[摘要]為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，并對其進(jìn)行凈化的過程。污水處理被廣泛應(yīng)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(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活。按處理程度的不同，廢水處理系統(tǒng)可分為一級處理、二級處理和深度處理（三級處理）。1.1 1 一級處理只除去廢水中的懸浮物，以物理方法為主，處理后的廢水一般還不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。對于二級處理系統(tǒng)而言，一級處理是預(yù)處理。1.2 1 二級處理最常用的是生物處理法，它能大幅度地除去廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)物，使廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。但經(jīng)過二級處理的水中還存留一定量的懸浮物、生物不能分解的溶解性有機(jī)物、溶解性無機(jī)物和氮磷等藻類增值營養(yǎng)物，并含有病毒和細(xì)菌。因而不能滿足要求較高的排放標(biāo)準(zhǔn)，如處理后排入流量較小、稀釋能力較差的河流就可能引起污染，也不能直接用作自來水、工業(yè)用水和地下水的補(bǔ)給水源。1.3 1 三級處理是進(jìn)一步去除二級處理未能去除的污染物，如磷、氮及生物難以降解的有機(jī)污染物、無機(jī)污染物、病原體等。廢水的三級處理是在二級處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用化學(xué)法（化學(xué)氧化、化學(xué)沉淀等）、物理化學(xué)法（吸附、離子交換、膜分離技術(shù)等）以除去某些特定污染物的一種“深度處理”方法。顯然，廢水的三級處理耗資巨大，但能充分利用水資源。格柵是由一組或多組相平行的金屬柵條與金屬框架組成的處理設(shè)施，安裝在污水渠道、泵房及水口的進(jìn)水處或污水處理廠的前端，用以截留廢水中可能堵塞水泵機(jī)組和管道閥門的較大懸浮物，以保證后續(xù)處理設(shè)施的正常運(yùn)行，并減輕后續(xù)構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。⑴按格柵間距可分為粗格柵（50～100mm）、中格柵（10～40mm）、細(xì)格柵（3～10mm）三種，為了更好地?cái)r截水中的顆粒物，有時采用粗中兩道格柵，有時甚至采用粗、中、細(xì)三道格柵。⑵按照清渣方式可分為人工格柵和機(jī)械格柵兩種。人工格柵實(shí)用于中小型污水處理廠，所需截留的污染物較少。機(jī)械清渣的格柵，傾角一般為60°～70°，有時為90°。機(jī)械清渣格柵過水面積一般應(yīng)不小于進(jìn)水管網(wǎng)的有效面積的1.2倍。調(diào)節(jié)池池是最常見的一種形式，它截流效果好，工作穩(wěn)定，構(gòu)造較簡單 ，便于接受地下管道流入的污水 。池的結(jié)構(gòu)就是一個深埋打下的混凝土池，兩端有人孔方便查看水位或者檢修池中的曝氣裝置 ，在池底設(shè)置有作為攪拌的曝氣裝置， 通過格柵進(jìn)入 的污水在池中的以充分的混合。上接出水管 。污水在池內(nèi)的流速應(yīng)控制在0.15～0 .3m /s，污水在池內(nèi)的停留時間一般為 3 ～ 6h ，有效水深不大于5 米，一般采用 2.5～3.5米 。氣浮主要是利用容氣系統(tǒng)產(chǎn)生的容氣水中的微氣泡，與水 中的懸浮物絮體粘合在一起，懸浮物隨威氣泡一起上升至水面，形成浮渣，使水中懸浮物得到去除 。清水經(jīng)過射流吸氣裝置，在一定工作壓力的情況下，使空氣最大限度的融入水中，通過快速減壓釋放，形成直徑為30um-52um左右的小氣泡。伴隨著原水中 加入的絮凝劑經(jīng)過在氣浮接觸室的反應(yīng)，絮凝物和小氣泡粘合在一起，在浮力的作用下，一起上升至液面形成浮渣 ，浮渣被刮泥機(jī)刮至泥槽。