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污水处理技术及处理工艺3.水处理技术概述污水处理就是采用各种技术和手段，将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质，从而使污水得到净化。3.1污水处理方法分类3.1.1按净化程度划分污水处理技术按净化程度划分，可分为三级：一级处理：除去油类、酸碱物质以及可以截留的悬浮物。二级处理：除去可溶性有机物和部分可溶性无机物以及经一级处理残留的悬浮物。三级处理：除去难降解的有机物和较高程度的除去可溶性N和P等无机物。3.1.2按废水处理时的作用性质划分可分成物理法、化学法和生物法。物理法：是利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在其处理过程中不改变污染物的化学性质。常用的物理法有采用格栅、筛网、砂滤等方法截留各类漂浮物、悬浮物等；利用沉淀、气浮等方法分离比重与水不同的各类污染物质；利用离心法分离各类悬浮物质等。化学法：是利用化学反应的作用，去除污染物或改变污染物的性质。它包括向废水中投加各类絮凝剂，使之与水中的污染物起化学反应，生成不溶于水或难溶于水的化合物，析出沉淀，使废水得到净化的化学沉淀法；利用中和过程处理酸性或碱性废水的中和法；利用液氯、臭氧等强氧化剂氧化分解废水污染物的化学氧化法；利用电解的原理，在阴阳两极分别发生氧化和还原反应，使水体达到以净化的电解法等。生物法：也称为生物化学法，简称为生化法。生化处理法是处理污水中应用最广泛且比较有效的一种方法，它是利用自然界中存在的各种微生物，将污水中有机物分解和向无机物转化，达到净化水质、消除其对环境污染和危害的目的。3.2水污染控制方法概述废水水质控制方法可概括为以下三大类：(l)分离处理通过各种外力的作用，使污染物从废水中分离出来。一般说来，在分离过程中并不改变污染物的化学本性。(2)转化处理通过化学的或生物化学的作用，改变污染物的化学本性，使其转化为无害的物质或可分离的物质，后者再经分离予以除去。(3)稀释处理通过稀释混合，降低污染物的浓度，达到无害的目的。3.2.1分离处理废水中的污染物有溶解态(离子和分子)、稳定分散不溶态(胶体和乳化油)、不稳定分散不溶态(悬浮物和分散油)等三种存在状态。在任一状态的分散粒子上，都作用着许多外力，但由于粒子的大小不一和特性各异，各种外力的总效应也不一样，由此构成了种类繁多的分离方法。㈠.离子态污染物气体、液体和固体溶解于水中后，有可能以离子态存在于水中。分离离子态污染物的主要方法有以下几种：①离子交换法废水与固体离子交换剂接触时，离子态污染物能与交换剂上的同号离子互相交换，从而使废水中的有害离子被分离出来。②离子吸附法废水与具有离子吸附性能的固体吸附剂相接触时，离子态污染物便与吸附剂上的电性相反的活性基相吸，从而被分离出来。③离子浮选法废水与表面活性物质接触时，离子态污染物便被吸着在后者的活性基上，然后通气上浮，可将其分离出来。④电解沉积法废水通过电解槽时，其中的金属阳离子移向阴极，经放电后便沉积在阴极上而被分离。⑤电渗析法废水通过由一组交替排列的阴阳离子交换膜组成的通道时，在直流电场的作用下，离子能有选择地透过不同的膜，浓集于一些通道中，另一些通道的废水则得到净化。这几种方法都需要一定的工作介质，后两种方法尚需直流电源。㈡.分子态污染物气体、液体和固体溶解干水中后，有可能以分子态存在于水中。分离分子态污染物的主要方法有以下几种：①吹脱法废水与空气充分接触时，溶解气体和挥发性污染物便扩散到空气中去。②汽提法采用水蒸气直接加热废水至沸腾，挥发性污染物分子便随同水蒸气一起逸出。③萃取法向废水中投加液体萃取剂，使污染物转溶于萃取剂中，然后将萃取剂与废水分离，污染物即被除去。④吸附法废水与固体吸附剂接触时，分子态污染物便吸附于吸附剂上而被涂去。⑤浮选法向废水中投加表面活性物质，使极性溶质分子(污染物)吸附于其上，再通过气泡将其带到水面，刮去抱沫而分离。⑥结晶法通过蒸发和降温，使废水中的固体污染物达到过留和，多余的溶质结晶析出。