水污染控制工程(下)期末复习重点

水污染控制工程 下 期末复习重点水污染控制工程 下 期末复习重点 民大环境工程专业 第九章第九章 污水水质和污水出路污水水质和污水出路 1 城镇污水合流制和分流制的概念 城镇污水合流制和分流制的概念 1 合流制 合流制 用同一管渠收集和输送城市污水和雨水的排水方式 合流制分为直泄式 全处理 截流式 2 分流制 分流制 用不同管渠分别收集和输送各种污水 雨水和生产废 水的排水方式 2 水质污染指标 水质污染指标 是评价水质污染程度 进行污水处理工程设计 反应污水处理厂处理效果 开展水污染控制的基本依据 1 污水的物理性质与污染指标 污水的物理性质与污染指标 温度 色度 嗅和味 固体物质 等 2 2 污水的化学性质与污染指标 污水的化学性质与污染指标 有机物指标 生化需氧量 BOD 化学需氧量 COD 总有 机碳 TOC 总需氧量 TOD 油类污染物 酚类污染物 表面活 性剂 有机酸碱 有机农药 苯类化合物 无机物指标 pH 植物营养元素 重金属 无机性非金属有 害有毒物 总砷 含硫化合物 氰化物等 3 3 污水的生物性质与污染指标 污水的生物性质与污染指标 细菌总数 大肠菌群和病毒 3 3 总量控制标准 总量控制标准 是以水环境质量标准相适应的水体环境容量为 依据而设定的 课后习题课后习题 3 3 生化需氧量 化学需氧量 总有机碳和总需氧量指标的含义是 生化需氧量 化学需氧量 总有机碳和总需氧量指标的含义是 什么 分析这些指标之间的联系与区别 什么 分析这些指标之间的联系与区别 答 1 生化需氧量 BOD 水中有机污染物被好氧微生物分解 时所需的氧量称为生化需氧量 2 化学需氧量 COD 在酸性条件下 用强氧化剂将有机物氧 化为 CO2 H2O 所消耗的氧量 3 总有机碳 TOC 水样中所有有机污染物的含碳量 4 总需氧量 TOD 有机物除碳外 还含有氢 氮 硫等元素 当有机物全都被氧化时 碳被氧化为二氧化碳 氢 氮及硫则被氧 化为水 一氧化氮 二氧化硫等 此时需氧量称为总需氧量 这些指标都是用来评价水样中有机污染物的参数 生化需氧量间 接反映了水中可生物降解的有机物量 化学需氧量不能表示可被微 生物氧化的有机物量 此外废水中的还原性无机物也能消耗部分氧 总有机碳和总需氧量的测定都是燃烧化学法 前者测定以碳表示 后者以氧表示 TOC TOD 的耗氧过程与 BOD 的耗氧过程有本质不同 而且由于各种水样中有机物质的成分不同 生化过程差别也大 各 种水质之间 TOC 或 TOD 与 BOD 不存在固定关系 在水质条件基本相 同的条件下 BOD 与 TOD 或 TOC 之间存在一定的相关关系 第十章第十章 污水的物理处理污水的物理处理 1 格栅的作用 格栅的作用 1 格栅 格栅 格栅由一组 或多组 相平行的金属栅条与框架组成 倾斜安装在进水的渠道 或进水泵站集水井的进口处 以拦截污水 中粗大的悬浮物及杂质 2 作用 作用 去除可能堵塞水泵机组及管道阀门的较粗大悬浮物 并 保证后续处理设施能正常运行 3 选用栅条间距的原则 选用栅条间距的原则 不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备 2 格栅的种类 格栅的种类 按栅条净间隙 可分为粗格栅 50 100mm 中格栅 10 40 细格栅 1 5 10mm 按格栅形状 可分为平面格栅和曲面格栅 3 人工清渣的格栅 人工清渣的格栅 其设计面积应采用较大的安全系数 一般不 小于进水渠道面积的 2 倍 以免清渣过于频繁 4 机械清渣的格栅 机械清渣的格栅 