污水处理基础知识手册.doc

部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 希杰 中国 食品有限公司 污水处理基础知识手册 文件类型文件类型部门部门文件文件 版版 本本 2016 012016 01 修订周期修订周期随时随时 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 目目 录录 第一章第一章 各项指标说明各项指标说明 1 1 1 1 SV30SV30 2 2 2 2 DODO 3 3 3 3 MLSSMLSS 4 4 4 4 PHPH 5 5 5 5 CODCOD 6 6 6 6 BODBOD 6 6 7 7 SSSS 7 7 8 8 NHNH3 3 N N 8 8 9 9 石油类 石油类 9 9 10 ORP10 ORP 1111 第二章第二章 活性污泥及投入药品的原理及作用活性污泥及投入药品的原理及作用 9 9 1 1 活性污泥活性污泥 1010 2 2 絮凝剂絮凝剂 1010 3 NaOH3 NaOH 1111 4 NaClO4 NaClO 1111 6 6 1212 7 7 1313 8 8 1313 9 9 生生 1414 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 10 10 管管 1515 11 11 工工 1515 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 第一章第一章 名词解释名词解释 1 1 SV30SV30 SV30 是指曝气池混合液在量筒静止沉降 30min 后污泥所占的体积百分比 它是分析污泥沉降性能的最简便方法 SV30 值越小 污泥沉降性能就越好 SV30 值越大 沉降性能越差 在无其他异常的情况下 SV30 可作为剩余污泥排 放的参考依据 城市污水厂 SV30 值一般在 15 30 工业废水处理 SV30 值相 对要高 测定 SV30 的器皿一般是 1000mL 的玻璃量筒 有些单位用 100mL 量筒 测定 2 2 DODO 溶解氧 DO DO 的测试在生化处理废水中起重要作用 各种生化反应对 溶解氧浓度的要求都很高 在反应过程中 要严格控制废水中的溶解氧浓度 以保 证微生物具有最高的活性 生化处理达到最优处理效果 溶解氧是影响生化处理 效果的重要因素 在好氧生物处理中 如果溶解氧不足 好氧微生物由于得不到足 够的氧 其活性受到影响 新陈代谢能力降低 同时对溶解氧要求较低的微生物将 应运而生 影响正常的生化反应过程 造成处理效率下降 好氧生物处理的溶解氧 一般 2 4mg L 为宜 在这种情况下 活性污泥或生物膜的结构正常 沉降 絮凝性 能好 供氧过高 能耗浪费 而且代谢活动增强 营养供应不足而使微生物缺乏营 养 促使污泥老化 结构松散 因此 在废水生化处理过程中 溶解氧应该经常测试 以 保证曝气池中的溶解氧浓度控制在一个合理的水平上 确保好氧微生物正常生长 取 得较好的处理效果 3 3 MLSSMLSS MLSS 一般用在生物池中 表征的是生物系统的污泥浓度 也就是 工人 数量 尽管这个工人包括了很多死人和不干活的人 SS 指的是进出中含有的悬浮固体 带有很多污染物 包括 COD P 等等 是进水水质的一种 SS 就是悬浮固体 SS 是英语 Suspended Solid 或者 Suspended Substance 的缩写 即水质中的悬浮物 水质中悬浮物指水样通过孔径为 0 45 m 的滤膜截留在滤膜上并于 103 105 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 烘干至恒重的固体物质 是衡量水体水质污染程度的重要指标之一 常用大字 字母 C 表示水质中悬浮物含量 计量单位是 mg l MLSS 是混合液悬浮固体浓度 即污泥浓度 表示曝气池中单位体积混合液 所含悬浮固体的浓度 它是间接反映混合液中所含微生物量 为了保持曝气池 的净化效率 必须在池内维持一定量的污泥浓度 一般说 对于普通活性污泥 法 曝气池内 MLSS 常控制在 2 3g L 4 4 PHPH 污水范围较广 主要还是看污水中污染物质状况 如污水中 pH 过高或过低 直接排出会使得受纳水体酸碱度发生改变 进而使得水生植物 微生物或动物 生命活动受到抑制 进而使得水质恶化 或者 N P 污染严重的话 会导致受纳 水体中藻类大量繁殖 藻类的大量繁殖会使得水体出现缺氧状态 从而使得水 体变臭 变黑 又或者工业污水中含有重金属 排入水体后随着生物富集作用 最终危害动物或人的身体健康等 PH 值对污水处理有以下几点影响 1 对生物处理阶段的影响 污水过酸或过碱会严重影响微生物的活性 导致生物 出水水质下降 更严重的话会导致微生物死亡 污水处理工艺崩溃 2 对混凝沉淀效果的影响 沉淀池使用的絮凝剂对 PH 也有适用范围 过高或过 低直接影响沉淀池絮凝沉淀效果 从而影响出水水质 3 对水处理设备的影响 过酸或过碱都存在腐蚀性 对污水处理工艺中的设备及 管线都存在腐蚀 影响使用寿命 4 对深度处理的影响 如果是使用膜处理工艺 过酸会氧化膜元件 造成膜元件 氧化穿孔 影响出水水质或者报废 如果过碱则会出现结构 造成膜元件堵塞影响 产量 严重的情况下膜元件也会报废 5 5 CODCOD 化学需氧量 COD Chemical Oxygen Demand 是以化学方法测量水样中需 要被氧化的还原性物质的量 废水 废水处理厂出水和受污染的水中 能被强 氧化剂氧化的物质 一般为有机物 的氧当量 在河流污染和工业废水性质的 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 研究以及废水处理厂的运行管理中 它是一个重要的而且能较快测定的有机物 污染参数 常以符号 COD 表示 水样在一定条件下 以氧化 1 升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为 指标 