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水概念
2012-03-07 | 阅:  转:  |  分享 
  
化学需氧量

化学需氧量表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量,可大致表示污水中的有机物量。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反应出水体的污染程度。

所谓化学需氧量(COD),是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此,化学需氧量(COD)又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大,说明水体受有机物的污染越严重。化学需氧量(COD)的测定,随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同,其测定值也有不同。目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法。高锰酸钾(KmnO4)法,氧化率较低,但比较简便,在测定水样中有机物含量的相对比较值时,可以采用。重铬酸钾(K­2Cr2O7)法,氧化率高,再现性好,适用于测定水样中有机物的总量。有机物对工业水系统的危害很大。含有大量的有机物的水在通过除盐系统时会污染离子交换树脂,特别容易污染阴离子交换树脂,使树脂交换能力降低。有机物在经过预处理时(混凝、澄清和过滤),约可减少50%,但在除盐系统中无法除去,故常通过补给水带入锅炉,使炉水pH值降低。有时有机物还可能带入蒸汽系统和凝结水中,使pH降低,造成系统腐蚀。在循环水系统中有机物含量高会促进微生物繁殖。因此,不管对除盐、炉水或循环水系统,COD都是越低越好,但并没有统一的限制指标。在循环冷却水系统中COD(DmnO4法)>5mg/L时,水质已开始变差。

在饮用水的标准中类和类水化学需氧量(COD)≤15、类水化学需氧量(COD)≤20、类水化学需氧量(COD)≤30、类水化学需氧量(COD)≤40。COD的的数值越大表明水体的污染情况越严重。

生化需氧量

生化需氧量(BOD)

生化需氧量又称生化耗氧量,英文(biochemicaloxygendemand)缩写BOD,恳表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标,它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量,其单位以ppm或毫克/升表示。其值越高,说明水中有机污染物质越多,污染也就越严重。加以悬浮或溶解状态存在于生活污水和制糖、食品、造纸、纤维等工业废水中的碳氢化合物、蛋白质、油脂、木质素等均为有机污染物,可经好气菌的生物化学作用而分解,由于在分解过程中消耗氧气,故亦称需氧污染物质。若这类污染物质排入水体过多,将造成水中溶解氧缺乏,同时,有机物又通过水中厌氧菌的分解引起腐败现象,产生甲烷、硫化氢、硫醇和氨等恶臭气体,使水体变质发臭。

污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间,总共约需一百天,为了缩短检测时间,一般生化需氧量以被检验的水样在20下,五天内的耗氧量为代表,称其为五日生化需氧量,简称BOD5,对生活污水来说,它约等于完全氧化分解耗氧量的70%。

一般清净河流的BOD5不超过2毫克/升,若高于10毫克/升,就会散发出恶臭味。工业、农业、水产用水等要求生化需氧量应小于5毫克/升,而生活饮用水应小于1毫克/升。

我国污水综合排放标准规定,在工厂排出口,废水的BOD二级标准的最高容许浓度为60毫克/升,地面水的BOD不得超过4毫克/升。

BOD(mg/L)=(D1-D2)/P

D1:稀释後水样之初始溶氧(mg/L)

D2:稀释後水样经20恒温培养箱培养5天之溶氧(mg/L)

P=【水样体积(mL)】/【稀释後水样之最终体积(mL)】

生化需氧量和化学需氧量的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物所难以分解的。微生物难以分解的有机污染物对环境造成的危害更大。

总有机碳

总有机碳是指水体中溶解性和悬浮性有机物含碳的总量。水中有机物的种类很多,目前还不能全部进行分离鉴定。常以“TOC”表示。TOC是一个快速检定的综合指标,它以碳的数量表示水中含有机物的总量。但由于它不能反映水中有机物的种类和组成,因而不能反映总量相同的总有机碳所造成的不同污染后果。通常作为评价水体有机物污染程度的重要依据。

某种工业废水的组分相对稳定时,可根据废水的总有机碳同生化需氧量和化学需氧量之间的对比关系来规定TOC的排放标准,这样能够大大提高监测工作的效率。测定时,先用催化燃烧或湿法氧化法将样品中的有机碳全部转化为二氧化碳,生成的二氧化碳可直接用红外线检测器测量,亦可转化为甲烷,用氢火焰离子化检测器测量,然后将二氧化碳含量折算成含碳量。

指水中碳的的浓度,反映水中氧化的有机化合物的含量,单位为ppm或ppb。

总需氧量

总需氧量是指水中能被氧化的物质,主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量,结果以O2的mg/L表示。

