污水处理技术工艺

城市黑臭河道快速处理技术

发布日期:2019-01-31 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

目前城市黑臭的情况与“水十”的目标要求之间存在巨大差距,这已成为未来全国水环境改善的热点问题。但是,由于污染的复杂原因,也形成了一系列技术问题。那么,现在中国的城市污水处理成就令人满意,但为什么到处都有黑色和有气味的水体呢?黑臭水体管理的任务是如此沉重,如此多的技术,如何选择?

在城市形成和发展过程中,城市河流作为资源和环境的重要载体,关系到城市的生存,制约着城市的发展,是影响城市风貌和美化环境的重要因素。城市河流不仅提供水源、交通、防洪、排水,还调节气候,减少污染等生态环境效应。社会福利是无法估量的。但人们随意排放污水,城市河流逐渐成为污水管道。城市河流黑臭,严重影响了河流的生态健康。因此,研究高效、生态、广泛、低毒、可持续、快速的减少河流有机污染的技术,改变河流污染状况,可以更好地促进社会发展和生态环境建设。

作为快速城市化的后遗症,黑姚渡河、垃圾河和泥浆河目前已成为大多数城市的病害。而这些水就在我们的房子前面,因为可以看到,触摸,闻到,和我们的环境感觉是直接相关的,群众抱怨这个,反应很强烈。

分析病因,找出底数是消除黑臭河的前提。黑臭水的形成不是一朝一夕的事,其原因各不相同,主要有几个方面:一是有机污染超载。这是由于排放了生活和工业污水。二是底泥和底泥的再悬浮。城市河流污染的特点是水质污染严重,底泥污染严重,对河流造成二次污染。第三,水的热污染。火电厂的冷却水直接排放到天然水中,导致水温升高,水中溶解氧减少,水体发臭。四是重金属污染。低氧使河水中的铁、锰等重金属减少,水中硫离子形成硫化亚铁,使水中呈现黑色。第五,许多城镇缺乏径流、河流自净损失等。

1.城市河流有机污染快速还原技术研究

从物理方法、化学方法和生物方法三个方面,物理方法可以有效去除水体中的黑色和异味,如人工曝气、底泥疏浚、化学强化混凝去除水中有机污染物,生物方法包括微生物强化技术、生物膜法等。

1.1物理法

物理方法常用于早期治理,污染源单一,河道水量大,可就地治理河流。物理方法虽然有效,但只能暂时去除水体污染,对突发性和困难性河流污染有较好的治理效果。

(1)人工曝气

河流自净能力与溶解氧浓度有关.当河流被污染时,过量的有机物被厌氧分解,导致黑臭物质的突然增加。人工曝气利用天然河道就地处理污水。在氧的输送、迁移和扩散过程中,河道由单纯的大气复氧转变为主动复氧。有毒污染物大量降解,黑臭水体减少,藻类开始生长。生态系统正在逐渐恢复。人工曝气是一种投资少、效果快、无二次污染的河流污染治理技术。

气体转移是人工曝气系统的重点。曝气系统通过气体扩散到气液表面或通过半透膜的溶解气体将氧气输送到缺氧水体。它包括一个机房,一个空气扩散器和相关的管道。曝气装置,通常是气液表面,通过搅拌或涡流,或分配器和多孔材料释放气体形成,其中微孔还可以减少挥发性有机物剥离和通气过程中的热损失,并且普通曝气系统是纯净的。氧气曝气系统,鼓风机 - 微孔空气管道曝气系统,叶轮吸气流动曝气机,水下射流曝气。河流人工曝气技术有两种形式:固定氧合站和移动氧合平台根据不同的建立模式。固定氧合站一般是固定曝气装置,在河段进行曝气和曝气。移动式氧合平台是一个可自由移动的曝气和曝气设施,在河段安装有类似的曝气容器。 1980年,英国有关部门在河流中放置了一条30吨/天的曝气船。平均每天将5-7吨纯氧溶解在河水中,有效地解决了河流中快速缺氧的情况。

