生物活性炭工艺在废水处理中的应用
1.活性炭吸附净水原理
活性炭是一种非极性吸附剂。外观为暗黑色，有粒状和粉状两种。近几年又发展了球状活性炭，浸透型活性炭和高分子涂层活性炭等新的品种。主要成分除炭以外还含少量的氧、氢、硫等元素，以及水分、灰分。其具有巨大的比表面积(通常比表面积高达500～1700 m2/g)
和特别发达的微孔，吸附性能和化学稳定性良好，可以耐强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用，不易破碎。
活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程，是几种力综合作用的结果，包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。根据吸附的双速率扩散理论认为，吸附是一个由迅速扩散和缓慢扩散两阶段构成的双速过程，迅速扩散在数小时内即完成，发挥了60%－80%活性炭的吸附容量。迅速扩散是溶质分子在碳粒内沿径向均匀分布的阻力小的大孔隙中扩散的过程。这些大孔隙产生径向的扩散阻力。当分子从大孔进一步进入与大孔相通的微孔中扩散时，由于受到狭窄孔径所产生的很大阻力，从而极为缓慢。微孔也是在碳粒内均匀分布，但不构成径向的扩散阻力。影响粉末活性炭吸附的因素涉及溶质分子极性、分子量大小、空间结构，这一点取决于水源水质的特征。活性炭对不同的物质分子具有选择吸附性。
投加粉末活性碳后，水体相当部分有机物得到去除，水体中胶状物质含量减少，表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利于絮体
的架桥，能改善絮体的结构。除有良好的去除有机污染能力，同时还具有良好的助凝作用，使出水CODcr、色度、浊度大幅度下降。同时活性炭对水中的致癌物与致突变物及其含酚化合物均有良好的去除
效果。
粉末活性炭对人工合成化学物的吸附去除主要取决于该化合物的类型。在选择投加点时，要有充足的搅拌条件，使粉末活性炭能快速与处理水有良好的混合接触；尽量延长粉末活性炭与水体接触吸附时间，充分利用粉末活性炭的吸附能力，提高吸附率；选取粒径小和中孔较发达的木质粉末活性炭，使同等重量的活性炭吸附面积相对大，提高活性炭对有机物的吸附效能；尽量减少水处理药剂对吸附的干扰(如氯、高锰酸钾、混凝剂等)；根据投加量的多少、场地条件选取干式或湿式投加。
2.粉末活性炭活性污泥法在印染废水处理中的应用
某企业印染产品以化纤织物和棉布染色为主，废水中含有纤维、浆料、染料、助剂、油、漂白剂以及等。废水排放方式为半连续，具有色度深、水温高、悬浮物高、瞬时排放浓度高、水质变化大、难降解有机物比例高，可生化性差等特点，属于较难处理的工业废水之一。日排放织物染色废水500～1200m3/d，采用物化预沉—生物接触氧化—物化二沉工艺，出水要求达到国家纺织染整工业水污染排放标准
（GB4287-1992）中的一级排放标准。经物化和生化处理后，其色度等指标已能达标，但CODcr在150mg/l左右。经小试后在生化池末段
投加少量活性炭，对生物处理进行强化，最终做到达标排放。工艺流程如下：
该工艺中冷却塔根据水温情况选择性使用，确保进生化池水温在30℃左右，一般冬季基本能满足要求，勿需开启。粉末活性炭投加品种及量由水样小试确定，首次投加量为100mg/l，以后视出水水质补加少量，循环使用周期约为一周。初沉所用混凝药剂为石灰和硫酸亚铁，控制PH在7.5～8.5间；生化后使用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺，主要为确保絮凝沉淀效果，用量很少。
表一主要构筑物设计说明
表二各构筑物实际平均处理效率
3.颗粒状活性炭在玻璃纤维废水深度处理中的应用
某玻璃纤维生产企业主要产品是IT行业用电子一级玻璃纤维纱、增强型玻璃纤维纱和短切毡等五大类九个品种，近百个不同规格的产品。生产污水主要来自玻璃纤维表面处理工序，水中的污染物质主要是“浸润剂”组分(环氧乳液、PVAC乳液、聚氨酯乳液、润滑剂及抗静电剂、各种偶联剂等)以及微细玻璃纤维等悬浮物。除溶剂外大部分是些热稳定性高、难溶于水的高分子有机物，具有比重轻、颗粒细、可生化性差等物点。设计日排放废水量800吨，采用气浮—接触氧化—炭砂过滤工艺，出水排放执行国家《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。工艺流程如下：
该工艺中：由于废水表面活性物质较多，悬浮物疏水性较强且质量轻，预处理特别适合采用气浮工艺。气浮技术采用进口气液混合泵，较传统气浮溶气水气泡粒径在10～30微米，效果稳定，浮选效率高，操作管理简便；炭砂过滤器承托层采用石英砂，内装￠2～3mm、h=6mm 的柱状活性炭，其进水CODcr(控制<150 mg/l)及悬浮物已近达标，反冲洗根据过滤器内压力控制(正常运行为0.02～0.06Mpa)，一般周
期为3～5天，原水浓度较低时，终沉后已能达标，可跨越生物炭床直接排放；自动控制化程度较高，气浮及过滤器前提升泵均采用Key 牌液位计自动控制，气浮反应池投加的PAC、NaOH(PH计自动控制PH 值在7～8间)、PAM都与提升泵一起联锁控制，大大节约了劳动力；污泥脱水采用带式压滤机，该机滤布应用进口方向性立毛纤维技术(滤布宽度1.5m)，脱水后污泥含水率低，易剥离，滤布较清洁易冲洗。
表三主要构筑物设计说明
表四各构筑物实际平均处理效率
4. 工程应用中应解决的问题
(1)粉尘飞扬的污染问题。由于粉末活性炭在诸多环节如装卸、拆包、配制、投加过程中劳动强度大、容易引起粉尘飞扬，造成工作环境恶劣，成为制约粉末活性炭技术应用的一个关键的、实质性的问题。
(2)投资、成本控制。粉末活性炭作为一种有效的强化或废水深度处理方法，必须确保待处理废水水质较好，尽量延长其循环使用周期，以减少活性炭用量，节约运营费用。
(3)对于生物活性炭池，由于炭床空间中生长的微生物总量有限，因此只有当炭床在单位时间内从废水中吸附截留下来的有机物总量小于炭床微生物的最大分解再生能力时，才能维持动态平衡，确保长期稳定运行。一般设计时应控制进水CODcr在200mg/l以下，同时考虑设置跨越管，以免事故排放时对炭床造成不易恢复的损害。
(4)加强生物炭池的操作管理，制定相关操作规程。加强反冲洗并控制好强度，防止活性炭流失；运转时保证连续曝气，不进水或水量少时可适当减少供气量。
生物活性炭滤池的反冲洗方式研究
在臭氧—生物活性炭深度处理技术应用中，生物活性炭(BAC)滤池的反冲洗问题非常棘手又亟需解决。随着BAC滤池运行时间的延长，炭粒表面和滤床中积累的生物和非生物颗粒量不断增加，导致炭粒间隙减小，影响滤池的出水水质和产水量［1］。反冲洗方式与相关参数直接影响BAC滤池的运行效果和成本。有研究表明［2］，采用单独水冲的滤池出水中生物可同化有机碳(AOC)和细菌量高于采用气水
联合反冲的滤池，而充分去除过量的生物膜是保证滤池成功运行的重要前提。国外对生物滤池反冲过程中的颗粒脱附机理进行了研究［3］，但关于其程序及相关参数选取的报道较少，而这又恰是指导生产所必须解决的重要问题。国内对此方面的研究起步较晚，个别采用生物活性炭技术的水厂只能直接参照国外经验，如昆明、北京水司均采用单独水冲(滤层膨胀率为25%)。
1 试验方法
1.1 工艺流程及装置
中试的工艺流程为预臭氧化→混凝、沉淀、过滤→臭氧—生物活性炭，试验装置包括常规处理、臭氧化和BAC
BAC滤池横断面尺寸为500 mm×500 mm，高度为4.92 m，内部均分为两格，采用小阻力配水系统。池内装填ZJ-15型柱状活性炭，其碘值和亚甲蓝吸附值分别为961、187 mg/ g。运行之前采用未加氯的砂滤出水先浸泡活性炭1
