废水处理物化处理 81页

第二单元废水处理方法南京工业大学环境科学与工程学院主讲：陆雪梅n污水站（厂）与生产车间的区别生产车间生产工艺控制参数原材料产品废水处理站废水处理工艺控制参数废水合格出水n经济指标处理成本产品药剂收益电耗消耗维修费用n污染物去除率出水水质达标率臭氧法设备情况记录泥、渣、沼气记录处理废水量技术指标n影响废水处理系统运行的五因素人：废水处理站的员工机：设备设施人机料：进水艺：处理工艺环料环：废水处理站的外部环境，如出水标准技n化工企业“三废”治理常见“六重六轻”重生产轻环保重末端轻源头重建设轻运行重过关轻维护重数据轻工艺重达标轻总量n主要内容废水物化处理技术概述主要内容一企业常见物化处理技术二沉淀与沉砂混凝与气浮化学氧化还原（臭氧氧化、微电解、Fenton试剂氧化、高效催化氧化）消毒n主要内容废水物化处理技术概述一n※1、废水来源与种类城市污水工艺废水（离心、洗涤、真空泵等）生产废水设备、地面冲洗水废生活污水循环水外排水、事故废水等水初期雨水n4废水处理污染源深度处理2351排放废水收集预处理生化处理回用废水处理工艺流程示意图n※2、废水处理工艺流程n※3、废水处理方法分类物理处理法化学法废水物理化学法生物化学法厌氧、好氧n污水处理系统中的一级处理主要方法物理法—利用物理作用分离水中呈悬浮态的固体污染物格栅、筛网、沉淀……化学法—通过化学作用改变污染物的化学性质以降低其危害性或有利于污染物的分离去除混凝、气浮、化学氧化、微电解……n物理化学法—通过物理和化学的共同作用吸附、反渗透、离子交换……n企业常见废水物化处理技术二n沉渣去浓排渣槽渣池缩池浮浮渣含LAS生油沉渣产废水均质池pH调节池气浮装置隔油池生活污水污泥回流出水排放沉淀池好氧池缺氧池厌氧池污泥回流剩余污泥去渣池n含氰废水处理工艺流程电镀车间含氰废水预处理出水集水井均质池斜板沉淀池集水池砂滤罐反冲洗水反冲水池30%HO22反冲洗水活性炭吸附塔二级氧化反应釜一级氧化反应釜ClO制备装置2一期综合废水均质池n※1、沉淀沉淀原理——利用水中悬浮颗粒可沉降性能，在重力作用下下沉，达到固液分离的一种过程分离对象：可沉固体物质（五粮液等）酿酒废水土豆等蒸煮废水化纤制浆废水n污泥浓缩池成层沉淀—能看到泥水分界面在下降n※1、沉淀用于废水的预处理－沉砂池用于污水进入生物处理构筑物前的初步处理－初次沉淀池用于生物处理后的固液分离－二次沉淀池用于污泥处理阶段的污泥浓缩－污泥浓缩池通过颗粒之间的拥挤与自动压缩，进一步提高悬浮固体浓度沉淀池的沉淀效率——颗粒污染物的去除率n※2、沉砂池及其运行管理（1）沉砂池的作用工作原理：将进入沉砂池的污水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉，而有机颗粒则随水流走分离对象一般设在泵站、倒虹管、沉淀池前，以减轻水泵和管道的磨损，防止后续处理构筑物管道的堵塞，降低对污泥脱水设备的影响。n※2、沉砂池及其运行管理（2）沉砂池的基本类型平流式沉砂池平流式沉砂池常用的排砂方式与装置主要有重力排砂与机械排砂两类中、大型污水处理厂应采用机械排砂n※2、沉砂池及其运行管理（2）沉砂池的基本类型曝气沉砂池n※2、沉砂池及其运行管理（2）沉砂池的基本类型旋流沉砂池旋流式沉砂池常用的排砂方式主要有砂泵排砂与压缩空气气提排砂两类n※2、沉砂池及其运行管理（3）沉砂池运行管理要点每天检查和调节曝气沉砂池的空气量及时清除沉砂池表面浮渣，并妥善处置重力排砂时，应关闭进水闸门定期取样化验