發(fā)布時(shí)間:2024-01-24閱讀(16)
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怎樣才能把污水處理技術(shù)學(xué)好
污水處理廠職業(yè)技能——每日更新
本文主要講述好氧生物處理和厭氧生物處理法的基本特點(diǎn)及其機(jī)理。同時(shí)提到了污水處理廠運(yùn)行過程中發(fā)生污泥膨脹的原因和基本解決方法。
2.11氧垂曲線
在水體污染和自凈進(jìn)程中,反映水中溶解氧濃度,隨時(shí)間變化的曲線稱為氧垂曲線。有機(jī)物在水中被好氧微生物降解為穩(wěn)定的無機(jī)物,要消耗一定量的溶解氧。溶解氧除水體中原有的氧外,主要來自水面復(fù)氧(大氣中氧在水面溶入水中)和水體中水生植物光合作用所放出的氧。在自凈過程中,耗氧和復(fù)氧同時(shí)進(jìn)行。溶解氧的變化狀況反映了水體中有機(jī)污染物凈化的過程,因而可以做為水體自凈的一個(gè)主要標(biāo)志。
2.12富營養(yǎng)化
在人類活動(dòng)的影響下,生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖;水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。
在自然條件下,湖泊也會(huì)從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài),沉積物不斷增多,先變?yōu)檎訚桑僮優(yōu)殛懙亍2贿^這種自然過程非常緩慢,常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象,可以在短時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)。
水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí),浮游生物大量繁殖,因占優(yōu)勢(shì)的浮游生物的顏色不同,水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華,在海中則叫赤潮。
天然水體中磷和氨(特別是磷)的含量在一定程度上是浮游生物數(shù)量的控制因素。生活污水和化肥、食品等工業(yè)的廢水以及農(nóng)田排水都含有大量的氮、磷及其他無機(jī)鹽類。天然水體接納這些廢水后,水中營養(yǎng)物質(zhì)增多,促使自養(yǎng)型生物旺盛生長(zhǎng),某些藻類的個(gè)體數(shù)量迅速增加,而藻類的種類則逐漸減少。水體中的藻類本來以硅藻和綠藻為主,藍(lán)藻的大量出現(xiàn)是富營養(yǎng)化的征兆,隨著富營養(yǎng)化的發(fā)展,最后變?yōu)橐运{(lán)藻為主。藻類繁殖迅速,生長(zhǎng)周期短。藻類及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解,不斷消耗水中的溶解氧,或被厭氧微生物分解,不斷產(chǎn)生硫化氫等氣體,從兩個(gè)方面使水質(zhì)惡化,造成魚類和其他水生生物大量死亡。藻類及其他浮游生物殘?bào)w在腐爛過程中,又把生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)釋放入水中,供新的一代藻類等生物利用。因此,富營養(yǎng)化了的水體,即使切斷營養(yǎng)物質(zhì)的來源,水體也很難自凈和恢復(fù)到正常狀態(tài)。藻類既然源源不斷地得到營養(yǎng)物質(zhì),一代一代繁殖下去,死亡的藻類殘?bào)w沉人水底,一代一代堆積,湖泊就逐漸變淺,直至成為沼澤。水體中氮含量超過0.2~0.3mg/L,磷含量大于0.01~0.02mg/L,生化需氧量大于10mg/L,PH值7~9的淡水中細(xì)菌總數(shù)每毫升超過10萬個(gè),表征藻類數(shù)量的葉綠素-a含量大于10mg/L時(shí)發(fā)即認(rèn)為此水體已為富營養(yǎng)化水體。
