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水污染问题是一个遍及全世界的环境问题,无论是在发展中国家还是发达国家,这个问题已越来越引起人们的重视。现在,各国特别是发达国家每年都花巨大的人力、财力用于工业污水的治理。自20世纪60年代以来,各国都研究和发展了各种控制水体污染的新技术和新方法,对污染的控制也开始进入一个较高级的阶段,即综合防治环境污染的新阶段。
由于工业废水成分的多样性,往往需要通过几种方法组成的处理系统才能达到所需的排放标准。污水处理按采用的方法手段分类,可分为物理法、化学法、物理化学法和生物法4种。生物法是利用废水中的微生物的代谢作用分解水中可降解的有机物的一种方法,因为具有处理量大,投资省,经¬济可靠的特点,它是当今世界最普遍的一种水处理方法。
1、曝气器在污水处理中的应用
生物处理法根据参与作用的微生物的需氧情况,可分为好氧法和厌氧法两大类。一般情况,好氧法比较适用于较低浓度污水,如乙烯厂污水;而厌氧法较适用于处理污泥和较高浓度的污水。好氧生物处理法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法是水体自净的人工强化方法,是一种依靠活性污泥工作主体的去除污水中有机物的方法。存在于活性污泥中的好氧微生物必须在有氧气存在的条件下才能起作用。在污水处理生化系统的曝气池中,充氧效率与好氧微生物生长量成正相关性。溶解氧的供给量要根据好氧微生物的数量、生理特性、基质性质及浓度来综合考虑。这样,活性污泥才能处在最佳的降解有机物的状态。根据试验表明,曝气池中溶解氧维持在3~4mg/L为宜,若供氧不足,活性污泥性能差,导致废水处理效果下降。为保证有充足的供氧,必须依靠一种设备来完成,例如曝气器。
1.1曝气原理
曝气是使空气与水强烈接触的一种手段,其目的在于将空气中的氧溶解于水中,或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之,它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用,如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中,氧由气相向液相进行传质转移,这种传质扩散的理论,目前应用较多的是刘易斯和惠特曼提出的双膜理论。
双膜理论认为,在“气-水”界面上存在着气膜和液膜,气膜外和液膜外有空气和液体流动,属紊流状态;气膜和液膜间属层流状态,不存在对流,在一定条件下会出现气压梯度和浓度梯度。如果液膜中氧的浓度低于水中氧的饱和浓度,空气中的氧继续向内扩散透过液膜进入水体,因而液膜和气膜将成为氧传递的障°¬,这就是双膜理论。显然,克服液膜障°¬最有效的方法是快速变换“气-液”界面。曝气搅拌正是如此,具体的做法就是:减少气泡的大小,增加气泡的数量,提高液体的紊流程度,加大曝气器的安装深度,延长气泡与液体的接触时间。曝气设备正是基于这种做法而在污水处理中被广泛采用的。
1.2曝气类型与曝气器的功能
曝气类型大体分为两类:一类是鼓风曝气,一类是机械曝气。鼓风曝气是采用曝气器£¬扩散板或扩散管在水中引入气泡的曝气方式。一般乙烯厂的污水处理多采用这种方式。机械曝气是指利用叶轮等器械引入气泡的曝气方式。
所有的曝气设备,都应该满足下列3种功能:
①产生并维持有效的气-水接触,并且在生物氧化作用不断消耗氧气的情况下保持水中一定的溶解氧浓度;
②在曝气区内产生足够的混合作用和水的Ѭ环流动;
③维持液体的足够速度,以使水中的生物固体处于悬浮状态。
1.3鼓风曝气设备
鼓风曝气系统由鼓风机、曝气器和一系列连通的管线组成。鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的曝气器,通过曝气器,使空气形成不同尺寸的气泡。气泡在曝气器出口形成,尺寸则取决于空气扩散装置的形式,气泡经¬过上升和随水Ѭ环流动,最后在液面处破裂,这一过程产生氧向污水中转移的作用。鼓风系统的曝气器主要分为微气泡、中气泡、大气泡、水力剪切、水力冲击及空气升液等类型。
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活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理污水的一类处理方法。为什么叫活性污泥?活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克(Clark)和盖奇(Gage)发现提出的。他们对污水长时间曝气会产生污泥,同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦(Arden)和洛开脱(Lockgtt)对这一现象进行了研究。曝气试验是在
1923年,上海第一座污水处理厂建成,由此拉开了上海污水处理的序幕。历经百年发展,上海从解放前的3座污水处理厂,3.55万吨/日的处理量,发展成为目前六大片区43座污水处理厂,处理规模超1000万吨/日,上海城市水环境面貌焕然一新。水处理行业的飞速发展为改善水环境、保障水安全发挥了强有力的支撑作
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气候变化带来的干旱问题给美国许多地区的未来发展蒙上阴影。亚利桑那州是出了名的干旱地,该州38%的水资源供应来自科罗拉多河,它的供水依赖与美国其他州达成的水资源共享协议。去年夏天,美国联邦政府宣布该河的主要水库之一米德湖(LakeMead)出现水资源短缺。这意味着美国多个依赖该河作为水源的州将
11月5日,浙江省住建厅发布了《农村生活污水移动床生物膜反应器处理终端运行维护导则》,旨在规范农村生活污水移动床生物膜反应器(MBBR)处理终端的运行维护,充分发挥处理设施能力,进一步改善农村水环境质量。
固定生物膜—活性污泥(IFAS)工艺起源于不设置污泥回流的接触氧化法,该法主要通过生物膜上的微生物处理污水,曾被广泛应用。随着新型填料的开发和活性污泥回流系统的增设,基于填料生物膜与悬浮活性污泥的复合工艺得以形成,最早应用于Broomfield污水处理厂的升级改造,随后在美国东西部、加拿大和德国都有广泛的应用。由于IFAS工艺具有诸多优势,如占地面积小,污泥产量小,抗冲击负荷能力强,不仅能高效脱氮除碳,还可以调和生物脱氮除磷的泥龄矛盾等。
目前我国水污染形势依然严峻,氮素等污染物的排放标准日益严格,新高效脱氮工艺的发展需求迫切。近20年来,膜曝气生物膜反应器(membraneaeratedbiofilmreactor,MABR)作为一项颇具节能潜力的技术,凭借其高效脱氮、占地面积小等优势,在未来污水处理的节能减耗,污水厂的升级改造中显得尤为重要。
生物膜法是一种高效的废水处理方法,具有污泥量少,不会引起污泥膨胀,对废水的水质和水量的变动具有较好的适应能力,运行管理简单等特点。生物膜法是使微生物附着在载体表面上并形成生物膜,当污水流经载体表面时,污水中的有机物及溶解氧向生物膜内部扩散。膜内微生物在有氧存在的情况下对有机物进行
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生物膜法是污水处理厂主要生化工艺之一,很多污水处理厂均采用了生物膜法工艺,如生物接触氧化法、生物转盘、生物滤池、生物流化床等,因此掌握生物膜的形成过程是非常重要的,下面就其形成过程进行详细论述:微生物在经历不可逆附着过程后,开始逐渐适应生存环境,并在载体表面逐渐形成小的,分散的微
“污水管道生物膜是污水管道生态系统的重要组成部分,其结构、影响因素以及物质迁移转化功能的研究对于丰富污水管道认知、优化污水管道管理具有重要意义,亦可为科学研究和政府决策提供支撑。”污水管道生物膜的环境功能有利功能:预处理污水,去除污水中部分COD和总氮,降低污水厂负荷。不利功能:产
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