主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉(zhuǎn)化為簡單的無機物,使污水得到凈化.1.按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類.厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉(zhuǎn)化為有機酸,甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等,如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等.好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣(如藻類光合作用產(chǎn)氧等)為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化,如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、污水灌溉、氧化塘的功能.2,.按微生物的懸浮狀態(tài)分為活性污泥法和生物膜法.活性污泥法微生物懸浮在污水中,如氧化溝,a2o,傳統(tǒng)活性污泥法,sbr等等.生物膜法微生物附著在載體上,如生物轉(zhuǎn)盤法,生物流化床等等。
主要借助微生物的分解作用把污水中有機物轉(zhuǎn)化為簡單的無機物,使污水得到凈化.
1.按對氧氣需求情況可分為厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類.厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉(zhuǎn)化為有機酸,甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等,如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等.好氧生物處理系采用機械曝氣或自然曝氣(如藻類光合作用產(chǎn)氧等)為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化,如活性污泥、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、污水灌溉、氧化塘的功能.
2,.按微生物的懸浮狀態(tài)分為活性污泥法和生物膜法.活性污泥法微生物懸浮在污水中,如氧化溝,a2o,傳統(tǒng)活性污泥法,sbr等等.生物膜法微生物附著在載體上,如生物轉(zhuǎn)盤法,生物流化床等等.
廢水生物處理法主要有:生物化學法生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。
硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法。該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產(chǎn)生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉淀而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉(zhuǎn)化為S2-而使廢水的pH值升高。
因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉淀。有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%。
有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結(jié)果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬。趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質(zhì)量濃度為246.8 mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%。
[2] 生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物。
一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀。至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來。
應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易于實現(xiàn)工業(yè)化等特點。此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構(gòu)造出具有特殊功能的菌株。
