【正文】 ? 有機廢水 ? 按污染物處理的難易分類 ? 易處理工業(yè)廢水（ SS，酸、堿） ? 可生化工業(yè)廢水（有機物，食品，釀造） ? 難降解工業(yè)廢水（重金屬，農藥，染料，造紙） 酸堿廢水中和的主要方法 中和方法 主要優(yōu)點 主要缺點 酸堿廢水相互中和 以廢治廢，處理成本低 適用范圍窄 藥劑中和 適用范圍大，處理效果好 設備多，費用高， 管理要求高，泥渣量大 固定床中和濾池 設備簡單，易操作維護， 泥渣量少 不適于硫酸廢水， 高 SS、油脂要求預處理 升流膨脹中和濾池 設備簡單，濾速高，泥渣量少， 可用于各種酸性廢水 高 SS、油脂要求預處理 對濾料粒徑要求嚴格 滾筒式中和濾池 可用于各種酸性廢水， 對濾料粒徑無嚴格要求 設備復雜，防腐要求高， 電耗高，噪聲大 藥劑中和法投藥量計算 式中： Q ——廢水流量 (m3/h) C ——廢水中酸（堿）濃度 (kg/m3) ——換算（比重 1） a ——藥劑單位理論耗量 (kg/kg) ——查表 2－ 11－ 4 α ——藥劑純度或濃度 () ——教材 P427 K ——反應不均勻系數(shù) () ——教材 P427 )/( hkgKaCQG?????化學沉淀法的原理與應用 ? 化學沉淀法的基本原理： 向含有重金屬等溶解性污染物的廢水中投加某些化學藥劑，使其與污染物反應生成 溶度積 非常小的難溶物質，然后通過沉淀、過濾等分離手段將污染物從廢水中去除。 ? 氣浮過程的必要條件： ? 大量高度分散的微小氣泡； ? 待去除的污染物呈懸浮顆粒狀態(tài)； ? 懸浮顆粒表面呈疏水性質。 ? 常用氧化還原法及其應用： ? 氯氧化法（氰化物，硫化物，消毒） ? 臭氧氧化法（酚，氰化物，染料，有機物，消毒） ? Fenton試劑法（過氧化氫＋硫酸亞鐵，難降解有機物） ? 光催化氧化法（ UV＋氧化劑，難降解有機物） ? 電解氧化還原法（電鍍廢水，含酚廢水） 含鉻廢水的藥劑還原法處理 ? 基本原理： 在酸性條件下，利用還原劑將 Cr6+還原為 Cr3+ ，再將廢水 pH值調至堿性，使 Cr3+生成 Cr(OH)3沉淀而去除。 水質監(jiān)測指標和自動控制 ? 常規(guī)監(jiān)測控制項目和儀表設備：表 2－ 10－ 3 ? 污水處理廠控制管理的目的： ? 優(yōu)化工藝參數(shù)，保證出水水質； ? 提高管理水平，改善工作條件； ? 發(fā)揮設備功效，降低運行成本； ? 積累設計、運行經驗。 ?污泥的投海處置： ?沿海地區(qū)，可考慮把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰投海。 ?石灰穩(wěn)定法的主要作用是解決污泥的臭氣問題并殺死病原菌 。 同時 ，膨脹劑可降低污泥含水率并改善堆料的碳氮比 。 ? 由于沒有填料， UASB在投資和運行成本上更節(jié)省，能耗低，操作維護相對簡易。據(jù) 1993年的報道，國外至少已有 300多座生產規(guī)模處理裝置在運行，其中設備最大容積達 15600m3。 ? 由于消化池容積大幅度減小 ， 加熱 、 攪拌等能耗和運行費用大幅度降低 。 厭氧消化技術的發(fā)展 ?兩相厭氧消化： 如前所述 ， 厭氧消化過程可分為水解發(fā)酵 、 產氫產乙酸和甲烷發(fā)酵三個階段 ， 各階段的菌種 、 對環(huán)境的要求 、 分解過程 、 分解速度及最終產物都不相同 ， 造成運行管理方面的諸多不便 。 厭氧消化技術的發(fā)展 ?兩級厭氧消化： 兩級厭氧消化工藝的主要特點： 1） 總容積不增加 ， 且第二級消化池被簡化 ， 建設費用大幅度降低 。 物質名稱 毒閾濃度界限 (mol/L) 堿金屬和堿土金屬 Ca2+， Hg2+， Na+， K+ 重金屬 Cu2+， Ni2+， Zn2+， Hg2+， Fe2+ H+和 OH 胺 類 有機物質 101~10+6 105~103 106~104 105~100 106~100 污泥的厭氧消化 ?厭氧消化池的基本池型： ?圓柱形 ?卵形 污泥的厭氧消化 ? 