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汙水處理設備及工藝概述

工業廢水處理設備、生活汙水處理設備、新農村生活汙水處理。

【汙水處理簡介】
  按汙水來源分類,汙水處理一般分為生產汙水處理和生活汙水處理。生產汙水包括工業汙水、農業汙水以及醫療汙水等,而生活汙水就是日常生活產生的汙水。汙水處理被廣泛應用於建築、交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域,也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。

【處理程度劃分】
  現代汙水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
  一級處理,
  主要去除汙水中呈懸浮狀態的固體汙染物質,物理處理法大部分隻能完成一級處理的要求。經過一級處理的汙水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標準。一級處理屬於二級處理的預處理。
  二級處理,
  主要去除汙水中呈膠體和溶解狀態的有機汙染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機汙染物達到排放標準。
  三級處理,
  進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂率法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。
  整個過程為通過粗格柵的原汙水經過汙水提升泵提升後,經過格柵或者篩率器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的汙水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性汙泥法和生物膜法,(其中活性汙泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,一級處理結束到此為二級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的汙泥一部分回流至初次沉澱池或者生物處理設備,一部分進入汙泥濃縮池,之後進入汙泥消化池,經過脫水和幹燥設備後,汙泥被最後利用。

【處理程度詳細介紹】
  汙水處理一般來說包含以下三級處理:一級處理是它通過機械處理,如格柵、沉澱或氣浮,去除汙水中所含的石塊、砂石和脂肪、油脂等。二級處理是生物處理,汙水中的汙染物在微生物的作用下被降解和轉化為汙泥。三級處理是汙水的深度處理,它包括營養物的去除和通過加氯、紫外輻射或臭氧技術對汙水進行消毒。可能根據處理的目標和水質的不同,有的汙水處理過程並不是包含上述所有過程。
  機械處理工段
  機械(一級)處理工段包括格柵、沉砂池、初沉池等構築物,以去除粗大顆粒和懸浮物為目的,處理的原理在於通過物理法實現固液分離,將汙染物從汙水中分離,這是普遍采用的汙水處理方式。機械(一級)處理是所有汙水處理工藝流程必備工程(盡管有時有些工藝流程省去初沉池),城市汙水一級處理BOD5和SS的典型去除率分別為25%和50%。在生物除磷脫氮型汙水處理廠,一般不推薦曝氣沉砂池,以避免快速降解有機物的去除;在原汙水水質特性不利於除磷脫氮的情況下,初沉的設置與否以及設置方式需要根據水質特注的後續工藝加以仔細分析和考慮,以保證和改善除磷除脫氮等後續工藝的進水水質。
  汙水生化處理
  汙水生化處理屬於二級處理,以去除不可沉懸浮物和溶解性可生物降解有機物為主要目的,其工藝構成多種多樣,可分成活性汙泥法、AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法、穩定塘法、土地處理法等多種處理方法。日前大多數城市汙水處理廠都采用活性汙泥法。生物處理的原理是通過生物作用,尤其是微生物的作用,完成有機物的分解和生物體的合成,將有機汙染物轉變成無害的氣體產物(CO2)、液體產物(水)以及富含有機物的固體產物(微生物群體或稱生物汙泥);多餘的生物汙泥在沉澱池中經沉澱池固液分離,從淨化後的汙水中除去。
  在汙水生化處理過程中,影響微生物活性的因素可分為基質類和環境類兩大類:
  一、基質類包括營養物質,如以碳元素為主的有機化合物即碳源物質、氮源、磷源等營養物質、以及鐵、鋅、錳等微量元素;另外,還包括一些有毒有害化學物質如酚類、苯類等化合物、也包括一些重金屬離子如銅、鎘、鉛離子等。
  二、環境類影響因素主要有:
  (1)溫度。溫度對微生物的影響是很廣泛的,盡管在高溫環境(50℃~70℃)和低溫環境(-5~0℃)中也活躍著某些類的細菌,但汙水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度範圍是20-30℃。在適宜的溫度範圍內,微生物的生理活動旺盛,其活性隨溫度的增高而增強,處理效果也越好。超出此範圍,微生物的活性變差,生物反應過程就會受影響。一般的,控製反應進程的最高和最低限值分別為35℃和10℃。
  (2)PH值。活性汙泥係統微生物最適宜的PH值範圍是6.5-8.5,酸性或堿性過強的環境均不利於微生物的生存和生長,嚴重時會使汙泥絮體遭到破壞,菌膠團解體,處理效果急劇惡化。
  (3)溶解氧。對好氧生物反應來說,保持混合液中一定濃度的溶解氧至關重要。當環境中的溶解氧高於0.3mg/l時,兼性菌和好氧菌都進行好氧呼吸;當溶解氧低於0.2-0.3mg/l接近於零時,兼性菌則轉入厭氧呼吸,絕大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多數為絲狀菌)還可能生長良好,在係統中占據優勢後常導致汙泥膨脹。一般的,曝氣池出口處的溶解氧以保持2mg/l左右為宜,過高則增加能耗,經濟上不合算。
  在所有影響因素中,基質類因素和PH值決定於進水水質,對這些因素的控製,主要靠日常的監測和有關條例、法規的嚴格執行。對一般城市汙水而言,這些因素大都不會構成太大的影響,各參數基本能維持在適當範圍內。溫度的變化與氣候有關,對於萬噸級的城市汙水處理廠,特別是采用活性汙泥工藝時,對溫度的控製難以實施,在經濟上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通過設計參數的適當選取來滿足不同溫度變化的處理要求,以達到處理目標。因此,工藝控製的主要目標就落在活性汙泥本身以及可通過調控手段來改變的環境因素上,控製的主要任務就是采取合適的措施,克服外界因素對活性汙泥係統的影響,使其能持續穩定地發揮作用。
  實現對生物反應係統的過程控製關鍵在於控製對象或控製參數的選取,而這又與處理工藝或處理目標密切相關。
  前已述及溶解氧是生物反應類型和過程中一個非常重要的指示參數,它能直觀且比較迅速地反映出整個係統的運行狀況,運行管理方便,儀器、儀表的安裝及維護也較簡單,這也是近十年我國新建的汙水處理廠基本都實現了溶解氧現場和在線監測的原因。
  三級處理:
  三級處理是對水的深度處理,現在的我國的汙水處理廠投入實際應用的並不多。它將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理,用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩餘汙染物,並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒,然後將處理水送入中水道,作為衝洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業用水、防火等水源。
  由此可見,汙水處理工藝的作用僅僅是通過生物降解轉化作用和固液分離,在使汙水得到淨化的同時將汙染物富集到汙泥中,包括一級處理工段產生的初沉汙泥、二級處理工段產生的剩餘活性汙泥以及三級處理產生的化學汙泥。由於這些汙泥含有大量的有機物和病原體,而且極易腐敗發臭,很容易造成二次汙染,消除汙染的任務尚未完成。汙泥必須經過一定的減容、減量和穩定化無害化處理井妥善處置。汙泥處理處置的成功與否對汙水廠有重要的影響,必須重視。如果汙泥不進行處理,汙泥將不得不隨處理後的出水排放,汙水廠的淨化效果也就會被抵消掉。所以在實際的應用過程中,汙水處理過程中的汙泥處理也是相當關鍵的。