用TOD测定仪测定TOD的原理是将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管,通入含已知氧浓度的载气(氮气)作为原料气,则水样中的还原性物质在900下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量,便可求得水样的总需氧量值。

TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成CO2、H2O、NO、SO2…所需要的氧量。它比BOD、COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。但它们之间也没有固定的相关关系。有的研究者指出,BOD5/TOD=0.1-0.6;COD/TOD=0.5-0.9,具体比值取决于废水的性质。

TOD和TOC的比例关系可粗略判断有机物的种类。对于含碳化合物,因为一个碳原子消耗两个氧原子,即O2/C=2.67,因此从理论上说,TOD=2.67TOC。若某水样的TOD/TOC为2.67左右,可认为主要是含碳有机物;若TOD/TOC>4.0,则应考虑水中有较大量含S、P的有机物存在;若TOD/TOC<2.6,就应考虑水样中硝酸盐和亚硝酸盐可能含量较大,它们在高温和催化条件下分解放出氧,使TOD测定呈现负误差。

氨氮

定义

氨氮是指水中以游离氧(NH3)和铵离子(NH4)形式存在的氮。

动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时,人畜粪便中含氮有机物很不稳定,容易分解成氨。因此,水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。

氨氮主要来源于人和动物的排泄物,生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5~4.5公斤。

雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。

另外,氨氮还来自化工、冶金、石油化工、油漆颜料、煤气、炼焦、鞣革、化肥等工业废水中。

当氨溶于水时,其中一部分氨与水反应生成铵离子,一部分形成水合氨,也称非离子氨。

非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子,而氨离子相对基本无毒。国家标准类地面水,非离子氨的浓度≤0.02毫克/升。

氨氮是水体中的营养素,可导致水富营养化现象产生,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。。

测试方法

纳氏试剂比色法

1原理

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反映生成淡红棕色胶态化合物,其色度与氨氮含量成正比,通常可在波长410~425nm范围内测其吸光度,计算其含量.

本法最低检出浓度为0.025mg/L(光度法),测定上限为2mg/L.采用目视比色法,最低检出浓度为0.02mg/L.水样做适当的预处理后,本法可用于地面水,地下水,工业废水和生活污水中氨氮的测定.

2仪器

2.1带氮球的定氮蒸馏装置:500mL凯氏烧瓶,氮球,直形冷凝管和导管.

2.2分光光度计

2.3pH计

3试剂

配制试剂用水均应为无氨水

3.1无氨水可选用下列方法之一进行制备:

3.1.1蒸馏法:每升蒸馏水中加0.1mL硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去50mL初馏液,按取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存.

3.1.2离子交换法:使蒸馏水通过强酸型阳离子交换树脂柱.

3.21mol/L盐酸溶液.

3.31mol/L氢氧化纳溶液.

3.4轻质氧化镁(MgO):将氧化镁在500下加热,以出去碳酸盐.

3.50.05%溴百里酚蓝指示液:pH60.~7.6.

3.6防沫剂,如石蜡碎片.

3.7吸收液:

3.7.1硼酸溶液:称取20g硼酸溶于水,稀释至1L.

3.7.20.01mol/L硫酸溶液.

3.8纳氏试剂:可选择下列方法之一制备:

3.8.1称取20g碘化钾溶于约100mL水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCl2)结晶粉末(约10g),至出现朱红色沉淀不易溶解时,改写滴加饱和二氯化汞溶液,并充分搅拌,当出现微量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加二氯化汞溶液.

另称取60g氢氧化钾溶于水,并稀释至250mL,冷却至室温后,将上述溶液徐徐注入氢氧化钾溶液中,用水稀释至400mL,混匀.静置过夜将上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存.

3.8.2称取16g氢氧化纳,溶于50mL水中,充分冷却至室温.

另称取7g碘化钾和碘化汞(HgI2)溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化纳溶液中,用水稀释至100mL,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存.

3.9酒石酸钾纳溶液:称取50g酒石酸钾纳KNaC4H4O6·4H2O)溶于100mL水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100Ml.

3.10铵标准贮备溶液:称取3.819g经100干燥过的优级纯氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000mL容量瓶中,稀释至标线.此溶液每毫升含1.00mg氨氮.

3.11铵标准使用溶液:移取5.00mL铵标准贮备液于500mL容量瓶中,用水稀释至标线.此溶液每毫升含0.010mg氨氮.