厭氧消化池的設計要點： 設 消化池體積 : 污泥量：初沉池污泥 ， 剩余污泥 ， 含水率 投配率： 3－ 5％ （ 一般 5％ ） 揮發(fā)性固體容積負荷： － (一般取 ) 投配與排泥：間歇式 ， 連續(xù)式 混合攪拌設備 :（ 循環(huán) ， 攪拌 ， 沼氣 ， 聯(lián)合 ） 加熱保溫設備： （ 體外熱交換間接加熱 ） 沼氣收集利用設備： （ 沼氣柜 ， 沼氣鍋爐 ） 厭氧消化技術的發(fā)展 ?兩級厭氧消化： 根據(jù)中溫消化的運行經驗 ， 在消化的前 8天 ， 產生的沼氣量占全部產氣量的 80%左右 ， 而一般中溫消化的水力停留時間為 20天左右 ， 在整個消化過程中 ， 為維持產甲烷細菌所需的適宜溫度 （ 33－ 35℃ ） ， 則需耗費大量的熱能 。 合成細胞所需的 C/N約為 5:1， 此外還要考慮作為能源的碳 ， 因此 ， 適宜的 C/N應為 （ 10－ 20） :1。 污泥的厭氧消化 ? 厭氧消化的影響因素： ? 攪拌和混合 ： 厭氧消化過程是通過細菌體的內酶和外酶與有機底物的接觸反應完成的 ， 因此 ， 為保證厭氧消化過程的順利進行 ， 必須采用一定的措施使兩者充分混合接觸 。如果消化系統(tǒng)中的水解發(fā)酵階段和產酸階段的反應速率超過產甲烷階段 ， 則有機酸會積累 ， pH值下降 ， 從而對產甲烷細菌產生抑制作用 。 城市污水處理廠污泥中溫消化的污泥投配率以 3－ 5%為宜 ， 相應的水力停留時間為 20－ 30d。 3℃ 時 ， 就會嚴重抑制消化速率 。 當溫度超出適宜溫度范圍時 ， 厭氧消化反應速率則急劇下降 。 三階段厭氧消化過程示意圖 H2 + CO2 乙酸 復雜有機物 脂肪酸 (C2) 水解、發(fā)酵 產氫產乙酸 CH4 + CO2 產甲烷 產甲烷 三階段厭氧消化過程示意圖 H2 + CO2 乙酸 復雜有機物 脂肪酸 (C2) 水解、發(fā)酵 第一階段： 在水解與發(fā)酵細菌作用下，使碳水化合物、蛋白質及脂肪經水解與發(fā)酵轉化為單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳和氫等。 污泥的厭氧消化 ? 污泥一般都采用厭氧消化法處理 ， 即在無氧的條件下 ， 由兼性菌及專性厭氧細菌降解有機污染物 ， 分解的最終產物主要是二氧化碳和以甲烷為主的消化氣 （ 沼氣 ） ， 污泥經厭氧消化得以穩(wěn)定 。 ? 剩余污泥量少 ， 污泥穩(wěn)定 ， 脫水性能好 。此時，如果條件合適，產甲烷細菌將開始繁殖活動，繼續(xù)進行厭氧氧化，有機物最終形成甲烷（沼氣）。 ?常用的污泥焚燒設備有回轉焚燒爐 、 多段焚燒爐和流化床焚燒爐等 。 污泥的干燥與焚燒 ?污泥經脫水 、 干化后 ， 含水率仍較高 ， 體積較大 ，為便于污泥最終處置 ， 可進行干燥處理或焚燒 。 污泥的機械脫水 ?污泥脫水機械： ?滾壓帶式過濾機： 連續(xù)生產 ， 操作方便 ， 自動控制 ， 衛(wèi)生條件好 。 污泥的機械脫水 ?污泥脫水機械： ?真空轉鼓過濾機： 可連續(xù)生產 ， 可自動控制 ， 操作方便 ， 運行平穩(wěn) 。 污泥的機械脫水 ?污泥預處理的主要方法： ?化學調節(jié)法：向污泥中投加混凝劑 ， 使污泥顆粒脫穩(wěn)凝聚 ， 提高脫水性能 。 ?造成壓力差推動力的方法有四種： ?污泥自身重力 ， 如帶式壓濾機的重力脫水段 。 ?固體通量： 30－ 60 kg/ ?水力負荷： m3/ （ 剩余污泥 ） 連續(xù)式污泥重力濃縮池 ? 連續(xù)式污泥重力濃縮池工況示意圖 上清液區(qū) 阻滯區(qū) 固體濃度 壓縮區(qū) QeCe Q0C0 QuCu u i i 污泥的自然干化 ?污泥在自然條件下 ， 由于滲濾 、 蒸發(fā)等作用而使污泥脫水干化的方法稱為自然干化 ， 用于污泥自然干化的構筑物稱為污泥干化場 。 一般 ，濃縮時間取 10－ 12小時 。 污泥的含水率 式中： V1， V2——分別表示污泥濃縮前后的體積 ， m3 W1， W2——分別表示污泥濃縮前后的固體重量 ， kg C1， C2——分別表示污泥濃縮前后的固體濃度 ， g/m3 P1， P2——分別表示污泥濃縮前后的含水率 ， % ?含水率的定義：污泥中所含水分的重量與污泥總重量之比的百分數(shù) （ P） 。 ? 再生廢水的城市回用 ? 城市景觀 ? 