折算成每升水样全部被氧化后 需要的氧的毫克数 以 mg L 表示 它反 映了水中受还原性物质污染的程度 该指标也作为有机物相对含量的综合指标 之一 所谓化学需氧量 COD 是在一定的条件下 采用一定的强氧化剂处理水 样时 所消耗的氧化剂量 它是表示水中还原性物质多少的一个指标 水中的 还原性物质有各种有机物 亚硝酸盐 硫化物 亚铁盐等 但主要的是有机物 因此 化学需氧量 COD 又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标 化学 需氧量越大 说明水体受有机物的污染越严重 6 6 BODBOD BOD Biochemical Oxygen Demand 的简写 生化需氧量或生化耗氧量 一般指五日生化学需氧量 表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合 指标 说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解 使之无机化或气 体化时所消耗水中溶解氧的总数量 通常情况下是指水样充满完全密闭的溶解 氧瓶中 在 20 的暗处培养 5d 分别测定培养前后水样中溶解氧的质量浓度 由培养前后溶解氧的质量浓度之差 计算每升样品消耗的溶解氧量 以 BOD5形 式表示 其单位 ppm 或毫克 升表示 其值越高说明水中有机污染物质越多 污 染也就越严重 BOD 生化需氧量 BOD 是一种环境监测指标 主要用于监测水体中有机 物的污染状况 一般有机物都可以被微生物所分解 但微生物分解水中的有机 化合物时需要消耗氧 如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要 水体就处 于污染状态 7 7 SSSS 普通水样的 SS 是指固体悬浮物浓度 是 Suspended solid 的缩写 一般单 位为 mg L 通常使用真空抽滤泵加硝酸纤维滤膜方法测定 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 污水处理系统中的 SS 常指混合液中活性污泥浓度 一般较常用 MLSS Mixed Liquor Suspended Solid 在不引起歧义条件下也可简写为 SS 单位 mg L 测定方法相同 8 8 NHNH3 3 N N 氮 磷是水体富营养化的主要元素 氮是以氨氮的形式存在的 为了控制氨氮 的排放量防止富营养化 首先应控制营养物质进入水体 氨氮在水体中会发生硝 化反应 变成硝态氮 在这个过程中会消耗大量的水体溶解氧 而硝态氮又会被一 些自养微生物利用 又加速了他们在恶劣环境下的生长 9 9 石油类 石油类 环境中水中的石油类来自工业废水和生活污水的污染 油类物质在水面形 成油膜 影响了空气和水的气体交换 分散于水中以及吸附于颗粒上或以乳化状 态存在于水中的油 被微生物分解时 将消耗水中溶氧 容易使水质恶化 水体石油污染指石油进入河流 湖泊或地下水后 其含量超过了水体的自净 能力 使水质和底质的物理 化学性质或生物群落组成发生变化 从而降低水体 的使用价值和使用功能 石油类污染物在进入水体后 会在水面上形成厚度不一的油膜 据测定 每 滴石油在水面上能形成 0 25m2 的油膜 1010 ORPORP 氧化还原电位 简称 ORP 是英文 Oxidation Reduction Potential 的缩 写 或 Eh ORP 作为介质 包括土壤 天然水 培养基等 环境条件的一个综 合性指标 已沿用很久 它表征介质氧化性或还原性的相对程度 ORP 的单位 是 mv 它由 ORP 复合电极和 mv 计组成 ORP 电极是一种可以在其敏感层表面进 行电子吸收或释放的电极 该敏感层是一种惰性金属 通常是用铂和金来制作 定义定义 ORP 值 氧化还原电位 是水质中一个重要指标 它虽然不能独立反应水 质的好坏 但是能够综合其他水质指标来反映水族系统中的生态环境 在水中 每一种物质都有其独自的氧化还原特性 简单的 我们可以理解 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 为 在微观上 每一种不同的物质都有一定的氧化 还原能力 这些氧化还原性 不同的物质能够相互影响 最终构成了一定的宏观氧化还原性 所谓的氧化还 原电位就是用来反映水溶液中所有物质反应出来的宏观氧化 还原性 氧化还原 电位越高 氧化性越强 电位越低 氧化性越弱 电位为正表示溶液显示出一 定的氧化性 为负则说明溶液显示出还原性 适用范围适用范围 工业污水处理工业污水处理 使用于水处理上的氧化还原系统 主要是铬酸的还原与氰化物的氧化 废水 中如果添加二硫化钠或二氧化硫可使六价的铬离子变成三价的铬子 若添加氯 或次氯酸钠可用来氧化氰化物 随后是氯化氰的水解 形成氰酸盐 这种化学反 应过程叫氧化还原反应系统 氧化还原电位就是电子活性的测量 这与测量氢离 子活性的办法很相似 水的消毒与应用水的消毒与应用 氧化还原电极能衡量对游泳池水 矿泉水及自来水的消毒效果 因为水中 大肠菌的杀菌效果受到氧化还原电位影响 所以氧化还原电位是水质的可靠指标 如果池水和矿泉水中的氧化还原电位值等于或高于 650mv 则表示其中的含菌量 是可以接受的 土壤土壤 ORPORP 变化变化 观察土壤中 ORP 的动态变化等 例如水稻土灌水种稻以后 土壤的氧化还原状况发生了剧烈的变化 有一 种水稻土从耕作层看 灌水前一般维持在 450 650mV 灌水后 ORP 迅速下降 到了有机质旺盛分解期 ORP 下降到负 200mV 至 100mV 施用多量新鲜绿肥时 甚至可降到负 300mV 以后又回升 一般维持在 0 200mV 水稻收获前 土壤落 干 ORP 又回升到 450 mV 以上 摘自于天仁等著 水稻土的物理化学 第二章第二章 活性污泥及投入药品的原理及作用活性污泥及投入药品的原理及作用 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 1 1 活性污泥 活性污泥 