对进、出水闸门机排渣阀门加油，清洁保养，每年定期油漆保养注意安全、卫生及时清捞细格栅上的垃圾n※3、沉淀池及其运行管理（1）沉淀池的基本类型沉淀池的四个功能区流入区将可沉固体沉降区（工作区）颗粒与污水分离的区域流出区污泥区n※3、沉淀池及其运行管理（1）沉淀池的基本类型平流式沉淀池常用的排泥方式主要有静水压力排泥与机械排泥两类n※3、沉淀池及其运行管理（1）沉淀池的基本类型竖流式沉淀池常用的排泥方式主要是静水压力排泥，该法简单易行，便于管理n※3、沉淀池及其运行管理（1）沉淀池的基本类型辐流式沉淀池辐流式沉淀池多用泵吸排泥（机械排泥）n※3、沉淀池及其运行管理（1）沉淀池的基本类型斜板（管）式沉淀池要注意及时排泥n※3、沉淀池及其运行管理流动性差、比重大的污泥，不能用水静压力排泥，需用机械排泥，因此不宜采用竖流式沉淀池，可考虑采用平流式、辐流式沉淀池，对于黏性大的污泥，不宜用斜板（管）式沉淀池，以免发生堵塞。n※3、沉淀池及其运行管理（2）初沉池及其运行管理初沉池是污水处理厂一级处理的初沉池作用主要构筑物截留去除沉砂池出水中残留的细小悬浮颗粒，降低曝气池进水的悬浮物和生化需氧量的浓度，从而降低处理成本化纤废水（平流式初沉池）n※3、沉淀池及其运行管理（2）初沉池及其运行管理初沉池的日常操作与管理一、在设计中尽量采取一些措施避免短流二、加强运行管理，应严格检查出水堰是否平直，发现问题，要及时修理。三、及时清理堰口上的浮渣及时排泥保证排出的污泥含水率不低于97%加强排泥设备的维护管理n※3、沉淀池及其运行管理（3）二沉池及其运行管理二沉池作用分离生化污泥：保证良好的出水水质、对污泥进行一定的浓缩二沉池的静水压力低于初沉池n※3、沉淀池及其运行管理（3）二沉池及其运行管理二沉池的日常操作管理要点均匀配水、配泥二沉池日常操作管理的及时排泥主要工作定期巡视、及时清除浮渣、出水堰保洁污泥漂浮说明观察;二沉池泥面高度、出水水质污泥的停留时间过长，应加强排泥或回流n※3、沉淀池及其运行管理（3）二沉池及其运行管理二沉池异常问题分析及其解决对策出水带有细小污泥颗粒污泥上浮、冒气泡p67污泥老化、絮体结构不好、颗粒细碎、质地轻飘，沉降性能差n4、混凝（1）混凝的基本概念——向废水中投加混凝药剂，使其中的胶体和细微悬浮物脱稳，并聚集为数百微米以至数毫米的矾花，进而可以通过重力沉降或其他固液分离手段予以去除。混凝剂与废水的快速、均匀混合30s反应：矾花形成10~15min、絮体长大~30min分离n整个混凝工艺涉及以下几个步骤：①混凝剂的配制与投加；②混合；③反应；④矾花分离。混凝剂废水工艺参数n4、混凝（2）常用混凝剂无机盐类混凝剂①三氯化铁FeCl3②硫酸亚铁FeSO4③硫酸铝④聚合氯化铝PAC⑤聚合硫酸铁PFSn4、混凝（2）常用混凝剂有机高分子类混凝剂人工的应用更广泛，常用的有聚丙烯酰胺PAM助凝剂①烧碱②石灰③氯氧化剂n4、混凝（2）运行控制条件混凝剂的选择和投加量pH值水温水力条件n•①pH每种混凝剂都有其适宜的pH。在最适宜pH条件下，混凝反应速度最快，絮体溶解度最小，混凝作用最大。当废水的pH不是混凝剂的适宜范围时，应首先将pH调节到最适范围，再投加混凝剂。一般高分子混凝剂受pH的影响很小；铁、铝盐混凝剂水解时不断产生H+，导致pH下降，为此，应有碱性物质与之中和。最适宜pH一般需要通过试验得到。n②水温混凝的水温一般以20℃～30℃为宜。水温过低，混凝剂水解缓慢，生成的絮体细碎松散，不易沉降。