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水处理工程技术

▲天然水中的杂质:悬浮物(用过滤:筛网/格栅去除)、胶体(用混凝剂去除)、溶解物质(用渗析法去除)
▲饮用水色度不超过15度
▲污水指标—有机物指标:生物化学需氧量BOD、化学需氧量COD、总有机碳TOC、总需氧量TOD
在水质条件较稳定的污水中,TOD>CODcr>BODu>BOD5>TOC
▲水体的自净过程:是排入污染物的受纳水体的固有能力,其接纳的污染物质对每个水体时有限的;水体的自净是水体受到污染后,经过复杂的过程,使污染物的浓度降低,受污染的水体部分地或完全地恢复原来状态,这种现象成为水体自净,分为物理净化(稀释、混合、沉淀、挥发)、化学净化(氧化、还原、中和、分解合成)、生物净化(由于水中生物活动,尤其水中微生物的生命活动,使得有机污染物质氧化分解从而使得污染物质降低的过程)
▲氧垂曲线的概念:在河流受到大量有机物污染时,由于有机物这种氧化分解作用,水体溶解氧发生变化,随着污染源到河流下 游一定距离内,溶解氧由高到低,再到原来溶解氧水平,可绘制成一条溶解氧下降曲线,称之为氧垂曲线。水体受到污染后,水体中的溶解氧逐渐被消耗,到临界点后又逐步回升的变化过程需氧污染物排入水体后即发生生物化学分解作用,在分解过程中消耗水中的溶解氧。溶解氧的变化状况反映了水体中有机污染物净化的过程,因而可把溶解氧作为水体自净的标志。
▲地表水水域划分为五类:
Ⅰ类(源头水,国家自然保护区)
Ⅱ类(集中式生活饮用水水源地一级保护区,珍贵鱼类保护区,鱼虾产卵场)
Ⅲ类(集中式生活饮用水水源地二级保护区,一般鱼类保护区及游泳区)
Ⅳ类(一般工业用水及人体非直接接触的娱乐用水区)
Ⅴ类(农业用水区及一般景观要求水域)
▲给水处理的目的:将天然水源(包括地表水和地下水)的水质,处理成符合生活饮用或工业用水水质
▲污水处理的目的:将受污染的水在排放水体前处理到允许排入水体的程度
▲城市污水处理的级别:①城市污水一级处理:对污水中的悬浮的无机颗粒和有机颗粒、油脂等污染物质的去除,一般由沉砂池、初沉池完成处理过程②二级处理:主要去除污水中呈胶体状和溶解状态的有机污染物质③三级处理:生物脱氮除磷,砂滤法,吸附法,离子交换法、混凝沉淀法、电渗析等
▲格栅的作用:后续处理构筑物或水泵机组的保护性处理设备,用以拦截较粗大的悬浮物或悬浮杂质,一遍减轻后续处理设施的处理负荷,并使之正常运行,格栅清除分为人工清渣和机械清渣两种(在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅,栅渣