⑦蒸发法加热废水(或同时减压)至沸腾，使水汽化，即可达到浓缩分子态污染物的目的。⑧冷却法热废水与千冷空气直接接触，或者使热废水与低温介质间接接触，以降低废水温度。⑨冷冻法降低废水温度，使水结冰，达到高度浓缩和分离溶质哎污染物)的目的。⑩反渗透法向废水表面施加巨大压力，使水分子透过半透膜，一。而电解质被膜所阻，达到分离和浓缩盐类溶质的目的。、以上10种方法中，前5种属于溶质分子扩散法，后5种属于溶剂(水)分子扩散(或析出)法。第6，7、8、9几种方法的实现都是热量转移的结果，故又统称热效分离法。㈢.胶体态污染物分离胶体态污染物的主要方法是凝聚和絮凝法，即通过投加混凝剂的办法，使胶粒变大，然后用分离悬浮物的方法将其除去。㈣.乳化油态污染物乳化油可根据乳化程度的不同，采用直接气泡浮_L法或破乳后再气浮的方法除去。㈤.悬浮态污染物悬浮物可用下列方法子以分离除去：①重力分离法污染物依靠重力作用而分离。此法包括重力沉降法和重力浮上法两种。②离心力分离法污染物依靠施加的离心力而分离。此法包括水旋分离法和器旋分离法两种。③阻力截留法污染物依靠筛网等介质的阻碍作用而被截留。④粒状介质过滤法污染物依靠粒状滤料的吸附凝聚作用而被截留。⑤磁力分离法磁性悬浮物依靠磁场力的作用而被截留。㈥.分散油态污染物分离分散油的主要方法是重力浮上法或称自然浮上法。3.2.2转化处理转化处理有3种类型，即化学转化、生物化学转化和消毒转化。㈠.化学转化方法①pH调节法向废水中投加酸性或碱性物质，可将pH值调至要求的范围。如把pH值调至6~9以消除酸碱危害并达到排放标淮，这种方法叫做中和法。②氧化还原法向废水中投加氧化剂或还原剂，使之与污染物发生氧化还原反应，可将其氧化或还原成无毒害的新物质。③电化学法在电解槽进行的氧化还原、电解气浮和电解絮凝，均称为电化学法。④化学沉淀法此法是向废水中投加化学沉淀剂，使之与溶解态污染物生成难溶的沉淀，然后再经分离可除去污染物。⑤水质稳定法向废水中投加水质稳定剂，使废水不再发生结垢或腐蚀作用，3.3污水处理单元过程及原理3.3.1格栅位置：多置于污水提升泵集水池之前的重力流来水主渠道上，功能：阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物目的：以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。3.3.3调节池工业企业的污水，水质、水量、酸碱度或温度等指标往往会随排水时间面大幅度波动，这种变化对污水处理设施的运行不利，甚至使其遭到彻底的破坏。均质调节池的作用是均衡调节污水的水质、水量、水温的变化，储存盈余、补充短缺，使生物处理设施的进水量均匀，从而降低污水的不一致性对后续二级生物处理设施的冲击性影响。3.3.4事故池事故池是均质调节池的一种类型，许多化工、石化等排放高浓度污水的工厂污水处理场都设置事故池，因为这些工厂在生产出现事故后，在退料过程中部分废料会掺人排水系统，恢复生产前往往还需要对生产装置进行酸洗或碱洗，所以会在短时间内排出大量浓度极高而且pH值波动很大的有机污水。这样的污水如果直接进入污水处理系统，对正在运行的生物处理系统的影响和平时所说的冲击负荷相比要大得多，往往是致命的和不可挽救的。为了避免生产事故排放污水对污水处理系统的影响，许多专门的.工业废水处理场都设置了容积很大的事故池，用于贮存事故排水。在生产恢复正常且污水处理系统没有受到影响的情况下，再逐渐将事故池中积存的高浓度污水连续或间断地以较小的流量引入到处理系统中。因此，事故池一般设置在污水处理系统主流程之外，与生产污水排放管道相连接。3.3.6沉淀池沉淀用以减少水中浑浊物和悬浮物。这一多步工艺包含加入化学凝结剂或pH值调节剂以反应生成絮状物，絮状物由于重力作用而在沉淀池中沉淀下来，或当水通过高差滤池时滤掉。沉淀工艺可有效地去除大于25μm的微粒。沉淀池是利用重力沉降作用将密度比水大的悬浮颗粒从水中去除的处理构筑物，是污水处理中应用最广泛的处理单元之一，可用于污水的一级处理、生物处理的后处理以及深度处理。