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污水处理
ShanxiuniversityofFinanceandEconomics
全日制普通本科
社会实践报告
学院:
环境经济学院
专业:
资源环境与城乡规划管理
姓名:
赵强
学号:
201021020138
指导教师:
杨国华
2013年7月8日
关于污水处理的所感所想
当今社会,随着科技的发展,环境污染日益严重。
大气污染,土壤污染,水污染与日俱增。
水是生命之源,没有水便没有生命,因此水污染的治理尤为重要,污水处理的方法更需要提高。
调查时间:
2013年7月7日至2013年7月12日
调查对象:
污水处理讲座
调查结果:
污水处理是为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程。
污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
一、污水处理的发展历程
(一)50~60年代的状况
解放初期由于工农业生产刚刚起步,当时的污水污染程度很低,且提倡利用污水进行农业灌溉,特别是北方缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广,所以全国仅有几个城市建设了近十座污水处理厂,在处理工艺有的还是一级处理,处理的规模也很小,每天只有几千立方米,最大的也只有每天5万立方米左右,致使污水处理技术和管理水平处于较落后的状态。
(二)70~80年代的发展变化
随着工农业生产的不断发展,人民生活水平的逐步提高,城市污水的万分也随之而变化,污染程度由低向高逐渐演变,一些发达的资本主义国家由于污水的污染,使人民身体健康受到威胁的沉痛教训,引起人们的关注和中国政府的高度重视,建立了国家级环保组织,大学也陆续设置环境工程系或环境工程专业,国务院环保办投资在天津兴建污水处理试验厂,70年代末开始兴建,处理规模:
一级处理0.1m³/s,二级处理0.025m³/s,北京高碑店污水处理试验厂也先后运行。
国家和地方都为筹备建设国内大型污水处理厂做前期工作,此刻天津市政府与建设部及有关部委率先决定建设天津市纪庄子污水处理厂,并于1982年破土动工,1984年4月28日竣工投产运行,处理规模26万m³/d。
天津市纪庄子污水处理厂的设计、施工、管理的成功经验,为中国大型城市综合污水处理厂的建设起到了工程建设的示范作用,也为中国80年代污水处理事业大规模的发展起到了奠基作用。
(三)20世纪末污水处理技术的发展和污水处理厂建设的成就
国定“七五”、“八五”、“九五”科技攻关课题的建立,使中国污水处理的新技术、污泥处理的新技术、再生水回用的新技术都取得了可喜的科研成果,某些项目达到国际先进水平。
十一届三中全会以来在邓小平建设有中国特色的社会主义理论的指引下,随着改革开放大好形势的不断深入,中国的污水处理事业也得到了快速的发展。
由于建设大型城市污水处理厂的投资很大,中国的建设资金有限,无法适应水污染治理的需要。
为此引进国外资金建设污水处理厂成为建设资金的重要组成部分,从而也加快了中国城市污水处理厂的建设速度。
一批大型的城市污水处理厂利用国外贷款项目相继建成投产。
这些大型污水处理厂的建设标志着中国污水处理事业的不断壮大,标志着污水处理技术在中国发展的成果,标志着中国政府对污水处理事业的重视,也标志着中国污水处理事业发展到了一个崭新的阶段。
二、污水处理设备
(一)离心机
离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开;或将乳浊液中两种密度不同,又互不相溶的液体分开;它也可用于排除湿固体中的液体,例如用洗衣机甩干湿衣服;特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物;利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点,有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
(二)污泥脱水机
污泥脱水机特点是可自动控制运行,连续生产,无级调速,对多种污泥适用,适用于给水排水,造纸,铸造,皮革,纺织,化工,食品等多种行业的污泥脱水。
(三)曝气机
曝气机是通过散气叶轮,将“微气泡”直接注入未经处理的污水中,在混凝剂和絮凝剂的共同作用下,悬浮物发生物理絮凝和化学絮凝,从而形成大的悬浮物絮团,在气泡群的浮升作用下“絮团”浮上液面形成浮渣,利用刮渣机从水中分离;不需要清理喷嘴,不会发生阻塞现象。
本设备整体性好,安装方便,节省运行费用与占地面。
(四)微滤机
