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文檔簡(jiǎn)介
1、水體污染:污染物進(jìn)入河流、海洋、湖泊、或地下水等水體后,使水體的水質(zhì)和水體沉淀物 的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化,從而降低了水體的實(shí)用價(jià)值和實(shí)用功能的現(xiàn)象。水體污染物:造成水體的水質(zhì)、底質(zhì)、生物質(zhì)等質(zhì)量惡化或形成水體污染的各種物質(zhì)或能量。 水體污染源:造成水體污染的污染物的發(fā)生源。水體自凈:污染物隨污水排入水體后,經(jīng)過物理的、化學(xué)的與生物化學(xué)的作用,使污染的濃 度降低后總量減少,受污染部分部分地或完全地回復(fù)原狀。水體所具備的上述能力稱為水體自凈能力。(物理凈化:稀釋、擴(kuò)散、沉淀與揮發(fā);化學(xué)凈化:氧化、還原、分解、合成; 生物凈化:微生物、水生動(dòng)植物) 水中污染物的種類: 固體污染物(單
2、位體積的水中所含質(zhì)量或濁度);需氧污染物(BOD COD TOC TOD等表示);有毒污染物(質(zhì)量濃度);營(yíng)養(yǎng)污染物,(單位體積 水中含氮和磷的總質(zhì)量);生物污染物(細(xì)菌總數(shù)大腸桿菌數(shù));感官污染物(色澤和色度,臭和味);酸堿污染物(常用PH值,濃度高時(shí)也用 sw z堿或酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù));油類污染物(質(zhì)量濃度);熱污染(用溫度)。水質(zhì):水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的綜合特性,包括化學(xué)、物理、生物學(xué)性質(zhì)三個(gè)方面。水質(zhì)指標(biāo):是水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn),表示出水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量。(物理性,化學(xué)性,生物性)生物化學(xué)需氧量(BOD):水中有機(jī)物被好氧微生物分解為無(wú)機(jī)物時(shí)所需的溶解氧量,結(jié)果以氧(Q)的
3、mg/L表示。它反映了有氧條件下,水中可生降解的有機(jī)物的量?;瘜W(xué)需氧量(COD :一定條件下,水中有機(jī)物在外加強(qiáng)氧化劑作用下被氧化分解時(shí)所消耗 氧化劑的量,以O(shè)2的mg/L表示。反映水中受還原性物質(zhì)污染的程度,包括有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。常用氧化劑為重鉻酸鉀和高錳酸鉀。BOD/COD勺應(yīng)用廢水可生化性的判斷,當(dāng)BOD/ COD 0.3時(shí),可生化處理;當(dāng)BOD/ COD值在0.250.3 時(shí),難生化處理;當(dāng) BOD/ COD V,而Uw v 的顆粒始終不能沉底,因而其沉降效率與具有相同表面負(fù)荷的平流沉淀池相比減小 了,但對(duì)于具有絮凝性的懸浮顆粒,則發(fā)生的情況就比較復(fù)雜,又有被去除的可
4、能。適用于小流量污水中絮凝性懸浮固體的分離。平流式沉淀池: 流入裝置,流出裝置,沉淀區(qū),緩沖層,污泥區(qū)和排泥裝置組成。輻流式沉淀池:構(gòu)造:由進(jìn)水管、出水管、沉淀區(qū)、污泥區(qū)及排泥裝置組成。污水從池中心進(jìn)入,沿半徑方向呈輻射狀流向池周,經(jīng)溢流堰或淹沒孔口匯入集水槽排出。 沉于池底泥渣,由安裝于衍架底部的刮板以螺線形軌跡刮入泥斗,再借靜壓或污泥泵排出。水力特征:廢水的流速由大向小變化。缺點(diǎn):中心進(jìn)水口處流速較大,且呈紊流,容易影響初期沉降效果。預(yù)曝氣沉淀池、向心輻流式沉淀池、斜板沉淀池(橫向流斜板沉淀池、同向流斜板、逆向流斜板)傳統(tǒng)沉淀池的缺點(diǎn):去除效率不高;體積太大占地面積大。改進(jìn):從原水水質(zhì)和沉
5、淀池的結(jié) 構(gòu)兩方面。斜板(管)沉淀池的構(gòu)造:斜流式沉淀池是根據(jù) 淺池理論,在沉淀池的沉淀區(qū)加斜板或斜管而 構(gòu)成。它由斜板(管)沉淀區(qū)、進(jìn)水配水區(qū)、清水出水區(qū)、緩沖區(qū)和污泥區(qū)組成。優(yōu)點(diǎn):去除 率高,停留時(shí)間短,占地面積小等。缺點(diǎn):排泥困難,易堵,不耐沖擊負(fù)荷。沉砂池工作原理:以重力分離為基礎(chǔ),即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制在智能使比重大的無(wú) 機(jī)顆粒下沉,而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池作用:用以分離廢水中比重較大的砂粒、灰渣等無(wú)機(jī)固體顆粒,使水泵和管道免受磨損和阻塞,同時(shí)也減輕沉淀池的無(wú)機(jī)負(fù)荷,使污泥具有良好的流動(dòng)性,便于排放輸送。工作原理:以重力或離心力分離為基礎(chǔ),即將進(jìn)入沉砂池的污水流速控制
