第一章 問題目錄
一、概論
1、為什么要污水處理?
2、什么叫ISO14000(環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn))?
3、怎樣實(shí)施科學(xué)的環(huán)保管理?
4、什么叫“環(huán)保110”?
5、清潔生產(chǎn)管理包括那幾項(xiàng)工作?
6、廢水分析中為什么要經(jīng)常使用COD和BOD這二個(gè)污染指標(biāo)?
7、什么叫COD(化學(xué)需氧量)?
8、什么叫BOD5(生化需氧量)?
9、COD和BOD5之間有什么關(guān)系?
10、什么叫B/C? B/C表示什么意義?
11、什么叫pH?
12、廢水分析中為什么經(jīng)常使用毫克/升(mg/L)這個(gè)濃度單位?
二、廢水的預(yù)處理
13、什么叫廢水的預(yù)處理?預(yù)處理要達(dá)到哪幾個(gè)目的?
14、廢水集水池是派什么用的?
15、為什么廢水中的膠體顆粒不易自然沉降?
16、怎樣使膠體顆粒沉淀?
17、什么叫凝聚?
18、什么叫絮凝?
19、廢水為什么要用聚鐵進(jìn)行絮凝吸附預(yù)處理?
20、什么叫混凝?
21、什么叫吸附?
22、什么叫鐵炭處理法?
23、鐵炭出水為什么還要用石灰粉進(jìn)行中和處理?
24、怎樣估算化學(xué)污泥的產(chǎn)生量?
三、廢水的生化處理?
25、什么叫作廢水的生化處理?
26、微生物是通過何種方式將廢水中的有機(jī)污染物分解去除掉的?
27、微生物與哪些因素有關(guān)?
28、微生物最適宜在什么溫度范圍內(nèi)生長繁殖?
29、微生物最適宜的pH條件應(yīng)在什么范圍?
30、什么叫溶解氧?溶解氧與微生物的關(guān)系如何?
31、為什么高濃度的含鹽廢水對(duì)微生物的影響特別大?
32、什么叫好氧生化處理?什么叫兼氧生化處理?二者有何區(qū)別?
33、生物處理在廢水處理工程上有哪些應(yīng)用?
34、生物膜法和活性污泥法有哪些異同之處?
35、什么叫活性污泥?
36、怎樣評(píng)價(jià)活性污泥法與生物膜法中的活性污泥?
37、在用顯微鏡進(jìn)行生物相觀察時(shí),那一類微生物直接表明生化處理效果良好?
38、什么叫混合液懸浮固體(MLSS)?
39、什么叫混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)?
40、污泥沉降比(SV)?
41、污泥指數(shù)(SVI)?
42、溶解氧(DO)表示什么?
43、廢水中溶解氧的含量與哪些因素有關(guān)?
44、生化過程中微生物所需的氧氣有誰提供?
45、在生化過程中為什么需要經(jīng)常補(bǔ)充廢水中的營養(yǎng)物?
46、廢水中微生物所需的各營養(yǎng)元素之間的比例為多少?
47、為什么會(huì)有剩余污泥產(chǎn)生?
48、怎樣估算剩余污泥的產(chǎn)生量?
49、什么叫生物炭法(PACT法)?
第二章 問題解答
1、為什么要污水處理?
(這個(gè)是某公司廢水處理站的技術(shù)資料)
***公司位于***,主要生產(chǎn)****.廢水來源于銀杏葉提取工藝,提取過程中使用乙醇作為萃取劑,廢水中有多項(xiàng)污染因子嚴(yán)重超標(biāo),長期以來一直成為影響和制約公司生產(chǎn)和發(fā)展的難點(diǎn)之一。這些廢水如果排放前不處理,將嚴(yán)重污染環(huán)境。一般來說,當(dāng)環(huán)境和資源遭到破壞,生態(tài)平衡失調(diào)后,沒有十幾年、幾十年,甚至上百年的時(shí)間,是難以恢復(fù)的,而且有時(shí)是無法恢復(fù)的。因此,任何企業(yè)企圖以犧牲環(huán)境和資源為代價(jià)來換取經(jīng)濟(jì)的暫時(shí)發(fā)展,不但國法不容,人民群眾不答應(yīng),而且企業(yè)自身的存在和發(fā)展也必將受到限制。
2、什么叫ISO14000(環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn))?
ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)是由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的環(huán)境管理技術(shù)委員會(huì)制定的環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn),其指導(dǎo)思想是“全面管理、預(yù)防污染、持續(xù)改進(jìn)”,是環(huán)境管理思路與方法的創(chuàng)新。ISO14000有非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和條例,從購進(jìn)原料開始到產(chǎn)品出廠每個(gè)生產(chǎn)工序和管理環(huán)節(jié)均有相應(yīng)的核查標(biāo)準(zhǔn),它從制度上嚴(yán)格地預(yù)防了污染物質(zhì)在生產(chǎn)過程中的產(chǎn)生和保證污染物質(zhì)的有效治理。廢水治理僅僅是ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)部分。目前ISO14000系列標(biāo)準(zhǔn)正在國內(nèi)某些大城市和大型企業(yè)開始試點(diǎn)和執(zhí)行。
ISO14000環(huán)境質(zhì)量認(rèn)證被稱為國際市場認(rèn)可的“綠色護(hù)照”,誰通過認(rèn)證,無疑就獲得了“國際通行證”。許多國家紛紛宣布,沒有環(huán)境管理認(rèn)證的商品和產(chǎn)品,將在進(jìn)口時(shí)受到數(shù)量和價(jià)格上的限制。因此,隨著與國際市場的逐步接軌,ISO14000環(huán)境質(zhì)量認(rèn)證在國內(nèi)所有的企業(yè)中全面推廣執(zhí)行,如同ISO9000(質(zhì)理管理標(biāo)準(zhǔn))一樣。
因此,從環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā),我們不僅要努力做好污染源末端的廢水處理工作,實(shí)行科學(xué)的環(huán)保管理,保證處理出水達(dá)標(biāo)排放;更應(yīng)該化大力氣狠抓污染源前端的清潔生產(chǎn)管理,預(yù)防污染,減少污染。
3、怎樣實(shí)施科學(xué)的環(huán)保管理?