活性污泥 activesludge 是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物 质的总称 1912 年由英国的克拉克 Clark 和盖奇 Gage 发现 活性污泥 可分为好氧活性污泥和厌氧颗粒活性污泥 活性污泥主要用来处理污废水 活 性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法 工作原理工作原理 活性污泥中复杂的微生物与废水中的有机营养物形成了复杂的食物链 最 先担当净化任务的是异氧菌和腐生性真菌 细菌特别是球状细菌起着最关键的 作用 优良运转的活性污泥 是以丝状菌为骨架由球状菌组成的菌胶团 沉降 性好 随着活性污泥的正常运行 细菌大量繁殖 开始生长原生动物 是细菌 一次捕食者 活性污泥常见的原生动物有鞭毛虫 肉毛虫 纤毛虫和吸管虫 活性污泥成熟时固着型的纤毛虫 种虫占优势 后生动物是细菌的二次捕食者 如轮虫 线虫等只能在溶解氧充足时才出现 所以当出现后生动物时说明处理 水质好转标志 其性能指标包括 混合液悬浮固体 MLSS 污泥沉降比 SV 污泥指数 污泥体积指数 SVI 污泥密度指数 SDI 性能指标性能指标 微生物群体主要包括细菌 原生动物和藻类等 其中 细菌和原生动物是 主要的二大类 活性污泥的性能指标包括 混合液悬浮固体混合液悬浮固体 MLSS 污泥沉污泥沉 降比降比 SV 污泥指数污泥指数 污泥体积指数污泥体积指数 SVI 污泥密度指数 SDI 混合液悬浮固体浓度 mixed liquor suspended solids MLSS 又称为 混合液污泥浓度 表示在曝气池单位容积混合液内所含的活性污泥固体的总重 量 即 MLSS Ma Me Mi Mii Ma 具有代谢功能活性的微生物群体 Me 微生物 主要是细菌 内源代谢 自身氧化的残留物 Mi 由原污水挟入的难为细菌降解的惰性有机物质 Mii 由污水挟入的无机物质 表示单位为 mg L 混合液 或 g L 混合液 g m3 混合液 kg m3 混合液 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 混合液挥发性悬浮固体浓度 mixed liquor volatile suspended solids MLVSS 表示混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度 即 MLVSS Ma Me Mi MLVSS 与 MLSS 的比值以 f 表示 即 f MLVSS MLSS 在一般情况下 f 值比较固定 对生活污水 f 值为 0 75 左右 以生活污 水为主体的城市污水也同此值 以上两项指标都不能精确地表示活性污泥微生物量 而表示的是活性污泥 的相对值 但因为其测定简便易行 广泛应用于活性污泥处理系统的设计 运 行 污泥沉降比 settling velocity SV 又称 30min 沉降率 混合液在量 筒内静置 30min 后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率 以 表示 污泥容积指数 sludge volume index SVI 简称污泥指数 其物理意 义是在曝气池出口处的混合液 在经过 30min 静沉后 每 g 干污泥所形成的沉 淀污泥所占的容积 以 mL 计 污泥容积指数的计算式为 SVI 混合液 1L 30min 静沉形成的活性污泥容积 mL 混合液 1L 中悬浮固体干重 g SV mL L MLSS g L SVI 的表示单位为 mL g 习惯上只称数字 而把单位略去 影响因素影响因素 能够影响微生物生理活动的因素比较多 其中主要有 营养物质 温度 PH 值 溶解氧以及有毒物质等 环境因素环境因素 影响活性污泥性能的环境因素 溶解氧 溶解氧浓度以不低于 2mg L 为宜 2 4mg L 水温 维持 在 15 25 低于 5 微生物生长缓慢 营养料 细菌的化学组成实验式为 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 C5H7O2N 霉菌为 C10H17O6 原生动物为 C7H14O3N 所以在培养微生物时 可按 菌体的主要成分比例供给营养 微生物赖以生活的主要外界营养为碳和氮 此 外 还需要微量的钾 镁 铁 维生素等 碳源 异养菌利用有机碳源 自养菌利用无机碳源 氮源 无机氮 NH3 及 NH4 和有机氮 尿素 氨基酸 蛋白质等 一般比例关系 BOD N P 100 5 1 好氧生物处理 BOD5 500 1000mg l 微生物的组成主要有六种微生物的组成主要有六种 由外到内水解细菌 发酵细菌 氢细菌和乙酸菌 甲烷菌 硫酸盐还原菌 厌氧原生动物其中产甲烷丝菌是厌氧活性污泥的中心骨架 营养物质营养物质 参与活性污泥处理的微生物 在其生命活动过程中 需要不断从周围环境 的污水中吸取其所必须的营养物质 包括 碳源 氮源 无机盐类以及某些生 长素等 待处理的污水中必须充分含有这些物质 碳是构成微生物细胞的重要物质 参与活性污泥处理的微生物对碳源需求 量较大 一般以 BOD5 计 不应低于 100mg L 生活污水碳源比较充足 对于一 些碳源不足的工业废水则应补充碳源 如生活污水或是淀粉等 氮是组成微生物细胞内蛋白质和核酸的重要元素 氮源可来自 N2 NH3 NO3 等无机氮化合物 也可以来自蛋白质胨 音 dong 以及氨基酸等 有机含氮化合物 生活污水中氮源充足 不需要另行投加 工业废水则应考虑 含氮是否充足 必要时可投加尿素 硫酸铵等 磷是合成核蛋白 卵磷脂以及其他磷化合物的重要元素 在微生物的代谢 和物质转化中起重要作用 辅酶 I 辅酶 II 磷酸腺苷等都含有磷 微生物主 要从无机磷化合物中获取磷 磷源不足将影响酶的活性 从而使微生物的生理 功能受到影响 一般三大营养物质 碳源 氮源 磷源 比例关系为 BOD N P 100 5 1 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 