污水处理的新工艺研究

2022-05-20 版权声明 我要投稿

第1篇:污水处理的新工艺研究

污水水质处理新工艺技术研究与示范究

摘要:伴随着我国水质的下降,越来越多的水污染事件被媒体报道出来,生活日常生活用水严重受到英系那个。随着社会用水污染事件的层出不穷,有关部门逐步加深对水污染问题的重视。其中SBR技术是一种新工艺污水处理工艺技术,具有方便的操控方法,较低的成本,受到了社会广泛的认可。SBR工艺的前身是用活性污泥的方法作为传统的污水处理示范,但是随着国家科学技术的快速发展,SBR技术的使用逐步广泛起来,自动化、科学化、机械化的快速污染程序处理逐步提高,污水处理得到了认可。本文将针对污水SBR污水工艺处理进行系统的研究,分析目前我国水污染现状情况,采用有效的工艺技术提高水污染处理效果。

关键词:污水处理;新工艺;示范

引言

我国城市化建设快速发展,城市人口逐步增加,污水排放量逐步增加,城市水污染严重影响着人们生活,危害人民的身心健康,制约城市的综合性发展。城市能否正常的有效健康发展,提高城市经济发展步伐,确保人们生活水健康,实现中小城市、国家的可持续快速发展。城市水处理问题上需要严格的分析和重视,以科学有效的工艺技术方法提高污水水质处理效果,快速的完善水资源的有效循环和利用,这对于我国的城市发展、经济建设和自然环境的维护都具有重要意义。

一、我国目前水污染现状

我国的水污染状态,所有城市中有不到30%左右的城市建立了正规的污水处理方案,而其中只有一半的大中型城市使用新工艺技术进行污水处理。污水处理的效率底、处理效果差,这些问题直接影响污水处理的发展。而国外对于污水处理的有效比例达到70%。

城市生活的污水是城市快速发展带来的必然产物,我国的城市快速发展速度极高,污水的产量巨大。我国的污水已经影响经济的快速发展,城市的污水量越来越多,大量的污水处理资金需要投放,然而投入的资金与处理的增长率却不成正比,因此,加强污水处理新工艺技术势在必行,可以实現以示范性的作用提高污水水质处理方案。

二、污水处理工艺的基准原则方案

污水处理工艺按照深刻的科学技术含量、主动的的新技术研究水平,高污水处理质量效果,实现低成本、低费用、占地面积低的污水处理工艺基准原则。在进行污水处理工艺前,需要按照我国的国力基本国情进行分析,以建筑单位的整体标准能力进行选择,分析有效的影响我国政府的环保处理方案,以污水治理物和水质为基础物进行综合科学工艺处理,对当地的地质条件和经济条件进行分析,确定污水处理效果。 可以通过物理结构、化学结构、水力学应用实现污水处理,人们甚至通过火山岩生物过滤料实现污水处理。其中SBR污水处理工艺是目前污水水质处理工艺中常用的技术工艺。

三、SBR污水处理工艺的分析方案

1 SBR污水处理工艺的基础工作流程

SBR污水处理由两个池构成,两池交替完成进水、沉静、排水的工作步骤,子啊执行污水处理工作过程中,一定需要按照顺序进行周期配比,确定周期和顺序是以污水水质和效果进行确定的,可以进行自动控制。在一定程度上来说,SBR污水的处理工艺是一种新型的混合污水和污泥处理方法,在整个操作中以缺氧、好氧和厌氧进行交替转换,从而实现单池、静置沉淀的交替处理,可以进行反复的二次沉池,污水的回流装置是综合性的新兴工艺技术。SBR污水处理工艺是传统的活性污泥法处理的有效提升方案,是污泥处理方法的一种改进和延续,其反应机制是对污水汇总的污染物进行清除,SBR与活性污泥方法相同,最大的不同就是操作方法。在整体循环周期过程中,对各个步骤进行处理,逐步完成搅拌、静置、曝气功能处理。因此,在整个周期处理中,不需要沉淀池、回流污泥泵,SBR污水处理工艺需要进行一个反应池处理,不需要在不同的反应池进行污水处理,这样可以方便SBR工艺的操作过程,降低土地的使用量,降低工作的劳动成本。

2 SBR污水处理的工艺优势特点

从SBR的装置结构进行分析,污水处理过程中SBR所进行的所有步骤都会在一个反应池中完成。在合理的操作范围中,不需要对反应池进行更换。在相对传统的活性污泥处理中,常常会选用小容量的污水处理方法进行处理,对反应池进行设置和调整,同时对几个池进行配合,逐步实现污泥和污水反应池的有效循环,在水泵的有效配合下逐步提升污水处理过程。从污水处理反应速率来看,传统的活性污泥处理污水的时候,在整个处理过程中需要耗时几个小时,污水处理的时间过程较为缓慢,而想要确保污水的BOD值保持在一个较低的状态,就需要对反应池的反应速率进行提升。从经济成本来看,选用SBR污水工艺反应处理装置,配合设施实现简便工艺处理,在反应池中水泵和配合管道的数量使用降低。因此,SBR污水处理工艺的建立在后期操作成本、后期维护成本上都具有一定的优势。从污水的处理质量上来看,间歇性的集中排放是目前SBR污水处理工艺的主要排放方式,在这样的排放污水处理之前,可以采用综合的水质量检查,进行综合性检测分析,确定污水排放处理标准,逐步分析水质量水平。一旦发现污水质量不达标的情况,需要及时对污水进行制止处理,进行二次处理的同时,确保污水处理不会对自然环境造成污染问题。 SBR污水处理是目前新的工艺,与传统的CFS污泥处理方式相比,具有极多的优势,确保了在水资源紧缺、地方狭窄、厂房条件不足、中小城市等地区的污水处理效果。可以对出水质量要求较高的水质进行处理,如湖泊、风景区等等。使用SBR法处理污水可以有效地提高有机物的含氧量,确保河湖的富氧成分有效性。

结语

综上所述,水资源的有效处理是极其重要的,水污染问题严重的影响目前的自然环境,为城市的污染问题带来困难。采用改进的SBR污水处理技术,提高SBR污水处理工艺流程,提高SBR污水处理的优势特点,逐步加强我国自然环境保护水资源的管理意识,提高工业水资源的有效污水处理过程。以正确的方式加强污水处理过程,提高污水排放的水与自然水的和谐程度,从而实现人与自然的有效和谐相处,确保长期的可持续发展过程。

参考文献

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[3] 赵庆祥. 污水处理的生物相诊断[M]. 北京:化学工业出版社,2013:08-25.

作者:宋学丹

第2篇:城市污水的处理工艺研究

摘 要:简述城市污水的来源,处理方法及各级处理工艺,介绍了几种典型工艺流程。

关键词:城市污水 处理工艺 研究

1 城市污水的来源

城市污水按来源可分为生活污水、工业废水和径流污水。生活污水主要来自家庭、机关、商业和城市公用设施。其中主要是粪便和洗涤污水,其水量水质明显有昼夜周期性和季节周期变化的特点。工业废水来自工业生产过程中排出的废水,包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤水等。城市径流污水是雨雪淋洗城市大气污染物和冲洗建筑物、地面、废渣、垃圾而形成的,这种污水具有季节变化和成分复杂的特点,在降雨初期污水所含污染物甚至会高出生活污水数倍。

2 城市污水的处理

城市污水处理是指为改变污水性质,使其对环境水域不产生危害而采取的措施。城市污水处理一般分为三级:一级处理,是应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵;二级处理,是应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质;三级处理,是应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等,去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。至于采取哪级处理比较合理,应视对最终排出物的处理要求而定。

2.1 城市污水一级处理

城市污水中含有相当数量的漂浮物和悬浮物质,通过物理方法去除这些污染物的方法称为一级处理,又称为物理处理或预处理。

通过一级处理可去除污水中大量的垃圾,并将较大颗粒的悬浮物沉降去除,BOD5去除率达到25%~40%左右。在城市污水回用中一级处理起到相当重要的作用,它既可以单独成为城市污水回用的工艺,又可以作为预处理设置于二级处理的前头。具体的做法主要看回用水的用途,如果没有混入工业污水的纯生活污水,或不含重金属的城市污水回用于农田灌溉、养鱼等用途时,可直接采用一级处理,这是最节省处理费用的处理方法,同时使大量污水回用是节省水资源的很重要的手段之一。如回用于工业用水或城市景观用水时,一级处理作为预处理设置于二级处理的前头,可减轻二级处理负荷,减少运行费用和提高出水效果(工艺如图1)。

污水粗格栅细格栅沉砂池沉淀池出水

图1 污水一级处理的工艺流程

2.2 城市污水的二级处理

(1)普通活性污泥法。普通活性污泥法又称传统活性污泥法。传统活性污泥法系统,主要由普通曝气池、曝气系统、二沉池、污泥回流系统、剩余污泥排放等部分组成。其中,曝气池与二沉池是二级处理的主体。污水经一级处理后从初沉池进入曝气池,活性污泥也从二沉池底部经回流泵抽升回流进入曝气池,两者混合形成混合液。曝气池内设有空气管和曝气头等曝气装置,由鼓风机房送来的空气经曝气装置对混合液进行曝气,并使混合液得到充足的氧气并受到充分的搅拌,使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物被活性污泥吸附,继而被活性污泥的微生物群体降解,使废水得到净化。完成净化过程后,混合液流入二沉池,经过沉淀,混合液中的活性污泥与已被净化的废水分离,处理水从二沉池排放,活性污泥在沉淀池的污泥区受重力浓缩,并以较高的浓度由二沉池的吸刮泥机收集流入回流污泥集泥池,再由回流泵连续不断地回流污泥,使活性污泥在曝气池和二沉池之间不断循环,始终维持曝气池中混合液的活性污泥浓度,保证来水得到持续的处理。微生物在降解BOD时,一方面产生H2O和CO2等代谢产物;另一方面自身不断增殖,系统中出现剩余污泥,需要向外排泥。(工艺如图2)

空气

进水曝气池沉淀池出水

污泥回流剩余污泥

图2 普通活性污泥法

(2)除磷脱氮的厌氧、缺氧、好氧活性污泥法(UCT系统)。在UCT工艺中,缺氧区被分成两个,第一个缺氧池只接受二沉池的回流污泥,并有混合液回流至厌氧区。因此,缺氧一池只要求减少经回流污泥而带来的硝酸盐。缺氧二池接受来自好氧区的混合液回流,其内进行反硝化。这样可避免将过量的硝基盐带入厌氧区。把厌氧、缺氧、好氧三种不同环境条件和不同功能的微生物菌群有机地配合起来,达到去除有机物、脱氮、除磷的目的。