水温高时，黏底降低，水中胶体或细微颗粒之间的碰撞机会增多，从而提高混凝效果，缩短混凝沉淀时间。当废水的小温过低时，可以采用废热加热，也可以配合使用铁盐混凝剂并投加活性硅酸助凝剂和粉煤灰、黏土等絮体加重剂。n4、混凝（3）混凝的设备混凝剂的配制与投加设备n4、混凝（3）混凝的设备混合设备反应设备：水力搅拌或机械搅拌矾花分离设备：沉淀池或气浮池nn（4）混凝处理的日常管理及异常解决对策经常检查溶药系统和投加系统的运行情况，及时排除药液中的沉渣，防止堵塞。当冬季水温较低，影响混凝效果时，除可采取增加投药量的措施外，还可投加适量的铁盐混凝剂，另外经常检查加药管的运行情况，防止堵塞或冻裂。根据混合池和反应池的絮体、出水水质等变化情况，及时调整混凝剂的投加量。严格控制混合和反应的搅拌强度和时间。做好日常运行纪录，包括处理水量、进出水水质、投药量、水温、矾花大小及沉淀情况等。n5、气浮作用—加入破乳剂（聚铝）后，通过加压溶气水使水中呈乳化状态的物质浮出，浮渣经排渣槽排入渣池。n（二）气浮的类型气浮法按照产生微气泡方式的不同可分为以下三种：①溶气气浮法；②散气气浮法；③电解气浮法。其中溶气气乳法是目前应用最广泛的一种气浮方法。n①溶气气浮法压力溶气气浮法的工作原理、特点：空气在加压条件下溶于水中，再使压力降低到常压，把溶解的过饮和空气以微气泡的形式释放出来。目前压力溶气气浮法应用最广。与其他方法相比，它具有以下优点：在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数量多，能够确保气浮效果；产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；工艺过程及设备比较简单，便于管理、维护；可人为地控制气泡与废水的接触时间。n压力溶气气浮的关键设备气浮工艺流程主要由加压泵、溶气罐、释放器和气浮池等设备组成。压力溶气罐聚铝加药处进水管出水排渣管管n气浮法日常运行管理有哪些注意事项(1)巡检时要注意观察池面情况。如果发现接触区浮渣面高低不平、局部水流翻腾剧烈，这可能是个别释放器被堵或脱落，需要及时检修和更换。如果发现分离区浮渣面高低不平、池面常有大气泡鼓出，这表明气泡与杂质絮粒粘附不好，需要调整加药量或改变混凝剂的种类。n气浮法日常运行管理有哪些注意事项(2)冬季水温较低影响混凝效果时，除可采取增加投药量的措施外，还可利用增加回流水量或提高溶气压力的方法，增加微气泡的数量及其与絮粒的粘附，以弥补因水流粘度的升高而降低带气絮粒的上浮性能，保证出水水质。n气浮法日常运行管理有哪些注意事项(3)为了不影响出水水质，在刮渣时必须抬高池内水位，因此要注意积累运行经验，总结最佳的浮渣堆积厚度和含水量，定期运行刮渣机除去浮渣，建立符合实际情况的刮渣制度。(4)根据反应池的絮凝、气浮池分离区的浮渣及出水水质等变化情况，及时调整混凝剂的投加量，同时要经常检查加药管的运行情况，防止发生堵塞(尤其是在冬季)。n5、气浮运行条件工艺设计参数水力停留时间~0.5h废水pH值6.5~8混凝剂加入量几十~几百mg/L刮油器挂浮渣频率每5分钟一次溶气水压力0.2~0.4MPan6、化学氧化还原除掉水中的有机污染物（1）基本原理或无机物质利用某些溶解于废水中的有毒有害物质在氧化还原反应中能被氧化或还原的性质，把它们转化成为无毒无害的新物质，或者转化成容易从水中分离排除的形态(气体或固体)，从而达到处理的目的n6、化学氧化还原（1）基本原理向废水中投加氧化剂，氧化废水中的有害物质，使其转变为无毒无害的或毒性小的新物质的方法称为氧化法。