硫是合成细胞蛋白质不可缺少的元素 辅酶 A 也含有硫 钠在微生物细胞中调节细胞和污水之间渗透压所必需的 钾是多种酶的激化剂 具有促进蛋白质和糖的合成作用 还能控制细胞质 的胶态和细胞质膜的渗透性 钙具有降低细胞质的透性 调节酸碱度以及中和其他阳离子所造成的危害 镁在细胞质合成及糖的分解中起着活化作用 参与菌绿素的合成 铁是细胞色素氧化酶和过氧化氢结构的一部分 在氧的活化过程中 起着 重要的催化作用 溶解氧溶解氧 参与污水活性污泥处理的是以好氧菌为主体的微生物种群 根据运行经验 数据 曝气池中溶解氧浓度以不低于 2mg L 为宜 以出口处为准 局部区域 有机污染物浓度高 耗氧速率高 溶解氧浓度不易保持 2mg L 可以有所降低 但不宜低于 1mg L PHPH 值值 微生物的生理活动与环境的酸碱度密切相关 只有在适宜的酸碱度条件下 微生物才能进行正常的生理活动 参与污水生物处理的微生物 一般最佳的 pH 值范围 介于 6 5 8 5 之间 水温水温 温度作用非常重要 参与活性污泥处理的微生物 多属嗜温菌 其适宜温 度在 10 45 摄氏度 为安全计 一般将活性污泥处理的温度控制在 15 35 摄 氏度 低于 5 摄氏度微生物生长缓慢 有毒物质有毒物质 有毒物质 是指对微生物生理活动具有抑制作用的某些无机质及有机质 主要有重金属离子 如锌 铜 镍 铅 铬等 和一些非金属化合物 如酚 醛 氰化物 硫化物等 有毒物质对微生物毒害作用 有一个量的概念 只 有在有毒物质在环境中达到某一浓度时 毒害和抑制作用才显现出来 污水中 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 的各种有毒物质只要低于这一浓度 微生物的生理功能不受影响 有毒物质的 作用还与 pH 值 水温 溶解氧 有无其他有毒物质及微生物的数量以及是否经 过驯化等因素有关 废水的厌氧处理主要用于高浓度有机废水的前处理 厌氧活性污泥的性质 和组成如下 由兼性厌氧菌和专性厌氧菌与废水中的有机杂质形成的污泥颗粒 呈灰色至黑色 有生物吸附作用 生物降解作用和絮凝作用 有一定的沉降性 能 颗粒厌氧活性污泥的直径在 0 5mm 以上 操作流程操作流程 曝气曝气 曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中有机污染物物质充分混合接触 并进而降解吸收并分解的场所 它是活性污泥工艺的核心 曝气系统的作用是 向曝气池供给微生物增长及分解有机物所必须的氧气 并起混合搅拌作用 使 活性污泥与有机物充分接触 在曝气池内 悬浮的大量肉眼可观察到的絮状污 泥颗粒这就叫做活性污泥絮体 随着有机污染物被分解 曝气池每天都净增一 部分活性污泥 这部分叫做剩余活性污泥 用污泥泵直接排出系统之外 污泥 池 培养培养 培养初期 每天闷曝 22h 静置 2h 排放 4L 废水 再加入 4L 自配水 7 天后 污泥颜色呈黑色 沉降性能良好 出水混浊 测量 MLSS SV 的值 反应 过程中 pH 值 COD NH3 N 浓度没有较大的变化 说明培养出的细菌量较少 14 天后 污泥呈浅黑色 沉淀时泥水界面由开始模糊逐渐变得边缘清晰 镜检 时可以观察到草履虫 漫游虫 裂口虫 吸管虫等 随着生物相逐渐变好 预 示菌种培养出来了 测量 MLSS SV 的值 COD 和 NH3 N 去除率分别达到 43 和 10 污泥活性还不强 需要继续培养 此后 每天运行两周期 每周期曝气 10h 静置 2h 30 天后 污泥的絮凝和沉淀性能良好 混合液静置半小时 上 清液清澈透明 泥水界面清晰 污泥呈黄褐色 镜检有大量新型菌胶团 较为 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 密实 可以观察到许多活跃的钟虫 测量污泥 MLSS SV 的值 COD 去除率达到 90 以上 NH3 N 去除率在 30 以上 污泥活性较强 至此认为培养阶段结束 驯化驯化 培养出来的活性污泥含有大量异养菌 而硝化菌是自养菌 污泥中含量非 常少 需要进一步进行驯化 使之占优 与硝化菌相比 反硝化菌对环境的适 应能力强 生长和繁殖快 所以在一般情况下反硝化菌受到废水物质的抑制程 度要比硝化菌小 在活性污泥的驯化过程中 每隔两天提高一次进水 COD 和 NH3 N 浓度 污泥驯化初期 COD 去除率为 85 59 而 NH3 N 去除率仅为 23 21 这是因为异养菌占优势 生长速率快 硝化菌世代时间长 生长速率慢 含量 较少 与异养菌竞争处于不利地位 硝化反应速率低 4 天后 NH3 N 去除率明 显升高 达到了 46 70 这说明系统中的硝化菌逐渐占优势 但 NH3 N 处理效 果还不很理想 还需要继续驯化 使得 NH3 N 的去除率在 90 以上 系统取得 了良好的脱氮效果 达到驯化目的 工艺控制工艺控制 活性污泥系统在实际运行中 污水的水质及水量在不断的变化 环境条件 也在不断的变化 这就需要按照活性污泥中的微生物的代谢规律进行调节控制 使系统处在最佳运行状态 发挥最大的效益 进一步提高出水水质 异常处理异常处理 处理处理 1 1 曝气池有臭味曝气池供氧不足 DO 值 溶解氧 偏低出水氨氮有时较 高加大曝气 2 2 污泥发黑曝气池 DO 过 有机物厌氧分解 H2S 与 F 作用生成 FS 加大曝气 量 3 3 细小污泥漂浮污泥缺乏营养进水氨氮过高 C N 不合适水温超过 40 投 加营养按 BOD5 N P 100 5 1 测定进水氨氮 稀释进水 4 4 上清液浑浊出水水质差 F M 污泥有机负荷 过高有机物氧化不彻底污 泥浓度不够减少进水量培养成熟的活性污泥 引进新活性污泥投入曝气池 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 5 5 曝气池表面出现浮渣进水洗涤剂含量过高或丝状菌过量生长清除浮渣增 加系统剩余污泥的排放 6 6 污泥未成熟 絮粒瘦小 出水浑浊 水质差污水中营养不平衡或不足 PH 值不适投加营养按 BOD5 