下面的清水通過集水池進(jìn)入清水箱流入下一環(huán)節(jié)（中間池）。氣浮作為水處理的一種方法， 被廣泛應(yīng)用到造紙中段水、紡防止印染 廢水、煉油廢水、油污分離、污泥濃縮（處理量為設(shè)備處理能力的20%-30%）。中間池是由不同大小的池子組成，它主要用來控制進(jìn)入下一系統(tǒng)污水的PH值和溫度。在池子的底部有曝氣裝置加熱裝置。好氧生物處理是在有游離氧（分子氧）存在的條件下，好氧微生物降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用廢水中的有機(jī)物作為營養(yǎng)源進(jìn)行好氧代謝，這些高能位的有機(jī)物質(zhì)經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級釋放能量，最終以低能位的無機(jī)物穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處置。好氧生物處理的最終過程可用下圖表示。上圖表明，有機(jī)物被微生物攝取后，通過代謝活動，約有三分之一被分解、穩(wěn)定，并提供其生物活動所需的能量；約有三分之二被轉(zhuǎn)化，合成新的原生質(zhì)，即進(jìn)行生物自身生長繁殖。后者就是廢水生物處理中的活性污泥。好氧生物處理的反應(yīng)速度較快，所需的反應(yīng)時間較短，故處理構(gòu)筑物容積較小，且處理過程中散發(fā)的臭味較少，所以目前對中低濃度的有機(jī)廢水，或者說BOD5濃度小于500mg/L的有 機(jī)廢水，基本采用好氧生物處理法 。好氧生物生物對COD、 N 、 P 的需求比例為100：5 ：1，因此在好氧生物培養(yǎng)時可以適量的添加一些氮肥和磷肥，可以促進(jìn)細(xì)菌的繁殖。2.2.1.1 在廢水處理工程中，好氧生物處理有活性污泥法和生物膜法兩大類，本廠采用的是循環(huán)式活性污泥法 。厭氧生物處理是在沒有游離氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。由兼性厭氧菌和專性厭氧菌與廢水中的有機(jī)雜質(zhì)形成的污泥顆粒，呈灰色至黑色，有生物吸附作用、生物降解作用和絮凝作用，有一定的沉降性能；顆粒厭氧活性污泥的直徑在0.5mm 以上，微生物的組成主要有六種：由外到內(nèi)水解細(xì)菌、發(fā)酵細(xì)菌、氫細(xì)菌和乙酸菌、甲烷菌 、硫酸鹽還原菌、厭氧原生動物其中產(chǎn)甲烷絲菌是厭氧活性污泥的中心骨架。在厭氧生物處理的過程中，復(fù)雜的有機(jī)物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單的化合物，同時釋放能量。有機(jī)物的轉(zhuǎn)化分三個部分進(jìn)行：部分轉(zhuǎn)化為CH 4 ，這是一種可燃?xì)怏w，可回收利用；還有部分被分解為CO2 、H 2O、NH3 、H2S等無機(jī)物，并為合成細(xì)胞提供能量；少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的原生質(zhì)的組成成分。廢水厭氧生物處理過程中有機(jī)物的轉(zhuǎn)化如下圖所示。復(fù)雜污染物的厭氧降解過程可以分為四個階段水解階段、發(fā)酵階段（又稱酸化階 段）、 產(chǎn)乙酸階段、產(chǎn)甲烷階段 。2.2.2.1.1 產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電或作為能源，沼氣中的主要成分是甲烷，含量 50~75% 之間，是一種很好的燃料。以日排 COD10t 的工廠為例，若 COD 去除率為 80% ，甲烷產(chǎn)量為理論的 80% 時，則可日產(chǎn)甲烷 2240m3, 其熱值相當(dāng)于 3.85t 原煤，可發(fā)電 5400 度電。2.2.2.1.2 對營養(yǎng)物的需求量少，好氧方法 BOD ：N ：P=100 ：5 ：1 ，而厭氧方法為（ 350~500 ）：5：1 ，相比而言對 N 、P的需求要小的多，因此厭氧處理時可以不添加或少添加營養(yǎng)鹽。