生化尾水深度处理技术（水污染控制技术）

生化尾水深度处理技术

砂滤技术砂滤技术过滤是使含悬浮物的废水流过具有一定孔隙率的过滤介质，水中的悬浮物被截留在介质表面或内部而除去的技术。一、过滤定义砂滤技术

二、过滤分类根据所采用的过滤介质不同，可将过滤分为四类：格筛过滤微孔过滤膜过滤深层过滤砂滤技术过滤的机理可分为以下三种：（1）阻力截留（2）重力沉降（3）接触絮凝三、过滤机理砂滤技术（1）阻力截留当废水流过滤料层时，粒径较大的悬浮物颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污能力随之变得越来越高。结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用。这种作用属于阻力截留或筛滤作用。砂滤技术（2）重力沉降废水通过滤料层时，众多的滤料介质表面提供了巨大的沉降面积。水中颗粒由于自身的重力作用或惯性作用而脱离流线被抛向滤料表面。砂滤技术（3）接触絮凝由于滤料有较大的表面积，它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外，砂粒在水中表面常带有负电荷，能吸附带有正电的铁、铝等胶体，从而在滤料表面形成带正电的薄膜，进而又吸附带负电荷的粘土及多种有机胶体，在砂粒上发生接触絮凝。表面对尚未凝聚的胶体还能起到接触碰撞的媒介作用，促进其凝聚砂滤技术四、过滤的基本过程过滤过程分为过滤和反冲洗两个过程。砂滤技术废水由上到下通过一定厚度的由一定粒度的粒状介质组成的床层，由于粒状介质之间存在大小不同的孔隙，废水中的悬浮物被这些孔隙截留而除去。

滤料废水过滤水过滤过程砂滤技术通过上升水流的作用使滤料呈悬浮状态，滤料间的孔隙变大，由于水流剪力及颗粒间相互碰撞作用，滤料颗粒表面杂质被剥离下来，污染物随水流带走，从而得到清洗。反洗完成后再进行过滤，所以通常过滤过程是间断进行的。

滤料反洗废水反洗水入口反冲洗过程砂滤技术（1）膨胀率：滤料层膨胀后与膨胀前的厚度差与过滤时滤料的厚度之比，用百分数表示。一般用符号e表示。（2）反冲洗强度：单位时间内单位滤池面积所通过的反冲洗水量称为反冲洗强度，通常用q表示，它的单位是L/(m2·s)。五、相关参数砂滤技术（3）反冲洗时间：反冲洗时间依滤层污染程度而异，应根据运行情况来确定。（4）反冲洗水头：反冲洗所需水头等于滤层、垫层、配水系统及管路的水头损失之和，并留有1.5～2.0m的富余水头。具体可根据有关流体力学的方法计算。（5）反冲洗水的供应和排除：一般是用滤后水作为反冲洗用水。反冲洗水可用水塔或水泵供给。反冲洗排出的污水应及时排除，通常返回处理系统的首端。砂滤技术（6）空气冲洗：空气冲洗是在滤料层和垫层之间加空气管，在反冲洗的同时鼓入压力空气，增加对颗粒的搅动，增加颗粒之间互相碰撞和摩擦的机会，加强反冲洗效果。强度据具体情况确定。（7）表面冲洗：在过滤含有机物质较多的原水时，滤层表面往往生成由滤料颗粒、悬浮物和粘性物形成的泥球。为了破坏泥球，提高冲洗质量，常用压力水进行表面冲洗。砂滤技术六、滤层结构滤料层是滤池的核心部分。作为快滤池的滤料有石英砂、无烟煤、大理石粒、磁铁矿粒以及人造轻质滤料等，其中以石英砂应用最为广泛。对滤料的要求：（1）有足够的机械强度；（2）有较好的化学稳定性；（3）有适宜的级配和足够的空隙率；（4）滤料的外形最好接近于球形，表面粗糙而有棱角；（5）价廉易得。滤料粒径、滤层高度和滤速是滤池的主要参数。根据填充情况，滤池分为单层滤池、双层滤池和三层滤池。后两种滤池是为了提高滤层的截污能力。砂滤技术单层滤池的滤料层结构砂滤技术双层滤池的滤料层结构粗粒无烟煤细粒石英砂砂滤技术三层滤池的滤料层结构粗粒无烟煤更细的磁铁矿细粒石英砂滤技术垫料层作用：垫料层主要起承托滤料的作用，故亦称承托层，一般配合大阻力配水系统使用。对垫层的要求：要求垫料层不被反洗水冲动；形成的孔隙均匀，使布水均匀；化学稳定性好；机械强度高。通常，垫料层采用天然卵石或碎石。砂滤技术配水系统作用：均匀收集滤后水，所以它又称为排水系统；更重要的是均匀分配反冲洗水。配水系统的合理设计是滤池正常工作，保持滤料层稳定的重要保证。砂滤技术管式大阻力配水系统砂滤技术小阻力配水系统的滤头砂滤技术