试验期间，臭氧化与常规处理工艺参数基本恒定。预臭氧化的接触时间和投量分别为4.5min和1.5 mg/L左右；主臭氧化的接触时间和投量分别为16 min和2.0mg/L左右。常规处理水量为3～3.5m3/h，混合时间为6～6.5s，反应时间为23.2～19.9 min，沉淀池清水区上升流速为1.39～1.62 mm/s、斜管内上升流速为1.60～1.87mm/s，滤池滤速为6.49～7. 57 m/h。混凝剂和pH值调节剂分别采用液态碱铝和氢氧化钠，投加浓度分别为2.5、6 mg/L左右。
1.2 反冲方式
第一阶段单独水反冲试验的炭床高度分别为2.0、2.5 m，冲洗强度分别为12、14、18L/(m2·s)，冲洗历时约为10 min。第二阶段气水联合反冲洗试验的炭床高度为2.0 m，气冲强度分别为8、11、14L/(m2·s)，气冲历时分别为3、5min；水冲强度分别为6、8、10、1 2、14L/(m2·s)，水冲历时约为10 min。
试验期间BAC滤池进水水温较高(平均为29 ℃)，采用自然挂膜(生物膜成熟时间约为15d)，其反冲洗周期一般为7d。
2 结果与分析
水中生物颗粒的相对含量以浊度表示，其微生物最低检测浓度为3.7×105个/mL［4］。BAC滤池反冲废水中微生物浓度(个/mL)的数量级一般不低于105［2、3］，故以反冲废水的浊度作为一项主要检测指标。
2.1 水反冲
试验中以相同反冲历时下的反冲废水浊度、反冲废水浊度与初始浊度的比值、从高浊度到持续低浊度的出现历时作为评价指标。
在一定范围内提高水冲强度会改善反冲洗效果。当运行条件相近、水冲强度分别为14、18/(m2·s)时，反冲废水初始浊度分别为34.3、116 NTU。去除负荷相同导致二池截污量大致相等，而初始浊度高意味着被冲下的杂质多，由此推知经低强度水冲后的BAC滤池残余杂质较多，这主要是由于水冲强度高会产生较大的剪切力和拖拽
力，更好地促使炭、水以及炭粒间的摩擦碰撞。两种水冲强度下反冲废水浊度比值为10%的历时分别为200s和80 s，反冲废水浊度由高到趋于平稳的历时分别为210s和180s，这间接表明采用高强度水冲对滤层冲洗得较为彻底、排出被冲杂质较为容易。炭床高度为2.5 m 的BAC滤池的试验结果与此类似。
在低强度水冲后期换以高强度水冲的过程中，反冲废水浊度随反冲洗历时呈倒V”形变化。
说明高、低强度联合水冲的效果优于单一低强度水冲。虽然组合强度的水反冲效果有所改善，但不显著，还大大增加了反冲洗耗水量，由此认为单独水反冲的适宜水冲强度为14 L/(m2·s)左右，对应滤层膨胀率为20%
②水冲历时
试验中发现反冲废水初期浊度、色度高，后期浊度、色度低，水冲强度为14、18L/(m2·s)时肉眼可见少量微生物絮体。这说明BAC 滤池的反冲废水中生物颗粒和非生物颗粒均占相当比例，并且生物颗粒的出现时间相对滞后。一般，颗粒脱附的前提条件是外加脱附力大于颗粒所受的粘附力，而非生物颗粒的粘附力主要由范德华力和化学键力等构成。对于生物颗粒，微生物的疏水性及胞外物质会产生比前述引力大得多的微观引力［3］。
非生物滤池的反冲废水中非生物颗粒占绝大多数，一般以反冲废水浊度达到5NTU作为反冲洗结束条件。生物滤池中生物颗粒的脱附
较难，其含量又难以浊度指标来间接反映，故以反冲废水浊度＜5NTU 作为反冲洗结束的上限条件。同时，BAC滤池在反冲废水浊度达到
3NTU以后则很难下降，故将3NTU作为反冲洗结束的下限条件。对应浊度为3～5 NTU的反冲洗历时为6～8 min，即采用水冲强度为
14L/(m2·s)的适宜历时为6～8min。
③反冲洗排水槽与滤层间距
反冲洗排水槽与滤层的间距过小易造成滤料流失，间距过大则不利于反冲废水的及时排出，还会消耗较多的反冲洗用水。如采用14、18L/(m2·s)强度联合反冲洗、在去除负荷相近的情况下，炭床高度为2.0m和2.5 m的BAC滤池反冲废水浊度变化趋于平稳的历时分别为210s和180s，反冲废水浊度比值为10%的所需历时分别为200 s 和110s，反冲废水浊度达到5 NTU的历时分别为170s和160 s。在保证活性炭不被冲出池外的前提下，此高度差可适当降低，建议实际应用中以1.5～2.0 m为宜。
2.2 两段式气水联合反冲洗
因长有生物膜的活性炭体积质量小、气水同时反冲洗的控制要求高，故采用两段式气水联合反冲洗，即先排水至炭床表面下10 cm处，然后通入压缩空气反洗，停气后再用水反冲。为更准确地比较不同方式的反冲洗效果，采用浊污比(反冲废水浊度与反冲之前去除CODMn 总量之比)、浊污比与初始浊污比的比值、从高浊污比到持续低浊污比的出现历时作为评价指标。
①气水反冲与单独水反冲的比较
炭床高度为2.0 m的BAC滤池在去除负荷相近时，尽管水冲强度均为14L/(m2·s)，但先气冲5 min的效果明显较好。
气水联合反冲时反冲废水的初始浊污比(1.39 NTU/gCOD)高于单独水反冲的值(0.79NTU/gCO D),前者反冲废水的浊污比从高到趋于平稳的时刻(300 s)迟于后者(210s)，反冲废水浊污比与初始浊污比的比值达到10%的历时也如此，原因在于较大的紊流气体能预先冲松滤层并更好地冲刷活性炭表面的生物膜。和普通滤池类似，单独采用水反冲的BAC滤池具有一定的局限性。
气、水强度的匹配是优化气、水联合反冲洗的重要方面。气、水强度组合分别为14、8L/(m2·s)和8、10～12L/(m2·s)的试验结果表明，在反冲洗初期(0～60s)，相同反冲历时下的反冲废水浊污比是前者大于后者，而反冲废水的持续低浊污比及浊污比与初始浊污比的比值为10%的出现历时大体相近；所需反冲水量大致相等。由此决定采取高气冲强度、低水冲强度的匹配方式。
其他条件相同，增大水冲强度会改善反冲洗效果，表现为反冲废水初期浊污比增大，反冲废水浊污比从高值到持续低值及浊污比与初始浊污比的比值为10%的所需历时缩短，达到反冲废水浊度为3～5 NTU的所需耗水量大体相等。虽然水冲强度为6、8 L/(m2·s) 的试验结果也类似，但因常规工艺出水中会残存一定的溶解性有机污染物，臭氧化又减小了其粒径，增大了微粒扩散常数，增加了微粒间碰
撞几率和范德华引力，促使微粒被粘附的强度和机会增加而更难于脱附。建议气冲后采用微膨胀水冲［强度为8L/(m2·s)］。
③气冲强度
固定气冲历时为5 min、后续水冲强度为8L/(m2·s)，分别以气冲强度为8、11、14 L/(m2·s)进行气、水反冲洗的试验结果表明，提高气冲强度可改善反冲洗效果，主要表现为初期反冲废水的浊污比基本随气冲强度增大而增大。
在气冲强度为14L/(m2·s)的反冲洗试验中发现生物膜的脱落较为明显，且气冲后的新一轮运行初期，BAC滤池对CODMn、藻类等的去除效果下降，这又说明反冲洗的关键是既要去除过量的老化生物膜，又要充分保证新一轮启动所需的生物量。建议生产中采用11～14L/(m2·s)的气冲强度，待积累一定经验后再取适当高值。
反冲历时直接影响反冲洗的效果和能耗。当采用气、水冲强度分别为14、8L/(m2·s)，气冲历时分别为5、3min时，反冲废水的初期浊污比差别不明显；但浊污比从高值到持续低值、浊污比与初始浊污比的比值为10%、反冲废水浊度达到5～3 NTU的出现历时有所差异，原历时为3 min的值约延长了1～2 min。这说明延长气冲历时可使炭粒表面污物受到更为持久的剪切和剥离，使脱落污物的排出较为容易，但因总体效果相近，实际气冲历时可视情况选3～5min。
综合气冲强度为11～14L/(m2·s)、气冲历时为(3～5min、水冲