其过水面积一般应不小于进水管渠的有效面 积的 1 2 倍 5 每日栅渣量 每日栅渣量 W 式中 W1 栅渣量 m3 103m3 污水 KZ 生活污水流量总变化系数 6 沉淀类型 沉淀类型 自由沉淀 絮凝沉淀 区域沉淀 压缩沉淀 7 沉砂池 沉砂池 1 平流式沉砂池 平流式沉砂池 平流式沉砂池是一种最传统的沉砂池 它具 有截留无机颗粒效果好构造较简单等优点 但也存在流速不易控制 沉砂中有机性颗粒含量较高 排砂常需要洗砂处理等缺点 平流式沉砂池的系统参数 污水在池内的最大流速为 0 3m s 最小流速为 0 15m s 最大流量时 污水在池内的停留时间不少于 30s 一般为 30 60s 有效水深应不大于 1 2m 一般采用 0 25 1 0m 池宽不小于 0 6m 池底坡度一般为 0 01 0 02 当设置除砂设备时 可根据除砂设备的 要求 考虑池底形状 平流式沉砂池设计计算公式 平流式沉砂池可采用重力排沙或机械排沙 2 2 曝气沉砂池 曝气沉砂池 特点 沉砂中含有机物的量低于 5 由于池中设有曝气设备 它还具有预曝气 脱臭 防止 污水厌氧分解 除泡作用以及加速污水中油类的分离等作用 构造 曝气沉砂池是一个长型渠道 沿渠道壁一侧的整个长度 上 距池底约 60 90cm 处设置曝气装置 在池底设置沉砂斗 池底有 i 0 1 0 5 的 坡度 以保 证砂粒滑入砂槽 为了使曝气能起到池内回流作用 在必要时可在设置曝 气装置的一侧装设挡板 工作原理 污水在池中存在着两种运动形式 其一为水平流动 一 般流速 0 1m s 同时在池的横断面上产生旋转流动 旋转流速 0 4m s 整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式 由于曝气以及水流的螺旋旋转作用 污水中悬浮颗粒相互碰撞 摩 擦 并受到气泡上升时的冲刷作用 使粘附在砂粒上的有机污染物得以 去 除 沉于池底的砂粒较为纯净 有机物含量只有 5 左右 长期搁置 也不至于腐化 设计参数 水平流速一般取 0 08 0 12m s 污水在池内的停留时间为 4 6min 当雨天最大流量时为 1 3min 如作为预曝气 停留时间为 10 30min 池的有效水深为 2 3m 池宽与池深比为 1 1 5 池的长宽 比可达 5 当池长宽比大于 5 时 应考虑设置横向挡板 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气 孔径为 2 5 6 0mm 距池 底约为 0 6 0 9m 并应有调节阀门 每立方污水所需曝气量宜为 0 1 0 2m3 空气 或每立方 池表面积曝气量 3 5m3 h 曝气沉砂池的形状应尽可能不产生偏流和死角 在砂槽上 方宜安装纵向挡板 进出口布置 应防止产生短流 8 8 沉淀池 沉淀池 按水流方向分为平流式 竖流式和辐流式三种沉淀池 按工艺布置不同分为初沉池和二沉池 辐流式沉淀池结构 池体平面多为圆形 也有方形的 直径较大而深度较小 直径 为 20 100 米 池中心水深不大于 4 米 周边水深不小于 1 5 米 废水自池中心进水管入池 沿半径方向向池周缓慢流动 悬浮物在 流动中沉降 并沿池底坡度进入污泥斗 澄清水从池周溢流入出水 渠 沉淀池由五个部分组成 即 进水区 出水区 沉淀区 贮泥 区及缓冲区 9 9 提高沉淀池沉淀效率的有效途径 提高沉淀池沉淀效率的有效途径 在沉淀区增设斜板 管 对污水进行曝气搅动 回流部分活性污泥 1010 废水中油的存在形态 废水中油的存在形态 可浮油 细分散油 乳化油和溶解油 1111 