【文章內容簡介】 除氨氮。a、物理化學脫氨☆折點氯化法去除氨氮折點氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水中，將污水中 NH4N 氧化成 N2的化學脫氮工藝。其最終化學反應可表示為：NH4++→ 2+++氯投加量與 NH4+N 重量比為 :1，由于污水水質的不同，投加量將大于理論計算值。此外，折點氯化法還需要消耗水中堿度，理論計算 1mg/L NH4+N 消耗( 以 CaCO3計)，一般需向污水中投加 NaOH 和石灰來補充污水堿度的不足；并且尚需對出水余氯進行脫除，以免毒害魚貝類水生生物，余氯脫除可用還原劑二氧化硫將余氯還原成氯離子或用活性炭床過濾吸附。采用折點氯化法脫氨氮，工藝復雜，投氯量大，再加上補充堿度、余氯脫除等工藝環(huán)節(jié)，而且投氯尚會產生一些新的有毒和有害物質，故從經濟上，運行管理上和環(huán)境上分析均不適宜于本工程?！钸x擇性離子交換法去除氨氮陽離子交換樹脂的離子交換反應可用下式表示：nRA++Bn+←→RnBn ++nA陽離子交換樹脂對各種離子所表現的不同親和力或選擇性是離子交換的基 16本條件。目前在污水處理中主要采用沸石天然離子交換物質作為離子交換物質，但該法在國內尚無應用。該法存在的主要問題是進入交換柱的 SS 值不應大于 35mg/L，以免增加水頭損失，堵塞沸石床；吸附飽和后必須對沸石進行再生，以恢復其離子交換能力；無運行管理經驗?！羁諝獯得摲ㄈコ钡鬯械陌钡蠖嘁凿@離子(NH 4+)和游離氨(NH 3)形式存在，并在水中保持如下平衡： NH4+←→NH 3+H+當 PH 值升高時，平衡向右移動，污水中游離氨的比率增加，當 PH 值升高到 11 左右時，水中的氨氮幾乎全部以 NH3形式存在，若加以攪拌、曝氣等物理作用可使氨氣從水中向大氣轉移。氨吹脫包括三個工藝過程：一是提高污水 PH 值，將污水中 NH4+轉變?yōu)镹H3；二是在吹脫塔中反復形成水滴；三是通過吹脫塔大量循環(huán)空氣，增加接觸，攪動水滴。該工藝方案主要存在的問題是需對污水調節(jié) PH 值，投加大量石灰，藥劑投加量大，另外還產生大量的污泥，增加處理難度和污泥處理量：由于需要大量循環(huán)空氣，故動力費用較高；該方法在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經驗，因此不推薦采用。綜上所述，物理化學法脫氮從經濟、管理等方面均不適宜在污水處理中使用。b、生物脫氮氮是蛋白質不可缺少的組成部分，因此廣泛存在于城市污水之中。在原污水中，氮以 NH3N 及有機氮的形式存在，這兩種形式的氮合在一起稱之為凱氏 17氮，用 TKN 表示，而原污水中的 NOxN(包括亞硝酸鹽 NO2和硝酸鹽 NO3在內)幾乎為零，故通常進水總氮即近似等于凱氏氮。氮也是構成微生物的元素之一，一部分進入細胞體內的氮將隨剩余污泥一起從水中去除。這部分氮量占所去除的 BOD5的 5％。在有機物被氧化的同時，污水中的有機氮也被氧化成氨氮，并且在溶解氧充足、泥齡足夠長的情況下進一步氧化成硝酸鹽。因為氮在水體中是藻類生長所需的營養(yǎng)物質，容易引起水體的富營養(yǎng)化，因此氮是污水處理廠出水的控制指標之一。反硝化菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽(NO 3N)中的氮作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣(N 2)，從而完成污水的脫氮過程，生物脫氮工藝是目前廣泛采用的污水處理工藝。由此可見，要達到生物脫氮的目的，完全硝化是先決條件。因為硝化菌屬于自養(yǎng)菌，其比生長率 μn明顯小于異養(yǎng)菌的生長率 μh，生物脫氮系統(tǒng)維持硝化的必要條件是 μn≥μh，也就是說系統(tǒng)必須維持在較低的污泥負荷條件下運行，使得系統(tǒng)泥齡大于維持硝化所需的最小泥齡。根據大量的試驗數據和運轉實例，設計污泥負荷在 d 及以下時，就可以達到硝化及反硝化的目的。 污水除磷工藝污水除磷主要有生物除磷和化學除磷兩大類。對于城市污水一般采用生物除磷為主，必要時輔以化學除磷作為補充，以確保出水的磷濃度在標準以內?；瘜W除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離將磷從污水中除去。固液分離可單獨進行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相結合。按工藝流程中化學藥劑投加點的不同，磷酸鹽沉淀工藝可分成前置沉淀、協(xié)同沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉 18淀的藥劑投加點是原污水進水處，形成的沉淀物與初沉污泥一起排除；協(xié)同沉淀的藥劑投加點包括初沉出水、曝氣池及二沉池之前的其它位置，形成的沉淀物與剩余污泥一起排除；后置沉淀的藥劑投加點是二級生物處理之后，形成的沉淀物通過另設的固液分離裝置進行分離，所括澄清池或濾池?