量大于0.2m3/d,为了减轻工人劳动强度一般采用机械清渣
▲调节池按主要调节功能分为水量调节池和水质调节池
▲混凝:水中胶体颗粒及微小悬浮物的聚集过程,它是凝聚和絮凝的总称
▲四种机理定性描述水的混凝现象:①压缩双电层作用机理②吸附和电荷中和作用机理③吸附架桥作用机理④沉淀物网捕作用机理
▲混凝:(1)无机型:硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁,无机高分子类:聚合氯化铝、聚合硫酸铁(2)有机类:聚丙烯酰胺,又称三号絮凝剂
▲混凝过程:混凝剂的配制与投加,快速搅拌,反应时间短
▲沉淀池按水流方向不同分为:平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池;按工艺布置不同分为初次沉淀池、二次沉淀池;按截流颗粒沉降距离不同,分为一般沉淀池、浅层沉淀池
▲沉砂池:去除比重较大的无机颗粒,如泥沙、煤渣等,沉砂池去除砂粒比重2.65g/cm3,径粒0.2mm以上
▲过滤的作用:①进一步降低了水的浊度,使滤后水浊度达到生活饮用水标准②为滤后消毒创造良好条件
▲过滤的地位:极为重要的净化工序,有时沉淀池或澄清池可以省略,但是过滤是不可缺少的,它是保证生活饮用水卫生安全的重要措施
▲等速过滤:滤层水头损失增加值与过滤时间一般呈直线关系;变速过滤:随过滤时间的延续而逐渐减小的过滤方式
▲滤层中的负水头:过滤过程中,当滤层截留了大量杂质,以致砂面一下某一深度处的水头损失超过该处水深时,便出现负水头现象
▲快滤池的反冲洗方法:告诉水流反冲洗,气、水反冲洗,表面辅助冲洗加告诉水流反冲洗
▲吸附过程的影响因素:1、吸附剂的性质: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2、吸附质的性质: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3、吸附过程的操作条件:①pH值②共存物质③温度④接触时间
▲氯化的优点:经济、有效、使用方便、应用历史最久,氯化的缺点:受污染水源经氯化消毒会产生三氯甲烷等小分子的卤代烃类和卤代酸类致癌物,危害人的健康;消毒的优点:杀死各种病原微生物,防止水致疾病的传播,保障人们身体健康
▲投氯量与余氯量:当原水中游离氨在0.3mg/L以下时,通常投氯量控制在折点后,称为折点加氯;原水游离氮在0.5mg/L以上时,峰点以前的化合性余氯量已够消毒,控制在峰点前以节约加氯量,原水游离氨在0.3~0.5mg/L的范围内,投氯量难以掌握
▲二氧化氯消毒的优点:对细胞壁的穿透能力和媳妇能力都较强,从而有效的破坏细菌内含硫基的酶,它可控制微生

物蛋白质的合成,有很强的除酚能力,且消毒时不产生氯酚臭味,缺点:生产成本高,生产出来后即必须使用,不能贮存
▲臭氧消毒的优点:具有强氧化能力,对具有顽强抵抗力的微生物如病毒等有强大的杀伤力,臭氧能去除水中的色、臭、味,还可以去除水中溶解性的铁、锰盐类及酚等;缺点:在水中不稳定、容易消失、不能在管网中继续保持杀菌能力
▲生物处理:是利用微生物的特征在溶解氧充足和温度适宜的情况下,对污水中的易于被微生物降解的有机污染物质进行转化,达到无害化处理的目的
▲活性污泥对有机物的净化过程与机理:①初期吸附作用②微生物的代谢作用③微生物的生长规律a、适应期b、对数增殖期c、减速增殖期又称减衰增殖期、稳定期和平衡器d、内源呼吸期④活性污泥净化过程的影响因素a、溶解氧DO含量b、水温c、pH值d、营养物质平衡e、有毒物质f、有机物负荷
▲延时曝气法:污泥负荷率很低,曝气时间长,一般多在24h以上,其微生物长时间处于内源呼吸期阶段,剩余污泥量少且稳定,不需要进行厌氧消化过程
▲曝气方法:鼓风曝气、机械曝气
▲鼓风曝气系统的空气扩散装置,衡量空气扩散装置技术技能的主要指标:①动力效率Ep:消耗一度电所能转移到液体中的氧量②氧的利用效率EA:鼓风曝气时转移到液体中的氧占供给氧的百分数③氧的转移效率EL:机械曝气时单位时间内转移到液体中的氧量
▲机械曝气系统:曝气机械可分为曝气叶轮、曝气转刷、盘式曝气器。
机械 曝气装置安装在曝气池的水面上下,在动力驱动下转动。由于叶轮或转刷的转动作用,水面上的污水不断地以水幕状由曝气器周边抛向四周,形成水跃,液面呈剧烈的搅动状,使空气卷入,其后侧形成负压区,也能吸入部分空气。
机械曝气装置具有提升液体的作用,使混合液连续地上、下循环流动,气、液接触界面不断更新,不断地使空气中的氧向液体内转移
▲提高叶轮直径和线速度,充氧能力也将提高,叶轮线速度一般控制在3.5~5.0m/s
▲曝气池可分为推流式、完全混合式、循环混合式三种
▲曝气池出水设备可用溢流堰或出水孔,通过出水孔的水流流速要小些,以免污泥受到破坏,曝气池半深处或距池底三分之一处以及池底处,应设置放水管,前者备间歇运行时用,后者备池子清洗时放空用
▲完全混合曝气池与二次沉淀池有合建式与分建式,合建式又称为曝气沉淀池:采用表面曝气叶轮的圆形曝气沉淀池,由曝气区,导流区,沉淀区,回流区组成
导流区是在曝气区和沉淀区之间设置的缓冲区,作用是使气液分离并使污泥产

