1. 污水生物除磷原理
污水生物除磷原理
城市污水所含的磷主要来源于人类活动的排泄物及废弃物、工矿企业、合成洗涤剂和家用清洗剂等,所存在的含磷物质基本上都是不同形式的磷酸盐。那么污水生物除磷原理和工艺是怎么样的呢?我们一起来了解一下!
1.生物除磷的基本原理
在废水生物除磷过程中,活性污泥在好氧、厌氧交替条件下时,在活性污泥中可产生所谓的“聚磷菌”,聚磷菌在好氧条件下可超出其生理需要而从废水中过量摄取磷,形成多聚磷酸盐作为贮藏物质。在生物除磷污水处理厂中,都能观察到聚磷菌对磷的转化过程,即厌氧释放磷酸盐——好氧吸收磷,也就是说,厌氧释放磷是好氧吸收磷和最终除磷的前提条件。 2.生物除磷的影响因素
⑴有机物负荷及其性质
⑵温度
温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显,在一定温度范围内,温度变化不是十分大时,生物除磷都能成功运行。试验表明,生物除磷的温度宜大于10℃,因为聚磷菌在低温时生长速度会减慢。
⑶溶解氧
由于磷是在厌氧条件下被释放、好氧条件下被吸收而被去除,因此,溶解氧对磷的去除速率和去除量影响很大。溶解氧的影响体现在厌氧区和好氧区两个方面。
⑷厌氧区的硝态氮
在生物除磷工艺中,硝酸盐的.去除是除磷的先决条件。进入生物除磷系统厌氧区的硝态氮会降低除磷能力。
⑸泥龄
由于生物脱磷系统主要是通过排除剩余污泥去除磷的,因此,处理系统中泥龄的长短对污泥摄磷作用及剩余污泥的排放量有直接的影响,从而决定系统的脱磷效果,以除磷为目的的污水处理系统的污泥龄一般控制在3.5~7d。
⑹pH值
生物除磷系统合适的pH值范围与常规生物处理相同,为中性和弱碱性。较高的pH值会导致磷酸钙的沉积,堵塞管道,影响污水厂的正常运行。
2.除磷的典型工艺
典型工艺为A/O除磷工艺,由活性污泥反应池和二沉池构成。活性污泥反应池分为厌氧区和好氧区,污水和污泥顺次经厌氧和好氧交替循环流动。回流污泥进入厌氧池,微生物在厌氧条件下吸收去除一部分有机物,并释放出大量的磷,然后进入好氧池并在好氧条件下摄取比在厌氧条件下所释放的更多的磷,同时废水中有机物得到好氧降解,部分富磷污泥以剩余污泥的形式排出处理系统,实现磷的去除。同时生物脱氮除磷典型工艺
在厌氧-缺氧的工艺基础上为了能达到同时脱氮除磷的目的,增设了一个缺氧区,并使好氧区中的混合液回流至缺氧区,使其进行反硝化脱氮,也就是将生物脱氮与生物除磷工艺进行组合。
污水首先进入厌氧池,可生物降解的大分子有机物在兼性厌氧的发酵细菌作用下转化为挥发性的脂肪酸。随后污水进入缺氧池,反硝化细菌利用好氧区中经混合液回流而带来的硝态氮作为底物,同时利用污水中的有机碳源进行反硝化,达到同时降低有机物和脱氮的目的。接下来,污水进入好氧池,聚磷菌在此除了吸收和利用污水中残留的可生物降解的有机物外,主要是分解体内贮存的PHB。
该工艺的特点是:通过厌氧、缺氧、好氧交替运行,具有同步脱氮除磷的功能,基本上不存在污泥膨胀问题;工艺流程简单,总水力停留时间短,不需外加碳源。缺点是因受到污泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和硝酸盐氮的限制,除磷效果不可能十分理想。
;2. 现代污水处理有哪些常见的方法
1、物理处理法
物理处理法是通过物理作用, 以分离、 回收污水中不溶解的、 呈悬浮状的污染物质(包括油膜和油珠), 在处理过程中不改变其化学性质。 常用的有过滤法、 沉淀法、 浮选法等。
(1) 过滤法:利用过滤介质截流污水中的悬浮物。 过滤介质有筛网、纱布、 粒物, 常用的过滤设备有格栅、筛网、微滤机等。
1) 格栅与筛网。 在排水工程中, 废水通过下水道流人水处理厂, 首先应经过斜置在渠道内的一组金属制的呈纵向平行的框条(格栅)、 穿孔板或过滤网(筛网), 使漂浮物或悬浮物不能通过而被阻留在格栅、 细筛或滤料上。
这一步属废水的预处理, 其目的在于回收有用物质;初步漫清废水以利于以后的处理, 减轻沉淀池或其他处理设备的负荷;保护抽水机械, 以免受到颗粒物堵塞发生故障。 保护水泵和其他处理设备。格栅截留的效果主要取决于污水水质和格栅空隙的大小。 清渣方法有人工与机械两种。栅渣应及时清理和处理。
筛网主要用于截留粒度在数毫米到数十毫米的细碎悬浮态杂物, 如纤维、纸浆、藻类等,通常用金属丝、化纤编织而成,或用穿孔钢板,孔径一般小于5mm,最小可为0.2mm。 筛网过滤装置有转鼓式、 旋转式、 转盘式、 固定式振动斜筛等。 不论何种结构,既要能截留污物,又便于卸料及清理筛面 。
2)粒状介质过滤(又称彤、滤、 惊料过滤)。 废水通过粒状滤料(如石英砂)床层时,其中细小的悬浮物和肢体就被截留在滤料的表面和内部空隙中。 常用的过滤介质有石英砂、 无烟煤和石榴石等。 在过滤过程中滤料同时对悬浮物进行物理截留、 沉降和吸附等作用。 过滤的效果取决于滤料孔径的大小、 滤料层的厚度、 过滤速度及污水的性质等因素。
当废水自上而下流过粒状滤料层时,位径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的空隙中,从而使此层滤料空隙越来越小,逐渐形成一层主要由被截留的团体颗粒构成的滤膜, 并由它起主要的过滤作用。 这种作用属于阻力截留或筛滤作用。
废水通过滤料层时,众多的滤料表面提供了巨大的可供悬浮物沉降的有效面积,形成无数的小 “沉淀池”,悬浮物极易在此沉降下来。这种作用属于重力 沉降。
由于滤料具有巨大的表面积, 它与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。此外,砂粒在水中常常带有表面负电荷,能吸附带正电荷的铁、 铝等肢体,从而在滤料表面形成带正电荷的薄膜,并进而吸附带负电荷的胶土和多种有机物等胶体,在砂粒上发生接触絮凝。
(2)沉淀法。沉淀法是利用污水中的悬浮物和水的相对密度不同的原理, 借助重力沉降作用使悬浮物从水中分离出来。 根据水中悬浮颗粒的浓度及絮凝特性(即彼此帖结聚团的能力)可分为四种:
1) 分离沉降(或自由沉降)。在沉淀过程中,颗粒之间互不聚合,单独进行沉降。 颗位只受到本身在水中的重力和水流阻力的作用,其形状、 尺寸、 质量均不改变,下降速度也不改变。
2)混凝沉淀(或称作絮凝沉降)。 混凝沉降是指在混凝剂的作用下,使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为具有可分离性的絮凝体,然后采用重力沉降予以分离去除。 混凝沉淀的特点是在沉淀过程中,颗粒接触碰撞而互相聚集形成较大絮体,因此颗粒的尺寸和质量均会随深度的增加而增大,其沉速也随深度 而增加。
常用的无机混凝剂有硫酸铝、 硫酸亚铁、 三氯化铁及聚合铝;常用的有机絮凝剂有聚丙烯酷胶等,还可采用助凝剂如水玻璃、 石灰等 。