强度为8L/(m2·s)的反冲洗试验结果可知，反冲废水浊度达到5～3 NTU的所需历时为260～550 s，即所需的水冲历时约为5～7 min。
3 结语
①炭粒表面生物颗粒的脱附难于非生物颗粒，建议生产中反冲洗结束的控制指标为反冲废水浊度达到3～5 NTU。
②两段式气、水联合反冲洗的效果优于单独水反冲，并可节约耗水量，推荐采用先以高强度空气擦洗、再以微膨胀水漂洗的方式。适宜的气冲强度为11～14L/(m2·s)、历时为3～5 min，水冲强度为
8L/(m2·s)、历时为5～7 min。
③如采用单独水反冲，建议适宜的反冲强度为12～14L/(m2·s)、滤层膨胀率为20%左右，反冲历时为6～8 min。
④炭床上表面与反冲废水排水槽间的高度差对反冲洗效果有一
定影响，实际应用中以1.5 ～2.0 m为宜。
污水处理生物脱氮除磷工艺 在城市生活污水处理厂,传统活性污泥工艺能有效去除污水中的BOD5和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。如果含氮、磷较多的污水排放到湖泊或海湾等相对封闭的水体,则会产生富营养化导致水体水质恶化或湖泊退化,影响其使用功能。因此,在对污水中的BOD5和SS进行有效去除的同时,还应根据需要,考虑污水的脱氮除磷。其中A-A-O(厌氧-缺氧-好氧)为同步生物脱氮除磷工艺的一种。 一、工艺原理及过程 A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。 二、A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制 A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。 1.F/M和SRT。完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般应控制在0.1-0.18㎏ BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般应控制在8-15d。
活性炭在水处理中的特点、性质及应用 活性碳主要依靠其高吸附能力的特性，有效去除水中的氯、异色、异味、重金属等。带活性碳的水过滤器，是美国销售最广的净水装置。活性碳是以椰子壳为原料，颗粒均匀。表面具有大量微孔，形成巨大的比表面积（1克活性碳能吸附微尘的面积相当于2亩地大小），活性碳主要依靠其高吸附能力的特性，吸附水中的氯、异色、异味等，也有以杏核壳等为原料的果壳碳和以煤为原料的煤质碳，吸附性能较椰壳碳差，价格也便宜很多。 任何表面都有自发降低表面能的倾向，由于固体表面难于收缩，所以只能靠降低界面张力的办法来降低界面张力的方法来降低表面能，这也就是固体表面能产生吸附作用的根本原因。由于活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，对水中溶解的有机物，如苯类化合物、酚类化合物、石油及石油产品等具有较强的吸附能力，而且对用生物法及其他方法难以去除的有机物，如色度、异臭、表面活性物质、除草剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成的有机化合物都有较好的去除效果，因此活性炭吸附技术在水处理中已得到广泛应用。 活性炭的特点 活性炭是一种多孔性含炭物质，具有发达的微孔构造合巨大的比表面积。它包括许多种具有吸附能力的碳基物质，能够将许多化学物质吸附在其表面上。活性炭最初用于制糖业，后来广泛用于去除污水中的有机物合某些无机物。 活性炭的性质 活性炭外观为暗黑色，具有良好吸附性能，化学性质稳定，可耐强酸及强碱，能经受水浸、高温，密度比水小，是多孔的疏水性吸附剂。 活性炭的作用 活性炭产生吸附的主要原因是固体表面上的原子力场不饱和，有表面能，因而可以吸附某些分子以降低表面能。固体从溶液中吸附溶质分子后，溶液的浓度将降低，而被吸附的分子将在固体表面上浓聚。活性炭在制造过程中，其挥发性有机物被去除，晶格间生成了空隙，形成许多不同形状、不同大小的细孔。通常活性炭颗粒中的孔隙占颗粒总体积的70%～80%。这些孔隙形状多样，孔径分布范围很广，细孔壁的总表面积即比表面积一般高达500～1700平方米/克。这就是为什么活性炭吸附能力强、吸附容量大的主要原因。 活性炭的吸附特性不仅与细孔构造和分布情况有关,而且还与活性炭的表面化学性质有关。活性炭本身是非极性的,其含量及电荷随原料组成、活化条件不同而异,低温活化(< 500℃)的碳可以生成表面酸性氧化物,水解后可以放出H+。
1前言 据统计，我国每年排出的工业废水约为8×108m3，其中不仅含有氰化物等剧毒成分，而且含有铬、锌、镍等金属离子。废水的处理方法很多，主要有化学沉淀法、电解法和膜处理法等，本文介绍的是活性炭吸附法。活性炭的表面积巨大，有很高的物理吸附和化学吸附功能。因此活性炭吸附法被广泛应用在废水处理中。而且具有效率高，效果好等特点。 2活性炭 活性炭是一种经特殊处理的炭，具有无数细小孔隙，表面积巨大，每克活性炭的表面积为500-1500平方米。活性炭有很强的物理吸附和化学吸附功能，而且还具有解毒作用。解毒作用就是利用了其巨大的面积，将毒物吸附在活性炭的微孔中，从而阻止毒物的吸收。同时，活性炭能与多种化学物质结合，从而阻止这些物质的吸收。 2.1活性炭的分类 在生产中应用的活性炭种类有很多。一般制成粉末状或颗粒状。 粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不能重复使用。 颗粒状的活性炭价格较贵，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理方便。因此在水处理中较多采用颗粒状活性炭。 2.2活性炭吸附 活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面对水中的一种或多种物质的吸附作用，以达到净化水质的目的。
2.3影响活性炭吸附的因素 吸附能力和吸附速度是衡量吸附过程的主要指标。吸附能力的大小是用吸附量来衡量的。而吸附速度是指单位重量吸附剂在单位时间内所吸附的物质量。在水处理中，吸附速度决定了污水需要和吸附剂接触时间。 活性炭的吸附能力与活性炭的孔隙大小和结构有关。一般来说，颗粒越小，孔隙扩散速度越快，活性炭的吸附能力就越强。 污水的pH值和温度对活性炭的吸附也有影响。活性炭一般在酸性条件下比在碱性条件下有较高的吸附量[2].吸附反应通常是放热反应，因此温度低对吸附反应有利。 当然，活性炭的吸附能力与污水浓度有关。在一定的温度下，活性炭的吸附量随被吸附物质平衡浓度的提高而提高。 3活性炭在污水处理中的应用 由于活性炭对水的预处理要求高，而且活性炭的价格昂贵，因此在废水处理中，活性炭主要用来去除废水中的微量污染物，以达到深度净化的目的。 3.1活性炭处理含铬废水 铬是电镀中用量较大的一种金属原料，在废水中六价铬随pH值的不同分别以不同的形式存在。 活性炭有非常发达的微孔结构和较高的比表面积，具有极强的物理吸附能力，能有效地吸附废水中的Cr(Ⅵ).活性炭的表面存在大量的含氧基团如羟基(-OH)、羧基(-COOH)等，它们都有静电吸附功能，对Cr(Ⅵ)产生化学吸附作用。完全可以用于处理电镀废水中的Cr(Ⅵ)，吸附后的废水可达到国家排放标准。