因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景。 [2] 生物吸附法生物吸附法是利用生物體本身的化學結(jié)構(gòu)及成分特性來吸附溶于水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法。
利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質(zhì),能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重金屬等特點,已經(jīng)被廣泛應用。
[2] 需氧生物處理法利用需氧微生物在有氧條件下將廢水中復雜的有機物分解的方法。 生活污水中的典型有機物是碳水化合物、合成洗滌劑、脂肪、蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物如尿素、甘氨酸、脂肪酸等。
這些有機物可按生物體系中所含元素量的多寡順序表示為 COHNS。生物體系中這些反應有賴于生物體系中的酶來加速。
酶按其催化反應分為:氧化還原酶:在細胞內(nèi)催化有機物的氧化還原反應,促進電子轉(zhuǎn)移,使其與氧化合或脫氫??煞譃檠趸负瓦€原酶。
氧化酶可活化分子氧,作為受氫體而形成水或過氧化氫。還原酶包括各種脫氫酶,可活化基質(zhì)上的氫,并由輔酶將氫傳給被還原的物質(zhì),使基質(zhì)氧化,受氫體還原。
水解酶:對有機物的加水分解反應起催化作用。水解反應是在細胞外產(chǎn)生的最基本的反應,能將復雜的高分子有機物分解為小分子,使之易于透過細胞壁。
如將蛋白質(zhì)分解為氨基酸,將脂肪分解為脂肪酸和甘油,將復雜的多糖分解為單糖等。此外還有脫氨基、脫羧基、磷酸化和脫磷酸等酶。
許多酶只有在一些稱為輔酶和活化劑的特殊物質(zhì)存在時才能進行催化反應,鉀、鈣、鎂、鋅、鈷、錳、氯化物、磷酸鹽離子在許多種酶的催化反應中是不可缺少的輔酶或活化劑。在需氧生物處理過程中,污水中的有機物在微生物酶的催化作用下被氧化降解,分三個階段:第一階段,大的有機物分子降解為構(gòu)成單元──單糖、氨基酸或甘油和脂肪酸。
在第二階段中,第一階段的產(chǎn)物部分地被氧化為下列物質(zhì)中的一種或幾種:二氧化碳、水、乙酰基輔酶A、α-酮戊二酸(或稱 α-氧化戊二酸)或草醋酸(又稱草酰乙酸)。第三階段(即三羧酸循環(huán),是有機物氧化的最終階段)是乙?;o酶A、α-酮戊二酸和草醋酸被氧化為二氧化碳和水。
有機物在氧化降解的各個階段,都釋放出一定的能量。在有機物降解的同時,還發(fā)生微生物原生質(zhì)的合成反應。
在第一階段中由被作用物分解成的構(gòu)成單元可以合成碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪,再進一步合成細胞原生質(zhì)。合成能量是微生物在有機物的氧化過程中獲得的。
[2] 厭氧生物處理法主要用于處理污水中的沉淀污泥,因而又稱污泥消化,也用于處理高濃度的有機廢水。這種方法是在厭氧細菌或兼性細菌的作用下將污泥中的有機物分解,最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體,這些氣體是有經(jīng)濟價值的能源。
中國大量建設的沼氣池就是具體應用這種方法的典型實例。消化后的污泥比原生污泥容易脫水,所含致病菌大大減少,臭味顯著減弱,肥分變成速效的,體積縮小,易于處置。
城市污水沉淀污泥和高濃度有機廢水的完全厭氧消化過程可分為三個階段(見圖)。在第一階段,污泥中的固態(tài)有機化合物借助于從厭氧菌分泌出的細胞外水解酶得到溶解,并通過細胞壁進入細胞中進行代謝的生化反應。
在水解酶的催化下,將復雜的多糖類水解為單糖類,將蛋白質(zhì)水解為縮氨酸和氨基酸,并將脂肪水解為甘油和脂肪酸。第二階段是在產(chǎn)酸菌的作用下將第一階段的產(chǎn)物進一步降解為比較簡單的揮發(fā)性有機酸等,如乙酸。
首先得知道是 污水的類型 生活污水 還是工業(yè)廢水 處理方法大致三類: 物理處理法是利用物理作用分離污水中呈懸浮固體狀態(tài)污染物質(zhì)的方法。主要方法有:格柵截留法、沉淀法、氣浮法和過濾法等。
? 化學處理法是利用化學反應的作用分離回收污水中各種污染物質(zhì)(包括懸浮物、膠體和溶解物等)的方法,主要用于處理工業(yè)廢水。主要方法有:中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附和離子交換等。
? 生物處理法是利用微生物的代謝作用使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)的方法。主要方法有好氧法和厭氧法兩大類,好氧法廣泛應用于處理城市污水及有機性工業(yè)廢水,厭氧法則多用于處理高濃度有機污水與污水處理過程中產(chǎn)生的污泥。