生化尾水深度处理技术吸附技术吸附技术吸附是指利用多孔性固体物质吸附废水中某种或几种污染物，以回收或去除某些污染物，从而使废水得到净化的方法。具有吸附能力的多孔性固体物质称为吸附剂(absorbent)。而废水中被吸附的物质称为吸附质(adsorbate)。一、吸附机理吸附技术二、吸附类型吸附技术（1）物理吸附吸附剂和吸附质之间通过分子间力作用产生吸附过程。没有选择性。吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上，而是多少能在界面范围内自由移动。物理吸附主要发生在低温状态下，放热较小。可以是单分子层或多分子层吸附。解吸容易。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的表面积和细孔分布。三、吸附特点吸附技术（2）化学吸附吸附剂与吸附质之间通过化学键力结合而引起的吸附过程。有选择性，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用。一般为单分子层吸附，分子不能在表面自由移动。吸附时放热量较大；通常需要一定的活化能。在低温时，吸附速度较小。吸附牢固，解吸困难。吸附技术（3）离子交换吸附指吸附质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的其他离子。吸附力为静电引力有一定的选择性吸附热与物理吸附相近吸附技术吸附平衡吸附过程是吸附和解吸的一个可逆的平衡过程。当废水和吸附剂充分接触后：一方面，溶液中的吸附质被吸附剂吸附：吸附过程另一方面，由于热运动的结果使一部分已被吸附的吸附质脱离吸附剂的表面，又回到液相中去：解吸过程

当吸附速度和解吸速度相等时，即达到动态的吸附平衡。四、吸附相关定义吸附技术达到吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的质量。一般用qe表示，单位为mg/g或g/g。吸附容量吸附技术吸附速度（adsorptionrate)是指单位质量的吸附剂在单位时间内所吸附的吸附质的数量。吸附速度取决于吸附剂和吸附质的性质，实际废水处理中，由于废水中的成分复杂，吸附速度由试验来确定。吸附速度决定了废水和吸附剂的接触时间(contacttime)。吸附速度越快，接触时间越短，所需的吸附设备的容积也就越小。吸附速度吸附技术吸附质的性质吸附质的溶解度、表面自由能、极性、吸附质分子大小和不饱和度、吸附质的浓度等。吸附剂的性质吸附剂的比表面积、种类、极性、颗粒大小、细孔的构造和分布情况及表面化学性质等操作条件pH值、温度、共存离子、接触时间、混合程度等五、影响因素吸附技术六、吸附剂吸附选择性好吸附容量大；吸附平衡浓度低；机械强度高；化学性质稳定；容易再生和再利用；制作原料来源广泛，价格低廉。吸附技术（1）活性炭活性炭是一种非极性吸附剂。是由含炭为主的物质为原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。高的比表面积(500-2000m2/g)极其丰富、发达的微孔(占总表面积的95%)

