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污水处理方法有哪些?【2】

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  • 时间:2019-01-07
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  在上篇我们讲到了污水处理的方法有四大类,其中有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法,污水处理的方法技术具有多样化,今天我们就来详细讲解物理化学处理法和生物处理法,一起和招标网来看看吧!

  一、物理化学处理法

  物理化学法(简称物化法),是利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提等物理化学的原理, 处理或回收工业废水的方法。它主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质,回收有用组分,并使废水得到深度净化。因此,适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法), 或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前,一般要经过预处理, 以减少废水中的悬浮物、 油类、 有害气体等杂质, 或调整废水的pH值, 以提高回收效率、 减少损耗。同时,浓缩的残渣要 经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 离子交换法、 膜析法(包括渗析法、 电渗析法、 反渗透法、 超滤法等)。

  萃取法

  萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂, 充分混合接触后使污染物重新分配, 由水相转移到溶剂相中,利用溶剂与水的密度差别, 将溶剂分离出来, 从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收, 再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂, 提出的物质叫萃取物。萃取是一种液-液相间的传质过程, 是利用污染物(溶质)在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。

  在选择萃取剂时, 应注意萃取剂对被萃取物(污染物)的选择性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大, 萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、含磷萃取剂、 含氮萃取剂等 。 常用的萃取设备有脉冲筛板塔、 离心萃取机等。

  吸附法

  吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、 有机污染物等(称为熔质或吸附质), 以回收或去除它们,使废水得以净化。例如, 利用活性炭可吸附废白水中的盼、 隶、 错、氧等剧毒物质, 且具有脱色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理, 可分为静态吸附和动态吸附两种方法,即在污水分别处于静态和流动态时进行吸 附处理。常用的吸附设备有固定床、 移动床和流动床等。

  在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用较为普遍。一般吸附剂均呈松散多 孔结构,具有巨大的比表面积。其吸附力可分为分子引力(范德华力)、 化学键力和静电引力三种。水处理中大多数吸附是上述三种吸附力共同作用的结果。

  吸附剂吸附饱和后必须经过再生, 把吸附质从吸附剂的细孔中除去, 恢复其吸附能力。再生的方法有加热再生法、 蒸汽吹脱法、 化学氧化再生法(湿式氧化、电解氧化和臭氧氧化等)、 溶剂再生法和生物再生法等。

  由于吸附剂价格较贵, 而且吸附法对进水的预处理要求高, 因此多用于给水处理中。

  离子交换法

  离子交换法是利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中的离子态污染物质的方法。随着离子交换树脂的生产和离子交换技术的发展, 由于效果良好, 操作方便,近年来在回收和处理工业污水中的有毒物质方面, 得到一定的应用。如用阳离子交换剂去除(回收) 污水中的铜、镍、镉、锌、汞、金、银、铂等重金属。

  离子交换法多用于工业给水处理中的软化和除盐, 主要去除废水中的金属 离子。 离子交换软化法采用Na+交换树脂。

  电渗析法

  电掺析法是在直流电场的作用下, 利用阴、 阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性(即阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴商子通过), 使一部分溶液中的离子迁移到另一部分溶液中去,使得溶液中的电解质与水分离, 从而达到浓缩、纯化、分离的一 种水处理方法。电渗析法是在离子交换技术基础上发展起来的新方法,除用于污水处理外, 还可用于海水除盐、制备去离子水(纯水)等。

  反渗透法

  反渗透法巳用于含重金属废水的处理、 污水的深度处理及海水淡化等。在世界淡水供应危机严重的今天, 反渗透法结合蒸馆法的海水淡化技术前景广阔。 它的另一重要用途是与离子交换系统联用,作为离子交换的预处理方法以制备去离子的超纯水。在废水处理中, 反渗透法主要用于去除与回收重金属离子, 去除盐、有机物、色度以及放射性元素等。

  目前在水处理领域内广泛应用的半透膜有醋酸纤维素 膜和聚酷胶膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反渗透装置有管式、螺旋式、中空纤维式及板框式等。渗透水可重复利用。

  二、生物处理法

  生物处理法是利用自然环境中微生物的生物化学作用, 氧化分解溶解于污 水中或肢体状态的有机污染物和某些无机毒物(如氟化物、硫化物), 并将其转化为稳定无害的无机物,从而使废水得以净化的方法。 此法具有投资少、效果好、运行费用低等优点, 在城市废水和工业废水的处理中得到最广泛的应用。

  现代生物处理法根据微生物在生化反应中是否需要氧气, 分为好氧生物处 理和厌氧生物处理两类。

  好氧生物处理法

  在有氧的条件下, 依赖好氧菌和兼氧菌的生化作用完成废水处理的工艺称为好氧生物处理法。 该法需要有氧的供应。 根据好氧微生物在处理系统中所呈现的状态,可分为活性污泥法和生物膜法。