4测定步骤

4.1水样预处理:取250mL水样(如氨氮含量较高,可取适量并加水至250mL,使氨氮含量不超过2.5mg),移入凯氏烧瓶中,家数滴溴百里酚蓝指示液,用氢氧化纳溶液或演算溶液调节至pH7左右.加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管,导

管下端插入吸收液液面下.加热蒸馏,至馏出液达200mL时,停止蒸馏,定容至250mL.

采用酸滴定法或纳氏比色法时,以50mL硼酸溶液为吸收液;采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,改用50mL0.01mol/L硫酸溶液为吸收液.

4.2标准曲线的绘制:吸取0,0.50,1.00,3.00,7.00和10.0mL铵标准使用液分别于50mL比色管中,加水至标线,家1.0mL酒石酸钾溶液,混匀.加1.5mL纳氏试剂,混匀.放置10min后,在波长420nm处,用光程20mm比色皿,以水为参比,测定吸光度.由测得的吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的标准曲线.

4.3水样的测定:

4.3.1分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50mL比色管中,稀释至标线,家0.1mL酒石酸钾纳溶液.以下同标准曲线的绘制.

4.3.2分取适量经蒸馏预处理后的馏出液,加入50mL比色管中,加一定量1mol/L氢氧化纳溶液,以中和硼酸,稀释至标线.加1.5mL纳氏试剂,混匀.放置10min后,同标准曲线步骤测量吸光度.

4.4空白实验:以无氨水代替水样,做全程序空白测定.

5计算

由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后,从标准曲线上查得氨氮量(mg)后,

按下式计算:

氨氮(N,mg/L)=m/V×1000

式中:m——由标准曲线查得的氨氮量,mg;

V——水样体积,mL.

6注意事项:

6.1纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响.静置后生成的沉淀应除去.

6.2滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤.所用玻璃皿应避免实验室空气中氨的玷污.

水质中悬浮物

SS是英语(SuspendedSubstance)的缩写,即水质中的悬浮物。

水质中悬浮物指水样通过孔径为0.45μm的滤膜截留在滤膜上并于103~105烘干至恒重的固体物质,是衡量水体水质污染程度的重要指标之一,常用大字字母C表示水质中悬浮物含量,计量单位是mg/l。

补充,SS亦可翻译成suspendsolid,即悬浮固体是水质的重要指标。

常出现在污水相关文献中。总磷

总磷是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果,以每升水样含磷毫克数计量。正磷酸盐的常用测定方法有3种:钒钼磷酸比色法。此法灵敏度较低,但干扰物质较少。钼-锑-钪比色法。灵敏度高,颜色稳定,重复性好。氯化亚锡法。虽灵敏但稳定性差,受氯离子、硫酸盐等干扰。水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合硫酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等。磷酸盐会干扰水厂中的混凝过程。水体中的磷是藻类生长需要的一种关键元素,过量磷是造成水体污秽异臭,使湖泊发生富营养化和海湾出现赤潮的主要原因