N P 100 5 1 调整 PH 值 培养成熟的活性污泥 入曝气池 7 7 表面积累一层解絮污泥污泥解絮 出水水质恶化或 PH 值异常停止进水 排泥后投加营养引进新活性污泥 8 8 曝气池泡沫过多 呈白色进水中洗涤剂过多加消泡剂 机油或煤油 9 9 曝气池泡沫不易破碎 发粘进水负荷过高 有机物分解不彻底降低负荷 10 10 曝气池泡沫呈茶色或灰色污泥老化 泥龄过长 解絮污泥附于泡沫上增 加排泥量 11 11 污泥层 泥面 升高 SVI 值高 污泥沉降性差泥龄太长投入混凝剂 PAC 增加排泥量 12 12 污泥色泽转淡曝气池供氧过大 污泥负荷太低 进水营养不足 污泥自 身氧化分解减少曝气量加大进水量投加营养 N P 按 BOD5 N P 100 5 1 基本流程基本流程 活性污泥法 活性污泥法是由曝气池 沉淀池 污泥回流和剩余污泥排除系统所组成 污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液 曝气池是一个生物反应器 通过曝气设备充入空气 空气中的氧溶入污水使活性污泥混合液产生好氧代谢 反应 曝气设备不仅传递氧气进入混合液 且使混合液得到足够的搅拌而呈悬 浮状态 这样 污水中的有机物 氧气同微生物能充分接触和反应 随后混合 液流入沉淀池 混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离 流出沉淀池 的就是净化水 沉淀池中的污泥大部分回流 称为回流污泥 回流污泥的目的 是使曝气池内保持一定的悬浮固体浓度 也就是保持一定的微生物浓度 曝气 池中的生化反应引起了微生物的增殖 增殖的微生物通常从沉淀池中排除 以 维持活性污泥系统的稳定运行 这部分污泥叫剩余污泥 剩余污泥中含有大量 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 的微生物 排放环境前应进行处理 防止污染环境 要使活性污泥法形成一个 实用的处理方法 污泥除了有氧化和分解有机物的能力外 还要有良好的凝聚 和沉淀性能 以使活性污泥能从混合液中分离出来 得到澄清的出水 活性污 泥中的细菌是一个混合群体 常以菌胶团的形式存在 游离状态的较少 菌胶 团是由细菌分泌的多糖类物质将细菌包覆成的粘性团块 使细菌具有抵御外界 不利因素的性能 菌胶团是活性污泥絮凝体的主要组成部分 游离状态的细菌 不易沉淀 而混合液中的原生动物可以捕食这些游离细菌 这样沉淀池的出水 就会更清彻 因而原生动物有利于出水水质的提高 监测项目监测项目 1 1 反映污泥性质的项目污泥沉降比 以 SV 30 为好 污泥体积指数 SVI 50 150 SVI 100 最好 SVI 达到 200 以上则污泥可能膨胀 2 2 反映污泥营养的项目属于污泥营养的测定项目有 BOD5 出水氨氮 至少 1mg L 出水磷 至少 1mg L 二沉池出水 DO 不低于 0 5mg L 3 3 溶解氧 DO 溶解氧 不低于 l 2mg L 二沉池出水 DO 不低于 0 5mg L 4 4 反映污泥环境条件水温 pH 值 BOD5 CoDcr 有毒物质 CN S2 SS NO3 NO2 等 相关政策相关政策 根据现行的 城市污水处理及污染防治技术政策 1 城市污水处理产 生的污泥 应采用厌氧 好氧和堆肥等方法进行稳定化处理 也可采用卫生填 埋方法予以妥善处置 2 日处理能力在 10 万立方米以上的污水二级处理设施 产生的污泥 宜采取厌氧消化工艺进行处理 产生的沼气应综合利用 日处理 能力在 10 万立方米以下的污水处理设施产生的污泥 可进行堆肥处理和综合利 用 采用延时曝气的氧化沟法 SBR 法等技术的污水处理设施 污泥需达到稳 定化 采用物化一级强化处理的污水处理设施 产生的污泥须进行妥善的处理 和处置 3 经过处理后的污泥 达到稳定和无害化要求的 可农田利用 不 能农田利用的污泥 应按有关标准和要求进行卫生填埋处置 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 2 2 絮凝剂 絮凝剂 简介 絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类 其中无 机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂 有机絮凝剂又包括合成有机 高分子絮凝剂 天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂 絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类 其中无机絮 凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂 有机絮凝剂又包括合成有机高分 子絮凝剂 天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂 无机絮凝剂无机絮凝剂 主要分为两大类别 铁制剂系列和铝制剂系列 当然也包括其丛生的高聚 物系列 无机絮凝剂包括硫酸铝 氯化铝 硫酸铁 氯化铁等 其中硫酸铝最早是 由美国开发的 并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂 常用的铝盐有硫酸 铝 AL2 SO4 3 18H2O 和明矾 AL2 SO4 3 K2SO4 24H2O 另一类是铁盐有三氯化 铁水合物 FeCL3 6H2O 硫酸亚铁水合物 FeSO4 7H2O 和硫酸铁 简单的无机聚合物絮凝剂 这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚 合物 如聚合氯化铝 PAC 聚合硫酸铝 PAS 聚合氯化铁 PFC 以及聚合硫酸 铁 PFS 等 无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好 其根本原因在 于它能提供大量的络合离子 且能够强烈吸附胶体微粒 