污水处理技术工艺

谈可持续污水处理技术的发展

发布日期:2019-02-28 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

本文讨论了污水处理系统向污水处理-能源生产装置的转化过程。它包括将现代废物转化为能源的工厂,解释了水与能源之间的关系。报告还介绍了灰水的循环利用和发展中国家寻找利用和处理废水的方法的过程。

水文系统处理科学一直是环境工程的核心。古代社会以水为运输工具,将木材等货物运至下游,也是一种废物处理系统。随着文明的进步,人们认识到水含有大量的能量。村子里的人们沿着快河建起了磨坊,让水流的影响给磨坊供电。下一代建造了巨大的水坝来控制水来驱动涡轮机发电。在不久的将来,水系统将成为可持续社区新的生产性发电系统的一部分,主要是因为水可以避免使用不可再生和污染性矿物燃料。

1.能源与水的联系

环境工程师将热力学第一定律和第二定律应用于他们计划开发的每个项目。热力学第一定律指出,能量既不能被创造也不能被破坏。但是能量的形式可以改变。例如,涡轮中的动能可以转化为电能。热力学第二定律告诉我们,能量只能从高到低流动,就像水只能从山坡上流动一样。根据热力学第二定律,瀑布顶部的水有更多的能量。能量随着水从瀑布顶部流向水池而变化。流入瀑布底部盆地的水含有较少的能量。几百年来,人们一直利用这一原理为日常运行提供动力。流水的例子说明了另一种形式的能量,相对动能,势能。还没有流下瀑布边缘的水含有势能,一种能量储存的形式。当水流下瀑布时,它的势能降低,而动能增加,这就是运动的能量。

在历史上,水主要是作为一种能源来使用其动能。污水处理厂可以利用自然水流驱动设备。废水还以生物物质的形式提供了额外的能源。生物质指的是废水中动植物废物中的有机物。在污水工业中,生物质代表可以转化为其他形式的化学能源,如热能。

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2.发展中国家废水

世界上许多发展中国家与传染病的发病率很高,主要是因为他们的饮用水水质差,污水处理系统运作不好。供水、收集管、污水处理设施和消毒方法等基础设施的故障或缺乏将导致两个环节的泄漏和污染。由于人们的健康受到严重威胁,许多发展中国家长期以来一直在与贫困的基础设施抗争,使污水处理成为当务之急。

可持续的废水使用是一种产生能量的方法。处理厂的厌氧消化池提供了生产高能甲烷的最有效方法,但是一些村庄可能没有足够的资金将新的处理厂投入地面。废物处理罐提供了便宜的选择,因为它包含与处理厂厌氧消化罐类似的条件。处理槽最深处的好氧细菌耗尽氧气并提供厌氧条件。厌氧细菌自然生活在这些地方,因此建造污水处理池的成本很低。甲状腺功能亢进气体从池底产生,可以收集并通过管道输送到能源发电厂,因此池塘可以产生能量而不是消耗能量。

池塘表面常生长一层厚厚的藻类。不要试图清理藻类,而是清除藻类层,并将其放入一个小型厌氧消化池中以产生热量。事实上,池塘处理与机械厌氧消化池具有相同的优点:它可以帮助废物管理和处理,并循环营养。

3. 厌氧消化池

厌氧消化池是将废物放置在厌氧环境中以便厌氧细菌降解的任何设备或场所。在污水处理厂中,消化器是一个由数千加仑液体和半液体物质组成的大池。虽然这些地方也暴露在空气中,但在泻湖或池塘也可以用类似的方式进行废水消化。虽然上层的水溶解了一些氧气,但是深层的氧气要少得多,而且越深入,氧气就越少。如果厌氧消化池或池塘中没有混合物,氧气不会渗入深水,因此厌氧细菌可以发挥最佳作用。

自然厌氧分解发生在湿地、枯水、深水水体和淹水土壤中。厌氧消化可以自然发生。这些地区的细菌可以将有机物转化为最简单的化合物,从而使营养物质得以循环利用。

4. 灰水回用

灰水是指从水龙头中使用并从衣物中洗涤的那些淋浴,这些淋浴通常会流入下水道作为废物资源。可持续的废水处理包括灰水的回收和再利用,其通常被称为水再生。但是这些回收系统并不从厨房水槽或厕所收集水,因为在水中存在致病微生物,这可能对健康有害。

用于收集可持续房屋中的灰水的管道与厕所和厨房中的管道分开。收集后,建筑师必须选择如何以及在何处充分利用这些灰水。灰水的三个主要用途是:1灌溉用水; 2个冲水马桶; 3个家用灭火系统。

灰水的三种主要用途可能很快会用到两种新技术。首先是将废水引入建筑物附近的湿地,自然降解液体废物。这些人工湿地的工作原理与自然湿地相似,其中废物移动非常缓慢,植物和微生物有足够的时间降解这些有机物。

5. 生态废水处理

沼气收集是生态污水处理的重要组成部分,它对温室气体浓度控制具有重要影响。净化水的排放是污水工业的主要责任。环保局颁布了严格的法律,规定了废水处理后必须达到的质量。政府希望处理厂将处理过的废水的含量控制在预定的范围之内。无论处理厂是采用传统的污水处理方法还是将废水转化为能源的过程,这些成分都必须在epa验收范围内加以控制。废水处理有以下优点:易于安装和使用;大多数方法的能量需求不大;3除臭氧消毒、紫外线消毒和离子交换外,其他方法都很便宜。

6. 污水中的能量

可持续污水处理包括在处理厂运行过程中对副产品的再利用.典型的污水处理厂在发电和其他节能措施的运行方面有多种选择。规划良好的污水处理工艺具有以下优点:(1)重力下自然流动的水可作为能源;(2)厌氧消化过程中产生的甲烷和氢也可作为能源,为电厂提供动力;(3)反应过程中产生的热量可应用于其他生物处理过程,(4)废水处理厂的灰水和厕所可再生;消化污泥中的富营养污泥可用于工厂或当地农民。总之,各种物质在可持续废水处理中得到最大程度的利用。与今天的其他行业一样,污水处理行业正在寻找减少能源消耗的方法,同时满足更严格的污染控制要求。

污水处理遵循一个标准的工艺,处理后的污水经过再处理后安全地返回到环境中。几乎所有的现代污水处理厂在处理废水时都必须遵循以下步骤:(1)废水通过筛网除去大量固体;(2)废水进入沉砂池,在重力作用下,较重的废物颗粒沉到水中的底部;(3)水进入较大的沉淀池,较轻和较小的颗粒与水中缓慢分离;(4)水流入含好氧细菌的池中,通过连续流动的气泡消化有机物;(5)水进入另一个沉淀装置,流经滤池去除非常细小的颗粒;(6)加入可杀死水中细菌的水;(7)处理后的水可排放到环境中。

谈可持续污水处理技术的发展

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