水处理复习资料

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资源描述
调节池从工业企业和居民区排出的废水,其水量和水质都是随时间而变化的,工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行,需对废水的水量和水质进行调节。定义:调节水量和水质的构筑物称为调节池。调节的目的:减少和控制废水水质(污染物浓度)及流量的波动,以便为后续处理提供最佳条件。调节水量; 均和水质;调节池其它作用:调整pH值;降低水温; 临时贮存事故排水。生物预处理(如预曝气)调节的方式 水量调节:调节的主要设备是设置废水调节池。 按调节池的作用分类:均量池,均质池,均化池 水质调节池 不仅要求有足够的池容,而且要求不同时段流入池内的废水都能达到完全混合。混合方式: 动力混合(水泵搅拌、混合空气搅拌、混合机械搅拌混合利用外加动力而进行的强制调节,构造简单,效果较好,能防止悬浮物沉积于池内,并兼有吹脱有害气体的作用,但运行费用高。) 水力混合(采用异程式均质池,它使同时进入池内的每一质点的水流流程长短都不相同,使前后进入池内的水流在池内得以相互混合,取得随机均质的作用。)水量调节池按位置分类:在线调节,离线调节(在线调节进水一般采用重力流,出水用泵提升。流程可以大幅度地调节废水的成分和流量,但能源消耗大。)第二节 絮凝法混凝:就是向废水中投加一定种类、一定数量的化学药剂(混凝剂),并创造一定的水力条件,使水中污染物相互凝聚、颗粒增大的并与水分离的处理过程。处理对象:主要是污水中无机的或有机的(难于生物降解的)溶解物质或胶体物质(0.10.001 um)、微小的SS。凝聚:胶体失去稳定性互相凝聚,结果形成众多的“小矾花”的过程称为凝聚,1030S。絮凝:脱稳胶体即“小矾花”相互聚集称为絮凝 ,2030min。 混凝:水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝,是凝聚和絮凝的总称。混凝的作用:要去除微小无机、有机悬浮物和胶体杂质,去除部分COD,去色度、浊度,去磷(加铝盐、铁盐),去乳化油(破乳)。混凝过程涉及:水中胶体的性质;混凝剂在水中的水解;胶体与混凝剂的相互作用混凝原理:1、胶体的稳定性,(指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性 ,1-100nm 是胶体粒子 100-10000nm 是细微悬浮物) 2、混凝原理:压缩双电层,吸附电中和机理,吸附架桥,共沉淀。(1)压缩双电层作用 混凝剂提供大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层, 使电位降低。当电位为零时, 称为等电状态。此时胶体间斥力消失, 胶粒最易发生聚结。实际上,电位电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时,胶粒就开始产生明显的聚结,这时的电位称为临界电位。胶粒因电位电位降低或消除以至失去稳定性的过程,称为胶体脱稳。脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚。该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中,从而使扩散层减簿。使胶核表面的负电性降低。这种作用称压缩双电层。当双电层被压缩,颗粒间的静电斥能就会降低。当降至小于颗粒布朗运动的动能时,颗粒就能相互吸附凝聚。(2)吸附电中和机理 颗粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带电异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生,此时静电引力常是这些作用的主要方面。(3)吸附架桥作用 三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程,为絮凝。(4)网捕作用(共沉淀) 沉淀物(大多指金属氢氧化物如石灰、金属盐如硫酸铝、氯化铁)在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。 二、混凝剂和助凝剂 P2931. 混凝剂混凝剂:无机盐类混凝剂:主要指铝盐和铁盐. 有机高分子混凝剂:这类混凝剂都具有巨大的线状分子。每大分子有许多链节组成。链节间以共价健结合.主要是聚丙烯酰胺(单体CH2=CH- CONH2 )助凝剂:当单用混凝剂不能取得良好效果时,可投加某些辅助药剂以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。助凝剂可用以调节或改善混凝的条件,助凝剂也可用以改善絮凝体的结构,利用高分子助凝剂的强烈吸附架桥作用使细小松散的絮凝体变得粗大而紧密,影响因素:水温,ph,投加量和水中杂质,水力条件。(水温对混凝效果有明显的影响。1525度最佳无机盐类混凝剂的水解是吸热反应,水温低时,水解困难。水温高絮凝体松散不易沉淀,进而影响后续的沉淀处理的效果。改善的办法是投加高分子助凝剂或是用气浮法代替沉淀法作为后续处理。水的pH值对混凝的影响程度视混凝剂的品种而异。特别是无机盐类絮凝剂影响大有机高分子影响小 。投加量有明显的影响。例如,天然水中含粘土类杂质为主,需要投加的混凝剂的量较少;而污水中含有大量有机物时,需要投加较多的混凝剂才有混凝效果.在生产和实用上,主要靠混凝试验来选择合适的絮凝剂凝品种和最佳投量。所需混凝剂量与原水杂质含量成反比,即当原水胶体含量少时,所需混凝剂多,反之亦然。水利分为两个阶段:混合和反应。