良好的吸附性能和稳定的化学性质，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。吸附技术（2）树脂树脂吸附剂也叫做吸附树脂，是一种新型有机吸附剂。具有立体网状结构，呈多孔海绵状，加热不熔化，可在150℃下使用，不溶于一般溶剂及酸、碱，比表面积可达800m2/g。按照基本结构分类，吸附树脂大体可分为非极性、中性、极性和强极性四种类型。吸附技术（3）腐殖酸腐殖酸是一组具有芳香结构、性质相似的酸性物质的复合混合物。腐殖酸的结构单元中含有大量的活性基团，包括酚基、羧基、醇基、甲氧基、羰基、醌基、胺基和磺酸基等，这些基团具有阳离子吸附性能。主要用于吸附工业废水中的金属离子，如汞、铬、锌、镉、铅、铜等。吸附技术解吸再生就是在保持吸附剂结构不发生或者稍微发生变化的情况下将吸附质由吸附剂的表面去除，以恢复其吸附性能的过程。吸附剂的解吸再生方法有：

加热再生法化学氧化再生法药剂再生法生物再生法等七、吸附剂的解吸再生生物转盘技术种类处理温度主要条件加热再生加热脱附高温加热再生（炭化再生）100～200750～950℃（400～500℃）水蒸气、惰性气体水蒸气、燃烧气体、CO2药剂再生无机药剂有机药剂（萃取）常温～80℃常温～80℃HCl、H2SO4、NaOH、氧化剂有机溶剂（笨、丙酮、甲醇等）生物再生温式氧化分解电解氧化常温180～220℃、加压常温好气菌、厌气菌O2、空气、氧化剂O2吸附剂再生方法

生物转盘技术特点：适应范围广；处理效果好；可回收有用物料；吸附剂可重复使用；缺点是对进水预处理要求较高，运转费用较高，系统庞大，操作较麻烦。应用范围：脱色，除臭味，脱除重金属、各种溶解性有机物和放射性元素等。作为离子交换、膜分离等方法的预处理，以去除有机物、胶体物及余氯等，作为二级处理后的深度处理手段，以保证回用水的质量。八、吸附法处理废水的特点和用途生物转盘技术

生化尾水深度处理技术膜分离技术渗析膜分离技术膜分离法去除对象水或废水中的盐分离子等溶解性物质；工业废水中的酸碱；大分子、微生物、粘土、胶体及SS等；主要功能海水淡化；酸碱回收纯水制备；深度处理；膜分离技术利用天然或人工合成膜以外界能量或化学位差作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法。扩散渗析电渗析反渗透膜滤（微滤、纳滤、超滤）渗析渗透溶剂透过膜的过程溶质透过膜的过程膜分离法膜分离技术常见膜分离法特点方法推动力膜孔径/×10-10m透过物截留物用途渗析浓度差10~100低分子量物质、离子溶剂、大分子溶解物分离溶质，用于回收酸碱电渗析电位差10~100电解质离子非电解质大分子物质分离离子，用于回收酸碱、苦咸水淡化反渗透压力差<100水溶剂溶质、盐（悬浮物、大分子、离子）分离小分子物质，用于海水淡化，去除无机离子或有机物超滤压力差10~400水、溶剂及小分子生物制品、胶体、大分子截留分子量大于500的大分子膜分离技术扩散渗析工作原理利用半透膜将浓度不同的溶液隔开，溶质即从浓度高的一侧透过膜而扩散至浓度低的一侧，当膜两侧的浓度达到平衡时，渗析过程即停止进行。推动力：浓度差；不消耗能量；透过物：低分子物质、离子；截留物：大分子溶解物膜分离技术半透膜半透膜（semipermeable

membrane）是一种只容许某种分子或离子扩散进出的薄膜，对不同离子的通过具有选择性。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制造的胶棉薄膜等。半透膜是只允许离子和小分子自由通过的膜结构，生物大分子不能自由通过半透膜，其原因是半透膜的孔隙的大小比离子和小分子大但比生物大分子如蛋白质和淀粉小。扩散渗析膜分离技术应用主要用于酸碱的回收，回收率可达70-90%

。膜分离技术电渗析原理电渗析是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的淡化、浓缩、精制或纯化的目的。膜分离技术原理电渗析系统由一系列阴、阳离子交换膜放置在两电极之间组成。离子减少的隔室称为淡室（出淡水），离子增多的隔室称浓室（出浓水），与电极接触的隔室为极室（出极水）。膜分离技术电渗析电渗析装置电渗析装置主要包括电渗析器本体及辅助设备两部分。其中的主要设备是电渗析器。附属设备包括各种料液槽、水泵、直流电源及进水预处理设备等。膜分离技术电渗析的应用海水淡化阴离子交换膜阳离子交换膜膜分离技术膜分离技术电渗析的应用废水中物质回收

