二級(jí)生化污水處理裝置工藝原理

二級(jí)生化污水處理裝置工藝原理——設(shè)計(jì)原則 

1. 以使進(jìn)入主體處理系統(tǒng)的廢水水質(zhì)、水量得到充分均衡，使主體生化工藝操作調(diào)節(jié)波動(dòng)zui小化，從而保證處理效果。主體生化工藝及后續(xù)的深度處理工藝能夠穩(wěn)定有效地保證出水水質(zhì)。設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，效率高，管理方便，維護(hù)維修工作量少；充分考慮冬季低溫等各種不利因素下系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行要求，站內(nèi)設(shè)置必要的監(jiān)控儀表及監(jiān)控設(shè)備，以提高管理水平，減少人員編制。 據(jù)廢水水質(zhì)、水量分析，充分預(yù)估到水質(zhì)、水量變化，通過強(qiáng)化調(diào)節(jié)裝置的設(shè)置及不同來源廢水水質(zhì)特性作好預(yù)處理。

2. *性：無論是預(yù)處理工藝還是主體生化工藝及后續(xù)深度處理工藝均能夠通過優(yōu)選比較，設(shè)備實(shí)施后足以代表當(dāng)今污水處理技術(shù)的*水平。做到工藝*、設(shè)備精良，系統(tǒng)布局美觀大方，操作運(yùn)行自動(dòng)化水平高。 

3. 合理性：全面規(guī)劃，合理建設(shè)。根據(jù)技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和單元構(gòu)筑物設(shè)計(jì)，并充分注意節(jié)能，力求減少動(dòng)力消耗，以節(jié)約能源，降低處理成本及運(yùn)行費(fèi)用。既要體現(xiàn)技術(shù)發(fā)展水平，又要腳踏實(shí)地立足廠情 

4. 經(jīng)濟(jì)性：針對(duì)所處理污水的特點(diǎn)和處理要求，進(jìn)行各種處理設(shè)施的優(yōu)化組合，以達(dá)到占地面積少，適用性強(qiáng)的目的，設(shè)備的選型進(jìn)行充分比選，達(dá)到性能價(jià)格比的*化，在保證質(zhì)量和安全可靠的前提下，降低系統(tǒng)工程造價(jià)和運(yùn)行管理費(fèi)用。

5. 減少二次污染：充分考慮環(huán)境問題，設(shè)計(jì)新穎美觀，布局合理，合理控制噪聲，及氣味，污水處理產(chǎn)生的污泥，其處理及處置工藝根據(jù)污泥量、污泥性質(zhì)綜合確定，并充分考慮資源的再利用，防止二次污染。

二級(jí)生化污水處理裝置工藝原理——去除方式

采用不同的處理工藝去除不同的污染物，以下是不同污染物的不同的去除方式。 

1) 懸浮物（SS）的去除

污水中SS的去除主要靠沉淀作用。沉淀池對(duì)污水中的無機(jī)顆粒和大直徑的有機(jī)顆?？梢缘玫饺コ≈睆降挠袡C(jī)顆?？课⑸锏慕到庾饔萌コ≈睆降臒o機(jī)顆粒則要靠活性污泥絮體的吸附、網(wǎng)絡(luò)作用，與活性污泥絮體同時(shí)沉淀被去除。 

2) BOD5的去除 

污水中的BOD5的去除是靠微生物的吸附作用和代謝作用，然后通過泥水分離來完成的。 

活性污泥中的微生物在有氧條件下將污水中的一部分有機(jī)物用于合成新的細(xì)胞，將另一部分有機(jī)物進(jìn)行分解代謝以便獲得細(xì)胞合成所需的能量，其zui終產(chǎn)物是CO2、H2O等穩(wěn)定物質(zhì)，其實(shí)質(zhì)是將液相的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為固相物質(zhì)，表現(xiàn)為活性污泥量的增長(zhǎng)。 3) CODcr的去除 