生凝聚,为沉淀创造条件
▲循环混合式曝气池,亦称氧化沟、氧化渠
▲水体中存在过量氨氮的危害:①缓流水体中的富营养化②农业灌溉用水中,TN含量如超过1mg/L,某些作物因过量吸收氮,会产生贪青倒伏现象
▲脱氮原理:物理化学脱氮有折点加氯法、选择例子交换法、电渗析法、反渗透法、电解法
▲污水生物处理中氮的转化包括①同化作用②氨化作用③硝化作用④反硝化作用
▲好氧吸磷,厌氧放磷
▲生物脱氮工艺技术:①传统活性污泥法脱氮工艺②二级生物脱氮系统③单级生物脱氮系统④前置反硝化脱氮(A/O)工艺
▲除磷技术分为化学除磷和生物除磷
▲氧化沟的优点:构造简单,处理效果好,剩余污泥量少,有生物脱氮功能等
缺点:占地面积大于活性污泥法,机械曝气动力效率低,能耗较高
▲氧化沟一般是环形沟渠状,平面形状多为椭圆形、圆形或马蹄形
▲间歇性活性污泥法(SBR)①进水阶段②反应阶段③沉淀阶段④排水阶段⑤闲置阶段
▲活性污泥的培养和驯化可归纳为异步培驯法、同步培驯法、接种培驯法
▲常用的污泥培养方法:①间歇培养②负荷连续培养③菌种培养
▲污泥法处理系统运行效果的检测(1)反映处理效果的项目:进出水总的溶解性BOD、COD,进出水总的挥发性的SS,进出水的有毒物质(对应工业废水)(2)反映污泥情况的项目:污泥沉降比(SV%)、MLSS、MLVSS、SVI,微生物镜检观察等(3)反映微生物的营养和环境条件的项目:氮、磷、pH、溶解氧、水温等
▲活性污泥法处理系统运行中的异常情况①污泥膨胀:污泥膨胀(sludgebulking)指污泥结构极度松散,体积增大、上浮,难于沉降分离影响出水水质的现象。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高,发生普遍,而且一旦发生难以控制,通常都需要很长的时间来调整。②污泥解体③污泥上浮a、腐化上浮b、污泥脱氮上浮④泡沫问题⑤异常生物相
▲生物膜法的实质:污水土壤自净的人工强化过程,这种方法古老而又是发展中的生物处理技术
▲生物滤池的实质:以土壤自净为依据,在污水灌溉实践基础的基本上发展出来的
▲生物曝气滤料层的作用①作为固体介质,作为微生物的载体②作为过滤介质
▲厌氧消化过程分为:①水解酸化阶段②产氢产乙酸阶段③产甲烷阶段
▲污泥来源于原水中的杂质和在处理过程中投加的物质,污泥的成分与原水及处理方法密切相关
▲污泥处理处置的方法:浓缩、消化、脱水、干燥
▲巡检过程中需要注意哪些问题:1听2看3摸4嗅,工作日志

☆生物膜法与活性污泥法的主要区别


生物膜法是再活性污泥法发展起来的,说简单些,其实就是活性污泥法里加了填料,本质都是利用微生物处理
不同之处在于,生物膜法微生物是存在于填料之中的,不担心污泥的流失与膨胀,对水量、水质、水温变动适应性强;处理效果好并具良好硝化功能;污泥量小
当生物膜厚度增加,内层就转变为厌氧,外部好氧,厌氧会产生气体,久而久之,会导致生物膜脱落,所以,生物膜法一定要防止生物膜集中脱落,使之维持良性循环,当然,生物膜法池内也同样可以有活性污泥

☆厌氧处理的优缺点:优点:
厌氧处理技术具有投资少效率高,运行费用低,高产出的特点;

缺点:
厌氧处理受到低浓度废水Ks的限制,所以厌氧在处理低浓度废水方面没有太大的空间,

现有厌氧处理技术的局限性

厌氧处理是废水生物处理技术的一种方法,要提高厌氧处理速率和效率,除了要提供给微生物一个良好的生长环境外,保持反应器内高的污泥浓度和良好的传质效果也是2个关键性举措。

▲UASB重要的设备:三相分离器
▲浓缩方法:重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩

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