；瘜W除磷的藥劑主要包括石灰、鐵鹽和鋁鹽?！钔都邮曳ㄏ蛭鬯型都邮?，污水中磷酸鹽與石灰的化學反應可用下式表示：3HPO42+5Ca2++4OH→Ca 5(OH)(PO4)3+3H2O污水堿度所消耗的石灰量通常比形成磷酸鈣類沉淀物所需的石灰量大幾個數量級，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取決于污水的堿度，而不是污水的含磷量，滿足除磷要求的石灰投加量大致為總碳酸鈣堿度的 倍。石灰法除磷的 PH 值通?？刂圃?10 以上，由于過高的 PH 會抑制和破壞微生物的增殖和活性，所以石灰法不能用于協(xié)同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法除磷?！钔都予F鹽和鋁鹽以硫酸鋁和三氯化鐵、硫酸亞鐵混凝劑為例，金屬鹽與水中的磷酸鹽堿度的反應可以表示如下：硫酸亞鐵混凝：3Fe2++2PO43=Fe3(PO4)2↓主反應：FeCl 3+PO43→FePO 4↓+3Cl副反應：2FeCl 3+3Ca(HCO3)2→2Fe(OH) 3↓+3CaCl2+6CO2硫酸鋁混凝：主反應：Al 2(SO4)314H2O+2PO43→2AlPO 4↓+3SO42+14H2O 19副反應：Al 2(SO4)314H2O+6HCO3→2Al(OH) 3↓+3SO42+6CO2+14H2O可見，鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子(PO 43)作用生成難溶性的沉淀物，通過去除這些難溶性沉淀物去除水中的磷。按照德國規(guī)范 ATVA131 的規(guī)定，一般去除 1kg 磷需要投加 鐵或 鋁。對特定的污水，金屬鹽投加量需通過試驗確定，進水 TP 濃度和期望的除磷率不同，相應的投加量也不同?；瘜W除磷方法的產泥量將增加，僅由沉淀劑與磷酸根和氫氧根結合生成的干泥量為 ，除此之外，還要考慮附帶的其它沉淀物，因此，在實際應用中應按每 kg 用鐵量產生 污泥或每 kg 用鋁量產生 污泥來計算產泥量。在初沉池投加化學藥劑，初沉池產泥量將增加 50100%，如設后續(xù)生物處理，則全廠污泥量增加 60～70％；在二沉池投藥，活性污泥量增加 35～45%，全廠污泥量將增加 10～25％?；瘜W除磷的優(yōu)點是工藝簡單，除加藥設備外不需要增加其它設施，因此特別適用于舊廠增加除磷設備，缺點是藥劑消耗量大，剩余污泥量增加，濃度降低，體積增大，使污泥處理的難度增加，同時還要消耗水中堿度，影響氨氮硝化。因此，在二級生物處理工藝中，僅當出水含磷要求較高時，才考慮化學法輔助除磷。B．生物除磷生物除磷是污水中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內的磷酸鹽，產生能量用以吸收快速降解有機物，并轉化為 PHB(聚 β羥丁酸)存儲起來。當這些聚磷菌進入好氧條件下時就降解體內儲存的 PHB 產生能量，用于細胞的合成和吸磷，形成高濃度污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷的目的。生物除磷的優(yōu)點在于不增加剩余污泥量，處理成本較低。缺點是為了避免 20剩余污泥中磷的再次釋放，對污泥處理工藝的選擇有一定的限制。據資料介紹，在厭氧段釋放 1mg 的磷吸收儲存的有機物，經好氧分解后產生的能量用于細胞合成、增殖，能夠吸收 2～ 的磷。因此磷的吸收取決于磷的釋放，而磷的釋放取決于污水中存在的可快速降解的有機物的含量，一般來說，這種有機物與磷的比值越大，降磷效果越好。一般的活性污泥法，其剩余污泥中的含磷量為 ～2％，采用生物除磷工藝的剩余活性污泥中磷的含量可以達到傳統(tǒng)活性污泥法的 2～3 倍，在設計中往往采用 3～5％。生物除磷工藝的前提條件是聚磷菌必須在厭氧條件下受到抑制，而后進入好氧階段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的處理工藝必須在曝氣池前設置厭氧段。根據該城鎮(zhèn)城污水處理廠的進水水質和要求達到的出水指標，我們認為，最佳的處理工藝是生物除磷脫氮工藝，即(深度)二級生物處理工藝。 二氧化氯消毒工藝二氧化氯（ClO 2）是被世界衛(wèi)生組織（WHO）公認的一種高效、廣譜、強力殺菌劑，也是 2022 年中國在抗擊“非典” 過程中，國家衛(wèi)生和環(huán)保部門推薦使用的消毒劑之一。