富營養(yǎng)化造成水的透明度降低,陽光就難以穿透水層,從而影響水中植物的光合作用和氧氣的釋放,而表層水面植物的光合作用,可能造成溶解氧的過飽和狀態(tài)。溶解氧過飽和以及水中溶解氧少,都對(duì)水生動(dòng)物(主要是魚類)有害,造成魚類大量死亡。富營養(yǎng)化水體中底層堆積的有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下分解產(chǎn)生的有害氣體,以及一些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素也會(huì)傷害魚類。富營養(yǎng)化水中含有亞硝酸鹽和硝酸鹽,人畜長(zhǎng)期飲用這些物質(zhì)含量超過一定標(biāo)準(zhǔn)的水,會(huì)中毒致病。
2.13好氧生物處理
利用好氧微生物在有氧條件下將污水中復(fù)雜的有機(jī)物分解,并從釋出的能量來完成微生物本身的繁殖和運(yùn)動(dòng)等功能。這是處理污水中有機(jī)物的重要方法。
在好氧微生物的氧化分解過程中,污水中呈溶解狀態(tài)的有機(jī)物首先透過微生物的細(xì)胞壁被微生物吸收;固體與膠體的有機(jī)物先被微生物所吸附,并在微生物所分泌的外酶作用下,分解成溶解狀物質(zhì),然后再滲入到微生物細(xì)胞內(nèi)。進(jìn)人細(xì)胞內(nèi)的溶解狀有機(jī)物,在內(nèi)酶的作用下,一部分被氧化分解成簡(jiǎn)單的無機(jī)物,如CO2、H20、NH3、NO3-、PO43-和SO42-等,同時(shí)釋放出能量,微生物就利用這部分能量作為其生命活動(dòng)的能源,并將另一部分有機(jī)物作為其生長(zhǎng)繁殖的營養(yǎng)物質(zhì),合成新的細(xì)胞物質(zhì),使微生物得以增殖。
為保證污水中有足夠數(shù)量的微生物,以達(dá)到預(yù)期的處理效果,則應(yīng)保持足夠的營養(yǎng)物質(zhì),即污水中的有機(jī)物應(yīng)有一定的濃度,實(shí)踐證明,好氧生物處理中,有機(jī)物濃度(以BOD5計(jì))一般應(yīng)為100-500毫升/克;此外還要有足夠的氮和磷,三者的比例關(guān)系是BOD5:N:P=100:5:1。若污水原水不能滿足,如缺少氮或磷,則需人工適量投加。
微生物在分解有機(jī)物和合成新的細(xì)胞物質(zhì)過程中,需要消耗氧。細(xì)胞生長(zhǎng)的典型范圍是每氧化1千克BOD,生長(zhǎng)0.3—0.6千克細(xì)胞,而需氧量的范圍是0.5-0.4倍BOD去除量。因此,好氧生物處理系統(tǒng),除靠自然復(fù)氧外,主要靠人工曝氣或其他方式充氧。人工曝氣有兩個(gè)作用:一是供給微生物所需的氧,曝氣過程就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到混合液中去的過程;二是攪拌作用,可使微生物在混合液中保持懸浮狀態(tài),與污水充分混合。
好氧處理方法,基本上可分為生物膜法和活性污泥法兩種。
2.14厭氧生物處理
是厭氧生物處理利用厭氧微生物降解污水和污泥中的有機(jī)物來凈化污水的生物處理方法。在無氧條件下,厭氧細(xì)菌和兼性細(xì)菌(好氧兼厭氧)降解有機(jī)污染物,又稱為厭氧消化法或厭氧發(fā)酵工藝,分解的產(chǎn)物主要是沼氣和少量的污泥。
有機(jī)物在厭氧條件下消化降解過程可以分兩個(gè)階段。第一階段是酸性發(fā)酵階段。污水中的復(fù)雜有機(jī)物,在酸性腐化菌或產(chǎn)酸菌的作用下,分解成簡(jiǎn)單的有機(jī)物,如有機(jī)酸、醇類等,以及CO2、NH3和H2S等無機(jī)物。由于有機(jī)酸的大量積累,污水的PH值下降到6以下。此后,由于有機(jī)酸和含氮化合物的分解,產(chǎn)生碳酸鹽、氨、氮及少量的二氧化碳等,從而使酸性減退,PH值回升到6.6-6.8左右。這個(gè)過程是在酸性條件下進(jìn)行的。第二階段是堿性發(fā)酵階段。在這個(gè)階段,參與作用的微生物是甲烷細(xì)菌。酸性發(fā)酵階段的代謝產(chǎn)物,在甲烷細(xì)菌作用下,進(jìn)一步分解成污泥氣,其主要成分是甲烷(CH4)、CO2及少量NH3、H2和H2S等。由于有機(jī)酸的迅速分解,PH值上升,一般范圍是6.8-8.0,這個(gè)過程主要是在堿性條件下進(jìn)行的。
厭氧消化過程一般比好氧分解所需要的時(shí)間長(zhǎng),有機(jī)物分解不徹底。厭氧消化所產(chǎn)生的氣體CH4約占50%-75%,CO2約占20%-30%,其余是氨、氮、硫化氫等,它的發(fā)熱量為5000-6000千卡/米3,是一種很好的燃料,但帶有臭味。
厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)污水和好氧生物處理后的污泥。厭氧處理也可分為活性污泥法和生物膜法。厭氧活性污泥法有厭氧消化池、厭氧接觸消化、厭氧污泥床等;厭氧生物膜法有厭氧生物濾池、厭氧流化床和厭氧生物轉(zhuǎn)盤等。