总氮

水质总氮的测定气相分子吸收光谱法

1范围

本标准适用于地表水、水库、湖泊、江河水中总氮的测定。检出限0.050mg/L,测定下限0.200mg/L,

测定上限100mg/L。

2引用标准

下列文件中的条文通过本标准的引用而成为本标准的条文,与本标准同效。

GB11894─89水质总氮的测定紫外分光光度法

当上述标准被修订时,应使用其最新版本。

3术语与定义

下列定义适用于本标准。

3.1气相分子吸收光谱法

在规定的分析条件下,将待测成分转变成气态分子载入测量系统,测定其对特征光谱吸收的方法。

4原理

在120~124碱性介质中,加入过硫酸钾氧化剂,将水样中氨、铵盐、亚硝酸盐以及大部分有

机氮化合物氧化成硝酸盐后,以硝酸盐氮的形式采用气相分子吸收光谱法进行总氮的测定。

5试剂

本标准所用试剂,除特别注明,均为符合国家标准的分析纯化学试剂;实验用水为无氨水或新制备

的去离子水。

5.1无氨水的制备:将一般去离子水用硫酸酸化至pH<2后进行蒸馏,弃去最初100ml馏出液,收集后

面足够的馏出液,密封保存在聚乙烯容器中。

5.2碱性过硫酸钾溶液:称取40g过硫酸钾(K2S2O8)及15g氢氧化钠(NaOH),溶解于水中,加水稀释

至100ml,存放于聚乙烯瓶中,可使用一周。

5.3盐酸:C(HCl)=5mol/L,优级纯。

5.4三氯化钛:15%原液,化学纯。

5.5无水高氯酸镁(Mg(ClO4)2):8~10目颗粒。

5.6硝酸盐氮标准贮备液(1.00mg/ml):称取预先在105~110干燥2h的优级纯硝酸钠(NaNO3)3.034g,

溶解于水,移入500ml容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。

5.7硝酸盐氮标准使用液(10.00μg/ml):吸取硝酸盐氮标准贮备液(5.6),用水逐级稀释而成。

6仪器、装置及工作条件

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HJ/T199—2005

6.1仪器及装置

6.1.1气相分子吸收光谱仪。

6.1.2镉(Cd)空心阴极灯。

气液分离装置

1-清洗瓶;2-定量加液器;

3-样品吹气反应瓶;4-恒温水浴;5-干燥器

6.1.3圆形不锈钢加热架。

6.1.4可调定量加液器:300ml无色玻璃瓶,加液量0~5ml,用硅胶管连接加液嘴与样品反应瓶盖的加

液管。

6.1.5比色管:50ml,具塞。

6.1.6恒温水浴:双孔或4孔,温度0~100,控温精度±2。

6.1.7高压蒸汽消毒器:压力1.1~1.3kg/cm2,相应温度120~124。

6.1.8气液分离装置(见示意图):清洗瓶1及样品反应瓶3为50ml的标准磨口玻璃瓶;干燥管5中放

入无水高氯酸镁(5.5)。将各部分用PVC软管连接于仪器(6.1.1)。

6.2参考工作条件

空心阴极灯电流:3~5mA;载气(空气)流量:0.5L/min;工作波长:214.4nm;光能量保持在100%~

117%范围内;测量方式:峰高或峰面积。

7水样的采集与保存

水样采集在聚乙烯瓶中,用硫酸酸化至pH<2,在24h内进行测定。

8水样的预处理

取适量水样(总氮量5~150μg)置于50ml比色管(6.1.5)中,各加入10ml碱性过硫酸钾溶液(5.2),

加水稀释至标线,密塞,摇匀。用纱布及纱绳裹紧塞子,以防溅漏。将比色管放入高压蒸汽消毒器(6.1.7)

中,盖好盖子,加热至蒸汽压力达到1.1~1.3kg/cm2,记录时间,50min后缓慢放气,待压力指针回零,

趁热取出比色管充分摇匀,冷却至室温待测。同时取40ml水制备空白样。

9干扰的消除

消解后的样品,含大量高价铁离子等较多氧化性物质时,增加三氯化钛用量至溶液紫红色不褪进行

测定,不影响测定结果。

10步骤

10.1测量系统的净化

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HJ/T199—2005

每次测定之前,将反应瓶盖插入装有约5ml水的清洗瓶中,通入载气,净化测量系统,调整仪器零

点。测定后,水洗反应瓶盖和砂芯。

10.2标准曲线的绘制

取0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50ml硝酸盐氮标准使用液(5.7),分别置于样品反应瓶中,

加水释至2.5ml,加入2.5ml盐酸(5.3),放入加热架(6.1.3),于70±2℃水浴(6.1.7)中加热

10min。逐个取出样品反应瓶,立即与反应瓶盖密闭,趁热用定量加液器(6.1.4)加入0.5ml三氯化钛

(5.4),通入载气,依次测定各标准溶液的吸光度,以吸光度与所对应的硝酸盐氮的量(μg)绘制校准

曲线。

10.3水样的测定

取待测试样(8)2.5ml置于样品反应瓶中,以下操作同10.2校准曲线的绘制。

测定水样前,测定空白样,进行空白校正。

11结果的计算

12精密度与准确度

12.1精密度

测定总氮为3.05mg/L±0.15mg/L的统一标准样品(n=6),测得结果为2.95~3.04mg/L,相对标准

偏差1.14%。

12.2准确度

测定3.05mg/L±0.15mg/L的统一标样,测得平均值3.01mg/L,相对误差1.3%;对地表水样加入

15.25μg总氮标样,测得回收率93.0%~101%。

曝气池





曝气池(aerationtank)

利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间,满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。

曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成,平面形状有长方形、方形和圆形等。曝气方法主要有鼓风曝气和机械曝气。