2.2.2.1.3 產(chǎn)生的污泥量少，運(yùn)行費(fèi)用低，繁殖慢；不需要曝氣 ，基于這些優(yōu)點(diǎn)，厭氧處理在食品、釀造、制糖等工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但厭氧處理也存在缺點(diǎn)。厭氧生物處理的主要缺點(diǎn)就是反應(yīng)速率太慢，反應(yīng)時間較長，處理構(gòu)筑物的容積大，一般只有有機(jī)物濃度較高（BOD 5 ≥2000mg/L）才采用厭氧生物處理；出水的有機(jī)物濃度高于好氧處理；對溫度變化較為敏感（工業(yè)中需要設(shè)置進(jìn)水的控溫裝置， 37 ℃） ；初次啟動過程緩慢,處理時間長:好氧處理體系的活性污泥或生物膜通常只需要 7 天就可以培育成功，而厭氧處理體系的活性污泥或生物膜一般需要 8~12 周才可以培育成功。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)主要由空氣凈化器、鼓風(fēng)機(jī)、空氣輸配管系統(tǒng)和擴(kuò)散器組成。鼓風(fēng)機(jī)供應(yīng)一定的風(fēng)量，風(fēng)量要滿足生化反應(yīng)所需的氧量和能保持混合液處于懸浮狀態(tài)；風(fēng)壓則要滿足克服管道系統(tǒng)和擴(kuò)散器的摩擦阻損耗以及擴(kuò)散器上部的靜水壓；空氣凈化器的作用是防止擴(kuò)散器阻塞。2.3.1.1 擴(kuò)散器是整個鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的作用是將空氣分散成空氣泡，增大空氣和混合液之間的接觸面積，把空氣中的氧溶解于水中。根據(jù)分散氣泡的大小，擴(kuò)散器可分為幾種類型：1.小氣泡擴(kuò)散器 氣泡直徑可達(dá)到 1.5mm 以下。2.中氣泡擴(kuò)散器 常用的有穿孔管和莎綸管。穿孔管的孔眼直徑為2～ 3mm ，孔口的氣體流速不小于 10m /s，以防止堵塞。3.大氣泡擴(kuò)散器 氣泡直徑為 15mm 左右。4.微氣泡擴(kuò)散器 氣泡直徑在100 um左右。通常擴(kuò)散器的氣泡越大，氧的傳遞效率越低，然而它的優(yōu)點(diǎn)是堵塞的可能性小，空氣凈化要求低，養(yǎng)護(hù)管理比較方便。微小氣泡擴(kuò)散器由于氧的傳遞效率高，反應(yīng)時間短，曝氣時間可以縮短，但容易堵塞，因而選擇何種擴(kuò)散器要因地制宜 ；曝氣裝置也可以作為攪拌裝置使用，這樣的攪拌要比機(jī)械攪拌效果好。鼓風(fēng)曝氣是水下曝氣，而機(jī)械曝氣則是表面曝氣。機(jī)械曝氣是用安裝于曝氣池表面的表面曝氣機(jī)來實(shí)現(xiàn)曝氣的，分為豎式和臥式兩種。2.3.2.1 豎式曝氣機(jī) 這類曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)動軸與水面垂直，裝有葉輪，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動時，使曝氣池表面產(chǎn)生水躍，把大量的混合液水滴和膜狀水拋向空氣中，然后攜帶空氣形成水氣混合物回到曝氣池中，從而使空氣中的氧很快溶入水中。我國目前應(yīng)用的表面曝氣機(jī)有泵型、倒傘型和平板型。2.3.2.2 臥式曝氣機(jī) 轉(zhuǎn)動軸與水面平行，主要有曝氣刷和曝氣轉(zhuǎn)盤，常用于氧化溝。污泥濃縮是降低污泥含水率、減少污泥體積的有效方法。污泥濃縮主要是減縮污泥的間隙水，從反應(yīng)池來的污泥呈液態(tài)，含水率高于95％，濃縮池可使剩余活性污泥含水率約從99.2％下降到97.5％，污泥體積縮到原來的1/3左右，經(jīng)濃縮后污泥近似糊狀，仍保持流動性。污泥濃縮的方法有沉降法、氣浮法和離心法。在選擇濃縮方法時，除各種方法本身的特點(diǎn)外，還應(yīng)考慮污泥的性質(zhì)、來源、整個污泥處理流程及最終處置方式等。如沉降法用于濃縮初沉淀污泥和剩余活性污泥時效果較好；單純的剩余污泥一般采用氣浮法濃縮，近年發(fā)展到部分采用離心法濃縮。常見污泥壓濾機(jī)主要有板框式、和帶式兩種類型 。