气浮池的工作原理 气浮池的工作原理 水和废水的气浮法处理技术是将空气以微 小气泡形式通入水中 使微小气泡与在水中悬浮的颗粒粘附 形成 水 气 颗粒三相混合体系 颗粒粘附上气泡后 密度小于水即上浮 水面 从水中分离出去 形成浮渣层 由此可知 浮上法处理工艺 必须满足下述基本条件 必须向水中提供足够量的细微气泡 必须使污水中的污染物质能形成悬浮状态 必须使气泡与悬浮的物质产生粘附作用 1212 化学药剂的投加对气浮效果的影响 化学药剂的投加对气浮效果的影响 一般的疏水性或亲水性的物质 均需投加化学药剂 以改变颗粒 的表面性质 增加气泡与颗粒的吸附 这些化学药剂分为混凝剂 混凝剂 浮选剂 助凝剂 抑制剂 调节剂浮选剂 助凝剂 抑制剂 调节剂 课后练习课后练习 9 在废水处理中 气浮法与沉淀法相比较 各有何缺点 答 沉淀法沉淀法它是利用水中悬浮颗粒的可沉淀性能在重力场的作用下 以达到固液分离的一种过程 主要去除污水中的无机物 以及某些 比重较大的颗粒物质 浮上法浮上法是一种有效的固 液和液 液分离方 法 特别对那些颗粒密度或接近或小于水的以及非常细小颗粒 更 具有特殊优点 与气浮法相比较 沉淀法的优点是这一物理过程简 便易行 设备简单 固液分离效果良好 与沉淀法相比较气浮法的 优点 1 气浮时间短 一般只需要 15 分钟左右 去除率高 2 对去除废水中的纤维物质特别有效 有利于提高资源利用率 效 益好 3 应用范围广 它们缺点缺点是都有局限性 单一化 气浮法气浮法 能够分离那些颗粒密度接近或者小于水的细小颗粒 适用 于活性污泥絮体不易沉淀或易于产生膨胀的情况 但是产生微细气 泡需要能量 经济成本较高 沉淀法沉淀法 能够分离那些颗粒密度大于水能沉降的颗粒 而且固液的 分离一般不需要能量 但是一般沉淀池的占地面积较大 第十一章第十一章 污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础污水生物处理的基本概念和生化反应动力学基础 1 1 好氧呼吸 好氧呼吸 是营养物质进入好氧微生物细胞后 通过一系列氧化 还原反应获得能量的过程 好氧呼吸过程实质上是脱氢和氧活化相 结合的过程 在这过程中 同时放出能量 2 2 缺氧呼吸 缺氧呼吸 是在无分子氧 O2 的情况下进行的生物氧化 3 3 好氧生物处理 好氧生物处理 是在有游离氧 分子氧 存在的条件下 好氧微 生物降解有机物 使其稳定 无害化的处理方法 1 1 原理 原理 微生物利用废水中存在的有机污染物 以溶解状与胶体状 的为主 作为营养源进行好氧代谢 这些高能位的有机物质经过一 系列的生化反应 逐级释放能量 最终以低能位的无机物质稳定下 来 达到无害化的要求 以便返回自然环境或进一步处置 2 2 使用条件 使用条件 目前对中 低浓度的有机废水 或者说 BOD5 浓度小 于 500mg L 的有机废水 基本上采用好氧生物处理法 在废水处理工程中 好氧生物处理法有活性污泥法活性污泥法和生物膜法生物膜法两大 类 4 4 厌氧生物处理 厌氧生物处理 是在没有游离氧存在的条件下 兼性细菌与厌氧 细菌降解和稳定有机物的生物处理方法 1 1 原理 原理 在厌氧生物处理过程中 复杂的有机化合物被降解 转 化为简单的化合物 同时释放能量 2 2 使用条件 使用条件 对于有机污泥和高浓度有机废水 一般 BOD5 2000mg L 可采用厌氧生物处理法 5 5 生物脱氨 生物脱氨 污水生物脱氮处理过程中氮的转化主要包括安化 硝 化和反硝化作用 其中氨化可在好氧或厌氧条件下进行 硝化作用 是在好氧条件下进行 反硝化作用在缺氧条件下进行 