(3)生物膜法。生物膜法作为与活性污泥法平行发展起来的工艺,在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级处理,而且还具有其独特的特点,如污水构筑物占地少,运行管理稳定,抗冲击负荷高,无污泥膨胀问题,具有一定的反硝化能力,可实现封闭运行等优点。生物膜法中的微生物附着在某些固定表面,所以生物膜法的处理系统又称为附着生长系统。为生物膜提供附着生长固定表面的材料称为填料(或载体)。

(4)氧化塘技术。氧化塘又称稳定塘或生物塘,是一种类似池塘(天然的或人工修建的)的处理设备。氧化塘处理污水的过程和天然水体的自净过程非常相似,即污水在塘内经一定时间的缓解流动或停留,通过微生物的代谢活动,有机物降解,从而污水得以净化。氧化塘可分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘等。具有基建投资低,运行维护费低,运行效果稳定,去除污染效果好的特点,能有效地去除BOD、COD,部分去降氮、磷等营养物。

3 几种典型的工艺流程

城市污水处理工艺的确定,是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。工艺确定前一般都要经过周密的调查研究和经济技术比较。最近几年国内应用较多的有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等类型。A-O或A-A-O工艺也叫缺氧—好氧或厌氧—缺氧—好氧工艺。这一工艺的开发主要是为了满足脱氮除磷的需要,这是一种经济有效的生物脱氮除磷技术,我国南方不少污水厂就采用这一工艺。

SBR工艺也叫续批式活性污泥法工艺。这一工艺构筑物主要是一个池子既作曝气池又作二沉池,管理简单,特别适合中小城镇的城市污水处理,对于较大水量的操作,处理一般要几套池子组合运行。氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法,由于负荷很低,而冲击负荷强,出水水质好,污泥产量少且稳定,构筑物少运行管理简单。氧化沟可以按脱氮设计,也可以略加改造现脱氮、除磷。另外,城市污水处理还有传统活性污泥法的一些变型工艺,以及A—B等一些工艺类型。

参考文献

[1] 肖锦.城市污水处理及回用技术[M].化学工业出版社,2002.

[2] 李海,等.城市污水处理技术及工程实例[M].化学工业出版社,2002.

作者:王金波

第3篇:生活有机垃圾处理新工艺的改进研究

摘要:城市生活垃圾的处理对于人类的环境与发展问题具有重要影响和意义。有机垃圾总量大、有机质浓度高、含水量多、易腐烂发臭,是生活垃圾处理的重点和难点。通过分析总结现有处理技术的优缺点,结合超临界水氧化技术,研究设计了一种新型有机废物处理工艺流程,为未来垃圾处理系统提供理论指导和技术支撑。

关键词:有机垃圾;超临界水氧化;环境污染;微生物处理

0引言

当前环境与发展问题已经成为全球普遍关注的焦点,其中城市生活垃圾的处理对人类的生产生活都具有重要影响和意义。随着我国工业化和城市化高速扩张,城市生活垃圾问题日益明显,越来越多地受到民众的普遍关注。我国是世界上人口最多的国家,也是生活垃圾产生量最大的国家,当前我国城市生活垃圾组分复杂,处理难度较高,现有的处理技术还局限于直接焚烧、卫生填埋等。据统计,餐厨有机垃圾占城市生活垃圾总量的一半以上,具有有机质浓度高、含水量大、易腐烂发臭的特点,是生活垃圾处理的重点和难点。现有的厌氧消化等技术工艺存在易酸化、设备老旧等现象,难以满足日益增长的垃圾处理需求。超临界水氧化是一种极具前景的绿色废物处理技术,可将不易分解的有机废物快速氧化分解,是一种绿色的“焚化炉”。本文将在分析现有有机废物处理工艺及技术的基础上,根据目前生活有机垃圾的特点,改进市政有机垃圾处理工艺,为未来垃圾处理工艺提供理论指导。

1有机废物现状及危害

1.1有机废物的现状分析

现阶段我国主要的有机废物按照来源主要分为三个部分:分别是工业有机废物、农业有机废物和市政有机废物。

工业有机废物是指在工业生产中排出的含有有机成分的废弃物的统称。包含高浓度有机废水、有机废渣。具有成分复杂、可生化性差、有毒等特点。来源集中在生产有机物制品的糖厂、啤酒厂、食品厂、药剂厂、制革厂、造纸厂、印染厂、木材厂等。包括在有机和专用化学产品制造业、印染业、化肥制造业中产生的含氮有机废物(主要成分是胺类、氨类、胍类、硝基化合物、含氮杂环化合物),在基本有机合成中产生的含硫有机废物(主要成分是硫醇、硫醚、硫酚、二硫化合物、磺花物等)以及工业残渣等含钙废物(包括电石渣、废石、造纸白泥、氧化钙等废物)。

农业有机废物是指在农村农民生活和农业生产过程中产生的有机类废物的总称。包括植物性来源有机废物(包括稻草、玉米、豆类等农作物秸秆,林业生产过程中残余树枝木、落叶、杂草等,农作物秸秆中含有氮、磷、钾、碳、氢元素及有机硫等),我国年产生量约为1.0×109 t;动物性来源有机废物(主要指禽畜粪便等,含有大量未被消化吸收的有机物、无机物、病菌等),我国年产生量约为2.7×109 t;农副加工业产生的有机废物(甘蔗渣、土豆渣、甜菜渣,肉食加工工业产生的屠宰污血等废物);农民日常生活废物(包括居民粪便和生活垃圾)。

市政有机垃圾多指生活餐厨垃圾及处理其废水后所得的产物,其含水量大,易腐,有强烈刺激性气味,并且含有大量有害微生物。餐厨垃圾作为市政有机垃圾的重要组成部分,其在我国城市垃圾中的含量达到了30%-50%,具有含水量、有机质含量、油脂含量、盐分含量高及营养元素丰富的特点。主要成分包括塑料、橡胶、皮革、织物、纸、木材、庭院废料和食物等可燃物及玻璃、金属等不可燃物。

1.2有机废物的危害

生活垃圾作为直接影响人类生产生活的重要因素,若不能处理妥当,不仅会危害环境,还会浪费大量资源。例如:若随意堆放生活有机垃圾会滋生大量病菌,严重污染土壤及地下水资源,威胁人类健康。尤其是餐厨有机垃圾具有易腐、易生物降解、脱水性差,如果不进行无害化处理就可能通过动物传播等途径致使人类感染疾病。若与其他垃圾混合填埋处理则易产生恶臭气体,生成的渗滤液等对环境仍有较高危害。同时有机垃圾的主要成分毒性强烈,可严重腐蚀皮肤粘膜等组织,破坏人体,且会造成血液、肝、肾中毒,严重时会造成死亡。

2现阶段有机废物处理技术及其优劣性

2.1垃圾填埋

垃圾填埋是我国目前解决生活垃圾的最主要的途径。2005年底全国共有300座以上的生活垃圾填埋场,80%以上的城市生活垃圾采用填埋处理。虽然也可通过焚化、堆肥或分选回收等方法进行处理,但部分无法处理的剩余物仍需通过填埋处理。合理利用坑洼地带填埋城市垃圾,处置废物的同时还可以覆土造地,有利于保护环境。填埋方法主要分为三类:包括卫生填埋、压缩垃圾填埋和破碎垃圾填埋。

卫生填埋是倾倒并压实一层城市垃圾,并用一定厚度的土、沙等覆盖,进行反复操作,最后使用90-120厘米的表层土覆于其上。压缩垃圾填埋是压缩垃圾后进行回填,具有防火性强,防蚊虫的特点,但分解较缓慢。破碎垃圾填埋可防火,有利于好氧菌繁殖。填埋场地最低处较地下水位应高出3米以上,并做好相应的防渗及排气工作。同时,填埋场封闭后可作为绿化场所。该方法技术发展成熟、成本较低等优点,是目前我国处理有机垃圾的主要方式。其投資较少、工艺简单、处理量大,对地表的污染较小。但该技术并没有对有机垃圾进行无害化处理,保留了大量的有害微生物,还有着产生沼气的隐患,其垃圾渗漏液还会对地下水资源造成长期污染。

2.2垃圾焚烧

垃圾焚烧指通过热分解、燃烧、熔融等反应,高温氧化垃圾,使其减容,最终成为残渣的过程。一般要求炉内温度应高于850℃,焚烧可缩小50%-80%的体积,若处理经过分类收集的可燃性垃圾甚至可缩小90%。该技术与高温(1650-1800℃)热分解、融熔处理技术结合,体积还可进一步缩小。该技术主要优势是大量减少垃圾体积,减少用地,还可杀死各类有害病菌,削弱甚至除去垃圾的毒性。但会在处理过程中生成大量废气。如果燃烧不充分,二噁英的污染风险会显著增加。

2.3热分解技术

热分解技术的主要处理对象包括橡胶类废物、油漆涂料等特殊垃圾。具体操作是通过加热一个放油有机垃圾的完全密闭的炉膛至450℃—750℃,在高温及缺氧条件下,促使有机垃圾分解成固态和气态两部分。固体垃圾包括垃圾中的矿物质及碳化物。冷却清洗后可分离出固体垃圾中的金属,产生的焦炭也可重复利用。气态废物,可将可凝结部分转化为油脂,而剩余部分会用于加热炉壁。

若使用焚化炉处理垃圾,炉内温度通常要求加热至850℃,所需温度较热解炉更高,且在焚化过程中易生成大量有害物质,特别是毒性强烈的致癌污染物二噁英。

2.4微生物处理

微生物处理技术主要是利用微生物降解菌产生多种酶,对分类后的有机垃圾(以餐余垃圾为主,包含蔬菜废弃部分、废纸、食品残渣等)进行快速降解,从而使96%的有机垃圾转变成热能、二氧化碳、水及少量的氨气。

该技术的主要优势是菌种的分解能力强,对某些顽固性的物质具有较高的分解效率,并且菌种的更换时间长,降低了有机垃圾的处理成本,同时设备具有使用简便,安全可靠,不产生二次污染等优势。但是发酵工艺污染大,特别是通过气体对居民的潜在危害难以控制。运输途中餐厨垃圾易滋生大量有害病菌,病菌代谢出大量的毒素如果被高温(60℃—120℃)加热,危害性会更大,这种方式在人口密集的城市风险极高,人体一旦感染有机垃圾滋生的病菌或吸入真菌的孢子,会造成难以控制的病情。同时大量麦麸、玉米皮等辅料的添加及对能源的高需求极大提高了成本。