生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言 氮和磷是生物的重要营养源，随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用，天然水体中氮、磷含量急剧增加，水体中蓝藻、绿藻大量繁殖，水体缺氧并产生毒素，使水质恶化，对水生生物和人体健康产生很大的危害。然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污（废）水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；在好氧生物处理中，生活污水经生物 降解，大部分的可溶性含碳有机物被去除。同时产生N NH -3、N NO --3和- 34PO 和-24 SO ，其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞，通过排泥得到去除；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物，能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准。因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要。 2 生物脱氮除磷机理 2.1 生物脱氮机理 污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝 态氮，即，将3NH 转化为N NO --2和N NO --3。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转 化为氮气，即，将N NO -- 2（经反亚硝化）和N NO --3（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的[1]。 ○ 1硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+ 硝化——全程硝化（亚硝化+硝化）：O H HNO O NH 22235.1+???→?+亚硝酸菌 3225.0HNO HNO O ??→?+硝酸菌 ○ 2反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮：O H N HNO NH 22232+→+ ][35.122233H O H N HNO NH ++→+
污水处理工艺中如何进行脱氮除磷？ 氮、磷的主要危害：一是受纳水体富营养化；二是影响水源水质，增加给水处理成本；三是对人和生物有一定的毒害。 生物脱氮分为三步： 1、氨化作用，即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。在普通活性污泥法中，氨化作用进行得很快，无需采取特殊的措施。 2、硝化作用，即在供氧充足的条件下，水中的氨氮首先在亚硝酸钠的作用下被氧化成亚硝酸盐，然再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。为防止生长缓慢的亚硝酸细菌和硝酸细菌从活性污泥系统中流失, 要求很长的污泥龄。 3、反硝化作用, 即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。这一步速率也比较快, 但由于反硝化细菌是兼性厌氧菌, 只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化, 因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境( 好氧池的混合液回流到缺氧池) 。 生物除磷原理 所谓生物除磷, 是利用聚磷菌一类的微生物, 在厌氧条件下释放磷。而在好氧条件下, 能够过量地从外部环境摄取磷, 在数量上超过其生理需要, 并将磷以聚合的形态储藏在菌体内, 形成高磷污泥排出系统, 达到从污水中除磷的效果。 可分为三个阶段，,即细菌的压抑放磷、过渡积累和奢量吸收。 首先将活性污泥处于短时间的厌氧状态时,储磷菌把储存的聚磷酸盐进行分解,提供能量,并 大量吸收污水中的BOD、释放磷( 聚磷酸盐水解为正磷酸盐) ,使污水中BOD 下降,磷含量升高。然后在好氧阶段,微生物利用被氧化分解所获得的能量,大量吸收在厌氧阶段释放的磷和原污水中的磷,完成磷的过渡积累和最后的奢量吸收,在细胞体内合成聚磷酸盐而储存起来,从而达到去除BOD 和磷的目的。 脱氮除磷工艺 1、传统A2/O 法即厌氧→缺氧→好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区的过程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有机物、氮和磷得到去除。原污水的碳源物质(BOD)首先进入厌氧池聚磷菌优先利用污水中易生物降解有机物成为优势菌种,为除磷创造了条件,然后污水进入缺氧池,反硝化菌利用其它可利用的碳源将回流到缺氧池的硝态氮还原成氮气排入到大气中, 达到脱氮的目的。 2、氧化沟工艺是一种污水处理工艺形式，因其构造简单、易于维护管理，很快得到广泛应用。主要有Passveer单沟型、Orbal同心圆型、Carrousel循环折流型、D型双沟式和Ｔ型三沟式等。传统Passveer单沟型和Carrousel型氧化沟不具备脱氮除磷功能，但是在Carrousel氧化沟前增设厌氧池，在沟体内通过曝气装置的合理设置形成缺氧区和好氧区，形成改良型氧化沟，便具备生物脱氮除磷功能。 3、SBR 法是间歇式活性污泥法，降解有机物，属循环式活性污泥法范围，主要是好氧活性污泥，回流到反应池前部的污泥吸附区，回流污泥中硝酸盐得以反硝化在充分条件下可大量吸附进水中的有机物达到脱氮除磷的效果。 随着对脱氮除磷机理的深入探究，新工艺的不断出现及其可行性, 为水处理工艺提供了新的理论和思路。但社会的可持续发展给污水脱氮除磷处理提出了越来越高的要求，污水处理已不仅限于满足排放标准,更要考虑污水的资源化和能源化的问题,必须朝着最小的COD 氧化、最低的氮磷排放量、最少的剩余污泥排放等可持续污水处理工艺的方向发展。而生物学及其技术的发展,能使生物脱氮除磷工艺得到更大的发展。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d29506999.html, 活性炭吸附在废水处理中的应用 作者：徐瑞萍 来源：《西部论丛》2018年第12期 活性炭是一种黑色多孔的固体吸附剂。早期由木材、硬果壳或兽骨等经炭化、活化制得，后来加入煤的组分或者均匀的煤粒炭化、活化制的。主要成分为碳（含量为87-97%），并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素，还有少量无机矿物质。 活性炭吸附主要包括物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。活性炭最早用于去除生活用水的臭味。沼泽水常带土味，湖泊和水库水常带藻类形成的臭味，用活性炭处理最为有效活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，如酚、苯、氯、三卤甲烷等。此外，对废水中含重金属银、镉、、锑、砷、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。 1、改性活性炭处理含油废水 刘宏菊等改进了活性炭对含油废水的处理，采用溶胶-凝胶法制备活性炭负载型的TiO2复合光催化剂，处理华北油田采油废水，光照80min，COD的去除率可达65.3%，采油废水中大多有机物都得到不同程度的降解，光催化性能较好。 