處理污水,首先要了解清楚污水的類型,污水的水質(zhì)情況,以及污水的水量及處理要求。
針對于現(xiàn)階段的污水處理,總結(jié)出以下幾點方法。1、物理法物理法污水處理就是利用物理作用,分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物,在處理過程中不改變水的化學性質(zhì)。
⑴沉淀(重力分離)污水流入池內(nèi)由于流速降低,污水中的固體物質(zhì)在中立的作用下進行沉淀,而使固體物質(zhì)與水分離。這種工藝分離效果好,簡單易行,應用廣泛,如污水處理廠的沉砂池和沉淀池。
沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒物,沉淀池則主要用于去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。⑵篩選(截流)利用篩濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。
屬于砂濾處理的設備有格柵、微濾機、砂濾池、真空濾機、壓濾機(后兩種主要用于污泥脫水)等。⑶氣?。ㄉ细。σ恍┫鄬γ芏冉咏谒募毼㈩w粒,因其自重難于在水中下沉或上浮,可采用氣浮裝置。
此法將空氣打入污水中,并使其以微小氣泡的形勢由水中析出,污水中密度近于水的微小顆粒狀污染雜質(zhì)(如乳化油)黏附到氣泡上,并隨氣泡升至水面,形成泡沫浮渣而去除。根據(jù)空氣打入方式的不同,氣浮設備有加壓溶汽氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。
為提高氣浮效果,有時需要向污水中投加混凝劑。⑷離心與旋流分離使含有懸浮固體或乳化油的污水,由于懸浮固體和廢水的質(zhì)量不同,受到的離心力也不同,質(zhì)量大的懸浮固體被拋甩到污水外側(cè),這樣就可使懸浮固體和污水分別通過各自的排出口排出設備之外,從而使污水得以凈化。
2.化學法污水的化學處理方法就是向污水投加化學物質(zhì),利用化學反應來分離回收污水中的污染物,或是其轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。屬于化學處理法的有以下幾種。
⑴混凝法混凝法是向污水中投加一定量的藥劑,經(jīng)過脫穩(wěn)、架橋等反應過程,使污水中的污染物凝聚并沉降。水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)通常帶有負電荷,膠體顆粒之間互相排斥形成穩(wěn)定的混合液,若水中帶有相反電荷的電解質(zhì)(混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改變?yōu)槌孰娭行裕⒃诜肿右ψ饔孟?,凝聚成大顆粒下沉。
⑵中和法用化學方法消除污水中過量的酸和堿,使其pH值達到中性左右的過程稱為中和法。處理含酸污水以堿作為中和劑,處理含堿污水以酸作為中和劑,也可以吹入含CO2的煙道氣進行中和。
酸和堿均指無機酸和無機堿,一般依照“以廢制廢”的原則,亦可采用藥劑中和處理,可以連續(xù)進行,也可間歇進行。⑶氧化還原法污水中呈溶解狀態(tài)的有機物和無機物,在投加氧化劑和還原劑后,由于電子的遷移而發(fā)生氧化和還原作用形成無害的物質(zhì)。
常用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、漂白粉、臭氧、氯氣等,氧化法多用于處理含氰含酚廢水。常用的還原劑則有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉等,還原法多用于處理含鉻、含汞廢水。
⑷電解法在廢水中插入電極并通過電流,則在陰極板上接受電子。在水的電解過程中,陽極上產(chǎn)生氧氣,陰極上產(chǎn)生氫氣。
上述綜合過程使陽極上發(fā)生氧化作用,在陰極上發(fā)生還原作用。目前電解法主要用于處理含鉻及含氰廢水。
⑸吸附法污水吸附處理主要是利用固體物質(zhì)表面對污水中污染物質(zhì)的吸附,吸附可分為物理吸附和生物吸附等。物理吸附是吸附劑和吸附質(zhì)之間在分子力作用下產(chǎn)生的,不產(chǎn)生化學變化,而化學吸附法則使吸附劑和吸附質(zhì)在化學鍵力作用下起吸附作用的,因此化學吸附選擇性較強。
此外,在生物作用下也可產(chǎn)生生物吸附。在污水處理中常用的吸附劑有活性炭、磺化煤、硅藻土、焦炭等。
⑹化學沉淀法向污水中投加某種化學藥劑,使它和某些溶解物質(zhì)產(chǎn)生反應,生成難溶鹽沉淀下來。多用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水。