厭氧生物處理法能回收沼氣能源;耐沖擊負(fù)荷能力很高;處理水的穩(wěn)定性好;消化系統(tǒng)的裝置密封可防止臭味和疾病的傳播;處理過程需要營養(yǎng)物少;不需要供氧;污泥產(chǎn)量少。但厭氧微生物的培養(yǎng)馴化期較長(zhǎng),對(duì)有機(jī)污染物處理不徹底,尚不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn),還需要再進(jìn)行后處理。
2.15污泥
污水處理過程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì),包括污水中所含固體物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)以及從水中分離出來的沉渣,統(tǒng)稱為污泥。污泥中含有毒或有害物質(zhì),但多數(shù)污泥中還含有植物肥分及其他有用物質(zhì)。因此,污泥的處理和利用是污水處理中一個(gè)十分重要的內(nèi)容。污泥的性質(zhì)主要是:
l)含水率很高,初次沉淀池中排出的污泥含水95%左右,二次沉淀池排出的污泥含水96-99%。含水率大,不易處理。
2)污泥中含有揮發(fā)性物質(zhì)和灰分,前者代表污泥中所含有機(jī)雜質(zhì),后者代表所含無機(jī)雜質(zhì),都以污泥干重中所占百分比表示。
3)污泥中含有微生物,生活污水、醫(yī)院污水、食品工業(yè)廢水和制革工業(yè)廢水等的污泥中含有大量細(xì)菌、病毒和寄生蟲卵。
4)污泥中含有有毒物質(zhì),如氰、汞、鉻或某些難以分解的有毒有機(jī)物。污泥的處理工藝包括污泥的濃縮、消化、脫水、干化及焚燒等以及最終處理。
污泥處理可以產(chǎn)生沼氣,也可以用做農(nóng)肥、制做建筑材料以及其他如制做蛋白飼料,提取維生素B12、胡蘿卜素、硫膠等。
2.16消化
利用微生物的代謝作用,使污泥中有機(jī)物質(zhì)穩(wěn)定化。污泥消化可以好氧處理,也可以用厭氧處理。好氧處理主要是不提供營養(yǎng)物質(zhì),使微生物處于內(nèi)源呼吸狀況,自行消耗,不斷減少,這種方法動(dòng)力消耗大費(fèi)用高,很少采用,而主要采用厭氧分解處理。
污泥的厭氧消化主要是經(jīng)過酸性消化和堿性消化兩個(gè)過程,消化后的污泥稱消化污泥或熟污泥。熟污泥體積顯著減少,呈黑色粒狀結(jié)構(gòu),易脫水,性質(zhì)穩(wěn)定,衛(wèi)生狀況改善很多,可以作為農(nóng)肥。消化過程產(chǎn)生沼氣,可收集利用為能源。
2.17污泥膨脹
在活性污泥法處理污水時(shí),起主要作用的活性污泥,在正常情況下,因污泥本身的絮凝作用形成菌膠團(tuán),有良好的沉淀性能,含水率在99%左右。但當(dāng)污泥變質(zhì)時(shí),其結(jié)構(gòu)松散、體積膨脹、含水率上升、澄清液稀少、顏色也有變異。這種現(xiàn)象,稱為污泥膨脹,污泥膨脹嚴(yán)重影響活性污泥法的凈化功能。污泥膨脹主要是絲狀菌大量繁殖所引起的,也有由于污泥中結(jié)合水異常增多所致。一般污水中若碳水化合物較多或缺少氮、磷、鐵等養(yǎng)料,溶解氧不足、水溫高或PH值較低,都易引起絲狀菌大量繁殖。超負(fù)荷運(yùn)行、污泥齡過長(zhǎng)、有機(jī)物濃度梯度小等,也會(huì)引起污泥膨脹。排泥不暢則會(huì)引起結(jié)合水過多的污泥膨脹。當(dāng)污泥發(fā)生膨脹時(shí),可以針對(duì)膨脹的原因采取措施。如缺氧、水溫高,可加大曝氣量或降低進(jìn)水量以減輕負(fù)荷。如污泥負(fù)荷率過高,可適當(dāng)提高混合液中的污泥濃度;必要時(shí)還可暫停進(jìn)水,曝氣運(yùn)行一段時(shí)間。如缺氮、磷、鐵等養(yǎng)料,可投加硝化污泥或氮、磷等。如PH值過低,可加石灰調(diào)節(jié)。若污泥大量流失,可投加5-10mg/L氯化鐵,促進(jìn)凝聚,并刺激菌膠團(tuán)生長(zhǎng)。也可投加漂白粉或液氯(按干污泥的0.3-0.6%投加),以抑制絲狀菌繁殖。污泥膨脹的原因很多,目前有些原因還沒有能充分認(rèn)識(shí),有待進(jìn)一步研究。
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