2、焦化废水的处理 尚会建等用活性炭催化臭氧化处理模拟废水，设置最初模拟废水为氨氮质量浓度为 35mg/LpH为11.0的条件下，实验发现，活性炭加入10g/L，臭氧流量为30mg/min，反应 90min后，氨氮去除率可达97.6%，处理后的模拟废水氨氮浓度可下降至0.84mg/L甚至更低。活性炭可重复使用5次，且氨氮去除效率变化不大。 杨德敏等通过实验研究发现：臭氧-活性炭联合工艺可较好的处理焦化废水，其中活性炭投加量、臭氧投加量以及待处理溶液的初始浓度对实验影响较大，溶液初始 pH 值为 10.25、 臭氧投加量为 7.5 mg /min、活性炭投加量50 g /L、反应时间为30 min 时，为最佳条件。在该条件下处理焦化废水，经处理出水 COD 由 145. 36 mg /L降至 38.50 mg /L，去除率达到 73.51%。实验自制活性炭，稳定性好，可反复使用10次之多，COD去除率仅降低了 2.66%。 曲晓萍等活性炭处理焦化废水时，联合微波辐射技术，研究反应最佳条件，结果表明3g 活性炭与50mL焦化废水混合，在微波辐射功率700W，处理6min，废水中COD去除率可达77%。该方法改变了传统废水处理方式，使处理方法变得简易有效，而且处理时间短，所需设备简单，操作方便。 3、改性活性炭处理高盐废水
污水除磷工艺比较与选择 化学除磷 1. 1.1 化学除磷原理 化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类（如磷酸盐）反应生成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅是沉析反应，同时还发生着化学絮凝作用，即形成的细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。 1.2 化学除磷药剂 为了生成非溶解性的磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物，但出于经济原因考虑，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂，反应生成不溶于水的磷酸钙。 表1 污水净化常用药剂
铝盐的混凝沉淀 Al 2(SO 4 ) 3 + 6H 2 O----2Al(OH) 3 +3SO 4 2-+6CO 2 Al 2 (SO 4 ) 3 + 2PO 4 ----2AlPO 4 +3SO 4 2- 在pH为6.0—6.5的条件下，每1mol的磷需要加铝1.5-3.0 mol。如果水显碱性，在加铝之前应先降低pH以减少Al(OH) 3 沉淀。 铁盐的混凝沉淀 Fe 2(SO 4 ) 3 + 3HCO 3 ----Fe(OH) 3 +2SO 4 2-+3CO 2 Fe3+ + PO 43----FePO 4 ↓pH=5～5.5 每1mol磷需要加铁（Fe3+) 1.5—3 mol，最佳pH为5.0。 对磷含量为5mg/l左右的二级处理水，通过投加100－200mg/l的氯化铁 （ FeCl 3.6H 2 O)就可以得到90％以上的磷去除率。 金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。
污水处理生物除磷工艺 （一）缺氧好氧活性污泥法(A/O工艺） 当以除磷为主时，可采用无内循环的厌氧/好氧工艺，基本工艺流程如下图所示。 厌氧/好氧工艺流程 1. 设计参数 A/O工艺生物除磷设计参数见下表 A/O工艺生物除磷设计参数 2. 工艺计算 缺氧好氧活性污泥法生物除磷的工艺计算包括厌氧池（区）容积、好氧池（区）容积。具体计算公式见下表。
A/O工艺生物除磷容积基计算公式 （二）弗斯特利普( Phostrip) 除磷工艺 Phostrip工艺是由Levin在1965年首先提出的，该工艺是在回流污泥的分流 管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构成的，其工艺流程见下图。
该工艺将在常规的好氧活性污泥法工艺中增设厌氧释磷池和化学沉淀池。工艺流程为：部分回流污泥（约为进水量的10%~20% )通过旁流进入厌氧池，在厌氧池中的停留时间为8~ 12h, 使磷由固相中释放，并转移到水中；脱磷后的污泥问流到好氧池中继续吸磷，厌氧池上清液含有高浓度磷（可高达100mg/L 以上），将此上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理生成磷酸钙沉淀，该含磷污泥可作为农业肥料，而混凝沉淀池出水应流入初沉池再进行处理。Phostrip工艺不仅通过高磷剩余污泥除磷，而且还通过化学沉淀除磷。该工艺具有生物除磷和化学除磷双重作用，所以Phostrip工艺具有高效脱氮除磷功能。 Phostrip工艺比较适合于对现有工艺的改造，只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可，且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。总之，Phostrip工艺受外界条件影响小，工艺操作灵活，脱氮除磷效果好且稳定。但该工艺存在流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。 四、厌氧／缺氧／好氧活性污泥法脱氮除磷工艺 需要同时脱氮除磷时，可采用厌氧／缺氧／好氧(A2/O)工艺，基本工艺流程如下图。 A2/O工艺脱氮除磷流程 （一）一般规定 进入系统的污水应符合下列要求： (1) 脱氮时，污水中的五日生化需氧量(BOD5 )与总凯氏氮(TKN)之比宜大于4 ; (2) 除磷时，污水中的BOD5与总磷( TP)之比宜大于17 ; (3) 同时脱氮、除磷时，宜同时满足前两款的要求； (4) 好氧池（区）剩余碱度宜大于70mg/L( 以碳酸钙CaC03计）；
活性炭过滤器在污水或废水处理中的应用 一、活性炭过滤器作用原理 活性炭过滤器的工作是通过炭床来完成的。组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比表面积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。此外活性炭表面非结晶部分上有一些含氧管能团，使通过炭床的水中之有机污染物被活性炭有效地吸附。 在吸附工作过程中在活性碳颗粒表面会形成一层平衡的表面浓度，在表面浓度的作用下可以把有机物质杂质吸附到活性炭颗粒内，通常使用活性碳过滤器初期的吸附效果非常好，但随着时间的加长，吸附能力会不断减弱，吸附效果也随之下降。通常如果水族箱中水质混浊，水中有机物含量高，活性炭很快就会丧失过滤功能。所以，使用活性碳过滤器进行水处理时应经常清洗并更换活性碳滤芯。 二、污水预处理过程中活性碳过滤器主要作用分析： 1、吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用; 2、去除清水中的砷，氢化物，硫化物，余氯等高分子化合物及锶，镭等放射性物质; 3、去除和杀死水中的细菌和大肠杆菌以及其它致癌物质; 4、能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解; 5、降低COD作用，可以进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI<5，TOC<2.Oppm。 三、影响活性炭过滤器吸附效果和使用寿命的主要因素分析 污染物的种类和浓度、气流在过滤材料中的滞留时间、空气的温度和湿度。活性炭过滤器是一种较常用的水处理设备，作为水处理脱盐系统前处理可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。 从制作角度来说，活性炭过滤器有碳钢衬胶材质和不锈钢材质，由于碳钢衬胶价格优惠，使用寿命长，所以碳钢活性炭在污水或废水处理中得到广泛的应用。