按水流方向划分，沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式三种，还有根据“浅层理论”发展出来的斜板(管)沉淀池。竖流式沉淀池池体为圆形或方形，污水从中心管的进口进入池中，通过反射板的拦阻向四周分布于整个水平断面上，缓慢向上流动。沉降速度大于水流上升速度的悬浮颗粒下沉到污泥斗中，上清液则由池顶四周的出水堰溢流到池外。辐流式沉淀池：池内水流的流态为辐流形，因此污水由中心或周边进人沉淀池。中心进水辐流式沉淀池：污水首先进人中心管内，然后再经过中心管周围的整流板整流后均匀地向四周辐射流动，上清液经过设在沉淀池四周的出水堰溢流而出，污泥沉降到池底，由刮泥机或刮吸泥机刮到沉淀池中心的集泥斗，再用重力或泵抽吸排出。周边进水辐流式沉淀池：进水渠布置在沉淀池四周，上清液经过设在沉淀池四周或中间的出水堰溢流面出，污泥的排出方式与中心进水辐流式沉淀池相同。斜板(管)沉淀池是根据“浅层沉淀”，在沉淀池中加设斜板或蜂窝斜管，以提高沉淀效率的一种沉淀池，污水处理中主要采用升流式异向流斜板(管)沉淀池。其进水从斜板(管)层的下部进人后，由下向上流经斜板(管)，悬浮颗粒沉降在斜板(管)底面，在积聚到一定程度后自行下滑至集泥斗由穿孔管排出池外，上清液则在沉淀池水面由穿孔管收集或由三角堰溢流而出。3.3.7澄清池澄清池将絮凝和沉淀过程综合于一个构筑物完成，主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时被阻留下来使水获得澄清的现象，称为接触絮凝。在原水中加入絮凝剂，并适当降低负荷，经过一段时间，便能形成泥渣层，常用于给水处理。澄清池分为泥渣悬浮型和泥渣循环型两种。悬浮澄清池结构简单，一般用于小水厂，运行适应性差（水温、水量、变化时，泥渣层工作不稳定），目前已很少用；脉冲澄清池特点是澄清池的上升流速发生周期性的变化，这种变化是由脉冲发生器引起的。靠脉冲方式进水，悬浮层发生周期性的收缩和膨胀；3.3.10气浮原理：是设法使水中产生大量的微细气泡，从而形成水、气及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促使微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中油类被分离去除。用途1：气浮法通常作为对含油污水隔油后的补充处理，即为二级生物处理之前的预处理。隔油池出水一般仍含有50～150mg/L的乳化油，经过一级气浮法处理，可将含油量降到30mg/L左右，再经过二级气浮法处理，出水含油量可达10mg/L以下。用途2：气浮法还广泛应用于去除污水中密度接近于水的微细悬浮颗粒状杂质。比如气浮法可以有效地用于活性污泥的浓缩，还可以以去除污水中的悬浮杂质为主要目的，作为二级生物处理的预处理、保证生物处理进水水质的相对稳定，或是放在二级生物处理之后作为二级生物处理的深度处理、确保排放出水水质符合有关标准的要求。3.3.17生物处理目的：是去除有机物植物性营养物以及通过生物絮凝去除胶体，同时也可以获得能量和产品。机理：是利用微生物的新陈代谢作用来降解或吸附污水中的污染物，从而使污水得以净化。生物处理工艺广泛应用于城市污水和各类有机工业废水处理。分类1:按照微生物对氧的需求，分为好氧、厌氧（含缺氧）两类；分类2:按微生物生长方式分为悬浮生长、固着生长、混合生长3类。常用的好氧生物处理工艺：普通活性污泥法、氧化沟、间歇式活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘以及曝气生物滤池等。常用的厌氧生物处理工艺：水解酸化池、普通厌氧消化池、厌氧接触法、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床反应器（UASB）、厌氧流化床以及EGSB反应器、IC反应器等。活性污泥的定义：有机废水经过一段时间的曝气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种污泥絮体就是活性污泥。活性污泥的组成：活性污泥是以细菌、原生动物和后生动物所