微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置。
被处理的废水沿轴向进入鼓内,以径向辐射状经筛网流出,水中杂质(细小的悬浮物、纤维、纸浆等)即被截留于鼓筒上滤网内面。
当截留在滤网上的杂质被转鼓带到上部时,被压力冲洗水反冲到排渣槽内流出。
运行时,转鼓2/5的直径部分露出水面,转数为1-4r/min,滤网过滤速度可采用30-120m/h,冲洗水压力0.5-1.5kg/cm²,冲洗水量为生产水量的0.5-1.0%,用于水库水处理时,除藻效率达40-70%,除浮游生物效率达97-100%。
微滤机占地面积小,生产能力大(250-36000m³/d),操作管理方便,已成功地应用于给水及废水处理。
(五)气浮机
气浮机是利用涡流泵的搅拌功能,将难以溶解于水中的气体或两种以上不同液体高效加压混合,产生的微细气泡粒径20-50微米。
搅拌技术大大简化传统的搅拌工艺,不仅可以实现设备的小型化,还节省投资和运转成本 。
(六)臭氧发生器
臭氧是一种强氧化剂,它能把有机物大分子分解成小分子,把难溶解物分解为可溶物,把难降解物质转化为可降解物质,把有害物质分解为无害物,从而达到污水净化的作用。
三、污水处理的方法
(一)作用分法
污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种。
(1)物理分法是通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法,可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。
以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。
(2)化学分法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。
在化学处理法中,以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是:
混凝、中和、氧化还原等;而以传质作用为基础的处理单元则有:
萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。
后两种处理单元又合称为膜分离技术。
其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用,又有与之相关的物理作用,所以也可从化学处理法中分出来,成为另一类处理方法,称为物理化学法。
(3)生物分法是通过微生物的代谢作用,使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物,转化为稳定、无害的物质的废水处理法。
根据作用微生物的不同,生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。
废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法,按传统,需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。
活性污泥法本身就是一种处理单元,它有多种运行方式。
属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及生物流化床等。
生物氧化塘法又称自然生物处理法。
厌氧生物处理法,又名生物还原处理法,主要用于处理高浓度有机废水和污泥。
使用的处理设备主要为消化池。
(二)分级分法
按处理程度,废水处理(主要是城市生活污水和某些工业废水)一般可分为三级。
(1)一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。
为此,多采用物理处理法。
一般经过一级处理后,悬浮固体的去除率为70%~80%,而生化需氧量(BOD)的去除率只有25%~40%左右,废水的净化程度不高。
(2)二级处理的任务是大幅度地去除废水中的有机污染物,以BOD为例,一般通过二级处理后,废水中的BOD可去除80%~90%,如城市污水处理后水中的BOD含量可低于30毫克/升。
需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。
(3)三级处理的任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物,其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。
三级处理是高级处理的同义语,但两者又不完全一致。