混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并凝聚。在此阶段不要求形成大的絮凝体。要求快速和剧烈搅拌,在几秒钟或一分钟内完成。反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低,以免结大的絮凝体被打碎。投加分类:干投法,湿投法搅拌:机械搅拌,压缩空气搅拌,水泵搅拌。溶解后进入溶液池配制成一定浓度,再投加。无机混凝剂1020%,有机高分子0.51.0%混合:1)水泵混合,优点:水泵混合效果好,不需要另建混合设备缺点:混凝剂对水泵叶轮有一定腐蚀,且运输管线长时早形成的絮凝体会被打碎。2)隔板混合 优点:水量稳定时,混合的效果好;缺点:水量不稳定时,混合的效果也不稳定。3)机械混合 优点:搅拌强度可调节,混合效果好,不受水量变化影响。缺点:使用了机械设备,增加了维修保养工作和动力消耗。浆板式:体积小于2m3的混合反应池。螺旋式:体积较大的池子4)管式混合 优点:混合效果好,费用低,设备简单 缺点:流量变化,效果不稳定,流速低时,混合不充分反应设备:1)隔板反应池(水力搅拌)优点:反应池构造简单,管理方便,效果好缺点:反应时间长,容积大,适用处理水量较大的处理厂,水量较小时,隔板间距过窄,难施工和维修。2)折板反应池 (水力搅拌) 优点:水流在折波间形成众多旋涡,提高颗粒絮 凝效果。缺点:水量变化较小的水厂,板距小,安装维修困难,折板费用高。3)机械反应池(机械搅拌)优点:可随水质、水量变化而随时改变,以保证絮 凝效果,可用于任何规模水厂。缺点:需机械设备而增加机械维修和运行费用运行参数。应用:工业废水,饮用水预处理,城市生活污水。生物絮凝剂:利用生物技术,通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的廉价的水处理剂,即天然高分子絮凝剂。特点无毒无害,安全性高。易被微生物降解,无二次污染。絮凝性好、效果稳定适用范围广,脱色效果强。来源广泛,生产周期短分类按照絮凝剂的存在形式划分,可以分为:(1) 天然有机生物大分子或通过改性获得的生物絮凝剂 (2) 直接利用生物细胞作为絮凝剂(3) 利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂(4) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂影响生物絮凝剂絮凝能力的因素:1、温度:高温可使生物高分子变性,空间结构改变,某些活性基团不再与悬浮颗粒结合,因而表现出活性基团的活性下降。2、金属离子有些生物絮凝剂中含有的金属离子可以加强生物絮凝剂的架桥作用和中和作用。3、pH 絮凝剂的絮凝能力受pH影响的原因是酸碱度的变化会改变生物聚合物的带电状态和中和电荷的能力以及被絮凝物质的颗粒表面性质(带电情况) 。4、絮凝剂的浓度同其他絮凝剂一样生物絮凝剂的絮凝效率受其浓度的影响,在低浓度范围内,随絮凝剂浓度的提高絮凝效率提高,但达到一定浓度后,再增加絮凝剂的浓度,絮凝效率反而下降。5、絮凝剂的分子质量、分子结构与形状分子量越大,絮凝活性越高;线性分子絮凝活性高,分子带支链或交联越多,絮凝性越差;絮凝剂产生菌处于培养后期,细胞表面疏水性增强,产生的絮凝剂活性也越高。甲壳素:缺点(1) 研究水平低。现在大多还处在实验室阶段。(2)制备成本高。绝大多数研究按照食品发酵和生物制药的思路制备生物絮凝剂, 即采用单一菌种和价格昂贵培养基, 制备偏高。(3)絮凝剂产量低, 絮凝活性弱。(4) 絮凝机理尚无明确解释。微生物絮凝剂絮凝机理的研究目前仍没有重大突破, 仍只是用经典的胶体体系絮凝机理进行解释, 这必然会制约处理能力的提高。(5) 针对性不强。在研究微生物絮凝剂处理废水时, 尚没有关于絮凝剂种类、成分与处理废水类型对应关系的研究, 这将造成微生物絮凝剂在使用过程中的盲目性和缺乏针对性, 从而难以提高微生物絮凝剂处理废水的效率复合絮凝剂:1、无机复合絮凝剂:铝铁复合絮凝剂,含金属的聚合硅酸盐。2、无机、有机复合絮凝剂:铁盐-合成有机复合絮凝剂,铝铁复合盐-合成有机复合絮凝剂,无机-天然有机复合絮凝剂。无机复合高分子絮凝剂:是在聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚硅酸等非复合型无机高分子絮凝剂制作过程中引入Fe3+ 、Al3+ 、Ca2+ 等阳离子或Cl-、SO42-、 SiO32-等阴离子的一种或几种,使它们发生水解聚合等反应形成多种复合高分子絮凝剂 聚合氯化铝铁(PAFC)优点(1) 具有对原水质适应性强、絮凝沉淀速度快、对色度去除率高等优点;(2)与有机高分子絮凝剂相比,则价格便宜,原料易得,处理后对水质无害,絮体体积较紧密,沉淀速度快,脱水效率高;(3)这类絮凝剂把聚硅酸、聚合铝和聚合铁的优点结合起来,同时具有电中和作用和吸附架桥作用,其絮凝性能优于单独絮凝剂。(4) 平均分子量高达二十万。无机一有机高分子絮凝剂:主要是铝系、铁系、铁铝系、聚硅酸盐等无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂,如甲壳素、聚丙烯酰胺(PAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等之间组合使用。优缺点:无机高分子絮凝剂在絮凝效果方面优于传统的絮凝剂,但与有机高分子絮凝剂相比,在聚合度及絮凝效果方面较差。有机高分子絮凝剂具有用量少,絮凝速度快,受pH值及温度影响小等优点,但是价格昂贵。吸附法吸附:利用一种多孔性物质(吸附剂)与另一 种液相或气相中的物质(吸附质)接触时,吸附质被吸附剂表面所固着,使两相中浓度发生变化的过程。这是一种从液相或气相到固体表面的传质现象,也是一种传统化工分离技术。