生物脱氮是 含氮化合物经过氨化 硝化 反硝化后 转化为 N2 而被去除的过程 第十二章第十二章 活性污泥法活性污泥法 1 1 活性污泥由四部分物质组成 活性污泥由四部分物质组成 具有活性的微生物群体 Ma 微生 物自身氧化的残留物质 Me 原污水挟入的不能被微生物降解或暂 时没有降解的有机物质 Mi 原污水挟入的无机物质 Mii 2 2 活性污泥的评价方法 活性污泥的评价方法 1 生物相观察 2 混合液悬浮固体浓度 MLSS 指曝气池中单位体积混合物中活 性污泥悬浮固体的质量 亦称污泥浓度 单位 mg L 或 kg m3 MLSS Ma Me Mi Mii 物理意义 表示活性污泥在曝气池混合液中的 浓度 3 混合液挥发性悬浮固体浓度 MLVSS 是指混合液悬浮固体中有 机物的质量 单位 mg L 或 kg m3 MLVSS Ma Me Mi 物理意义 表 示有机悬浮固体的浓度 4 污泥沉降比 SV 是指曝气池混合液静置 30min 后沉淀污泥的 体积分数 通常采用 1L 的量筒测定污泥沉降比 5 污泥体积指数 SVI 指曝气池出口处的混合液经过 30min 静 置沉淀后 每单位质量干污泥所形成的沉淀污泥体积 常用单位 mL g SVI 更能准确地评价污泥凝聚性能及沉淀性能 3 3 活性污泥法的基本流程 活性污泥法的基本流程 包括曝气池 沉淀池 污泥回流及剩余 污泥排除系统等基本组成部分 1 曝气池 活性污泥工艺的核心 活性污泥与水中有机污染物充分 混合接触 进而将其分解吸收的场所 2 曝气装置 向曝气池提供氧气 满足微生物需求 3 二沉池 将活性污泥与处理完的水分离 4 回流污泥系统 回流部分活性污泥 保证曝气池有足够的微生物 浓度 5 回流污泥泵要求大流量 低扬程 转速不能太快以免破坏絮体 剩余污泥排放 一般需要后续处理 活性污泥法基本流程图 4 4 活性污泥法曝气池反应池的基本形式 活性污泥法曝气池反应池的基本形式 推流式 完全混合式 封 闭环流式及序批式四大类 5 5 推流式曝气池 推流式曝气池 多采用矩形廊道式曝气池 污水和回流污泥从池 首进入 混合液以活塞流的流态逐渐向池尾部流动 从池末端出水 堰流出 进入二沉池 根据断面上的水流情况 又可分为平移推流 式和旋转推流式 6 6 完全混合曝气池 完全混合曝气池 池型可以为圆形 也可以为方形或矩形 曝气 设备可采用表面曝气机 置于池的表面中心 废水从池底进入 在 曝气机的搅拌下和全池混合 水质均匀 不像推流曝气池那样上下 段有明显的区别 7 7 延迟曝气法 延迟曝气法 延时曝气 40 年代末到 50 年代初在美国流行 特点 是曝气时间很长 MLSS 较高 可达 3000 6000mg L 活性污泥在时 间和空间上部分出于内源呼吸状态 产生污泥少而稳定 从而减少 需要处置的污泥量 同时长时间曝气可以提高工程的稳定性 代价 是反应器体积较大 主要有氧化沟和完全混合式曝气沉淀池两种曝 气池结构 8 8 序批式活性污泥法 序批式活性污泥法 SBRSBR 法 法 1 序批间歇式的含义 运行操作在空间上是按序列 间歇运行 的 每个 SBR 反应器运行时间上也是按次序排列间歇运行的 2 工艺性能特点 流程简单 造价低 耐冲积负荷 在一般情况下不需设调节池 自动化程度高 易于维护管理 运行操作灵活 可达到脱氮除磷的效果 污泥沉降性能好 反应推动力大 出水水质好 9 9 氧化沟 氧化沟 OxidationOxidation DictchDictch 延时曝气的一种特殊形式 又称 连续环式反应池 特征为 a 呈环状沟渠 平面多为椭圆形或圆形 