婁底計(jì)生服務(wù)站廢水處理裝置新聞核心

該設(shè)備主要適用于處理生活污水和與生活污水類似的工業(yè)有機(jī)污水，設(shè)備采用的核心技術(shù)是較為成熟的生化處理技術(shù)接觸氧化法，總共由六部分組成：*生化池、O級(jí)生化池、沉淀池、消毒池、污泥池、風(fēng)機(jī)房。*生化池內(nèi)設(shè)彈性立體填料，O級(jí)生化池內(nèi)設(shè)立體柱狀彈性填料。達(dá)到去除有機(jī)污染物和脫氮的目的。

WSZ地埋式一體化污水處理設(shè)備

（1）*生化池

為使*生化池內(nèi)溶解氧控制在0.5mg/l左右，池內(nèi)采用間隙曝氣。*生化池的填料采用新型彈性立體填料，高度為2.0米。這種填料具有不易堵塞、重量輕、比表面積大，處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，并且易于檢修和更換，停留時(shí)間為≥3.5小時(shí)。

（2）O級(jí)生化池

A/O生化池的填料采用池內(nèi)設(shè)置柱狀生物載體填料，該填料比表面積大，為一般生物填料的16～20倍(同單位體積)，因此池內(nèi)保持較高的生物量，達(dá)到高速去除有機(jī)污染物的目的。曝氣設(shè)備采用鼓風(fēng)機(jī)及微孔曝氣器，氧的利用率為30以上，有效地節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用。停留時(shí)間≥7小時(shí)，氣水比在12：1左右。

（3）沉淀池

污水經(jīng)O級(jí)生化池處理后，水中含有大量懸浮固體物（生物膜脫落），為了使出水SS達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，采用豎流式沉淀池來(lái)進(jìn)行固液分離。沉淀池設(shè)置1座，表面負(fù)荷為1.0m3/m2·hr。沉淀池污泥采采用氣提設(shè)備提至污泥池，同時(shí)可根據(jù)實(shí)際水質(zhì)情況將污泥部分提至*生化池進(jìn)行污泥回流，增加O級(jí)生化池中的污泥濃度，提高去除效率。

（4）消毒池

消毒池接觸時(shí)間為30分鐘。消毒采用二氧化氯消毒。投加量為4－6mg/L。經(jīng)過(guò)生化、沉淀后的處理水再進(jìn)行消毒處理。

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（5）污泥池

污泥池有效容積8m3,沉淀池污泥用空氣提升至污泥池進(jìn)行常溫消化，污泥池的上清液回流至接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行再處理，消化后剩余污泥很少。清理方法可用吸糞車(chē)從污泥池的檢查孔伸入污泥底部進(jìn)行抽吸外運(yùn)即可。

（6）風(fēng)機(jī)房、風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)設(shè)在風(fēng)機(jī)房?jī)?nèi)，設(shè)有消聲器，因此運(yùn)行時(shí)噪聲符合環(huán)保要求。

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隨著水資源的日益短缺, 城市污水再生回用受到人們的廣泛關(guān)注.城市污水中90%的溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)和96%的非溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)可經(jīng)常規(guī)生物處理工藝有效去除, 但是仍存在部分難降解有機(jī)物, 需要進(jìn)行深度處理.混凝作為污水深度處理方法之一, 去除溶解性有機(jī)物一般通過(guò)混凝顆粒形成過(guò)程中的吸附電中和作用以及混凝劑與有機(jī)物之間復(fù)雜的絡(luò)合反應(yīng)實(shí)現(xiàn), 主要依賴于原水水質(zhì)、混凝劑投加量和pH等條件.然而這些難降解有機(jī)物大多為酚類、苯類等有機(jī)物, 僅僅通過(guò)混凝、過(guò)濾、吸附等常規(guī)的物理、化學(xué)方法很難將它們?nèi)コ?因此, 單獨(dú)混凝對(duì)溶解性有機(jī)物的去除效果較差, 再生水水質(zhì)難以保證.

　　臭氧化技術(shù)具有殺菌性強(qiáng)、無(wú)藥劑殘留、操作簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn), 在飲用水凈化、污水深度處理等方面均有很好的應(yīng)用前景.臭氧不僅可以和水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng), 改變有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì);還可以破壞溶解性有機(jī)物中大分子結(jié)構(gòu), 生成小分子有機(jī)物, 提高有機(jī)物的可生化性.盡管近年來(lái), 臭氧氧化二級(jí)出水的研究逐漸增多, 然而涉及混凝無(wú)法去除的難凝聚有機(jī)物與臭氧作用的研究并不多, 且大多集中在單獨(dú)臭氧與溶解性有機(jī)物的反應(yīng)或預(yù)臭氧與其他工藝聯(lián)用以提高有機(jī)物去除效率的研究上, 對(duì)于臭氧化工藝去除二級(jí)出水中難凝聚有機(jī)物的特性研究較少.

