污水处理厂运营
之前进入的主题砂过滤,我们应该首先尝试把市政废水处理的技术到一些观点。污水处理厂主要可分为两种类型:生物和物理/化学。国内生物植物更常用的治疗或联合国内和工业废水。基本上他们使用相同的过程将在接收水自然发生,但是在控制的条件下发生,给他们一个地方,这样清洗反应之前完成水排入环境。
物理/化学工厂经常用于治疗直接工业废水,因为他们经常含有污染物不能有效去除微生物——尽管行业应对生物可降解的材料,如食品加工、奶牛场,啤酒厂,甚至纸,塑料和石化、可以使用生物处理。生物植物通常使用一些物理和化学过程。
物理过程通常将暂停,而非溶解污染物。它可能是一个被动的过程,如只允许悬浮污染物沉淀或浮在水面上自然——这取决于是否更的密度小于水的密度。或过程可能是辅助机械,如通过轻柔地搅动着水面引起更多的小颗粒相互碰撞和粘在一起,形成更大的颗粒将解决或更快升值——这一过程称为絮凝。化学絮凝剂也可能产生更大的粒子。帮助浮选流程,溶气在压力下被添加到可能导致小气泡的形成将附着在颗粒。
过滤通过媒介如砂作为最后的治疗阶段会导致一个非常明确的水。相比之下,超滤、纳滤和反渗透(RO)过程,迫使水通过膜,可以去除胶体物质(非常好,带电粒子,这不会解决),甚至一些溶解的物质。吸收(活性炭吸附技术)是一个物理过程,可以去除溶解的化学物质。空气或汽提可用于去除污染物从水中气体或液体沸点低的,和蒸汽被以这种方式也常常通过床活性炭,防止空气污染。这些最后的流程主要用于工业污水处理厂,但活性炭在城市中是很常见的植物,气味控制。
化学处理过程的例子,在一个工业环境中,将会:
1。溶解金属转换为固体,会沉淀的通过降水与钠等碱性物质或氢氧化钙。溶解铁或铝盐或有机混凝剂聚合电解质等艾滋病可以添加到帮助絮凝物和解决(或浮动)沉淀金属。
2。转换剧毒氰化物用于采矿和金属加工行业为无害的二氧化碳和氮气通过氧化氯。
3所示。使用臭氧破坏有机化学物质通过氧化或过氧化氢,单独或结合催化剂(化学物质加速反应)和/或紫外线。
在市政治疗植物、化学处理或铁铝盐的形式——通常用于去除磷的沉淀。氯和臭氧(或紫外线)可以用于消毒,杀死有害的微生物,在最终排放的废水。二氧化硫或亚硫酸盐的解决方案可以用来中和(减少)多余的氯,对水生生物有毒。化学混凝剂也广泛用于污泥处理加厚固体,促进水的去除。传统的处理工厂是由一系列的个人单元过程,一个进程的输出(或废水)成为下一个过程的输入(影响)。第一阶段通常是由物理过程,污染物容易移动。之后,剩下的污染物通常治疗进一步通过生物或化学过程。这些可能溶解或胶体杂质转化为固体或气体形式,这样他们就可以被删除,或将其转换为材料仍在水中溶解,但不视为不受欢迎的与原始污染物。固体(残差或污泥),由于这些过程形成一个侧流也必须接受处理。
常见的流程在市政处理装置包括:
初步治疗,取出大或其他坚硬的固体,可能堵塞或损坏设备。这些可能包括研磨机(粉碎器)、酒吧屏幕,和毅力通道。第一排破布和垃圾;第二只捕获大型对象,可以刮掉;第三个允许较重的材料,就像沙子和石头,来解决,这样他们不会导致下游设备磨损。毅力渠道也删除(即大的食物微粒。、垃圾)。
主要沉降盆地,水流缓慢长达几个小时,让有机食品悬浮物沉淀或浮到水面。大多数这种材料密度的水没多大区别,因此它需要给予足够的时间分开。解决坦克可以是矩形或圆形。无论哪种类型,坦克需要设计一些类型的刮刀底部收集解决污泥和直接注入到一个坑,它可以为进一步治疗和撇油器表面,收集材料,上升到顶部(这是给定的,而不光彩的名称“人渣”)。下图显示了一个典型的操作主要沉降槽。
通常生物二级处理,试图删除其余的溶解或胶体有机物。一般来说,生物降解的污染物可以发生在一个位置可以提供充足的空气微生物。这可以促进形成进攻越少,氧化产品。工程师试图设计的容量治疗单位,这样足够的杂质将被删除,防止重大需氧量接收水后放。
主要有两种类型的生物处理过程:增长和停止增长。