通过吸附 桥架 交 联作用 从而使胶体凝聚 同时还发生物理化学变化 中和胶体微粒及悬浮物 表面的电荷 降低了 电位 使胶体微粒由原来的相斥变为相吸 破坏了胶团 稳定性 使胶体微粒相互碰撞 从而形成絮状混凝沉淀 沉淀的表面积可达 200 1000 m2 g 极具吸附能力 硫酸铁硫酸铁 性状 性状 灰白色粉末或正交棱形结晶流动浅黄色粉末 对光敏感 易吸湿 在水中溶解缓慢 但在水中有微量硫酸亚铁时溶解较快 微溶于乙醇 几乎不 溶于丙酮和乙酸乙酯 在水溶液中缓慢地水解 相对密度 d18 3 097 热至 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 480 分解 商品通常约含 20 水呈浅黄色 也有含 9 分子结晶水的 相对密度 2 1 175 失去 7 分子结晶水 用途 用途 1 用于银的分析 糖的定量测定 用作染料 墨水 净水 铝的雕 刻 消毒 聚合催化剂等 2 分析试剂 糖定量测定 铁催化剂 媒染剂 净 水剂制颜料 药物 3 水处理行业用作净水的混凝剂和污泥的处理剂 4 被 用作媒染剂以及工业废水的凝结剂 也用于颜料中 5 医药上用硫酸铁作收敛 剂和止血剂 6 用于镀锌镍铁合金 镀锌铁钴合金等电解液中 硫酸铝硫酸铝 性质性质 极易溶于水 硫酸铝在纯硫酸中不能溶解 只是共存 在硫酸溶液 中与硫酸共同溶解于水 所以硫酸铝在硫酸中溶解度就是硫酸铝在水中的溶解 度 常温析出含有 18 分子结晶水 为 18 水硫酸铝 工业上生产多为 18 水硫酸 铝 含无水硫酸铝 51 3 即使 100 也不会自溶 溶于自身结晶水 不易风 化而失去结晶水 比较稳定 加热会失水 高温会分解为氧化铝和硫的氧化物 加热至 770 开始分解为氧化铝 三氧化硫 二氧化硫和水蒸气 溶于水 酸 和碱 不溶于乙醇 水溶液呈酸性 水解后生成氢氧化铝 水溶液长时间沸腾 可生成碱式硫酸铝 工业品为灰白色片状 粒状或块状 因含低铁盐而带淡绿 色 又因低价铁盐被氧化而使表面发黄 粗品为灰白色细晶结构多孔状物 无 毒 粉尘能刺激眼睛 作用作用 1 造纸工业中用作纸张施胶剂 以增强纸张的抗水 防渗性能 2 溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物 从而自水中除去 故用作供水和废水的混凝剂 3 用作浊水净化剂 也用作沉淀剂 固色剂 填 充剂等 在化妆品中用作抑汗化妆品原料 收敛剂 4 消防工业中 与小苏打 发泡剂组成泡沫灭火剂 5 分析试剂 媒染剂 鞣革剂 油脂脱色剂 木材防 腐剂 6 白蛋白巴氏杀菌的稳定剂 包括液体或冷冻全蛋 蛋白或蛋黄 7 可作原料 用于制造人造宝石和高级铵明矾 其他铝酸盐 8 燃料工业中 在 生产铬黄和色淀染料时作沉淀剂 同时又起固色和填充剂作用 改性的单阳离子无机絮凝剂改性的单阳离子无机絮凝剂 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 除常用的聚铝 聚铁外 还有聚活性硅胶及其改性品 如聚硅铝 铁 聚 磷铝 铁 改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力 引入羟 基 磷酸根等以增加配位络合能力 从而改变絮凝效果 其可能的原因是 某 些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布 或者是两种以上聚合物 之间具有协同增效作用 聚硅酸絮凝剂聚硅酸絮凝剂 PSAA 由于制备方法简便 原料来源广泛 成本低 是一种 新型的无机高分子絮凝剂 对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力 故 具有极大的开发价值及广泛的应用前景 聚硅酸硫酸铁聚硅酸硫酸铁 PFSS 絮凝剂 发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生 良好的混凝效果 将金属离子引到聚硅酸中 得到的混凝剂其平均分子质量高 达 2 105 有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂 聚磷氯化铁聚磷氯化铁 PPFC 中 PO43 高价阴离子与 Fe3 有较强的亲和力 对 Fe3 的 水解溶液有较大的影响 能够参与 Fe3 的络合反应并能在铁原子之间架桥 形 成多核络合物 对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强 同时 由于 PO43 的参与使矾花的体积 密度增加 絮凝效果提高 聚磷氯化铝聚磷氯化铝 PPAC 也是基于磷酸根对聚合铝 PAC 的强增聚作用 在聚合铝 中引入适量的磷酸盐 通过磷酸根的增聚作用 使得 PPAC 产生了新一类高电荷 的带磷酸根的多核中间络合物 聚硅酸铁聚硅酸铁 PSF 它不仅能很好地处理低温低浊水 而且比硫酸铁的絮凝效果 有明显的优越性 如用量少 投料范围宽 矾花形成时间短且形态粗大易于沉 降 可缩短水样在处理系统中的停留时间等 因而提高了系统的处理能力 对 处理水的 pH 值基本无影响 改性的多阳离子无机絮凝剂改性的多阳离子无机絮凝剂 聚合聚合硫酸硫酸氯化铁铝氯化铁铝 PAFCS 在饮用水及污水处理中 有着比明矾更好的效果 在含油废水及印染废水中 PAFCS 比 PAC 的效果均优 且脱色能力也优 絮凝物 比重大 絮凝速度快 易过滤 出水率高 其原料均来源于工业废渣 成本较 低 适合工业水处理 铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品 它的生产原料氯化 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂 来源广 生产工艺简单 有利于开发 应用 铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物 它是一种更有效地综合了 PAC 和 FeCl3 的优点 增强了去浊效果的絮凝剂 