保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的基本國策,因此,廢水處理應(yīng)符合我國制定的環(huán)境保護(hù)法規(guī)和方針政策。在環(huán)保的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,必須把生產(chǎn)觀點(diǎn)和生態(tài)觀念、環(huán)境保護(hù)結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮,把治理廢水和改進(jìn)生產(chǎn)工藝、實(shí)行清潔生產(chǎn)結(jié)合起來統(tǒng)籌考慮。通過系統(tǒng)的分析和考證,尋求比較合理的治理方案。
環(huán)保管理的主要原則歸納起來有以下幾點(diǎn):
(1) 淘汰不合理的產(chǎn)品
對(duì)于一些傳統(tǒng)的、低產(chǎn)值的、廢水治理難度極大的垃圾產(chǎn)品應(yīng)該下決心用高產(chǎn)值的、技術(shù)含量高的產(chǎn)品置換掉。如果某產(chǎn)品的年利潤還抵不上每年用于廢水的治理成本,這樣的產(chǎn)品應(yīng)下決心停止生產(chǎn),換上污染少且易于治理達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品。
(2) 加強(qiáng)管理,減少污染
企業(yè)管理也是防治污染的一個(gè)重要因素。如設(shè)備的跑、冒、滴、漏;不按操作規(guī)程辦事造成的生產(chǎn)事故或產(chǎn)品報(bào)廢等導(dǎo)致的大量高濃度廢水的產(chǎn)生;用大量的水沖洗設(shè)備與地面,造成廢水量的增加;冷卻水與生產(chǎn)廢水未做到“清濁分流”,都會(huì)增加廢水的水量和廢水的治理難度。
(3) 建立區(qū)域性的小型污水處理廠
對(duì)工廠比較集中的地方,不必套用“誰污染,誰治理”的原則,而應(yīng)該加強(qiáng)各企業(yè)間的聯(lián)系,統(tǒng)籌考慮污染的治理對(duì)策,若有必要和可能,可將各個(gè)工廠的廢水集中處理,建立統(tǒng)一的污水處理廠,實(shí)行“誰污染,誰出錢”的治理方法。因?yàn)楦鱾€(gè)工廠由于產(chǎn)品的不同,廢水的水質(zhì)也不是一樣的,如有的工廠的廢水是酸性的,而有的工廠的廢水卻是堿性的,放在一起處理可以減少中和藥劑的處理費(fèi)用;有的工廠排出的高鹽分低COD的廢水,而有的工廠的廢水卻是高濃度易生物降解的,如果單獨(dú)處理的話,都是治理難度很大的廢水,但如果放在一起進(jìn)行生化處理,由于水質(zhì)條件的改善,不僅可以減少廢水的處理難度,而且可以提高處理效率。
(4) 提高水的循環(huán)利用率
為了減少廢水水量,首先應(yīng)該在廢水產(chǎn)生的源頭上多做文章。如可以考慮水的循環(huán)利用、或多次重復(fù)利用,提高水的循環(huán)利用率,盡量減少外排水量。在國外,某些先進(jìn)企業(yè)水的循環(huán)利用率已經(jīng)達(dá)到96%以上,而上海生產(chǎn)企業(yè)水的循環(huán)利用率還停留在20-30%的較低水平,尚有很大的潛力可以挖掘。提高生產(chǎn)用水的循環(huán)利用率不僅可以減輕環(huán)境污染,而且還能減少新鮮水的補(bǔ)充用量,在一定程度上可以緩和日益緊張的水資源問題。在廢水處理時(shí),也應(yīng)該盡量考慮處理出水的循環(huán)使用。
(5) 回收利用和綜合利用
廢水中的污染物,都是在生產(chǎn)過程中進(jìn)入水中的原材料、半成品、成品和反應(yīng)介質(zhì)(如溶劑),特別是精細(xì)化工生產(chǎn)中一些化學(xué)反應(yīng)往往不能十分安全,產(chǎn)品的分離過程也不可能十分徹底,因此在廢水中尤其是在反應(yīng)母液中常含有一定數(shù)量的有用物質(zhì)。排放這些污染物質(zhì),就會(huì)污染環(huán)境,造成危害。但若加以回收利用或綜合利用,便可以變廢為寶,化害為利;或以廢治廢,取長補(bǔ)短,綜合治理,就可以節(jié)省水處理的費(fèi)用。
4、什么是“環(huán)保110”?
針對(duì)當(dāng)前環(huán)保行政執(zhí)法和環(huán)境管理與群眾投訴不相適應(yīng)的狀況,上海市開通了環(huán)保應(yīng)急熱線62863110,即所謂的“環(huán)保110”。今后電話號(hào)碼將簡化為63110(“綠色110”的諧音)。這是全國環(huán)保系統(tǒng)中首個(gè)“環(huán)保110”。隨著環(huán)保力度的加強(qiáng),全國各地將先后推行環(huán)保應(yīng)急熱線。
環(huán)保應(yīng)急熱線的職責(zé)范圍是:受理和組織在全市范圍內(nèi)發(fā)生的重大污染事故受理對(duì)排污單位污染非法排放的舉報(bào),如偷排、直排等;受理和處理由環(huán)境問題引發(fā)的可能造成社會(huì)不穩(wěn)定的事件;協(xié)助有關(guān)部門處理可能對(duì)環(huán)境造成影響的重大事件;其它無需到現(xiàn)場處理的環(huán)境污染問題,環(huán)保應(yīng)急熱線可24小時(shí)接受上述范圍內(nèi)的全市群眾的投訴。
對(duì)于污染排放單位來說,環(huán)保110的開通既是壓力又是動(dòng)力,我們只有認(rèn)真做好污染的管理和治理工作,才能經(jīng)受住環(huán)保執(zhí)法機(jī)構(gòu)和群眾的監(jiān)督考驗(yàn)。
5、清潔生產(chǎn)管理包括那幾項(xiàng)工作?
廢水和其中的污染物是生產(chǎn)工藝過程的產(chǎn)物,因此改革生產(chǎn)工藝,實(shí)行清潔生產(chǎn)是消滅或減少廢水危害的根本措施。通過工藝及設(shè)備的改革可以把廢水消滅于生產(chǎn)過程之中,這樣既可以提高原輔材料的利用率,又可減少廢水的處理費(fèi)用。這方面工作應(yīng)由生產(chǎn)工藝工程師及環(huán)境工程師共同合作完成。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境不只是環(huán)境工程師的工作,而是要從污染源頭進(jìn)行控制,這樣才能真正把廢水治理好。因此,在工藝設(shè)計(jì)、產(chǎn)品試制時(shí)就要考慮今后可能發(fā)生的環(huán)境污染問題。在選擇合成路線時(shí),盡量采用無公害、少公害的生產(chǎn)工藝,要選擇原料利用率最高的路線,在生產(chǎn)工藝中不用或少用生物難降解性物質(zhì)或有毒有害物質(zhì),包括原輔材料及溶劑,并加強(qiáng)溶劑及副產(chǎn)品的回收及綜合利用工作。具體的辦法大致有下列幾種:
(1) 采用新工藝、新技術(shù)、新路線
采用新工藝、新技術(shù)、新路線。首先可對(duì)生產(chǎn)工藝中配料比作一核實(shí),應(yīng)把污染較大,而又超過理論配比的原料降低,以增加原料的利用率以及廢水的可處理性。
在化工生產(chǎn)中,有時(shí)采取了新的路線,不但可提高生產(chǎn)水平,也可以解決廢水處理問題。例如以往抗結(jié)核藥物原料異煙酸,需由硫酸作電解液進(jìn)行電解氧化制備,過程中產(chǎn)生的酸性廢水水量較大且較難處理?,F(xiàn)采用空氣催化氧化新技術(shù),在流化床中進(jìn)行反應(yīng),廢水水量也較少,污染問題也比較容易解決。
(2) 更換原輔材料