总长为几十米至百米以上 b 沟深取决于曝气装置 一般为 2 6m c 流态特性介于完全混合和推流之间 特点 a 对水温 水质和水量的变动有较强的适应性 b 污泥龄一般可达 15 30d c 污泥产率低 且多已达到稳定的程度 不需再进行消化处理 1010 膜生物反应器 膜生物反应器 MBRMBR 是用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分 离的污水处理装置 为膜分离技术与活性污泥法的有机结合 1111 曝气设备 曝气设备 主要分为鼓风曝气和机械曝气两大类 1 鼓风曝气 系统是进风空气过滤器 鼓风机 空气输配管系统和 浸没于混合液下的扩散器组成 2 机械曝气 了解 一般机械曝气包括表面曝气和淹没叶轮曝气 表面曝气用安装于曝气池表面的表面曝气机来实现的 表面曝气机 分竖式和卧式两种 P课本 137 1212 A A2 2 O O 工艺工艺 在一个处理过程中同时具有厌氧区 缺氧区 好氧 区 能够同时做到脱氮 除磷和有机物的降解 其工艺流程图如下 1313 生物脱氮除磷系统的影响因素 生物脱氮除磷系统的影响因素 了解 1 环境因素 如温度 pH DO 2 工艺因素 如污泥泥龄 各反应区的水力停留时间 二沉池 的沉淀效果 3 污水成分 如污水中易降解的有机物浓度 BOD5 与 N P 的 比值等 1414 二次沉淀池 简称二沉池 二次沉淀池 简称二沉池 是整个活性污泥法系统中非常重 要的组成部分 整个系统分处理效能与二沉池的设计和运行密切相 关 在功能上要同时满足澄清 固液分离 和污泥浓缩 提高回流 污泥的含固率 两方面的要求 它的工作效果将直接影响系统的出 水水质和回流污泥浓度 1515 污泥浓缩 污泥浓缩 采用重力或气浮法降低污泥含水量 使污泥稠化的 过程 1616 沉淀池表面积计算公式 沉淀池表面积计算公式 q Q A 式中 A 澄清区表面积 m2 Q 污水设计流量 用最大时流量 m3 h q 表面水力负荷 m3 m2 h 或 m h 1717 污泥回流比 污泥回流比 曝气池中回流污泥的流量与进水流量的比值 一 般用百分数表示 符号为 R 污泥量回流量的大小一般为 20 50 有时也高达 150 其直接影响曝气池污泥的浓度和二次沉淀池的沉 降状况 课后习题课后习题 4 解释污泥泥龄的概念 说明它在污水处理系统设计和 运行管理中的作用 答 1 污泥泥龄为在处理系统中微生物的平均停留时间 2 作用 污泥泥龄是活性污泥处理系统设计 运行的重要参数 在 理论上也有重要意义 以污泥泥龄作为生物处理的控制参数 其重 要性是明显的 因为通过控制污泥泥龄 可以控制微生物的比增长 速率及系统中微生物的生理状态 第十三章第十三章 生物膜法生物膜法 1 1 生物膜法的定义 生物膜法的定义 污水和生物膜接触后 污染物被微生物吸收转 化 污水得到净化的污水处理方法 生物膜法是一大类生物处理法 的统称 包括生物滤池 生物转盘 生物接触氧化池 曝气生物滤 池及生物流化床等工艺形式 其共同的特点是微生物附着生长在滤 料或填料表面上 形成生物膜 2 2 生物膜法的净化过程生物膜法的净化过程 生物膜法去除污水中污染物是一个吸附 稳定的复杂过程 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和吸附 有机物的氧化分解和 微生物的新陈代谢等过程 3 3 生物膜法污水处理特征 生物膜法污水处理特征 与传统活性污泥法相比 生物膜法处理 污水技术因为操作方便 剩余污泥少 抗冲击负荷等特点 适合于 中小型污水处理厂 