3)区域沉降(又称拥挤沉降、 成层沉降)。 当废水中悬浮物含量较高时,颗粒间的距离较小,其间的聚合力能使其集合成为一个整体,并一同下沉,而颗粒相互间的位置不发生变动,因此澄清水和混水间有一明显的分界面,逐渐向下移动,此类沉降称为区域沉降。加高浊度水的沉淀池和二次沉淀池中的沉降(在沉降中后期)多属此类。
4)压缩沉淀。当悬浮液中的悬浮固体浓度很高时,颗粒互相接触、挤压,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间隙中的水被挤出,颗粒群体被压缩。压缩沉淀发生在沉淀池底部的污泥斗或污泥浓缩池中,进行得很缓慢。依据水中悬浮性物质的性质不同,设有沉砂池和沉淀池两种设备。
沉砂池用于除去水中砂粒、煤渣等相对密度较大的元机颗粒物。沉砂池一般设在污水处理装置前,以防止处理污水的其他机械设备受到磨损。
沉淀池是利用重力的作用使悬浮性杂质与水分离。它可以分离直径为20~100µ,m以上的颗粒。根据沉淀池内的水流方向,可将其分为平流式、辐流式和竖流式三种。
①平流式沉淀池。废水从池一端流人,按水平方向在池内流动,水中悬浮物逐渐沉向池底,澄清水从另一端溢出。
②辐流式沉淀池。池子多为圆形,直径较大,一般在20~30m以上,适用于大型水处理厂。原水经进水管进入中心筒后,通过筒壁上的孔口和外围的环形穿孔挡板,沿径向呈辐射状流向沉淀池周边。由于过水断面不断增大,流速逐渐变小,颗粒沉降下来,澄清水从其周围溢出汇入集水槽排出。
③竖流式沉淀池。截面多为圆形,也有方形和多角形的。水由中心管的下口流入池中,通过反射板的阻拦向四周分布于整个水平断面上,缓缓向上流动。沉速超过上升流速的颗粒则沉到污泥斗,澄清后的水由四周的埋口溢出池外。
在污水处理与利用的方法中,沉淀(或上浮)法常常作为其他处理方法前的预处理。如用生物处理法处理、污水时,一般需事先经过预沉池去除大部分悬浮物质,以减少生化处理时的负荷,而经生物处理后的出水仍要经过二次沉淀池的处理,进行泥水分离以保证出水水质。
(3)浮选法。将空气通人污水中,并以微小气泡形式从水中析出成为载体,污水中相对密度接近于水的微小颗粒状的污染物质(如乳化油等)附在气泡上,并随气泡上升到水面,然后用机械的方法撇除,从而使污水中的污染物质得以从污水中分离出来。疏水性的物质易气浮,而亲水性的物质不易气浮。因此有时为了提高气浮效率,需向污水中加入浮选剂改变污染物的表面特性,使某些亲水性物质转变为疏水性物质,然后气浮除去,这种方法称为“浮选”。
气浮时要求气泡的分散度高,量多,有利于提高气浮的效果。泡沫层的稳定性要适当,既便于浮渣稳定在水面上,又不影响浮渣的运送和脱水。产生气 泡的方法有两种:
1)机械法。使空气通过微孔管、微孔板、带孔转盘等生成微小气泡。
2)压力溶气法。将空气在一定的压力下溶于水中, 并达到饱和状态, 然后突然减压, 过饱和的空气便以微小气泡的形式从水中逸出。 目前废水处理中的气浮工艺多采用压力溶气法。
气浮法的主要优点有:设备运行能力优于沉淀池, 一般只需15~20min即可完成固液分离, 因此它占地少, 效率较高;气浮法所产生的污泥较干燥, 不易腐化, 且系表面刮取, 操作较便利;整个工作是向水中通人空气, 增加了水中的潜解氧量, 对除去水中有机物、 藻类表面活性剂及臭味等有明显效果, 其出水水质为后续处理及利用提供了有利条件。
气浮法的主要缺点是:耗电量较大;设备维修及管理工作量增加, 运转部分常有堵塞的可能;浮渣露出水面, 易受风、 雨等气候因素影响。
除了上述两种气浮方法外, 目前较为常用的方法还有电解气浮法。
(4)离心分离法。 含有悬浮污染物质的污水在高速旋转时, 利用悬浮颗粒(如乳化油)和污水受到的离心力不同, 从而达到分离目的的方法。 常用的离心设备有旋流分离器和离心
2、化学处理法
向污水中投加化学试剂, 利用化学反应来分离、 回收污水中的污染物质,或将污染物质转化为无害的物质。 该法既可使污染物与水分离, 回收某些有用物质, 也能改变污染物的性质, 如降低废水的酸碱度、 去除金属离子、 氧化某些有毒有害的物质等, 因此可达到比物理法更高的净化程度。 常用的化学方法 有化学沉淀法、 中和法、 氧化还原法和混凝法。
化学法处理的局限性如下:
由于化学处理废水常采用化学药剂(或材料), 处理费用一般较高, 操作与 管理的要求也较严格。
化学法还需与物理法配合使用。 在化学处理之前, 往往需用沉淀和过滤等手段作为前处理;在某些场合下,又需采用沉淀和过滤等物理手段作为化学处理的后处理。
( 1)化学沉淀法。
化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂, 使其与废水中的溶解性污染物发生五换反应, 形成难榕于水的盐类(沉淀物)从水中沉淀出来, 从而降低或除去水中的污染物。化学沉淀法多用于在水处理中去除钙离子、 镜离子以及废水中的重金属离子, 如隶、 锅、铅、 钵等。 按使用的沉淀剂不同, 沉淀法可分为石灰法(又称为氢氧化物沉淀法)、硫化物法和银盐法等。
水中Ca 2+、 Mg2+令 含量的总和称总硬度, 可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度可投加石灰使水中的Ca 2+和Mg2+形成CaC03和Mg (OH) 2沉淀而降低, 如需同时去除非碳酸盐硬度, 可采用石灰-苏打软化法, 使Ca 2+和Mg2+ 形成CaC03 矛llMg ( OH) 2沉淀除去。 因此, 当原水硬度或碱度较高时, 可先用化学沉淀法作为离子交换软化的前处理, 以节省离子交换的运行费用。
去除废水中的重金属离子时, 一般采用投加碳酸盐的方法, 生成的金属离子, 碳酸盐的溶度积很小, 便于回收。 如利用碳酸销处理含镑废水。
ZnS04 + Na 2C03 一一→ZnC03 ↓+ NazS04
此法优点是经济简便, 药剂来源广, 因此在处理重金属废水时应用最广。 存在的问题是劳动卫生条件差, 管道易结垢堵塞与腐蚀;沉淀体积大, 脱水困难。
(2)中和法。
中和法处理是利用酸碱相互作用生成盐和水的化学原理, 将废水从酸性或碱性调整到中性附近的处理方法。 对于酸或碱的浓度大于3%的废水, 首先应进 行酸碱的回收。 对于低浓度的酸碱废水, 可采取中和法进行处理。
酸性污水的处理, 通常采用投加石灰、 苛性锅、 碳酸锅或以石灰石、 大理石作洁、料来中和酸性污水。 碱性污水的处理, 通常采用投加硝酸、 盐酸或利用二氧化碳气体中和碱性污水。 另外, 对于酸、 碱性污水也可以用二者相互中和的办法来处理。
(3)氧化还原法。
氧化还原法是通过化学药剂与水中污染物之间的氧化还原反应, 将污水中的有毒有害污染物转化为无毒或微毒物质的方法。 这种方法主要处理无机污染物, 如重金属和氧化物的污染。 利用高健酸御、 液氯、 臭氧等强氧化剂或电极的阳极反应, 将废水中的有害物质氧化分解为元害物质;利用铁粉等还原剂或电极的阴极反应, 将废水中的有害物质还原为无害物质;臭氧氧化法对污水进 行脱色、 杀菌和除臭处理;空气氧化法处理含硫废水;还原法处理含锦电镀废水等都是氧化还原法处理废水的实例。
