污水处理工艺介绍目录一、污水处理的相关简介、污水相关概念污水(sewage)通常是指受一定污染的、来自生活和生产的排出水,其丧失了原来使用功能。
是由于水里掺入了新的物质或者因为外界条件的变化,导致水变质不能继续保持原来的使用功能。
污水主要有生活污水、工业废水和初期雨水。
污水的主要污染物有病原体污染物、耗氧污染物、植物营养物和有毒污染物等。
污水未经处理直接排入水体,大量的有机物、营养物、有毒物质等源源不断地向江河湖泊倾泻并历年累积,导致水质污染并不断恶化,破坏了天然水资源的良性循环,使生态系统和生物多样性遭到破坏,严重威胁人类生存。
主要危害如下:①危害人体健康:水污染直接影响饮用水源的水质。
当饮用水源受到合成有机物污染时,原有的水处理厂不能保证饮用水的安全可靠。
而且废水中的某些有毒有害物质,即使数量不多,经过水体稀释,其浓度可以降低,甚至难以检测出来,但由于动植物的富集作用和人体自身的积累作用,仍然可以对人体造成致命的危害。
②降低农作物的产量和质量:使用被污染的天然水体或直接使用污染水来灌溉农田,会破坏土壤,影响农作物的生长,造成减产,严重时则颗粒无收。
当土壤被污染的水体污染后,会在今后长时间内失去土壤的功能作用,造成土地资源严重浪费。
据统计,由于水污染,已造成了160多万公顷农田粮食减产,减产粮食达25~50亿公斤。
③影响渔业生产的产量和质量:当水受到污染,就会危及到水生生物生长和繁衍,并造成渔业大幅度减产。
如黄河的兰州段原有18个鱼种,其中8个鱼种现已绝迹。
自1987年以来连续3次发生的死鱼事故,直接经济损失达1 000多万元。
由于水体污染也会使鱼的质量下降,据统计,每年由于鱼的质量问题造成的经济损失多达300亿元。
④制约工业的发展:由于很多工业(如食品、纺织、造纸等)需要利用水作为原料或洗涤产品和直接参加产品的加工过程,水质的恶化将直接影响产品质量。
⑤加速生态环境的退化和破坏:水污染使水体感观变差,散发臭气,水中的污染物对周围生物产生毒害作用,加速生物死亡,造成生态环境的退化和破坏。
⑥造成经济损失:水污染使环境丧失原有的部分或全部功能,造成环境的降低贬值,对人类的生存和经济的发展都带来危害,将这些危害货币化即为水污染造成的经济损失。
.、污水的污染指标污水所含的污染物物质成分复杂,污水的污染指标一般可分为物理指标、化学指标和生物指标三项。
①温度:水体温度过高,会引起水体热污染,而且氧在水中的饱和溶解度随水温的升高而减少。
②色度:色度是一项感官性指标。
天然水是无色的,但带有金属化合物或有机化合物等有色污染物的污水呈现各种颜色。
③嗅和味:嗅和味也是一项感官性指标。
天然水是无臭无味的,当水体受到污染后产生异样的气味。
④固体物质:水中所有残渣的总称为总固体(TS)表示污水化学性质的污染指标可分为有机物指标和无机物指标。
(1)有机物主要包括生化需氧量、化学需氧量、总有机碳(TOC)与总需氧量(TOD)、油类污染物、酚类污染物、表面活性剂、有机酸碱、有机农药、苯类化合物等。
主要介绍生化需氧量和化学需氧量:a、生化需氧量(BOD):水中有机物污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(以mg/L为单位)。
间接反映了水中可生物降解的有机物量。
生物需氧量越高,表示水中好养有机物污染物越多。
目前污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间,总共约需一百天,为了缩短检测时间,一般生化需氧量以被检验的水样在20℃下,五天内的耗氧量为代表,称其为五日生化需氧量,简称BOD5,对生活污水来说,它约等于完全氧化分解耗氧量的70%。
b、化学需氧量(COD):用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(以mg/L为单位)。
化学需氧量越高,表示水有机污染物越多。
(2)无机物主要包括pH、植物营养元素、重金属、无机非金属有害有毒物(包括总砷、含硫化合物、氰化物)。
主要介绍pH和植物营养元素:a、pH:主要指示水样的酸碱性:pH<7呈酸性,pH>7呈碱性。
一般要求处理后污水的pH在6-9之间。
b、植物营养元素:污水中的植物营养元素以氮磷为主。
过多的氮磷进入天然水体会导致富营养化。
表示污水生物性质的污染指标主要有细菌总数、大肠杆菌群和病毒细菌总数:水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度,可作为评价水质清洁程度和考核水净化效果的指标。
大肠杆菌数:被视为最基本的粪便污染指示菌群。
大肠杆菌的值可表明水被粪便污染的程度,简介表明有肠道杆菌(伤害、痢疾、霍乱等)存在的可能性。
病毒:多种病毒症疾病可通过水体传染。
但目前因缺乏完善的检测技术,水质卫生标准还没有对病毒明确的规定。
、污水处理相关介绍污水处理(sewage treatment)是为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。
污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
生化需氧量(BOD):水中有机物污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(以mg/L为单位)化学需氧量(COD):用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量(以mg/L为单位)悬浮固体(SS):悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。
氨氮(NH3-N):指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。