1 微生物方面的特征 微生物种类丰富 生物的食物链长 存活世代时间长的微生物 有利于不同功能的优势菌群分段运行 2 处理工艺方面的特征 对水质 水量变动有较强的适应性 适合低浓度污水的处理 剩余污泥产量少 运行管理方便 缺点 滤料增加了工程建设的投资 生物膜法工艺设计和运行 不当可能发生滤料破损 堵塞等现象 4 4 生物滤池的概述 生物滤池的概述 生物滤池是以土壤自净原理为依据 在污水灌溉的实践基础上 经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术 早期的普通生物滤池水力负荷和有机负荷都很低 虽然净化效果好 但占地面积大 易于堵塞 后来开发出采用处理水回流 水力负荷 和有机负荷都较高的高负荷生物滤池 以及污水 生物膜和空气三 者充分接触 水流紊动剧烈 通风条件改善的塔式生物滤池 近年 来发展起来的曝气生物滤池已成为一种独立的生物膜法污水处理工 艺 5 5 生物滤池法的基本流程 生物滤池法的基本流程 有初沉池 生物滤池 二沉池组成 6 6 生物滤池流程分选择 生物滤池流程分选择 在确定流程时 通常需要解决的问题是 是否设初沉池 采 用几级滤池 是否采用回流 回流方式和回流比分确定 废水含悬浮物较多时 采用拳状滤料时 需有初沉池 以避免生 物滤池阻塞 处理城市污水时 一般都设初沉池 考虑用二沉池出水回流的情况 入流有机物浓度较高 可能引起供氧不足时 有研究提出生物滤 池的入流 bCOD 应小于 400mg L 水量很小 无法维持最小经验值以下的水力负荷时 污水中某种污染物在高浓度时可能抑制微生物生长的情况 7 7 生物滤池的运行 生物滤池的运行 P课本 219 220 8 8 生物流化床的概念 生物流化床的概念 是指为提高生物膜法的处理效率 以砂 或 无烟煤 活性炭等 作填料并作为生物膜载体 废水自下向上流过 砂床使载体层呈流动状态 从而在单位时间加大生物膜同废水的接 触面积和充分供氧 并利用填料沸腾状态强化废水生物处理过程的 构筑物 9 9 生物流化床的优缺点 生物流化床的优缺点 1 主要优点 容积负荷高 抗冲击负荷能力强 微生物活性高 传质效果好 2 主要缺点 设备的磨损较固定床严重 载体颗粒在湍流过程中 会被磨损变小 此外 设计时还存在着生产放大方面的问题 如防 堵塞 曝气方法 进水配水系统的选择和生物颗粒流失等 课后习题课后习题 8 影响生物滤池的处理效率的因素有哪些 它们是如 何影响处理效果的 答 滤池高度 随着滤床深度增加 微生物从低级趋向高级 种 类逐渐增多 生物膜量从多到少 各层生物膜的微生物不相同 处理 污水的功能和速率也随之不同 负荷率 在低负荷条件下 随着滤率的提高 污水中有机物的传 质速率加快 生物膜量增多 滤床特别是它的表面很容易堵塞 在 高负荷条件下 随着滤率的提高 污水在生物滤床中停留的时间缩 短 出水水质将相应下降 回流 1 回流可提高生物滤池的滤率 它是使生物滤池负荷率 由低变高的方法之一 2 提高滤率有利于防止产生灰蝇和减少恶 臭 3 当进水缺氧 腐化 缺少营养元素或含有有害物质时 回 流可改善进水的腐化状况 提供营养元素和降低毒物质浓度 4 进水的质和量有波动时 回流有调节和稳定进水的作用 供氧 微生物的好氧性 厌氧性 兼氧性使微生物有不同的氧需 求 氧气量就制约了微生物的活性 进而影响了微生物分解有机物 反应速率 进而影响了处理效果 第十四章第十四章 稳定塘和污水的土地处理稳定塘和污水的土地处理 1 1 好氧塘 好氧塘 1 1 概念 概念 好氧塘是一类在有氧状态下净化污水的稳定塘 它完全 