6、在只能使比重大的無(wú)機(jī)顆粒下沉, 而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。(類型:平流式,曝氣,多爾,鐘式沉砂池) 平流式沉砂池構(gòu)造: 入流渠,出流渠,閘板,水流部分以及沉砂斗組成。曝氣沉砂池:原理 污水在池中存在著兩種運(yùn)動(dòng)形式,其一為水平流動(dòng)(一般流速0.1m/s),同時(shí)在池的橫斷上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)(旋轉(zhuǎn)流速0.4m/s ),整個(gè)池內(nèi)水流產(chǎn)生螺旋狀前進(jìn)的流動(dòng)形式。 由于曝氣以及水流的螺旋旋轉(zhuǎn)作用,污水中懸浮顆粒相互碰撞、摩擦,并受到氣泡上升時(shí)的沖 刷作用,使粘附在砂粒上的有機(jī)污染物淘洗于水中,獲得較為潔凈的沉渣。特點(diǎn):沉砂中有機(jī)物含量低于5%,長(zhǎng)期擱置也不會(huì)腐化發(fā)臭。具有預(yù)曝氣、脫臭、防止污水厭氧分解、除 泡
7、作用以及加速污水中油類的分離等作用。含油廢水中油的存在狀態(tài):浮油、乳化油、溶解油;隔油裝置:1、隔油池:用自然浮上法分離、去除含油廢水中可浮油的處理構(gòu)筑物(平流式 隔油池,斜板)2、除油罐:為油田廢水處理的主要除油裝置,用以去除污水中的可浮油。污油的脫水設(shè)備: 帶式除油機(jī)(立式,臥式,傾斜式)和脫水罐(立式,臥式)混凝原理:混凝是通過向廢水中投加化學(xué)藥劑一一混凝劑,破壞膠體的穩(wěn)定性, 使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉淀,得以與水分離,使廢水得到凈化。凝聚:指脫穩(wěn)的膠粒相互聚集為較大顆粒的過程。絮凝:指未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體形成大顆粒絮體的過程。混凝:包括凝聚和絮凝兩個(gè)過程 ?;炷龣C(jī)理:1
8、.壓縮雙電層機(jī)理:雙電層的厚度與溶液中的反離子的濃度有關(guān)。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì),使溶液中離子濃度增高時(shí), 則擴(kuò)散層的厚度將減小。 該過程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層原有 反離子之間的電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中,從而使擴(kuò)散層厚度減小。由于擴(kuò)散層厚度的減小,膠粒得以迅速凝聚。2.吸附電中和機(jī)理:膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用,由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷,減少了靜電斥力,降低了電位,使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。3.吸附架橋(橋連)機(jī)理:吸附架橋作用主要是指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用 下,通過活性部位與膠粒和細(xì)
9、微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的過程。本機(jī)理能解釋當(dāng)廢水濁度很低時(shí)有些混凝劑效果不好的現(xiàn)象:因?yàn)閺U水中膠粒少,當(dāng)聚合物伸展部分一端吸附一個(gè)膠粒后,另一端因粘連不著第二個(gè)膠粒,只能與原先的膠粒粘連,就不能起架橋作用,從而達(dá)不到混凝的效果。4.沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理:沉淀金屬氫氧化物(如AI(0H)3、Fe(0H)3)或帶金屬的碳酸鹽(如CaCG)時(shí),水中的膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì) 所網(wǎng)捕?;炷齽阂话惆涯芷鹉叟c絮凝作用的藥劑統(tǒng)稱為混凝劑。助凝劑:當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí),投加的某類輔助藥劑以提高混凝效果。影響混凝的因素:1.廢水水質(zhì)的影響:濁度(濁度過高或過低都不利于混凝,
10、濁度不同,所需的混凝劑用量也不同);pH值(在混凝過程中,都有一個(gè)相對(duì)最佳pH值存在,使混凝反應(yīng)速度最快,絮體溶解度最?。?;水溫(水溫低,水的粘度增大,布朗運(yùn)動(dòng)減弱,混凝效 果下降);共存雜質(zhì)(有些雜質(zhì)的存在能促進(jìn)混凝過程。而有些物質(zhì)則不利于混凝的進(jìn)行) 2.混凝劑的影響:混凝劑種類(混凝劑的選擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)、濃度。如水中污染物主要呈膠體狀態(tài),且電位較高,則應(yīng)先投加無(wú)機(jī)混凝劑使其脫穩(wěn)凝聚,如絮體細(xì)小,還需投加高分子混凝劑或配合使用活性硅酸等助凝劑);混凝劑投加量(與水中微 粒種類、性質(zhì)、濃度有關(guān);與混凝劑品種、投加方式及介質(zhì)條件有關(guān));混凝劑投加順序(一 般而言,當(dāng)無(wú)機(jī)與有