(2)底泥疏浚

受污染的河流和湖泊正在积聚有毒的有机物。当有外部影响时,沉积物中会释放大量被污染的有机物,河流水质受到严重污染。结果表明,有效的泥沙治理直接影响河道整治效果。泥沙清淤可以通过人工机械清除泥沙量大、污染严重的江河湖泊中的泥沙,迅速转移大量营养物质、难降解的有害化学品和细菌表面沉积物,逐步恢复水体的自净能力。

河道湖泊疏浚已被广泛应用,国外的生态疏浚主要是从河流、浅水湖泊、水库和港口中去除重金属和多氯联苯(多氯联苯、多氯联苯)等持久性有机污染物。例如,美国在安大略省伊利湖和湖南省进行了部分或大规模的泥沙疏浚工程,以迅速减少湖泊的黑和臭味。

在疏浚实施过程中,疏浚过程的外部干扰程度和污染物释放量。对HytylinenT、OikariA等进行了模拟,预测了疏浚泥沙的潜在释放风险。根据不同的土壤水分比,制备了7种沉积物和湖水悬浮物.土壤水分比越高,水体中多环芳烃含量越高。结果表明,再悬浮度越高,污染物解吸越多。

疏浚的形式也对沉积物的疏浚有很大的影响。螺旋环保铰刀疏浚船精度5cm,有效防止污染扩散,沉积物释放率低,适应不同土质,高效,低能耗,在国内外得到广泛应用。排水疏浚精度高,污泥残留率高,疏浚质量难以保证。

考虑到湖泥保护层和污染泥浆处置的数量和成本,施工精度一般在5-10cm之间。疏浚后的泥沙可通过泥浆泵推送到较远的堆积区。弗林特等人。使用标准化沉积物净化沉积物,以评估疏浚对浮游初级生产力的影响。结果表明,疏浚物浓度过高会影响藻类的光合作用和沉积物中可溶性成分的生物利用度。

无论采用何种疏浚方法,底泥疏浚都能通过迁移迅速降低水体中持久性有机污染物的含量,但长期无法控制水体中有机物的污染,底栖生物的种类和生物量不断减少。有些河流比处理前污染更严重。

1.2化学法

(1)强化混凝

化学方法包括强化法、杀藻剂法和活性炭法,其中EPA推荐的强化混凝法是去除有机物的最佳方法。天然水体中的混凝现象对水质变化有显著影响。水体中的颗粒物和溶解的有毒物质通过自然混凝和沉淀进行运输和转化,逐渐恢复水体的健康。混凝过程可分为压缩双层、吸附电中和、吸附桥建造和泥沙捕集四种类型。

通过增加凝结剂的剂量来提高有机物去除率的方法是增强凝结技术。与常规混凝相比,强化混凝可有效去除有机污染物和浑浊。水体中黑色气味的原因是腐殖质,硫化铁胶体和悬浮颗粒。凝结剂通过中和带负电荷的腐殖质,吸附桥接和共沉淀,有效地中和水中的有机物污染和黑色气味。

对于不同的化学混凝剂,胶体失稳、混凝或絮凝是不同的。常用的絮凝剂有无机、有机高分子和表面活性剂,如聚丙烯酰胺和聚氯化铝(PAC)。氯化镁使用较少,主要是因为可能会引入杂质,但可以添加石灰和卤素等助凝剂,以去除镁离子,促进凝结和沉淀。聚合氯化铝是工业上常用的表面活性剂和润滑剂。在水处理中通过混凝去除浑浊度和可溶性有机物。阳离子水解物通常比铝盐或铁盐更有效。因为胶体在天然水中以负电荷的形式存在。强化混凝沉淀可以有效去除有机污染物,但混凝效果与有机物分子量有关。它常用于富营养化水体中,急性有机污染,效率高,短期效果明显,但混凝剂增加了泥沙量,不利于生态恢复,也容易破坏原有生态系统,适合水质和水量经常变化的河道。

IWW和NGK在实验室和小规模试验中对鲁尔河进行了混凝处理。结果表明,该河流的回收率高达96。6%Konieczny等人采用混凝法处理污染河流,并比较了三种混凝剂FeCl 3、Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3的处理效果。结果表明,在超滤膜前加入混凝剂可大大提高有机物的去除率。混凝剂的选择对有机物的去除率也有很大的影响。混凝去除率分别为Al2(SO4)3>Fe2(SO4)3>FeCl 3。