水处理常用的氧化剂有氧、 臭氧、 氯、 次氯酸等。 常用的还原剂有硫酸亚铁、 亚硫酸盐、 铁屑、 铸粉等。
(4)混凝法。
混凝法是在含不易沉降的细颗粒及胶体颗粒的废水中加入电解质以破坏肢体的稳定性而使其聚沉。 常用的混凝剂有硫酸铝、 硫酸亚铁、 三氯化铁、 聚乙烯亚股或聚丙烯酷胶等。 为加速混凝常伴随加入助凝剂石灰、 活性硅胶、 骨胶等。
3、物理化学处理法
物理化学法(简称物化法), 是利用萃取、 吸附、 离子交换、 膜分离技术、气提等物理化学的原理, 处理或回收工业废水的方法。 它主要用分离废水中无机的或有机的(难以生物降解的)溶解态或胶态的污染物质, 回收有用组分,并使废水得到深度净化。 因此, 适合于处理杂质浓度很高的废水(用作回收利用的方法), 或是浓度很低的废水(用作废水深度处理)。利用物理化学法处理工业废水前, 一般要经过预处理, 以减少废水中的悬浮物、 油类、 有害气体等杂质, 或调整废水的pH值, 以提高回收效率、 减少损耗。同时, 浓缩的残渣要 经过后处理以避免二次污染。常用的方法有萃取法、 吸附法、 离子交换法、 膜析法(包括渗析法、 电渗析法、 反渗透法、 超滤法等)。
(1)萃取法。
萃取法是向污水中加人一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂, 充分混合接触后使污染物重新分配, 由水相转移到溶剂相中, 利用溶剂与水的密度差别, 将溶剂分离出来, 从而使污水得到净化的方法。再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馆回收, 再生后的溶剂可循环使用。使用的溶剂叫萃取剂, 提出的物质叫萃取物。 萃取是一种液-液相间的传质过程, 是利用污染物(溶质)在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。
在选择萃取剂时, 应注意萃取剂对被萃取物(污染物)的选择性, 即溶解能力的大小, 通常溶解能力越大, 萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大, 萃取后与水分离就越容易。常用的萃取剂有含氧萃取剂、 含磷萃取剂、 含氮萃取剂等 。 常用的萃取设备有脉冲筛板塔、 离心萃取机等。
(2)吸附法。
吸附法处理废水是利用——种多孔性固体材料(吸附剂)的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、 有机污染物等(称为熔质或吸附质), 以回收或去除它们, 使废水得以净化。例如, 利用活性炭可吸附废白水中的盼、 隶、 错、氧等剧毒物质, 且具有脱色、 除臭等作用。吸附法目前多用于污水的深度处理, 可分为静态吸附和动态吸附两种方法, 即在污水分别处于静态和流动态时进行吸 附处理。常用的吸附设备有固定床、 移动床和流动床等。
在废水处理中常用的吸附剂有活性炭、 磺化煤、 木炭、 焦炭、 硅藻土、 木屑和吸附树脂等。以活性炭和吸附树脂应用较为普遍。一般吸附剂均呈松散多 孔结构, 具有巨大的比表面积。其吸附力可分为分子引力(范德华力)、 化学键力和静电引力三种。水处理中大多数吸附是上述三种吸附力共同作用的结果。
吸附剂吸附饱和后必须经过再生, 把吸附质从吸附剂的细孔中除去, 恢复其吸附能力。再生的方法有加热再生法、 蒸汽吹脱法、 化学氧化再生法(湿式氧化、 电解氧化和臭氧氧化等)、 溶剂再生法和生物再生法等。
由于吸附剂价格较贵, 而且吸附法对进水的预处理要求高, 因此多用于给水处理中。
(3)离子交换法。
离子交换法是利用离子交换剂的离子交换作用置换污水中的离子态污染物质的方法。随着离子交换树脂的生产和离子交换技术的发展, 由于效果良好, 操作方便, 近年来在回收和处理工业污水中的有毒物质方面, 得到一定的应用。如用阳离子交换剂去除(回收) 污水中的铜、镍、镉、锌、汞、金、银、铂等重金属。
离子交换法多用于工业给水处理中的软化和除盐, 主要去除废水中的金属 离子。 离子交换软化法采用Na+交换树脂。
(4)膜析法。
1) 电渗析法。电掺析法是在直流电场的作用下, 利用阴、 阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性(即阳膜只允许阳离子通过, 阴膜只允许阴商子通过), 使一部分溶液中的离子迁移到另一部分溶液中去,使得溶液中的电解质与水分离, 从而达到浓缩、纯化、分离的一 种水处理方法。电渗析法是在离子交换技术基础上发展起来的新方法, 除用于污水处理外, 还可用于海水除盐、制备去离子水(纯水)等。
2)反渗透法。
反渗透法巳用于含重金属废水的处理、 污水的深度处理及海水淡化等。在世界淡水供应危机严重的今天, 反渗透法结合蒸馆法的海水淡化技术前景广阔。 它的另一重要用途是与离子交换系统联用, 作为离子交换的预处理方法以制备去离子的超纯水。在废水处理中, 反渗透法主要用于去除与回收重金属离子, 去除盐、有机物、色度以及放射性元素等。
目前在水处理领域内广泛应用的半透膜有醋酸纤维素 膜和聚酷胶膜磺化聚苯醋等高聚物。常用的反渗透装置有管式、螺旋式、中空纤维式及板框式等。渗透水可重复利用。
4、生物处理法
生物处理法是利用自然环境中微生物的生物化学作用, 氧化分解溶解于污 水中或肢体状态的有机污染物和某些无机毒物(如氟化物、硫化物), 并将其转化为稳定无害的无机物, 从而使废水得以净化的方法。 此法具有投资少、效果好、运行费用低等优点, 在城市废水和工业废水的处理中得到最广泛的应用。
现代生物处理法根据微生物在生化反应中是否需要氧气, 分为好氧生物处 理和厌氧生物处理两类。
(1)好氧生物处理法。
在有氧的条件下, 依赖好氧菌和兼氧菌的生化作用完成废水处理的工艺称为好氧生物处理法。 该法需要有氧的供应。 根据好氧微生物在处理系统中所呈现的状态, 可分为活性污泥法和生物膜法。
1)活性污泥法是目前使用最广泛的一种生物处理法。 该方法是向曝气池中富含有机污染物并有细菌的废水中不断地通人空气(曝气), 在一定的时间后就会出现悬浮态絮状的泥粒, 这实际上是由好氧菌(及兼性好氧菌)所吸附的有机物和好氧菌代谢活动的产物所组成的聚集体, 具有很强的分解有机物的能力,称之为 “活性污泥”。从曝气池流出的污水和活性污泥混合液经沉淀池沉淀分离后, 澄清的水被排放, 污泥作为种泥回流到曝气池, 继续运作。 这种以活性污泥为主体的生物处理法称为 活性污泥法” 。废水在曝气池中停留4~6h, 可除去废水中的有机物(BOD6)约90%。 活性污泥法有多种池型及运行方式, 通常有普通活性污泥法、完全混合式表面曝气法、吸附再生法等。