污水处理中的化学除磷 磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足要求。 化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应，所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。 FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl式1 污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。 在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐，也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。 根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因，用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。二价铁盐仅当污水中含有氧，能被氧化成三价铁盐时才能使用。Fe2+在实际中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或采用同步沉析工艺投加到曝气池中，其效果同使用Fe3+一样，反应式如式2、3。 Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6～7 式2 Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5～式3 与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应，所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量，反应式如式4、5。 Al3++3OH-→Al(OH)3↓式4 Fe3++3OH-→Fe(OH)3式5 金属氢氧化物会形成大块的絮凝体，这对于沉析产物的絮凝是有利的，同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，
污水处理生物脱氮除磷基本原理 国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物理处理方法研究，结果认为物理法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。因此，城市污水处理厂一般不推荐采用。从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步 实现工业化流程。目前，常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、SBR法、氧化沟法等。 ?生物脱氮原理 生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制，首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌左右变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。 由此可见，生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件： 硝化阶段：足够的的溶解氧，DO值在2mg/L以上，合适的温度，最好在20℃，不能低于10℃，，足够长的污泥泥龄，合适的PH条件。 反硝化阶段：硝酸盐的存在，缺氧条件DO值在0.2mg/L左右，充足碳源（能源），合适的PH条件。 生物脱氮过程如图5—1所示。 反硝化细菌 +有机物（氨化作用）（硝化作用）（反硝化作用）
?生物除磷原理 磷常以磷酸盐（H 2PO 4 -、HPO 4 2-和H 2 PO 4 3-)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除 磷就是利用聚磷菌，在厌氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷，并将其以聚合形态储藏在体内，形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。 生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的，因此，剩余污泥多少将对除磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。有报道称，当泥龄为30d时，除磷率为40%，泥龄为17d时，除磷率为50%，而当泥龄降至5d时，除磷率达到87%。 大量的试验观测资料已经完全证实，再说横无除磷工艺中，经过厌氧释放磷酸盐的活性污泥，在好氧状态下有很强的吸磷能力，也就是说，磷的厌氧释放是好氧吸磷和除磷的前提，但并非所有磷的厌氧释放都能增强污泥的好氧吸磷，磷的厌氧释放可以分为两部分：有效释放和无效释放，有效释放是指磷被释放的同时，有机物被吸收到细胞内，并在细胞内储存，即磷的释放是有机物吸收转化这一耗能过程的偶联过程。无效释放则不伴随有机物的吸收和储存，内源损耗，PH变化，毒物作用引起的磷的释放均属无效释放。 在除磷系统的厌氧区中，含聚磷菌的会留污泥与污水混合后，在初始阶段出现磷的有效释放，随着时间的延长，污水中的易降解有机物被耗完以后，虽然吸收和储存有机物的过程基本上已经停止，但微生物为了维持基础生命活动，仍将不断分解聚磷，并把分解产物（磷）释放出来，虽然此时释磷总量不断提高，但单位释磷量所产生吸磷能力随无效释放量的加大而降低。一般来说，污水污泥混合液经过2小时厌氧后，磷的释放已经甚微，在有效释放过程中，磷的释放量与有机物的转化量之间存在着良好的相关性，磷的厌氧释放可使污泥的好氧吸磷能力大大提高，每厌氧释放1mgP，在好氧条件下可吸收2.0~2.24mgP，厌氧时间加长，无效释放逐渐增加，平均厌氧释放1mgP，所产生的好氧吸磷能力降至1mgP以下，甚至达到0.5mgP。因此，生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要尽量避免PH的冲击，否则除磷能