2.5等离子体技术

等离子体技术是新型的垃圾处理技术,主要分为高温等离子体技术和低温等离子体技术。高温等离子体技术是用高温高能粒子去碰撞有毒物质,破坏其化学结构,使其转化为无毒物质,比较适用于处理固态废物。低温等离子体技术则是通过电子束、微波及交流电场,作用于有机废气,生成许多自由基,与分子相互吸引,通过化学碰撞,自由基吸附到分子上,使其最终变得很不稳定,分解为无毒分子,比较适用于处理气态废物。

等离子体技术可以处理毒害性强的危险及非危险废物包括有机及无机的气体、液体及固体,能够在保证安全的前提下彻底地将有毒废料转化成无毒且具有一定价值的产品。排放量少,减容率高。许多不能焚烧的有毒物质很难利用传统方法处理,例如PCBs、农药、杀虫剂等等,等离子处理技术则可以安全处理并且可以控制反应的开始停止。但是由于设备较为特殊,其制造和运营成本较高。

3新型超临界水氧化技术在有机废物处理中的应用及优势

3.1超临界水氧化技术

超临界水氧化技术(Supercritical Water Oxidation,简称SCWO)是一种可实现对多种有机废物进行深度氧化处理的技术。其技术原理是以超临界水为反应介质,经过均相的氧化反应,将有机物快速的转化为二氧化碳、水、氮气和其他无害小分子。超临界是指流体物质的一种特殊状态,当把流体的温度、压力升至临界温度和临界压力以上时,可使流体处于超临界状态。超临界流体和气体相似,都具有良好的流动性,但密度又远大于气体。超临界状态下流体具有许多独特的理化性质。例如:水的临界温度是374.3℃、临界压力是22.064MPa,超临界水即是温度和压力都高于临界值状态下的水流体,其密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能与普通水相比差异显著,并表现出类似于非极性有机化合物的性质。因此,超临界水能与烃类等非极性物质及其他有机物完全互溶,而盐类等无机物,在超临界水中的电离常数和溶解度却很低。

由于有机物和氧气在超临界水中溶解量极高,因此超临界水氧化技术具有独特优势:可在富氧的均一相中对有机物进行氧化,无需相转化,同时高反应温度加快了反应速度,在几秒的反应时间内即可达到破坏99%以上的有机废物。该技术的反应中有机碳和氢分别转化为二氧化碳和水,卤素原子转化为卤离子,硫和磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐,氮则转化为硝酸根和亚硝酸根离子或氮气等对环境无害的物质。

3.2超临界水氧化技术的应用

该技术应用于食品及化学工业、清洗半导体及环境工程等。其能有效降解有害废弃物的特点在环境保护方面有重要意义。该技术的应用对象包括塑胶及其衍生物、有机物质、高能量物质、废水、下水道污泥、受污染土壤等。

超临界水氧化技术能够彻底处理废物,效率也更高,利用在高温高压条件下发生的均相反应的反应速率快,停留时间短的特点,节省大量时间。同时反应器结构简单,适用对象的范围更广。处理各种有毒物质、废物废水的同时不产生二次污染,可从水中分离出无机盐,因此经过处理后废水可完全回收利用。当有机物含量>2%时,利用反应中有机垃圾自身的氧化放热即可维持所需温度,不需要额外供给热量。若浓度更高,部分热能可回收利用。但是对设备材质要求较高,缺少较理想的催化剂,同时对于各种有机物的氧化分解反应机理不清晰,工业化推广仍需一定时间,作为为目前少数拥有工业化技术与经验的国家之一的日本主要研究危险性废弃物或废水,以多氯联苯 、二氧芑的去除研究为主。

3.3新型生活有机垃圾的处理流程工艺设计

本系统首先将生活垃圾分为三类:包括废水和塑胶、餐余垃圾以及生活廢弃物。对于废水和塑胶,在简单水处理后,回收利用部分可利用产物,难处理的废水及有机物进行超临界水氧化处理;对于餐余垃圾,利用微生物处理技术进行处理,再对固体残余物进行高温灭菌得到有机肥,剩余部分进行超临界水氧化处理;生活废弃物则先对可直接回收部分进行回收利用,不能直接回收的部分先焚烧处理,再经过除渣机除渣,利用超临界水氧化技术处理。超临界水氧化后即可得到二氧化碳等气体产物、无机盐沉淀和水,最后统一进行回收利用。

本系统对有机垃圾的分类处理较为合理,效率更高。本系统引进超临界水氧化技术,并与传统的微生物处理技术、焚烧技术相结合,降低处理成本,利用了各类技术的独特优势,有效提高了有机垃圾的利用率,并利用超临界水氧化技术,避免了二次污染的可能,体现了绿色化学的原则。

4总结及展望

以绿色、节能、高效为原则建立新型有机废物处理系统,已成为当今有机废物处理技术的发展趋势。超临界水氧化技术作为近年新兴的处理技术,逐渐成为发展改进现阶段有机废物处理技术的主要选择,大力发展超临界水氧化技术显得尤为重要。

本文通过研究现阶段有机废物处理技术的优缺点,结合超临界水氧化技术,为对现阶段有机废物处理系统的改进,综合考虑了微生物处理技术、焚烧技术和超临界氧化技术结合,发挥了各类技术的优势,使系统向绿色、节能、高效的原则靠拢,为实现了改进系统的目的提供理论指导,未来有机废物处理系统仍需在实际应用中不断积累和完善。

参考文献

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作者:陈冠侨

第4篇:城镇污水处理厂工艺的设计研究大全

城 镇 污 水 处 理 厂 工 艺 设 计 研 究

1 污水特点

本处理厂的污水为城镇污水,水量是30000m/d,进水水质见表 1

处理后排水水质应执行“城市污水处理厂污染物排放标准”(GB18919—2002)中水污染物排放标准二级标准要求,见表2。

2 工艺概况

2.1 工艺流程

综合考虑该城镇污水处理规模较小,生化性较好,且需要脱氮等特点,选择奥贝尔氧化沟工艺。其工艺流程见图 1

2.2 工艺特点

奥贝尔氧化沟有 3 个沟道组成,污水由外沟进入池内,然后依次进入中间沟和内沟道,最后经中心岛存储水质二沉池。外沟道容积占整个氧化沟容积的50%—55%,主要生物氧化过程和80%的脱氮过程在外沟道完成。

主要有以下优点: (1)处理流程简单,构筑物少;

(2)处理效果好且稳定,不仅对一般污染物质有较高去除效果,而且因为氧化沟中能进行充分的消化作用和在缺氧区的反硝化作用,所以有较好的脱氮功能; (3)设备少,运行管理容易,不要求高技术管理人员; (4)缓冲能力强,承受水量水质的冲击负荷高;

(5)能耗低,投资小。

3 构筑物和建筑物主要设计参数

该城镇污水处理工艺构筑物和建筑物及其技术参数详见表3,表中包括独立露天设置的设备。综合楼的功能包括办公与值班、化验、配电、控制机房。

构筑物平面尺寸指平面外形尺寸,建筑物平面尺寸为轴线尺寸。

4 运行效果

本污水处理厂对各种污染物的去除率见表4:

5 结语

本工艺设计主要是对城镇污水进行一级处理与二级处理。其中一级处理采用粗格栅和细格栅,此级处理是对较大颗粒物处理。二级处理主要构筑物为奥贝尔(Orbal)型氧化沟,此为较新的工艺,特别适合中小型的污水处理厂选用。该工艺具有以下优点,脱氧率高,可同时进行硝化和反硝化,达到脱氮要求,出水水质较好。工艺简单,节能,运行稳定,抗冲击负荷能力强。二次沉淀池为中心进水周边出水的普通辐流式沉淀池,该类型沉淀池占地面积小,处理效果较好。该工艺产生污泥性质稳定,不需要消化处理,可直接进行浓缩脱水,节省投资。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中二级标准。

第5篇:电泳涂装表面处理工艺的研究及探讨

电泳涂装和其它涂装方式一样,在涂装前涂件必须要进行表面处理,表面处理是涂装前必须要进行的一项重要工作,不同的涂装方法,不同的材质及其表面状态,所要求的表面处理工艺和方法均不尽相同,不仅不同的表面处理工艺和处理质量严重地影响涂装质量,而且表面处理成本产生较大的影响,所以,我们在进行技术设计时,必须根据涂装方法,涂件的材质及其表面状态,尽可能地选择针对性强,处理效果好而且较低廉的表面处理工艺和方法。

1.电泳涂装前处理的目的。

电泳涂装前表面处理的目的主要是:清除涂膜与涂件表面的障碍,排除影响二者结合的因素如油污,锈渍,氧化皮及其它杂质,为电泳涂装提供如下良好条件:

导电良好,平整度高的表面。

有一个均匀,细致,膜厚1~3μm,导电仍良好的保护膜(磷化膜)该膜不仅可以防止预涂件在电沉积前不返锈,而且可以提高涂膜的附着力及其质量。

预涂件表面洁净度极高,。不污染电泳槽液。

涂件表面仍湿润,以利于电沉积。

2.电泳涂装表面处理工艺的选择:

根据电泳涂装的质量要求,构成其表面处理工序的主要有五个。脱脂除锈-水洗-表调-磷化-水洗。脱脂除锈是表面处理工艺中最为重要的一道工序,不仅是因为该工序的处理成本是整个表面处理工艺中最大的工序,对整个涂装成本的影响可谓举足轻重,据有关用户计算,脱脂除锈工序的处理成本约占整个表面处理成本1/2~1/3,占涂装总成本1/6~1/4,同时,还由于脱脂除锈工序的处理质量得到了保证,后面几道工序的处理质量就比较容易获得保证。

2.1选择的原则,

a.所选择的工艺和方法能满足电泳涂装如上述对表面处理质量的整体要求:

b.能同时满足如下条件的均可优先考虑:

投资少,处理成本低。

能与涂装线形成流水作业,以提高其自动化程序

安全,污染少,可操作性强。

2。.2除锈方法的分类及功能

除锈有很多方法,大致可分为四类

手工处理,机械处理,化学处旦,超声波处理,

手工除锈

最常见的是人们手用一些简易的工具,如钢丝刷,砂轮等将工件表面的焊渣,浮锈等手工清除、。

鉴于手工处理的局限性和“不彻底”性,质量的无法保证,效率的低下等问题,决定了它不能担当处理质量要求高,处理量大的电泳涂装除锈作业的主要任务,

物理除锈

物理除锈即机械除锈,凡用机械的方法将工件表面的锈鉵或其它杂清除。 实践证明:物理除锈可满足电泳涂装对表面处理质量的基本要

求,即可将工件表面的锈鉵(油污)和其它清除干净,而且还可以获得导电良好的表面,但由于它存在两个最明显的缺陷而限制了它在电泳涂装中的应用,

处理后的工件表面往往都比较粗糙,不仅增加涂料单耗,而且点沉积后难以获得较为平整光滑的涂膜处观。

物理除锈后至上涂装线前中间过滤的孩儿措施如果跟不上,工件表面往往容易出现“二次返锈“。

化学除锈

化学除锈就是人们演说的酸洗。

酸洗液好坏的稳定,不仅要看它的处理效果,如除油除锈的彻底程序,速度的快慢等。而且还要看它对环境的污染大小,可操作性,同时还要看它的处理成本。

酸洗液构成和作用原理

酸洗液一般是由无机酸加上定量的缓鉵剂,抑制剂或者表面活性剂等涂加剂制成的,它们的性能和处理效果不仅取决地其中起主导作用的酸种类和性能,而且还取决于这种酸与其中添加剂的成份及其在水中的含量和之间的配比。酸洗原理中最重要的一点是酸与铁作用时产生氢气,使金属基体表面的氧化皮机械的剥落,氢气既有使基体表面氧化皮剥落的正面作用,同时过量的氢气又有腐鉵金属的品格,导致金属表面充氢,使金属变脆的负面影响,为了减轻“氢脆“对基体的损伤,在酸中加入合适的缓鉵剂,缓鉵剂能在金属基体表面形成一层分子膜,以阻碍酸的进一步作用,从而达到缓蚀的目的,抑制剂则有抑制氢气的掸发比而起到减轻酸雾挥发的作用,在酸液中加入一定量的表面活性剂,可使洗液具有除油除锈的双重作用。

酸洗法的优缺点

优点

酸洗后所获得的表面较为平整,光滑,人仅可以降低涂料单耗,而且可以提高对表面平整度要求较高的电泳涂装的外观质量;

酸洗时洗液浸透到工件的每个角落,使锈鉵、油污得到比较全面和彻底的清洗,只要选择好了洗液及其相关参数得到良好的控制,处理质量就比较容易获得保证。

一般酸洗液价格都不算很贵,对降低处理成本有利。

酸洗法对电泳涂装属于“湿对湿“处理,可以实现流水作业,这对提高涂装线的机械自动化有生产率极为有利。

缺点:

不同酸洗液的处理质量受到工件材质及其表面状态的很大影响,如果选择不当,不仅处理质量得不到保证,而且处理成本高,环境污染大;

酸洗要求后道水洗很严格,因为酸洗液常用的酸是硫酸或盐酸,酸洗后如清洗不干净,硫酸的残酸,盐酸残留下的氯离子均有很强的腐蚀性,对涂件或设备都留下隐患。

酸洗尾渣PH仍很低,如不经过很好的中和处理就废气,将造成

严重的环境污染。

显然,采用酸洗法不仅在处理质量方面还是在提高电泳涂装的质量方面,与物理法比,均具有一定的优势,但也仍存在一些实际问题,需在应用中不断的探索和改进。

酸洗液的种类和性能

常用的酸洗液有如下几种:

盐酸型:具有盐酸的特性,除锈能力强,速度快,一般常温处理,价格适中,但易挥发,酸雾大,可操作性稍差,现人们在添加剂方面下了不少功夫,使产品笥能有了很多改进,可操作性大大增强,使用周期较硫酸型短。

硫酸型:具有硫酸的特性,较稳定,除锈速度较盐酸型的慢,常需加漫处理,使用周期相对较长,价格便宜。

混合型(盐+硫酸):盐酸型与硫酸型优缺点互补。

“二合一“,即脱脂除锈周步进行的酸洗液。最常见比较好的是盐酸型的,特点是除油除锈速度较快,常温处理,价格适中,如用户有技术条件能自行配制,更是较好的品种之一。

“三合一”,即除油除锈磷化同步进行的酸洗液。该洗液不适用于电泳涂装,原因是1。该洗液使用的是磷酸,价格昂贵,2磷酸是一种偏弱的酸,除锈能力有限,除锈质量难以保证,3,处理后所得到的“磷化膜”在水中很快溶解,不仅起不到防锈作用,而且其溶解产物将污染电泳槽液。

“四合一”即除油,除锈,磷化,钝化同步进行的酸洗液,性能,作用及其优缺点与“三合一”雷同。

超声波处理

超声波清洗处理主要是利用化学试剂的作用和超声波自身所具有的对被处理件的“空化”化用的协同作用来完成的。它具有云污能力强,可集除油除锈为一体,占地少,操作简单,安全等优点。但该处理方法具有很强的针对笥和选择性,如应用于微锈或无锈,油污虽较严重但材质为A3的冷轧件,可望取得较好的综合效益。但如应用于锈鉵严重,氧化皮较厚的A3热轧件,则难取得令人满意的效果,不仅处理量小,而且成本高,原因在于1。其处理液中的化学试剂是磷酸,不仅价格昂贵,而且本身的除锈能力极为有限,虽然超声波的“空化”作用加强了除锈能力,但当处理液中Fe3+离子含量达到或超过某一浓度时,其除锈能力即迅速下降。所处理的是A3热轧件,锈鉵严重,工件表面的锈鉵快速剥落或溶解将促使处理液中Fe3+离子含量的快速饱和,其结果,不仅降低超声波的处理和质量,而且将促使处理量的快速下降,最终将导致处理成本居高不下,而且这个成本尚不包括超声波设备的电能消耗和置入处理液中换能器的被腐蚀损耗费用电泳涂装和其它涂装方式一样,在涂装前涂件必须要进行表面处理,表面处

理是涂装前必须要进行的一项重要工作,不同的涂装方法,不同的材质及其表面状态,所要求的表面处理工艺和方法均不尽相同,不仅不同的表面处理工艺和处理质量严重地影响涂装质量,而且表面处理成本产生较大的影响,所以,我们在进行技术设计时,必须根据涂装方法,涂件的材质及其表面状态,尽可能地选择针对性强,处理效果好而且较低廉的表面处理工艺和方法。

1.电泳涂装前处理的目的。

电泳涂装前表面处理的目的主要是:清除涂膜与涂件表面的障碍,排除影响二者结合的因素如油污,锈渍,氧化皮及其它杂质,为电泳涂装提供如下良好条件:

导电良好,平整度高的表面。

有一个均匀,细致,膜厚1~3μm,导电仍良好的保护膜(磷化膜)该膜不仅可以防止预涂件在电沉积前不返锈,而且可以提高涂膜的附着力及其质量。

预涂件表面洁净度极高,。不污染电泳槽液。

涂件表面仍湿润,以利于电沉积。

2.电泳涂装表面处理工艺的选择:

根据电泳涂装的质量要求,构成其表面处理工序的主要有五个。脱脂除锈-水洗-表调-磷化-水洗。脱脂除锈是表面处理工艺中最为重要的一道工序,不仅是因为该工序的处理成本是整个表面处理工艺中最大的工序,对整个涂装成本的影响可谓举足轻重,据有关用户计算,脱脂除锈工序的处理成本约占整个表面处理成本1/2~1/3,占涂装总成本1/6~1/4,同时,还由于脱脂除锈工序的处理质量得到了保证,后面几道工序的处理质量就比较容易获得保证。

2.1选择的原则,

a.所选择的工艺和方法能满足电泳涂装如上述对表面处理质量的整体要求:

b.能同时满足如下条件的均可优先考虑:

投资少,处理成本低。

能与涂装线形成流水作业,以提高其自动化程序

安全,污染少,可操作性强。

2。.2除锈方法的分类及功能

除锈有很多方法,大致可分为四类

手工处理,机械处理,化学处旦,超声波处理,

手工除锈

最常见的是人们手用一些简易的工具,如钢丝刷,砂轮等将工件表面的焊渣,浮锈等手工清除、。

鉴于手工处理的局限性和“不彻底”性,质量的无法保证,效率的低下等问题,决定了它不能担当处理质量要求高,处理量大的电泳涂装除锈作业的主要任务,

物理除锈

物理除锈即机械除锈,凡用机械的方法将工件表面的锈鉵或其它杂清除。

实践证明:物理除锈可满足电泳涂装对表面处理质量的基本要求,即可将工件表面的锈鉵(油污)和其它清除干净,而且还可以获得导电

良好的表面,但由于它存在两个最明显的缺陷而限制了它在电泳涂装中的应用,

处理后的工件表面往往都比较粗糙,不仅增加涂料单耗,而且点沉积后难以获得较为平整光滑的涂膜处观。

物理除锈后至上涂装线前中间过滤的孩儿措施如果跟不上,工件表面往往容易出现“二次返锈“。

化学除锈

化学除锈就是人们演说的酸洗。

酸洗液好坏的稳定,不仅要看它的处理效果,如除油除锈的彻底程序,速度的快慢等。而且还要看它对环境的污染大小,可操作性,同时还要看它的处理成本。

酸洗液构成和作用原理

酸洗液一般是由无机酸加上定量的缓鉵剂,抑制剂或者表面活性剂等涂加剂制成的,它们的性能和处理效果不仅取决地其中起主导作用的酸种类和性能,而且还取决于这种酸与其中添加剂的成份及其在水中的含量和之间的配比。酸洗原理中最重要的一点是酸与铁作用时产生氢气,使金属基体表面的氧化皮机械的剥落,氢气既有使基体表面氧化皮剥落的正面作用,同时过量的氢气又有腐鉵金属的品格,导致金属表面充氢,使金属变脆的负面影响,为了减轻“氢脆“对基体的损伤,在酸中加入合适的缓鉵剂,缓鉵剂能在金属基体表面形成一层分子膜,以阻碍酸的进一步作用,从而达到缓蚀的目的,抑制剂则有抑制氢气的掸发比而起到减轻酸雾挥发的作用,在酸液中加入一定量的表面活性剂,可使洗液具有除油除锈的双重作用。

酸洗法的优缺点

优点

酸洗后所获得的表面较为平整,光滑,人仅可以降低涂料单耗,而且可以提高对表面平整度要求较高的电泳涂装的外观质量;

酸洗时洗液浸透到工件的每个角落,使锈鉵、油污得到比较全面和彻底的清洗,只要选择好了洗液及其相关参数得到良好的控制,处理质量就比较容易获得保证。

一般酸洗液价格都不算很贵,对降低处理成本有利。

酸洗法对电泳涂装属于“湿对湿“处理,可以实现流水作业,这对提高涂装线的机械自动化有生产率极为有利。

缺点:

不同酸洗液的处理质量受到工件材质及其表面状态的很大影响,如果选择不当,不仅处理质量得不到保证,而且处理成本高,环境污染大;

酸洗要求后道水洗很严格,因为酸洗液常用的酸是硫酸或盐酸,酸洗后如清洗不干净,硫酸的残酸,盐酸残留下的氯离子均有很强的腐蚀性,对涂件或设备都留下隐患。

酸洗尾渣PH仍很低,如不经过很好的中和处理就废气,将造成严重的环境污染。

显然,采用酸洗法不仅在处理质量方面还是在提高

电泳涂装的质量方面,与物理法比,均具有一定的优势,但也仍存在一些实际问题,需在应用中不断的探索和改进。

酸洗液的种类和性能

常用的酸洗液有如下几种:

盐酸型:具有盐酸的特性,除锈能力强,速度快,一般常温处理,价格适中,但易挥发,酸雾大,可操作性稍差,现人们在添加剂方面下了不少功夫,使产品笥能有了很多改进,可操作性大大增强,使用周期较硫酸型短。

硫酸型:具有硫酸的特性,较稳定,除锈速度较盐酸型的慢,常需加漫处理,使用周期相对较长,价格便宜。

混合型(盐+硫酸):盐酸型与硫酸型优缺点互补。

“二合一“,即脱脂除锈周步进行的酸洗液。最常见比较好的是盐酸型的,特点是除油除锈速度较快,常温处理,价格适中,如用户有技术条件能自行配制,更是较好的品种之一。

“三合一”,即除油除锈磷化同步进行的酸洗液。该洗液不适用于电泳涂装,原因是1。该洗液使用的是磷酸,价格昂贵,2磷酸是一种偏弱的酸,除锈能力有限,除锈质量难以保证,3,处理后所得到的“磷化膜”在水中很快溶解,不仅起不到防锈作用,而且其溶解产物将污染电泳槽液。

“四合一”即除油,除锈,磷化,钝化同步进行的酸洗液,性能,作用及其优缺点与“三合一”雷同。

超声波处理

超声波清洗处理主要是利用化学试剂的作用和超声波自身所具有的对被处理件的“空化”化用的协同作用来完成的。它具有云污能力强,可集除油除锈为一体,占地少,操作简单,安全等优点。但该处理方法具有很强的针对笥和选择性,如应用于微锈或无锈,油污虽较严重但材质为A3的冷轧件,可望取得较好的综合效益。但如应用于锈鉵严重,氧化皮较厚的A3热轧件,则难取得令人满意的效果,不仅处理量小,而且成本高,原因在于1。其处理液中的化学试剂是磷酸,不仅价格昂贵,而且本身的除锈能力极为有限,虽然超声波的“空化”作用加强了除锈能力,但当处理液中Fe3+离子含量达到或超过某一浓度时,其除锈能力即迅速下降。所处理的是A3热轧件,锈鉵严重,工件表面的锈鉵快速剥落或溶解将促使处理液中Fe3+离子含量的快速饱和,其结果,不仅降低超声波的处理和质量,而且将促使处理量的快速下降,最终将导致处理成本居高不下,而且这个成本尚不包括超声波设备的电能消耗和置入处理液中换能器的被腐蚀损耗费用。

第6篇:医疗污水处理工艺研究

【摘要】随着我国社会市场经济的不断发展,国民生活水平的显著提高,大众对于环境保护、维护国家生态发展的要求也越来越高。由于医疗污水成分较为复杂,水质可能存在较多种类的致病菌,对人类及动物健康及自然环境造成危害较大,因此排入城市污水管网系统的污水必须经过严谨的预处理排污工艺后,才能达到国家排放标准。本文将针对医疗污水处理工艺研究进行一些简单的分析和探究。

【关键词】医疗;污水;处理工艺

前言:近年来,随着我国医疗水平的提高和生态环境的不断变化,医疗污水处理系统的合理设计和应用已经成为医疗机构和环保志愿者共同关注的焦点。目前,医疗污水处理工艺在设计层面的不断优化,提高了我国居民的生活质量,是未来医疗行业健康发展和保持我国生态环境稳定的共同选择。

一、医疗污水性质

医疗污水,指的医院通过城市排污管道向自然环境中排放的曾用于医疗工作的污水。医疗污水成分较为复杂,水质可能存在较多种类的致病菌,对人类及动物健康自然环境造成危害较大,因为每个医院都不是不同的,并都有自己的理疗特色,所以相对的医疗条件和医疗种类也不尽相同,其产生的医疗污水的成分、致病菌种类、排水量也都存在较大差异。调查显示,通常在医疗污水中会含有大肠菌群和传染性细菌、病毒等致病性微生物,化学需氧量、生物需氧量、酸性物、碱物、动植物油等有毒有害物质,其中化学需氧量在 150毫克每升到350毫克每升之间,生物需氧量在80毫克每升到150 毫克每升之间,固体悬浮物在40毫克每升到120 毫克每升之间,酸碱度在7到8之间。学术界按照不同的水质,将医疗废水分为三大类:普通生活污水、含有致病菌的临床污水以及放射性污水。三种污水的水量变化并不大,同时不存在排放规律。其中致病微生物种类杂、数量多是医疗污水最显著的特点[1]。

因为一部分医疗污水中具有放射性,导致医疗污水可能产生“三致效应”即致突变效应、致畸效应和致癌效应;同时,医疗污水中含有很多具有潜伏性的致病微生物,这些微生物能对人体健康造成不良影响,更将对周边环境产生长久的负面影响。调查显示,我国和世界范围内爆发的大规模传染病都与饮用水源被污染有着直接关联。当代医疗废水的治理方法主要有化学治理法、物理治理法和生物治理法三大类[2]。通常在医疗污水处理工艺选择上,要按照排水的受纳水体来决定,比如将污水排入具备污水集中处理能力的城镇排水系统通常采用一级处理工艺;当污水排放到没有污水集中处理能力的自然水域时,需对污水进行生物体污染、化学物质污染及可能对环境造成物理性污染的有毒有害物质进行二级处理方式。与此同时还要依照医疗机构的建设规模、医疗性质和污水去向来进行污水处理的工艺选择,医疗污水在经过处理后按照排放去向分为排入市政管道和自然水体两类,一般采用一级处理、二级处理和消毒处理三种处理工艺。

二、理疗废水的处理工艺

当代医疗废水的治理方法主要有化学治理法、物理治理法和生物治理法三大类。

(一)一级处理

我国绝大部分的医疗污水经过处理后流向城镇的下水道系统,其预处理通常为以去除致病微生物为目的一级处理。一级处理的处理方式是将污水注入化粪池再进入调节池,最后进入沉淀池使其混凝沉淀,对沉淀池出水进行消毒。

(二)二级处理

综合性医疗机构的医疗污水为了达到医疗污水排放标准通常要对污水进行二级处理。采用化学治理法、物理治理法和生物治理法联用综合处理工艺。医疗污水的二级处理方法可使用常规活性污泥法和生物接触氧化法等工艺,处理方式与生活污水的二级处理比较相似。

(三)消毒处理

医疗污水消毒的消毒处理,目的是为了杀灭医疗污水中存在的各种致病微生物。可分为物理消毒法和化学消毒法[3]。化学消毒法包括用次氯酸钠、液氯等卤素,阳离子表面活性剂等试剂进行消毒处理,目前我国比较常用的是臭氧消毒法;物理消毒法有辐射法、紫外线法等消毒处理方法,目前比较常用的是紫外线消毒法。处理工艺都有的规模、性质等综合考虑,以求最优化效果。

(四)主要构筑物及参数

1.化粪池

化粪池,常规有效容积为200米左右,化粪池的主要作用是在厌氧微生物的作用下降解污水中的有机物,并去除一部分致病微生物。

2.格栅

设置格栅的目的是为了过滤化粪池出水的杂物,为后续设备的正常工作提供保障。医疗机构的医疗废水处理工程在选择自动机械格栅时,应该要格栅具备较好的耐腐蚀性,通常挑选以不锈钢为主要材料的设备。格栅的常用设备宽度为500毫米,栅间距为10毫米。

3.调节池

均匀污水水质,降低污水水流对排污设备的冲击,是调节池的核心要求。因此医疗机构的医疗废水处理工程调节池尺寸以长5000毫米,宽4000毫米,高4000毫米为宜,池体进行地埋式建筑方法。标准调节池的有效容积为70立方米,有效水深3.4米,水力停留时间9小时。

4.混凝沉淀池

通过投加混凝剂已达到沉淀污水水体中悬浮物和颗粒物是混凝沉淀池的核心作用。医疗机构的医疗废水处理工程中混凝沉淀池的尺寸以长2500毫米,宽2500毫米,高4500毫米为宜,并在混凝沉淀池池底的中央位置安装水体导流管,使污水国混凝沉淀池重新流向化粪池,进行下次过滤。

(五)事故预防措施

在医疗机构的污水处理工程中,必须采取相对的设备事故预防措施:

1.在医疗污水的处理过程中,系统必须具有连续性和完整性,除了优质设备的选用外,还应该保证备用设备的投入。

2.应该在系统中采用雨污分流技术,保证设备的正常运行。

3.调节池应该具备足够的有效容积,以此污水水体水流、水压对后续设备产生不良影响。

结论:结合以上分析与研究,笔者认为医疗污水处理工艺在我国医疗行业的应用和研究,是具有非常重大的现实意义的,虽然医疗污水的处理工艺的研究工作给医院的经营、管理增加了一定难度,并提升了相应成本。但是医疗污水处理工艺的进步和提高将有助于提升我国医疗单位的周边环境并为医院建立良好的公众形象。可以预见随着我国对医疗污水处理工艺水平的不断进步,未来一定会有更加健康、高效、环保的医疗污水处理工艺出现。

参考文献:

[1]谢胜. 上海市农村生活污水处理工艺适用性评估与分类体系研究[D].华东师范大学,2013.

[2]李元??. 新型经济型石材加工污水处理工艺研究开发[D].山东大学,2012.

[3]孙永健. 小城镇污水处理工艺研究[D].青岛理工大学,2014.

