简单讲,“水处理”就是通过物理的、化学的手段,去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝,以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。
由于社会生产、生活与水密切相关。因此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,构成了一个庞大的产业应用。
常说的水处理包括:污水处理和饮用水处理两种,有些地方还把污水处理再分为两种,即污水处理和中水回用两种。经常用到的水处理药剂有:聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝,聚丙烯酰胺,活性炭及各种滤料等。
水处理的效果可以通过水质标准衡量。从今后的发展趋势来看,随着国家环境保护执法力度的加强,市场竞争必然以技术、质量和服务为主,那些在技术、质量和服务方面具有核心竞争力的企业将在未来的竞争中强化其优势,成为市场的主导力量。
2 基本概念为达到成品水(生活用水、生产用水或可排放废水)的水质要求而对原料水(原水)的加工过程。
1.加工原水为生活或工业的用水时,称为给水处理;
2.加工废水时,则称废水处理。废水处理的目的是为废水的排放(排入水体或土地)或再次使用 。
在循环用水系统以及水的再生处理中,原水是废水,成品水是用水,加工过程兼具给水处理和废水处理的性质。水处理还包括对处理过程中所产生的废水和污泥的处理及最终处置,有时还有废气的处理和排放问题。
水的处理方法可以概括为三种方式:
①最常用的是通过去除原水中部分或全部杂质来获得所需要的水质;
②通过在原水中添加新的成分,通过物理或化学反应后来获得所需要的水质;
③对原水的加工不涉及去除杂质或添加新成分的问题。
水中杂质和处理方法
水中杂质包括挟带的粗大物质、悬浮物、胶体和溶解物。粗大的物质如河中漂浮的水草、垃圾、大型水生物、废水中的砂砾以及大块污物等。给水工程中,粗大杂质由取水构筑物的设施去除,不列入水处理的范围。[1]废水处理中,去除粗大的杂质一般属于水的预处理部分。悬浮物和胶体包括泥沙、藻类、细菌、病毒以及水中原有的和在水处理过程中所产生的不溶解物质等。溶解物有无机盐类、有机化合物和气体。去除水中杂质的处理方法很多,主要方法的适用范围可以大致按杂质的粒度来划分由于原水所含的杂质和成品水可允许的杂质在种类和浓度上差别很大,水处理过程差别也很大。
3 水处理分类
按类别主要可分为污水处理设备、原水处理设备、净水设备、过滤设备这几大类。
4 水处理工艺
污水处理一般来说包含以下三级处理:一级处理是它通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、铁离子、锰离子、油脂等。二级处理是生物处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理是污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同,有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。
纯净水处理工艺,视原水水质而定。
如果原水是市政自来水,一般的流程是
砂滤--活性炭过滤器--软化(可有可无)--保安过滤器--反渗透--紫外消毒--产水
如果是一般的地表水,在进入上述流程之前要杀菌并添加絮凝剂。
如果是井水,在砂滤后要加除铁锰过滤器。
在污水生化处理过程中,影响微生物活性的因素可分为基质类和环境类两大类:
基质类包括营养物质,如以碳元素为主的有机化合物即碳源物质、氮源、磷源等营养物质、以及铁、锌、锰等微量元素;另外,还包括一些有毒有害化学物质如酚类、苯类等化合物、也包括一些重金属离子如铜、镉、铅离子等。
5 环境类影响因素主要有:
(1)温度。温度对微生物的影响是很广泛的,尽管在高温环境(50℃~70℃)和低温环境(-5~0℃)中也活跃着某些类的细菌,但污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是20-30℃。在适宜的温度范围内,微生物的生理活动旺盛,其活性随温度的增高而增强,处理效果也越好。超出此范围,微生物的活性变差,生物反应过程就会受影响。一般的,控制反应进程的最高和最低限值分别为35℃和10℃。
菌胶团解体,处理效果急剧恶化。
(3)溶解氧。对好氧生物反应来说,保持混合液中一定浓度的溶解氧至关重要。当环境中的溶解氧高于0.3mg/l时,兼性菌和好氧菌都进行好氧呼吸;当溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零时,兼性菌则转入厌氧呼吸,绝大部分好氧菌基本停止呼吸,而有部分好氧菌(多数为丝状菌)还可能生长良好,在系统中占据优势后常导致污泥膨胀。一般的,曝气池出口处的溶解氧以保持2mg/l左右为宜,过高则增加能耗,经济上不合算。
