资源描述
污水处理的技术原理与应用,前 言,碳氮磷污染的危害性,水体的富营养化 水体出现缺氧,水质恶化黑臭; 水体中有毒有害物质增加,水中生物的大量死亡; 给水体带来大量病原菌、寄生虫卵及病毒等; 造成水体重金属富集,并可由水中生物转移至人体; 引发藻类大量繁殖,加快湖泊水体的老化程度。,海洋赤潮,湖泊水华,污染物来源,点源污染 城镇污水 工业废水 面源污染 农业排水,我国水体污染现状,局部有所改善 整体仍在恶化,主要内容,第一章 有机物生物去除的工艺原理与应用 第二章 脱氮除磷的工艺原理与研究进展 第三章 生物去碳脱氮除磷的技术应用 第四章 污水深度处理方法的工艺原理与应用,第一章 有机物生物去除的工艺原理与应用,第一节 物理化学法,格栅拦截法大型悬浮物、漂浮物 (混凝)沉淀法非溶解性物质 (混凝)气浮法非溶解性物质 (混凝)过滤法非溶解性物质 化学氧化法 吸附法 ,第二节 生物化学法,分类一: 好氧法如一段式曝气池 厌氧法水解酸化阶段,产甲烷阶段;如UASB 分类二: 活性污泥法 生物膜法,第三节 主要工程应用,视污水水质条件而定: 混凝沉淀/气浮进水SS/胶体浓度高; 混凝过滤/炭滤进水SS/胶体浓度低; A/O工艺进水难降解有机物浓度高,考虑水解酸化; AB工艺进水有机物浓度高,分段处理以提高效率; A2/O工艺协同考虑脱氮除磷工艺; 化学氧化除色度及分解有机物; ,第二章 脱氮除磷的工艺原理与研究进展,第一节 物理化学法脱氮,吹脱法 折点加氯法 离子交换法,第二节 化学法除磷,混凝沉淀除磷技术 晶析法除磷技术 特点:效率高,污泥产量大,第三节 生物法脱氮,基本原理 氨化作用:多种微生物 硝化作用:亚硝酸菌,硝酸菌(好氧) 反硝化作用:反硝化菌(缺氧/厌氧),典型应用 A/O工艺: A段为缺氧段,存在氧、硝酸盐/亚硝酸盐,DO一般低于0.5mg/L; O段倾向于延时曝气; 有混合液回流。,第四节 生物法除磷,基本原理,典型应用 A/O工艺: A段为厌氧段,DO一般要求低于0.2mg/L; O段倾向于短时普通曝气; 无混合液回流。,关于其它“A/O”工艺 水解酸化+接触氧化(生物膜法): A段为厌氧/缺氧段,以水解酸化为主; O段为好氧段,以好氧反应为主; 一般无混合液回流及污泥回流。 上述同样适合活性污泥法,但需设污泥回流。,第五节 生物法脱氮机理研究进展,微生物对氮的可能转化途径,1、同时硝化反硝化(SND) 现象: 在有氧条件下存在反硝化反应进程 硝化和反硝化在同一反应器中、相同操作条件下同时发生 机理: 宏观环境解释:反应器内存在缺氧/厌氧段水力因素 微环境理论 :微生物絮体内存在DO梯度 生物学的解释:存在着好氧反硝化菌 影响因素 DO适中,与污泥絮体大小有关 碳源同传统相比,要求不严格 活性污泥絮体大小颗粒大小、密实度适中 ORP同DO,2、短程硝化反硝化 机理: NH4+ NO2 N2 将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段,然后直接进行反硝化 要点: 细致地选择污泥龄,保留亚硝化细菌,排除硝化细菌,3、厌氧氨氧化 机理: 厌氧条件下,以NO3 或NO2为电子受体,将氨转化为N2 要点: 厌氧氨氧化反应和厌氧氨氧化菌的存在,4、氧限制自养硝化反硝化(OLAND) 机理: 控制溶解氧,使硝化过程仅进行到NH4+氧化为NO2阶段,由NO2氧化与未反应的NH4+形成N2。 要点: 低溶解氧浓度下实现维持NO2的积累,5、好氧反氨化 现象: 某些高浓度含氮废水处理过程中,氨转化为氮气的过程不需要按化学计量式消耗电子供体。 