其有效铁铝含量 AL2O3 Fe2O3 大于 22 产品吸湿性强 研究表明 在聚合氯化铝的 PAC 的 有效铝含量大于 PAFCS 有效铝铁含量的情况下 PAFCS 在污水处理中有着比明 矾更好的结果 在含油废水中及印染废水中 PAFCS 比 PAC 的效果均优 且脱色能 力也强 絮凝物比重大 絮凝速度快 易过滤 出水率高 其原料均于工业废 渣 成本较低 适合废水处理 聚合聚铁硅絮凝剂聚合聚铁硅絮凝剂也是其中之一 采用其处理生活污水 其处理效果及 COD 去除率均优于聚合铁 除浊率达 99 以上 脱色率 65 70 COD 去除率达 70 同时可除去生活污水中的大部分氨氮和全部磷 铝铁共聚复合絮凝剂铝铁共聚复合絮凝剂也属于这类产品 它的生产原料氯化铝和氯化铁均是 廉价的传统的无机絮凝剂 来源广 生产工艺简单 有利于开发利用 铝盐和 铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物 它是一种更有效地综合了 PAC 和 FeCL3 的优点 增强了去浊效果的絮凝剂 其中铝铁共聚复合絮凝剂中铁的含量及形 态分布对絮凝性能的影响有待于进一步研究 共聚物的 pH 值由 PAC 和 FeCL3 溶 液的水解能力决定 对应溶液的 pH 值在其两种母液之间 视其中铝盐或铁盐含 量的多少而定 其他其他 聚合硫酸铁聚合硫酸铁是一种多羟基 多核结合体的阳离子型无机高分子絮凝剂 它 可以与水以任意比例快速混合 它比一般的无机混合凝剂有较大的分子量 用 作水处理剂时 具有较强的吸附 絮桥 凝聚沉淀性能 且絮凝体形成大而快 絮体不易破碎 重凝性能好 沉淀后的水过滤快 净水 PH 值范围宽等优点 聚合氯化铝聚合氯化铝属于无机混凝剂 主要是饮用水处理 市政污水处理以及造纸 印染废水处理 其价格低 市场应用范围广 聚合氯化铝铁聚合氯化铝铁加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的 一种新型高效混凝剂 主要用于饮用水以及工业废水处理 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂 有机絮凝剂的优点是比较经济 用法简单 但用量大 絮凝效果低 而且存 在成本高 腐蚀性强的缺点 有机高分子絮凝剂是 20 世纪 60 年代后期才发展 起来的一类新型废水处理剂 与传统絮凝剂相比 它能成倍的提高效能 且价 格较低 因而有逐步成为主流药剂的趋势 加上产品质量稳定 有机聚合类絮 凝剂的生产已占絮凝剂总产量 30 60 某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉 都有絮凝性能 用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能 如将一 种天然多糖进行醚化反应引入羧基 酰胺基等活性基团后 絮凝性能较好 可 加速蔗汁沉降 将天然的高分子物质如淀粉 纤维素 壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚 聚合物有良好的絮凝性能 或兼有某些特殊的性能 国内研制的一些产品 主 要应用于污水处理和污泥脱水 由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解 降解产物有毒 且合成用丙 烯酰胺单体有毒 能麻醉人的中枢神经 应用领域受到一定限制 迫使絮凝剂 向廉价实用 无毒高效的方向发展 品种分类品种分类 有机絮凝剂有不少品种 它们都是含有大量活性基团的高分子有机物 主 要有三大类 1 以天然的高分子有机物为基础 经过化学处理增加它的活性基团含量而 制成 2 用现代的有机化工方法合成的聚丙烯酰胺系列产品 3 用天然原料和聚丙烯酰胺接枝 或共聚 制成 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类 从化学结构上可以 分为以下 3 种类型 1 聚胺型 低分子量阳离子型电解质 2 季铵型 分子量 变化范围大 并具有较高的阳离子性 3 丙烯酰胺的共聚物 分子量较高 可 以几十万到几百万 几千万 均以乳状或粉状的剂型出售 使用上较不方便 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 但絮凝性能好 根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子 型 阴离子型 非离子型 3 大类 有机高分子絮凝剂大分子中可以带 COO NH SO3 OH 等亲水基团 具有链状 环状等多种结构 因其活性基团多 分子量高 具有用量少 浮渣产量少 絮凝能力强 絮体容易分离 除油及除 悬浮物效果好等特点 在处理炼油废水上有不错的效果 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 在国内水处理中使用最广泛的絮凝剂 是合成的聚丙烯酰胺系列产品 主 要分为阴离子型 阳离子型 非离子型和两性离子型 聚丙烯酰胺 polyacrylamide 常简写为 PAM 过去亦有简写为 PHP 水处理使用的各种 PAM 实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸钠经过共聚反应生成的高分子产 物 有一系列的产品 聚丙烯酰胺按分子量的大小可分为超高相对分子量聚丙烯酰胺 高相对分 子量聚丙烯酰胺 中相对分子量聚丙烯酰胺和低相对分子量聚丙烯酰胺 超高 相对分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油 高相对分子量聚丙烯酰胺主 要用做絮凝剂 中相对分子量聚丙烯酰胺主要用做纸张的干强剂 低相对分子 量聚丙烯酰胺主要用做分散剂 聚丙烯酰胺属于高分子聚合物 专业针对各种难以处理的废水的处理以及 污泥脱水的处理 污泥脱水一般采用阳离子聚丙烯酰胺 在市政污水以及造纸 印染行业的污泥处理中 应用广泛 