鼓风曝气又称压缩空气曝气。采用这种方法的曝气池,多为长方形混凝土池,池内用隔墙分为几个单独进水的隔间,每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动,至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置,成为气泡弥散逸出,在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。

机械曝气一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动,剧烈搅动池内废水,使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的,称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用,促使池内废水不断循环流动,不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃,可有效地裹入空气;叶片后侧产生负压,可吸入空气,所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节,以保证最佳效果。典型的机械曝气池有圆形表面加速曝气池、标准型加速曝气池、IO型加速曝气池和方形加速曝气池等。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用,以提高充氧能力,这适用于有机物浓度较高的污水。

联合工艺曝气池一般和沉淀池组成联合工艺流程。设置在曝气池前面的称初次沉淀池,设置在曝气池后面的称为二次沉淀池,分别用于废水的预处理和后处理。曝气池也有和二次沉淀池合建的。这种设施由曝气区、导流区、沉淀区、回流区四部分组成。导流区的作用是使污泥凝聚和使气水分离,为沉淀创造条件。在曝气区内废水与回流污泥充分混合,然后经导流区流入沉淀区,澄清后的水经溢流堰排出。沉淀污泥沿曝气区底部回流入曝气池。这种设施结构紧凑,流程短,可以节省污泥回流设备。

近年来,又创造出一些新型曝气方法,如深井曝气、纯氧或富氧曝气和配合其他生物处理方法的曝气等。深井曝气一般用直径1~6米、深达50~150米的曝气池,利用水压来提高水中氧的移转速率,以高效去除污水中BOD(生化需氧量)。这种曝气池已在英国、德意志联邦共和国、法国、加拿大、美国、日本先后投入运行或实验运行。纯氧曝气是按鼓风曝气方法向水中鼓入纯氧或富氧空气,池型一般如鼓风曝气池,上加密封盖,以充分提高充氧效率。另外还在研究和发展一些特殊型式的曝气池,如生物接触氧化和生物膜载体流化床曝气池等(见生物膜法)。曝气池在朝着高效率、小体积、节省能源的方向发展。

常用的曝气器有:微孔膜片曝气器、曝气头、曝气软管、曝气机等

调节池



调节池(adjustingtank)

广义定义:指的是用以调节进、出水流量的构筑物。

狭义定义:为了使管渠和构筑物正常工作,不受废水高峰流量或浓度变化的影响,需在废水处理设施之前设置调节池。

对于有些反应,如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感,所以对于工业废水适当尺寸的调节池,对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量,一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。

总结为:调节池的功能和分类

作用:对水量和水质的调节,调节污水pH值、水温,有预曝气作用,还可用作事故排水。

分类:水量调节池和水质调节池

调节池,按作用分:均质池,水量缓冲池,均质均量池

一般车间不连续排水时都要做成有水量缓冲功能的,若有多股水,水质差别较大,尤其是ph这样进生化系统必须调整到正好这样的参数有很大变化时,应考虑均质。

从单纯的均量到兼有均质,存在中间形式:

无搅动缓冲池--做大--》有一定混合效果的无搅动缓冲池--曝气--》竖向混合很好的均质调节池(适宜在此直接加药调节ph等)--推进器--》横向混合很好的均值调节池

可以看到,我们所需要的均质效果是越来越好的。

另外,有一类无动力搅拌的:说白了就是多点进水单点出水的调节池,论坛里有个帖子专门请教此池,谓之对角线调节池。由于多点进一点出,每个进点与出点距离不同,因此出点的水混合的是不同进点的水。进水分点布水,可以采用在一条长距离堰上沿线落下,类似于水解布水的一管一点...可灵活设计,目前也没具体的参数。出水,若是水泵抽出,池子可以兼具水量调节功能,若是出水堰,则只具有水质调节功能。

对于加设填料,我认为好!调节池往往很大,但是对于污染物的去除没有直接贡献,显得效益不佳!加上填料,改善生化性,若设计得当还可代替水解池或者预曝气池,高!唯一的问题,调节池若可调节水量,则水位高低变化不定,小心填料塌垮!