2OH2H

O

2H22 4

H

SO2H

SO2

4

2OH

O

2H

4e

2Fe

2

2e

Fe2H

2e

H

2反渗透技术反渗透是一项高新膜分离技术，其膜孔径很小，在0.1nm～1nm之间，它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物，如细菌、病毒、热源等。它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用蒸馏水、太空水的生产，还应用于生物、医学工程。膜分离技术什么是反渗透？渗透膜分离技术什么是反渗透？反渗透反渗透亦称逆渗透（RO）。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。膜分离技术反渗透膜半透膜；膜孔径非常小（仅为10

Å左右）；水处理中目前常用的膜有两种：醋酸纤维素膜（CA膜）和芳香聚酰胺膜。膜分离技术反渗透膜性能要求选择性好，单位膜面积上透水量大，脱盐率高；机械强度好，能抗压、抗拉、耐磨；热和化学的稳定性好，能耐酸、碱腐蚀和微生物侵蚀，耐水解、辐射和氧化；结构均匀一致，尽可能地薄，寿命长，成本低。膜分离技术反渗透的特点常温条件下，可以对溶质和水进行分离或浓缩，因而能耗低；杂质去除范围广，可去除无机盐和各类有机物杂质；较高的水回用率；分离装置简单，容易操作和维修。膜分离技术反渗透装置工业生产中使用的膜分离设备是由多个构造相同的单个装置组合而成的，一般把构成设备的相同的装置称为膜组件（membrane

module）。反渗透膜组件有板框式（plate

and

frame)、管式(tubularmodules)、螺旋卷式(spirals

wound)和中空纤维式(hollowfiber)等四种。膜分离技术工业应用的反渗透装置膜分离技术

生化尾水深度处理技术

消毒技术消毒技术定义：消毒技术主要是指各场所对病原细菌、病原微生物等有害情况处理的方法。去除对象：病原微生物（病菌、原生动物胞囊、病毒）等。方法：①化学法：加氯消毒、臭氧消毒、次氯酸钠消毒②物理法：加热消毒、紫外线消毒、辐射消毒、高压静电消毒以及微电解消毒一、消毒技术消毒技术消毒技术

原理：

Cl2+H2O=HOCl+HClHOCl=H++OCl-

氯对细菌的作用：破坏其酶系统，导致细菌死亡。

氯对病毒的作用：主要是对核酸破坏的致死性作用。二、氯消毒技术消毒技术

特点：杀菌能力强处理费用低具有持续的消毒能力技术方法成熟使用方便但近年来研究显示，氯化消毒会产生有毒的消毒副产物（DBPs)

消毒技术消毒技术影响因素：

投加量和时间微生物特性温度pH水中杂质消毒剂与微生物混合接触情况处理工艺消毒技术消毒技术臭氧（O3）是氧气（O2）的同素异形体，臭氧（O3）由3个氧原子构成，常温常压下为淡蓝色具有刺激性气味的不稳定性气体，极易分解成氧气。具有极强的氧化性，且反应速度快，低浓度中可瞬时反应，杀菌能力为氯的数百倍，对具有顽强抵抗力的微生物（如病毒、芽孢）等都有极强的杀伤力。不产生污泥和酚臭味，无二次污染。

三、臭氧消毒技术消毒技术原理：臭氧消毒的原理可概括为下三种作用：

1.氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶，使细菌灭活死亡。2.破坏细菌的细胞壁、DNA和RNA，细菌的新陈代谢受到破坏，导致死亡。3.渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生透性畸变而溶解死亡。消毒技术臭氧在水中的分解速度很快，且不易贮存，通常是根据需要，现场制取，随产随用。目前，主要采用无声放电法生产臭氧。（如下图所示）臭氧消毒受pH值、水温及水中氨量的影响较小，但当水中存在溴化物和碘化物的时候，会产生溴酸盐和碘酸盐的消毒副产物。其中，当溴酸盐浓度大于50μg/L时，对人体有害。臭氧消毒技术在欧洲广泛的用于给水消毒，但