第7篇:垃圾渗滤液生化处理——膜过滤综合处理工艺研究

摘要:本文介绍了对垃圾渗滤液采用强化复合厌氧生物床反应器(ECAB)+好氧反应器(复合式SBR)+混凝后处理+超滤+纳滤的生物化集成处理的技术路线,工艺系统运行稳定,对有机物及总氮的去除效果良好,处理出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)一级标准,且处理成本较低。文章并对存在的问题进行了分析。 关键词:垃圾渗滤液;填料;强化复合厌氧生物床反应器;序批式反应器;膜

垃圾渗滤液的水质较为复杂,采用单一的物理化学或生化的处理方法均难以达到较满意的处理效果。本研究介绍了强化复合厌氧生物床反应器(ECAB)+好氧反应器(复合式SBR)+混凝后处理+超滤+纳滤的生化与物化集成处理的技术路线。该工艺系统运行稳定,对有机物及总氮具有良好的去除效果;内部填料对ECAB和复合式SBR具有强化处理的效果;膜处理出水达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)一级标准;以实际工程建设与运行来核算,单位垃圾渗滤液处理成本较低。 1试验工艺及试验用水 工艺路线见图1。

图1工艺流程

试验用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节池,分别为第一期和第二期填埋场内的渗滤液,其中一期属于年轻垃圾渗滤液,可生化性较强;二期则属于年老垃圾渗滤液,可生化性相对较差。其综合水质见表1。其中着重对几种重金属元素化合物进行了检测,检测结果见表1。 表1渗滤液水质指标

2复合厌氧生物床(ECAB)反应器处理垃圾渗滤液 2.1试验装置

填料安装在反应器中部。反应区高1.0m,有效容积约18L。废水由蠕动泵匀速定量地从反应器底部泵入,反应器底部布置有锥形布水装置,均匀配水后与污泥床进行接触反应,向上流经填料区和沉淀区,最后出水。反应中产生的沼气经三相分离器分离后进入气体流量计。采用电热丝衬保温层进行加热保温。

2.2厌氧在不同工况下对渗滤液的净化特性 试验中对系统出水的VFA(挥发性脂肪酸)、SS浓度以及碱度进行了相应的考察,如表2所示。

表2不同负荷状态下系统的运行工况

由表2可以看出,系统在中高低三个负荷状态下的运行工况均为稳定运行工况:

(1)低负荷时(2.1~5.1kgCOD/m3•d),进出水COD、VFA、SS浓度以及碱度均能达到常规厌氧系统稳定运行时的条件和工况;中等负荷时(5.1~7.3kgCOD/m3•d),COD去除率较好,出水VFA、SS偏高;高负荷时(>7.3kgCOD/m3•d),COD去除率下降较快,出水VFA、SS也在增长。

(2)中高负荷时,出水浓度大于300mg/L,高于通常认为的稳定运行条件,但因为系统碱度充足(碱度/VFA为10~11),完全可以抑制酸积累的发生,因此系统运行还是稳定的。 (3)中高负荷时,出水SS仍有较高的去除率,显示强化厌氧系统有较强的适应能力,SS去除率达到了80%左右。

2.3填料对ECAB系统的强化作用

作为生物填料的PELIA生物载体是一种独有的专利复合材料,由聚乙烯、粘土及其他助剂烧结而成。试验后期将填料取出,并将系统容积负荷稳定在4.5kgCOD/m3•d左右,连续培养了一个月,然后考察无填料厌氧系统的降解特性,并与装设填料的情况进行对比(见图2)。

图2填料对厌氧系统降解特性的影响

由图2可以看出,装设填料对系统的处理能力有明显的强化效果。 (1)低负荷时(容积负荷<2kgCOD/m3•d),系统强化效果较低,装设填料时降解能力约提高5%;

(2)中高负荷时(容积负荷为2~7kgCOD/m3•d),系统强化效果较高,装设填料时降解能力可提高12%~22.5%。

究其原因,系统处于低负荷时污染物在污泥床层已经得到较好的降解,废水达到位于反应器中上部位的填料部分时可降解的污染物已经很少,因此填料的强化作用并不明显;中高负荷时填料接触的污染物较多,强化作用得到了明显的体现。 3复合式SBR工艺处理垃圾渗滤液 3.1试验装置

试验装置采用复合式SBR生物反应器。反应器由有机玻璃制成,容积为18L。反应器内设挡板,上面放置填料,底部连接空压机,内设曝气管,上面放置搅拌器,用于搅拌。整套设备连接到一台自控装置上,用于控制反应器序批式的运行。其中,进水通过计算泵的流量,然后在自控装置上设定进水时间,以达到控制进水量的要求,排水由电磁阀控制,在排水阶段,电磁阀打开,排水口自动排水。

3.2 复合式SBR对有机物的去除特性(见图3)

图3COD去除率随时间的变化 由图3可以看出,在试验初期的驯化阶段,采用经过适当稀释的原水作为复合式SBR反应器的进水,控制进水COD在1200~1300mg/L,随着试验的进行,COD去除率不断升高,在第50天时,逐步加入ECAB反应器出水作为复合式SBR的进水,即两个反应器进行串联。

可以看出,去除率明显下降,究其原因,进水COD明显升高,由原来的1300mg/L左右提高到5000mg/L左右,冲击负荷过大,最终导致系统发生非丝状菌膨胀,经过近半个月的驯化与调整,COD去除率逐步趋于稳定,最终在85%以上。在试验后期,进水水质可生化性变差,BOD/COD由原来的0.6降为0.2,去除率又有降低的趋势。 在本试验的正常运行阶段,系统容积负荷为2.16kgCOD/m3•d,出水COD在500mg/L左右,去除率为87%左右。这说明复合式SBR系统降解有机物取得了良好的处理效果。其原因一方面是因为该试验阶段的垃圾渗滤液属早期阶段的渗滤液,垃圾渗滤液的可生化性相对较好;另一方面由于填料上附着的生物膜微生物有较长的停留时间,能够维持相当高的硝化率,大大降低了渗滤液中游离氨对微生物的生物抑制作用,加强了系统的处理能力。 3.3复合式SBR中填料对有机物去除的强化作用

为了验证PELIA生物填料对有机物的去除效果,故对加入填料和没有加入填料的反应器对有机物的去除效果作了对比,见图4。

图4PELIA生物填料对COD 去除的强化作用

图4对比了本试验过程中生物反应器和PELIA生物填料对COD去除的相对贡献。由图4可知,当进水COD浓度在1046~3856mg/L之间变化时,没有加入PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度为226~628mg/L,相应加入了PELIA生物填料的复合式SBR反应器的出水COD浓度为182~322mg/L,尤其在第4~10d期间进水COD浓度变化较大,没有加入PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度比加入了PELIA生物填料的SBR反应器的出水COD浓度高且变化较大。生物反应器对COD总的去除率在71.6%~83.9%之间,其中生物膜降解对COD的去除率为3.3%~10.2%。 3.3 系统对总氮的去除情况(见图5)

图5系统对TN的去除规律

由图5可知,在前110d,COD/NH3-N(C/N)为5.2,随着一个多月驯化阶段的完成,系统对总氮的去除率基本稳定在70%以上,这表明在此条件下系统对总氮有较好的去除效果。尤其在第55~81d之间,系统对总氮的去除率高达75.2%~79.2%。这主要是因为除反硝化脱氮外,微生物合成代谢也利用了其中一部分的N。在试验后期(第150~180d)系统的脱氮效果逐渐变差,总氮去除率由第110d的75%左右下降到最后的56%左右。

这主要是因为垃圾渗滤液的水质发生了变化,C/N由5.2降至2.0。垃圾渗滤液中的碳源严重不足且不易被利用,大大限制了反硝化菌的活性,造成了TN的去除率不断下降。理论上一般认为进水COD/TN达到3左右即可满足反硝化对碳源的要求,实用中则常认为该值应大于8。

对系统脱氮效果产生影响的主要因素是C/N,试验结果表明:随着进水C/N的增加,反硝化程度随之增加,出水NOx--N下降,总氮去除率提高,也就是说,在其它条件适宜的情况下,垃圾渗滤液中充足的碳源是反硝化进行彻底的保证。 4深度处理 4.1试验方法

图6所示为超滤、纳滤的工艺流程。

图6膜过滤工艺流程

混凝沉淀作为预处理,超滤的出水作为纳滤的进水。通过调节回流液、浓缩液、透过液的流量来调节操作压力。当单独进行超滤或纳滤试验时,因为前面工序产水量有限,故采用将透过液回流到原水箱(或中间水箱)与浓缩液、回流液混合的循环式操作方法。 4.2试验结果

膜对污染物的去除率见表3。

由表3可见,超滤对浊度、色度的去除效果非常明显,去除率达90%以上,表明超滤对悬浮物、胶体等的去除能力很强。但对COD的去除率很低,仅为4%,这是因为超滤膜对COD的去除主要取决于原水中有机污染物的分子量及其形状,本试验中的COD去除率较低是因为有机污染物的分子量相对要小于超滤膜的截流分子量,并且外形呈线性的较多。超滤对氨氮的去除效果也极低,另外超滤出水SDI最大值为2.2,远小于反渗透进水SDI值不高于5的要求。总之,超滤对污水浊度、色度的去除效果较好,产水浊度小于1NTU,SDI值较低,可以满足进入下一工序纳滤的要求。 表3膜对污染物的去除效果

注:SDI(污染指数值)也称为FI(Fouling Index)值,是水质指标的重要参数之一。SDI值越 低,水对膜的污染阻塞趋势越小。大多数反渗透企业推荐的反渗透进水SDI值不高于5。

在四种不同的进水条件下,纳滤膜对COD的去除率较高,约70%,出水COD均在100mg/L以下,浊度检测结果显示为0,色度为1度,氨氮的去除率约为50%,出水氨氮浓度小于15mg/L,出水电导率2500~3000us/cm。由此可见,垃圾渗滤液经膜法深度处理后出水可满足《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-1997)一级标准。 5技术经济评估

为了估算本工艺在实际工程中的可能投资水平及生产运行成本,现以国内较为常见的400m3/d规模的垃圾渗滤液处理厂为例,初步计算以本工艺为处理主体的工程建设投资及处理成本。

工程建设投资预测见表

4、生产成本预测见表5。 表4工程建设投资预算

注:1.表中数据为国内3家同等规模污水处理厂的投资费用的平均值。

2、设备费用是以本工艺为基础,建造400m3/d规模的垃圾渗滤液处理厂所需的各种设备。设备总费用和安装总费用各占总投资额的48.59%和16.79%。

3、其他费用包括设计费、调试费等。 表5生产成本预算

注:以上数据为北京市3家污水处理厂的相应费用的平均值。折合单位垃圾渗滤液处理成本为17.23元/m3,年经营成本为191.024万元;折合单位垃圾渗滤液处理成本为13.083元/m3。 6存在的问题和结论