三级处理是经二级处理后,为了从废水中去除某种特定的污染物,如磷、氮等,而补充增加的一项或几项处理单元;高级处理则往往是以废水回收、复用为目的,在二级处理后所增设的处理单元或系统。
三级处理耗资较大,管理也较复杂,但能充分利用水资源。
有少数国家建成了一些污水三级处理厂。
四、污水处理制剂
采用合理的水处理工艺,配合水的深度处理,处理水可达到GB5084-1992、CECS61-94中水回收用水标准等,可以长时间循环使用,节约大量水资源。
常用药剂:
(1)絮凝剂:
有时又称为混凝剂,可作为强化固液分离的手段,用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理等工艺环节。
(2)助凝剂:
辅助絮凝剂发挥作用,加强混凝效果。
(3)调理剂:
又称为脱水剂,用于对脱水前剩余污泥的调理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
(4)破乳剂:
有时也称脱稳剂,主要用于对含有乳化油的含油废水气浮前的预处理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
(5)消泡剂:
主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。
(6)pH调整剂:
用于将酸性废水和碱性废水的pH值调整为中性。
(7)氧化还原剂:
用于含有氧化性物质或还原性物质的工业废水的处理。
(8)消毒剂:
用于在废水处理后排放或回用前的消毒处理。
五、污水处理方法
(一)间歇活性污泥法(SBR)
间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor-SBR),它由个或多个SBR池组成,运行时,废水分批进入池中,依次经历5个独立阶段,即进水、反应、沉淀、排水和闲置。
进水及排水用水位控制,反应及沉淀用时间控制,一个运行周期的时间依负荷及出水要求而异,一般为4~12h,其中反应占40%,有效池容积为周期内进水量与所需污泥体积之和。
比连续流法反应速度快,处理效率高,耐负荷冲击的能力强;由于底物浓度高,浓度梯度也大,交替出现缺氧、好氧状态,能抑制专性好氧菌的过量繁殖,有利于生物脱氮除磷,又由于泥龄较短,丝状菌不可能成为优势,因此,污泥不易膨胀;与连续流方法相比,SBR法流程短、装置结构简单,当水量较小时,只需一个间歇反应器,不需要设专门沉淀池和调节池,不需要污泥回流,运行费用低。
(二)吸附再生(接触稳定)法
这种方式充分利用活性污泥的初期去除能力,在较短的时间里(10~40min),通过吸附去除废水中悬浮的和胶态的有机物,再通过液固分离,废水即获得净化,BOD5可去除85%~90%左右。
吸附饱和的活性污泥中,一部分需要回流的,引入再生池进一步氧化分解,恢复其活性;另一部分剩余污泥不经氧化分解即排入污泥处理系统。
分别在两池(吸附池和再生他)或在同一池的两段进行。
它适应负荷冲击的能力强,还可省去初次沉淀池。
主要优点是可以大大节省基建投资,最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水,如制革废水、焦化废水等,工艺灵活。
但由于吸附时间较短,处理效率不及传统法的高。
(三)氧化沟
氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式,它的平面象跑道,沟槽中设置两个曝气转刷(盘),也有用表面曝气机、射流器或提升管式曝气装置的。
曝气设备工作时,推动沟液迅速流动,实现供氧和搅拌作用。
与普通曝气法相比,氧化沟具有基建投资省,维护管理容易,处理效果稳定,出水水质好,污泥产量少,还有较好的脱N、P作用,适应负荷冲击能力强等优点。
(四)连续进水周期循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反应器前部设有预反应区(占池容积的10%)。
反应池由预反应区和主反应区组成,并实现连续进水,间歇排水。
预反应区一般处在厌氧和缺氧状态,有机物在此被活性污泥吸附,该区还具有生物选择作用,抑制丝状菌生长,防止污泥膨胀。
被吸附的有机物在主反应区内被活性污泥氧化分解。
反应连续进水,解决了来水与间歇进水不匹配的矛盾。
但该工艺沉淀效果较差、净化效果变差,易发生污泥膨胀,污泥负荷较低,反应时间长,设备容积增大,投资较大。
(五)生物脱氮除磷工艺(A/A/O)
污水首先进入厌氧池与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下,废水中易生物降解的大分子有机物转化为聚磷菌可以吸收小分子有机物(如VFA),并以PHB的形式贮存在体内,其所需的能量来自聚磷链的分解。