(2)药剂杀藻

当水体富营养化时,藻类的盛开和代谢会产生异味,造成水体的严重黑暗和臭味。藻类是一种典型的氯化消毒副产物前体,可用于控制藻类细菌.除微囊藻外,化学杀菌剂是一种快速有效的杀菌剂,但其它生物的副作用会加速藻毒素的释放,造成二次污染,破坏生态平衡。

杀菌剂去除藻类分为氧化型和非氧化型。在氧化剂中,液氯是最常见的,并且还使用次氯酸钠,二氯或三氯异氰尿酸。非氧化性杀真菌剂主要是金属化合物和重金属制剂,如铜,汞,锡,铬酸盐等。这些可对鱼类和植物等造成一定程度的损害,并具有致死和致癌作用,并且只能用作紧急处理。马军等。用高锰酸盐复合剂预处理受藻类污染的水。结果表明,高锰酸盐复合物大大提高了藻类去除效率,降低了紫外吸光度。

1.3生物法

生物法主要依靠细菌、真菌、无细胞酶和高等植物的自然代谢来降解环境污染物。通过恢复来加强生态系统是环境污染控制不可缺少的方法。与传统的理化方法相比,生物法具有明显的优势。污染物不会转移。将其应用于河流污染控制,可以有效、经济地控制环境和健康风险。

1.4微生物强化技术

微生物强化技术广泛应用于各种天然水体、水处理厂、污泥池等。治疗方法有多种,根据治疗部位可分为原位治疗和异位治疗两种。本文主要介绍了加固技术的现场处理.在污染水体中,人工添加有效的微生物/酶制剂或强化微生物生存环境技术(共代谢基质和辅助营养),促进本地微生物的生长和代谢,有效分解水体中的污染物,恢复水体生态系统。

(1)微生物菌剂法

微生物制剂是通过一系列驯化、筛选、诱变和基因重组技术降解有机污染的高效生物。在原有处理系统中加入少量高效细菌后,微生物驯化时间将大大缩短,可以减少水生态系统中的竞争和环境风险,并能长期保持生态健康。

污染水体中的微生物以自由状态降解有机污染物并附着在载体上形成高效生物膜,可分为本土微生物,外来微生物和基因工程菌,其中本土微生物制剂最有效。恢复水生生态系统。净化效果更具可持续性。在河流处理中存在许多类型的微生物剂,例如有效微生物(EM)技术,几丁质包被的微生物剂和液体清除剂。

在pH7.0和30oC温度下,培养微生物菌株去除苯酚废水。72小时后,废水对苯酚的去除率达到99.96%,对苯酚废水有较好的处理效果。采用梅花接种法,将庄景微生物引入无锡市徐溪河污染水体。结果表明,溶解氧对2 mg/L CODMn、TP和NH3-N的降解率分别为43%、56%和58%。治理黑臭河效果明显。用潘涌璋菌处理白云人工湖。9d后,COD去除率高达64~12d。10d后,氨氮去除率达97~9%,浊度去除率达98%。

微生物制剂可以快速控制河流中的有机污染,减少沉积物负荷,并且易于操作。大多数外国微生物产品用于河流污染控制。然而,当环境中的河流微生物充足时,添加过量的微生物剂。河流污染效率不高。

(2)酶制剂法

在生物修复中,由于河水的流动性、水生生态系统中原生微生物与外来微生物的竞争和对抗,微生物的连续净化效果不好。酶通过催化河流中有机污染物的降解,消除或转移这些可能的限制,提高水的生物降解能力。