這是常用的方法,如用無毒或低毒的原料代替高毒或劇毒的原料,用生物可降解物質(zhì)代替生物難降解物質(zhì)等。此外要盡可能地不用和少用排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定限止性物質(zhì),特別是一些要求嚴(yán)格的物質(zhì),這樣就可以減輕廢水處理的負(fù)擔(dān)。例如現(xiàn)在對(duì)廢水中的氨氮濃度有較嚴(yán)格的要求,這樣就要求在生產(chǎn)中盡可能少用氨水或液氨。例如以前在調(diào)節(jié)廢水pH時(shí),有的處理工藝用氨水調(diào)節(jié),則出水中的氨氮就會(huì)大大超標(biāo),也增加了廢水的生化處理的難度。同樣的原理我們應(yīng)少用重鉻酸鉀做氧化劑,少用硝基化合物、氯代烴做溶劑。
在選用溶劑時(shí),除了需滿足生產(chǎn)工藝上的要求外,還需考慮溶劑的生物可降解性及其毒性。
從上述要求來說,其選用的優(yōu)先秩序見下表。
溶劑選擇優(yōu)先秩序表
優(yōu) 先 使 用
甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、醋酸、醋酸乙酯、甘油、乙二醇 可 以 使 用
苯、甲苯、二甲基甲酰胺(DMF)、甲酰胺、二甲苯
避 免 使 用
叔丁醇、二甲亞砜(DMSO)、三乙胺、二甲基苯胺、氯仿*、四氯化碳*、氯苯、硝基苯*、吡啶*、嗎啉、四氫呋喃
注:*表示對(duì)微生物有毒性或有抑制作用。
(3) 選用新的后處理工藝,將污染減輕或消滅在生產(chǎn)工藝中
這種方法對(duì)于從事化學(xué)化工生產(chǎn)的技術(shù)人員來說,是大有用武之地的。例如,在有機(jī)合成工業(yè)中,常用加水稀釋反應(yīng)物料的方法(水析)使反應(yīng)產(chǎn)物從反應(yīng)有機(jī)溶劑中析出,水析所產(chǎn)生的母液,由于水量較大,其中有機(jī)溶劑(如甲醇、乙醇等水溶性溶劑)較難回收,帶入廢水流中造成污染。如果在稀釋前,先用蒸餾法回收大部分溶劑,再用水稀釋,則廢水中有機(jī)物的含量可明顯下降。
為了使所得的產(chǎn)品保證較好的質(zhì)量,反應(yīng)產(chǎn)物或中間產(chǎn)物常需進(jìn)行洗滌,以除去產(chǎn)物中夾帶的雜質(zhì)。洗滌操作是否合理,對(duì)廢水污染程度有相當(dāng)大的影響。但是,如果采用新的后處理技術(shù)即可以使洗滌廢水全部消滅于工藝操作過程中,實(shí)現(xiàn)零排污。廢水中的鹽分含量太高會(huì)抑制微生物的生長繁殖,影響生化處理的效果。我們也可以采用新的后處理工藝來解決廢水處理中的這一難點(diǎn)。例如某廠將對(duì)硝基氯苯在甲醇溶劑中與氫氧化鈉反應(yīng)制備對(duì)硝基苯甲醚。原先的后處理操作工藝是用水洗滌去除反應(yīng)物料中的NaCl鹽分,該操作的結(jié)果是廢水水量大,廢水中的鹽分含量高,導(dǎo)致后續(xù)的生化處理發(fā)生困難。后來該廠改進(jìn)了后處理的操作工藝,先將反應(yīng)物料(有機(jī)相)中的NaCl過濾掉,再用水洗滌并析出對(duì)硝基苯甲醚,改進(jìn)后的操作工藝不僅可以減少廢水水量的50%,而且可以回收廢水中鹽分的97.4%,削減廢水有機(jī)負(fù)荷58.7%,廢水的生物降解性能得到了很大的改善。
(4) 加強(qiáng)溶劑回收工作
在大多數(shù)化工原料生產(chǎn)廠,溶劑在原輔料中的使用比例是相當(dāng)高的,可以說,許多生產(chǎn)廢水中的有機(jī)負(fù)荷基本上來自溶劑,因此,重視和做好溶劑的回收工作不僅是防治污染、減少污染的重要措施,也是降本增效、提高利潤的重要途徑,具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的雙重效益。如上海某生產(chǎn)激素的制藥廠,有機(jī)負(fù)荷(COD)的日排放總量為8噸,是地區(qū)的污染大戶。該廠的環(huán)保治理首先從溶劑的回收工作做起,將含有相同溶劑的母液廢水集中起來加以回收,結(jié)果廢水中的有機(jī)負(fù)荷日排放總量從8噸降至3噸,回收溶劑的收益超過了廢水處理站的運(yùn)行費(fèi)用。
6、廢水分析中為什么經(jīng)常使用COD和BOD這二個(gè)污染指標(biāo)?
廢水中有許多有機(jī)物質(zhì),含有十幾種、幾十種,甚至上百種有機(jī)物質(zhì)的廢水也是能經(jīng)常遇到的,如果對(duì)廢水中的有機(jī)物質(zhì)一一進(jìn)行定性定量的分析,既耗時(shí)間,又耗藥品。那么能不能只用一個(gè)污染指標(biāo)來表示廢水中所有的有機(jī)物質(zhì)及其它們的數(shù)量呢?環(huán)境科學(xué)工作者經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),所有的有機(jī)物質(zhì)都有二個(gè)共性:一是它們至少都由碳?xì)浣M成;二是絕大多數(shù)的有機(jī)物質(zhì)能夠化學(xué)氧化或被微生物氧化,它們的碳和氫分別與氧形成無毒無害的二氧化碳和水。廢水中的有機(jī)物質(zhì)不論是在化學(xué)氧化過程中還是在生物氧化過程中都要消耗氧,廢水中的有機(jī)物質(zhì)愈多,則消耗的氧量也愈多,二者之間是呈正比例關(guān)系的。于是環(huán)境科學(xué)工作者們將廢水用化學(xué)藥劑氧化時(shí)所消耗的氧量稱為化學(xué)需氧量,即COD;而將廢水用微生物氧化所消耗的氧量稱為生物需氧量,即BOD。由于COD和BOD能夠綜合性地反映廢水中所有有機(jī)物質(zhì)的數(shù)量,且分析比較簡單,因此被廣泛地應(yīng)用于廢水分析和環(huán)境工程上。
實(shí)際上,COD并不是單單表示水中的有機(jī)物質(zhì)的,它還能表示水中具有還原性質(zhì)的無機(jī)物質(zhì),如:硫化物、亞鐵離子、亞硫酸鈉,甚至氯根離子等。譬如講,如果鐵炭池出水中的亞鐵離子在中和池中沒能完全被去除掉的話,則生化處理出水中由于有亞鐵離子的存在,出水COD可能會(huì)超標(biāo)。
7、什么叫COD(化學(xué)需氧量)?
化學(xué)需氧量(COD)是指廢水中能被氧化的物質(zhì)在被化學(xué)氧化劑氧化時(shí),所需要的氧量,以氧的毫克/升作為單位。它是目前用來測(cè)定廢水中有機(jī)物含量的一種最常用的手段。COD分析中常用的氧化劑有高錳酸鉀(錳法CODMn)和重鉻酸鉀(鉻法CODCr),現(xiàn)在常用重鉻酸鉀法。廢水在強(qiáng)酸加熱沸騰回流條件下對(duì)有機(jī)物實(shí)行氧化,用硫酸銀作催化劑時(shí)可以使大多數(shù)的有機(jī)物的氧化率提高到85-95%。如果廢水中含有較高濃度的氯根離子,應(yīng)該用硫酸汞將氯離子屏蔽掉,以減少對(duì)COD的測(cè)定干擾。
8、什么叫BOD5(生化需氧量)?
生化需氧量也可以表征廢水被有機(jī)物污染的程度,最常用的為五日生化需氧量,以BOD5表示,它表示廢水在微生物存在下進(jìn)行生化降解五日內(nèi)所需要的氧的數(shù)量。今后我們將經(jīng)常使用五日生化需氧量。
9、COD和BOD5之間有什么關(guān)系?
有的有機(jī)物是可以被生物氧化降解的(如葡萄糖和乙醇),有的有機(jī)物只能部分被生物氧化降解(如甲醇),而有的有機(jī)物是不能被生物氧化降解的而且還具有毒性(如銀杏酚、銀杏酸、某些表面活性劑)。因此,我們可以把水中的有機(jī)物分成二個(gè)部分,即可以生化降解的有機(jī)物和不可生化降解的有機(jī)物。
通常認(rèn)為COD基本上可表示水中的所有的有機(jī)物。而BOD為水中可以生物降解的有機(jī)物,因此COD與BOD的差值可以表示廢水中生物不可降解部分的有機(jī)物。
10、什么叫B/C?B/C表示什么意義?