2.4.2.1 板框壓濾機(jī) 主要污泥脫水設(shè)備按工作原理可分為真空過濾脫水機(jī)、壓濾機(jī)、離心由板和框排列組合而成，用壓緊裝置把板與框壓緊，即在板與板之間構(gòu)成壓濾室。在板與框的上端相同部位開有小空，壓緊后，各孔連成一條通道，用0.4～0.8MPa的壓力，把經(jīng)化學(xué)調(diào)理的污泥由該通道壓入，并由每一塊板框上的支路孔道進(jìn)入各個壓濾室，下端鉆有供濾液排出的孔道。濾液在壓力作用下，通過濾布并由孔道由濾機(jī)排出，而固體截留下來，并且在濾布表面上形成濾餅，當(dāng)濾餅完全填滿壓濾室時，脫水過程結(jié)束，此時停止對壓濾機(jī)送入污泥，打開壓濾機(jī)，依次抽出各塊濾板，剝離濾餅，并清洗濾布（本廠使用的是板框壓濾機(jī)佩帶螺桿泵壓縮污泥）。帶式壓濾機(jī)的主要特點(diǎn)是利用濾布的張力和壓力在濾布上對污泥施加壓力使其脫水，動力消耗少，可以連續(xù)操作，它基本由濾布和輥組成，污泥流入在輥之間連續(xù)轉(zhuǎn)動的上下兩塊帶狀濾布上后，濾布的張力和扎輥的壓力及剪切力依次作用于夾在兩塊濾布之間的污泥上而進(jìn)行重力濃縮和加壓脫水，脫水泥餅由刮泥板剝落，剝離了泥餅的濾布需用水清洗，以防止濾布堵塞，影響脫泥效率。影響微生物生長的環(huán)境因素很多，但最主要的是營養(yǎng)、溫度、pH值、溶解氧和有毒物質(zhì)。微生物除了需要碳營養(yǎng)外，還需要氮、磷營養(yǎng)，它們之間的比例一般為BOD 5 ：N：P=100：5：1。在好氧生物的培養(yǎng)過程中，如果COD不足的情況下可以適當(dāng)?shù)耐都右恍┢咸烟?，一公斤的葡萄糖在理論上是相?dāng)于一公斤的COD。各類微生物對溫度的適應(yīng)范圍不同，約為5℃～ 80℃ 。污水好氧生物處理以中溫性細(xì)菌為主，其生長繁殖的最適溫度20℃～ 37℃。當(dāng)溫度過高是，會使微生物的蛋白質(zhì)變性及酶系統(tǒng)遭到破壞而失去活性，甚至導(dǎo)致微生物死亡。溫度過低則會抑制微生物的代謝活動，從而降低污水處理效率，但微生物仍然保存生命力。廢水生物處理過程中保持適宜的pH值非常重要，如果活性污泥法處理廢水，曝氣池最適pH應(yīng)為6.5～8.5，如果曝氣池pH值達(dá)到9時，原生動物由活躍轉(zhuǎn)為呆滯，菌膠團(tuán)粘性物質(zhì)解體，活性污泥結(jié)構(gòu)遭到破壞，處理效率下降。如果進(jìn)水酸性過強(qiáng)，活性污泥結(jié)構(gòu)也會遭到破壞，會出現(xiàn)大量浮泥。好氧生物處理的溶解氧一般以 2～4 mg/L為宜，在這種情況下，活性污泥的結(jié)構(gòu)正常，沉降、絮泥性能好。在廢水處理過程中，廢水中存在的對微生物具有抑制和殺害作用的化學(xué)物質(zhì)就稱為有毒物質(zhì)。其毒害作用主要表現(xiàn)為細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)遭到破壞以及菌內(nèi)的酶變質(zhì)，并失去活性。2.6.1 化需氧量(BOD) 水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量(以mg/L為單位)。它反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量。生化需氧量愈高，表示水中需氧有機(jī)污染物愈多。2.6.2 化學(xué)需氧量(COD) 化學(xué)需氧量是用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時所消耗的氧化劑量，用氧量(mg/L)表示?；瘜W(xué)需氧量愈高，也表示水中有機(jī)污染物愈多。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。以高錳酸鉀作氧化劑時，測得的值稱COD Mn 或簡稱OC。以重鉻酸鉀作氧化劑時，測得的值稱 COD Cr ，或簡稱COD。如果廢水中有機(jī)物的組成相對穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系。一般說，重鉻酸鉀化學(xué)需氧量與第一階段生化需氧量之差，可以粗略地表示不能被需氧微生物分解的有機(jī)物量。