污水处理工艺描述
医院污水经化粪池腐化处理后进入污水处理站格栅井。经格栅清除悬浮物、药棉、纱布及粪便杂物后进入污水调节池。
调节池为钢砼结构,有效容积V=40m3,水力停留时间t=6h。池内设预曝气装置。为防止污泥沉积,增加污水中的溶氧,采用微孔曝气方式。曝气后污水用无堵塞潜污泵提升进入竖流式一沉池。
竖流式一沉池上升流速V0=0.7mm/s,水力停留时间T=1.5h。一沉池底部污泥(含水率95%)用气提送入污泥消化池进行好氧消化处理,其上清液重力流入生物接触氧化池进行生化处理。
生物接触氧化池采用推流式,3级。总水力停留时间T总=6h。池内设半软性填料,易结膜,不堵塞,不结球。用风机鼓风供氧,设计气水比15:1 。
接触氧化技术是利用微生物群体附着在纤维填料的表面形成生物膜,在好氧条件下,废水流经滤料表面,废水中的有机物通过微生物的吸附、氧化、还原、合成过程,把废水中的有机物氧化成无机物二氧化碳和水。主要设备为维系好氧生物细菌的半软性填料及布气充氧系统。
经生物接触氧化池处理后的污水,其BOD5去除率达95%。汇入2个隔板反应池。投加混疑剂pac,反应时间t=20min。
入流V1=0.6m/s,出流V2=0.3m/s,进入二沉池。
二沉池采用竖流斜管式。上升流速V=0.4mm/s,水力停留时间t=1.5h,污泥回流比R≤2.0。
二沉池的作用:
a.泥水分离;b.污泥浓缩;c.暂存活性污泥。其目的是污水澄清。
二沉池底部污泥(含水率96%)用气提法送入污泥消化池进行好氧消化处理,其上清液进入消毒池。
消毒池加入固体氯片(或次氯酸钠溶液)进行消毒灭菌处理。消毒时间T=1.5h。消毒池容积V=10m3。
污水消毒加药量为20mg/l,污泥消毒加药量为2.5g/l。
一沉池和二沉池的污泥均采用污泥消化池进行好氧消化处理。好氧消化处理的原理是将污泥通过混合、曝气,达到自身氧化期,即内源呼吸期。经过内源呼吸期,使污泥中仅存在无机非分解物质,使污泥趋向稳定状态。好氧消化目的是减少污泥量。大部分污泥经过好氧消化转换成挥发性物质CO2、NH3、H2等。
1)确定活性炭的有效孔隙结构
活性炭是由微细的石墨状微晶体和将它们连接在一起的碳氢化合物构成,固体部 分之间的间隙即是孔隙。研究表明,并非所有的活性炭孔隙都能发挥吸附污染物的作 用。根据分子本身的大小不同,每种物质都有对应的小孔隙尺寸,污染物能进入的 孔隙称为有效孔隙(或将污染物能够接近的活性炭表面称为有效表面)。
针对活性炭去除的主要对象—有机物分子而言,本发明人通过实验找到了这个区 分有效和无效孔隙的数值,即D/d≥1.7,也就是说,只有孔隙直径大于等于污染物分子 直径的1.7倍时,吸附才能发生。由此便可以根据污染物分子的大小来确定所需要的 活性炭的孔隙结构。
2)确定活性炭的孔隙结构分布
2.1)测定CODMn(或TOC)的分子尺寸及分子量大小
活性炭在给水深度处理中的作用是去除以CODMn(或TOC)为表征的有机化合 物。这些物质的存在给人类带来许多危害。文献中曾经用图1将构成COD或BOD的 物质的分子尺寸进行了归纳,其尺寸均在以下,对应的分子量为10000道尔顿。 由此找到了表征CODMn的物质,其分子尺寸均小于对应分子量为10000。
基于以上认识可知,要使活性炭孔隙适应全部的污染物是不大可能的,只能照顾 多数。鉴于原水中有机物呈现以低分子量有机物为主的特征,于是将着眼点立足于分 子量≤1kDa以下的污染物质。分子量处于这个范围的物质有:糖类、合成染料、杀虫 剂、除莠剂、内毒素(致热质—引起发烧的物质)。上述这些物质中除糖类对人类不构 成危害外,其余几项都是人类健康有害的物质,需要认真对待加以去除。另据Chang 等的研究,消毒副产物(DBP)中的CHCl3和CHCl2主要是由相对分子质量1~0.5kDa 的有机物产生,而毒性更大的CHClBr2和CHBr3则是由相对分子质量<0.5kDa的有机 物产生。因此,将活性炭孔隙分布所适应的污染物分子量定在1kDa以下是有现实意 义的。
本发明人通过先测定新鲜炭的孔径分布,再测定饱和炭的孔径分布开展了活性炭 有效孔隙直径的研究工作,研究结果表明,只有当孔隙的直径(D)与吸附质分子直 径(d)只比大于1.7倍时的孔隙容积才是有效的,即,只有孔隙直径大于等于污染物 分子直径的1.7倍时,吸附才能发生;孔容的利用率是D/d的函数,其高利用率发 生在1.7
具体的说,知道了吸附用给水深度处理活性炭所需要的孔隙结构特征,可以在选 择活性炭时做到有的放矢,即针对预处理水中有机物含量的多寡、分子量分布,来确 定合适的孔隙结构,从而大大提高水处理效果,做到资源合理配置、物尽其用。
根据本发明提供的活性炭的孔隙直径不小于所述污染物分子直径的1.7倍的结论, 可得到不同分子量有机物的分子尺寸及所需要的活性炭的小孔径,详见表1。
表1、分子量、分子尺寸及对应孔径的推算值
由表1可知,分子量为1kDa以下的物质要求活性炭的小孔隙直径范围为:
综上所述,本发明提供的水处理新方法,具有如下有益效果:
1、由于本发明给出了吸附用给水深度处理活性炭的孔隙结构特征,提供了以孔 隙结构为基础的选炭方法,从而获得了吸附用给水深度处理活性炭选炭方法。
2、由于本发明给出了吸附用给水深度处理活性炭的孔隙结构特征,从而获得了 使吸附用活性炭的选择有的放矢的有益效果。
3、由于本发明以目标污染物分析为基础,从而获得了充分发挥活性炭的吸附功 能的有益效果。
4、由于本发明的以上各条所述,从而获得了“以目标污染物分析为基础选择吸附 用活性炭”新思路的有益效果。
5、由于本发明的新思路所述,从而获得了在该新思路指导下提供以“原水有机物 分子量分布为基础确定吸附用活性炭孔隙结构”的关键技术、以该关键技术提供“具有 特定孔隙结构”的新产品、为行业技术进步作出贡献的有益效果。
6、由于本发明的以上各条所述,从而获得了克服和解决已有公知技术中存在的 诸多不足、缺陷与弊端的有益效果。
7、由于本发明的以上各实验室废水处理装置条所述,从而获得了应用活性炭吸附进行的水处理得以 充分考虑被处理水的实际因素、以科学有效的利用活性炭的吸附功能、尽而达到吸附 效果以及节约资源的目的等有益效果。实验室污水处理装置
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8、由于本发明的思路科学合理、效果稳定可靠,从而获得了便于推广应用的有 益效果。