B/C是BOD5與COD比值的縮寫,該比值可以表示廢水的可生化降解特性。如果CODNB表示COD中的不可生物降解部分,則廢水中不可為微生物生物降解的有機(jī)物所占的比例可用CODNB/COD表示。
BOD5/COD與CODNB/COD之間有如下表所示的關(guān)系:
CODNB/COD 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
BOD5/COD 0.52 0.46 0.41 0.35 0.29 0.23 0.17 0.12
當(dāng)BOD5/COD≥0.45時(shí),不可生物降解的有機(jī)物僅僅占全部有機(jī)物的20%以下,而當(dāng)BOD5/COD≤0.2時(shí),不可生物降解的有機(jī)物已占全部有機(jī)物的60%以上。
因此,BOD5/COD值常常被作為有機(jī)物生物降解性的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
BOD5/COD 0.45 易生物降解
BOD5/COD 0.30 可生物降解
BOD5/COD 0.30 較難生物降解
BOD5/COD 0.20 較以難生物降解
B/C在環(huán)境工程上有著非常重要而實(shí)用的意義。
11、什么叫pH?
pH實(shí)際上是水溶液中酸堿度的一種表示方法。平時(shí)我們經(jīng)常習(xí)慣于用百分濃度來表示水溶液的酸堿度,如1%的硫酸溶液或1%的堿溶液,但是當(dāng)水溶液的酸堿度很小很小時(shí),如果再用百分濃度來表示則太麻煩了,這時(shí)可用pH來表示。pH的應(yīng)用范圍在0-14之間,當(dāng)pH=7時(shí)水呈中性;pH<7時(shí)水呈酸性,pH愈小,水的酸性愈大;當(dāng)pH>7時(shí)水呈堿性,pH愈大,水的堿性愈大。
世界上所有的生物是離不開水的,但是適宜于生物生存的pH值的范圍往往是非常狹小的,因此國家環(huán)保局將處理出水的pH值嚴(yán)格地規(guī)定在6-9之間。
水中pH值的檢測(cè)經(jīng)常使用pH試紙,也有用儀器測(cè)定的,如pH測(cè)定儀。
12、廢水分析中為什么要經(jīng)常使用毫克/升(mg/L)這個(gè)濃度單位?
一般來說,廢水中的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的含量是很小很小的,如果用百分濃度或其它濃度來表示則太麻煩太不方便了,譬如一噸廢水中往往只有幾克、幾十克、幾百克甚至幾千克污染物質(zhì),其單位即為克/噸(g/T),如將噸換算成升即為毫克/升(mg/L)。計(jì)算時(shí)可參考下表換算:
1毫克/升 百萬分之一
1000毫克/升 千分之一
10000毫克/升 百分之一
13、什么叫廢水的預(yù)處理?預(yù)處理要達(dá)到哪幾個(gè)目的?
生化處理前的處理一般都習(xí)慣地叫作預(yù)處理。由于生化法處理費(fèi)用比較低、運(yùn)行比較穩(wěn)定,因此一般的工業(yè)廢水都采用生化法處理,***公司廢水的治理也以生化法作為主要的處理手段。但是***公司的廢水中含有某些對(duì)微生物有抑制、有毒害的有機(jī)物質(zhì),因此廢水在進(jìn)入生化池之前必須進(jìn)行必要的預(yù)處理,目的是將廢水中對(duì)微生物有抑制、有毒害的物質(zhì)盡可能地削減或去除,以保證生化池中的微生物能正常地運(yùn)行。
預(yù)處理的目的有二個(gè):一是將廢水中對(duì)微生物有抑制有毒害、有抑制作用的物質(zhì)盡可能地消減和去除或轉(zhuǎn)化為對(duì)微生物無害或有利的物質(zhì),以保證生化池中的微生物能正常運(yùn)行;其二是在預(yù)處理過程中削減COD負(fù)荷,以減輕生化池的運(yùn)行負(fù)擔(dān)。
***公司的預(yù)處理工藝是鐵炭微電解與Fe2+/Fe3+還原氧化法,形成的無數(shù)個(gè)微小的鐵炭原電池有利于氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行,可將廢水中的有毒有害物質(zhì)破壞去除,在中和沉淀過程中還可以通過二價(jià)鐵與三價(jià)鐵在堿性條件所形成的活性絮體吸附廢水中的有機(jī)物質(zhì)以削減COD負(fù)荷,保證后續(xù)的生化處理系統(tǒng)能正常地運(yùn)行。
14、廢水集水池是派什么用的?
廢水集水池的作用是匯集、儲(chǔ)存和均衡廢水的水質(zhì)水量。
各個(gè)車間的生產(chǎn)廢水,其排出的廢水水量和水質(zhì)一般來說是不均衡的,生產(chǎn)時(shí)有廢水,不生產(chǎn)時(shí)就沒有廢水,甚至在一日之內(nèi)或班產(chǎn)之間都可能有很大的變化,特別是精細(xì)化工行業(yè)的廢水,如果清濁廢水不分流,則工藝濃廢水與輕污染廢水的水質(zhì)水量變化很大,這種變化對(duì)廢水處理設(shè)施設(shè)備的正常操作及處理效果是很不利的,甚至是有害的。因此廢水在進(jìn)入主要污水處理系統(tǒng)前,都要設(shè)置一個(gè)有一定容積的廢水集水池,將廢水儲(chǔ)存起來并使其均質(zhì)均量,以保證廢水處理設(shè)備和設(shè)施的正常運(yùn)行。
15、為什么廢水中的膠體顆粒不易自然沉降?
廢水中許多比重大于1的雜質(zhì)懸浮物、大顆粒、易沉降的懸浮物都可以用自然沉降、離心等方法去除。
但比重小于1的、微小的甚至肉眼無法看到的懸浮物顆粒則很難自然沉降,如膠體顆粒是10-4-10-6mm大小的微粒,在水中非常穩(wěn)定,它的沉降速度極慢,沉降1m需耕時(shí)200年。沉降慢的原因有二個(gè),(1)一般來說,膠體粒子都帶有負(fù)電荷,由于同性相斥的原因,從而阻止膠體微粒間的接觸,不能被彼此粘合,懸浮于水中。(2)膠體粒子表面還有一層分子緊緊地包圍著,這層水化層也阻礙和隔絕膠體微粒之間的接觸,不能被彼此粘合,懸浮于水中。
16、怎樣使膠體顆粒沉淀?
要使膠體顆粒沉淀,就要促使膠體顆粒相互接觸,使之成為大的顆粒,亦即凝聚起來,使其比重大于1而沉淀。
采用的方法有很多種,工程上常用的技術(shù)有:凝聚法、絮凝法和混凝法。
17、什么叫凝聚?
在廢水中投加帶正離子的混凝藥劑,大量正離子在膠體粒子之間的存在以消除膠體粒子之間的靜電排斥,從而使微粒聚結(jié),這種通過投加正離子電解質(zhì)的方法,使得膠體微粒相互聚結(jié)的過程稱為凝聚。常用地凝聚劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、明礬、氯化鐵等。
18、什么叫絮凝?
絮凝是在廢水中加入高分子混凝藥劑,高分子混凝藥劑溶解后,會(huì)形成高分子聚合物。這種高聚物的結(jié)構(gòu)是線型結(jié)構(gòu),線的一端拉著一個(gè)微小粒子,另一端拉著另一個(gè)微小粒子,在相距較遠(yuǎn)兩個(gè)粒子之間起著粘結(jié)架橋的作用,使得微粒逐漸變大,最終形成大顆粒的絮凝體(俗稱礬花),加速顆粒沉降。常用的絮聚劑有聚丙烯酰胺(PAM)、聚鐵(PE)等。
19、廢水為什么要用聚鐵進(jìn)行絮凝吸附預(yù)處理?