11、機(jī)并用時(shí), 先加無(wú)機(jī)混凝劑,再加有機(jī)混凝劑。但當(dāng)處理的膠粒在 50m 以上時(shí),常先加有機(jī)混凝劑吸附架橋,再加無(wú)機(jī)混凝劑壓縮擴(kuò)散層而使膠體脫穩(wěn) )3. 水力條 件的影響 :攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。(混合階段:要求混凝劑與廢水迅速均勻混合,為此要求攪拌強(qiáng)度要大,但時(shí)間要短。速度梯度 G應(yīng)在500 - 1000s攪拌時(shí)間t應(yīng)在10 -30s。反 應(yīng)階段: 既要?jiǎng)?chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(zhǎng)機(jī)會(huì),又要防止生成的小絮體被打碎,因此攪拌強(qiáng)度要小,而時(shí)間要長(zhǎng),相應(yīng)G和t值分別應(yīng)在20- 70s-1和15 30min。)混凝的工藝過程: 廢水和混凝劑混合 (使混凝劑盡快與水混合, 需要短時(shí)間
12、愛你高強(qiáng)度攪拌) , 反應(yīng)(使藥劑與水中的細(xì)小顆?;蚰z體物質(zhì)作用生成盡可能大的絮體,為沉降分離創(chuàng)造條 件),沉降( 使所生成的絮體與水分離,完成凈化過程 ),出水和污泥排放。混凝劑的投藥方法: 干投法(把經(jīng)過破碎易于溶解的藥劑直接投入廢水中) 和濕投法 (將混 凝劑和助凝劑配成一定濃度的溶液,然后按處理水量大小定量添加)反應(yīng)池的型式: 機(jī)械攪拌、隔板反應(yīng)池,渦流式反應(yīng)池等其水流特點(diǎn)由大到小,沿著水流方向攪拌強(qiáng)度應(yīng)越來(lái)越小。澄清池: 是用于混凝處理的另一種設(shè)備。在澄清池內(nèi),可同時(shí)完成混合、反應(yīng)、沉降分離等過程。 優(yōu)點(diǎn):占地面積小,處理效果好,生產(chǎn)效率高,節(jié)省藥劑用量。 缺點(diǎn): 對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要 求嚴(yán)
13、格,設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 根據(jù)泥渣與廢水接觸方式的不同,澄清池可分為: 一類是懸浮泥 渣型, 有懸浮澄清池, 脈沖澄清池; 另一類是泥渣循環(huán)型,有機(jī)械加速澄清池和水力循環(huán)加 速澄清池中和法(利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法)的處理對(duì)象:(1)含酸量小于3%5%的酸性廢水,(2)含堿量低于1 %3%的堿性廢水。酸性廢水的中和處理: 1、酸堿廢水相互中和法,2 、投藥中和法, 3、過濾中和法濾料的選擇原則: 各種酸在中和后形成的鹽具有不同的溶解度,其順序大致為:Ca(NO3) 2、CaCl2 MgSOCaSO CaCO MgCO。A、中和處理含硝酸、鹽酸廢水時(shí),濾料可
14、選石灰石, 大理石或白云石;B中和處理含碳酸廢水時(shí),含鈣或鎂的中和劑都不行,不宜采用過濾中和法;C、中和含硫酸廢水時(shí),最好選用含鎂的中和濾料(白云石)。(過濾中和設(shè)備:普通,升流式膨脹)升流式膨脹濾池: 水流由下向上流動(dòng),流速高達(dá) 30 -70m/h,再加上生成的 CO氣體的作用,使濾料互相碰撞摩擦,表面不斷更新,因此中和 效果較好。堿性廢水的中和處理: 1.利用酸性廢水中和;2. 加酸中和; 3.利用煙道氣進(jìn)行中和?;瘜W(xué)沉淀法: 化學(xué)沉淀法是向廢水中投加某種化學(xué)藥劑, 使它和其中某些溶解性物質(zhì)發(fā)生化 學(xué)反應(yīng),生成難溶鹽或氫氧化物而沉淀下來(lái),從而被分離除去的方法。(氫氧化物、硫化物、鋇鹽沉淀法
15、)基本原理:1.水中的難溶鹽服從溶度積原則,即在一定溫度下,在含難溶鹽AmBn固)的飽和溶液中,各種離子濃度的乘積為一常數(shù),稱為溶度積常數(shù),記為KSP 。 2.難溶解鹽溶解平衡可以用下列通式表示:AmBn(固)溶解結(jié)晶n+ m-mA +nB若 An+mBm-nKsp ,溶液過飽和,超過飽和的部分將沉淀析出。若要降低水中某種有害離子 An J可采用以下方法:* 向水中投加沉淀劑離子 C,以形成溶解度 Ksp更小的化合物 AQ從而從水中沉淀分離 出來(lái)。* 利用同離子效應(yīng),向水中投加同離子Bm-,使得An+ IBm- Ksp,形成AmBr沉淀。氫氧化物沉淀法:溶液的ph值為沉淀金屬氫氧化物的最重要條
16、件,根據(jù)金屬氫氧化物的容 度積Ksp及水的離子積Kw,可以計(jì)算氫氧化物沉淀的PH值硫化物的沉淀法:溶解度與溶液PH值密切相關(guān),隨PH增加而增加氧化-還原處理:污水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物,通過化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無(wú)毒的物質(zhì),或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài),從而達(dá)到處理的目的。分藥劑法、電化學(xué)法(電解)和光化學(xué)法三大類。電解:電解質(zhì)溶液在直流電流的作用下,在兩極上分別發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)的過程。電解法廢水處理的實(shí)質(zhì): 直接或間接利用電解槽中的電化學(xué)反應(yīng),即廢水中的污染物在陽(yáng)極被氧化,在陰極被還原,或者與電極反應(yīng)產(chǎn)物作用,轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)被分離除去。去除對(duì)象:離子態(tài)污染物,無(wú)機(jī)和有機(jī)的耗