污水处理工艺 1生物活性炭技术 活性炭吸附处理技术也是一种常用的中水回用技术，其实质是生物降解与炭的物理吸附两者的协调作用。1977 年活性炭就用于美国洛杉矶的POMONA 水再生厂[9]，并已正常运转20 多年。王占生[10]等以生物活性炭理论为基础，选用廉价的多孔性物质或惰性物质(比如陶粒或炉渣等) 来代替活性炭的一种新型工艺———颗粒填料生物接触氧化法,在城市污水深度处理中已经得到了成功的应用。研究表明，活性炭成功地起着双重作用———过滤和吸附，其中吸附以物理吸附为主，它主要去除SS、浊度、色度和有机物。如何有效提高活性炭的性能是活性炭吸附技术应用的关键。因此，近年来人们注重了对活性炭性能方面的研究，提出了活性炭纤维，微波制活性炭等各种方法，延长了活性炭的再生周期。 2膜生物反应器(MBR) MBR 作为一种新型的污水回用技术,它集生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离作用于一体。其工作原理[11]是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物,同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮,以除去污水中产生的异味(污水中的异味主要由氨氮产生) ,最后,通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水。其出水经消毒后可直接回用,甚至可回用于饮用水水源。[12，13]MBR 工艺与其他生物处理工艺相比具有[14]以下特点： （1）出水水质好。稳定性高膜过滤出水使得生物反应器内有较高的生物浓度，从而提高生物的降解能力和抗负荷冲击能力。同时，较长的污泥停留时间，使增殖速度慢的硝化菌等微生物在反应器内繁殖富集，有机物和氨氮的去除效果良好。另一方面，膜分离可以截留
小于膜孔径的有机大分子物质，由此使得滤后出水的各项指标很稳定。 （2）占地少。膜生物反应器系统无需二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。 （3）操作维护简单。膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。 （4）污泥处理费用低。系统污泥浓度高，泥龄长，排泥量少。MBR 在发达国家的污水回用工业中已经得到了很好的应用，缺点[15]是膜本身成本高，操作系统复杂以及运行成本较高，阻碍了其在小区生活污水回用处理中的应用。 3生物接触氧化法 生物接触氧化技术是一种在上世纪70 年代被研究者们开发出来的污水处理技术。生物接触接触氧化技术在水处理技术比较发达的日本,美国等国家已经得到了迅速发展和广泛的应用。我们国家学者在上世纪70 年代开始对生物接触氧化技术进行深入的研究和实际应用。到目前生物接触氧化技术已经被广泛的应用在我国水处理工程的各个领域。 生物接触氧化法（biological contact oxidation process）是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。BCO 技术是介于活性污泥法和生物膜法之间的生物处理技术,在填料表面上培养微生物,形成生物膜,并采用与曝气池相同的曝气方法向微生物供养,水流过时与填料上的生物膜接触,通过微生物代谢作用降解水中污染物以达到净化的目的
摘要：介绍了目前国内处理含磷废水的主要方法,包括沉淀法、吸附法、和生物法，以及综述各种处理高浓度含磷废水的方法，包括传统的生物法、化学法和近年来新开发的电解法、钙法和SBR 强化生物法等单一工艺法，以及絮凝沉降-粉煤灰吸附法、化学沉淀-混凝气浮-活性炭吸附法和陶瓷膜混凝反应法等。 关键词：含磷废水、磷的形态、化学方法、钙法、炉渣、石灰、化学方法特点、生物法、物理化学法。 前言 水中磷、氮等元素超标，会加速水体的富营养化，这种现象在我国较为严重，给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害。氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。因此，如何有效降低污水中磷的浓度，对消除污染，保护环境，具有十分重要的意义。 目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物法如 A/O，A 2/O，UCT 工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水；化学法和物理化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水。 然而，有许多工业生产过程中经常出现一些高浓度的含磷废水。高浓度含磷废水在目前的研究中并没有严格的定义，一般认为只要是高于生活废水中的含磷量或者总磷浓度在100mg/L 以上就称为高浓度废水。高浓度含磷废水难以应用单一的生物法或化学法进行去除，即便能去除也会对整个单一的生物法或化学法处理工艺造成极大的负担，使整个处理工艺处理效果降低或者无法连续运行。 第一章水体中磷的来源 排放到湖泊中的磷大多来源于生活污水、工厂和畜牧业废水、山林耕地肥料流失以及降雨降雪之中。与前几项相比，降雨和降雪中的磷含量较低。有调查表明，降雨中磷浓度平均值低于O．04 mg／L，降雪中低于O．02 mg／L。以生活污水为例，每人每天磷排放量大约在1．4～3．2 g，各种洗涤剂的贡献约占其中的70％左右。此外，炊事与漱洗水以及在粪尿中磷也有相当的含量。工厂磷排放主要来源于肥料、医药、金属表面处理、纤维染发酵和食品工业。在水域的磷流入量中，生活污水占43．4％为最大，其他依次为20．5％，29．4％与6．7％，生活污水43．4％工厂和畜牧业废水20．5％肥料流失29．4％降雪降水6．7％。 ·废水中磷的形态 废水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式存在，由于废水来源不同，总磷及各种形式的磷含量差别较大。典型的生活污水中总磷含量在3～15 mg／L(以磷计)；在新鲜的原生活污水中，磷酸盐的分配大致如下：正磷酸盐5 mg／L(以磷计)，三聚磷酸盐3 mg几(以磷计)，焦磷酸盐lmg，L(以磷计)以及有机磷 生物脱氮除磷工艺 第一节 概述 一、营养元素的危害 氮素物质对水体环境和人类都具有很大的危害，主要表现在以下几个方面： 氨氮会消耗水体中的溶解氧； 氨氮会与氯反应生成氯胺或氮气，增加氯的用量； 含氮化合物对人和其它生物有毒害作用：① 氨氮对鱼类有毒害作用；② NO 3- 和NO 2-可被转化为亚硝胺——一种“三致”物质；③ 水中NO 3-高，可导致婴儿患变性血色蛋白症——“Bluebaby ”； 加速水体的“富营养化”过程；所谓“富营养化”就是指水中的藻类大量繁殖而引起水质恶化，其主要因子是N 和P （尤其是P ）；解决的办法主要就是要严格控制污染源，降低排入水环境的废水中的N 、P 含量；对于城市废水来说，利用传统的活性污泥法进行处理，对N 的去除率一般只有40%左右，对磷的去除率一般只有20~30%。 二、脱氮的物化法 1、氨氮的吹脱法： -++?+OH NH O H NH 423 2 2每 3 采用斜发沸石作为除氨的离子交换体。 出水 折点加氯法脱氯工艺流程 1、铝盐除磷 4343AlPO PO Al →++ + 一般用Al 2(SO 4)3，聚氯化铝（PAC ）和铝酸钠（NaAlO 2） 2、铁盐除磷：FePO 4 Fe(OH)3 一般用FeCl 2、FeSO 4 或 FeCl 3 Fe 2(SO 4)3 3、石灰混凝除磷 O H PO OH Ca HPO OH Ca 23452423))((345+→++--+ 向含磷的废水中投加石灰，由于形成OH -，污水的pH 值上升，磷与Ca 2+反应，生成羟磷灰石。 第二节 生物脱氮工艺与技术 一、活性污泥法脱氮传统工艺 1、Barth 提出的三级活性污泥法流程： 第一级曝气池的功能：① 碳化——去除BOD 5、COD ；② 氨化——使有机氮转化为氨氮； 第二级是硝化曝气池，投碱以维持pH 值； 第三级为反硝化反应器，可投加甲醇作为外加碳源或引入原废水。 该工艺流程的优点是氨化、硝化、反硝化分别在各自的反应器中进行，反应速率较快且较彻底；但七缺点是处理设备多，造价高，运行管理较为复杂。 2、两级活性污泥法脱氮工艺 与前一工艺相比，该工艺是将其中的前两级曝气池合并成一个曝气池，使废水在其中同时实现碳化、氨化和硝化反应，因此只是在形式上减少了一个曝气池，并无本质上的改变。 