在附加的增长过程中,微生物生长在一个表面上,比如摇滚或塑料。例子包括开放滴过滤器,水是分布在岩石和滴入阴沟,与空气通过排气管道提供;封闭biotowers相似,但更有可能使用形状,塑料媒体而不是岩石;和所谓的旋转生物联系人,或加拿大皇家银行,包括大,部分淹没不断旋转的圆盘,圆盘表面的微生物生长交替反复接触到废水和空气。最常见的一种悬浮生长过程是所谓的活性污泥系统。这种类型的系统包括两个部分,一个曝气池和沉淀池和澄清器。曝气池包含一个“污泥”可能是最好的形容为“混合微生物文化”,主要含有细菌、原生动物、真菌、藻类,等等。这污泥是由压缩空气不断地混合,加气喷水式饮水口位于底部,或通过机械限表面上。废水进入坦克和治疗与文化,混合使用的有机化合物增长-生产更多的微生物呼吸,结果主要是在形成二氧化碳和水。这个过程也可以设置提供生物去除氮和磷的营养。请参考图1简化工艺流程表。
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泵
图1所示。活性污泥法处理系统的简化过程流程图
图1所示。活性污泥法的简化过程流程图
后充分曝气时间达到所需水平的治疗,污泥是由流入沉淀池,或澄清器,通常是圆形的设计。(这个过程的成功的一个重要条件是一种文化的形成将絮凝自然,产生沉淀污泥和合理清晰的上部,或上层清液层。如果污泥没有这样的行为,大量的固体将留在水离开澄清器,和污水废水的质量会差。)澄清器的底部的污泥收集然后回收到曝气池消费更多的有机物质。使用术语“激活”污泥,因为通过曝气池的污泥返回的时间,环境中的微生物已经耗尽的“食物”一段时间,并在“饥饿”,或激活条件,急于忙着降解一些废物。因为微生物的数量,或生物量,增加的这一过程,必须定期删除一些进一步的治疗和处理,增加了生产的固体主要治疗。活性污泥系统的类型就被认为是一个连续流动的过程。有一个变化,整个活性污泥过程发生在一个坦克,但在不同的时间。步骤包括充填、曝气、沉淀、画画上层清液,等等。这样的一个系统,称为序列间歇式反应器,可以提供更大的灵活性和控制治疗,包括营养物去除,适合计算机控制)。
营养物去除指处理的废水氮或磷,这可能会导致麻烦生长的藻类或杂草在接收水。氮在国内废水主要是氨氮和有机氮的形式。这些可以被细菌转化为硝态氮,如果核电站设计提供足够的氧气和足够长的时间”污泥的年龄开发这些增长缓慢的类型的生物。”硝酸的生产可能出院;它仍然是可用的植物养分,但它比氨的毒性要少得多。如果需要更完整的去除氮,可以设置生物过程,减少了硝酸氮气体(和一些一氧化二氮)。还有物理/化学过程可以去除氮,特别是氨;他们不是作为国内废水的经济,但可能适合一个工业位置没有其他生物过程中使用。(这些方法包括碱性空气剥离、离子交换和氯化“断点”。)除磷是最常做的化学沉淀与铁或铝的化合物,如氯化铁或明矾(硫酸铝)。产生的固体可以连同其他污泥来解决的,根据治疗训练过程发生。“石灰”或
石灰岩的化学式是CaC03和燃烧形式氧化钙(曹),这被称为燃烧石灰。钙氧化,当与水混合,形成氢氧化钙(Ca (OH) 2)。氢氧化钙是用于治疗水作为助凝和硫酸铝。
氢氧化钙,同样适用,但使水非常碱性,必须纠正,并产生更多的污泥。还有一个生物除磷过程,依赖于设计一个活性污泥系统以这样一种方式,促进发展的某些类型的细菌的细胞内积聚大量的磷的能力。这些方法主要是溶解磷转化为微粒的形式。治疗植物只需要排放的总磷浓度很低,通常有一个砂滤器最后阶段,悬浮物的去除大部分可能含有磷。
消毒,通常在出院前最后的过程,是破坏有害的病原微生物,即致病细菌。对象不是杀死每一个生活在水中微生物——这将是杀菌,但减少有害的水平适合接收水的用途。
最常用的消毒剂是氯,可以提供在液化气体的形式溶解在水里,或在一个名为次氯酸钠的碱性溶液的形式,这是普通家庭一样的复合氯漂白剂。氯是对大多数细菌很有效,但需要,而高剂量来杀死病毒、原生动物和其他形式的病原体。氯.use有几个问题,其中包括1),它与有机物反应生成有毒和致癌氯化有机物,如氯仿、2)氯非常有毒的水生生物在接收水——美国环境保护部建议不超过0.011ppm(毫克/ L)和3)它是危险的存储和处理。次氯酸盐更安全,但仍然产生问题1和2。问题2可以通过添加二氧化硫(液化气)或亚硫酸钠和亚硫酸氢(解决方案)来中和氯。产品几乎无害的氯化物和硫酸盐离子。这与问题1也可能有所帮助。一个更强大的消毒剂臭氧、是一个不稳定的氧的每个分子含有三个原子,而不是两个普通氧气中发现
过滤掉剩下的