17、氧物質(zhì),致病微生物。分類:按照污染物的凈化機(jī)理可分為電解氧化法、電解還原法、電解凝聚法和電解浮上法; 也可以分為直接電解法和間接電解法。按照陽(yáng)極材料的溶解特性可分為不溶性陽(yáng)極電解法和可溶性陽(yáng)極電解法。吸附:是指利用多孔性固體物質(zhì)吸附廢水中某種或幾種污染物,以回收或去除某些污染物,從而使廢水得到凈化的方法。吸附劑:具有吸附能力的多孔性固體物質(zhì)。吸附質(zhì):廢水中被吸附的物質(zhì)。吸附機(jī)理及分類:吸附原因:溶質(zhì)對(duì)水的流水特性、溶質(zhì)對(duì)固體顆粒的高度親和力。物理吸附(指吸附劑吸附質(zhì)之間通過分子間力而產(chǎn)生的吸附):吸附力為分子間力;沒有選擇性; 吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上,而是多少能在界面范圍內(nèi)自由
18、移動(dòng);主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下,放熱較小;可以是單分子層或多分子層吸附;解吸容易;化學(xué)吸附(指吸附 質(zhì)與吸附劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成化學(xué)鍵力而引起的吸附):吸附力為化學(xué)鍵力。有選擇性,即一種吸附劑只對(duì)某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用。一般為單分子層吸附, 分子不能在表面自由移動(dòng)。吸附時(shí)放熱量較大 ,通常需要一定的活化能。在低溫時(shí),吸附速度較小。吸 附牢固,解吸困難;離子吸附(指吸附質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電 點(diǎn)上并置換出原先固定在這些帶電點(diǎn)上的其它離子):吸附力為靜電引力,有一定的選擇性,吸附熱與物理吸附相近應(yīng)用電解法處理含鉻廢水基本原理:(以鋼板作電極)陽(yáng)極:陰極:除氫離子獲得電
19、子生成氫外,廢水中少量的六價(jià)鉻直接還原。電解中H+大量消耗,0H-逐漸增多,電解液變成堿性,并生成穩(wěn)定的氫 氧化物沉淀:影響吸附的因素:1.吸附質(zhì)的性質(zhì):溶解度(一般吸附質(zhì)的溶解度越低,越容易被吸附)、 表面自由能(能使得液體表面自由能降低越多的吸附質(zhì),越容易被吸附)、極性(極性的吸附劑易吸附極性的吸附質(zhì),非。)、吸附質(zhì)的濃度(濃度增加,吸附量增加,但是濃度增 加到一定程度時(shí),吸附量增加很慢);2.吸附劑的性質(zhì):比表面積(單位重量吸附劑的表面積,比表面積越大,吸附能力越強(qiáng))、孔結(jié)構(gòu)(孔徑太大,比表面積小,吸附能力差,孔徑 太小,則不利于吸附質(zhì)擴(kuò)散,并對(duì)直徑較大的分子起屏蔽作用)、極性(同性易吸
20、附)、表 面化學(xué)性質(zhì)(吸附劑在制造過程中會(huì)形成一定量的不均勻表面氧化物,一般說(shuō)來(lái),有助于極性分子的吸附,削弱對(duì)非極性分子的吸附);3.操作條件:溫度(吸附是放熱過程,低溫利于吸附,高溫。)、pH( pH值影響到溶質(zhì)的存在狀態(tài),也影響到吸附劑表面的電荷特性和化學(xué)特性,進(jìn)而影響到吸附效果)、接觸時(shí)間(應(yīng)保證吸附劑與吸附質(zhì)有足夠的接觸時(shí)間)、廢水中的共存物質(zhì)。吸附劑:活性炭(非極性,疏水性吸附劑。粒狀和粉狀)、樹脂吸附劑(有機(jī)吸附劑。也叫吸附樹脂。非極性,中等極性,強(qiáng)極性)、腐植酸系吸附劑(兩類:天然的,腐植酸系樹脂。 吸附金屬離子)吸附操作方式和設(shè)備:靜態(tài)吸附(間歇式操作);動(dòng)態(tài)吸附(連續(xù)式操作)
21、:固定床(升流式與降流式)、移動(dòng)床、流化床;離子交換法:一種借助于離子交換劑上的離子和廢水中電性相同的離子進(jìn)行交換反應(yīng)而除去 廢水中有害離子的方法。實(shí)質(zhì)是一種特殊的吸附過程: 它主要吸附水中以離子態(tài)存在的物質(zhì), 并進(jìn)行等當(dāng)量的離子交換, 對(duì)水進(jìn)行軟化和除鹽, 主要用于回收和去除貴重金屬,凈化放射性及有機(jī)廢水。離子交換樹脂的結(jié)構(gòu):母體(骨架)和活性基團(tuán)(可交換離子和固定離子)。特點(diǎn):離子交換樹脂是一類具有離子交換特性的有機(jī)高分子聚合電解質(zhì),是一種疏松的具有多孔結(jié)構(gòu)的固體球形顆粒,不溶于水也不溶于電解質(zhì)溶液。離子交換樹脂的種類:(功能基團(tuán)的性質(zhì)):陽(yáng)離子交換樹脂、陰、含特殊活性基團(tuán)的離子交換樹脂(
22、樹枝類型和孔結(jié)構(gòu)):凝膠型,大孔型,多孔凝膠型,巨孔型,高巨孔型(樹 脂交聯(lián)度)低,一般,高。常用7-12%離子交換樹脂的性能:交換容量(用重量法或體積法定量表示樹脂交換能力的大小。單位重量或體積的干樹脂中離子交換基團(tuán)的數(shù)量。常用容積法。)、選擇性(離子交換樹脂對(duì)水中 某種離子能優(yōu)先交換的性能。表征樹脂對(duì)不同離子親和力的差別。大小由表征系數(shù)來(lái)表征)、溶脹性(樹脂交聯(lián)度越小、活性基團(tuán)越易離解或水合離子半徑越大,則溶脹率越大)、粒度,密度(粒度對(duì)交換速度,水流阻力,反洗有很大影響。密度是設(shè)計(jì)交換柱、確定反洗強(qiáng)度的 重要指標(biāo),也是影響樹脂分層的主要因素。)、物理化學(xué)穩(wěn)定性(物理穩(wěn)定性是指樹脂受到 機(jī)