丙烯酰胺的分子式为 CH2 CH CONH2 丙烯酸钠的分子式为 CH2 CH COONa 非离子型有机高分子絮凝剂非离子型有机高分子絮凝剂 非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺 它由丙烯酰胺聚合而得 阴离子型有机高分子絮凝剂阴离子型有机高分子絮凝剂 聚丙烯酸 聚丙烯酸钠 聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物 等聚合物 苯乙烯磺酸盐 木质磺酸盐 丙烯酸 甲基丙烯酸等共聚物 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 阳离子型有机高分子絮凝剂阳离子型有机高分子絮凝剂 2 4 1 季铵化的聚丙烯酰胺 季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将 NH2 经过羟甲基化和季铵化而得 可以 分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合 聚丙烯酰胺 PAM 先与甲醛水溶液反应 酰胺基部分羟甲基化 其次与仲胺 反应进行烷胺基化 然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化 在碱性条件下 先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应 然后与二甲胺反应 冷 却后加盐酸季铵化 产物经蒸发浓缩 过滤 得季铵化丙烯酰胺单体 聚丙烯酰胺的阳离子衍生物聚丙烯酰胺的阳离子衍生物 这类产品多是由丙烯酰胺与阳离子单体共聚合得到的 两性聚丙烯酰胺聚合物两性聚丙烯酰胺聚合物 以部分水解聚丙烯酰胺加入适量甲醛和二甲胺 通过曼尼兹反应合成出具 有羧基和胺甲基的两性型聚丙烯酰胺絮凝剂 丙烯酰胺接枝共聚物丙烯酰胺接枝共聚物 因为淀粉价廉来源丰富 其本身也是高分子化合物 它具有亲水的刚性链 以这种刚性链为骨架 接上柔性的聚丙烯酰胺支链 这种刚柔相济的网状大分 子除了保持原聚丙烯酰胺的功能之外 还具有某些更为优异的性能 复合絮凝剂复合絮凝剂 有机无机复合絮凝剂以品种多样和性能多元化占主导地位 作用机理主要 与协同作用相关 无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒 使形成颗粒并逐渐增大 而 有机高分子成分通过自身的桥联作用 利用吸附在有机高分子上的活性基团产生 网捕作用 网捕其它杂质颗粒一同下沉 同时 无机盐的存在使污染物表面电荷 中和 促进有机高分子的絮凝作用 大大提高絮凝效果 我国无机高分子絮凝剂 的生产和应用已取得长足进展 最具有代表性的聚合氯化铝和聚合硫酸铁的研究 已 居世界前列 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 国外微生物絮凝剂的商业化生产始于 20 世纪 90 年代 因不存在二次污染 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 使用方便 应用前景诱人 如红平红球菌及由此制成的 NOC 1 是目前发现的最 佳微生物絮凝剂 具有很强的絮凝活性 广泛用于畜产废水 膨化污泥 有色 废水的处理 我国微生物絮凝剂的制品尚未见报导 微生物絮凝剂主要包括利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂 利用微生物细 胞壁代谢产物的絮凝剂 直接利用微生物细胞的絮凝剂和克隆技术所获得的絮 凝剂 微生物产生的絮凝剂物质为糖蛋白 粘多糖 蛋白质 纤维素 DNA 等 高分子化合物 相对分子质量在 105 以上 微生物絮凝剂是利用生物技术 从微生物体或其分泌物提取 纯化而获得 的一种安全 高效 且能自然降解的新型水处理剂 由于微生物絮凝剂可以克 服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷 最终实现无污染排放 因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题 微生物絮凝剂的研究者早就发现 一些微生物如酵母 细菌等有细胞絮凝 现象 但一直未对其产生重视 仅是作为细胞富集的一种方法 近十几年来 细胞絮凝技术才作为一种简单 经济的生物产品分离技术在连续发酵及产品分 离中得到广泛的应用 微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物 主要 有糖蛋白 粘多糖 纤维素和核酸等 从其来源看 也属于天然有机高分子絮 凝剂 因此它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点 同时 微生物絮凝剂的 研究工作已由提纯 改性进入到利用生物技术培育 筛选优良的菌种 以较低 的成本获得高效的絮凝剂的研究 因此其研究范围已超越了传统的天然有机高 分子絮凝剂的研究范畴 具有分泌絮凝剂能力的微生物称为絮凝剂产生菌 最早的絮凝剂产生菌是 Butterfield 从活性污泥中筛选得到 1976 年 Nakamura j 等人从霉菌 细菌 放线菌 酵母菌等菌种中 筛选出 19 种具有 絮凝能力的微生物 其中以酱油曲霉 Aspergillus souae AJ7002 产生的絮凝 剂效果最好 1985 年 Takagi H 等人研究了拟青霉素 Paecilomyces sp l 1 微生物产 生的絮凝剂 PF101 PF101 对枯草杆菌 大肠杆菌 啤洒酵母 血红细胞 活性 部分内容来源于网络 有侵权请联系删除 污泥 纤维素粉 活性炭 硅藻土 氧化铝等有良好的絮凝效果 1986 年 Kurane 等人利用红平红球菌 Rhodococcuserythropolis 研制成 功息生物絮凝剂 NOC 1 对大肠杆菌 酵母 泥浆水 河水 粉煤灰水 活性 碳粉水 膨胀污泥 纸浆废水等均有极好的絮凝和脱色效果