•缓慢或快速过滤
(取决于大小的植物/体积的水的考虑)。
•Rapid-sand过滤器迫使水通过一个0.45 - lm的砂层(d = 0.4 - -1.2毫米)和工作更快,需要一个较小的区域。他们需要频繁的回流。
•Slow-sand过滤器(d = 0.15 - -0.35毫米)需要一个更大的区域但降低细菌和病毒水平达到一个更高的水平。我顶部1英寸必须定期刮掉,偶尔过滤器回流。我
约占21%的气氛。臭氧是太不稳定的存储,必须使用它。它是由一个电火花穿过空气,然后在水中冒出来了。而氯可以在足够高的浓度,以便给其中一些仍然是一个相当长的时间,在水臭氧消耗非常迅速,没有剩余。它也可能产生一些化学副产品,但可能不像那些由有害的氯。另一个常用的消毒的方法是紫外线。圆柱形的水是通过银行,quartz-jacketed荧光灯泡。任何能吸收光线,如污垢或结垢灯泡的表面,或者在水中悬浮物,可以干扰消毒的有效性。一些溶解的材料,如铁和某些有机化合物,也可以吸收一些光。紫外线消毒是越来越受欢迎,因为增加的并发症使用氯。
从初级污泥沉降盆地,称为初级或污泥“生”,是一种有毒,臭,gray-black,粘性液态或半固态。它含有很高浓度的细菌和其他微生物,其中许多致病性以及大量的可生物降解的有机物质。因为浓度高,溶解氧会迅速消耗,和气味有毒的产品厌氧生物降解(腐败)将会产生。油腻的可航行的灰的主要治疗是另一个部分会腐败的固体废物流。除了主要的污泥,污水厂二级处理将会产生一个“二级污泥”,主要由微生物结果消费增长有机废物。虽然不是那么令人反感的,因为已经发生的生物降解,它仍然是非常高的病原体和包含材料将腐烂,产生气味如果没有进一步的治疗。最终,污泥都必须处理。的方式这样做是取决于污泥的质量,并确定需要治疗。最理想的最终命运对这些固体农业使用是有益的,因为材料作为土壤有机质
最后接触水
< >消毒——水悬浮泥沙的完全免费的,通常用一个强大的氧化剂处理氯,氯和氨(氯胺),或臭氧。留下一种残留消毒剂在水中,以防止再感染。氯气可以形成有害的副产品,疑似胃癌和流产的链接。
< >pH值调整——这样处理过的水使植物在所需的范围内的ph值6.5 ~ 8.5单位。
护发素,以及一些肥料价值。这需要高质量的“有机”,自由的污染有毒金属在病原体或工业有机化合物和低。有些低质量,它可以用于类似用途非农业用地和土地复垦(如带矿)。质量差、污泥可以被掩埋或焚烧处理。污泥处理常用的方法之一,被称为消化,是生物。由于材料是含有细菌和有机物;为什么不让细菌吃可生物降解材料吗?可以需氧或厌氧消化。好氧消化需要提供氧污泥;这类似于活性污泥的过程,除了没有提供外部“食物”。在厌氧消化污泥送入一个没有空气的容器;消化产生的气体主要是甲烷和二氧化碳的混合物。气体燃料值,并可以提供热量燃烧蒸煮器柜甚至发电机运行。一些地方已经压缩气体和用它来发电的车辆。消化能减少有机物约30至70%,大大减少病原体,并产生无害的液体,“泥土”的气味。这使得污泥安全处置在陆地上,因为气味并不吸引尽可能多的清除害虫,如苍蝇、老鼠、海鸥、等,传播病原体从处理网站到其他领域,有更少的病原体的传播。
液态污泥,它可能包含3至6%干重的固体,可以脱水干燥污泥饼也许15到25固体百分比,它可以作为一个坚实的拖,而不必处理液体。设备用于脱水污泥包括离心机、真空过滤器和带压或板框压。化学混凝剂通常添加到帮助形成较大的聚合物固体和释放的水。进一步的流程如堆肥和热干燥病原体可以产生较低的干燥产品的水平。另一种方法涉及到治疗与石灰(氧化钙),杀死病原体由于其高度碱性性质以及热量,因为它与水反应生成污泥;这也导致干燥产品。最终处置方法,消除了所有的病原体和大大减少污泥的体积是焚烧。这不是认为是一个有益的使用,然而,越来越不受欢迎是由于公众担忧空气排放。从物理化学处理污泥工业废料流含有重金属
和降解有毒有机化合物通常必须作为危险废物处理。其中一些最终会在危险废物填埋场,或者化学处理为解毒,甚至恢复的一些组件回收。顽固的有机化合物可以被仔细控制高温焚烧,或其他创新的过程,如高温氢还原。
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