23、械作用時(shí)(包括在使用過程中的溶脹和收縮 )的磨損程度,還包括溫度變化時(shí)對(duì)樹脂影響的 程度?;瘜W(xué)穩(wěn)定性包括承受酸堿度變化的能力、抵抗氧化還原的能力等)。離子交換工藝與設(shè)備:交換階段:是利用離子交換樹脂的交換能力, 從廢水中分離脫除需 要去除的離子的操作過程。工作層厚度越小樹脂利用率越高, 水流速度不超過交換速度則交 換區(qū)的厚度小,樹脂利用率低(2)反洗階段:操作:逆交換水流方向通入沖洗水。目的:松通樹脂層,使再生液能均勻滲入層中,與交換劑顆粒充分接觸。清除交換過程截留 的污染物和破碎的樹脂。要求:樹脂反洗時(shí)要膨脹30%40%。沖洗水:自來(lái)水或廢再生液。 再生階段:目的:恢復(fù)樹脂的交換能力。 回收
24、有用物質(zhì)。推動(dòng)力:主要為濃差。 再生是交換的逆過程。操作要點(diǎn):是將再生劑以一定流速(48m/h )通過反洗后的樹脂層,再生一定時(shí)間(不小于 30min),直到再生液中 B濃度低于某個(gè)規(guī)定值后為止。再生程度: 一般控制在6080%以下。清洗階段:目的:洗滌殘留的再生液和再生時(shí)可能出現(xiàn)的反應(yīng) 產(chǎn)物。操作:通常清洗的水流方向和交換時(shí)一樣,所以又稱為正洗。一般,淋洗用水為樹脂 體積413倍,淋洗水流速為 24m/h。設(shè)備:固定床(單床,多床,復(fù)床,混合床,聯(lián)合床) 連續(xù)床(移動(dòng)床和流動(dòng)床)氣浮法:通過某種方式產(chǎn)生大量的微氣泡,使其與廢水中密度接近水的固體或液體污染物微粒粘附,形成密度小于水的氣浮體,
25、在浮力的作用下,上浮至水面形成浮渣而實(shí)現(xiàn)液固或液 液分離。對(duì)象:此法用于從廢水中去除比重小于1的懸浮物、油類和脂肪,并用于污泥的濃縮。實(shí)現(xiàn)氣浮分離必須具備的條件:必須向水中提供足夠的微細(xì)氣泡;必須使目的物呈懸浮態(tài)或具有疏水性;必須使氣泡與懸浮物質(zhì)產(chǎn)生粘附作用。氣浮基本原理:1.水中顆粒與氣泡粘附條件 (1)顆粒表面疏水性和潤(rùn)濕接觸角(在靜止?fàn)?態(tài)下,當(dāng)氣、液、固三相接觸時(shí),氣一液界面張力線和固液界面張力線之間的夾角(包含液相的)稱為平衡接觸角,用7表示。大于90時(shí),固體表面疏水,易于為氣泡所粘附,不易被 水潤(rùn)濕);(2)界面自由能(E): CE越大,顆粒與氣泡粘附得越牢固,易于氣浮處理。(3)
26、氣-粒氣浮體的親水吸附和疏水吸附;2.氣浮過程的調(diào)節(jié)污染物的顆粒能否與氣泡粘附及粘附的牢固程度, 與污染物的疏水性強(qiáng)弱有關(guān)。 有時(shí)污染物的疏水性較弱, 用氣浮法處 理時(shí)效率很低。為了增加廢水中懸浮顆粒的疏水性, 以提高氣浮選效果, 需向廢水中投加化 學(xué)藥劑,這些化學(xué)藥劑主要包括浮選劑、混凝劑和助凝劑等。氣浮法的分類: 按水中氣泡產(chǎn)生方法,可分為電解氣浮法、散氣氣浮法(利用機(jī)械剪切力, 將混合于水中的空氣粉碎成細(xì)小的氣泡,以進(jìn)行氣?。┖腿軞鈿飧》ā<訅喝軞鈿飧》ɑ竟に嚵鞒蹋?)全溶氣流程,(a)溶氣量大,增加了油?;驊腋☆w粒與 氣泡的接觸機(jī)會(huì);(b)在處理水量相同的條件下,它較回流加壓溶氣氣浮
27、法所需的氣浮池 小,從而減少了基建投資。(c)但由于全部廢水經(jīng)壓力泵,所以增加了含油廢水的乳化程 度,而且壓力泵和溶氣罐均較其它兩種流程大,因此投資和運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)力消耗較大。2)部分溶氣流程,(a)較全溶氣氣浮法所需的壓力泵小,故動(dòng)力消耗低(b)壓力泵所造成的乳化油量較全部溶氣法低;(c)氣浮池的大小與全部溶氣法相同,但較部分回流溶氣法小。3)回流加壓溶氣流程,(a)加壓的水量少,動(dòng)力消耗??;(b)氣浮過程中不促進(jìn)乳化;(c)磯花形成好,后絮凝也少;(d)不易堵塞;(e)缺點(diǎn)是氣浮池的容積較前兩種流程大。加壓溶氣氣浮系統(tǒng) 由壓力溶氣系統(tǒng),空氣釋放系統(tǒng) 和氣浮分離設(shè)備 三部分組成。 萃取:在廢水處理中
28、,萃取是向廢水中加入一種與水互不混溶,但能良好溶解要去除污染物的有機(jī)溶劑,使其與廢水充分混合接觸,廢水中的目標(biāo)污染物大部分轉(zhuǎn)入有機(jī)溶劑中,然后分離廢水和有機(jī)溶劑,使廢水得到凈化的過程。(固液萃取,液液萃?。üに嚕夯旌?,分離,回收)萃取原理:分配系數(shù)分配比 萃取率萃取速度膜分離:以選擇性透過膜為分離介質(zhì),當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、溫度差等)時(shí),原料側(cè)組分選擇性地透過膜而達(dá)到分離或提純目的的一類方法,統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離法特點(diǎn):高效節(jié)能、過程簡(jiǎn)單、易操作控制、無(wú)污染 膜分離種類:擴(kuò)散滲析,電滲析,反滲析,超濾。膜分離推動(dòng)力:外界能量由低位到高位;化學(xué)位差由高位到低位。擴(kuò)散滲析的
29、原理:利用離子交換膜的選擇透過性,以濃度差為推動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)酸與鹽或者堿與鹽的分離。電滲析的基本原理: 在直流電場(chǎng)的作用下, 以電位差為推動(dòng)力, 利用陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶 液中陰、陽(yáng)離子的選擇透過性,使溶液中的溶質(zhì)與水分離,從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精 制和提純的一種膜過程。離子交換膜為什么具有選擇透過性?1、離子交換膜是一種由高分子材料制成的具有離子交換基團(tuán)的薄膜,其所以具有選擇透過 性主要是由于 膜上孔隙 和膜上離子基團(tuán) 的作用。膜上孔隙是膜的高分子鍵之間的孔隙,用以容納離子的進(jìn)出和通過, 是離子通過膜的大門和通道。2、膜上離子基團(tuán)是在膜的高分子鏈上,連接著的一些可以發(fā)生解離作用的活性基團(tuán)。在