吸附剂分类:1、天然吸附剂,天然吸附剂有粘土、硅藻土、蒙脱土、褐煤、无烟煤、烟煤、蛭石、天然沸石等。2、人工合(或经加工)的吸附剂,活性炭、人工沸石(分子筛)、活性氧化铝、活性氧化镁、吸附树脂等。活性白土:活性白土的化学组成随所用原料粘土和活化条件不同而有很大差别,但一般认为吸附能力和化学组成关系不大。虽然吸附容量不大,选择吸附分离能力低,但来源广泛.沸石分子筛:有许多孔穴,具有很大的内表面积,吸附容量大.由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部,而把比孔径大的分子排斥在其空穴外,起到筛分分子的作用,故得名分子筛。 人工合成沸石是极性吸附剂,对极性分子具有很大的吸附力。其稳定性较差(耐酸、碱、温度、机械等),天然沸石交换容量和选择性低,常用改性沸石。吸附的类型:1、物理吸附:吸附剂和吸附质(溶质)通过分子力(范德华力)产生的吸附;因此吸附热较小、可逆,一种吸附剂可吸附多种物质,被吸附物的分子稍能在界面上自由移动。易再生,吸附、解吸速率都很快.2、化学吸附:吸附剂与吸附质(溶质)之间靠化学键的作用,发生化学反应,使吸附剂与吸附质(溶质)牢固地联系在一起。需大量活化能、高温。吸附热量较大,是一种选择性吸附,难再生,吸附、解吸速率都慢.3、交换吸附:一种物质的离子由于静电引力集聚在吸附剂表面的带电点上,在吸附过程中,伴随着等量的离子交换。比表面积:单位质量的吸附剂所具有的表面积称其为比表面积(cm2/g)。随吸附剂的孔隙多少而变化。比表面积越大,吸附能力越强,一般比表面积随着吸附剂的孔隙率的增大而增大。比表面积的大小只提供了被吸附物与吸附剂之间的接触机会。引起吸附的主要原因 (1)溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗 粒(吸附剂)的高度亲合力 ; (2)溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力。吸附平衡:在等温吸附过程中,当两相在一定温 度下充分接触,最后达到吸附质分子到达吸附剂表面的数量和吸附表面释放吸附质的数量相等,即达到吸附平衡。遵循朗格谬尔吸附等温式吸附三步骤:1、颗粒外扩散:吸附剂与溶液接触时,在固体吸附剂颗粒表面总存在着一层流体薄层,即液相界膜,吸附剂对吸附质的吸附过程可理解为吸附质首先要通过液相界膜扩散到吸附剂表面。2、孔隙扩散:吸附质通过细孔向吸附剂内部扩散3、吸附反应:吸附质在吸附剂内表面上的吸附。吸附速率决定于上面三个过程,但吸附反应非常快,所以吸附速率决定于颗粒外扩散和孔隙扩散。外扩散可通过提高溶液的流速使界膜厚度降低,传质系数增大来提高吸附速率。外扩散还可通过吸附剂颗粒变小,界膜面积增大,溶液浓度提高来提高吸附速率孔隙扩散可通过降低颗粒的大小来提高,颗粒越小,内扩散阻力越小,速率越快。影响吸附的因素:(1)溶质和溶剂之间的作用力:溶质在水中的溶解度越大,溶质对水的亲和力就越强,就不易转向吸附剂界面而被吸附。(2)溶质分子的大小:大尺寸疏水分子的斥力增加了水-水间的键合,因此随着吸附质相对分子量的增加,吸附量增加。但吸附速率受颗粒内扩散速率控制时,吸附速率随着相对分子质量的增加而降低,低相对分子质量的有机物反而容易去除。(3)电离和极性,简单化合物,非解离的分子较离子化合物的吸附量大,但随着化合物结构的复杂化,电离对吸附的影响减小。吸附剂的性质:如吸附剂的种类、比表面积、孔隙大小及分布、表面性质(表面氧化物的种类)等。吸附量的多少随着吸附剂表面积的增大而增大,吸附剂的孔径、颗粒度等都影响比表面积的大小,从而影响吸附性能吸附系统的环境条件:1、pH值:对吸附质在溶液中的状态和溶解度均有影响,因而吸附性能也产生影响。水中有机物在低pH值电离度小,吸附去除率高。2、温度:因吸附反应通常是放热反应,因此温度越低对吸附越有利。3、共存物质:有的可以诱发吸附,有的独立被吸附,有的干扰吸附。工业吸附剂必须满足下列要求 吸附能力强;吸附选择性好;吸附平衡浓度低;容易再生和再利用;机械强度好;化学性质稳定;价廉。吸附工艺:1、流体与固体吸附剂进行充分接触,使流体中的吸附质被吸附在吸附剂上;2、将已吸附吸附质的吸附剂与流体分离;3、进行吸附剂的再生或更换新的吸附剂。吸附设备:(1)混合接触式吸附装置:搅拌吸附,充分接触,静止沉淀,固液分离器间歇把吸附剂从液相分离出来,两个以上吸附池交替工作,吸附剂量0.10.2%。(2)并流多级吸附(3) 逆流多级吸附(4)固定床吸附装置(5)移动床吸附装置(6)流化床吸附装置活性炭性质:它是一种非极性吸附剂,对水中非极性、弱极性有机物质有很好的吸附能力,其吸附作用主要来源于物理表面吸附作用,如范德华力等。对于物理吸附,它的选择性低,可以多层吸附,脱附相对容易,这有利于活性炭吸附饱和后的再生。活性炭在高温制备过程中,炭的表面形成了多种官能团,这些官能团对水中离子有化学吸附作用,因此活性炭也可以去除多种重金属离子。其作用机理是通过络合鳌合作用,它的选择性较高,属单层吸附,并且脱附较为困难。活性炭在给水处理中的应用1、预处理除臭、除味、除色度。2、饮用水深度处理3、去除有机氯4、活性炭在城市污水三级处理中的应用 两种方式:用于城市污水的物理化学处理,即化学混凝沉淀处理后,再用活性炭吸附。 活性炭生物滤池5、工业废水(1)含铬废水处理(2)含汞废水(低浓度汞)(3)有机废水再生方法:1、加热再生法,在高温条件下,提高了吸附质分子的能量,使其易于从活性炭的活性点脱离;而吸附的有机物则在高温下氧化和分解,成为气态逸出或断裂成低分子。2、化学再生法,通过化学反应,使吸附质转化为易溶于水的物质而解吸下来。离子交换概念:离子交换法是借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而除去水中有害离子的方法。