2)生物膜法是使污水连续流经固体填料(碎石、煤渣或塑料填料), 微生物在填料上大量繁殖, 形成污泥状的胶膜称为生物膜, 利用生物膜处理污水的方法,称为生物膜法。生物膜主要由大量的菌胶团、真菌、藻类和原生动物组成。 生物膜上的微生物起到和活性污泥同样的净化作用, 吸附并降解水中的有机污 染物, 从填料上脱落的衰老的生物膜随处理后的污水流入沉淀池, 经过沉淀池沉淀分离后, 使污水得以净化。常用的生物膜法有生物滤池、生物接触氧化池、生物转盘等。
(2)厌氧生物处理法。
在无氧的条件下, 利用厌氧微生物的作用分解、污水中的有机物, 使污水净化的方法称为厌氧生物处理法。 近年来, 世界性的能源紧张, 使污水处理向节能和实现能源化的方向发展, 从而促进了厌氧微生物处理方法的发展。 一大批高效新型厌氧生物反应器相继出现, 包括厌氧生物滤池、 升流式厌氧污泥床、 厌氧硫化床等。 它们的共同特点是反应器中生物团体浓度很高, 市泥龄很长, 因此处理能力大大提高, 从而使厌氧生物处理法所具有的能耗小、可以回收能源、 剩余的污泥量少、 生成的污泥稳定而易处理、 对高浓度有机废水处理效率高等优点得到充分体现。厌氧生物处理法经过多年的发展,已经成为污水处理的主要方法之一。
5、除磷、 脱氮
( 1) 除磷。 城市废水中磷的主要来源是粪便、 洗涤剂和某些工业废水, 以正磷酸盐、 聚磷酸盐和有机磷的形式溶解于水中。 常用的除磷方法有化学法和生物法。
1)化学法除磷。 利用磷酸盐与铁盐、 石灰、 铝盐等反应生成磷酸铁、 磷酸钙、 磷酸铝等沉淀, 将磷从废水中排除。化学法的特点是磷的去除效率较高, 处理结果稳定, 污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷造成二次污染,但污泥的产量比较大。
2)生物法除磷。生物法除磷是利用微生物在好氧条件下, 对废水中溶解性 磷酸盐的过量吸收,沉淀分离而除磷。 整个处理过程分为厌氧放磷和好氧吸磷 两个阶段。
含有过量磷的废水和含磷活性污泥进人厌氧状态后,活性污泥中的聚磷商在厌氧状态下, 将体内积聚的聚磷分解为无机磷释放回废水中。这就是 “ 厌氧放磷”。聚磷菌在分解聚磷时产生的能量除一部分供自己生存外, 其余供聚磷菌吸收废水中的有机物,并在厌氧发酵产酸菌的作用下转化成乙酸背,再进一步转化为PHB (聚自-短基丁酸) 储存于体内。
进入好氧状态后, 聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解, 并释放出大 量能量,一部分供自己增殖, 另一部分供其吸收废水中的磷酸盐, 以聚磷的形式积聚于体内。这就是 “好氧吸磷”。在此阶段, 活性污泥不断增殖。 除了一部分含磷活性活泥回流到厌氧池外, 其余的作为剩余污泥排出系统,达到除磷的目的。
(2) 脱氮。
生活废水中各种形式的氮占的比例比较恒定:有机氮 50%~60%,氨氮40%~ 50%,亚硝酸盐与硝酸盐中的氮占 0~ 5%。 它们均来源于人们食物中的蛋白质。脱氮的方法有化学法和生物法两大类。
1)化学法脱氮。包括氨吸收法和加氯法。
①氨吸收法。 先把废水的pH值调整到10以上,然后在解吸塔内解吸氨
②加氯法。在含氨氮的废水中加氯。通过适当控制加氯量, 可以完全除去水中的氨氮。为了减少氯的投加量, 此法常与生物硝化联用, 先硝化再除去微量的残余氨氮。
2)生物法脱氮。生物脱氮是在微生物作用下, 将有机氮和氨态氮转化为氮气的过程, 其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
硝化反应是在好氧条件下, 废水中的氨态氮被硝化细菌 (亚硝酸菌和硝酸菌)转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 反硝化反应是在无氧条件下, 反硝化菌将硝酸盐氮(N03-)和亚硝酸盐氮(NH2-)还原为氮气。因此整个脱氮过程需经历好氧和缺氧两个阶段。
3. phb应用前景
生物可降解塑料是指一类可在工业或城市堆肥设施中,通过微生物作用,分解成二氧化碳和水的高分子材料。按照合成的方式与原料来源的不同,生物可降解塑料可以分为生物基可降解塑料和石油基可降解塑料。
已经商品化的生物基可降解塑料包括:聚乳酸 (PLA)、再生纤维素、淀粉塑料、聚羟基脂肪酸酯类聚合物(PHAs)等。PHAs 类生物可降解塑料有聚 3-羟基丁酸酯 (PHB)、3-羟基丁酸酯和 3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV)、以及 3-羟基丁酸酯和 3-羟基己酸酯的共聚物(PHBH)。
已经商品化的石油基生物可降解塑料包括:聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚己内酯 (PCL)、聚 乙醇酸 (PGA)、二氧化碳可降解塑料(一般指二氧化碳和环氧丙环的聚合物 PPC),以及一类共聚 酯,例 如 聚 己 二 酸/对苯二甲酸丁二醇酯( PBAT)、 聚 己 二 酸/丁二酸丁二醇酯共聚物(PBSA),与 PBS 同属聚酯类生物可降解塑料 。 PBS 的原料是丁二酸和 1,4丁二醇,目前丁二酸 可以由生物法得到的 1,4 丁二醇也正在开发生物法生产技术, 将来从减少石油资源消耗的角度考虑, PBS 将完全转变为生物法生产,从而成为生物基可降解塑料。
全球生物可降解塑料产业现状及特点
应用领域
就世界范围而言, 生物可降解塑料最主要的应用领域是食品包装和餐具,占到整个消费量的 43%,也是消费增长的主要动力。由于对传统塑料袋的限制日益严格,该领域未来预计增长率将达到 14%。
泡沫包装是生物可降解塑料的第二大消费领域,占到总消费量的19%,以北美和西欧市场为主,但增长较缓慢。
其次是堆肥袋,占总消费量的17%,由于欧美地区对堆肥处理的推广刺激了该领域对生物可降解塑料的需求。例如 BASF 的 Ecovio 可降解塑料购物袋同时也可作为堆肥袋, 厨余废物可在厨房中被卫生地收集并与袋子一同堆肥,袋子与其中所装的有机废物一同处置。 在特定的环境条件下, 如在工业化堆肥生产设备中,Ecovio 在数周内即可降解,并转化为二氧化碳、水、能量和生物质 (即有价值的堆肥)。预计未来该领域增长率将达到17%。
其他领域消费量虽然在生物可降解塑料总消费中占比不高,但是增长迅速,包括农业和园艺种植(只要用于地膜和花盆)、纸张涂层(用于纸 杯和包装盒),未来几年增长率预计都超过10%。 另外, 生物可降解
4. PHB是什么 微生物学
PHB聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用。
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PHB相关性质