⑺離子交換法離子交換法在污水處理中應用較廣。使用的離子交換劑分為無機離子交換法(天然沸石和合成沸石)、有機離子交換樹脂(強酸性陽離子樹脂、弱酸性陽離子樹脂、強堿性陰離子樹脂、弱堿性陰離子樹脂、鰲和樹脂等)。
采用離子交換法處理污水時,必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對各種離子的交換能力是不同的,這主要取決于各種離子對該種樹脂親和力的大小,又稱選擇性的大小,另外還要考慮到樹脂的再生方法等。
⑻膜分離法滲析、電滲析、超濾、微濾、反滲透等通過一種特殊的半滲透膜分離水中的離子和分子的技術,統(tǒng)稱為膜分離法。電滲析法主要用于水的脫鹽,回收某些金屬離子等。
反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用,他分離的溶質(zhì)粒徑小,除鹽率高,所需的工作壓力大;超濾所用的材質(zhì)和反滲透相同,但超濾是篩濾作用,分離溶質(zhì)粒徑大,透水率高,除鹽率低,工作壓力小。3、生物法污水的生物膜法就是采取一定的人工措施,創(chuàng)造有利于微生物生長、繁殖的環(huán)境,使微生物大量增殖,以提高微生物氧化、分解有機污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),使污水得以凈化。
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類。前者處理效率高,效果好,使用廣泛,是生物處理的主要方法。
屬于生物處理法的工藝有以下幾種。⑴活性污泥法是當前應用最廣泛的一種生物處理技術。
將空氣連續(xù)鼓入含有大量溶解有機污染物的污水中,經(jīng)過一段時間,水中既形成繁。
城市污水治理的幾種常用方法 活性污泥處理法 目前在城市生活污水中應用最多的就是所謂的活性污泥法,它有處理能力強,處理后水質(zhì)好等優(yōu)勢。
其大致組成包括由曝氣池,沉淀池,污泥排放以及回流等系統(tǒng)。待處理的污水和活性污泥回流共同進入曝氣池然后混合,然后在其中與空氣接觸使得含氧量增加,發(fā)生代謝反應。
經(jīng)過充分攪拌的混合液變?yōu)閼腋顟B(tài),所以其中的有機污染物和氧氣能夠與微生物接觸發(fā)生反應。接下來進入的是沉淀池,原來的懸浮固體會在其中沉降而被隔離,所以從沉淀池流出的已經(jīng)為凈化水。
沉淀池里的污泥一般都會回流,從而保證曝氣池中的懸浮固體和微生物有一定的濃度。在曝氣池里的反應會使微生物增殖,所以過多的微生物要排出沉淀池以維持整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
除需要能夠氧化和分解有機物外,活性污泥還必須有一定凝聚和沉降能力,以便可以使其從混合液中分離,進而在出口得到純凈的水?;钚晕勰喾ǖ娜秉c在于其基礎建設的成本過高,不易實施。
生物膜處理法 所謂生物膜法,就是通過在一些固體物表面附著的微生物對污水中的有機污染物加以處理的方法。它和活性污泥處理方法發(fā)展時間基本一致。
所謂的“生物膜”即是附著在固體表面的微生物形象叫法,一般是由非常密集的好氧菌,厭氧菌,原生動物和藻類等結(jié)合一起形成的生態(tài)系統(tǒng)。生物膜所附著的固體介質(zhì)叫做載體或濾料,由此向外生物膜可以分成厭氣層,好氣層,附著以及運動水層。
整個方法的基本運作過程為,先由生物膜吸附水層中的有機物,然后由好氧菌進行分解,再由厭氧菌進行厭氣分解,運動水層通過流動不斷更新生物膜,由此反復實現(xiàn)對污水的凈化作用。一般適用生物膜法的場合為中小規(guī)模城市廢水的處理,所用的處理結(jié)構(gòu)是生物濾池或生物轉(zhuǎn)盤,在我國的南方一般使用生物濾池。
由于材料和技術的不斷革新,生物膜法技術近年來進步很大。因為生物膜法中微生物一般固定在填料上,所以構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定,微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多,其剩余的污泥也更少。
生物膜法所擁有的高效率高,高耐沖擊性、產(chǎn)泥量低以及運管便利性等優(yōu)勢使其在各種處理方法中競爭力極大。生物膜法的劣勢在于成本較高且單位處理效率低。
所以進一步降低成本,提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。氧化處理法 氧化處理法是當今被廣泛使用的一種城市污水預處理方法,有較大的潛力。
可根據(jù)其中氧化劑的種類和反應器類型對其分類為化學氧化法,催化氧化法以及光催化氧化法等。其中,化學氧化法的操作比較簡單,但效果不夠明顯且運行成本較高,所以實際工作中應用不多。
為實現(xiàn)處理效果的提高,降低成本的目標,目前找到了一些其他氧化技術。在這些新方法中的其中一種就是光催化法。