是一种特殊的吸附过程,是一种可逆的化学吸附。基本性能(1)外观呈不透明或半透明球形颗粒,颜色为乳白、淡黄或棕褐色,粒径0.02mm1.2mm(2)交联度,指二乙烯苯质量占二乙烯苯和苯乙烯总量的百分率。一般为710%(过大,空隙率低,离子难扩散;过小,网状结构少,吸附活性基团少)。(3)溶胀性,干树脂浸泡水中时,体积胀大,成为湿树脂(4)含水率,每克湿树脂所含水分的百分比(50%左右)。(5)密度,湿真密度:树脂溶胀后的质量与其本身所占体积 (不含空隙)比(1.11.3mg/L)湿视密度:树脂溶胀后的质量与其堆积体积比(0.60.85mg/L)(6)交换容量(表示树脂交换能力的大小)全交换容量:定量的树脂具有的活性基团或可交换离子的总数量。工作交换容量:给定工作条件下的实际交换能力。(7)pH值,强酸、强碱树脂电离能力强,交换能力与pH基本无关,弱酸性在酸性难电离,弱碱性在碱性难电离。8)交换势(交换树脂的选择性)可逆反应的平衡常数工艺和设备(1)分类 固定床:吸附剂固定填放在吸附柱(或塔)中 单层床、双层床、混合床 连续床:移动床在操作过程中定期地将接近 饱和的一部分吸附剂从吸附 柱中排出,并同时将等量的 新鲜吸附剂加入柱中 流化床吸附剂在吸附柱内处于膨胀 状态,悬浮于由下而上的水 流中(2)操作步骤 交换柱的制备及除杂买来树脂无活动离子,要用强酸或强碱浸泡成氢型或氢氧型树脂,再用水清洗至中性。 一般废水用砂滤器过滤取出悬浮物,防止离子交换树脂受污染和堵塞。交换反洗再生 清洗吸附树脂(聚合物吸附剂) 1、概述 吸附树脂是在离子交换基础上发展起来的,是一种具有多孔海绵状结构人工合成的聚合物,吸附树脂通常属大孔树脂,也称大孔吸附树脂,它是一种不溶于水的直径1mm 左右球状大孔聚合物,孔隙半径为5nm 以上,比表面积5m2/g以上,乳白色。性质:吸附树脂因表面积大既有类似活性炭的吸附能力(有一定选择性,活性炭很弱),依靠它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华力或氢键 ,通过巨大的比表面积进行物理吸附而工作的。又因其多孔性还对分子量大小不同的化合物具有筛选性,同时又由于极性、非极性有一定选择性。影响吸附、解吸的因素(1)树脂结构的影响 主要取决于吸附剂的表面性质,即树脂的极性(功能基)和空间结构(孔径、比表面积、孔容),一般非极性化合物在水中可以为非极性树脂吸附,极性树脂则易在水中吸附极性物质。(2)被吸附的化合物结构的影响 被吸附化合物的分子量大小和极性的强弱直接影响到吸附效果。大孔树脂本身就是一种分子筛,可按分子量的大小将物质分离。(3)洗脱剂的影响 吸附质与洗脱剂的亲合力大于吸附树脂的亲合力,多为有机溶剂。对于由水里吸附有机物质,最好是使用水溶性、低沸点极性有机溶剂做洗脱剂,使洗脱剂易于蒸馏浓缩回收,洗脱后残留在树脂内部的洗脱剂容易被水带出,防影响下一轮吸附。一般先用蒸馏水洗脱,再用浓度逐渐增高的乙醇、甲醇洗脱。(4)pH值的影响 许多物质有一定的酸碱性,在pH值不同的溶液中溶解性不同,对于碱性物质一般在碱液中吸附酸液中解吸,酸性物质一般在酸液中吸附碱液中解吸。(5)温度的影响 大孔树脂的吸附作用主要是由于它具有巨大的表面积,是一种物理吸附,低温不利于吸附,但在吸附过程中又会放出一定的热量,所以操作温度对其吸附也有一定的影响(6)原液浓度的影响 原液浓度过低提纯时间增加,效率降低;原液浓度过高则泄漏早,处理量小,树脂的再生周期短。6、优、缺点优点(1)有一定的选择性,物理、化学稳定性高,不受无机盐及强离子低分子化合物存在的影响,机械强度好,经久耐用。(2)再生容易,一般用水、稀酸、碱或有机溶剂,如低碳醇,丙酮即可。(3)品种多,可根据不同要求,改变树脂孔结构、极性等表面性能适用于吸附多种有机化合物。(4)树脂一般为小球状,直径为0.2-0.8毫米之间, 因此流体阻力不像粉状活性使用时不便。(5)使用寿命长,可反复再生使用。缺点:致孔剂和降解物的毒性问题,因为树脂是网状结构,孔隙较大,制备时需要加入一些有机溶剂俗称致孔剂 ,这些有机溶剂多半是有毒的液体,滞留在树脂的空隙中。应用1、 含酚废水的处理2、含有机酸废水的处理萃取法定义:萃取是将一种选定的溶剂加入到待分离的液体混合物中,由于混合物中各组分在该溶剂中溶解度的不同,可以将原料中所需分离的一种或数种成分分离出来。萃取工艺分类:1、错流萃取,原料液经连续多级错流萃取,每级都用新鲜萃取剂萃取。2、逆流萃取,原料液和萃取剂分别由第一级和最后一级加入,萃取相和萃余相逆流接触。参与溶质分配的两相不同进行分类:液液萃取,液固萃取。萃取原理分类:物流,化学,双水相,超临界。萃取设备:罐式萃取器,塔式萃取塔,萃取离心机。液-液萃取:向废水中投加不溶于水或难溶于水的溶剂(萃取剂),使溶解于废水中的某些污染物(被萃取物)经过萃取剂和废水两液相间界面转入萃取剂中去,以净化废水的方法。原理:一种溶剂对不同的物质,具有不同的溶解度,应用溶剂的这种性质,把溶于废水中的某些污染物完全或部分分离出来。以处理含酚废水为例,将溶剂(如醋酸丁酯)投入含酚废水中,通过混合传质过程,水中溶质(酚)即转溶于溶剂中,直到溶质在两液相中达到平衡为止(即溶质在两液相中按一定比例分配,其浓度之比在一定范围内和一定条件下保持不变)。然后借助于比重差(离心机)等将溶剂与废水分离。 萃取剂的要求与水不互溶,易溶于有机溶剂,且密度小于水,因此萃取剂必须有长的碳链或芳环; 要求有较高的化学与热稳定性,不易水解,无毒或低毒;萃合物易被反萃取,能长期重复使用。应用:染料工业废水,萃取工艺影响因素分析:萃取剂的酸化率,萃取剂与稀释剂的配比(稀释比),萃取相比,反应温度,两相接触反应时间与分离时间,反萃取剂NaOH溶液的浓度与反萃取相比(O/B)有机废水的危害:一是需氧性危害:由于生物降解作用,高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧,多数水生物将死亡,从而产生恶臭,恶化水质和环境。