2.6.3 植物營養(yǎng)元素 污水中的N、P為植物營養(yǎng)元素，從農(nóng)作物生長角度看，植物營養(yǎng)元素是寶貴的物質(zhì)，但過多的N、P進(jìn)入天然水體卻易導(dǎo)致富營養(yǎng)化。水體中氮、磷含量的高低與水體富營養(yǎng)化程度有密切關(guān)系。就污水對水體富營養(yǎng)化作用來說，磷的作用遠(yuǎn)大于氮。2.6.4 pH值 主要是指示水樣的酸堿性。pH<7是酸性；pH>7是堿性。一般要求處理后污水的pH值在6—9之間。天然水體的pH值一般為6～9，當(dāng)受到酸堿污染時pH值發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水體自凈，還可腐 蝕船舶。若天然水體長期遭受酸、堿污染，將使水質(zhì)逐漸酸化或堿化，從而對正常生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。基本控制項(xiàng)目最高準(zhǔn)許排放量（日排放）項(xiàng)目：基本控制項(xiàng)目 一級標(biāo)準(zhǔn) 二級標(biāo)準(zhǔn) 三級標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn) B標(biāo)準(zhǔn)注：括號外為水溫＞ 12 ℃ 時的控制指標(biāo)，括號內(nèi)為水溫≤ 12 ℃ 時的控制指標(biāo)。2.6. 7 在一些冶金、粉碎、機(jī)械制造或打磨的工廠，污水處理系統(tǒng)中還會設(shè)有 沉砂池和砂水分離器等處理系統(tǒng)來進(jìn)一步凈化水質(zhì)。國家安監(jiān)局針對 工業(yè)冷卻用水 、爐補(bǔ)充水、其他雜用水 、地下水回灌等都有相關(guān)的排放要求；針對 濕地、灘涂和野生動物棲息地，維持其生態(tài)系統(tǒng)的所需水。要求水中不含對回用對象的生態(tài)系統(tǒng)有毒有害的物質(zhì)。當(dāng)今社會最令人頭疼的問題就是一些生活、工業(yè)、焚燒垃圾的廢氣的難以處理。在污染空氣的同時也給我們帶來了不便，導(dǎo)致好多人 因?yàn)楣I(yè)廢氣污染大氣而死亡，全球死亡人數(shù)的比例看來，廢氣污染導(dǎo)致死亡的占30%。所以我廠在處理污水的同時還引進(jìn)了一套生物除臭系統(tǒng)，來解決處理廢水是產(chǎn)的氣體。生物脫臭是在適宜條件下，利用載體填料比表面積上微生物的作用脫臭。臭氣物質(zhì)先被填料吸收，然后被填料上附著的微生物氧化分解，從而完成臭氣的除臭過程。為了使微生物保持高的活性，必須為之創(chuàng)造一個良好的生存環(huán)境，比如：適宜的濕度、 pH 值、氧氣含量、溫度和營養(yǎng)成分等。實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，載體填料相對濕度保持在 80 ～ 95% ，所以經(jīng)常采用噴淋原污水或初沉池出水以提供水分和營養(yǎng)源。微生物除臭技術(shù)是利用由環(huán)境有意微生物制成的生物除臭劑對散發(fā)惡臭氣體的臭源進(jìn)行除臭。除臭菌劑可應(yīng)用于集中的或分散的惡臭治理，使用方便、靈活。基本原理：在適宜的環(huán)境條件下，附著于生物填料上的微生物利用廢氣中的污染物作為能源，維持生命活動，并將其分解為 CO2+H2O和其他無機(jī)鹽類，從而使廢氣得以凈化。
生物脫臭塔最主要部分是填料。一種好的載體填料必須滿足：容許生長的微生物種類豐富；為微生物提供棲息生長大的比表面積；營養(yǎng)成分合理（ N 、 P 、 K 和微量元素）；有好的吸水性；自身無異味；吸附性好；結(jié)構(gòu)均勻孔隙率大；材料易得且價格便宜；耐老化；運(yùn)行、養(yǎng)護(hù)簡單。常用的填料有：塑料、半軟性塑料、干樹皮、干草、纖維性泥炭或其混合物。脫臭塔填料的堆放高度 取決于所要求的停留時間和表面負(fù)荷。工程上填料高度一般為 1.0 ～ 1.2 m 。如果選擇的填料合適，工藝上能做到布?xì)饩鶆?、排除氣流短路的話，最低高度可以?0.5 m。
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