文本内容:
生活污水和工业生产废水的排放是形成水污染的主要根源和水污染防治主要对象●BOD5/COD
0.3不适于生物处理,BOD5/COD
0.3考虑生物处理,BOD5/COD
0.5可生物降解性较好;氮磷浓度分超
0.
2、
0.02mg/L时,引起富营养化,指氮磷营养物质排入湖泊水库海湾等水流慢的水体造成藻类大量繁殖的现象,其藻类以蓝、绿、硅藻为主污水据来源分生活污水、工业废水、初期污染雨水及城镇污水污水污染指标包括物理、化学、生物性质三类●物理性质的污染指标有温度色度嗅和味固体物质总固体TS溶解性固体DS悬浮固体SS挥发性固体VS固定性固体ES挥发性固体反映固体有机成分含量●化学性质污染指标有有机物指标无机物指标生化需氧量BOD化学需氧量COD总有机碳TOC总需氧量TOD一般要求处理后污水pH在6~9之间●生物性质污染指标有细菌总数大肠菌群病毒细菌总数反映水体受细菌污染的程度,可作为评价水质清洁程度和考核水净化效果的指标,细菌总数越多,病原菌存在的可能性越大●水体自净作用包括物理污染物稀释扩散沉淀挥发而降低、化学氧化还原分解而降低、生物生物活动尤指微生物对有机物氧化分解而降低净化过程●DO与BOD5关系密切污水未排入前,河水中DO很高,排入后有机物分解消耗氧,耗氧速率大于大气复氧速率,DO从0点开始向下游逐渐降低从0点流至
2.5d,降至最低点临界点,耗氧速率等于复氧速率临界点后,耗氧速率因有机物浓度降低而小于复氧速率,DO逐渐回升,最后恢复至接近污水注入前状态在污染河流中,DO曲线呈下垂状,称溶解氧下垂曲线或氧垂曲线●污染物排入河流后,随河水往下游流动过程受到稀释扩散降解等作用,污染物浓度逐渐减小河口污染物迁移转化受潮汐涨潮平潮时水位流向流速的影响●排入感潮河流后,随水流不断回荡,停留时间长污染物不能快速与湖库水混合,易在局部形成污染海湾属半封闭水体在排放口易形成污水层污染物在地下水中的迁移转化受对流和弥散机械过滤吸附与吸收化学反应溶解与沉淀降解与转化等影响●城镇污水经处理后最终出路是返回自然水体,或经过深度处理后再生利用●污水排放标准包括浓度标准、总量控制标准控制形式;国家排放、行业排放、地方排放标准地域管理权限污水的物理处理法去除对象是污水中的漂浮物和悬浮物主要有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法●格栅用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物,防止堵塞缠绕水泵机组、曝气器、管道阀门、处理构筑物配水设施、进出水口,减少后续处理产生的浮渣,保证污水处理设施正常运行分粗中细格栅三种及平面曲面格栅按清渣方式分人工和机械清渣人工清渣格栅安装角与水平面成30~60°机械清渣格栅除转鼓式机械格栅除污机外为60~90°●目前采用生物脱氮除磷工艺处理城镇污水,筛网分振动筛网和水力筛网振动筛网进行水和悬浮物分离,机械振动将截留纤维杂质卸到固定筛网上水力筛网利用水的冲击力和重力作用产生旋转运动●破碎机是将污水中较大的悬浮固体破碎成较小的均匀的碎块,留在污水中进入后续构筑物处理●沉淀分类自由沉淀悬浮固体浓度不高,颗粒之间互不干扰,各自独立完成沉淀,轨迹呈直线,颗粒物理性质不变、絮凝沉淀浓度50~5000mg/L,颗粒之间有絮凝作用,轨迹呈曲线,质量形状沉速变化、区域沉淀成层拥挤沉淀浓度较高5000颗粒间相互影响,相对位置不变,整体共同下沉,有清晰泥水界面、压缩沉淀高浓度,颗粒间相互接触支承,下层水被挤出,污泥浓缩●自由沉淀理论颗粒沉速的决定因素是ps-pL;u与颗粒直径d的平方成正比,增加颗粒直径有助于提高沉淀速度,提高去除效率;u与液体黏度成反比,黏度随温度上升而下降,则沉速增大●表面水力负荷q=Q/A指单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