥积累,溶解氧几乎为零,主要由厌氧菌对不溶性的有机物进行代谢,为厌氧区;中部则为兼性区,实主要由厌氧菌对不溶性的有机物进行代谢,为厌氧区;中部则为兼性区,实际上是好氧区和厌氧区中间的过渡区,大量兼性菌存在其中,随环境条件的

33、际上是好氧区和厌氧区中间的过渡区,大量兼性菌存在其中,随环境条件的变化以不同的方式对有机物进行分解代谢。变化以不同的方式对有机物进行分解代谢。P279280 1)A/O工艺工艺 2)A2/O工艺工艺(1) A/O除磷工艺除磷工艺可以同时从污水中去除磷和有机碳。可以同时从污水中去除磷和有机碳。A/O工艺是通过厌氧工艺是通过厌氧-好氧顺序交替达到除磷好氧顺序交替达到除磷目的。悬浮生长的活性污泥系统的流程图见下图。目的。悬浮生长的活性污泥系统的流程图见下图。 进水厌氧池二沉池出水回流污泥剩余污泥好氧池混合液回流进水缺氧池缺氧池好氧池二沉淀池出水回流污泥含磷剩余污泥 (2) A2/O工艺工艺 A2/O

34、工艺是工艺是A/O除磷工艺的改进形式,为反硝化提供了一个缺氧区,流程除磷工艺的改进形式,为反硝化提供了一个缺氧区,流程图如下:图如下: P277硝化菌把氨氮转化成硝酸盐的过程称为硝化。硝化是一个两步的过程:硝化菌把氨氮转化成硝酸盐的过程称为硝化。硝化是一个两步的过程:第第一步氨氮首先由亚硝酸盐菌转化成亚硝酸盐。第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐一步氨氮首先由亚硝酸盐菌转化成亚硝酸盐。第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐。分别利用了亚硝酸盐菌和硝酸盐菌,分别利用了亚硝酸盐菌和硝酸盐菌,亚硝酸盐菌和硝酸菌统称为硝化菌。亚硝酸盐菌和硝酸菌统称为硝化菌。这些细菌所利用的碳源是这些细菌所利用的碳源是CO32- 、HCO3

35、2-和和CO2等无机碳,不是有机碳。等无机碳,不是有机碳。硝化工艺根据碳氧化和硝化功能的分离程度可分为两类;碳氧化和硝化可硝化工艺根据碳氧化和硝化功能的分离程度可分为两类;碳氧化和硝化可以在同一反应器中进行,称为合并硝化工艺;在单独硝化工艺中,碳氧化和以在同一反应器中进行,称为合并硝化工艺;在单独硝化工艺中,碳氧化和硝化是在不同的反应器中进行的。合并硝化和单独硝化工艺流程图见下。硝化是在不同的反应器中进行的。合并硝化和单独硝化工艺流程图见下。出水二沉池进水初沉池硝化池硝化沉淀池回流污泥剩余污泥初沉污泥(a)合并硝化进水初沉池初沉污泥回流污泥剩余污泥硝化沉淀池硝化池曝气池(BOD)回流污泥剩余污

36、泥出水P280 化学除磷是通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应,生成难溶的含磷化合物与化学除磷是通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应,生成难溶的含磷化合物与絮凝体,使污水中的磷分离出来,达到除磷的目的,化学除磷常用的混凝剂絮凝体,使污水中的磷分离出来,达到除磷的目的,化学除磷常用的混凝剂有:石灰有:石灰(钙盐钙盐)、铝盐、铁盐等。、铝盐、铁盐等。1) 石灰除磷石灰除磷:石灰中的钙离子与正磷酸盐作用生成羟基磷灰石:石灰中的钙离子与正磷酸盐作用生成羟基磷灰石: 5Ca2+4OH+3HPO42-Ca5(OH)(PO4)3+3H2O羟基磷灰石的溶解度随羟基磷灰石的溶解度随pH值增加而迅速降低,值增加而迅速降低,p

37、H值的增高将促进磷酸盐的去除。值的增高将促进磷酸盐的去除。要保持较高的除磷率,需要将要保持较高的除磷率,需要将pH值提高到值提高到9.5以上。要达到一个给定的磷酸盐去除率,以上。要达到一个给定的磷酸盐去除率,所需的石灰投加量主要取决于污水的碱度,而与水中的含磷浓度关系不大。所需的石灰投加量主要取决于污水的碱度,而与水中的含磷浓度关系不大。2) 铝盐除磷铝盐除磷a) 铝离子与正磷酸盐反应,会形成固体的磷酸铝:铝离子与正磷酸盐反应,会形成固体的磷酸铝: Al3+PO43-AlPO4b) 一般采用硫酸铝作为混凝剂一般采用硫酸铝作为混凝剂 Al2(SO4)3+2PO43-2AlPO4+3SO42-由于