总磷(TP):污水中以无机态和有机态存在的磷的总和(总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果,以mg/L为单位。
)水量:一天污水的处理量(以m3/d为单位)污水总变化系数Kz:最大日最大时污水处理量与平均日平均时污水量的比值色度:由溶解物质及不溶解性悬浮物产生的颜色。
色度的标准单位,度:在每升溶液中含有2mg六水合氯化钴(Ⅳ)和1mg铂[以六氯铂(Ⅳ)酸的形式]时产生的颜色为1度。
pH:主要指示水样的酸碱性:pH<7呈酸性,pH>7呈碱性。
一般要求处理后污水的pH在6-9之间。
(注:色度和pH主要出现在工业污水处理中)根据处理后的污水所排入的收纳水体不同,或进行回用,应处理到相应的水质标准。
常用的出水水质标准有:《污水综合排放标准》(GB8978—1996)《地面水环境质量标准》(GB3838—88)《生活杂用水水质标准》(—89)《农田灌溉水质标准》(GB5084—92)其中《污水综合排放标准》应用最为广泛,该标准在控制污染物排放浓度基础上,对重点行业增加了排污总量的控制,使污水综合治理更加科学有效。
表1 第一类污染物最高允许排放浓度(单位:mg/L)表2mg/L)二、污水处理主要工艺现目前处理污水的方法很多,一般可归纳为物理处理法、生物处理法、化学与物理化学处理法。
、物理处理法原理:通过物理方面的重力或机械力作用使城镇污水水质发生变化。
物理处理可以单独使用,也可以与生物处理或者化学处理联合使用,与生物处理或者化学处理联合使用时又可称一级处理或初级处理。
污水的物理处理法去除对象是污水中的漂浮物和悬浮物,采取的主要方法有:筛滤截留法—筛网、格栅、过滤等;重力分离法—沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池等;离心分离法—旋流分离器、离心机等。
格栅由一组或数组平行的金属栅条、塑料齿钩或金属筛网、框架及相关装置组成,倾斜安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的前端,用来截留污水中较粗大漂浮物和悬浮物。
格栅按清渣方式分为两种:机械格栅:自动化程度高、清渣量大、卫生条件好、劳动强度小,但投资大、运行费用高,主要适用于大中型处理厂人工清渣格栅:操作维护简单、运行费用低,但卫生条件差、劳动强度大,适于小型处理厂,应用较少筛网的去除效果,可相当于初次沉淀池的作用。
现很多污水处理厂存在碳源不足问题,采用细筛网或格网代替初次沉淀池可以节省占地,又可以保留有效地碳源。
原理:以重力分离为基础,即将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉,而有机悬浮颗粒则随水流带走。
作用:去除污水中泥沙、煤渣等相对密度较大的无机颗粒,以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。
常用沉砂池的形式有平流式沉砂池、曝气沉砂池和旋流式沉砂池等(1)平流式沉砂池优点:截留无机颗粒效果较好、构造简单,沉砂效果较好且稳定,运行费用低,重力排砂方便。
缺点: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,沉砂中含有机物高,不易脱水,施工相对困难。
适用条件:适用于中小型污水厂(2)曝气沉砂池优点:①沉砂中含有机物的量低于5%;②由于池中设有曝气设备,它还具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣分离等作用。
这些优点对后续的沉淀池、曝气池、污泥消化池的正常运行以及对沉砂的干燥脱水提供了有利条件。
③构造简单,沉砂效果较好,沉砂易于脱水,有预曝气作用,机械排砂。
缺点:曝气作用要消耗能量,对生物脱氮除磷系统的厌氧段或缺氧段的运行存在不利影响。
但占地面积大,投资大,运行费用较高。
适用条件:主要用于大中型污水厂(3)旋流沉砂池旋流沉砂池主要分为分为钟氏沉砂池和比式沉砂池优点:①除砂效率高、操作环境好、设备运行可靠,适应流量变化能力强,沉砂效果较好(重力+离心力沉砂)且可以调节,适应性强,占地少,投资省(有定型系列产品)。
②水头损失小,典型的损失值仅6mm;③细砂粒去除率高,140()目的细砂也可达73%;④动能效率高。
缺点:①关键设备为国外公司的专有产品和设计技术,价格较高,结构复杂,运行费用高,;(2)搅拌桨上会缠绕纤维状物体;③砂斗内砂子因被压实而抽排困难,往往需高压水泵或空气去搅动,空气提升泵往往不能有效抽排砂;④池子本身虽占地小,但由于要求切线方向进水和进水渠直线较长,在池子数多于两个时,配水困难,占地也大。
对水量的变化有较严格的适用范围,对细格栅的运行效果要求较高。
适用条件:适用于大、中、小型污水厂。
原理:利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用,以达到固液分离的一种过程。
作用:在典型的污水厂中,有下列四种用法:①污水处理系统的预处理:如沉砂池。
常作为一种预处理手段去除污水中易沉降的无机性颗粒物。
②污水的初级处理(初次沉淀池):用初次沉淀池可较经济的去除污水中悬浮固体,同时去除一部分呈悬浮状态的有机物,以减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。
③生物处理后的固液分离(二次沉淀池):二次沉淀池,主要用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等,使处理后的水得以澄清。
④污泥处理阶段的污泥浓缩:污泥浓缩池是将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩,以减小体积,降低后续构筑物的尺寸及运行成本等。
沉定池常按池内水流方向不同分为平流式、竖流式和辐流式。
(1)平流式沉淀池优点:①处理水量大小不限,沉淀效果好。