【常用處理方法】

  一、生產廢水
   1.工業汙水的治理方法
  一種處理工業汙水的方法,屬於汙水處理技術領域。其是將汙水引往集水池,對集水池末尾一格調節pH,用一級溶氣水泵提升到一級壓力溶氣罐,同時吸入空氣和聚凝脫色劑,將在一級壓力溶氣罐內的一級飽和溶氣水驟然釋放到一級氣浮池形成一級處理水;一級處理水溢入緩衝池,再在控製pH用二級溶氣水泵將一級處理水提升至二級壓力溶氣罐內,同時吸入空氣和聚凝脫色劑,將二級壓力溶氣罐內的二級飽和溶氣水驟然釋放到二級氣浮池形成二級處理水並自溢至沉澱池沉澱後排放;一、二級氣浮池中的浮泥入浮泥池,壓濾成濾餅,濾液回引至集水池。本方法處理的工業汙水的CODcr、脫色率、SS、BOD[5]的去除率分別為80~90%、95%、90%以上、75-80%,符合GB8978-1996一級水排放標準。
  2.農業汙水的治理方法
  農業汙水因為分布麵廣而分散,難於收集也難於治理,所以隻能利用生物的作用將汙染物去除,譬如將高密度的高效去汙菌,直接投入汙染水體,以達到淨水的目的。
  3.醫療汙水的治理方法
  醫院汙水處理,通常包括一級處理和二級處理。一般地說,若處理後出水排入市政下水道,通常隻進行一級處理;若處理後出水直接排入河道,則需進行一級處理和二級處理;對排放標準嚴的地區,為防止水體的富營養化,需進行除磷脫氮三級處理。對酸性廢水、洗相廢水、放射性汙水等特殊的醫院汙水,應進行嚴格的收集和處理。有些地區為緩解供水緊張的矛盾,已進行醫院汙水的深度處理和循環利用。實際采用何種方式處理醫院汙水,應綜合考慮汙水的來源、汙水的流向及當地的供水情況等多方麵因素。另外,醫院汙水處理一個非常重要的方麵,就是必須進行消毒處理,以殺滅各種病原微生物。