聚鐵在混凝過程中形成氫氧化鐵絮體具有很好的吸附廢水中有機(jī)物質(zhì)的能力,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,廢水用聚鐵絮凝吸附后,可以去除廢水中COD的10%-20%左右,這樣可以大大地減輕生化池的運(yùn)行負(fù)擔(dān),有利于處理廢水的達(dá)標(biāo)排放。另外,用聚鐵進(jìn)行混凝預(yù)處理可以將廢水中對(duì)微生物有毒害、有抑制作用的微量物質(zhì)去除,以保證生化池中的微生物能正常運(yùn)行。在諸多混凝藥劑中,聚鐵的價(jià)格相對(duì)來說比較便宜(25-300元/噸),因此處理成本比較低廉,比較適合工藝廢水的預(yù)處理。
聚鐵是酸性物質(zhì),腐蝕性很強(qiáng),因此處理設(shè)備應(yīng)做好防腐處理。
20、什么叫混凝?
凝聚與絮凝結(jié)合在一起使用的過程為混凝過程?;炷趯?shí)驗(yàn)或工程上被經(jīng)常應(yīng)用,如先在水中投加硫酸亞鐵等藥劑,消除膠體粒子之間的靜電排斥,然后再投加聚丙烯酰胺(PAM),使得微粒逐漸變大,形成肉眼可見的礬花,最后產(chǎn)生沉降。
21、什么叫吸附?
利用多孔性固體(如活性炭)或絮體物質(zhì)(如聚鐵)將廢水中的有毒有害物質(zhì)吸附在固體或絮體的表面上或微孔內(nèi),達(dá)到凈化水質(zhì)的目的,這種處理方法稱作為吸附處理。吸附的對(duì)象可以是不溶性固體物質(zhì),也可以是溶解性物質(zhì)。吸附處理的效率高,出水水質(zhì)好,因此常作為廢水深度處理。也可在生化處理單元中引入吸附處理,以提高生化處理效率(如PACT法就是其中的一種)。
22、什么叫鐵炭處理法?
鐵炭處理法又稱鐵炭微電解法或鐵炭內(nèi)電解法,它是金屬鐵處理廢水技術(shù)的一種應(yīng)用形式,用鐵炭法作為預(yù)處理技術(shù)來處理有毒有害、高濃COD廢水具有一種獨(dú)特的效果。鐵炭法的處理機(jī)理目前尚未完全清楚,現(xiàn)在比較認(rèn)同的一種解釋是:在酸性條件下,鐵與炭之間形成無數(shù)個(gè)微電流反應(yīng)池,有機(jī)物在微電流的作用下被還原氧化。鐵炭出水再用石灰或石灰乳中和,生成的Fe(OH)2膠體絮狀物對(duì)有機(jī)物具有很強(qiáng)的絮凝吸附能力。因此,鐵炭法是綜合應(yīng)用了鐵的還原性質(zhì)、鐵炭的電化學(xué)性質(zhì)和鐵離子的絮凝吸附作用,正是這三種性質(zhì)的共同作用,使用鐵炭法具有很好的處理效果。
鐵炭法的缺點(diǎn)是:(1)鐵屑在酸性介質(zhì)中長期浸泡后易于板結(jié)成塊,造成堵塞,形成溝流,使操作困難,處理效果降低;(2)鐵在酸性條件下溶出的鐵量較大,加堿中和后產(chǎn)生的泥渣量較多。
23、鐵炭出水為什么還要用石灰粉進(jìn)行中和處理?
用硫酸調(diào)節(jié)成pH為2廢水經(jīng)過鐵炭處理后,硫酸成為硫酸亞鐵,廢水的pH值從2升高至5-6,那么鐵炭出水為什么還要用石灰粉進(jìn)行中和處理呢?或者中和處理時(shí)是不是可以少加一些石灰粉呢?
鐵炭出水中含有大量的硫酸亞鐵,如果不予去除的話,會(huì)影響后續(xù)生化池中微生物的生長繁殖,因此我們必須要用石灰將廢水的pH值從5-6再調(diào)高至9以上,使水溶性的硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化成不溶性的氫氧化亞鐵與硫酸鈣,然后通過混凝沉降的方法使它們沉淀下來,以保證進(jìn)入生化池的廢水中不含硫酸亞鐵。
中和處理時(shí)是不是可以少加石灰粉呢?我們可以在化驗(yàn)室做一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。取相同數(shù)量的鐵炭進(jìn)水(pH在2左右)和鐵炭出水(pH在5-6)分別放置于二個(gè)燒杯中,然后分別計(jì)量地加入石灰粉進(jìn)行中和混凝,二個(gè)燒杯中的廢水的pH值都調(diào)節(jié)至9時(shí),我們可以發(fā)現(xiàn)二個(gè)燒杯中所投加的石灰粉的數(shù)量是一樣的。這是因?yàn)殍F不是中和藥劑,硫酸所轉(zhuǎn)化成的硫酸亞鐵還是酸性物質(zhì),硫酸亞鐵在中和過程中轉(zhuǎn)化成氫氧化亞鐵與硫酸鈣時(shí)所耗用的石灰粉是一點(diǎn)也不能少的。因此,鐵炭出水中和處理時(shí)是不可以少加石灰粉的。
24、怎樣估算化學(xué)污泥的產(chǎn)生量?
通過化學(xué)反應(yīng)(如:中和)和物化處理(如:加藥混凝)所產(chǎn)生的污泥習(xí)慣上都稱作為化學(xué)污泥。鐵炭出水經(jīng)過中和混凝處理后形成的污泥主要由氫氧化亞鐵與硫酸鈣組成。污泥的產(chǎn)生量可以通過投加的硫酸與石灰粉的量來計(jì)算。工程上也可以利用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算。一般來說,鐵炭進(jìn)水的pH如果在2左右,則中和混凝后每噸廢水所產(chǎn)生的化學(xué)污泥量(含水率80%)在50公斤左右。
25、什么叫廢水的生化處理?
廢水的生物化學(xué)處理是廢水處理系統(tǒng)中最重要的過程之一,簡稱生化處理。生化處理是利用微生物的生命活動(dòng)過程將廢水中的可溶性的有機(jī)物及部分不溶性的有機(jī)物有效地去除,使水得到凈化。事實(shí)上,我們對(duì)生化處理并不是很陌生的,天然的水體中存在著一條食物鏈,即大魚吃小魚,小魚吃蝦米,蝦米吃小蟲,小蟲吃微生物,微生物吃污水,如果沒有這條食物鏈,自然界就要亂套了。在天然的河流中,有著大量的、依靠有機(jī)物生活的微生物,它們?nèi)杖找挂沟貙⑷藗兣湃牒恿髦械挠袡C(jī)物(如工業(yè)廢水、農(nóng)藥化肥、糞便等等有機(jī)物質(zhì))氧化或還原,最終轉(zhuǎn)化為無機(jī)物質(zhì),如果沒有微生物的存在,我們周圍的河流,少則幾個(gè)月,多則一、二年,就會(huì)成為臭河了,只是由于微生物太微小太分散,以致人們的肉眼看不見罷了。而廢水的生化處理工程則是在人工條件下對(duì)這一過程的強(qiáng)化。人們將無以計(jì)數(shù)的微生物全部集中在一個(gè)池子內(nèi),創(chuàng)造一個(gè)非常適合微生物繁殖、生長的環(huán)境(如溫度、pH值、氧氣、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)),使微生物大量增殖,以提高其分解有機(jī)物的速度和效率。然后再往池內(nèi)泵入廢水,使廢水中的有機(jī)物質(zhì)在微生物的生命活動(dòng)過程中得到氧化降解,使廢水得到凈化和處理。與其他處理方法相比,生化法具有能耗低、不加藥、處理效果好、處理費(fèi)用低等特點(diǎn)。
26、微生物是通過何種方式將廢水中的有機(jī)污染物分解去除掉的?