机理: 涉及到的微生物目前尚不太清楚。,第六节 生物法除磷机理研究进展,反硝化除磷 在磷的生物摄/放过程中,反硝化除磷细菌(DPB)以硝态氮取代氧作为电子受体 反硝化脱氮和生物除磷合二为一,第三章 生物脱氮除磷的技术应用,第一节 序批式反应器的应用,SBR工艺 进水期、反应曝气期、静沉期、滗水期、闲置期 与A/O相同,可实现生物脱氮/除磷,CASS与CAST 与A2/O工艺类似,兼有脱氮除磷功能,MSBR,UNITANK,第二节 AB法的应用,原理 A级:短时曝气,利于除磷;底物浓度高,反应速度快; B级:延时曝气,利于硝化;底物浓度低,出水水质好。 工艺的延伸 生物膜法:可不设中沉池; B级可采用A/O等工艺A+A/O; A+SBR,第三节 氧化沟的应用,原理A/O工艺的多级串联 A段:距曝气机下游较远的区域; O段:距曝气机下游较近的区域; 特点:循环水流混合条件好,传质效果佳。,氧化沟工艺的重要变革 工艺变革:增设厌氧池相当于A2/O工艺; 设备变革:微孔曝气氧化沟; 结合SBR类交替式氧化沟; 一体化方向一体式氧化沟,第四节 A2/O工艺的应用,原理生物脱氮除磷 A1段:厌氧释磷; A2段:缺氧反硝化; O段:好氧硝化。 工艺的改良 A+A2/O工艺解决A1段DO问题; ,工艺改良示例:CCFP工艺 机理: 水处理工艺与氧化沟工艺相结合; 水流动力学独特的弯道水力条件(主流,二次流,边壁湍流扩散),混合传质作用更佳; 反应动力学同时硝化反硝化 特点: 兼具两种工艺的特点; 节约能耗。,第四章 污水深度处理方法的工艺原理与应用,污水深度处理概述,深度处理目的:一般指污水回用 深度处理对象:有机物,悬浮物,离子 深度处理工艺:一般为污水处理工艺与给水处理工艺的结合,水中杂质颗粒分布,污水回用的主要途径,第一节 物理化学法,(混凝)沉淀法非溶解性物质 (混凝)气浮法非溶解性物质 (混凝)过滤法非溶解性物质 化学氧化法 吸附法,离子交换法 微滤,超滤,钠滤,反渗透,第二节 生物化学法,生物膜法 接触氧化法 曝气生物滤池(BAF) 生物活性炭(BAC) 投炭式活性污泥法(PACT) 膜生物反应器(MBR),接触氧化法 生物膜法的一种; 泥龄长,效果稳定。 单位空间内生物量少; 占地面积较大。 案例:深圳自来水预处理,曝气生物滤池 生物膜法的一种,与V型滤池的结合; 单位空间内生物量多; 占地面积小。 案例:中石化含油废水深度生化处理主导工艺,生物活性炭 生物膜法的一种,给水处理方法的延伸; 单位空间内生物量多; 占地面积小; 与臭氧相结合,效果更理想。 案例:中石油含油废水深度生化处理主导工艺,投炭式活性污泥法 生物膜法与活性污泥法相结合的一种。 机理: 活性炭的吸附作用提高反应速率;增加反应时间; 微生物的分解作用投加浓度低,处理成本低。 特点: 提高对难降解有机物的去除率; 增强抗冲击负荷的能力; 保证安全性(增强系统抵抗油、有毒物等的能力); 减轻后续处理系统的负荷,总处理成本低; 生化池内活性炭累积量多,抗冲击负荷能力强; 有助于提高反应速率,提高难降解有机物去除率。,膜生物反应器(MBR) 特点: 利用膜取代传统二沉池的一种新工艺; 对污泥性状的要求低,生化池运行灵活。 分类: 性质微滤膜、超滤膜;帘式膜、平板膜 位置内置式、外置式 局限性: 周边设备较多; 价格因素; 管理水平要求高。,第二节 除离子工艺概述,离子交换法 阴阳离子交换(复床、混床) 电渗析 膜法 反渗透,第三节 化学氧化方法概述,氯 液氯 次氯酸盐 二氧化氯 复合二氧化氯 高纯二氧化氯 臭氧 FENTON ,欢迎提出宝贵意见,谢 谢!,BACK,
展开阅读全文