自1925年在巨大芽孢杆菌中发现PHB以来,已鉴定出60多个属,产量较高,如产碱杆菌,固氮菌和假单胞菌某些细菌属细菌等。今年,许多化合物类似于已经在一些G +和G-细菌以及某些光合厌氧细菌和自养的Rastonia eutropha中发现了PHB。
如果甲基是R(基团缩写,指基团),则聚羟基链烷酸(或聚羟基链烷酸酯,聚羟基链烷酸酯,PHA)与PHB仅在甲基上不同,而是成为PHA。
由于PHB和PHA是生物合成的聚合物,它们是无毒的,塑料的并且易于降解,因此它们正在开发用于制造医用塑料盒零食盒等的高质量原料,并试图克服目前的严重危害。 “白色污染”(指大量不可降解塑料包装材料和产品引起的环境污染)。
其实是一种热塑性聚酯,其物理性质和结构与聚丙烯类似(熔点,玻璃态温度,结晶度,拉伸强度等)。结晶度高达60-80%,相对密度大,透氧性低,紫外线耐受,光学活性活跃,但易碎,易破碎。
参考资料:网络-聚-β-羟丁酸
5. 污水处理中的几个步骤的顺序
污水抄处理包括一级处理,二级处理,三级处理。
一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。
二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准,悬浮物去除率达95%出水效果好。
三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法等。
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污水工艺流程选型要求:对现有一级处理工艺进行加强处理效果的改造,改造应根据实际情况,充分利用现有处理设施,对现有医院中应用较多的化粪池、接触池在结构或运行方式上进行改造,必要时增设部分设施,尽可能地提高处理效果,以达到医院污水处理的排放标准。
通过混凝沉淀(过滤)去除携带病毒、病菌的颗粒物,提高消毒效果并降低消毒剂的用量,从而避免消毒剂用量过大对环境产生的不良影响。医院污水经化粪池进入调节池,调节池前部设置自动格栅,调节池内设提升水泵。
6. 污水处理工艺有哪几种
污水处理工艺:
一、不溶态污染物的分离技术:
1、重力沉降:沉砂池(平流、竖流、旋流、曝气)、沉淀池(平流、竖流、辐流、斜流);
2、混凝澄清;
3、浮力浮上法:隔油、气浮;
4、其他:阻力截留、离心力分离法、磁力分离法
二、污染物的生物化学转化技术:
1、活性污泥法:SBR、A/O、A/A/O、氧化沟等
2、生物膜法:生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等
3、厌氧生物处理法:厌氧消化、水解酸化池、UASB等
4、自然条件下的生物处理法:稳定塘、生态系统塘、土地处理法
三、污染物的化学转化技术:
1、中和法:酸碱中和
2、化学沉淀法:氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀
3、氧化还原法:药剂氧化法、药剂还原法、电化学法
4、化学物理消毒法:臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠
四、溶解态污染物的物理化学分离技术:
1、吸附法
2、离子交换法
3、膜分离法:扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤
4、其他分离方法:吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
7. 城市污水处理主要有哪几种工艺
城市污水处理有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等类型。
1、A-O或A-A-O工艺也叫缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧工艺。这一工艺的开发主要是为了满足脱氮除磷的需要,这是一种经济有效的生物脱氨除磷技术,我国南方不少污水厂就采用这一工艺。
2、SBR工艺也叫序批式活性污泥法工艺。这一工艺构筑物主要是一个池子既作曝气池又作二沉淀,管理简单,特别适合中小城镇的城市污水处理,对于较大水量的连续操作,处理一般要几 套池子组合运行。
3、氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法,由于负荷很低,而冲击负荷强,出水水质好,污 泥产量少且稳定,构筑物少运行管理简单。氧化沟可以按脱氮设计,也可以略加改造现脱氮 除磷。另外,城市污水处理还有传统活性污泥法的一些变型工艺,以及A-B工艺等一些工艺类型。
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城市污水处理的污泥处理:
主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或家用填埋。浓缩有机械浓缩 或重力浓缩,后续的消化通常是厌氧中温消化,也就是厌氧技术。消化产生的沼气可作为能源燃烧或发电,或用于作化工产品等。消化产生的污泥性质稳定,具有肥效,经过脱水,减少体积成饼成形,有利运输。
为了进一步改善污泥的卫生学质量,污泥还可以进行人工堆肥或机械堆肥。堆肥 后的污泥是一种很好的土壤改良剂。对重金属含量超标的污泥,经脱水处理后要慎重处置,一般需要将其填埋封闭起来。
8. 生活污水怎么处理呢
污水,通常指受一定污染的、来自生活和生产的废弃水。大白话说就是,某个特定场合不需要、想要废弃的水就是污水。比如家里的自来水,对人类说是用来饮用的,肯定不是污水,但对于某些工业场所需求来说,就是污水 那是什么让原本清纯可爱的水君变得浑浊不堪、惹人憎恶呢?水中的污染物通常可分为三大类,即生物性、物理性和化学性污染物。生物性污染物包括细菌、病毒和寄生虫。到目前为止,有关致病细菌和寄生虫的研究较多,且已有较好的灭活方法。但对致病病毒的研究尚不够充分,也没有公认的病毒灭活要求标准。物理性污染物包括悬浮物、热污染和放射性污染。其中放射性污染危害最大,但一般存在于局部地区。化学性污染物包括有机和无机化合物。随着痕量分析技术的发展,至今从源水中检出的化学性污染物已达2500种以上。