由于廢水中存在碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物,這些無生命的有機(jī)物是微生物的食料,一部分降解、合成為細(xì)胞物質(zhì)(組合代謝產(chǎn)物),另一部分降解氧化為水份,二氧化碳等(分解代謝產(chǎn)物),在此過程中廢水中的有機(jī)污染物被微生物降解去除。
27、微生物與哪些因素有關(guān)?
微生物除了需要營養(yǎng),還需要合適的環(huán)境因素,如溫度、pH值、溶解氧、滲透壓等才能生存。如果環(huán)境條件不正常,會(huì)影響微生物的生命活動(dòng),甚至發(fā)生變異或死亡。
28、微生物最適宜在什么溫度范圍內(nèi)生長繁殖?
在廢水生物處理中,微生物最適宜的溫度范圍一般為16-30℃,最高溫度在37-43℃,當(dāng)溫度低于10℃時(shí),微生物將不再生長。
在適宜的溫度范圍內(nèi),溫度每提高10℃,微生物的代謝速率會(huì)相應(yīng)提高,COD的去除率也會(huì)提高10%左右;相反,溫度每降低10℃,COD的去除率會(huì)降低10%,因此在冬季時(shí),COD的生化去除率會(huì)明顯低于其它季節(jié)。
29、微生物最適宜的pH條件應(yīng)在什么范圍?
微生物的生命活動(dòng)、物質(zhì)代謝與pH值有密切關(guān)系。大多數(shù)微生物對(duì)pH的適應(yīng)范圍在4.5-9,而最適宜的pH值的范圍在6.5-7.5。當(dāng)pH低于6.5時(shí),真菌開始與細(xì)菌競爭,pH到4.5時(shí),真菌在生化池內(nèi)將占完全的優(yōu)勢(shì),其結(jié)果是嚴(yán)重影響污泥的沉降結(jié)果;當(dāng)pH超過9時(shí),微生物的代謝速度將受到阻礙。
不同的微生物對(duì)pH值的適應(yīng)范圍要求是不一樣的。在好氧生物處理中,pH可在6.5-8.5之間變化;厭氧生物處理中,微生物以pH的要求比較嚴(yán)格,pH應(yīng)在6.7-7.4之間。
30、什么叫溶解氧?溶解氧與微生物的關(guān)系如何?
溶解在水體中的氧被稱溶解氧。水體中的生物與好氧微生物,它們所賴以生存的氧氣就是溶解氧。不同的微生物對(duì)溶解氧的要求是不一樣的。好氧微生物需要供給充足的溶解氧,一般來說,溶解氧應(yīng)維持在3mg/L為宜,最低不應(yīng)低于2mg/L;兼氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2-2.0mg/L之間;而厭氧微生物要求溶解氧的范圍在0.2mg/L以下。
31、為什么高濃度的含鹽廢水對(duì)微生物的影響特別大?
我們先來描述一個(gè)滲透壓的實(shí)驗(yàn):用一張半滲透薄膜將兩種不同濃度的鹽溶液隔開,低濃度鹽溶液的水分子就會(huì)透過半滲透薄膜進(jìn)入高濃度鹽溶液,而高濃度鹽溶液的水分子也會(huì)透過半滲透薄膜進(jìn)入低濃度鹽溶液,但其數(shù)量要少,故高濃度鹽溶液一側(cè)的液面會(huì)升高,當(dāng)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生了足夠阻止水再流動(dòng)的壓力時(shí)滲透就會(huì)停止,這時(shí)兩側(cè)液面的高差產(chǎn)生的壓力就是滲透壓。一般來說,鹽分濃度越高,滲透壓越大。
微生物在鹽水溶液中的情況與滲透壓的實(shí)驗(yàn)是相似的。微生物的單位結(jié)構(gòu)是細(xì)胞,細(xì)胞壁相當(dāng)于半滲透膜,在氯離子濃度小于等于2000mg/L時(shí),細(xì)胞壁可承受的滲透壓為0.5-1.0大氣壓,即使加上細(xì)胞壁和細(xì)胞質(zhì)膜有一定的堅(jiān)韌性和彈性,細(xì)胞壁可承受的滲透壓也不會(huì)大于5-6大氣壓。但當(dāng)水溶液中的氯離子濃度在5000mg/L以上時(shí),滲透壓大約將增大至10-30大氣壓,在這樣大的滲透壓下,微生物體內(nèi)的水分子會(huì)大量滲透到體外溶液中,造成細(xì)胞失水而發(fā)生質(zhì)壁分離,嚴(yán)重者微生物死亡。在日常生活中,人們用食鹽(氯化鈉)腌漬蔬菜和魚肉,滅菌防腐保存食物,就是運(yùn)用了這個(gè)道理。工程經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于2000mg/L時(shí),微生物的活性將受到抑止,COD去除率會(huì)明顯下降;當(dāng)廢水中的氯離子濃度大于8000mg/L時(shí),會(huì)造成污泥體積膨脹,水面泛出大量泡沫,微生物會(huì)相繼死亡。
不過,經(jīng)過長期馴化,微生物會(huì)逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長繁殖。目前已經(jīng)有人馴化出能夠適應(yīng)10000mg/L以上氯離子或硫酸根濃度的微生物。但是,滲透壓的原理告訴我們,已經(jīng)適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物,細(xì)胞液的含鹽濃度是很高的,一旦當(dāng)廢水中的鹽分濃度較低或很低時(shí),廢水中的水分子會(huì)大量滲入微生物體內(nèi),使微生物細(xì)胞發(fā)生膨脹,嚴(yán)重者破裂死亡。因此,經(jīng)過長期馴化并能逐漸適應(yīng)在高濃度的鹽水中生長繁殖的微生物,對(duì)生化進(jìn)水中的鹽分濃度要求始終保持在相當(dāng)高的水平,不能忽高忽低,否則微生物將會(huì)大量死亡。
32、什么叫好氧生化處理?什么叫兼氧生化處理?二者有何區(qū)別?
生化處理根據(jù)微生物生長對(duì)氧環(huán)境的要求的不同,可分為好氧生化處理與缺氧生化處理兩大類,缺氧生化處理又可分為兼氧生化處理和厭氧生化處理。在好氧生化處理過程中,好氧微生物必須在大量氧的存在下生長繁殖,并降低廢水中的有機(jī)物質(zhì);而兼氧生化處理過程中,兼氧微生物只需要少量氧即可生長繁殖并對(duì)廢水中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降解處理,如果水中氧太多,兼氧微生物反而生長不好從而影響它對(duì)有機(jī)物質(zhì)的處理效率。
兼氧微生物可適應(yīng)COD濃度較高的廢水,進(jìn)水COD濃度可提高到2000mg/L以上,COD去除率一般在50-80%;而好氧微生物只能適應(yīng)于COD濃度較低的廢水,進(jìn)水COD濃度一般控制在1000-1500mg/L以下,COD去除率一般在50-80%,兼氧生化處理和好氧生化處理的時(shí)間都不太長,一般都在12-24小時(shí)。人們利用兼氧生化和好氧生化之間的差別和相同之長,將兼氧生化處理和好氧生化處理組合起來,讓COD濃度較高的廢水先進(jìn)行兼氧生化處理,再讓兼氧池的處理出水作為好氧池的進(jìn)水,這樣的組合處理可以減少生化池的容積,既節(jié)省了環(huán)保投資又減少了日常的運(yùn)行費(fèi)用。
厭氧生化處理與兼氧生化處理的原理和作用是一樣的。厭氧生化處理與兼氧生化處理的不同之處是:厭氧微生物繁殖生長及其對(duì)有機(jī)物質(zhì)降解處理的過程中不需要任何氧,而且厭氧微生物可適應(yīng)更高COD濃度的廢水(4000-10000mg/L)。厭氧生化處理的缺點(diǎn)是生化處理時(shí)間很長,廢水在厭氧生化池內(nèi)的停留時(shí)間一般需要40小時(shí)以上。
33、生物處理在廢水處理工程上有哪些應(yīng)用?