二是感观性污染:高浓度有机废水不但使水体失去使用价值,更严重影响水体附近人民的正常生活。三是致毒性危害:超高浓度有机废水中含有大量有毒有机物,会在水体、土壤等自然环境中不断累积、储存,最后进入人体,危害人体健康。高级氧化技术:指在水处理过程中可产生羟基自由基(OH?),使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质,甚至直接降解成为CO2 和H2O,接近完全矿化。高级氧化工艺(Advanced Oxidation Process,简称AOPs)特点:1、氧化能力强2、选择性小、反应速度快 3、处理效率高 4、有效减少THMs(三卤代甲烷类副产物)生成量 主要技术:臭氧氧化 (O3),过氧化氢氧化, Fenton试剂,紫外线(UV),超声氧化,微波氧化,湿式氧化,光氧化等联合技术:UV/ O3 , O3 /H2O2,UV/H2O2 , 超声/O3, 超声/电化学等Fenton试剂法氧化机理由Fe2+和H2O2组成,Fe2+为催化剂,H2O2为氧化剂,Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH + OH-H2O2 + Fe3+ Fe2+ + HO2 + H+ Fe2+ + OH Fe3+ +OH-中间机理很复杂,说法有多种,了解基本过程。2)絮凝沉淀机理影响因素: pH值 pH值过高,抑制OH 产生,并使Fe2+ 以氢氧化物的形式沉淀失去催化能力; pH值过低,使Fe3+不能被还原成Fe2+,最佳24。 H2O2投加量H2O2 较低时,随着H2O2 ,废水COD的去除率但当H2O2过高时部分H2O2发生无效分解,释放O2。反应温度 温度 , OH 的活性 ,COD去除率但温度过高促使H2O2分解,不利于OH 的生成。优缺点:优点,反应启动快,反应条件温和设备简单,能耗小,节约运行费用氧化性强,反应可将污染物彻底无害化 运行稳定可靠,操作简单。 缺点,处理成本高,机理还不成熟应用:在染料废水中的应用其他方法问题:絮凝法可对不溶性染料有效的脱色,对溶解性染料作用不大,同时产生大量污泥臭氧法可有效脱色,但不能去COD,且脱色会因杂质而降低,从而增加了臭氧的消耗量和处理费用活性炭不适用不溶性染料生物法会因染料而使生物中毒。臭氧法的应用:消毒;去除饮用水中Cl消毒后的副产物;去除水中的铁和锰;去除水中的颜色;去除水的异味;去除水中的有机化合物;去除水中的藻类;提高水中杂质的生物可用性;光催化氧化:影响UV/Fenton反应的因素:有机物浓度的影响,亚铁离子浓度的影响,过氧化氢浓度的影响,不同载气的影响,pH值的影响,温度的影响,反应时间的影响,灯源的影响 优、缺点优点:光催化效率高,氧化能力强,可处理高浓度、难降解、有毒有害废水。与多相光催化相比,其降解有机物的速率是多相光催化的3-5倍。可降低Fe2+的用量,保持过氧化氢较高的利用率。紫外光和亚铁离子对过氧化氢的催化分解存在协同效应,即过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外光催化过氧化氢分解速率的简单加和。缺点:成本高,Fe2+作为催化剂反应后会留在溶液中形成二次污染。非均相(多相)光催化氧化催化剂是半导体材料,如TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2等。 TiO2应用最普遍。 TiO2优点是:能有效吸收太阳光谱中的弱紫外辐射部分;氧化还原性较强;在较大的pH值范围内的稳定性强;无毒、不溶解,而且廉价。缺点是:只能吸收波长小于387nm的紫外辐射,不能充分利用太阳能半导体电子-空穴理论 半导体具有能带结构,一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成,价带和导带之间存在禁带,当半导体受到能量等于或大于禁带宽度的光照射时,其价带上的电子(e-)受激发,穿过禁带进入导带,同时在价带上产生相应的空穴(h+),由于禁带的存在,由光激发生成的电子与空穴并不会立刻消失,而是拥有足够长的寿命来进行电荷的分离和迁移。光催化反应器 光催化反应器的分类:光源不同, 流态不同,聚光与否,旋转式,光学纤维束光源的不同紫外灯光:用于实验室研究,寿命短,易被废水中粒子吸收紫外线,有损失。太阳光:节能,但太阳能的利用率低。流态不同悬浮型:TiO2粉末直接与废水混合组成悬浮体系优点:结构简单,能充分利用催化剂活性;缺点:存在固液分离问题,无法连续使用;易流失;悬浮粒子阻挡光辐射深度。固定型(非填充式和填充式):固定型固定型:TiO2粉末喷涂在多孔玻璃、玻璃纤维或玻璃板上。优点: TiO2不易流失,可连续使用。缺点:催化剂固定后降低了活性。非填充式固定床型:以烧结或沉积法直接将光催化剂沉积在反应器内壁(表面积有限),部分光催化表面积与液相接触。填充式固定床型:烧结在载体(选择表面积大的载体如砂、硅胶颗粒、玻璃球、玻璃纤维等 )上,然后填充到反应器里,与非填充式固定床型相比,增大了光催化剂与液相接触面积,克服了悬浮型固液分离问题。流化床:流化床流化床:负载了TiO2颗粒的载体(陶粒、活性炭等),在反应器中以悬浮状态存在。优点:一方面可使催化剂颗粒多方位受到光照,并且在悬浮扰动下可防止催化剂钝化(活性降低),提高催化剂利用效率;另一方面也解决了悬浆体系固液分离难的问题。缺点:较容易流失聚光不同聚焦型,非聚光型(双薄层反应器,平板式反应器,浅池型光反应器)聚焦型:优点:使日光光强度数十倍增加,从而使能量高的紫外辐射显著提高。