30、水溶液中,膜上的活性基因會(huì)發(fā)生解離作用,解離所產(chǎn)生的離子(或稱反離子)進(jìn)入溶液。于是,在膜上就留下了帶有一定電荷的固定基團(tuán)。存在于膜微孔中的帶一定電荷的固定基團(tuán),好比在一條狹長(zhǎng)的通道中設(shè)立的一個(gè)個(gè)關(guān)卡或警衛(wèi)”以鑒別和選擇通過的離子 。3、離子交換膜的作用并不是起離子交換的作用,而是起離子選擇透過性作用。反滲透的原理:由于濃度差存在,半透膜又不允許溶質(zhì)通過,所以水透過膜,使?jié)馑贿呉?面升高,產(chǎn)生滲透壓。在濃水邊加壓,當(dāng)壓力超過滲透壓時(shí),則水透過半透膜,即反滲透, 實(shí)現(xiàn)凈化過程。超濾的原理:當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時(shí),小分子溶質(zhì)透過膜(稱為超濾液),而大分子物質(zhì)則被截留,使原液中大分子
31、濃度逐漸提高(稱為濃縮液),從而實(shí)現(xiàn)大、小分 子的分離、濃縮、凈化的目的。用于去除廢水中大分子物質(zhì)和微粒(分子量500 )。微生物的生長(zhǎng)規(guī)律:1)適應(yīng)期(停滯期)微生物培養(yǎng)的初期階段,微生物剛剛接入新鮮培養(yǎng)液時(shí),對(duì)新的環(huán)境有一個(gè)適應(yīng)過程,所以在此時(shí)期微生物的數(shù)量基本不增加,生長(zhǎng)速度接近于零。2)對(duì)數(shù)期經(jīng)過適應(yīng)期的調(diào)整,微生物適應(yīng)了新環(huán)境,在營(yíng)養(yǎng)豐富的條件下,微生物的生長(zhǎng)繁殖不受底物限制,微生物的生長(zhǎng)速度達(dá)到最大,細(xì)菌數(shù)量以幾何級(jí)數(shù)的速度增加。3)平衡期(靜止期)微生物經(jīng)過對(duì)數(shù)期大量繁殖后,使培養(yǎng)液中的底物逐漸被消耗,再加 上代謝產(chǎn)物的增加積累從而造成不利于微生物生長(zhǎng)繁殖的食物條件和環(huán)境條件,增
32、長(zhǎng)速率下降死亡速率上升,微生物數(shù)量趨于穩(wěn)定。衰老期(內(nèi)源呼吸期)培養(yǎng)液中的底物幾乎被消耗殆盡,營(yíng)養(yǎng)物明顯不足,微生物只能利用細(xì)菌體內(nèi)的物質(zhì)或者以死細(xì)菌作為養(yǎng)料,進(jìn)行內(nèi)源呼吸。微生物數(shù)量急劇減少。影響微生物生長(zhǎng)的環(huán)境因素: 微生物的營(yíng)養(yǎng)(好氧生物處理: BOD : N : P=100 : 5: 1 ;厭 氧消化處理:C/N比值在(1020) : 1范圍)溫度(厭氧處理兩個(gè)最佳溫度 3338, 5257; 好氧處理20-35)、PH值(好氧6.58.5厭氧6.7-7.4)、氧化還原電位(一般好氧微生物要求Eh為+300400mV ,兼性厭氧微生物為在 +100mV以上進(jìn)行好氧呼吸, 在+100mV
33、以下進(jìn) 行無(wú)氧呼吸,專性厭氧細(xì)菌要求 Eh更低,為-300600mV ,好氧活性污泥 Eh在+200600mV 正常)、溶解氧(污水好氧處理中,溶解氧維持在34mg/L為宜)、有毒物質(zhì)(毒害作用主要表現(xiàn)在細(xì)胞正常結(jié)構(gòu)遭到破壞、菌體內(nèi)酶遭到破壞、失活)其它(紅外線可以被光合細(xì)菌用作能源,在廢水處理中,對(duì)有毒物質(zhì)應(yīng)嚴(yán)加控制)反應(yīng)速度:在生化反應(yīng)中,反應(yīng)速度是指單位時(shí)間內(nèi)底物的減少量、最終產(chǎn)物的增加量或細(xì)胞的增加量。反應(yīng)級(jí)數(shù):對(duì)于一般化學(xué)方程式:如果通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,得出產(chǎn)物P的反應(yīng)速率表示為:A的初始濃度為 CA0 , k為反應(yīng)速率常數(shù),反應(yīng)級(jí)數(shù)為n,則有:當(dāng)n=0當(dāng)n=1當(dāng)n=2產(chǎn)物P的反應(yīng)稱
34、為反應(yīng)物 A的a級(jí)反應(yīng);反應(yīng)物 B的b級(jí)反應(yīng),總稱為(a+b)級(jí)反應(yīng)。K 為反應(yīng)的速率常數(shù)。(1)當(dāng)a=0, b=0時(shí),反應(yīng)速率不受反應(yīng)物 A、B濃度的影響,是一 個(gè)常數(shù)零級(jí)反應(yīng)(2)當(dāng)a=0, b=1時(shí),反應(yīng)速率對(duì)反應(yīng)物 A是零級(jí)反應(yīng),對(duì) B是一級(jí)反應(yīng),即反應(yīng)速度只受反應(yīng)物B濃度的影響;當(dāng)a=1, b=0時(shí),反應(yīng)速率不受反應(yīng)物 B濃度的影響,對(duì)反應(yīng)物 A是一級(jí)反應(yīng),即反應(yīng)速度只受反應(yīng)物A濃度的影響。(3)當(dāng)a=1,b=1時(shí),反應(yīng)速率受反應(yīng)物 A、B濃度的影響,是 A、B的二級(jí)反應(yīng)。米氏方程:V=Vmax*S /(S+Km);莫諾特方程:卩=卩max*S /(Ks+S)它們是兩個(gè)基本常 用的生