依靠藻类光合作用和塘表面风力搅动自然复氧供氧 2 2 净化机理 净化机理 塘内存在着菌 藻和原生动物的共生系统 有阳光 照射时 塘内的藻类进行光合作用 释放出氧 同时 由于风力的 搅动 塘表面的好氧型异氧细菌利用水中的氧 通过好氧代谢氧化 分解有机污染物并合成本身的细胞质 细胞增殖 其代谢产物 CO2 则是藻类光合作用的碳源 塘内菌藻生化反应可用下式 A 和 B 表示 细菌的降解作用 有机物 O2 H CO2 H2O NH4 C5H7O2N A 藻类的光合作用 106CO2 16NO3 HPO42 122H2O 18H C106H263O110N16P 138O2 B 上述生化反应表明 好氧塘内有机污染物的降解过程 是溶解性有 机污染物转换为无机物和固态有机物 细菌和藻类细胞的过程 2 2 兼性塘 兼性塘 是指在上层有氧 下层无氧的条件下净化污水的稳定塘 是最常用的塘型 兼性塘运行效果主要取决于藻类光合作用产氧量 和塘表面的复氧情况 3 3 污水土地处理系统的净化原理 污水土地处理系统的净化原理 污水土地处理系统的净化机理十分复杂 它包含了物理过滤 物 理吸附 物理沉积 物理化学吸附 化学反应和化学沉淀 微生物 对有机物的降解等过程 因此 污水在土地处理系统中的净化是一 个综合净化过程 1 BODBOD 的去除的去除 BOD 大部分是在土壤表层土中去除的 土壤中含有大量的种 类繁多的异氧型微生物 它们能对被过滤 截留在土壤颗粒空隙 间的悬浮有机物和溶解有机物进行生物降解 并合成微生物新细 胞 当污水处理的 BOD 负荷超过让土壤微生物分解 BOD 的生物氧 化能力时 会引起厌氧状态或土壤堵塞 2 磷和氮的去除磷和氮的去除 在土地处理中 磷主要是通过植物吸收 化学反应和沉淀 与土壤中的钙 铝 铁等离子形成难溶的磷酸盐 物理吸附和 沉淀 土壤中的黏土矿物对磷酸盐的吸附和沉积 物理化学吸附 离子交换 络和吸附 等方式被去除 其去除效果受土壤结构 阳离子交换容量 铁铝氧化物和植物对磷的吸收等因素的影响 氮主要是通过植物吸收 微生物脱氮 氨化 硝化 反硝化 挥发 渗出 氨在碱性条件下逸出 硝酸盐的渗出 等方式被去 除 其去除率受作物的类型 生长期 对氮的吸收能力 以及土 地处理系统等工艺因素 的影响 3 悬浮物质的去除悬浮物质的去除 污水中的悬浮物质是依靠作物和土壤颗粒间的孔隙截留 过 滤去除的 土壤颗粒的大小 颗粒间孔隙的形状 大小 分布和 水流通道 以及悬浮物的性质 大小和浓度等都影响对悬浮物的 截留过滤效果 若悬浮物的浓度太高 颗粒太大会引起土壤堵塞 4 病原体的去除病原体的去除 污水经土壤处理后 水中大部分的病菌和病毒可被去除 去 除率可达 92 97 其去除率与选用的土地处理系统工艺有关 其中地表漫流的去除率较低 但若有较长的漫流距离和停留时间 也可以达到较高的去除效率 5 重金属的去除重金属的去除 重金属的去除主要是通过物理化学吸附 化学反应与沉淀等 途径被去除的 重金属离子在土壤胶体表面进行阳离子交换而被 置换 吸附 并生成难溶性化合物被固定于矿物晶格中 重金属 于某些有机物生成可吸性鳌合物被固定于矿物质晶格中 重金属 离子于土壤的某些组分进行化学反应 生成金属磷酸盐和有机重 金属等沉积于土壤中 4 4 污水土地处理系统的工艺类型 污水土地处理系统的工艺类型 慢速渗滤系统 快速渗滤系统 地表漫流系统和地下渗滤系统 5 5 人工湿地系统 人工湿地系统 是通过人为地控制条件 利于湿地复杂特殊的物 理 化学和生物综合功能净化污水的污水净化系统 课后习题课后习题 2 试述好氧塘 