氧化法又可分为氯氧化法、空气氧化法、臭氧氧化法等。向废水中投加还原剂，还原废水中的有毒物质，使其转变为无毒的或毒性小的新物质这种方法称为还原法。还原法目前主要用于含铬、汞等废水的处理n电镀车间含氰废水预处理出水集水井均质池斜板沉淀池集水池砂滤罐反冲洗水反冲水池30%HO22反冲洗水活性炭吸附塔二级氧化反应釜一级氧化反应釜ClO制备装置2接综合废水均质池n6、化学氧化还原（2）设备与装置臭氧氧化单元臭氧是一种强氧化剂，它的氧化能力在天然元素中仅次于氟。臭氧在污水处理中可用于除臭、脱色、杀菌、消毒、降酚、降解COD、BOD等有机物。很多有机物都容易与臭氧发生反应：水溶性染料、蛋白质、氨基酸、有机氨及不饱和化合物、酚和芳香族衍生物以及杂环化合物、木质素、腐殖质等有机物有强烈的氧化降解作用n臭氧与水中有机物的反应十分复杂，既有臭氧的直接氧化反应，也有新生自由基的氧化反应。这与反应条件与有机物的性质密切相关，酸性条件下，臭氧分解慢，O3的直接氧化反应起主要作用；碱性条件下，臭氧分解快，羟基自由基氧化作用加大[O]、pH、反应时间3n6、化学氧化还原（2）设备与装置臭氧氧化单元n臭氧浓度过高会对人体造成不利的影响：臭氧浓度高于0.3mg/L时对人的五官有刺激作用；浓度高于3-15mg/L时，人会感到头疼，所以一般臭氧的浓度允许值为0.2mg/L，正常可与人体接触8小时；采用臭氧氧化技术也应该注意剩余臭氧的去除《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）规定车间空气中臭氧的最高允许浓度为0.1ml/m3空气n6、化学氧化还原（2）设备与装置臭氧氧化单元nFenton试剂氧化单元HO在Fe2+的催化作用下分解产生·OH，其氧化电22位达到2.8V，是除元素氟外最强的无机氧化剂，它通过电子转移等途径将有机物氧化分解成小分子。同时，Fe2+被氧化成Fe3+产生混凝沉淀，去除大量有机物。可见，Fenton试剂在水处理中具有氧化和混凝两种作用。n[HO]、[Fe2+]、pH、反应时间22nFenton试剂氧化单元如何配如何配制和加制和加入？入？有何影响？nFenton试剂氧化单元n微电解装置微电解（固定床）微电解（流化床）问题：填料板结严重不板结、效果好n化学氧化还原法运行管理应注意哪些事项(1)利用化学氧化还原法处理废水时，氧化剂或还原剂的投加量都要高于理论量，有时甚至要高出数倍。因此，除了加强预处理、尽量减少投加量外，需要经过试验确定实际投加量。(2)控制合理的pH值使用氯氧化法处理含氰废水时，必须在碱性条件下进行采用空气氧化法除铁时，除了供给足够的空气保证氧量外，适当提高pH值可以加快反应速度，pH值至少要在6.5以上n当使用硫酸亚铁法或亚硫酸氢钠法处理含铬废水时，反应必须分两步进行重铬酸根离子的还原反应在pH值<3pH值在7.5～9，氢氧化铬溶解度最小(3)注意安全n杀灭细菌7、消毒和病毒的手段（1）消毒处理的必要性——污水中的主要病原体：病原性细菌、肠道病毒、蠕虫卵（2）常用消毒方法氯消毒常用氯为液①液氯消毒氯和漂白粉②二氧化氯消毒③漂白粉消毒紫外线消毒n7、消毒（3）影响消毒效果的因素①投加量和时间；②微生物特性；③温度；④pH；⑤水中杂质；⑥消毒剂与微生物的混合接触状况；⑦处理工艺。n7、消毒（4）加氯设备的运行管理①氯投加量氯投加量是一个非常重要的控制条件，对于不同的消毒对象需要不同的投加量，需要通过实验确定。