量●沉砂池去除污水中泥沙煤渣等相对密度较大的无机颗粒以免影响后续构筑物的正常运行,工作原理是以重力分离或离心分离为基础,控制进水流速或旋转速度,使相对密度大的无机颗粒下沉,有机悬浮颗粒随水流带走沉砂池形式有平流式、曝气、旋转沉砂池旋转沉砂池是利用机械力控制水流流态与流速、加速砂粒的沉淀并使有机物随水流带有的沉砂装置●沉淀池分为初沉池和二沉池初沉池去除悬浮固体,二沉池去除脱落的生物膜按池内水流方向分平流式竖流式辐流式三种竖流式沉淀池直径与有效水深比不大于3提高沉淀效率途径沉淀区增设斜板或管提高沉淀池分离效果和处理能力;对污水进行曝气搅动及回流部分活性污泥●隔油池工作原理利用油水间密度不同,低流速下油水分离●气浮池用于颗粒浓度接近或小于水的细小颗粒分离,原理在水中生成微小气泡形式,使微小气泡与水中悬浮颗粒粘附,形成水气颗粒三相混合体系,粘附气泡后,形成表现密度小于水的漂浮絮体浮至水面形成浮渣层被刮除,实现液固分离污水处理技术按溶解氧需求量分好氧缺氧厌氧生物处理按生物生长方式分悬浮生长法、附着生长法好氧生物处理是城镇污水处理所采用的主要方法,高浓度有机污水的处理用厌氧生物处理方法●污水处理是微生物在酶催化作用下利用微生物新陈代谢功能对污水中污染物质进行分解转化●有机底物生物氧化主要以脱氢方式实现,按最终电子受体分发酵和呼吸,呼吸分好氧分子氧缺氧氧化型化合物呼吸两种●发酵指微生物将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的中间产物同时释放能量产生不同的代谢产物,过程不需外界提供电子受体●呼吸与发酵作用区别电子载体不将电子直接传递给底物降解的中间产物,而是交给电子传递系统逐步释放出能量后再交给最终电子受体好氧呼吸电子传递系统呼吸链包括DANH和FADH2氧化呼吸链●好氧生物处理指污水有分子氧存在条件下利用好氧微生物降解有机物溶解状胶体状为主,使稳定无害化的处理方法有活性污泥法和生物膜法●厌氧生物处理指没有分子氧及化各态氧存在条件下兼性细菌与厌氧细菌降解稳定有机物的生物处理方法适于有机污泥和高浓度有机污水BOD2000●污水生物脱氮处理过程中氮转化氨化好氧或厌氧,硝化好氧,反硝化缺氧生物脱氮指含氮化合物经氨化硝化反硝化后转为氮气被去除的过程,硝化NH4+2O2=NO3+2H+H2O反硝化6NO3+5CH3OH=5CO2+3N2+7H2O+6OH●生物除磷最基本原理在厌氧-好氧或厌氧-缺氧交替运行系统中,利用聚磷微生物具有厌氧释磷及好氧超量吸磷特性,使好氧或缺氧段中混合液磷浓度大量降低最终通过排含富磷污泥达到污水除磷目的●微生物生长规律延迟/适应期、对数增长期、稳定/减速增长期、衰亡/内源呼吸期微生物生长影响因素微生物的营养100:5:
1、温度、pH
6.5~
7.
5、溶解氧、有毒物质活性污泥与生物膜法区别活性污泥法有污泥回流系统,流量大,污泥处于悬浮状态;生物膜法无污泥回流系统,流量小,微生物附着在载体上●活性污泥组成有活性的微生物Ma、微生物自身氧化残留物Me、吸附在活性污泥上不能被微生物降解的有机物Mi、无机悬浮固体Mii活性污泥指粒径在200~1000um的类似矾花状不定形絮凝体,具有良好絮凝沉降性能●活性污泥评价方法生物相观察、混合夜悬浮固体浓度包括四者总量,挥发性无污泥中无机物质、污泥沉降比SV%、污泥体积指数SVI,100~150污泥沉降性良好;200污泥沉降性能差;过低污泥絮凝体细小紧密,含无机物多,活性差●活性污泥法流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统●活性污泥曝气过程中对有机物降解过程分吸附和稳定阶段两种吸附阶段污水中有机物转移到活性污泥上,由活性污泥巨大表面积及表面含有多糖类黏性物质所致稳定阶段转移到活性污泥上的有机物被微生物所