汙水處理方法
  (1)按作用原理來分
  1)物理法
  利用物理方法分離汙水中的呈懸浮狀態的汙染物質。方法有:篩濾、沉澱、氣浮等。
  2)化學法
  用化學反應的作用來分離或回收汙水中處於各種狀態的汙染物質。方法有:中和、電解、萃取等。
  3)生物法
  用微生物代謝作用使汙水中呈溶解和膠體狀態的有機汙染物質轉化成為穩定無害的物質。方法有:
  (A)好氧生物處理:適用於處理城市汙水和有機物含量高的工業廢水。
  (a)活性汙泥法;(b)生物膜法;(c)生物接觸氧化法。
  (B)厭氧生物處理:利用厭氣微生物使水中有害物質轉化成為無害的物質。此法多用於汙水處理過程中所產生的汙泥和高濃度有機性汙水。
  4)物理化學法
  采用物化原理處理汙水的一些工藝。一般用於汙水的深度處理,處理日的是汙水回用。方法有:混凝沉澱、過濾、消毒等。
  (2)按處理程度來分
  一級處理:也稱物理處理,主要去除懸浮物體。一般ss可去除50%,BOD可去除25%-30%。
  二級處理:物理法+生物法,大幅度去除有機物。一般BOD可去除90%以上,出水BOD<30mg/L
  二級強化處理:可以去除N、P,出水BOD可達20mg/L以下。
  深度處理:為滿足高標準的受納水體要求或以回用為目的。處理流程例如:混凝沉澱一過濾一消毒一回用或排放。

  二、生活汙水
  〖農村生活汙水治理方法〗
  針對農村生活汙水,可以進行以下處理:

 生活汙水→化糞池→厭氧池→人工濕地

(種植根係發達、喜濕、吸收能力強的美人蕉、水蔥、菖蒲等植物)經“過濾”後排放的方法進行處理,主要適用於農村分散生活汙水處理,建成後運行費用基本為零,使用壽命在10年以上。

  〖城市生活汙水治理方法〗
 針對城市生活汙水,可以進行以下處理:
  將城市生活汙水輸送到城市周圍的農村,利用農村廣闊的土地來淨化城市生活汙水。

汙水處理設施
汙水處理設施有許多,但最主要的有一下幾種:
  1.離心機
  離心機主要用於將懸浮液中的固體顆粒與液體分開;或將乳濁液中兩種密度不同,又互不相溶的液體分開(例如從牛奶中分離出奶油);它也可用於排除濕固體中的液體,例如用洗衣機甩幹濕衣服;特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物;利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點,有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。
  2.汙泥脫水機
  汙泥脫水機特點是可自動控製運行,連續生產,無級調速,對多種汙泥適用,適用於給水排水,造紙,鑄造,皮革,紡織,化工,食品等多種行業的汙泥脫水。
  3.曝氣機
  曝氣機是通過散氣葉輪,將“微氣泡”直接注入未經處理的汙水中,在混凝劑和絮凝劑的共同作用下,懸浮物發生物理絮凝和化學絮凝,從而形成大的懸浮物絮團,在氣泡群的浮升作用下“絮團”浮上液麵形成浮渣,利用刮渣機從水中分離;不需要清理噴嘴,不會發生阻塞現象。本設備整體性好,安裝方便,節省運行費用與占地麵。
  4.微濾機
  微濾機是一種轉鼓式篩網過濾裝置。被處理的廢水沿軸向進入鼓內,以徑向輻射狀經篩網流出,水中雜質(細小的懸浮物、纖維、紙漿等)即被截留於鼓筒上濾網內麵。當截留在濾網上的雜質被轉鼓帶到上部時,被壓力衝洗水反衝到排渣槽內流出。運行時,轉鼓2/5的直徑部分露出水麵,轉數為1-4r/min,濾網過濾速度可采用30-120m/h,衝洗水壓力0.5-1.5kg/cm2,衝洗水量為生產水量的0.5-1.0%,用於水庫水處理時,除藻效率達40-70%,除浮遊生物效率達97-100%。微濾機占地麵積小,生產能力大(250-36000m3/d),操作管理方便,已成功地應用於給水及廢水處理。
  5.氣浮機
  氣浮機是利用渦流泵的攪拌功能,將難以溶解於水中的氣體或兩種以上不同液體高效加壓混合,產生的微細氣泡粒徑20-50微米。攪拌技術大大簡化傳統的攪拌工藝,不僅可以實現設備的小型化,還節省投資和運轉成本。




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