随后,废水进入缺氧区,反硝化细菌利用废水中的有机基质对随回流混合液带入的NO3-进行反硝化。
废水进入好氧池时,废水中有机物的浓度较低,聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量,供细菌增殖,同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内,并以聚磷链的形式贮存起来,随后以剩余污泥的形式排出系统。
系统中好氧区的有机物浓度较低,正有利于该区中自养硝化菌的生长。
厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能;工艺简单,水力停留时间较短;SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀;污泥中磷含量高,一般为2.5%以上;厌氧-缺氧池只需轻缓搅拌,使之混合,而以不增加溶解氧为度;沉淀池要避免发生厌氧-缺氧状态,以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀;脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响,因而脱氮除磷效果不可能提高。
(七)工业污水的治理方法
一种处理工业污水的方法,属于污水处理技术领域。
其是将污水引往集水池,对集水池末尾一格调节pH,用一级溶气水泵提升到一级压力溶气罐,同时吸入空气和聚凝脱色剂,将在一级压力溶气罐内的一级饱和溶气水骤然释放到一级气浮池形成一级处理水;一级处理水溢入缓冲池,再在控制pH用二级溶气水泵将一级处理水提升至二级压力溶气罐内,同时吸入空气和聚凝脱色剂,将二级压力溶气罐内的二级饱和溶气水骤然释放到二级气浮池形成二级处理水并自溢至沉淀池沉淀后排放;一、二级气浮池中的浮泥入浮泥池,压滤成滤饼,滤液回引至集水池。
该方法处理的工业污水的CODcr、脱色率、SS、BOD5的去除率分别为80~90%、95%、90%以上、75-80%,符合GB8978-1996一级水排放标准。
沼气发电是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。
它利用工业污水经厌氧发酵处理产生的沼气,驱动沼气发电机组发电,并可充分利用发电机组的余热用于沼气生产,使综合热效率达80%左右,大大高于一般30~40%的发电效率,用户的经济效益显著是处理工业污水的好方法。
(八)生活污水的治理方法
1.农村生活污水治理方法
生活污水→化粪池→厌氧池→人工湿地(种植根系发达、喜湿、吸收能力强的美人蕉、水葱、菖蒲等植物)经“过滤”后排放的方法进行处理,主要适用于农村分散生活污水处理,建成后运行费用基本为零,使用寿命在10年以上。
2.城市生活污水治理方法
将城市生活污水输送到城市周围的农村,利用农村广阔的土地来净化城市生活污水。
将是一劳永逸与一举多得的好方法。
以日供应生活用自来水100W立方的大中型城市为例:
普通的污水处理设施造价1000元/立方。
建设成本10亿,年运营成本100W立方/天×365×0.5元/立方=1.8亿.采用土壤净化法建设成本1000元/立方,年运营成本100W立方/天×365×0.1元/立方=0.4亿.同时年节约农用水资源3.6亿立方,节约化肥约1万吨/年,减少农药用量5吨/年,综合效益可观。
3.生活污水处理新技术:
分散式处理
生活污水分散式生物集成处理系统是针对生活污水的一种新型、经济环保的处理系统。
该系统具备设备投资少、运行成本低、安装简便等优势,利用生物强化技术对污染物进行高效降解,可实现对生活污水就地、就近处理,并达到水资源循环再生利用的目的。
该系统作为传统污水处理厂的污水处理的有效补充,逐步在城镇居住社区、宾馆酒店、旅游景区、新农村社区等领域得到广泛应用。
分散式污水处理技术具有设备占地面积小、无须铺设管网、设备集成度高等特点,因此基础设施费用及土建费用在整体投资中占比较小,仅30%左右,而约有70%的投资主要用于对污水处理设备的采购和安装。
六、小结
环境保护是我国的基本国策。
世界经济发展的实践证明,为实现经济的持续稳定的发展,为实现经济的持续稳定的发展,必须解决好发展与环境保护的矛盾。
全球水资源状况迅速恶化,“水危机”日趋严重。
因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺,具有十分重要的现实意义。
从而使污水处理更加完善,使环境更加美好。
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