缺点:不能利用散射光能;效率较低;价格昂贵,不易推广。双薄层反应器箱式:优点:反应器污水以湍流形式在通道中循环流动,粉末悬浮流速可达0.57m/s,水力条件好,催化剂分布均匀,不易沉淀。还同时利用太阳光的直射和散射部分,具有较高光效率。缺点:催化剂的固液分离问题。平板式反应器:这种反应器无论是在阴天还是晴天,都有相当好的处理效果。但是,由于其水力负荷较低,因而很难用于实际污水的处理旋转式光催化反应器转盘式,圆筒式旋转光反应器共同特点:反应器主体可以旋转,同时在旋转器上形成液膜。 优点:解决了固液分离问题。缺点:固定在器壁上的催化剂利用率低且容易 钝化。光催化氧化的影响因素:晶型影响,粒径的影响(粒子的粒径越小,单位质量的表面粒子数越多,光吸收率越高,光生载流子浓度越大,而且体系的比表面积就越大,反应面积越大,有助于有机物的预吸附,反应速率和效率都高 ),比表面积的影响(TiO2的比表面积越大,越有利于吸收紫外光,从而产生更多的光生粒子)表面羟基的影响,溶解氧的影响( 氧的存在对半导体催化反应至关重要,没有氧存在,半导体的光催化活性则完全被抑制。)光强的影响(只有当入射光子的能量大于或等于所用光催化剂的禁带宽度才能激发光催化反应。)提高光催化反应效率的途径:表面修饰,纳米级TiO2的研制,惰性金属沉积:Pt、Au、Ag、Cu,过渡金属掺杂:Fe3+,复合半导体,表面光敏化,表面螯合及衍生化作用应用:处理无机废水,处理农药有机废水,光催化氧化优、缺点优点:设备结构简单,反应条件温和,操作条件容易 控制;氧化还原性强,COD去除率高,无二次污染;可利用太阳光;TiO2化学稳定性高、无毒、价廉。缺点:一部分难降解有机物光催化降解的效率低于20%, 15%:苯、甲苯、己烷、二氯乙烷 1%:四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、氯乙烯光催化降解反应的速率也不高催化反应对辐射强度的依赖性不强利用太阳能的局限性,波长只在小于387nm对高浓度废水处理效果不理想,透光率差反应机理及中间产物还缺乏鉴定。湿式氧化法湿式氧化法:在高温( 1503500C )、高压(520MPa)下,利用空气或氧气作为氧化剂,将废水中呈溶解态或悬浮态的有机物或还原态的有机物氧化成为二氧化碳和水。基本原理:在高温下,水及做氧化剂的氧的物理性质都发生了变化,一大气压下200C溶解氧浓度9mg/L反应两个步骤:1、空气中的氧气从气相向液相的传质过程(若传质过程影响整体反应速率,可以通过加强搅拌来消除。),2、溶解氧与基质之间的化学反应。湿式氧化反应中,氧化反应是主要的,但在高温高压体系下,水解、热解、脱水、聚合 等反应也发生。工艺:废水通过贮存罐由高压泵打入热交换器,与反应后的高温氧化液体换热,使温度上升到接近反应温度后进入反应器。反应所需的氧由压缩机打入反应器。在反应器内,废水中的有机物与氧发生放热反应,在较高温度下将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水,或低级有机酸等中间产物。反应后气液混合物经分离器分离,液相经热交换器预热进料,回收热能。高温高压的尾气首先通过再沸器(如废热锅炉)产生蒸汽或经热交换器预热锅炉进水,其冷凝水由第二分离器分离后通过循环泵再打入反应器,分离后的高压尾气送入透平机产生机械能或电能。 好处:湿式氧化系统不但处理了废水,而且对能量进行逐级利用,减少了有效能量的损失,维持并补充湿式氧化系统本身所需的能量。 影响因素:温度,是湿式氧化过程中的主要影响因素。温度越高,反应速率越快,反应进行得越彻底。同时温度升高还有助于增加溶氧量及氧气的传质速度,减少液体的粘度,产生低表面张力,有利于氧化反应的进行。但过高的温度又是不经济的。 因此,操作温度通常控制在150280。压力,总压不是氧化反应的直接影响因素,它与温度耦合。压力在反应中的作用是保证呈液相反应,所以总压应不低于该温度下的饱和蒸气压。同时,氧分压也应保持在一定范围内,以保证液相中的高溶解氧浓度。若氧分压不足,供氧过程就会成为反应的的控制步骤。 反应时间 ,有机底物的浓度是时间的函数。为了加快反应速率,缩短反应时间,可以采用提高反应温度或投加催化剂(催化湿式法)等措施。废水性质, 由于有机物氧化与其电荷特征和空间结构有关,故废水性质也是湿式氧化反应的影响因素之一。废水的反应热和所需要的空气量。进水的pH值,反应体系中pH值不断变化,规律是先变小(中间体羧酸积累),后略有回升(中间体被氧化),温度越高,物质的转化越快, pH值的变化越剧烈。应用:烟气脱硫,处理碱渣优、缺点:优点:适用范围广,处理效率高,无二次污染;氧化速率快;可回收能量及有用物料。缺点:在高温高压下进行,其中间产物多为有机酸,故对设备材料的要求较高(耐高温、高压、耐腐蚀),因此设备费用大,系统的一次性投资高;在高温高压下进行,故适于小流量高浓度的废水处理,对于低浓度大水量的废水则很不经济;在很高的温度下,对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想,难完全氧化;氧化过程中可能会产生毒性强的中间产物。为克服湿式氧化的缺点,出现了高效、稳定的催 化剂和催化湿式氧化法、 超临界水氧化法 。超临界水氧化法超临界流体:超临界流体是温度和压力同时高于临界值的流体,亦即压缩到具有接近液体密度的气体。超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体,粘度和扩散系数接近气体,在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感,在不改变化学组成的条件下,即可通过压力调节流体的性质超临界流体必须具备以下几个条件:化学性质稳定,对装置没有腐蚀性;临界温度接近于室温或者接近于反应操作温度,太 低和太高都不合适;操作温度要低于被萃取物质的分解、变性温度;临界压力要低,以便减少动力费,使成本尽可能降低;要有较高的选择性,以便能够制得高纯度产品;要有较高的溶解度,以便减少溶解循环量;价格便宜,来源方便。