  活性污泥法是目前使用最广泛的一种生物处理法。该方法是向曝气池中富含有机污染物并有细菌的废水中不断地通人空气(曝气), 在一定的时间后就会出现悬浮态絮状的泥粒, 这实际上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有机物和好氧菌代谢活动的产物所组成的聚集体,具有很强的分解有机物的能力,称之为 “活性污泥”。从曝气池流出的污水和活性污泥混合液经沉淀池沉淀分离后,澄清的水被排放, 污泥作为种泥回流到曝气池, 继续运作。 这种以活性污泥为主体的生物处理法称为 活性污泥法” 。废水在曝气池中停留4~6h, 可除去废水中的有机物(BOD6)约90%。 活性污泥法有多种池型及运行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝气法、吸附再生法等。

  生物膜法是使污水连续流经固体填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥状的胶膜称为生物膜, 利用生物膜处理污水的方法,称为生物膜法。生物膜主要由大量的菌胶团、真菌、藻类和原生动物组成。生物膜上的微生物起到和活性污泥同样的净化作用, 吸附并降解水中的有机污 染物, 从填料上脱落的衰老的生物膜随处理后的污水流入沉淀池, 经过沉淀池沉淀分离后, 使污水得以净化。常用的生物膜法有生物滤池、生物接触氧化池、生物转盘等。

  厌氧生物处理法

  在无氧的条件下, 利用厌氧微生物的作用分解、污水中的有机物, 使污水净化的方法称为厌氧生物处理法。 近年来, 世界性的能源紧张, 使污水处理向节能和实现能源化的方向发展,从而促进了厌氧微生物处理方法的发展。 一大批高效新型厌氧生物反应器相继出现, 包括厌氧生物滤池、 升流式厌氧污泥床、 厌氧硫化床等。 它们的共同特点是反应器中生物团体浓度很高,市泥龄很长, 因此处理能力大大提高, 从而使厌氧生物处理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩余的污泥量少、 生成的污泥稳定而易处理、 对高浓度有机废水处理效率高等优点得到充分体现。厌氧生物处理法经过多年的发展,已经成为污水处理的主要方法之一。

  三、除磷、 脱氮

  城市废水中磷的主要来源是粪便、 洗涤剂和某些工业废水, 以正磷酸盐、 聚磷酸盐和有机磷的形式溶解于水中。常用的除磷方法有化学法和生物法。

  化学法除磷

  利用磷酸盐与铁盐、 石灰、 铝盐等反应生成磷酸铁、 磷酸钙、 磷酸铝等沉淀, 将磷从废水中排除。化学法的特点是磷的去除效率较高, 处理结果稳定, 污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷造成二次污染,但污泥的产量比较大。

  生物法除磷

  生物法除磷是利用微生物在好氧条件下, 对废水中溶解性 磷酸盐的过量吸收,沉淀分离而除磷。 整个处理过程分为厌氧放磷和好氧吸磷 两个阶段。

  含有过量磷的废水和含磷活性污泥进人厌氧状态后,活性污泥中的聚磷商在厌氧状态下, 将体内积聚的聚磷分解为无机磷释放回废水中。这就是 “ 厌氧放磷”。聚磷菌在分解聚磷时产生的能量除一部分供自己生存外,其余供聚磷菌吸收废水中的有机物,并在厌氧发酵产酸菌的作用下转化成乙酸背,再进一步转化为PHB (聚自-短基丁酸)储存于体内。

  进入好氧状态后, 聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解, 并释放出大 量能量,一部分供自己增殖,另一部分供其吸收废水中的磷酸盐, 以聚磷的形式积聚于体内。这就是 “好氧吸磷”。在此阶段, 活性污泥不断增殖。 除了一部分含磷活性活泥回流到厌氧池外, 其余的作为剩余污泥排出系统,达到除磷的目的。

  脱氮

  生活废水中各种形式的氮占的比例比较恒定:有机氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亚硝酸盐与硝酸盐中的氮占 0~ 5%。 它们均来源于人们食物中的蛋白质。脱氮的方法有化学法和生物法两大类。

  化学法脱氮。包括氨吸收法和加氯法

  氨吸收法

  先把废水的pH值调整到10以上,然后在解吸塔内解吸氨

  加氯法

  在含氨氮的废水中加氯。通过适当控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。为了减少氯的投加量, 此法常与生物硝化联用, 先硝化再除去微量的残余氨氮。

  生物法脱氮

  生物脱氮是在微生物作用下, 将有机氮和氨态氮转化为氮气的过程, 其中包括硝化和反硝化两个反应过程。

  硝化反应是在好氧条件下, 废水中的氨态氮被硝化细菌 (亚硝酸菌和硝酸菌)转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 反硝化反应是在无氧条件下, 反硝化菌将硝酸盐氮(N03-)和亚硝酸盐氮(NH2-)还原为氮气。因此整个脱氮过程需经历好氧和缺氧两个阶段。

  通过对物理化学处理法和生物处理法的详细讲解,我们可以了解到污水处理的方法的多样性,因为污水中的成分也是可变的由此衍生出很多灵活的处理方法,我们可以充分利用好这些污水处理方法,在未来也会有很多创新的处理办法,这都是为了革新技术,促进水质保护。

 

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