利用●活性污泥法发展传统推流式首端有机污染物负荷高,耗氧速率高;污水与回流污泥进入曝气池后不能立即与混合液充分混合,易受冲击负荷影响,适宜水质水量变化能力差;出现前半段供养不足,后半段供养超过需要的现象、渐减曝气法减小了供氧量和需氧量之间的差距,节省能耗,提高处理效率、阶段曝气法均衡了曝气池内有机污染物质负荷及需氧率,提高曝气池对水质水量冲击负荷的能力,污泥泥龄高、高负荷曝气法曝气池活性污泥处于生长旺盛期,污泥负荷高,曝气时间短,但处理效果差、延时曝气法处理过程稳定性高,对进水水质水量变化适应性强,无需初沉池,但池体容积大,基建费运行费高,适于小型污水处理系统、吸附再生法活性污泥在吸附池内吸附时间短,吸附池容积小,再生接纳的是已经排除剩余污泥的回流污泥,污泥浓度较高,再生池容积较小,具有一定抗冲击负荷能力,适于处理污泥含量较高的污水、完全混合法对冲击负荷有较强的适应能力,适于处理浓度较高的工业废水;污水在曝气池内分布均匀,可控气曝气池工况于最佳条件;曝气池内混合液的需氧速率均衡、深层曝气法适用于处理高浓度有机废水,节省用地面积,促进氧传递效率,处理功能基本不受气候条件影响、纯氧曝气法氧传递速率增加,污泥沉淀性良好,产生的剩余污泥量少,但纯氧发生器易出现故障,装置复杂,运行管理麻烦、克劳斯法克服了高碳水化合物带来的污泥膨胀问题、吸附生物降解工艺处理效果稳定,具有抗击负荷能力、序批式活性污泥法工艺组成简单,耐冲击负荷,反应推动力大,运行操作灵活,污泥沉降性能好,自动化高,易于维护管理、氧化沟污泥泥龄长,是延时曝气法的一种特殊形式、循环活性污泥法采用分区分步创造最宜条件,提高处理效果●活性污泥法模型假设曝气池处完全混合状态、进水微生物浓度与曝气池中活性污泥微生物浓度相比很小,可假定为零、全部可生物降解底物都处于溶解状态、系统处于稳定状态、二沉池中无微生物活动、二沉池中无污泥积累,污泥分离良好●曝气设备分鼓风曝气和机械曝气鼓风曝气由进风空气过滤器、鼓风机、空气输配管系统及浸没于混合液下的扩散器组成,为液下曝气●扩散器分微气泡扩散器、小气泡扩散器、中气泡扩散器、大气泡扩散器、剪切分散空气曝气器●机械曝气通过安装于池面的表面曝气器实现分竖轴式和卧轴式●二沉池澄清固液分离和污泥浓缩,四区清水区、絮凝区、成层沉降区、污泥压缩区两界面泥水界面、压缩界面●污泥膨胀分丝状菌性膨胀、非丝状菌性膨胀丝状膨胀是丝状菌过度增长繁殖的结果污水水质,含溶解性碳水化合物高含硫化物高污水、水温、pH、碳氮磷比例;运行条件;工艺方法非丝状膨胀发生在水温较低污泥负荷量太高的情况,微生物负荷高,细菌代谢速率较慢,积贮大量高黏度多糖类物质生物膜指微生物细胞在水环境中适宜载体表面牢固附着生长繁殖,细胞外多聚物使微生物细胞形成的纤维状缠结结构组成细菌与真菌、原生动物与后生动物、滤池蝇、藻类后生动物有软化生物膜促使生物膜脱落的作用,使生物膜保持活性和良好的净化功能出水水质越好,上下层生态条件相差越大,分层越明显●生物膜法包括污染物在液相中的紊流扩散污染物在膜中的扩散传递氧向生物膜内部的扩散吸附有机物氧化分解微生物新陈代谢净化过程生物膜上的微生物利用溶入的氧气对有机物进行氧化分解,产生无机盐和二氧化碳,达到水质净化效果水解过程是生物膜污水处理速率的主要限制因素●生物膜法污水处理限制因素进水底物组分浓度、营养物质BOD5/N/P=100:5:
1、有机负荷及水力负荷、溶解氧、生物膜量、pH、温度、有毒物质●生物膜法污水处理特征微生物方面—微生物种类丰富,生物的食物链长;存活世代时间较长的微生物,有利于不同功能优势菌群分段进行;处理工艺方面—对水质水量变动有较强适应性;适合低浓度污水处理;剩余污泥产量少;运行管理方便●生物滤池由滤床及池体布水设备排水系统组成排水系统作用收集滤床流出的污水与生物膜,保证通风,支持滤料生物滤池法流程初沉池、生物滤池、二沉池回流生物滤池,塔式生物滤池属于高负荷生物滤池●挂膜培养出适合待处理废水的活性污泥,使污泥在滤池内反复循环,当有少量微生物黏附在填料上时开始进水,水量由小到大●判断生物膜种类高负荷生物膜呈黑色到灰色,溶解氧多在1mg以下;低负荷生物膜呈褐色;更新快的生物膜生物大量生长;后生动物异常增长生物膜呈红色;发生恶臭的生物膜溶解氧下降,出现恶臭●生物转盘法特点不发生堵塞现象,净化效果好;能耗低,管理方便;占地面积较大;有气味产生,对环境有一定影响优点转盘上生物膜生长面积大,生物量丰富;转盘上生物膜可周期的运行于空气与水相两相之中,微生物可直接从空气中吸收氧,有利于生物氧化降解过程的进行;不存在堵塞情况●生物转盘由一系列平行旋转圆盘转动中心轴动力及减速装置氧化槽组成主体是圆形盘片及半圆形水槽●曝气生物滤池分上向流式下向流式,由池体布水系统布气系统承托层滤层反冲洗系统组成池底设承托层,上部为滤层●生物流化床固定床阶段、流化床阶段、液体输送阶段类型两相生物流化床床体外设置充氧设备脱膜装置三相生物流化床三相直接在流化床内反应,不设充氧脱膜设备稳定塘出水水质相当甚至优于二级生物处理的出水分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘、曝气塘或深度处理塘、强化塘、储存塘、综合生物塘●好氧塘塘深15~50cm,出水溶解性BOD5低而藻类固体含量高,需补充除藻处理有机污染物的降解过程是溶解性有机污染物转化为无机物和固态有机物生物种群有细菌、藻类、原生动物、后生动物、水蚤,细菌大多属兼性异养菌●兼性塘上层有氧下层无氧,塘深
1.0~
2.0m,运行效果主要取决于藻类光合作用产氧量和塘表面复氧情况储存塘、间歇排放塘●厌氧塘有机负荷高,以厌氧反应为主,塘深
2.5~5m,主要反应是酸化和甲烷发酵厌氧塘的设计必须以甲烷发酵阶段的要求作为控制条件参与反应的生物只有细菌主要问题是产生臭气,防治利用厌氧塘表面的浮渣层或采取人工覆盖措施●曝气塘是指通过人工曝气设备向塘中污水供氧的稳定塘,而好氧塘完全依靠藻类光合作用及塘面风力搅动自然复氧供氧塘深
2.5~
6.0m●土壤胶体和土壤微生物是土壤能够容纳缓冲分解多种污染物的关键因素污水土地处理系统净化过程包括物理过滤物理吸附与沉积物理化学吸附化学反应与沉淀微生物代谢与有机物生物降解●氮脱除机理主要有作物吸附吸收生物脱氮及挥发土壤中氮挥发是一物理化学过程,量与土壤pH有关磷去除过程包括植物根系吸收生物作用过程吸附和沉淀以土壤吸附和沉淀为主固磷机制化学沉淀作用、表面反应、闭蓄反应、生物固定作用●痕量有机物去除主要是通过挥发光分解吸附生物降解作用完成病原微生物通过过滤吸附干化辐照生物捕食及暴露在不利条件下等方式●污水土地处理系统工艺类型慢速快速地下渗滤系统和地表漫流系统慢速污水部分作物吸收,部分渗入地下,部分蒸发散失,流出处理场地水量一般为零快速污水快速下渗,部分蒸发,部分渗入地下地表污水出水以地表径流收集为主,少部分蒸发和渗入地下,大部分汇入集水沟地下污水通过布水管周围碎石和沙层在土壤毛细管作用下向附近土层中扩散●湿地指不论天然或人工长久或暂时性的沼泽泥炭地或水域地带,静止或流动,淡水,半咸水,咸水体,包括低潮时水深不超过6m的水域●人工湿地类型表面流湿地、水平潜流湿地、垂直流湿地污泥消化过程两段论酸化阶段、甲烷化阶段三段论水解发酵阶段、产氢产乙酸阶段、产甲烷阶段厌氧消化影响因素pH、温度、生物固体停留时间污泥泥龄、搅拌和混合、营养与C/N比、有毒物质●污水回用也称再生利用,当再生水同时用于多种用途时,其水质标准按最高要求确定多用户供水按用水量最大的用户的水质标准确定●污泥处理目的污泥浓缩—减少污泥体积、污泥稳定—降低污泥利用风险、污泥调整—提高污泥脱水性能、污泥脱水—进一步降低污泥含水率方法污泥综合利用—堆肥,工业原料、焚烧—热电联产、填埋—生活垃圾场卫生填埋。