生物處理在廢水處理工程上應(yīng)用得最廣泛最實(shí)用的技術(shù)有二大類:一類叫做活性污泥法,另一類叫做生物膜法。
活性污泥法是以懸浮狀生物群體的生化代謝作用進(jìn)行好氧的廢水處理形式。微生物在生長繁殖過程中可以形成表面積較大的菌膠團(tuán),它可以大量絮凝和吸附廢水的懸浮的膠體狀或溶解的污染物,并將這些物質(zhì)吸收入細(xì)胞體內(nèi),在氧的參與下,將這些物質(zhì)完全氧化放出能量、CO2和H2O?;钚晕勰喾ǖ奈勰酀舛纫话阍?g/L。
而在生物膜法中,微生物附著在填料的表面,形成膠質(zhì)相連的生物膜。生物膜一般呈蓬松的絮狀結(jié)構(gòu),微孔較多,表面積很大,具有很強(qiáng)的吸附作用,有利于微生物進(jìn)一步對(duì)這些被吸附的有機(jī)物分解和利用。在處理過程中,水的流動(dòng)和空氣的攪動(dòng)使生物膜表面和水不斷接觸,廢水中的有機(jī)污染物和溶解氧為生物膜所吸附,生物膜上的微生物不斷分解這些有機(jī)物質(zhì),在氧化分解有機(jī)物質(zhì)的同時(shí),生物膜本身也不斷新陳代謝,衰老的生物膜脫落下來被處理出水從生物處理設(shè)施中帶出并在沉淀池中與水分離。生物膜法的污泥濃度一般在6-8g/L。
為了提高污泥濃度,進(jìn)而提高處理效率,可以將活性污泥法與生物膜法結(jié)合起來,即在活性污泥池中添加填料,這種既有掛膜的微生物又有懸浮微生物的生物反應(yīng)器稱為復(fù)合式生物反應(yīng)器,它具有很高的污泥濃度,一般在14g/L左右。
34、生物膜法和活性污泥法有哪些異同之處?
生物膜法和活性污泥法是以生化處理的不同反應(yīng)器形式,從外觀上看主要區(qū)別在于前者的微生物不需要填料載體,生物污泥是懸浮的,而后者的微生物是固定在填料上的,然而它們處理廢水、凈化水質(zhì)的機(jī)理是一樣的。另外,二者的生物污泥都是好氧活性污泥,而且污泥的組成也具有一定的相似性。此外,生物膜法中的微生物,由于是固定在填料上的,可以形成比較穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),其生活能量和消耗能量不象活性污泥法中的微生物那樣大,因此生物膜法的剩余污泥比活性污泥法要少。上海信誼百路達(dá)藥業(yè)有限公司的接觸氧化池采用生物膜法,而SBR生化池采用活性污泥法。
35、什么叫活性污泥?
從微生物角度來看,生化池中的污泥是由各種各樣有生物活性的微生物組成的一個(gè)生物群體。如果把污泥的泥粒放在顯微鏡下觀察,可以看到里面有多種微生物---細(xì)菌、霉菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物(如輪蟲、昆蟲的幼蟲和蠕蟲等),它們構(gòu)成一條食物鏈,細(xì)菌和霉菌能分解復(fù)雜的有機(jī)化合物,獲得自身活動(dòng)必需的能量并構(gòu)造自身。原生動(dòng)物以細(xì)菌和霉菌為食,又被后生動(dòng)物所消耗,后生動(dòng)物也可以直接依靠細(xì)菌生活。這種充滿微生物、具有降解有機(jī)物能力的絮狀泥粒就叫做活性污泥。
活性污泥除了由微生物組成之外,還含有一些無機(jī)物質(zhì)和吸附在活性污泥上不能再被生物降解的有機(jī)物(即微生物的代謝殘余物)。活性污泥的含水率一般在98-99%。
活性污泥象礬花一樣,具有很大的表面積,因此具有很強(qiáng)的吸附力和氧化分解有機(jī)物的能力。
36、怎樣評(píng)價(jià)活性污泥法與生物膜法中的活性污泥?
活性污泥法與生物膜法的活性污泥生長情況的判別和評(píng)價(jià)是不一樣的。
在生物膜法中,活性污泥生長情況的評(píng)價(jià)主要采用顯微鏡直接觀察生物相。
在活性污泥法中,評(píng)價(jià)活性污泥生長情況的評(píng)價(jià)除了直接用顯微鏡觀察生物相外,常用的評(píng)價(jià)指標(biāo)還有:混合液懸浮固體(MLSS),混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS),污泥沉降比(SV),污泥沉降指數(shù)(SVI)等。
37、在用顯微鏡進(jìn)行生物相觀察時(shí),那一類微生物直接表明生化處理效果良好?
微型后生動(dòng)物(如輪蟲、線蟲等)的出現(xiàn)則表明微生物群落生長良好,活性污泥的生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定,這時(shí)候的生化處理效果最佳,這就好比能經(jīng)常捕獲到大魚的河流里,小魚小蝦生長良好的情況一樣。
38、什么叫混合液懸浮固體(MLSS)?
混合液懸浮固體(MLSS)亦要稱為污泥濃度,它是指單位體積生化池混合液所含干污泥的重量,單位為毫克/升,用來表征活性污泥濃度。它包括有機(jī)物和無機(jī)物兩部分。一般來說SBR生化池內(nèi)MLSS值控制在2000-4000mg/L左右為宜。
39、什么叫混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)?
混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)是指單位體積生化池混合液所含干污泥中可揮發(fā)性物質(zhì)的重量,單位也是毫克/升,由于它不包括活性污泥中的無機(jī)物,因此能較確切地代表活性污泥中微生物的數(shù)量。
40、污泥沉降比(SV)?
污泥沉降比(SV)是指曝氣池內(nèi)混合液在100毫升量筒中,靜止沉淀30分鐘后,沉淀污泥與混合液之體積比(%),因此有時(shí)也用SV30來表示。一般來說生化池內(nèi)的SV在20-40%之間。污泥沉降比測(cè)定比較簡單,是評(píng)定活性污泥的重要指標(biāo)之一,它常被用于控制剩余污泥的排放和及時(shí)反時(shí)污泥膨脹等異?,F(xiàn)象。顯然,SV與污泥濃度也有關(guān)系。
41、污泥指數(shù)(SVI)?
污泥指數(shù)(SVI)全稱污泥容積指數(shù),1克干污泥在濕態(tài)時(shí)所占體積的毫升數(shù),其計(jì)算公式如下為:
SVI=SV*10/MLSS
SVI剔除了污泥濃度因素的影響,更能反映活性污泥凝聚性和沉降性,一般認(rèn)為:
當(dāng)60<SVI<100時(shí), 污泥沉降性能好
當(dāng)100<SVI<200時(shí), 污泥沉降性能一般
當(dāng)200<SVI<300時(shí), 污泥由膨脹的趨勢(shì)
當(dāng)SVI>300時(shí), 污泥已膨脹
42、溶解氧(DO)表示什么?