二、缺氧——好氧活性污泥法脱氮系统（A —O 工艺） 含磷废水的处理方法 目前,国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物法如A/O、A2/O、UCT工艺,主要适合处理低浓度及有机态含磷废水。化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺,主要适合处理无机态含磷废水,其中混凝沉淀与结晶综合处理技术可以处理高浓度含磷废水,除磷率较高,是一种可靠的高含磷废水处理方法。 1. 生物法 20世纪70年代美国的Spector发现,微生物在好氧状态下能摄取磷,而在有机物存在的厌氧状态下放出磷。含磷废水的生物处理方法便是在此基础上逐步形成和完善起来的。目前,国外常用的生物脱磷技术主要有3种:第一,向曝气贮水池中添加混凝剂脱磷;第二,利用土壤处理,正磷酸根离子会与土壤中的Fe和Al的氧化物反应或与粘土中的OH-或SiO22-进行置换,生成难溶性磷酸化合物;第三种方法是活性污泥法,这是目前国内外应用最为广泛的一类生物脱磷技术。生物除磷法具有良好的处理效果,没有化学沉淀法污泥难处理的缺点,且不需投加沉淀剂。对于二级活性污泥法工艺,不需增加大量设备,只需改变运转流程即可达到生物除磷的效果。但要求管理较严格,为了形成VFA,要保证厌氧阶段的厌氧条件。 张林生等采用石灰沉淀结晶法处理高浓度含磷废水取得成功,该法结合了沉淀法与结晶法的优点,克服了两者的缺点,具有很好的发展前1/ 4 景。实验结果与工程实践表明,该法处理含磷废水除磷效率高,出水水质稳定,且可回用。 2. 化学沉淀法 通过投加化学沉淀剂与废水中的磷酸盐生成难溶沉淀物,可把磷分离出去,同时形成的絮凝体对磷也有吸附去除作用。常用的混凝沉淀剂有石灰、明矾、氯化铁,石灰与氯化铁的混合物等。影响此类反应的主要因素是pH、浓度比、反应时间等。 为了降低废水的处理成本,提高处理效果,学者们在研制开发新型廉价高效化学沉淀剂方面做了大量工作。王光辉发现,原水含磷 10mg/L时,投加300mg/L的Al2(SO4)3或90mg/L的FeCl3,可除磷70%左右,而在初沉时加入过量石灰,一般总磷可去除80%左右。他根据化学凝聚能增加可沉淀物质的沉降速度,投加新型净水剂碱式氯化铝,沉降效果达80%～85%,很好地解决了生产用水的PO43-污染问题。混凝沉淀法是一种传统的除磷方法,具有简便易行,处理效果好的优点。但是长期的运行结果表明,化学沉淀剂的投加会引起废水pH 值上升,在池子及水管中形成坚硬的垢片,还会产生一定量的污泥。另外,研究表明:除磷效率对应沉淀剂剂量的曲线是指数型的,当化学沉淀剂超出一定量,曲线即达到停滞期。所以,试图用沉淀法将废水中磷的质量浓度降到0.1mg/L以下,是不太经济的。 丛广治等主持的大连开发区污水厂A/O改造实践表明,系统在下列参数下可取得较好的净化效果:BOD5负荷为0.2～0.3kg/(kgMLSS·d),TP 负荷为(2.8～3.0)×10-3kg/(kgMLSS·d)。厌氧段容积∶好氧段容积 2/ 4 活性炭吸附技术在水处理中的应用 顾斌 （南京林业大学，南京江苏 210037） 摘 要：本文将着重讲述活性炭的特性以及活性炭吸附技术在水处理中的应用情况。 关键字：活性炭，活性炭纤维，水处理 1. 引用 活性炭作为一种比较特殊的碳质材料，以其发达的孔隙结构、巨大的比表面积、良好的稳定性质、很强的吸附能力以及优异的再生能力，被广泛应用于环保等各个领域，文章将着重介绍活性炭吸附技术在水处理中的应用。 2. 活性炭的物理化学特性 2.1 活性炭（AC）活性炭是常用的一种非极性吸附剂，性能稳定，抗腐蚀，故应用广泛。它是一种具有吸附性能的炭基物质的总称。把含碳的有机物质加热炭化，去除全部挥发物，在经药品（如ＺｎＣｌ２等）或水蒸汽活化，制成多孔性炭素结构吸附剂。活性炭有粉状和粒状两种，工业上多采用粒状活性炭。由于原料和制法的不同，其孔径分布不同，一般分为：碳分子筛，孔径在１０×１０－１０ｍ以下；活性焦炭，孔径２０×１０－１０以下；活性炭，孔径在５０×１０－１０ｍ以下［１］。 2.2 活性炭纤维（ACF）活性炭纤维是一种新型吸附功能材料，它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料，经炭化和活化制的。与活性炭相比较特有的微孔结构，更高的外表面和比表面积以及多种官能团，平均细孔直径也更小，通过物理吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处理、水净化领域得到了广泛应用。纤维状活性炭微孔体积占总孔体积９０％左右，其微孔孔径大部分在１ｎｍ左右，没有过度孔和大孔。比表面积一般为６００～１２００ｍ２／ｇ，甚至可达３０００ｍ２／ｇ。活性炭纤维脱附再生速率快，时间短，且其性能不变，这一点优于活性炭。与活性炭一样，活性炭纤维吸附时无选择性，主要用于吸附有机污染物，一般用于炼油厂综合废水处理［２］。 3. 活性炭的吸附作用与吸附形式 3.1 活性炭处理活性炭处理指利用活性炭作为吸附剂和催化剂载体的有关过程［３］。主要应用于生活饮用水深度净化，城市污水处理，工业废水的处理。 3.2 吸附作用与吸附形式[4] 将溶质聚集在固体表面的作用称为吸附作用。活性炭表面具有吸附作用。吸附可以看成是一种表面现象，所以吸附与活性炭的表面特性有密切关系。活性炭有巨大的内部表面和 - 1 - 在我国工业的快速发展中，工业污染问题也逐渐成为了一个无法逃避的问题，工业污水的处理就是工业污染问题处理的一个重要的方面。活性炭在环境处理方面就有很好的表现，污水处理活性炭在工业污水处理方面有重要的作用，污水处理活性炭在工业污水处理方面有很高的效率。下面我来给大家简要分析一下污水处理活性炭的特性以及市场价格。 污水处理活性炭，主要用于污水处理，可有效除臭，脱色，有效去除水质里面的有害物质, 颗粒活性炭选用无烟煤为原料用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。具有发达的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点；用于有毒气体的净化，废气处理，工业和生活用水的净化处理，溶剂回收等方面。 污水处理用的活性炭，要求过渡孔（半径20~1000A）较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。活性炭的粒度越小吸附速度越快， 但水头损失要增大，一般在8~30目范围较宜，活性炭的机械耐磨强度，直接影响活性炭的使用寿命。因此污水处理活性炭的价格与其孔径有重要的关系。 在水处理中，被吸附质的分子直径要比气相吸附中被吸附质的分子直径大得多，所以用于水处理的活性炭，就会要求大孔和中孔要有适当的比率且要有发达的微孔。 在具体污水处理时，投加的活性炭的比表面积越大，孔径越发达，那么在污水脱色除臭降COD方面效果会更好。所以在水处理的时候，选择使用300目左右的活性炭可以在用量上有更大的节省。 污水处理活性炭在市面上的价格大概在4700元每吨。 山东南科活性炭有限公司--专门从事各类专用活性炭研发、生产与销售，位于山东省淄博市。公司以诚信为本，保质保量，互利共赢的原则与各大企业亲密合作，共同发展。配有售前技术咨询，高速的货物配送，过硬的产品质量与贴心的售后服务深受顾客青睐。公司在全国有湖南、宁夏、云南三个生产基地，主要以椰壳果壳及木炭木屑、水处理生物脱氮除磷工艺
含磷废水的处理方法
活性炭吸附技术在水处理中的应用
污水处理活性炭价格
相关主题
文本预览