　　因此, 本研究將污水廠二級(jí)出水先經(jīng)過(guò)混凝處理, 混凝之后的水再經(jīng)過(guò)臭氧化處理后, 分析水中有機(jī)物色度、DOC、UV254和SUVA等的變化情況, 并進(jìn)一步討論不同處理方式和不同臭氧投加量對(duì)難凝聚有機(jī)物相對(duì)分子質(zhì)量、熒光特性和官能團(tuán)種類的影響.

　　1 材料與方法 1.1 實(shí)驗(yàn)材料及臭氧水制備

　　水樣來(lái)自西安市某污水處理廠A2/O工藝的二沉池出水, 該污水處理廠進(jìn)水主要來(lái)自城市生活污水.采用圖 1(a)所示裝置制備臭氧原液, 制備裝置中加入適量超純水, 用磷酸調(diào)pH至3.氧氣源臭氧發(fā)生器(濟(jì)南三康, SK-CFQ-5P)出口流量通過(guò)氣體流量計(jì)控制在20 L ·h-1, 溢出的氣體通入KI吸收瓶.制備時(shí)溫度通過(guò)水浴控制在0~4℃之間, 曝氣約2 h后使用紫外分光光度計(jì)(UNIC, UV-4802)在波長(zhǎng)258 nm下測(cè)定吸光度值[ε258=3 000 L ·(mol ·cm)-1], 其濃度可達(dá)到80 mg ·L-1.

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法 1.2.1 混凝實(shí)驗(yàn)

　　將盛有原水的500 mL燒杯置于混凝攪拌器上(武漢梅宇, 3000-6), 使用0.1 mol ·L-1 NaOH和磷酸調(diào)節(jié)pH至5, 加入2 mmol ·L-1磷酸鹽緩沖液以控制pH在5±0.5附近, 使用6 mg ·L-1聚合氯化鋁(以Al計(jì))進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn), 如圖 1(b)所示.混凝條件為300 r ·min-1(G=670.4 s-1)快攪1 min, 60 r ·min-1(G=59.9 m ·s-2)慢攪30 min, 結(jié)束后靜置沉淀30 min, 并于液面下2 cm處取上清液過(guò)濾后測(cè)DOC、UV254、UV280、色度、三維熒光、相對(duì)分子質(zhì)量和X射線光電子能譜(XPS)等水質(zhì)指標(biāo).

　　1.2.2 臭氧實(shí)驗(yàn)

　　取上述實(shí)驗(yàn)中的上清液分別置于3個(gè)100 mL燒杯中, 加入適量臭氧原液(O3/DOC=0.5, 1.0, 1.5)后立即開(kāi)始攪拌, 實(shí)驗(yàn)條件為60 r ·min-1, 攪拌20 min.反應(yīng)結(jié)束后靜置10 min, 取樣測(cè)定DOC、UV254、UV280、色度、三維熒光、相對(duì)分子質(zhì)量和XPS等水質(zhì)指標(biāo).

　　1.3 分析方法

　　(1) 水樣預(yù)處理

　　污水處理廠沉淀池出水在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析前均需使用0.45 μm濾膜過(guò)濾, 過(guò)濾后的水質(zhì)如表 1所示.樣品的后續(xù)分析均使用3~5個(gè)平行樣.

　(2) pH的測(cè)定

　　采用上海雷磁PHSJ-3F型精密酸度計(jì)測(cè)定.

　　(3) 色度的測(cè)定

　　采用分光光度鉑鈷比色法測(cè)定.

　　(4) UV254、UV280及SUVA的測(cè)定

　　采用紫外分光光度計(jì)分別在254 nm和280 nm下測(cè)定吸光度值. SUVA(100×UV254/TOC)表示單位濃度TOC的紫外吸光度值.

　　(5) DOC的測(cè)定

　　采用日本島津生產(chǎn)的TOC-VCPH分析儀測(cè)定.測(cè)定前先用硫酸對(duì)水樣進(jìn)行酸化氮吹處理, 除去水中堿度保證測(cè)定值的準(zhǔn)確性.

　　(6) 液態(tài)臭氧濃度的測(cè)定

　　采用靛藍(lán)比色法測(cè)定.

　　(7) 三維熒光光譜

　　采用日本JASCO公司生產(chǎn)的FP6500型熒光分光光度計(jì)進(jìn)行分析, 原水和混凝后的二級(jí)出水均稀釋1.5倍測(cè)定.激發(fā)波長(zhǎng)范圍為220~480 nm, 發(fā)射波長(zhǎng)范圍為280~550 nm.激發(fā)和發(fā)射掃描間隔分別為5 nm和2 nm, 掃描速度為2 000 nm ·min-1.測(cè)定前使用空白溶液校準(zhǔn), 排除水的散射峰影響.