超临界水:如果将水的温度和压力升高到临界点(Tc=374.3,Pc=22.05MPa)以上,水就会处于一种既不同于气态也不同于液态和固态的新的流体态超临界态,该状态的水即称之为超临界水。属于自由基反应,也分为诱导期、增殖期、退化期以及结束期超临界水的特征密度:液态水是不可压缩流体,其密度基本不随压力而变,随温度的升高而稍有降低。但超临界状态下的水具有可压缩性,随温度上升,密度迅速下降;压力下降密度也有较大幅度的下降。介电常数:在标态下,水的介电常数较高为78.5,在超临界状态温度升高,密度降低,介电常数也下降。例如在6000C、24.6MPa时为1.2,类似与标 态下的非 极性有机物的介电常数,所以两者可 溶。黏度:在超临界状态,水的黏度比通常条件下的1.0*10-3Pas要小的多,如在超临界态10000C时,水的黏度为4*10-5Pas,此时的黏度与通常条件的空气接近,是高流动性物质,使得溶质分子在超临界水中扩散极容易。扩散系数:气体扩散系数,0.10.4cm2/s;液体扩散系数0.22.0*10-5cm2/s;超临界水的扩散系数0.20.7*10-3cm2/s处于超临界状态下的水兼具液态和气态水的性质,其可连续变化的密度、低静电介质常数、低粘滞度等特性使超临界水成为一种具有高扩散能力、高溶解性的理想反应介质,可以利用温度 与压力的变化来控制反应环境、协调反应速率与化学平衡、调节催化剂的选择活性等,也可以通过不同物质溶解度对超临界流体的依赖性,实现反应与分离在同一反应器内完成(萃取) 。超临界水氧化技术():是80年代中期由美国学者提出的一种能彻底破坏有机物结构的新型氧化技术,其原理是在超临界水的状态下使气体、有机物完全溶于废水中,气液相界面消失,形成均相氧化体系,将废水中所含的有机物用氧气分解成水、二氧化碳等简单小分子物质。 超临界二氧化碳萃取:是以超临界状态(温度31.3,压力7.15MPa)下的二氧化碳为溶剂,利用高渗透性和高溶解能力来提取分离混合物的过程。超临界状态下的二氧化碳,其密度大幅度增大,导致对溶质溶解度的增加,在分离操作中,可通过降低压力或升高温度使溶剂的密度下降,引起其溶解物质能力的下降,可使萃取物与溶剂分离。与一般液体萃取相比,超临界二氧化碳萃取的速率和范围更为扩大,萃取过程是通过温度和压力的调节来控制与溶质的亲和性而实现分离超临界水氧化的主要原理:利用超临界水作为介质来氧化分解有机物。在超临界水氧化过程中,由于超临界水对有机物和氧气都是极好的溶剂,因此有机物的氧化可以在富氧的均一相中进行,反应不会因相间转移而受限制。影响因素:温度是影响去除率的主要因素,在一定范围内,随反应温度的提高,TOC的去除率明显提高;停留时间是影响去除率的重要因素,无论在何种反应条件下,随着停留时间的延长,TOC的去除率总是不断提高,直到反应完全;压力对TOC去除率的影响与温度有关,在较低温度时压力的提高对TOC去除率有 一定的促进作用,而在较高的温度条件下的压力升高TOC去除率影响较小;有机物浓度:TOC去除率随起始有机物浓度的增加而提高;供氧量:高温运行时过量氧对去除率的影响较小,国内漆新华的研究认为H2O2的供氧量与氧化需氧量的比例应保证在1.11。 应用:处理含硫废水,降解聚苯乙烯泡沫,污泥的处理,优、缺点:优点:(1)效率高,处理彻底。有机物在适当条件下,能完全被氧化成CO2、水、N2及盐类等无毒的小分子化合物,有毒物质的清除率达99.99%以上,符合全封闭处理要求;(2)由于SCWO是在高温高压下进行的均相反应,反应速率快,停留时间短(可小于1min),所以反应器结构简洁,体积小;(3)适用范围广,可以适用于各种有毒物质、废 水废物的处理;(4)不形成二次污染;(5)当有机物含量超过2%时,就可以依靠反应过程中自身氧化放热来维持反应所需的温度,不需要额外供给热量,如果浓度更高,则放出更多的氧化热,这部分热能可以回收。缺点:(1)高温高压的操作条件对设备材质提出了严格的要求(特别要求防腐) (2)反应的动力学和机理方面还不成熟,给应用造成障碍。OCO法OCO 反应器中的水力停留时间为7.512.5 h ,停留时间分布为:厌氧缺氧好氧= 12.33。 (1)OCO池的内圈为厌氧区,水解将大分子降解成小分子,同时释放磷;(2)中间为缺氧,进行反硝化;(3)外层是好氧区,降解COD和硝化,在好氧区可投加铁盐除磷.优、缺点优点:厌、缺、好氧三区均在一个构筑物内,分隔形成,又相互连通,节省占地面积;搅拌代替内循环所需的泵,节省能耗,运行费低;可有效脱氮除磷(可与化学法结合),限制污泥膨胀;设备、构筑物少;自动化调控曝气、搅拌,维护系统运行稳定;缺点:处理规模较小,一般10万m3/d以下,OCO池直径最大目前为D=50m。因除磷或构造上的原因,泥龄较短,污泥不稳定。微孔曝气器易堵塞,给管理、检修带来工作量。化学除磷须增加设备及装置,使投资及日常运行费用有所增加。 对搅拌器运行、曝气量大小的灵活改变基于进水水质、水量等在线仪表瞬时信号的传递及系统对设备的控制。故对自控系统要求较高。曝气方式:表面曝气、微气泡曝气(多采用工艺构造和工作原理 采用一池或人工湖在其内处理废水,底部注意有防渗措施,可采用钢筋栓池(大型水厂),也可使用使用HDPE(聚乙烯)防渗层(中、小型)。 基于多级(缺氧,甚至有厌氧)A /O理论在同一构筑物中设置了多个A/O段,使污水能够经过多次的缺氧与好氧过程,强化了污泥的活性并兼有脱氮效果。