化學法二氧化氯發(fā)生器由反應系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、供給系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，結構合理，操作安全方便。維護簡便、故障率低，在省內外各地醫(yī)院的污水處理工程中被應用并得到很好的處理效果。所以，本方案選擇二氧化氯為該醫(yī)療污水的消毒藥劑。二氧化氯（ClO 2）殺菌消毒劑是美國八十年代開發(fā)的新產品,經過美國食品藥物管理局(FDA)和美國環(huán)境保護署(ERA)長期科學的試驗論證，確認它是殺菌、消毒、除臭的理想藥劑，世界衛(wèi)生組織確認其是一種高效強力廣譜殺菌劑。二氧化氯藥劑由此被國際衛(wèi)生組織公認的液氯、漂白粉精、優(yōu)氯凈、次氯酸鈉等氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產品。 21二氧化氯消毒劑可以滅殺一切微生物，包括細菌繁殖體、細胞芽孢、真菌、分枝桿菌和肝炎病毒、各種傳染病毒菌等。其對微生物的殺菌機理為：二氧化氯對細胞壁有較強的吸附穿透力，可有效地使氧化細胞內含琉基的酶，快速的抑制微生物蛋白質的合成來破壞微生物。二氧化氯的消毒能力和氧化能力遠遠超過氯氣，不會像氯氣那樣生成對人體有害的有機鹵化物和三鹵甲烷（致癌物質） 。能有效的破壞酚、硫化物、氰化物等有害物質。二氧化氯發(fā)生器工作原理：化學方程式：NaClO3+2HCl=NaCl+ClO2+1/2C12+H2O5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O原料供應系統(tǒng)內的氯酸鈉水溶液和鹽酸（濃度 3031%）在計量調節(jié)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)的作用下被定量輸送到反應罐內，在一定溫度下經過負壓曝氣反應生成二氧化氯和氯氣的氣液混合物，經吸收系統(tǒng)吸收制成一定濃度的二氧化氯混合消毒液，投加到待處理的水中或需要消毒的物體，完成二氧化氯和氯氣的協(xié)同消毒、氧化等作用。 污泥處理工藝污泥是水處理工程的副產物，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥體積約占處理水量的 %%，如污水進行深度處理，污泥量還可能增加 倍?？傊?，污泥處理和處置的目的是減量、穩(wěn)定、無害化及綜合利用。脫除污泥水分，縮小污泥體積的方法主要有濃縮、調理、脫水和干化；穩(wěn)定污泥中有機物主要通過消化、焚燒、氧化和消毒等。影響污泥濃縮和脫水性能的主要因素是顆粒的大小，表面電荷水合的程度 22以及顆粒間的相互作用。其中污泥顆粒大小是影響污泥脫水性能的重要因素，污泥顆粒越小，顆粒的比表面積越大，這意味著更高的水合程度和對過濾的更大阻力及改變污泥脫水性能更多的化學藥劑。污泥調理的目的就是要克服水合作用和靜電排斥作用，增大污泥顆粒，使其易于濃縮和過濾。其途徑有二：一是加入混凝劑，改變顆粒表面性質，使其脫穩(wěn)并凝聚起來，二是改善污泥顆粒間的結構，減小過濾阻力，使其不堵塞過濾介質。污泥濃縮的目的是降低污泥含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)處理和利用。常用的污泥濃縮方法分：重力濃縮法、氣浮濃縮法和離心濃縮法，它們各有優(yōu)點，可根據實際情況選用。常用污泥濃縮方法及比較濃縮方法 優(yōu)點 缺點 適用范圍重力濃縮法貯泥能力強、動力消耗小、操作方便占地面積大、濃縮效果一般、濃縮后含水率較高主要用于濃縮初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥氣浮濃縮法占地面積小、濃縮效果好、濃縮后含水率低，臭氣少占地面積、運行費用小于重力濃縮法，但動力消耗、操作要求高于重力濃縮法主要用于濃縮初沉污泥、初沉污泥和剩余活性污泥的混合污泥；特別適用于濃縮過程中易發(fā)生污泥膨脹、易發(fā)酵的剩余活性污泥和生物膜法污泥離心濃縮法占地面積很小、處理能力大、含水率低、全封閉、無臭氣專用離心機價格高，電耗是高，操作要求高目的主要用于難以濃縮的剩余活性污泥和場地小，衛(wèi)生條件要求高，濃縮后污泥含水率很低的場合 23污泥脫水主要分自然干化和機械脫水兩種，其中以機械脫水應用廣泛。各種脫水方法的比較方法 優(yōu)點 缺點 適用范圍板框壓濾機間歇脫水液壓過濾泥餅含固率高、固體回收率高、藥品消耗少、濾液清澈間歇操作、過濾能力較低基建設備投資大其他脫水設備適用的場合需要減少運輸、干燥或焚燒費用，降低填埋用地的場合帶式壓濾機連續(xù)脫水機械擠壓機器制造容易，附屬設備少，投資、能耗低連續(xù)操作，管理簡便、脫水能力大聚合物價格貴，運行費用高脫水效率不及板框壓濾機特別適用于無機性污泥的脫水機械脫水離心機連續(xù)脫水離心力作用基建投資少、占