城市綠化 ? 市政雜用水 ? 再生廢水的工業(yè)回用 ? 工業(yè)冷卻水 ? 鍋爐補給水 ? 工藝用水 ? 再生廢水的農業(yè)回用 ? 農業(yè)灌溉 ? 漁牧用水 污水再生回用水質標準 ? 《 城 市 污 水 再 生 利 用 景觀環(huán)境用水水質 》 (GB/T189212022) ? 《 城 市 污 水 再 生 利 用 城 市 雜 用 水 水 質 》 (GB/T189202022) ? 《 農田灌溉水質標準 》 (GB508492) 污水再生回用處理技術 ?以二級處理出水為原水的傳統(tǒng)處理工藝 : 二級處理出水 消毒劑 沉淀池 混凝劑 回用水 混凝池 污泥 清水池 濾池 污水再生回用處理技術 ?以二級處理出水為原水的 CMF處理工藝 : 二級處理出水 消毒劑 沉淀池 混凝劑 回用水 混凝池 污泥 清水池 連續(xù)微濾裝置 污水再生回用處理技術 ?直接處理污水的 MBR處理工藝 : 空氣 MBR生物池 污水 消毒劑 回用水 清水池 調節(jié)池 Membrane BioReactor 第 9章 污泥的處理 ? 污水處理過程中產生的污泥量大 （ 城市二級污水處理廠產生的污泥量約占處理水量的 %－ %， 按含水率 97％ 計 ） 、濃度高 （ 含水率 99－ 95%） 、 成分復雜 （ 有機物 、 無機物 、 細菌 、 病原微生物 、 重金屬 ） 、 危害大 （ 腐化發(fā)臭 ， 二次污染 ） ， 必須及時有效地進行處理和處置 。 ? 內循環(huán)比（ R）：內循環(huán)回流比不僅影響脫氮效果，而且影響動力消耗，是一項非常重要的設計參數(shù)。 ? 在處理水中含有一定濃度的硝酸鹽，如果沉淀池運行不當，會發(fā)生反硝化反應，造成污泥上浮，使出水水質惡化。 余氯和氯化合物對水生物有毒害作用，部分氯化合物有致癌作用 大、中型 污水處理廠 臭氧 消毒效率高 去除有機物、色、味 投資大、成本高 設備管理復雜 衛(wèi)生條件要求高 的污水處理廠 次氯酸鈉 現(xiàn)場生產，直接投配，使用方便，易于控制。 污水深度處理的對象、 目標與技術 處理目的 處理對象 水質指標 主要處理技術 排放水體 再生回用 有機物 懸浮狀態(tài) SS 混凝沉淀、過濾 溶解狀態(tài) BOD COD TOC 膜生物反應器 活性炭吸附 臭氧氧化 防止富營養(yǎng)化 植物性營養(yǎng)鹽類 氮 T－ N NH3－ N 吹脫、折點氯化 生物脫氮 磷 PO4－ P T－ P 混凝沉淀 生物除磷 再生回用 微量成分 溶解性無機物 無機鹽類 電導率 Mg、 Ca、 Cl離子 反滲透、電滲析 離子交換 微生物 細菌、病毒 氧化、消毒 懸浮物的去除 ?混凝沉淀 ?過濾 砂濾 微濾 反滲透 1A 10A 100A 1000A 1181。 ?無需污泥回流 ， 也無污泥膨脹之慮 ， 維護管理方便 。 生物接觸氧化法的主要特點 ?缺點： ?如果設計運行不當 ， 填料易堵塞； ?布水 、 布氣不易均勻； ?由于大量填料的使用 ， 造價較高 。 ?懸浮 、 附著微生物共存 ， 生物濃度高 （ 10000 mg/L） ， 處理能力大 ， 耐沖擊負荷能力強 。 ?運行方式與曝氣池相似 ， 只是在池內人為提供微生物棲息生長的填料 ， 所以又稱為 “ 接觸曝氣法 ” 。 ?增大水力負荷 ， 強化水力沖刷作用 ， 防止填料堵塞 ， 加速生物膜更新 ， 抑制厭氧層發(fā)育 ， 使生物膜經常保持較高的活性 。 一般的城市污水 ， 在 20℃ 左右的溫度條件下 ， 這一過程大致需要 30天左右 。 活性污泥法的曝氣系統(tǒng) ? 曝氣的作用（供氧，混合攪拌） ? 雙膜理論及影響氧轉移效率的主要因素 ? 曝氣方式與曝氣設備 ? 鼓風曝氣（鼓風機，空氣擴散裝置） ? 機械充氧（葉輪攪拌器，曝氣轉刷） ? 衡量曝氣設備技術性能的主要指標 ? 動力效率（ EP） ? 氧利用效率（ EA） ? 氧轉移效率（ EL）－充氧能力 鼓風曝氣系統(tǒng)空氣量計算 1. 需氧量計算： VXbSSQaOR vea ?????????? )(22. 曝氣池內溶解氧飽和度： )42100 2 ( 5 tbssb OPCC ???3. 標準狀態(tài)下需氧量：