可选设除磷区的混合池、沉淀池、包含二次曝气区的稳定池等三部分组成(三部分可以合建,曝气池和稳定池可采用土池防渗结构)优、缺点优点: 低负荷活性污泥工艺 有效保证污水在曝气池中停留时间,充分保证水中的污染物被微生物彻底吸收和降解,确保出水达标排放或回用; 新颖的一体构筑 可将厌氧池、兼氧池、曝气池、二沉池在一体构筑物中建设,并且由于该设备的特殊性,构筑物可采用土池结构,有效降低了整体工程的造价及占地面积; 高效的曝气系统 曝气器依托浮筒漂浮于水面摆动曝气,氧传质效率高,同时曝气器的摆动很好的起到搅拌污泥和污水的效果,同时由于摆动曝气空气与水体接触面积大,氧利用率明显高出传统曝气设备,大大降低能耗,节省了运行费用; 维修简单方便 维修不需排空池体,不需停止运行,直接在水面维修即可,解决了多年来困惑厂家和诸多用户的大难题; 投资大大降低 ,系统排出的污泥量少,污泥稳定性好,后续的污泥处置和处理利用方便。在池内可进行生物除碳、硝化-反硝化脱氮及生物除磷。缺点:污泥负荷与停留时间 BIOLAK工艺在国外(美国)的应用中污泥负荷极低,曝气池的停留时间一般都在20h以上,有的甚至达到6d以上。污泥负荷过低,必然导致占地面积增大。国内一般控制在20h以内。污泥膨胀BIOLAK处理系统发生污泥膨胀。其现象是有较多细碎污泥絮体的高粘性泡沫弥漫于池面,整个曝气阶段都没有衰减,污泥沉降性能变差,SVI(污泥体积指数)高达400 mL/g以上,二沉池有细小污泥不断外漂,出水浑浊,水质变差。在显微镜下观察,污泥解絮,细碎的污泥絮体散落各处,有较多的草履虫和豆形虫等原生动物散落其中与其他工艺比较BIOLAK有几个地方与氧化沟相似。(1)延时曝气;(2)前端有一厌氧段;(3)整个曝气池中缺氧、好氧交替;(4)本工艺主体处理部分合建,氧化沟也可以;(5)表面曝气,不过本工艺只是形式上是表面,本质还是底层曝气。(6)每个曝气管都可以控制气量,氧化沟的表曝机也可以通过开闭来控制气量;从这些方面看,就可以简单地把工艺控制按氧化沟进行,来解决因为对本工艺的不熟悉而无所适从的局面。该方法叫做低负荷活性污泥工艺。与一般负荷的活性污泥法比较,它有以下几个优点: a)由于微生物把污染物作为养料来吸收, 废水中的污染物被相对极大量的微生物吸收(分解)殆尽,所以出水非常干净。一般的污水处理厂(污泥负荷高的工艺),微生物仅分解最有营养的部分,相对来讲净化效率较低。 b)大量地回流活性污泥,剩余污泥的数量很少,所含有机物已被很好地分解、矿化,这就是污泥没有臭味的原因。 c)由于污泥龄长(30d),并采用了阶段曝气,所以氨氮也被消耗尽了。足够的泥龄是形成硝化菌的基本条件,硝化菌可氧化氨分子。 d)由于工艺设计的简洁,高效,因此不需要复杂的管理。 水解(酸化)工艺原理 水解(酸化)的目的是把废水中的不溶物转变为可溶物,将微生物难降解物质转变为生物易降解物质,去除部分COD,其最终产物主要为水溶性的有机物和酸、醇等,以兼性菌为主;而传统厌氧中的水解和酸化的最终产物则主要是乙酸和氢,厌氧菌为主。在厌氧条件下的混合微生物系统中,水解和酸化无法截然分开,因此严格上我们只追求厌氧消化的水解段,但不可避免地带有部分的酸化反应而已。水解酸化主要用于有机物浓度较高、SS较高的工业废水处理,是一个比较重要的工艺。如果后级接入UASB工艺,可以大大提高UASB的容积负荷,提高去除效率与厌氧发酵的区别:水解酸化一般HRT13 DO0.20.5厌氧DO0.2以下 缺氧0.5以下缺氧池,是相对厌氧和好氧来讲,一般是指溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统。 因此他们的相同点是,都是缺氧的环境,以厌氧和兼氧菌为主(实际运用过程中甚至有时候两者没有很明确的分别)。 不同点是,他们发挥的作用不同(水解池是控制在厌氧的水解酸化阶段,将大分子的物质分解成小分子物质,提高废水的可生化性,便于后续工艺的处理;缺氧池的作用是在去氨氮过程中提供反硝化等作用,并作为好氧池的过渡阶段,有内回流) ;另外一般酸化池不曝气,而缺氧池可以选择用穿孔管曝气,适当增加废水中的溶解氧。 反应器类型悬浮式反应器(活性污泥)uhsb 类似好氧处理工艺的活性污泥法的形式。水解(酸化)微生物以聚集成泥粒形式存在此类反应器中,或悬浮在溶液中,或沉积于器底。污泥与有机废水充分混合,使废水中的难降解大分子物质彻底消化成易降解的小分子可溶性基质。接触式反应器(生物膜) 水解微生物固定在反应器内特设的载体上,在其表面形成一层以生物细胞为主的生物膜。微生物的世代期较长,耐冲击负荷能力较强, 因此对水质变化较大以及有抵制性作用的有机废水具有较稳定的处理效果)。 此类反应器的典型代表为水解滤池HF,在HF中,通常以组合填料作载体,该填料挂膜快,且不容易堵塞,是一种理想的挂膜介质。 废水从反应器底部进入,通过配水区均匀经过挂满生物膜的填料以得到充分处理,反应器不需回流污泥,运行管理方便(似生物接触氧化池)。复合式反应器:器内既存在水解的污泥,又存在水解生物膜,形成水解污泥-生物膜的综合体。它是USHB与HF相结合的复合反应器称为UBHF,反应器的上部为填料层,下部为污泥床,中间留出一定的空间,以便悬浮状态的絮状污泥和颗粒污泥停留。此类复合反应器集合了前两者反应器的优点,增加了反应器的生物量,延长了生物的水力停留时间,较复杂。对后续生物处理工艺的影响:(1)有机物的数量显著减少,(2)BOD5/COD比值和溶解性有机物比例显著增加,对污泥处理工艺的影响:水解-好氧可使废水、污泥一并得到处理,污泥量大大减少(30%左右),且传统消化池出泥有机物含量为50%,水解池排放污泥的有机物含量55.1%,可取消消化池。水解污泥沉降性能好,SV为50%,SVI为34 mL/g,浓缩812小时,含水率从98.55%降到90%左右,浓缩后可直接脱水。水解污泥脱
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