38、硫酸铝对碱度的中和,由于硫酸铝对碱度的中和,pH值下降,形成氢氧化铝聚凝体,同时与正磷值下降,形成氢氧化铝聚凝体,同时与正磷酸离子化酸离子化 合形成固体磷酸铝。合形成固体磷酸铝。 3) 铁盐降磷铁盐降磷铁离子与磷酸盐的反应同铝离子与磷酸盐的反应十分相似,生成物为铁离子与磷酸盐的反应同铝离子与磷酸盐的反应十分相似,生成物为FeSO4与与Fe(OH)3。国内常用的铁盐混凝剂有三氯化铁。国内常用的铁盐混凝剂有三氯化铁FeCl3,硫酸亚铁,硫酸亚铁FeSO4等,因此硫酸亚铁适用于在曝气池内投加混凝剂的等,因此硫酸亚铁适用于在曝气池内投加混凝剂的BC法工艺。经过曝法工艺。经过曝气,氢氧化亚铁可氧化成为氢

39、氧化铁:气,氢氧化亚铁可氧化成为氢氧化铁: FeSO4+Ca(HCO3)2Fe(OH)2+CaSO4+2CO2 Fe(OH)2+1/2O2+H2OFe(OH)3P281 离心机用于污泥浓缩及脱水已有几十年的历史,经过几次更新换代,目前普遍离心机用于污泥浓缩及脱水已有几十年的历史,经过几次更新换代,目前普遍采用的是卧螺离心机。采用的是卧螺离心机。 离心脱水机的优点是结构紧凑,附属设备少,在密闭状况下运行,臭味离心脱水机的优点是结构紧凑,附属设备少,在密闭状况下运行,臭味小,不需要过滤介质,维护较为方便,能长期自动连续运转。但噪音较大,小,不需要过滤介质,维护较为方便,能长期自动连续运转。但噪音较

40、大,脱水后污泥含水率较高,当固液密度差很小时不易分离。污泥中若含有砂砾,脱水后污泥含水率较高,当固液密度差很小时不易分离。污泥中若含有砂砾,则易磨损设备。则易磨损设备。 离心脱水机主要由转鼓和带空心转轴的螺旋输送器组成。离心脱水机主要由转鼓和带空心转轴的螺旋输送器组成。 转鼓是离心机转鼓是离心机的关键部件。转鼓的直径越大,离心机处理能力也越大。转鼓的长度一般为的关键部件。转鼓的直径越大,离心机处理能力也越大。转鼓的长度一般为直径的直径的2.53.5倍,越长,污泥在机内停留的时间也越长,分离效果越好。倍,越长,污泥在机内停留的时间也越长,分离效果越好。 转鼓转速是一个重要的机械因素,也是一个重要

41、的工艺控制参数。转速转鼓转速是一个重要的机械因素,也是一个重要的工艺控制参数。转速的高低取决于转鼓的直径,要保证一定的离心分离效果,直径越小,要求转的高低取决于转鼓的直径,要保证一定的离心分离效果,直径越小,要求转速越高;反之,直径越大,要求转速越低。离心分离效果与离心机的分离因速越高;反之,直径越大,要求转速越低。离心分离效果与离心机的分离因数有关。分离因数是颗粒在离心机内受到的离心力与其本身重力的比值。数有关。分离因数是颗粒在离心机内受到的离心力与其本身重力的比值。 空心转轴螺旋输送器,既投配污泥,又起使污泥产生离心力的作用,同空心转轴螺旋输送器,既投配污泥,又起使污泥产生离心力的作用,同

42、时将固环层的污泥输离液环层,实现泥水分离。螺旋的旋转方向与转鼓的相时将固环层的污泥输离液环层,实现泥水分离。螺旋的旋转方向与转鼓的相同,但转速略高于转鼓转速,二者速度之差即为污泥被输出的速度,决定着同,但转速略高于转鼓转速,二者速度之差即为污泥被输出的速度,决定着污泥在机内停留时间的长短,因而是一个重要的工艺控制参数。另外,可用污泥在机内停留时间的长短,因而是一个重要的工艺控制参数。另外,可用溢流调节堰调整液环层的厚度,这也是一个重要的工艺调节参数。溢流调节堰调整液环层的厚度,这也是一个重要的工艺调节参数。 离心机对各种污泥的脱水效果:离心脱水机当采用无机低分子混凝剂时,离心机对各种污泥的脱水