那用什么来具体描述水受污染的程度呢?水质指标就是我们用来定量描述水质的东东。常见的水质指标有COD(化学需氧量)、BOD5(5日生化需氧量)、氨氮、TN(总氮)、TP(总磷)、pH、大肠菌群等,其中COD应该是最为广泛熟知的指标,一般笼统的介绍水质,都是用这个,比较清晰。二、污水的最终出路,一般来讲,城市污水包括生活污水、工业废水、雨水径流。生活污水占绝大部分,来自我们的日常生活(洗澡、洗衣服、厨房、部分雨水、商场、单位、洗车点等等等等都会产生污水),通过排水管网输送至集中地污水处理设施(也就是污水处理厂,大部分地区都有的啦)。工业废水来自产生集中的生产部门,比如工厂、实验室、工业园区等,一般是处理至合适水质后排至污水管网,与生活污水一起处理。雨水比较特殊:除特殊地区的雨水径流作为工业废水对待外,大部分分为两种情况:经济发达的,建设单独的雨水管网,即雨污分流模式,这样生活污水送去处理,雨水可处理可排放(在中国初雨肯定有污染,但生活污水还来不及处理呢,怎么还顾得上雨水呢?);或者不单独建设雨水管网,二者共用管网,即雨污合流模式,这种模式下,旱季不会有问题,污水全部送去处理,但在雨季下,由于水量激增,可能超过管网的容纳能力,多余的水量就会溢流出处理体系,由于这里面混合了部分污水,就形成了一定程度的污染。(从这大家也该看出来了,水处理明显受经济制约的)那水处理后去哪了呢?一般三个去向:(1)向地表水体排放,这是最常见的啦。一般包括排放到海洋、湖泊、小河甚至沙漠等。不用担心污染,在制定排放标准时,就已经考虑到受纳水体的环境承载容量了。但要是偷排的话,那肯定要污染了。《污水综合排放标准》规定了不同场合下水质的排放标准。(2)工农业利用,水质达到一定标准,就可以利用了,如绿地灌溉、冲洗厕所、洗车、工艺用水、冷却用水、锅炉补充水等。(3)地下水回灌。部分地区由于对水资源采用过度,会导致地下水枯竭,所以需要回灌,保持一定的水量。注意哦:涉及到地下水一定要慎重,因为地下水的修复要比地表水的修复难得多得多得多得多。
三、污水的处理方法这个是这个行业的核心了。污水的处理方法很多,有物理方法、化学方法、生物方法等。按照污水厂的分类,一般包括一级处理、二级处理、深度处理等。不同方法的选择,取决于进水水质(即原水水质)、出水水质、处理设施占地、投资、成本等要求,物理方法就是过滤、沉淀等,例如污水厂必备的格栅、沉砂池、气浮池等。化学方法一般是混凝沉淀,例如化学除磷。生物方法包括好氧处理、厌氧处理等。活性污泥法是好氧处理最经典的工艺,在此基础上衍生出了
延时曝气、深井曝气、AB法、氧化沟、AAO等多种工艺。对污水的处理,也从简单的色度去除,到有机污染物的去除,提升到脱氮除磷,与之对应的,不断出现不同的工艺组合。此外,为了达到更高的水质要求,人们还广泛的使用超滤、纳滤、反渗透等处理工艺。
9. 污水处理工艺说明
污水处理按照处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
一级处理,属于物理处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格栅的原污水通过污水提升泵提升后,流经格栅或者砂滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理,初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
典型的五种工艺
(1)间歇活性污泥法(SBR)
间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法(SequencingBatchreactor-SBR),它由个或多个SBR池组成,运行时,废水分批进入池中,依次经历5个独立阶段,即进水、反应、沉淀、排水和闲置。进水及排水用水位控制,反应及沉淀用时间控制,一个运行周期的时间依负荷及出水要求而异,一般为4~12h,其中反应占40%,有效池容积为周期内进水量与所需污泥体积之和。比连续流法反应速度快,处理效率高,耐负荷冲击的能力强;由于底物浓度高,浓度梯度也大,交替出现缺氧、好氧状态,能抑制专性好氧菌的过量繁殖,有利于生物脱氮除磷,又由于泥龄较短,丝状菌不可能成为优势,因此,污泥不易膨胀;与连续流方法相比,SBR法流程短、装置结构简单,当水量较小时,只需一个间歇反应器,不需要设专门沉淀池和调节池,不需要污泥回流,运行费用低。
(2)吸附再生(接触稳定)法
这种方式充分利用活性污泥的初期去除能力,在较短的时间里(10~40min),通过吸附去除废水中悬浮的和胶态的有机物,再通过液固分离,废水即获得净化,BOD5可去除85%~90%左右。吸附饱和的活性污泥中,一部分需要回流的,引入再生池进一步氧化分解,恢复其活性;另一部分剩余污泥不经氧化分解即排入污泥处理系统。分别在两池(吸附池和再生他)或在同一池的两段进行。它适应负荷冲击的能力强,还可省去初次沉淀池。主要优点是可以大大节省基建投资,最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水,如制革废水、焦化废水等,工艺灵活。但由于吸附时间较短,处理效率不及传统法的高。
(3)氧化沟氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式。
氧化沟氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式。它的平面象跑道,沟槽中设置两个曝气转刷(盘),也有用表面曝气机、射流器或提升管式曝气装置的。曝气设备工作时,推动沟液迅速流动,实现供氧和搅拌作用。与普通曝气法相比,氧化沟具有基建投资省,维护管理容易,处理效果稳定,出水水质好,污泥产量少,还有较好的脱N、P作用,适应负荷冲击能力强等优点。
(4)连续进水周期循环延时曝气活性污泥法(ICEAS)
ICEAS反应器前部设有预反应区(占池容积的10%)。反应池由预反应区和主反应区组成,并实现连续进水,间歇排水。预反应区一般处在厌氧和缺氧状态,有机物在此被活性污泥吸附,该区还具有生物选择作用,抑制丝状菌生长,防止污泥膨胀。被吸附的有机物在主反应区内被活性污泥氧化分解。反应连续进水,解决了来水与间歇进水不匹配的矛盾。但该工艺沉淀效果较差、净化效果变差,易发生污泥膨胀,污泥负荷较低,反应时间长,设备容积增大,投资较大。
(5)生物脱氮除磷工艺(A/A/O)
污水首先进入厌氧池与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下,废水中易生物降解的大分子有机物转化为聚磷菌可以吸收小分子有机物(如VFA),并以PHB的形式贮存在体内,其所需的能量来自聚磷链的分解。随后,废水进入缺氧区,反硝化细菌利用废水中的有机基质对随回流混合液带入的NO3-进行反硝化。废水进入好氧池时,废水中有机物的浓度较低,聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量,供细菌增殖,同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内,并以聚磷链的形式贮存起来,随后以剩余污泥的形式排出系统。系统中好氧区的有机物浓度较低,正有利于该区中自养硝化菌的生长。厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能;工艺简单,水力停留时间较短;SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀;污泥中磷含量高,一般为2.5%以上;厌氧-缺氧池只需轻缓搅拌,使之混合,而以不增加溶解氧为度;沉淀池要避免发生厌氧-缺氧状态,以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀;脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响,因而脱氮除磷效果不可能提高。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