应用

无论是工业废水,还是城市污水和生活污水,水量水质在一日24小时内都有变化,一般认为,对大、中型城市污水处理厂而言,因其服务区域大,区域内住宅、商店、办公楼、机关等不同类型建筑物的排水变化规律不同,有互补作用,再加上污水管网对水量水质的均衡作用,所以城市污水处理厂不设调节池,调节池主要在工业废水处理站内作为均衡水量和水质的预处理构筑物而被大量应用。

调节池容量及污水停留时间的设计

调节池的容量取决于日排水量及排水量的变化规律,对于不同功能的构筑物,日排水量及其排水规律有很大差异,根据日本“(JISA3302-1988)标准不同用途建筑物合并处理净化槽(即小型生活污水处理装置)服务人数建设标准”计算,部分公共建筑每100立方米建筑面积每日污水标准如下(吨):公共住宅1.0,影剧院1.6,宾馆3.0,饮食店11-26,办公楼1.6,集体宿舍1.4,而各种建筑物的污水变化规律如图(略)。

在设计前已具备准确的污水量和水量变化曲线情况下,可用图解法求得理论调节容积,国内对各种建筑物的污水处理量及变化规律还没有准确的实地调查数据,故目前一般按平均小时流量的倍数即调节池停留时间的经济值只来确定调解池容积。

也可按下式计算调节池容积V:

V=(Q/T-KQ/24)TQ

V-设计污水量(立方米/day);T-建筑物排水时间(hr/day);K-流量调节比(调节池出水流量与日平均流量之比)

如某办公楼Q=400立方米/day,T=10hr/day,k=1.5,则V=(400/10-1.5400/24)10=150立方米,相当于停留时间t=150/400/24=9hr。

对于公寓楼、住宅小区、花园别墅、办公楼、商办楼、商住楼、百货大楼、宾馆、酒店以及综合性楼层来说,其水量变化规律差别很大,调节池停留时间也各不相同,例如,多幢公寓楼和住宅小区取6小时即可,规模较大、公共设施配套齐全的小区甚至可以更短些,而纯办公楼则需要12小时或更长时间,特别是实行双休日以来,每周的日流量变化趋于更大,周末下班后之下周一上班前,长达六十多少小时几乎没有污水排出,在此期间如何维持微生物处理装置的正常运行是一个难题。

由此,目前急需对各种典型建筑物的污水排放量实行广泛的实地调查,以便提供调节池停留时间的设计依据。笔者曾对某五星级宾馆及住宅楼上是实测二十四小时水量变化,如下表所示:

时间6-88-1010-1212-1414-1616-1818-2020-2222-2424-22-44-6/

某宾馆52717549767968521248331158

某住宅小区11514090706570907020101030780

但是,建筑物使用功能的组合千变万化,其附属建筑物如餐厅、娱乐场所的有无及面积大小对排水量有很大的影响,根据我们长期的设计经验,建议各种建筑物的调节池停留时间取值范围如下表所示:

建筑物住宅楼商住楼商办楼办公楼大型住宅小区

调节池停留时间(小时)6-86-88-1010-124-6

沉淀池





settlingtank

应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物。沉淀池在废水处理中广为使用。它的型

式很多,按池内水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种。

平流式沉淀池

由进、出水口、水流部分和污泥斗三个部分组成。池体平面为矩形,进口设在池长的

一端,一般采用淹没进水孔,水由进水渠通过均匀分布的进水孔流入池体,进水孔后设

有挡板,使水流均匀地分布在整个池宽的横断面。沉淀池的出口设在池长的另一端,多

采用溢流堰,以保证沉淀后的澄清水可沿池宽均匀地流入出水渠。堰前设浮渣槽和挡

板以截留水面浮渣。水流部分是池的主体。池宽和池深要保证水流沿池的过水断面布

水均匀,依设计流速缓慢而稳定地流过。池体底部坡度一般为1:12、1:10、1:8,

池体的深度可依据业主的不同要求设定,并依据此来设计排挤设备的深度尺寸。污泥

斗用来积聚沉淀下来的污泥,多设在池前部的池底以下,斗底有排泥管,定期排泥。平

流式沉淀池多用混凝土筑造,也可用砖石圬工结构,或用砖石衬砌的土池。平流式沉

淀池构造简单,沉淀效果好,工作性能稳定,使用广泛,但占地面积较大。若加设刮

泥机或对比重较大沉渣采用机械排除,可提高沉淀池工作效率。

竖流式沉淀池

池体平面为圆形或方形。废水由设在沉淀池中心的进水管自上而下排入池中,进水的

出口下设伞形挡板,使废水在池中均匀分布,然后沿池的整个断面缓慢上升。悬浮物

在重力作用下沉降入池底锥形污泥斗中,澄清水从池上端周围的溢流堰中排出。溢流

堰前也可设浮渣槽和挡板,保证出水水质。这种池占地面积小,但深度大,池底为锥

形,施工较困难。

辐流式沉淀池

池体平面多为圆形,也有方形的。直径较大而深度较小,直径为20~100米,池中心水

深不大于4米,周边水深不小于1.5米。废水自池中心进水管入池,沿半径方向向池周

缓慢流动。悬浮物在流动中沉降,并沿池底坡度进入污泥斗,澄清水从池周溢流入出

水渠。

新型沉淀池

近年设计成的新型的斜板或斜管沉淀池。主要就是在池中加设斜板或斜管,可以大大

提高沉淀效率,缩短沉淀时间,减小沉淀池体积。但有斜板、斜管易结垢,长生物膜,

产生浮渣,维修工作量大,管材、板材寿命低等缺点。此外,近年来正在研究试验的

还有周边进水沉淀池、回转配水沉淀池以及中途排水沉淀池等。

沉淀池有各种不同的用途。如在曝气池前设初次沉淀池可以降低污水中悬浮物含量,减

轻生物处理负荷;在曝气池后设二次沉淀池可以截流活性污泥。此外,还有在二级处理

后设置的化学沉淀池,即在沉淀池中投加混凝剂,用以提高难以生物降解的有机物、

能被氧化的物质和产色物质等的去除效率。

生物滤池

biologicalfilter,tricklingfilter由碎石或塑料制品填料构成的生物处理构筑物。污水与填料表面上生长的微生物膜间隙接触,使污水得到净化。

生物滤池是以土壤自净原理为依据,在污水灌溉的实践基础上,经较原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术。

构造

1、滤料的要求

(1)比表面要大(2)孔率高(3)质材强度高(4)稳定(5)价廉

2、池壁的功能

构筑物主体,起支撑作用。

3、池底通风系统、排泥系统、支承渗水结构

4、布水系统旋转布水器

性能特点:

1)生物滤池的处理效果非常好,在任何季节都能满足各地最严格的环保要求。

2)不产生二次污染。

3)微生物能够依靠填料中的有机质生长,无须另外投加营养剂。因此停工后再使用启动速度快,周末停机或停工1至周后再启动能立即达到很好的处理效果,几小时后就能达到最佳处理效果。停止运行3至4周再启动立即有很好的处理效果,几天内恢复最佳的处理效果。

4)生物滤池缓冲容量大,能自动调节浓度高峰使微生物始终正常工作,耐冲击负荷的能力强。

5)运行采用全自动控制,非常稳定,无须人工操作。易损部件少,维护管理非常简单,基本可以实现无人管理,工人只需巡视是否有机器发生故障。

6)生物滤池的池体采用组装式,便于运输和安装;在增加处理容量时只需添加组件,易于实施;也便于气源分散条件下的分别处理。

7)此类过滤形式的生物滤池能耗非常低,在运行半年之后滤池的压力损失也只有500Pa左右。

活性污泥法

一、活性污泥法简介

活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。

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activatedsludgeprocess污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下,对污水和各种微生物群体进行连续混合培养,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离,大部分污泥再回流到曝气池,多余部分则排出活性污泥系统。

影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益)的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行。

二、活性污泥法流程和原理

[1]1、活性污泥法的基本组成

曝气池:反应主体

二沉池:1)进行泥水分离,保证出水水质;2)保证回流污泥,维持曝气池内的污泥浓度。

回流系统:1)维持曝气池的污泥浓度;2)改变回流比,改变曝气池的运行工况。

剩余污泥排放系统:1)是去除有机物的途径之一;2)维持系统的稳定运行。

供氧系统:提供足够的溶解氧

2、活性污泥系统有效运行的基本条件是:

废水中含有足够的可容性易降解有机物;

混合液含有足够的溶解氧;

活性污泥在池内呈悬浮状态;

活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥,使混合液保持一定浓度的活性污泥;

无有毒有害的物质流入。

典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。

污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气,通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置,以细小气泡的形式进入污水中,目的是增加污水中的溶解氧含量,还使混合液处于剧烈搅动的状态,形悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触,使活性污泥反应得以正常进行。

第一阶段,污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上,这是由于其巨大的比表面积

和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。

第二阶段,微生物在氧气充足的条件下,吸收这些有机物,并氧化分解,形成二氧化碳和水,一部分供

给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果,污水中有机污染物得到降解而去除,活性污泥本身得以

繁衍增长,污水则得以净化处理。

经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池,混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离,澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出,其中大部分作为接种污泥回流至曝气池,以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从系统中排出,称为“剩余污泥”。事实上,污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。