　　(8) 相對(duì)分子質(zhì)量

　　相對(duì)分子質(zhì)量由島津公司生產(chǎn)的LC-2010AHF型高效液相色譜測(cè)定.采用紫外檢測(cè)器, 檢測(cè)波長(zhǎng)為254 nm和280 nm, 色譜柱為Zenix SEC-100凝膠色譜柱, 流動(dòng)相為150 mmol ·L-1磷酸鹽緩沖溶液, 流速0.8 mL ·min-1.不同聚合度聚乙二醇(PEG)標(biāo)準(zhǔn)品用于測(cè)定腐殖質(zhì)類物質(zhì)的標(biāo)線.

　　(9) XPS分析

　　利用X射線光電子能譜(英國(guó)熱電, K-α)探究二級(jí)出水經(jīng)混凝和臭氧化處理后的碳元素價(jià)鍵形式. XPS分析前, 需將樣品放置在冷凍干燥機(jī)(北京博益康, FD-1C-50)中干燥成粉末后進(jìn)行測(cè)定.實(shí)驗(yàn)得到的元素電子結(jié)合能以C1s(285 eV)進(jìn)行校正. C1s譜圖應(yīng)用XPSPEAK41專業(yè)軟件進(jìn)行高斯分峰擬合, 對(duì)不同形態(tài)的碳原子進(jìn)行定量分析.

　　2 結(jié)果與討論 2.1 反應(yīng)前后二級(jí)出水水質(zhì)特性

　　由表 1可以看出, 混凝對(duì)二級(jí)出水有機(jī)物的去除是十分有限的, 各項(xiàng)指標(biāo)的去除率均在15%以下.原因在于混凝主要去除水中懸浮顆粒和膠體微粒等大分子有機(jī)物(相對(duì)分子質(zhì)量在5 000~50 000之間), 而污水廠二級(jí)出水中有機(jī)物分子量普遍較低, 主要以腐殖酸形式存在.

　　混凝無(wú)法去除的難凝聚有機(jī)物經(jīng)臭氧化后UV254和UV280均有了明顯去除, 且隨著臭氧投加量的增加, UV254和UV280的去除率逐漸增大.這是因?yàn)閁V254代表水中芳香族有機(jī)物以及含共軛雙鍵結(jié)構(gòu)的有機(jī)物, 特別是腐殖質(zhì)類物質(zhì)的含量, 而具有親電特性的臭氧能夠與有機(jī)物的不飽和鍵迅速發(fā)生反應(yīng), 使有機(jī)物芳香性降低或消失, 在短時(shí)間內(nèi)即可以將不飽和有機(jī)物大量去除, 從而有效降低水的紫外吸收值.同時(shí), 臭氧化后色度也隨著臭氧投加量的增加而逐漸降低, 當(dāng)臭氧投加量(以O(shè)3/DOC計(jì), 下同)增加至1.5 mg ·mg-1時(shí), 色度的去除率已達(dá)到45%, 體現(xiàn)了臭氧良好的脫色性能.相比于臭氧對(duì)UV254的去除效果, 臭氧化后DOC的去除率僅由9%增加到20%, 說(shuō)明臭氧對(duì)有機(jī)物直接氧化的礦化能力較弱.劉建紅等研究也認(rèn)為, 臭氧*氧化去除二級(jí)出水有機(jī)物的效果有限, 但能夠有效氧化分解具有強(qiáng)烈紫外吸收的有機(jī)物.

　　SUVA可以從某種程度上反映水中有機(jī)物的共軛不飽和及芳香程度.由于臭氧對(duì)二級(jí)出水UV254的去除效果明顯優(yōu)于對(duì)DOC的去除效果, 因此臭氧化后SUVA隨臭氧投加量的升高呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì), 說(shuō)明經(jīng)過(guò)臭氧化后有機(jī)物的不飽和性及芳香程度得以降低, 臭氧改變了有機(jī)物的結(jié)構(gòu).這與Gong等和Wu等的研究結(jié)果*, 臭氧對(duì)二級(jí)出水中DOC的去除效果不明顯, 但水中的SUVA值卻快速下降.

　　與此同時(shí), 前期的研究結(jié)果顯示, 金屬鹽混凝劑及其水解產(chǎn)物能夠作為臭氧化的催化劑, 引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng), 產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的·OH, 從而進(jìn)一步氧化有機(jī)物.本研究中混凝后水中殘留的鋁鹽可能在臭氧化過(guò)程中起到促進(jìn)臭氧分解, 產(chǎn)生·OH的作用, 從而提高了難凝聚有機(jī)物的去除效率.