(1)试验后期用水取自北京市六里屯垃圾填埋场调节二期出水,其生化性较差,试验过程中出现了污泥膨胀及生化出水水质变差的现象,虽然在后期深度处理上控制住了出水水质,但是给后期膜处理造成了很大压力,增加了处理费用,这说明本工艺在处理年老垃圾渗滤液方面仍存在问题。

(2)本试验后期深度处理采用膜工艺,膜分离方法无论采用纳滤还是反渗透,都会产生或多或少的浓缩液,浓缩液会对水资源产生进一步污染,浓缩液的处理是一件非常困难的事情。本研究课题中产生的膜分离浓缩液,拟采用回灌填埋场的方法,但是在实际工程应用方面仍存在可行性的问题,需要进一步研究。

(3)当ECAB反应器的容积负荷为7.3kgCOD/m3•d时,COD去除率可达82.7%。

(4)复合式SBR反应器对有机物的去除效果较好,运行稳定,在历时180d的运行过程中COD的去除率基本保持在80%~90%之间,总氮去除率最高将近80%。PELIA生物填料起到了稳定和加强系统出水水质的作用,并对系统内硝化菌种群的优化提供了良好条件。 (5)纳滤系统操作压力为0.3MPa时,出水COD浓度在100mg/L以下,浊度检测结果为0,色度为1度,氨氮浓度小于15mg/L,电导率为2500~3000us/cm。满足《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—1997)一级标准。

(6)以实际工程建设与运行来核算,使用本工艺可能的单位垃圾渗滤液处理成本为13.083元/m3;加上折旧其预测成本为17.23元/m3。

(7)填埋场内的自然降雨和径流是渗滤液产生的主要途径,其产生量占总污水量的比例很小,故本处理工艺可完全适用于处理规模在600m3/d以下的城市垃圾渗滤液处理厂。 参考文献:

[1]武飞,等.SBR工艺处理城市垃圾渗滤液的可行性分析[J].环境与开发, 2001,16(4):35一37. [2]陈立杰,等.化学混凝-SBR法处理垃圾渗滤液的研究[J].工业水处理,2003,23(8):43-45. [3]方士,等.两级SBR法处理垃圾渗滤液的研究[J].浙江大学学报.2002,28(4):435-439. [4]徐迪民,李国建,于晓华,等.垃圾填埋场渗滤水深度处理研究[J]. 环境科学 研究,2000,13(3):1-5.

第8篇:铁路路基工程施工工艺及处理方法研究论文

1铁路路基的施工工艺要点

施工前要做好准备工作,将路基范围内30cm的耕植土、杂填土、垃圾土等加以清除,等施工完工后再对边坡进行回填。在进行完清理后,要对填筑的路段进行碾压,让紧实度和密度可以满足规定要求。对于特殊路段如过湿地基、填挖交界及低填路基等,必须符合实际现场情况开展有效处理[1]。

1.1土方开挖施工

在对土方进行开挖的时候,要采取自上而下的方式,依照图纸开展,避免乱挖超挖等现象的出现。在开挖前要确定路床顶高,并通过实验的方法来确定下沉量,以保证在路床下的30cm处的压实度在96%以上。雨天情况下不能进行土方挖掘,并保证符合规定及要求。

1.2石方开挖施工

石方的开挖一定要从实际施工情况出发,根据地形及环境采取合理的爆破;在边坡的2m范围内,要采用光面进行爆破的控制,以确保边坡岩没有松动。进行的爆破一定要经过严密的实验,确认参数基础上对设计进行精确,以确保爆破的最终质量。利用爆破为石方开发奠定基础工作,并依照图纸的要求,严格控制开挖情况。符合路基填筑的爆破石方,可直接用于路基的填筑。开挖后大型石料多的情况下,应采取集中破碎方法,对颗粒进行二次破碎,以满足填筑立方的粒径要求。对于石料在现场采取的破碎要严格禁止。

1.3深挖路堑施工

排水设施是现场施工的关键工作,应在开挖前就做好准备。堑顶截水沟要实现顺利排水,就要依靠山体沟帮来强化与山体的紧密,减少并避免地表水的冲刷作用。路堑边坡的施工一定要依照图纸开展,路基在开挖后要遵从“横向分层、纵向分段、两端同步、阶梯掘进”原则推进开展。运碴与挖掘是两项密切相关工作,必须做好合理安排、妥善开展、互不影响,保证整体挖掘的顺利推进。

1.4深挖路堑边坡防护

对路堑进行深度挖掘,首先要对边坡给与充分的重视和稳定,并按照设计要求进行坡度施工。对于高度大或特殊的边坡,一定要在施工时对路堑边坡开展合理的观测。对于每段边坡的开挖,一定要及时和合理,在确认无需变更后才可进行防护工程及开挖。土质边坡段深埋砼桩作观测桩,石质边坡段在稳固石块中作观测标记代替观测桩。观测桩测量用光电测距仪和水平仪进行。

2铁路路基施工工艺控制

2.1精确并选择路基填料

填料中必须对最大颗粒的直径进行严格的要求和选择,并严格控制表层颗粒的情况,以确保施工的最终质量。基床的材料选择必须满足施工质量的基本要求,对存在质量问题的材料一定要及时处理,并对级别低的填料采取加固的处理。路堤填充必须保证是同等材料,这样才能保证不会因为颗粒导致的质量问题出现,确保整体的施工质量。

2.2对铁路基底进行强化处理

如果路基是松土或耕地,应采取合理的翻挖,并分层予以填充。如若经过池塘、沼泽等软地基,应采取合理的措施,对地基加以稳固等,一般采取的措施有:排水晾干、抛填土石、去除污泥等。

2.3做好路基填充及压实

路基的压实一般采用的是震动压路机协助开展,吨位数要符合标准要求,首先要平压之后进行震压,速度上也要掌握从慢到快的原则,采取先轻后重进行压实。压实宽度大于等于之前的设计值和旁坡的稳定值,要以铁路两侧的加宽度为主。同时还要注意,在进行填筑时,每隔三层就应对中线开展一次恢复。

2.4强化并保证路基基床的质量

采取多种措施强化、控制路基的填筑质量,并逐层进行压实和水量检验,以保证每层都符合标准质量的要求。基床要选择棱角清晰的类型,平整度、坡度一定要符合标准要求。边防工作一定要把握好稳定性,符合防护的要求,防护层、土石边坡面一定要保证严实性,绝不容许有任何的空隙出现。对设置了垫层的坡面,一定要垫、砌同步。

3铁路路基工程的主要处理方法

3.1基坑开挖方法

在铁路路基工程施工过程中,对基坑支护开挖施工提出的技术要求要更高。工程项目技术管理人员应该根据涵洞基坑支护经验深入调查整个现场情况,可采取分级开挖的方法来强化坑壁的稳定。

3.2解决路基不均匀沉降问题的方法

施工问题没有得到及时处理,所使用的路基填充料粒径方面存在着差异,以及填充料填筑后没有压实等问题的出现,都要予以充分的重视。3.3混凝土工程应对方法①混凝土必须在施工前进行详细的检查,确认模板的清洁度。②混凝土振捣应采用插入式的振捣器,以确保振捣的充实和紧密,并要注意插入要快、拔出要慢。混凝土不下沉、不冒泡、表面平坦是最主要的密实标志。③在施工时,应按照施工进度来振捣混凝土,并按照一定厚度、顺序和方向对混凝土分层浇筑。

参考文献:

[1]朱孟会.铁路路基工程施工现场管理探析[J].现代商贸工业,2012,(3):275-276.

第9篇:污水处理厂的工艺组成与处理等级

城市污水处理工艺流程

典型的城市污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理(水线)、污泥处理等工段。由机械处理以及生化处理构成的系统属于二级处理系统,其BOD5和SS去除率可达到90%~98%。处理效果介于一级和二级处理之间的一般称为强化一级处理、一级半处理或不完全二级处理,主要有高负荷生物处理法和化学法两大类,BOD5去除率45%~75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了去除特定的物质,在二级处理之后设置的处理系统属三级处理,例如化学除磷,絮凝过滤,活性炭吸附等。

机械处理工段

机械(一级)处理工段包括格栅、沉砂池、初沉池等构筑物,以去除粗大颗粒和悬浮物为目的,处理的原理在于通过物理法实现固液分离,将污染物从污水中分离,这是普遍采用的污水处理方式。机械(一级)处理是所有污水处理工艺流程必备工程(尽管有时有些工艺流程省去初沉池),城市污水一级处理BOD5和SS的典型去除率分别为25%和50%。在生物除磷脱氮型污水处理厂,一般不推荐曝气沉砂池,以避免快速降解有机物的去除;在原污水水质特性不利于除磷脱氮的情况下,初沉的设置与否以及设置方式需要根据水质特性的后续工艺加以仔细分析和考虑,以保证和改善除磷除脱氮等后续工艺的进水水质。

污水生化处理

污水生化处理属于二级处理,以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的,其工艺构成多种多样,可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。日前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。生物处理的原理是通过生物作用,尤其是微生物的作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的气体产物(CO2)、液体产物(水)以及富含有机物的固体产物(微生物群体或称生物污泥);多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。

由此可见,污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离,在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体,而且极易腐败发臭,很容易造成二次污染,消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响,必须重视。如果污泥不进行处理,污泥将不得不随处理后的出水排放,污水厂的净化效果也就会被抵消掉。

各种机械处理、生物处理和污泥处理技置技术设备的选择与不同组合,以及构筑物的设计构成了各种各样的污水处理厂工艺和工程方案。设计人员的职责在于根据具体条件和处理水质目标把各种可能性灵活地结合起来,以便形成在经济上合算又具有实用价值的总体处理工艺流程,避免在几种局部性的定型处理法中简单比选。有关城市污水处理厂的主要工艺类型及工程方案的选择在后续部分将作进一步的讨论。

活性污泥法污水处理工艺的组成

活性污泥法的工艺及其实施方式的组成包括4个要素,即:

1. 处理系统的泥龄(或污泥负荷)

2. 电子受体供给方式(即厌氧、缺氧和好氧状态)及其分布

3. 整个反应池内的流态组成及分布

4. 各种设备和构筑物,尤其是曝气设备。

泥龄和电子受体的供给方式是活性污泥法污水处理工艺的核心,直接关系到出水水质、反应池容积和污泥产生量。反应池内的流态对处理系统的运行特性和性能具有相当大的影响。各种设备和构筑物是实现工艺思想和设定目标的具体手段。不同泥龄、不同流态和不同曝气设备的组合构成了各种各样的活性污泥法变型工艺。