污水中CODcr的去除的原理與BOD5基本相同，污水出水中剩余的CODcr，即CODcr的去除率，取決于原污水的可生化性，它與處理廢水的組成有關(guān)。 

對(duì)于廢水，其BOD5/CODcr比值大于0.30，可生化性較好，采用二級(jí)處理工藝是必要的，處理出水*可達(dá)到CODcr≤60mg/L。

二級(jí)生化污水處理裝置工藝原理——閾通量的確定

　　本實(shí)驗(yàn)中測(cè)量閾通量的方法為預(yù)壓縮通量階梯法, 該方法在傳統(tǒng)的階梯通量法上進(jìn)行了改進(jìn), 在階梯通量之前加入預(yù)壓縮通量來增加測(cè)量的準(zhǔn)確性.如圖 3所示, 在預(yù)壓縮階梯通量法中, 每個(gè)運(yùn)行周期中包含以下3個(gè)階段:預(yù)壓縮階段(tpc=1 min)、過濾階段(tf=10 min)、反洗階段(tbw=2 min).預(yù)壓縮階段的目的是使得過濾階段壓力曲線更加穩(wěn)定, 原理如下:使用一個(gè)較大通量運(yùn)行, 從而壓縮膜污染, 避免現(xiàn)有的膜污染在過濾階段逐步壓縮而使得壓力產(chǎn)生變化.通過前期小試得出, 在預(yù)壓縮階段中通量Jpc選取為過濾通量J的1.7倍能夠得到高穩(wěn)定性的壓力曲線.實(shí)驗(yàn)選取初始通量J0=18 L·(m2·h)-1, 每周期變化通量ΔJ=9 L·(m2·h)-1, 大通量為Jmax=144 L·(m2·h)-1.通過過濾階段TMP的斜率, 即dTMP/dt來得出各通量下TMP增長(zhǎng)速率.根據(jù)達(dá)西公式(1)并且測(cè)定得出原水與氧化水黏滯系數(shù)μ相同, 可得出在dTMP/dt基礎(chǔ)上除以J, 即可以側(cè)面考察膜阻力增長(zhǎng)情況.

圖 3 預(yù)壓縮周期時(shí)間和壓力

　式中, J為膜通量, m3·(m2·s)-1; TMP為跨膜壓差, Pa; μ為黏滯系數(shù), Pa·s; Rt為膜阻力, m-1.

　　1.4 水質(zhì)分析

　　采用NPOC法測(cè)定水樣中的溶解性有機(jī)物(dissolved organic carbon, DOC).因二級(jí)出水與外部環(huán)境長(zhǎng)期接觸, 因此水樣中POC含量較低, 總無機(jī)碳(total inorganic carbon, TIC)含量則較高.為了降低TIC對(duì)DOC測(cè)定造成的影響, 本實(shí)驗(yàn)采用NPOC法測(cè)定水樣的DOC, 并認(rèn)為DOC≈NPOC.先用2 mol·L-1的鹽酸溶液調(diào)節(jié)水樣的pH至2以下, 然后采用TOC儀(島津SHIMADZU, TOC-L)進(jìn)行測(cè)定.

　　三維熒光光譜(excitation-emission matrix, EEM)用熒光光譜儀(F-7000, 日本Hitachi公司)測(cè)定.激發(fā)波長(zhǎng)(Ex)范圍選為200~400 nm, 步長(zhǎng)選為5 nm, 狹縫寬度選為5 nm; 發(fā)射波長(zhǎng)(Em)范圍選為300~550 nm, 步長(zhǎng)選為1 nm, 狹縫寬度均為5 nm.光譜掃描速度選為1200 nm·min-1

　　2 結(jié)果與討論2.1 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝閾通量的確定及污染進(jìn)程2.1.1 臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝閾通量的確定

　　為了研究膜污染過程中污染速率的增長(zhǎng)問題, 本實(shí)驗(yàn)對(duì)臭氧-CNT膜改性聯(lián)用工藝的閾通量進(jìn)行研究.本實(shí)驗(yàn)中臭氧投加量為0.22 mg·mg-1, CNT負(fù)載量為3 g·m-2; 過濾階段時(shí)間確定為:預(yù)壓縮階段(tpc=1min)、過濾階段(tf=10 min)、反洗階段(tbw=2 min); 實(shí)驗(yàn)選取初始通量為J0=9L·(m2·h)-1, 每周期變化通量為ΔJ=9L·(m2·h)-1, 大通量為Jmax=144 L·(m2·h)-1.

　　圖 4為使用預(yù)壓縮階梯通量法對(duì)膜組件進(jìn)行壓力測(cè)試的TMP變化, 由圖 4(a)中可以看出, 在大通量Jmax時(shí), 膜組件TMP大為72.3 kPa; 圖 4(b)中大通量Jmax運(yùn)行時(shí), 膜組件TMP大為63.5 kPa; 圖 4(c)中大通量Jmax運(yùn)行時(shí), 膜組件TMP大為48.3 kPa; 圖 4(d)中大通量Jmax運(yùn)行時(shí), 膜組件TMP大為28.1 kPa; 通過對(duì)比以上數(shù)據(jù)能夠得出, 原膜+氧化水、改性膜+原水、改性膜+氧化水在Jmax運(yùn)行時(shí)TMP相比原膜+原水膜組件分別減少了12.2%、33.2%、61.1%.結(jié)果表明在預(yù)壓縮階梯通量法運(yùn)行下, 改性膜+氧化水TMP增長(zhǎng)為緩慢, 抗污染性強(qiáng).

圖 4 預(yù)壓縮通量階梯法通量與TMP變化