溶解氧(DO)表示水中氧的溶解量,單位用mg/L表示。不同的生化處理方式對(duì)溶解氧的要求也不同,在兼氧生化過程中,水中的溶解氧一般在0.2-2.0mg/L之間,而在SBR好氧生化過程中,水中的溶解氧一般在2.0-8.0mg/L之間。因此,兼氧池操作時(shí)曝氣量要小,曝氣時(shí)間要短;而在SBR好氧池操作時(shí),曝氣量和曝氣時(shí)間要大得多和長得多,而我們用的是接觸氧化,溶解氧控制在2.0-4.0mg/L。
43、廢水中溶解氧的含量與哪些因素有關(guān)?
水中溶解氧的濃度可以用Henry定律來表示:當(dāng)達(dá)到溶解平衡時(shí):
C=KH*P
其中:C為溶解平衡時(shí)水中氧的溶解度;
P為氣相中氧的分壓;
KH為Henry系數(shù),與溫度有關(guān);增加曝氣努力使氧的溶解接近平衡,而同時(shí)活性污泥還會(huì)消耗水中的氧。因此廢水中實(shí)際溶解氧量與水溫、有效水深(影響壓力)、曝氣量、污泥濃度、鹽度等因素有關(guān)。
44、生化過程中微生物所需的氧氣由誰提供?
生化過程中微生物所需的氧氣主要由羅茨風(fēng)機(jī)提供。
45、在生化過程中為什么需要經(jīng)常補(bǔ)充廢水中的營養(yǎng)物?
利用生化過程去除污染物的方法,主要是利用微生物的新陳代謝過程,而微生物的細(xì)胞合成等生命過程均需要有足夠量和種類營養(yǎng)物質(zhì)(包括微量元素)。對(duì)于化工類廢水來說,由于生產(chǎn)產(chǎn)品的單一性,因此廢水水質(zhì)的組成的成分也較為單一,缺乏微生物必要的營養(yǎng)物質(zhì)。比如講,***公司的生產(chǎn)廢水中只有碳和氮而沒有磷,這種廢水無法滿足微生物新陳代謝需要,因此必須添加廢水中磷完善微生物新陳代謝的過程,促進(jìn)微生物細(xì)胞的合成。這就像人在吃米飯、面粉的同時(shí),還要攝入足夠量的維生素一樣。
46、廢水中微生物所需的各營養(yǎng)元素之間的比例為多少?
微生物像動(dòng)物植物一樣也需要必要的營養(yǎng)物質(zhì)才能夠生長繁殖,微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)主要是指碳(C)、氮(N)、和磷(P),廢水中主要營養(yǎng)元素的組成比例有一定的要求,對(duì)于好氧生化一般為C:N:P=100:5:1(重量比)。
47、為什么會(huì)有剩余污泥產(chǎn)生?
在生化處理過程中,活性污泥中的微生物不斷地消耗著廢水中的有機(jī)物質(zhì)。被消耗的有機(jī)物質(zhì)中,一部分有機(jī)物質(zhì)被氧化以提供微生物生命活動(dòng)所需的能量,另一部分有機(jī)物質(zhì)則被微生物利用以合成新的細(xì)胞質(zhì),從而使微生物繁衍生殖,微生物在新陳代謝的同時(shí),又有一部分老的微生物死亡,故產(chǎn)生了剩余污泥。
48、怎樣估算剩余污泥的產(chǎn)生量?
在微生物的新陳代謝過程中,部分有機(jī)物質(zhì)(BOD)被微生物利用合成了新的細(xì)胞質(zhì)以替代死亡了的微生物。因此,剩余污泥的產(chǎn)生量配被分解了的BOD數(shù)量有關(guān),兩者之間是有關(guān)聯(lián)的。
工程設(shè)計(jì)時(shí),一般都考慮每處理一公斤BOD5,產(chǎn)生0.6-0.8公斤的剩余污泥(100%),折算成含水率為80%的干污泥則為3-4公斤。
49、什么叫生物炭法(PACT法)?
有些難以生物降解的制藥廢水,其生化處理出水中的COD要達(dá)到國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(100mg/L)以下是比較困難的,因此生化處理出水應(yīng)再采用顆?;钚蕴课教幚砑夹g(shù)以保證出水達(dá)標(biāo)是不可缺少的。但是,顆?;钚蕴课教幚矸ㄓ幸粋€(gè)致命的弱點(diǎn)即處理成本太高,其根本原因是顆?;钚蕴课教幚鞢OD的動(dòng)態(tài)吸附容量在10%左右(重量百分比),即一噸活性炭只能吸附處理廢水中的COD在100公斤左右。由于顆?;钚蕴吭偕щy,處理成本高,因此顆粒活性炭處理技術(shù)的應(yīng)用推廣在國內(nèi)還并不普遍。那么是不是可以開發(fā)一種新的技術(shù),這種技術(shù)可以大幅度地提高活性炭的動(dòng)態(tài)吸附容量,有效地降低廢水的處理成本呢?
由杜邦公司最先開發(fā)的生物炭法工藝(Powdered Activated Carbon Treatment Process)就是這種新技術(shù)的代表之一。生物炭法簡稱“PACT法”,或“PACSBR生化法”,被國外認(rèn)為是最有發(fā)展前途的新型的廢水生化處理工藝,
在生化進(jìn)水中(或在曝氣池內(nèi))投加粉末活性炭與回流的含炭污泥一起在曝氣池內(nèi)混合,從污泥濃縮池中排出的剩余污泥進(jìn)污泥脫水裝置。在曝氣池內(nèi),活性污泥附著于粉末活性炭的表面,由于粉末活性炭巨大的比表面積及其很強(qiáng)的吸附能力,提高了污泥的吸附能力,特別在活性污泥與粉末活性炭界面之間的溶解氧和降解基質(zhì)濃度有了很大幅度的提高,從而也提高了COD的降解去除率。一般來說在PACT系統(tǒng)內(nèi),活性炭吸附處理COD的動(dòng)態(tài)吸附容量在100-350%(重量百分比),即一公斤粉末活性炭可吸附去除1.0-3.5公斤COD。而且,PACT法能處理生物難以降解的有毒有害的有機(jī)污染物質(zhì)。
根據(jù)我們的工程調(diào)試經(jīng)驗(yàn),直接在SBR好氧生化池內(nèi)定期(每15-30天)定量投加粉末活性炭可以獲得很好的處理效果。其實(shí)粉末活性炭和顆?;钚蕴康奈教幚頇C(jī)理是一樣的,不過在在SBR生化池內(nèi)投加粉末活性炭更具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
節(jié)約投資成本;
操作靈活方便;
活性炭利用率高;
可避免顆粒活性炭易長生物膜導(dǎo)致堵塞,影響出水速率的缺點(diǎn):
在粉末活性炭--活性污泥系統(tǒng)中,活性污泥附著于粉末活性炭的表面,由于粉末活性炭巨大的比表面積及其較強(qiáng)的吸附能力,在活性污泥與粉末活性炭界面間的溶解氧和降解基質(zhì)濃度有了很大幅度的提高,從而也提高了COD的降解去除率。一般來說,COD的去除(視廢水的種類)可以提高10-40%;
由于廢水中的有毒有害有機(jī)物質(zhì)被粉末活性炭所吸附,因此廢水中有毒有害物質(zhì)的濃度可以穩(wěn)定在一個(gè)較低的水平,從而保證了生化處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行;
對(duì)于防止氨氮指標(biāo)反彈,保證出水氨氮指標(biāo)達(dá)標(biāo)具有很好的效果。
我們?cè)肞AC-SBR法處理***廠生產(chǎn)廢水,結(jié)果表明:PAC-SBR法有著比較顯著的處理效果,生化處理出水達(dá)到了國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
對(duì)于***公司的廢水處理系統(tǒng)來說,如果SBR生化出水不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的話,我們也可以在SBR生化池內(nèi)投加少量粉末活性炭以提高生化處理效率,保證生化處理出水可以達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。