35、化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式q是底物比降解速度廢水生物處理是利用微生物的新陳代謝作用,對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定,使之無(wú)害化的處理方法。對(duì)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和穩(wěn)定的主體是微生物廢水的好氧生物處理:在有游離氧存在的條件下,好氧微生物降解有機(jī)物,使其穩(wěn)定、無(wú)害 化的處理方法。厭氧生物處理:在沒有游離氧存在的條件下,兼性細(xì)菌和厭氧菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。廢水可生化性的實(shí)質(zhì):廢水中所含污染物通過微生物的新陳代謝活動(dòng)所能改變污染物結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定污染物的程度。 可生化性評(píng)價(jià):BOD5/CODcr0.45 好,0.3 0.45較好,0.2 0.3較差, 0.2不宜耗氧速率法:(1)若與a線吻合,則微生物處于內(nèi)源
36、呼吸期,廢水中污染物難生物降解,但 對(duì)微生物無(wú)毒性抑制;(2)若與b線吻合,則污染物是可生物降解的有機(jī)物;(3)若與c線吻合,則污染物難生物降解,且對(duì)微生物有抑制作用。好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別:1)起作用的微生物群不同2)產(chǎn)物不同3)反應(yīng)速率不同 4)對(duì)環(huán)境條件要求不同活性污泥:由細(xì)菌、菌膠團(tuán)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物等微生物群體及其吸附的污水中有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)組成的、有一定活力的、具有良好的凈化污水功能的絮絨狀污泥?;钚晕勰喾ǎ菏且院趶U水中的有機(jī)污染物為培養(yǎng)基,在有溶解氧的條件下, 連續(xù)地培養(yǎng)活性污泥,再利用其吸附凝聚和氧化分解作用凈化廢水中有機(jī)污染物的一類生物處理方法?;钚晕勰喾ㄌ幚硐到y(tǒng)
37、的組成:曝氣池(微生物降解有機(jī)物的反應(yīng)場(chǎng)所)、曝氣系統(tǒng)(為微生物提供溶解氧、攪拌混合作用)、沉淀池(澄清(固液分離),污泥濃縮(使回流污泥的含 水率降低,回流污泥的體積減少)、污泥回流系統(tǒng)(把二次沉淀池中的一部分沉淀污泥再 回流到曝氣池,以供應(yīng)曝氣池賴以進(jìn)行生化反應(yīng)的微生物)、剩余污泥排放系統(tǒng)(曝氣池內(nèi) 污泥不斷增值,增值的污泥作為剩余污泥從剩余污泥排放系統(tǒng)中排出)活性污泥降解廢水中有機(jī)物的過程及機(jī)理:1、初期吸附去除(吸附階段):廢水與活性污 泥微生物充分接觸,形成懸浮混合液。廢水中的污染物被微生物吸附和粘連。吸附機(jī)理:物理吸附和生物吸附的綜合作用。吸附量的大小,主要取決于有機(jī)物的狀態(tài),活性
38、污泥性質(zhì)和反應(yīng)器中水利條件。2、微生物的代謝(穩(wěn)定階段),呈膠體的大分子有機(jī)物被吸附后,首 先被水解酶作用分解成小分子物質(zhì),然后和溶解性有機(jī)物在透膜酶或濃差的作用下選擇性地 滲入細(xì)胞體內(nèi)。轉(zhuǎn)移到細(xì)胞體內(nèi)的有機(jī)物,在各種胞內(nèi)酶的催化作用下,被微生物所代謝而降解,一部分經(jīng)過一系列中間狀態(tài)氧化為最終產(chǎn)物CO2和H2O等,另一部分轉(zhuǎn)化為新有機(jī)體,使細(xì)胞增殖。表示及控制活性污泥微生物量的指標(biāo):混合液懸浮固體濃度(MLSS ):混合液是曝氣池中污水和活性污泥混合后的懸浮液?;旌弦簯腋」腆w濃度是指曝氣池內(nèi)單位體積混合液中干固體的含量,單位為g/l或mg/l。工程上還常用kg/m3,也稱混合液污泥濃度,一般用
39、X表示?;旌弦簱]發(fā)性懸浮固體濃度( MLVSS ):表示混合液活性污泥中有機(jī)性固體物質(zhì)部分的 濃度,單位為g/L, mg/L?;钚晕勰嗟某两敌阅苤笜?biāo):污泥沉降比(SV):混合液在量筒內(nèi)靜置沉淀30min后,所形成的沉降污泥與原混合液的體積比的百分?jǐn)?shù)。SV=混合液經(jīng)過30分沉淀后的污泥體積 /混合液體積*100%。污泥體(容)積指數(shù)(SVI ):指曝氣池出口處的混合液在靜沉30min后,1克干污泥所占有沉淀污泥容積的毫升數(shù),單位為 ml/g,但一般不標(biāo)注。SVI=SV的百分?jǐn)?shù) *10/MLSS(g/L)回流污泥濃度:Xr=10 *r/SVI (r=1.2);回流比R=X /(Xr-X) (X為污