43、效果:离心脱水机当采用无机低分子混凝剂时,分离效果很差,故一般均采用有机高分子混凝剂。当污泥有机物含量高时,分离效果很差,故一般均采用有机高分子混凝剂。当污泥有机物含量高时,一般选用离子浓度低的阳离子有机高分子混凝剂;当污泥中主要含无机物时,一般选用离子浓度低的阳离子有机高分子混凝剂;当污泥中主要含无机物时,一般选用离子浓度高的阴离子有机高分子混凝剂。一般选用离子浓度高的阴离子有机高分子混凝剂。 污泥进入离心机前,应通过粉碎机或缝隙为污泥进入离心机前,应通过粉碎机或缝隙为8 mm的细格栅,格栅室放的细格栅,格栅室放在污泥浓缩池前。当污水已通过很细的格栅时,则可免除污泥格栅。在污泥浓缩池前。当污

44、水已通过很细的格栅时,则可免除污泥格栅。 进入离心机污泥的浓度高时有利于脱水,但太高则污泥粘性过大,混凝进入离心机污泥的浓度高时有利于脱水,但太高则污泥粘性过大,混凝剂不易扩散。一般进泥的最佳含水率是剂不易扩散。一般进泥的最佳含水率是9092%。 p282厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应,分解污泥中有机物质厌氧消化是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应,分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。厌氧消化是使污泥实现的一种污泥处理工艺。厌氧消化是使污泥实现“四化四化”(减量化、稳定化、(减量化、稳定化、无害化、资源化)的主要环节。无害化、资源化)的主要环节。将有机物质厌氧消化产生沼气,是一

45、个由多种细菌参与的多阶段生化反应将有机物质厌氧消化产生沼气,是一个由多种细菌参与的多阶段生化反应过程,每一反应阶段都以某类细菌为主,其产物供下一阶段的细菌利用。厌过程,每一反应阶段都以某类细菌为主,其产物供下一阶段的细菌利用。厌氧消化机理的理论可分为二段论三段论和四段论。氧消化机理的理论可分为二段论三段论和四段论。第一阶段:水解阶段。一些兼性细菌可以向体外分泌胞外酶;将大分子的第一阶段:水解阶段。一些兼性细菌可以向体外分泌胞外酶;将大分子的固态和胶态物质水解成细菌可吸收的溶解性物质。固态和胶态物质水解成细菌可吸收的溶解性物质。第二阶段:产酸阶段。兼性菌完成水解以后,可将水解产物吸入胞内,继第二

46、阶段:产酸阶段。兼性菌完成水解以后,可将水解产物吸入胞内,继续进行分解代谢。代谢产物主要为挥发性脂肪酸、挥发醇及一些醛酮物质。续进行分解代谢。代谢产物主要为挥发性脂肪酸、挥发醇及一些醛酮物质。第三阶段:产甲烷阶段。在该阶段起主要作用的为甲烷菌。由于该类细菌第三阶段:产甲烷阶段。在该阶段起主要作用的为甲烷菌。由于该类细菌繁殖速度慢,代谢活力不强,只能利用挥发性脂肪酸进行代谢,产生甲烷。繁殖速度慢,代谢活力不强,只能利用挥发性脂肪酸进行代谢,产生甲烷。所谓四段论系将酸性消化阶段分成三个阶段,分别为水解阶段、产酸阶段所谓四段论系将酸性消化阶段分成三个阶段,分别为水解阶段、产酸阶段和酸性衰退阶段。加上

47、产甲烷阶段,称为四段论。和酸性衰退阶段。加上产甲烷阶段,称为四段论。 产酸菌和产甲烷菌所要求的产酸菌和产甲烷菌所要求的pH范围范围 除除pH和碱度外,影响消化的另一个重要因素是污泥温度。和碱度外,影响消化的另一个重要因素是污泥温度。 按照消化温度的不同,消化常分为三类:高温消化、中温消化和常温消按照消化温度的不同,消化常分为三类:高温消化、中温消化和常温消化。中温消化的温度可控制在化。中温消化的温度可控制在2938之间,常采用之间,常采用35;高温消化在;高温消化在50 56之间,常用采之间,常用采55;常温消化一般不加热,不控制消化温度,常在;常温消化一般不加热,不控制消化温度,常在1525之间,但停留时间较长。高温消化的有机物分解率和沼气产量会之间,但停留时间较长。高温消化的有机物分解率和沼气产量会略高于中温消化,但所需的热能耗较大,总体比较,得不偿失,因而采用较略高于中温消化,但所需的热能耗较大,总体比较,得不偿失,因而采用较少,当污泥的卫生指标要求较高时,高温消化仍具有优势。少,当污泥的卫生指标要求较高时,高温消化仍具有优势。 pH是综合各阶段消化状况的一个指标:水解和产酸阶段的速率超过甲是综合各阶段消化状况的一个指标:水解和产酸阶段的速率超过甲烷阶段,会造成有机酸的

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