兼性塘和厌氧塘净化污水的基本原理及 优缺点 略 第十五章第十五章 污水的厌氧生物处理污水的厌氧生物处理 1 1 厌氧消化 厌氧消化 在无氧条件下 污泥中的有机物由厌氧微生物进行降 解和稳定的过程 2 2 厌氧消化的影响因素 厌氧消化的影响因素 温度 低温消化 15 20 中温消化 35 38 高温消化 52 55 工艺中应采取保温及温控措施 pH 甲烷菌适宜 pH 6 8 7 2 为此需要在线监控 投加石灰 或 Na2CO3 中和微生物产生的酸 碳氮比 C N 一般要满足 COD N P 800 5 1 即可 实际处理液 的 C N 以 10 20 1 为宜 缺氮磷可以通过施加化肥达到目的 硫化物 甲烷菌最佳生长需要 11 5mg L 的硫 以 H2S 计 目 前高负荷反应器硫化物可以达到 150 200mg L 有毒物质 尤其是重金属的毒害作用很大 如果运行不顺利 可以考虑是否为重金属原因 搅拌和混合 要求适合的搅拌速度 污泥泥龄 较长的泥龄有利于厌氧微生物繁殖生存 3 3 上流式厌氧污泥床反应器 上流式厌氧污泥床反应器 UASBUASB 是集生物反应与沉淀于一体 主要构造包括 污泥床 污泥悬浮层 沉淀区 三相分离器及进 水系统 特点 进水基质营养比 C N P 250 5 1 进水 SS 小于 4000 5000mg L 启动阶段应小于 2000mg L 氨氮一般小于 1000mg L 50 200mg L 有利于微生物生长 硫酸根浓度应小于 5000mg L 第十六章第十六章 污水的化学与物理化学处理污水的化学与物理化学处理 1 1 混凝原理 混凝原理 1 混凝 是通过向废水中投加化学药剂 混凝剂 破坏胶体的 稳定性 使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀 得以与水分离 使废水得到净化 2 混凝机理 压缩双电层作用 吸附电中和 吸附架桥作 用 沉淀物网捕作用 2 2 混凝剂 混凝剂 coagulant coagulant 一般把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为 混凝剂 3 3 混凝剂种类 混凝剂种类 1 无机盐类混凝剂 目前应用最广的是铝盐和铁盐 传统的铝盐 混凝剂主要有硫酸铝 明矾等 传统的铁盐混凝剂主要有三氯化铁 硫酸亚铁和硫酸铁等 2 高分子混凝剂 分无机和有机两类 4 4 有关混凝设备的计算 有关混凝设备的计算 1 混凝剂的溶解配制 溶液池容积 V1 溶解池体积 m3 Q 处理水量 m3 h A 混凝剂的最大用量 mg L w 溶液质量分数 n 每天配制次数 一般为 2 6 次 溶液的度近似取水密度 1 103kg m3 溶解池体积 5 5 高级氧化技术 高级氧化技术 又称做深度氧化技术 以产生具有强氧化能力的 羟基自由基 OH 为特点 在高温高压 电 声 光辐照 催化剂 等反应条件下 使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子 物质 6 6 几个代表性的高级氧化工艺 几个代表性的高级氧化工艺 1 Fenton 法 是一种深度氧化技术 即利用 Fe2 和 H202之间的 链反应催化生成 OH 自由基 而 OH 自由基具有强氧化性 能氧化 各种有毒和难降解的有机化合物 以达到去除污染物的目的 2 H2O2 UV 工艺 该体系对有机物的去除能力比单独的 H2O2 更强 它不仅能有效去除水中的有机污染物 而且不会造成二次污染 7 7 吸附法在污水处理中的应用 吸附法在污水处理中的应用 由