40、泥濃度=MLSS) 污泥齡;污泥齡是指曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量之比,即活性污泥在曝 氣池內(nèi)的平均停留時(shí)間,故又稱生物固體平均停留時(shí)間”,單位為d。用B c或ts表示。BOD 污泥負(fù)荷Ns在活性污泥法中,一般將有機(jī)底物與活性污泥的重量比值( F/M),即曝 氣池內(nèi)單位重量活性污泥,在單位時(shí)間內(nèi)所承受的有機(jī)污染物量,稱為污泥負(fù)荷,以Ns表示,單位為 kg (BOD 5 )/ kg(MLSS) d。F/M=Ns=Q*Sa/(X*V) (Sa 為進(jìn)水 BOD5 平均濃度)BOD 容積負(fù)荷Nv :是指單位容積曝氣池在單位時(shí)間內(nèi)所承受的有機(jī)物量,稱為容積負(fù)荷,以 Nv表示,單位為 kg(
41、BOD 5)/m3 d ; Nv=Q*Sa /V曝氣池平均需氧量: O2=a*Q*Sr+b*V*Xv(Sr為去除的BOD5濃度,Xv=MLVSS)氧轉(zhuǎn)移原理:氣液傳質(zhì)過程通常遵循一定的傳質(zhì)擴(kuò)散理論,氣液傳質(zhì)理論目前有: 雙膜理論、淺層理論、表面更新理論;雙膜理論,其基點(diǎn)是認(rèn)為在氣液界面存在著二層膜(即氣膜和液膜)這一物理現(xiàn)象。這兩層薄膜使氣體分子從一相進(jìn)入另一相時(shí)受到了阻力。當(dāng)氣體分子從氣相向液相傳遞時(shí),若氣體的溶解度低, 則阻力主要來(lái)自液膜。由雙膜理論和擴(kuò)散定律可得氧傳遞過程的基本方程:提高氧轉(zhuǎn)移速度的途徑:提高Kla值(Kla值低時(shí)氧傳遞速度慢);提高 Cs值;氧轉(zhuǎn)移的影響因素:(1污水水
42、質(zhì):溶解在污水中的憎水性有機(jī)物(表面活性物質(zhì))影響 KLa值。(2 )溫度:Kla值隨水溫的上升而增大;(3)氧分壓:Cs值受氧分壓或氣壓的影響。氣壓降低,Cs值隨之下降;反之則升高。鼓風(fēng)曝氣:就是用鼓風(fēng)機(jī)(或空壓機(jī))將壓縮空氣通過管道系統(tǒng)送入曝氣池內(nèi)的散氣設(shè)備,以氣泡形式分散進(jìn)入混合液。組成:加壓設(shè)備(鼓風(fēng)機(jī)),布?xì)庠O(shè)備(擴(kuò)散器),管道系統(tǒng)。機(jī)械曝氣:大多是以安裝在曝氣池水面的葉輪的快速轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)行表面充氧(曝氣)。曝氣方法:鼓風(fēng)曝氣,機(jī)械曝氣,鼓風(fēng)一機(jī)械曝氣聯(lián)合曝氣池分類:按混合液的水力特征,可分為推流式、完全混合式和二者結(jié)合式三種;推流式曝氣池:污水(混合液)從池的一端流入,在后繼水流的推
43、動(dòng)下,沿池長(zhǎng)度流動(dòng),并從池的另一端流出池外。 污水在從池首到池尾的流動(dòng)過程中,污染物被降解。(常用鼓風(fēng)曝氣)完全混合式曝氣池:廢水與回流污泥一起進(jìn)入曝氣池后,就立即與曝氣池中原有混合液均勻混合,有機(jī)物濃度因稀釋而降低。(常用機(jī)械曝氣)兩種池型的結(jié)合(混合式):在推流曝氣池中,用多個(gè)表曝機(jī)充氧和攪拌時(shí),混合液在曝氣池內(nèi)的流態(tài),就每臺(tái)表曝機(jī)的服務(wù)面積來(lái)講是完全混合,但就整體而言又屬于推流。生物膜法:污水流經(jīng)附著在某種載體上的生物膜而得到凈化的處理方法成為生物膜法。其實(shí)質(zhì)是使細(xì)菌和菌類微生物和原生動(dòng)物,后生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物附著在濾料或某些載體上生長(zhǎng)繁育,并在其上形成膜狀生物污泥一生物膜。污水與生物
44、膜接觸,污水中的有機(jī)污染物, 作為培養(yǎng)物質(zhì),為生物膜上的微生物攝取,污水得到凈化,微生物自身也得到繁衍增殖。生物膜法主要構(gòu)筑物:生物濾池,生物轉(zhuǎn)盤,生物接觸氧化池,生物流化床。基本原理生物膜在載體上的生長(zhǎng)過程:在濾池中,填充著數(shù)量相當(dāng)多的掛膜介質(zhì)(載體),污水通過布水設(shè)備均勻地噴灑到濾床表面上,在重力作用下,污水以水滴的形式向下滲瀝, 或以波狀薄膜的形式向下滲流。最后,污水到達(dá)排水系統(tǒng),流出濾池。水流過濾床時(shí),有一 部分污水、污染物和細(xì)菌附著在濾料表面上,其中的微生物利用有機(jī)底物而生長(zhǎng)繁殖,逐漸在載體表面形成一層粘液狀的生長(zhǎng)有極多微生物的膜,稱為生物膜。這個(gè)起始階段稱為掛膜,是生物濾池的成熟期
45、。生長(zhǎng)周期:吸附,生長(zhǎng),增厚,脫落。生物膜的結(jié)構(gòu)特征: 形成初期,僅由好氧層組成;到一定厚度,由好氧層和厭氧層組成。凈化原理:生物膜呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu),微孔多表面積大,具有很強(qiáng)的吸附能力。生物膜微生物以吸附和沉積于膜上的有機(jī)物為營(yíng)養(yǎng)料進(jìn)行代謝。增殖的生物膜脫落后進(jìn)入廢水,在二次沉淀池中被截留下來(lái),成為污泥。如果有機(jī)物負(fù)荷比較高,生物膜對(duì)吸附的有機(jī)物來(lái)不及氧 化分解時(shí),能形成不穩(wěn)定的污泥,這類污泥需要進(jìn)行再處理。若負(fù)荷低,廢水經(jīng)過處理后,BOD 5可以降到25mg/L以下,硝酸鹽(NO3-)含量在10mg/L以上。(普通生物濾池、高負(fù) 荷、塔式)生物濾池構(gòu)造:池體、濾料、布水裝置、排水系統(tǒng)。影響生物濾池性能的主要因:1、負(fù)荷率,有機(jī)負(fù)荷(指每天供給單位體積濾料的有機(jī)物量, 以N表示,普通濾池:0.150
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