在所有影响因素中,基质类因素和PH值决定于进水水质,对这些因素的控制,主要靠日常的监测和有关条例、法规的严格执行。对一般城市污水而言,这些因素大都不会构成太大的影响,各参数基本能维持在适当范围内。温度的变化与气候有水处理设备关,对于万吨级的城市污水处理厂,特别是采用活性污泥工艺时,对温度的控制难以实施,在经济上和工程上都不是十分可行的。因此,一般是通过设计参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求,以达到处理目标。因此,工艺控制的主要目标就落在活性污泥本身以及可通过调控手段来改变的环境因素上,控制的主要任务就是采取合适的措施,克服外界因素对活性污泥系统的影响,使其能持续稳定地发挥作用。
实现对生物反应系统的过程控制关键在于控制对象或控制参数的选取,而这又与处理工艺或处理目标密切相关。
前已述及溶解氧是生物反应类型和过程中一个非常重要的指示参数,它能直观且比较迅速地反映出整个系统的运行状况,运行管理方便,仪器、仪表的安装及维护也较简单,这也是近十年中国新建的污水处理厂基本都实现了溶解氧现场和在线监测的原因。
6 三级处理
三级处理是对水的深度处理,它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理,用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道,作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。
由此可见,污水处理工艺的作用仅仅是通过生物降解转化作用和固液分离,在使污水得到净化的同时将污染物富集到污泥中,包括一级处理工段产生的初沉污泥、二级处理工段产生的剩余活性污泥以及三级处理产生的化学污泥。由于这些污泥含有大量的有机物和病原体,而且极易腐败发臭,很容易造成二次污染,消除污染的任务尚未完成。污泥必须经过一定的减容、减量和稳定化无害化处理井妥善处置。污泥处理处置的成功与否对污水厂有重要的影响,必须重视。如果污泥不进行处理,污泥将不得不随处理后的出水排放,污水厂的净化效果也就会被抵消掉。所以在实际的应用过程中,污水处理过程中的污泥处理也是相当关键的。
7 方法原理
常用的水处理方法有:
(一)沉淀物过滤法、
(二)硬水软化法、
(三)活性炭吸附法、
(四)去离子法、
(五)逆渗透法、
(六)超过滤法、
(七)蒸馏法、
(八)紫外线消毒法、
(九)生物化学法。
(十) 混合离子交换法
8 排污标准
GB18918-2002是《城镇污水处理厂污染物排放标准》,而GB8978-1996是《污水综合排放标准》,两者是不同的概念,两者都有各自的针对对象,两者是不可以混用的。[2]
《污水综合排放标准》最新的标准国家还没有出台,国家污水综合排放标准用的还是GB8978-1996。[1]
纳米晶技术是派斯软水机独有的水软化技术,根据中立的实验室检测,除垢率达99.6%,达到完美的软化水的效果,比以前所知的任何一种类型的软水机效果都要优异。同时也是在无化学添加成分的情况下,被证明非常有效的软水机。 纳米晶的技术原理是TAC(Template Assisted Crys-tallization)技术,即离子晶体化,利用纳米晶聚合球体表面晶核产生的高能量把水中的钙、镁、碳酸氢根等离子打包成纳米级的晶体,当这种晶体长到2纳米左右时自动脱落到水中,水中没有了钙、镁、碳酸氢根离子也就不会在有水垢产生。
9 沉淀过滤
沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除,会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法,所以这个步骤常用在水纯化的初步处理,或有必要时,在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多,例如网状滤器,沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大於这些孔洞之大小,就会被阻挡下来。对於溶解于水中的离子,就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗,堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多,则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质,同时也要在固定时间内更换滤器。[3]
沉淀物过滤法还有一个问题值得注意,因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来,这些物质 面或许有细菌在此繁殖,并释放毒性物质通过滤器,造成热原反应,所以要经常更换滤器,原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时,就需要换掉滤器。www.sdhmwater.com