根据泥龄(污泥负荷)的不同,活性污泥法可分成3类,高负荷系统(泥龄0.5~2d),以去除BOD5和SS为目标,BOD5去除率在40%~75%之间;中负荷常规活性污泥系统(泥龄3~7d),常规系统以去除BOD5和SS为目标,加厌氧区可以高效除磷;中低负荷活性污泥硝化系统(泥龄7~15d)和低负荷系统(泥龄15d以上),以BOD

5、SS和氮磷为去除目标。一般来说,泥龄越长,污泥的稳定化程度越高,延时曝气系统污泥负荷很低(泥龄25d以上),污泥可基本上得到稳定。

值得特别注意的是,泥龄和污泥负荷虽然有关,却有本质的差别。对应特定的处理目标和水质要求,往往需要相同的泥龄。在不同的水质条件环境下或不同的工艺方案中,由于生物反应池进水组成特性的不同,相同泥龄所产生的污泥量和污泥组成差别很大,对应的污泥负荷也就存在明显差别,以MLSS作为污泥量计量基础时尤为明显。这就意味着在生物除磷脱氮系统或泥龄较长的系统中,采用污泥负荷概念进行工艺设计往往缺乏合理性,更不用说工艺的优化。在本章的后续部分将对这个问题作进一步的讨论。

曝气池的流态可分为3种基本类型,推流式、完全混合式和循环流,循环流实际上是推流和完全混合的特混合方式。流态的分布与所选择的曝气混合设备类型和布置方式密切相关。曝气混合设备起供氧及混合作用,以满足活性污泥代谢作用和耗氧需求并保持活性污泥处于悬浮状态。曝气设备主要包括扩散曝气、机械曝气和纯氧曝气等3种类型,扩散曝气属底部曝气,其流态趋向于推流;而机械曝气多数属于表面曝气,其流态趋向于完全混合和循环流。这4个要素在时间、空间和实施方式上的不同组合形成构成了各种各样的污水处理技术(流程)方案。

一级与一级强化处理工艺

一级处理和一级强化处理,主要作为消减污染物总量的措施,一般应用于下列场合:

通过一级处理或一级强化处理,较大幅度地消减污染物总量后排入大江、大河或海洋,以合理利用环境容量;

作为城市污水处理厂分期分段建设的手段,以便根据经济实力,经济有效地逐步实现环境治理目标。

处理工艺的选择应依据城市污水处理设施建设的规划设计要求、建设规模和可利用的水环境容量。可选用常规一级处理、化学强化一级处理、AB法前段工艺、水解好氧法前段工艺。高负荷活性污泥法等技术。污泥一般采用浓缩后厌氧消化处理,或直接浓缩脱水处理。

二级及二级强化处理工艺

城市污水处理厂工艺流程包括一级处理部分、二级处理部分和污泥处理部分。这三部分的工艺选择是相互关联的。

在一级处理中,一般情况下,粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池是所有污水处理厂的必备单元。在污水生物除磷系统中一般不采用曝气沉砂沉。初沉池的设置与否取决于:

(1)进水SS浓度及其构成;

(2)后续二级处理工艺;

(3)污泥处理工艺。

如果污泥采用厌氧消化方式处理,一般考虑设置初沉池,但后续生物处理工艺对进水浓度及水质构成比例关系要求时(例如除磷脱氮工作),应考虑设置初沉池的不利影响。如果污泥采用延时曝气法稳定处理,一般不设置初沉池,但进水SS浓度较高且含高比例无机物时,宜设置初沉池,以消除无机悬浮物对后续工艺的不利影响,初沉污泥可直接浓缩脱水或经过好氧消化后浓缩脱水。

对于大型污水处理厂,污泥一般采用厌氧消化稳定处理;对于中小型污水处理厂污泥可采用好氧消化处理,一般为延时曝气好氧稳定。污水生物处理工艺的选择主要取决于出水水质要求,没有除磷脱氮要求时(即二级处理),大中型污水处理厂一般可采用中等泥龄的常规活性污泥法或AB法等两段法处理工艺,污泥采用厌氧消化;对部分中型污水处理厂和大多数小型污水处理厂,污泥通常采用延时曝气好氧消化方式,由于泥龄较长,有必要考虑一定程序的氮磷去除,以提高环境效益,并降低能耗。部分小型污水处理厂还可以采用生物膜法处理。

有较高的除磷脱氮要求时(二级强化处理),除大型污水处理厂外,可以不考虑污泥厌氧消化,而是结合生物脱氮所需的较长泥龄进行好氧稳定;脱氮一般采用硝化/反硝化原理,除磷一般采用生物除磷,必要时增加化学除磷。处理工艺及其实施方式主要取决于进出水水质和处理规模。

对于中等以上浓度污水,达到一级排放所需的处理功能为:生物除磷+化学除磷+硝化/反硝化,达到二级排放标准所需的处理功能为:生物(或化学)除磷+硝化/反硝化。对于低浓度污水,单独生物除磷效果较差,所需的处理功能为:生物除磷+化学除磷,一般不需要硝化处理。对于除磷功能需求不大的水质情况,也建议按生物除磷方式设计,厌氧池可以起到选择器的作用,有效控制污泥膨胀,改进污泥沉降性能。

生物除磷效果的好坏主要取决于厌氧池进水的快速生物降解有机物/TP有效比值,该有效比值取决于厌氧池进流(进水及回流污泥)的快速生物降解有机物浓度、磷浓度、硝酸盐浓度和溶解氧浓度。因此,水质特性的分析确定对工艺设计有很大的影响,硝酸盐的控制是工艺设计的关键。

对于大部分城市污水,就满足排放标准来说,所需要的处理程度为具有除磷和部分硝化功能的城市污水二级处理。由于硝化作用主要受硝化菌比增长速率、泥龄和温度控制。活性污泥中的硝化分成不硝化、部分硝化和完全硝化三种情况,其中部分硝化属于不可控制的高度不稳定过程,因此活性污泥系统中硝化作用只能按完全硝化或不硝化这两种方式设计,不能按部分硝化的方式设计。

当处理系统按硝化设计时,从生物除磷角度及降低能耗角度考虑,处理系统都必须具备反硝化能力,但反硝化程度应根据具体情况确定。出水总氮和总磷有要求时,根据总额及除磷要求综合考虑反硝化程度。出水总氮无要求但出水总磷控制较严时,可根据除磷要求考虑反硝化程度,主要目的是消除回流污泥硝酸盐对生物除磷的不利影响。

污水除磷包括生物除磷和化学除磷,生物除磷出水浓度可以达到1mg/L,化学除磷出水浓度可以达到0.5mg/L。对于二级排放标准,可以采用生物除磷为主,必要时增加化学除磷;对于一级排放标准,可以采用生物除磷与化学除磷相结合的方式,以降低化学药剂的消耗量。

自然净化处理工艺

在严格进行环境影响评价、满足国家有关标准要求和水体自净能力要求的条件下,可审慎采用城市污水排人大江或深海的处置方法。在有条件的地区,可利用荒地、闲地等可利用的条件,采用各种类型的土地处理和稳定塘等自然净化技术。城市污水二级处理出水不能满足水环境要求时,在条件许可的情况下,可采用土地处理系统和稳定塘等自然净化技术进一步处理。采用土地处理技术,应严格防止地下水污染。 污泥处理处置工艺

污泥浓缩

常见的污泥浓缩技术及其性能简述如下:

(1)工艺过程重力浓缩:

在沉淀池中通过形成高浓度污泥层完成;费用低,在一定的性能范围内简单有效;但对污水处理工段的性能可能产生不利影响,有效性受物理因素的限制,运行操作灵活性不高;一般适用于初沉污泥、化学性污泥和生物膜污泥的浓缩。

(2)单独的重力浓缩:在独立的重力浓缩池中完成;简单有效,有助于提高污水工段的性能;但投资费用较高。停留时间较长时可能产生臭味,而且不是所有污泥都有效;但用于生物除磷剩余污泥浓缩时,会出现磷的大量释放,其上清液需要采用石灰法进行除磷处理,适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。

(3)空气气浮:操作简便,使用高分子可提高处理能力和固体回收率;有一定臭味,动力费用高,对污泥沉降性能 (SVI)敏感;适用于余污泥产量不大的活性污泥法处理系统,尤其是生物除磷系统的剩余污泥。

(4)离心浓缩:自成系统,效果好,操作简单;但投资较高,动力费用较高,且需要较高水平的维护;适用于大中型污水厂,生物和化学污泥。

(5)带式重力浓缩机:投资低,运行费用中,效果好,对各种性能的污泥适应性强;受高分子影响,湿度大,需要仔细操作;适用于各种生物污泥。

污泥脱水

污泥脱水技术及其性能简介如下:

(1)带式压滤机:设备简单,投资适中,操作简易,开关容易,可间歇运行;非封闭系统,具有臭味、湿度大、控制难问题,需要仔细操作;适用于各种规模污水处理厂及各种污泥。

(2)离心脱水机:自成系统。运行时不需过多监视,干度较好;但需要特别维护,一般不适于间歇运行;适用于能连续运行的大中型污水厂,大量固体的处理。

(3)板框压滤:含固率高;运行费高、间歇批次运行,维护量较大,运行操作较困难,适用于小量污泥处理或干度要求高的情况。

(4)污泥干化床:费用低;占地面积大,卫生条件差;适用于小型污水厂消化污泥。

(5)污泥塘:费用低,操作简单;占地大,有臭味;适用于中小型污水厂或生物塘。

污泥稳定

污泥稳定技术和性能分述如下:

(1)厌氧消化:已有丰富经验,能耗低,可以通过沼气利用回收能源,操作简易,致病茵破坏率高,具有一定的贮泥作用;投资较高,没有减容作用;适用于大中型污水厂,污泥利用和填埋。

(2)好氧消化:有两种方式,单独好氧消化或延时曝气同池好氧稳定;有丰富实践经验,投资较低,操作简易,设备简单,能存贮污泥;运行费用较高,致病菌破坏率较低,没有减容效果;适用于中小型污水厂,污泥利用。

(3)堆肥:致病菌破坏率很高,产品可在城区及乡村应用;费用较高,存在臭味和灰尘问题,材料处理量大;适用于重金属和有毒有害有机物含量很低的污泥。

(4)焚烧:仅残留灰分,减容减量明显;投资高,设备复杂,运行费用高,运行管理难度较大;适用于所有类型污水处理厂。

(5)碱性稳定:易实施,投资费用低;运行费用较高,运行操作较困难,污泥不能长期在处理厂内存储;适用于暂时性和过渡性应用。

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