它的特點是所需設備簡單,條件溫和,氧化能力高并且處理效果徹底。在污水處理中受到廣泛歡迎。
光催化反應就是通過光的作用發(fā)生的化學反應。反應過程中分子由于吸收特定波長的光波而轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿蛹ぐl(fā)態(tài),進而發(fā)生化學反應形成新物質(zhì),或者變成中間化學產(chǎn)物以促進熱反應的進行。
光化學反應所需的活化能來自于光,把太陽能的中的光能進行光電轉(zhuǎn)化和光化學轉(zhuǎn)化加以利用是目前非常熱門的研究領域。光催化氧化技術利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。
所用光主要為紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝,可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外,在有紫外光的Feton 體系中,紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應,使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快,促進有機物的氧化去除。
所謂光化學反應,就是只有在光的作用下才能進行的化學反應。該反應中分子吸收光能被激發(fā)到高能態(tài),然后電子激發(fā)態(tài)分子進行化學反應。
光化學反應的活化能來源于光子的能量。在太陽能利用中,光電轉(zhuǎn)換以及光化學轉(zhuǎn)換一直是光化學研究十分活躍的領域。
80 年代初,開始研究光化學應用于環(huán)境保護,其中光化學降解治理污染尤受重視,包括無催化劑和有催化劑的光化學降解。前者多采用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又稱光催化降解,一般可分為均相、多相兩種類型。
均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì),通過光助-芬頓(photo-Fenton)反應使污染物得到降解,此類反應能直接利用可見光;多相光催化降解就是在污染體系中投加一定量的光敏半導體材料,同時結(jié)合一定能量的光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用,產(chǎn)生·OH 等氧化性極強的自由基,再通過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等使污染物全部或接近全部礦質(zhì)化,最終生成CO2、H2O 及其它離子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。與無催化劑的光化學降解相比,光催化降解在環(huán)境污染治理中的應用研究更為活躍。
氧化處理法目前由于低成本以及高效率的優(yōu)勢特點處理方式已經(jīng)得到了廣泛的關注。另外它在對污水進行深度處理和不易進行生物降解的有機廢水處理等場合都有不錯的前景,成為了國內(nèi)外一項活躍的研。
生活污水的處理方法:A/O(厭氧-好氧活性污泥法)
A/O工藝原理:
厭氧-好氧活性污泥法(Anoxic/Oxic,簡稱A/O)是由厭氧和好氧兩部分反應組成的污水生物處理工藝。污水進入?yún)捬醭睾?,與回流污泥混合?;钚晕勰嘀械木哿拙谶@一過程中大量吸收污水中的BOD,并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中?;旌弦哼M入好氧池后,有機物被氧化分解,同時聚磷菌大量吸收混合液中的正磷酸鹽到污泥中。由于聚磷菌在好氧條件下吸收的磷多于厭氧條件下釋放的磷,因此,污水經(jīng)過“厭氧-好氧”的交替作用和二沉池的污泥分離作用,最終達到除磷的目的。
污水處處理工藝的負荷在0.3-05之間。
提示,污水處理 (sewage treatment,wastewater treatment):為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進行凈化的過程。污水處理被廣泛應用于建筑、農(nóng)業(yè),交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個領域,也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。污水二級處理是污水經(jīng)一級處理后,再經(jīng)過具有活性污泥的曝氣池及沉淀池的處理,使污水進一步凈化的工藝過程。 常用生物法和絮凝法。生物法是利用微生物處理污水,主要除去一級處理后污水中的有機物;
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