活性污泥法的原理形象说法:微生物“吃掉”了污水中的有机物,这样污水变成了干净的水。它本质上与自然界水体自净过程相似,只是经过人工强化,污水净化的效果更好。

厌氧消化

anaerobicdigestion

[编辑本段]

概述

在无氧条件下,污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。

有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程。

因氧是在空气缺乏的条件下从有机物中移出而生成CO2的。无论是酸性发酵,还是沼气发酵,参与生化反应的氧都是来自于水、有机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐。

厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源,残余物可作肥料。厌氧消化开始用于废物处理,现在厌氧消化已应用于多个领域,如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力、并且已建立了大规模的厌氧消化工厂。

[编辑本段]厌氧生物处理法

厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌将污水中大分子有机物降解为低分子化合物,进而转化为甲烷、二氧化碳的有机污水处理方法,分为酸性消化和碱性消化两个阶段。在酸性消化阶段。由产酸菌分泌的外酶作用,使大分子有机物变成简单的有机酸和醇类、醛类氨、二氧化碳等;在碱性消化阶段,酸性消化的代谢产物在甲烷细菌作用下进一步分解成甲烷、二氧化碳等构成的生物气体。这种处理方法主要用于对高浓度的有机废水和粪便污水等处理。

厌氧消化的生化阶段

第阶段——水解产酸阶段

污水中不溶性大分子有机物,如多糖、淀粉、纤维素、烃类(烷、烯、炔等)水解,主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸;紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺,多肽等(所以有的书又把水解产酸分为二个阶段)。

第阶段——厌氧发酵产气阶段

第阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和CO2+H2等小分子有机物在产甲烷菌的作用下,通过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷。所以在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大,仅在产气阶段由于构成COD或BOD的有机物多以CO2和H2的形式逸出,才使废水中COD、BOD明显下降。

在酸化阶段,发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第1类小分子有机物,如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等;第2类为不能被甲烷菌直接利用的有机物,如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等,不完全厌氧消化或发酵到此结束。如果继续全厌氧过程,则产氢、产乙酸菌将第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。

第阶段生化过程是产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷,其中最主要的基质为乙酸。

厌氧消化

anaerobicdigestion

[编辑本段]

概述

在无氧条件下,污泥中的有机物由厌氧微生物进行降解和稳定的过程。

有机物质被厌氧菌在厌氧条件下分解产生甲烷和二氧化碳的过程。

因氧是在空气缺乏的条件下从有机物中移出而生成CO2的。无论是酸性发酵,还是沼气发酵,参与生化反应的氧都是来自于水、有机物、硝酸盐或被分解的亚硝酸盐。

厌氧消化的优点是有机质经消化产生了能源,残余物可作肥料。厌氧消化开始用于废物处理,现在厌氧消化已应用于多个领域,如工业废水处理、城市垃圾的处理及潜在能源的开发、作燃料与动力、并且已建立了大规模的厌氧消化工厂。

[编辑本段]

厌氧消化的生化阶段

第阶段——水解产酸阶段

污水中不溶性大分子有机物,如多糖、淀粉、纤维素、烃类(烷、烯、炔等)水解,主要产物为甲、乙、丙、丁酸、乳酸;紧接着氨基酸、蛋白质、脂肪水解生成氨和胺,多肽等(所以有的书又把水解产酸分为二个阶段)。

第阶段——厌氧发酵产气阶段

第阶段产物甲酸、乙酸、甲胺、甲醇和CO2+H2等小分子有机物在产甲烷菌的作用下,通过甲烷菌的发酵过程将这些小分子有机物转化为甲烷。所以在水解酸化阶段COD、BOD值变化不很大,仅在产气阶段由于构成COD或BOD的有机物多以CO2和H2的形式逸出,才使废水中COD、BOD明显下降。

在酸化阶段,发酵细菌将有机物水解转化为能被甲烷菌直接利用的第1类小分子有机物,如乙酸、甲酸、甲醇和甲胺等;第2类为不能被甲烷菌直接利用的有机物,如丙酸、丁酸、乳酸、乙醇等,不完全厌氧消化或发酵到此结束。如果继续全厌氧过程,则产氢、产乙酸菌将第2类有机物进一步转化为氢气和乙酸。

第阶段生化过程是产甲烷细菌把甲酸、乙酸、甲胺、甲醇等基质通过不同途径转化为甲烷,其中最主要的基质为乙酸。

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