污水处理项目建设过程
污水处理工程是城市市政建设、工业企业建设或排污达标治理的一个重要部分,其建设须按国家基本建设程序进行,现行的基本建设程序一般分编制项目建议书、项目可行性研究、项目工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收、运行调试和达标验收几个步骤。这些建设步骤基本包括了项目建设的全过程,它们也可划分为三个阶段。
第一阶段项目立项阶段。该阶段需根据城市市政规划或环境保护部门要求,分析项目建设的必要性和可行性。本阶段以确定项目为中心,一般由建设单位或其委托的设计研究单位编制项目建议书和项目可行性研究报告,通过国家计划部门、投资银行或企业计划部门论证便可获得立项,对于某些小规模项目,只编制污水处理工程方案设计,并通过投资部门的论证便可立项。第二阶段工程建设阶段。包括工程设计、工程和设备招投标、工程施工、竣工验收等过程。
设计的前期工作
设计的前期工作主要是可行性研究,以可行性研究报告(大型、重要的项目)或工程方案设计(小型、简单的项目)的文件形式表达,主要是论证水处理“title=”污水处理新闻专题“>污水处理项目的必要性、工艺技术的先进性与可靠性、工程的经济合理性,为项目的建设提供科学依据。可行性研究报告是国家投资决策的重要依据,主要内容如下。
①总论项目编制依据、自然环境条件(地理、气象、水文地质)、城市社会经济概况或企业生产经营概况;城市或企业的排水系统现状、污染源构成、污水排放量现状、污水水质现状、项目的建设原则与建设范围、污水处理厂建设规模、污水处理要求目标(设计进水、出水水质)。
②工程方案污水处理厂厂址选择及用地;污水处理工艺方案比较(比较方案工艺技术与总体设计、工艺构筑物及设备分析、技术经济比较),处理水的出路(回用水深度处理工艺选择);工程近、远期结合问题;节能、安全生产与环境保护,推荐方案设计(污水污泥及回用水处理工艺系统平面及高程设计、主要工艺设备及电气自控、土建工程、公用工程及辅助设施);生产组织及劳动定员。
③工程投资估算及资金筹措工程投资估算原则与依据;工程投资估算表;资金筹措与使用计划。
④工程进度安排。
⑤经济评价总论(工程范围及处理能力、总投资、资金来源及使用计划);年经营成本估算;财务评价。⑥研究结论、存在问题及建议。
初步设计
初步设计的主要目的如下:①提供审批依据,进一步论证工程方案的技术先进性、可靠性和经济合理性;②投资控制,提供工程概算表,其总概算值是控制投资的主要依据,预算和决算都不能超过此概算值;③技术设计,包括工艺、建筑、变配电系统、仪表及自控等方面的总体设计及部分主要单元设计,各专业所采用的新技术论证及设计;④提供施工准备工作,如拆迁、征地三通(水、电、路)一平(墙)并与有关部门签订合同;⑤提供主要设备材料订货要求,即设备与主材招标合同的技术规格书的依据,包括污水、污泥、电气与自控、化验等方面设备与主材的工艺要求、性能、技术规格、数量。初步设计的任务包括确定工程规模、建设目的、投资效益,设计原则和标准、各专业个体设计及主要工艺构筑物设计、工程概算、拆迁征地范围和数量、施工图设计中可能涉及的问题及建议。初步设计的文件应包括设计(计算)说明书、工程量、主要设备与材料、初步设计图纸、工程总概算表。初步设计文件应能满足审批、投资控制、施工图设计、施工准备、设备订购等方面工作依据的要求。
1.初步设计
(1)设计依据①可行性研究报告的批准文件;②建设单位(甲方)的设计委托书;③其他有关部门的协议和批件;④建设单位(甲方)提供的设计资料清单(名称、来源、单位、日期)。
(2)城市或企业概况及自然条件①城市现状与总体规划,或企业生产经营现状及发展。②自然条件方面资料a.气象,包括气温、湿度、雨量、蒸发量、冰冻期及冻土深度冰温、风向等;b.水文,包括地表水体的功能、地理位置、方向、水位、流速、流量等,地下水的分布埋深、利用等。工程地质,包括水处理”title=“污水处理新闻专题”>污水处理厂建址地区的地质钻孔柱状图、地基承载能力、地震等级等。③有关地形资料,包括污水处理厂及相关地区的地形图。·④城市污水排放现状及环境污染问题。
(3)处理要求污水排放应达到国家的排放标准或环境保护部门要求。
(4)工程设计①设计污水处理水质水量在分析排水系统污水的平均流量、高峰流量、现状流量、预期流量等水量资料基础上,确定污水处理厂设计规模(包括2012年处理能力和总处理能力);根据城市或企业排污状况,在分析主要污染源(必要时作一定时间污染源监测)和混合污水现状监测资料的基础上,确定污水厂设计进水水质指标。②厂址选择说明结合城市现状和总体规划,具体说明厂址选择的原则和理由,并说明已选厂址的地形、地质、用地面积及外围条件(即三通一平)③工艺流程的选择说明主要说明所选工艺方案的技术先进性、合理性,尤其要说明所采用新技术的优越性(技术经济方面)和可靠性(技术方面)o④工艺设计说明说明所选工艺方案初步设计的总体设计(平面和高程布置)原则,并说明主要工艺构筑物的设计(技术特征、设计数据、结构形式、尺寸)⑤主要处理设备说明说明主要设备的性能构造、材料及主要尺寸,尤其是新技术设备的技术特征、构造形式、原理、施工及维护使用注意事项等。
(5)处理厂内辅助建筑(办公、化验、控制、变配电、药库、机修等)和公用工程(供水、排水、采胶、道路、绿化)的设计说明
(6)处理厂自动控制和监测设计说明
(7)处理厂污水和污泥的出路
(8)存在的问题及对策建议
2.工程量列出本工程各项构(建)筑物及厂区总图所涉及的混凝土量、钢筋混凝土土量、建筑面积等。
3.设备和主要材料量、挖土方量、回填土方量列出本工程的设备和主要材料清单(名称、规格、材料、数量)。
4.工程概算书说明概算编制依据、设备和主要建筑材料市场供应价格、其他间接费情况等。列出总概算表和各单元概算表。说明工程总概算投资及其构成。
5.设计图纸各专业(工艺、建筑、电气与自控)总体设计图(总平面布置图、系统图),比例尺(1:200)~(1:1000),主要工艺构筑物设计图(平面、竖向),比例尺(1:100)~(1:200)。
施工图