城市污水经二级处理，排入受纳水体之前，进行加氯消毒并保持一定的余氯浓度，一般加氯量为5～10mg/L；初级处理出水需加氯15～25mg/L。深度处理中，除要求达到一定的消毒效果，还要求回用水管网末梢保持一定的余氯量。加氯量是否适当，可由处理效果和余氯量指标评定。n7、消毒（4）加氯设备的运行管理②接触时间是污水在接触池的水力停留时间。一般来说，在保证消毒效果一定的前提下，接触时间延长，加氯量可适当减少。但接触时间很大程度上取决于设计，一般来说，应控制在30min以上。污水量增加时，接触时间会缩短，此时应适当增加加氯量。③做好日常运行记录，包括处理水量、水温、氯投加量、出水余氯量、消毒效果等。n（4）加氯设备的运行管理④氯是一种剧毒气体，在运行管理中，用氯安全非常重要，应特别注意以下事项：——氯瓶运输或移动过程中，应轻装转卸，严禁滑动、抛滚或撞击，并严禁堆放。——氯瓶入库前应检查是否漏氯，并做必要的外观检查。检漏方法是用10%的氨水对准可能漏氯部位数分钟。如果漏氯，会在周围形成白色烟雾（氯与氨生成的氯化铵晶体微粒）。外观检查包括瓶壁是否有裂缝、鼓包或变形。有硬伤、局部片状腐蚀或密集斑点腐蚀时，应认真研究是否需要报废。——氯瓶存放应按照先入先取先用的原则，防止某些氯瓶存放期过长。n（4）加氯设备的运行管理④氯是一种剧毒气体，在运行管理中，用氯安全非常重要，应特别注意以下事项：使用液氯瓶注意事项——每班应检查库房内是否有泄漏，库房内应常备10%氨水检查连接处接处是否漏氯。——氯瓶在使用过程中，应经常用自来水冲淋，以防止瓶壳由于降温而结霜。——在加氯期间内，氯瓶周围冬季要有适当的保温措施，以防止瓶内形成氯冰。但严禁用明火等热氯为氯瓶保温。15~25度温水连续喷淋氯瓶加热n（4）加氯设备的运行管理——氯瓶使用完毕后，应保证留有0.05～0.1MPa的余压，以免遇水受潮后腐蚀钢瓶，同时这也是氯瓶再次充氯的需要。——如果阀门难以开启，不能用榔头敲击，也不能用长扳手硬扳，以防将阀杆拧断n（4）加氯设备的运行管理——加氯间内应设置碱液池，并时刻保证池内碱液有效。当发现氯瓶严重泄漏时，应先戴好防毒面具，然后立即将泄漏的氯瓶放入碱液池中。——通向加氯间的压力水管道应保持不间断供水，并尽量保持管道内水压稳定。——加氯设备（包括管道）应保持不间断工作，并根据具体情况考虑设置备用数量，一般每种不少于两套。n防止氯中毒的措施（1）操作人员的值班室要和加氯间分开设置，并在加氯间安装监测及警报装置，随时对其中的氯浓度进行监测。（2）加氯间要靠近加氯点，两者间距不超过30m。加氯间建筑要坚固防火、耐冻保温、通风良好、大门外开，并与其他工作间严格分开，没有任何直接流通。由于氯比空气重，因此当氯气在室内泄漏后，会将空气排挤出去，在封闭的室内下部积聚并逐渐向上扩散。所以加氯间的底部必须安装强制排风设施，进气孔要设在高处。n防止氯中毒的措施（3）加氯间门外要备用检修工具、防毒面具和抢救器具等，照明和通风设备的开关也要设在室外，在进入加氯间之前，先进行通风。通向加氯间的压力水管必须保证不间断供水，并保持水压稳定，同时还要有应对突然停水的措施。加氯间要设置碱液池，并定时检验，保证碱液随时有效。当发现氯瓶有严重泄漏时，戴好放毒面具，然后将氯瓶迅速移入碱液池中。（4）当发现现场有人急性氯中毒后，要设法迅速将中毒者迅速转移到具有新鲜空气的地方，对呼吸困难者，应当让其吸氧，严重进行人工呼吸，可以用2%的碳酸氢钠溶液洗眼、鼻、口等部位，还可以让其吸入雾化的5%碳酸氢钠溶液。n谢谢！