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污水处理方法的比较

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发表时间:2022-12-05 16:50


物理法

SS不仅仅是污水中悬浮物含量的指标,关键是SS和COD、BOD的含量有直接的关系,不但自身可能是COD的重要来源,还能通过自身的吸附能力携带大量的溶解性COD,所以,物理法不但能去除SS,而且能通过SS的去除而降低废水中的COD。因此,对于大多数的废水来说,物理法是废水处理工艺中必不可少的工序。

物理处理法的重点是去除废水中大部分固体悬浮物、油类等。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。

重力分离技术:依靠油-水比重差进行重力分离是餐饮废水治理的关键。从油水分离的试验结果看,沉淀时间越长,从水中分离浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本手段,已被广泛采用。

离心分离技术:离心分离是使装有废水的容器高速旋转,形成离心力场,因颗粒和污水的质量不同,受到的离心力也不同。质量大的受到较大离心力作用被甩向外侧,质量小的则停留在内侧,各自通过不同的出口排出,达到分离污染物的目的。含油废水经离心分离后,油集中在中心部位,而废水则集中在靠外侧的器壁上。按照离心力产生的方式,离心分离可分为水力旋流分离器和离心机。其中水力旋流器,由于具有体积小、重量轻、分离性能好、运行安全可靠等优点,而备受重视。目前在世界各油国都有应用。我国引进的数套Vortoil水力旋流器,在油田污水处理上取得了良好的效果。


粗粒化

是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时,油珠粒径由小变大的过程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材料。粗粒化除油罐用以去除经前期治理后的含油污水中的细小油珠和乳化油。

过滤法:过滤器有压力式和重力式两种,目前我国普遍采用的是压力式,有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。近年来,随着纤维材料的发展,以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器,因其具有纤维细密、过滤时可形成上大下小的理想滤料空隙分布、纳污能力大、反洗滤料不流失等优点,发展迅速。


膜分离

膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”,是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。特别是超滤,在悬浮物去除领域已经有一定的应用,在除油的相关研究中取得了—定的进展,逐渐从实验室走向实际应用阶段。


化学法

化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质,特别是含油废水中的乳化油。化学法包括混凝沉淀、化学氧化和中和法。

混凝沉淀法:是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳,在絮凝剂的作用下,发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝剂主要有铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺(PAM)类、接枝淀粉类等。


化学氧化法

转化废水中污染物的有效方法,能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。该法分为化学氧化法,电解氧化法和光化学催化氧化法3类。化学氧化是指利用强氧化剂(如

O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等)氧化分解废水中油和COD等污染物质以达到净化废水的一种方法。电解氧化法是指在废水中插入电极,通以一定的直流电.废水中的油和COD等污染物在阳极发生电氧化作用或与电解产生的氧化性物质(如C12、C1O-、Fe3-等)发生化学氧化还原作用,以达到净化废水的一种方法。光化学催化氧化法是指以半导体材料(如TiO2、Fe2O3、WO3等)利用太阳光能或人造光能(如紫外灯、日光灯等)使废水中的油和COD等污染物质降解以达到净化废水的一种方法。目前常用的处理含油废水的方法包括超临界水氧化、湿式空气氧化、臭氧氧化、TiO2电极氧化、Fenton试剂氧化等。

总之,化学法即通过加入一定的化学试剂通过化学的方法使污染物和其发生化学反应而生成稳定气、固、液的一种方式,它能使污染物生成CO2、N2、H2O 和沉淀物或其他无毒无害物质。随着生物技术的发展,在污水处理方面,化学法已逐渐被生物法所取代,但在毒性废水和重金属废水的处理方面,化学法仍占据着绝对的地位,在小量废水处理和间歇式废水处理工程中,由于成本和操作连续性的原因,化学法也不适为一种首选工艺。


物理化学法

含油污水物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种。

气浮法:是将空气以微小气泡形式注入水中,使微小气泡与在水中悬浮的油粒粘附,因其密度小于水而上浮,形成浮渣层从水中分离。常投加浮选剂提高浮选效果,浮选剂一方面具有破乳作用和起泡作用,另一方面还有吸附架桥作用,可以使胶体粒子聚集随气泡一起上浮。

张登庆等把电气浮技术应用于油田采出水处理中,研究表明电气浮工艺用于油田采出水除油及杀菌是可行的。阳极用于除油,阴极用于杀菌,除油率为80%~90%,电耗约为0.1kW·h/m3。


吸附法

主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。根据固体表面吸附力的不同,吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型。

含油污水处理中采用的吸附主要是利用亲油材料来吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭,由于其吸附容量有限,且成本高,再生困难,使用受到一定的限制,故一般只用于含油废水的深度处理。因此,近年来开展了寻求新的吸油剂方面的研究,研究主要集中在两点:一是把具有吸油性的无机填充剂与交联聚合

物相结合,提高吸附容量:二是提高吸油材料的亲水性,改善其对油的吸附性能。

20世纪70年代,美国学者Richard首次提出了超声波辐照的化学效应,随着超声波技术的不断发展,大功率超声波设备的问世,超声波的物理化学效应逐渐成为人们的研究热点。20世纪90年代以来,国内外学者纷纷致力于超声波降解有机物的研究,开始将超声波应用于控制水污染,尤其是治理废水中难以降解的有毒有机污染物,结果表明,超声波对污染水体的降解机理是声空化效应及由空化产生的增强化学反应的活性自由基的作用。李书光等在超声波处理石油污水的实验中探讨了时间、功率、pH值和温度的影响。

另外,徐有生等取得专利并大力推广的微波能水处理技术,也开始应用于含油污水的治理。


生物法

当前的生物法主要用于有机废水的处理,其工艺过程就是通过各种生物细菌的繁衍和生长将有机物进行降解或消化,例如,利用专有细菌的生物催化作用,可以使有机物发生生化反应而生成其他稳定物质,或将有机物作为细菌生长繁衍的饲料,同时将有机物转变为稳定的无机物,从而达到净化污水的目的。例如通常所讲的活性污泥法—厌氧法和好氧法。

生物法去除的污染污主要是有机物,去除的污染指标主要有COD、BOD、NH3-N和P,现将生物法去除以上污染指标的作用和效果作以下分析:

BOD的去除

一般认为,组成废水中BOD5的物质是可溶性或小分子有机物,从化学和生物学角度来看,是比较容易氧化分解的一类有机物质。其去除方法有化学法和生物法,如化学氧化法中的折点加氯法、臭氧氧化法、二氧化氯法等,生物法中的好氧生物法—即活性污泥法。

活性污泥法是目前废水处理中应用最广泛的好氧生物处理技术,近几十年来,其生物反应和净化机理的研究已经取得了长足的发展,工艺流程渐趋成熟、合理,很适合大规模、浓度高的废水处理,选择活性污泥法作为废水的处理方法已成为大家的共识。

污水中BOD5的去除是靠微生物的吸附和代谢作用,然后对污泥与水进行分离完成的。活性污泥中的微生物在有氧的条件下将污水中的一部分有机物用于合成新的细胞,将另一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量,其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。这也就是污水中BOD5的降解过程。在这种合成代谢与分解代谢过程中,溶解性有机物(例如低分子有机酸等易降解有机物)直接进入细胞内部被利用,而非溶解性有机物则首先被吸附在微生物表面,然后被酶水解后进入细胞内部被利用,


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