以酶法处理河流污染,激活本地微生物,有效刺激水生态系统的内部循环供氧机制,促进水体中溶解氧的自然恢复,提高水体自净能力,实现从受损生态系统向良性生态系统的进化。

酶是一种具有催化降解功能的生物大分子。根据国际标准,酶可分为氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂解酶、异构酶、合成酶。根据化学成分的不同,可分为蛋白质酶和核酸酶。与非催化剂相比,具有特异性强、工作条件温和、效率高等特点。在污染控制方面,它不具有明显的环境健康遗传毒性,属于可生物降解的环境友好型物质,不引入外来微生物,不存在二次污染或污染物转移,在环境保护领域有着广泛的应用。适用于突发性河流有机污染,如高脂工业废水、生活污水、合成有机物、高分子聚合物等。一般来说,冻干酶粉可以催化有机污染物的降解,从而净化水体。GoelR等在间歇反应中加入了碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、葡萄糖苷酶、蛋白酶、脱氢酶等酶处理废水,如碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、葡萄糖苷酶、蛋白酶、脱氢酶等。在观察到酶活性的同时,90%的TOC在水中被降解。

酶催化活性受底物浓度和生物量的影响。当底物浓度太高时,酶反应速率受到抑制和降低,单酶的稳定性差,降解物质少。为了克服单酶,复合酶和固定化酶的不足,这种修饰酶制剂逐渐出现。固定化酶是指酶和载体的组合,以催化水不溶性状态的水降解。当废水中含有淀粉,蛋白质,脂肪等有机污染物时,可以在好氧和厌氧条件下利用固定化淀粉酶和蛋白酶。脂肪酶治疗。酚类废水也可以用固定的氧化酶处理。含有硝酸盐和亚硝酸盐的废水也可以用固定的硝酸盐还原酶,亚硝酸还原酶和一氧化氮还原酶处理。

复合酶主要由各种酶组成。表面活性剂作为溶剂,形成液体复合酶,能催化多种物质的降解,具有很高的效率。Lealmcmr等人通过添加固态发酵得到的酶对乳制品废水进行预处理。水解14小时后,出水COD下降90%。通过添加蛋白质、无机营养素等生物增强剂,不仅降低了降解成本,而且大大增加了微生物代谢和酶活性,快速降解污染物,促进了黑臭水有氧状态的恢复,已广泛应用于城市河流污染控制。南宁市竹排冲河生态修复60天后,COD去除率达到42.6%。相比之下,曝气和生物活化剂效果最好。COD、氨氮和总磷的去除率分别为46.8%、98.7%和73.37%,沉积物有机质的去除率也降低了10.5%。

1.5生物膜法

在河流、湖泊、湿地和其他天然水体中,有由各种微生物组成的生物膜。生物膜规则是为了加强河流的生物过程。生物膜附着在天然河床或人工添加的过滤材料或细菌絮凝颗粒上。此外,生物膜表面的原生动物能快速降解高浓度有机物。当河水流经生物膜、物理电荷、化学氢键吸附、生物吸附胞外酶[71]进入膜、微生物分泌酶和胞外酶降解污染物时,代谢直接从生物膜中排出。

生物膜可分为好氧生物膜法、厌氧生物膜法、好氧生物膜法。生物膜中的细菌生长时间长,可持续降解河流中的有机污染物。好氧生物膜一般控制在0.09~0.13mm的薄层范围内。膜载体分为固体载体和悬浮颗粒载体。固体载体适用于小河流,悬浮载体适用于大河和湖泊,既能补充源头的不完全污染拦截,又能降低末端控制压力。

用吴永红等人工膜净化武汉市汉阳区的月湖水。人工水草湖泊中藻类的生长受到明显抑制。 11天后,透明度从6cm增加到62cm,CODMn,总磷,总氮和氨氮。减少率分别为92.89%,49.25%,94.97%和70.15%。生物膜易受溶解氧,营养物浓度,微生物来源,温度,pH等因素的影响,适用于有机物和氨氮对水体的轻微污染。

【小结】

城市河流污染严重影响城市生态环境建设。这不仅需要有效的生态方法来控制河流污染,而且需要对处理过的河流进行长期的管理。生物处理技术具有良好的环境协调性,能长期保持河流的生态健康。微生物制剂和酶已部分用于污染河流的处理。然而,考虑到水的流动性和微生物对水质变化的敏感性,需要更多的研究来促进其应用。越来越多的治疗方法不局限于于单法。各种方法组合的效率远高于传统方法。为了长期治理河流污染,维护生态健康,还需要进一步的研究。

城市黑臭河道快速处理技术

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