施工图设计在初步设计或方案设计批准之后进行,其任务是以初步设计的说明书和图纸为依据,根据土建施工、设备安装、组(构)件加工及管道(线)安装所需要的程度,将初步设计精确具体化,除水处理“title=”污水处理新闻专题“>污水处理厂总平面布置与高程布置、各处理构筑物的平面和竖向设计之外,所有构筑物的各个节点构造、尺寸都用图纸表达出来,每张图均应按一定比例与标准图例精确绘制。施工图设计的深度,应满足土建施工、设备与管道安装、构件加工,施工预算编制的要求。施工图设计文件以图纸为主,还包括说明书、主要设备材料表。
1.施工图设计说明书
①设计依据初步设计或方案设计批准文件,设计进出水水质。②设计方案扼要说明污水处理、污泥处理及气体利用的设计方案,与原初步设计比较有何变更,并说明理由,设计处理效果。③图纸目录、引用标准图目录。④主要设备材料表。⑤施工安装注意事项及质量、验收要求。必要时另外编制主要工程施工方法设计
2.设计图纸
(1)总体设计①污水处理厂总平面图比例尺(1:100)~(1:500),包括风玫瑰图、坐标轴线、构筑物与建筑物、围墙、道路、连接绿地等的平面位置,注明厂界四角坐标及构(建)筑物对角坐标或相对距离,并附构(建)筑物一览表、总平面设计用地指标表、图例。②工艺流程图又称污水污泥处理系统高程布置图,反映出工艺处理过程及构(建)筑物间的高程关系,应反映出各处理单元的构造及各种管线方向,应反映出各构(建)筑物的水面、池底或地面标高、池顶或屋面标高,应较准确地表达构(建)筑物进出管渠的连接形式及标高。绘制高程图应有准确的横向比例,竖向比例可不统一。高程图应反映原地形、设计地坪、设计路面、建筑物室内地面之间的关系③污水处理厂综合管线平面布置图应标示出管线的平面布置和高程布置,即各种管线的平面位置、长度及相互关系尺寸、管线埋深及管径(断面)、坡度、管材、节点布置(必要时做详图)、管件及附属构筑物(闸门井、检查井)。必要时可分别绘制管线平面布置和纵断面图。图中应附管道(渠)、管件及附属构筑物一览表。
(2)单体构(建)筑物设计图各专业(工艺、建筑、电气)总体设计之外,单体构(建)筑物设计图也应由工艺、建筑、结构(土建与钢)、电气与自控、非标准机械设备、公用工程(供水、排水、采暖)等施工详图组成。①工艺图比例尺(1:50)~(1:100),表示出工艺构造与尺寸、设备与管道安装位置与尺寸、高程。通过平面图、剖面图、局部详图或节点构造详图、构件大样图等表达,应附设备、管道及附件一览表,必要时对主要技术参数、尺寸标准、施工要求、标准图引用等做说明。②建筑图比例尺(1:50)~(1:100),表示出水平面、立面、剖面的尺寸、相对高程,表明内、外装修材料,并有各部分构造详图、节点大样、门窗表及必要的设计说明。③结构图比例尺(1:50)~(1:100),表达构(建)筑物整体及构件的结构构造、地基处理、基础尺寸及节点构造等,结构单元和汇总工程量表,主要材料表,钢筋表及必要的设计说明,要有综合埋件及预留洞详图。钢结构设计图应有整体装配、构件构造与尺寸、节点详图,应表达设备性能,加工及安装技术要求,应有设备及材料表。④主要建筑物给水排水、采暖通风、照明及配电安装图。
(3)电气与白控设计图①厂(站)区高、低压变配电系统图和一、二次回路接线原理图包括变电、配电、用电、启动和保护等设备型号、规格和编号。附材料设备表,说明工作原理,主要技术数据和要求。②各种控制和保护原理图与接线图包括系统布置原理图。引出或列入的接线端子板编号、符号和设备一览表以及运行原理说明。③各构筑物平、剖面图包括变电所、配电间、操作控制间电气设备位置、供电控制线路铺设、接地装置、设备材料明细表和施工说明及注意事项。④电气设备安装图包括材料明细表、制作或安装说明。⑤厂(站)区室外线路照明平面图包括各构筑物的布置、架空和电缆配电线路、控制线路和照明布置。⑥仪表自动化控制安装图料明细表,以及安装调试说明⑦非标准配件加工详图
(4)辅助设施设计图辅助与附属建筑物建筑、结构、设备安装及公用工程,如办公、仓库、机修、食堂、宿舍、车库等施工设计图。
(5)非标准设备设计图某些简单金属构件的设计详图可附于工艺设计图中。但由几种不同形式的零配件、构件组成的成套设备,又没有现成的设备可使用,其功能较独立,构造较复杂,加工不简单的设备或大型钢结构处理装置,应视为非标准设备,专门进行施工(制作、安装)图设计。①总装图表明构件零配件相互之间组装位置、制作加工与安装的技术要求、设备性能、使用须知及其他注意事项,必要时应有节点详图,附构件、零配件一览表。②部件图表明构件加工制作详图、组装图、制作和装配精度要求。③零件图零件的加工制作详图,须说明加工精度、技术指标、材料、数量等。
①工程设计项目立项后,设计单位根据审批的可行性研究报告进行施工图设计,其任务是将可行性研究报告确定的设计方案的具体化,要将水处理”title=“污水处理新闻专题”>污水处理厂(站)区、各处理构(建)筑物、辅助构(建)筑物等的平面和竖向布置,精确地表达在图纸上,其设计深度应能满足施工、安装、加工及施工预算编制要求。在施工图设计之前,可能还需进行扩大初步设计,进一步论证技术的可靠性、经济合理性和投资的准确性。
②工程设备招投标是经过比较投标方的能力、技术水平、工程经验、报价等,来选定工程施工单位和设备供应单位的过程,该过程是保证工程质量和节省工程投资的基础
③工程施工是项目建设的实现阶段,包括土建施工、设备加工制造及安装的全过程。本阶段设计人员应向施工单位和设备供应单位进行技术交底,施工单位要按设计图纸施工,施工人员发现问题或提出合理化建议,应经过一定手续才能变动,施工时,为了总结设计经验,应及时解决施工中出现的技术问题,或根据具体情况对设计作必要的修改和调整,设计人员要有计划地配合参加施工。对一般设计项目,指派主要设计人员到施工现场,解释设计图纸,说明工程目的、设计原则、设计标准和依据,提出新技术的特殊要求和施工注意事项;对重大或新技术项目,必要时应派现场设计代表,随时解决施工中存在的设计问题。
④竣工验收是全面检查设计和施工质量的过程,其核心是质量,不合格工程必须返工或加固。第三阶段项目验收阶段,包括联动试车、运行调试、达标验收等过程。联动试车由施工单位、设备供应单位、建设单位共同完成,检查设备及其安装的质量,以确保能正常投入使用。试运行的目的是要确保处理系统达到设计的处理规模和处理效果,并确定最佳的运行条件,对于生物处理系统,往往要用较长时间来完成“培菌”任务。达标验收是由环境保护部门检验处理系统出水是否达到排放标准。污水处理工程的设计内容设计工作按建设项目所处理的对象不同可划分为城市污水处理厂工程设计和工业企业废水处理站工程设计,由于污水来源、性质、水量及处理工艺方面差别较大,使其设计工作亦有所不同。设计工作按建设项目技术的复杂程度可划分为两个阶段(初步设计和施工图设计)或一个阶段(施工图设计);同样可按污水处理规模大小或重要性划分为两阶段设计或一阶段设计。技术复杂、处理规模大、重要的项目一般按两阶段设计,技术复杂程度、处理规模、重要性均小的按