小型農(nóng)村生活污水處理設備
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一、吸附原理和功能
1、原理
吸附法在廢水處理中主要用于脫除水中的微量污染物，包括脫色、除臭、去除重金屬、 去除溶解性有機物、去除放射性物質(zhì)等。在處理流程中，吸附法可作為離子交換、膜分離等方法的預處理，去除有機物、膠體物及余氯等；也可以作為二級處理后的深度處理手段，以滿足再生水水質(zhì)要求。
吸附過程可有效吸附濃度很低的物質(zhì)，具有出水水質(zhì)好、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，并且吸附劑可重復使用。但吸附法對進水預處理要求較髙，設備運轉(zhuǎn)費用較高。
吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的過程，具有多孔性質(zhì)的固體物質(zhì)與氣體或液體接觸時，氣體或液體中的一種或幾種組分會吸附到固體表面上。具有吸附功能的固體物質(zhì)稱為吸附劑，氣相或液相中被吸附物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。
吸附劑對吸附質(zhì)的吸附，根據(jù)吸附力的不同，可以分為三種類型：物理吸附、化學吸附和交換吸附。
①物理吸附
指吸附質(zhì)與吸附劑之間由于分子間力（范德華力）而產(chǎn)生的吸附。其特點是沒有選擇性，吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上，而能在界面一定范圍內(nèi)自由移動，因而其吸附的牢固程度不如化學吸附。物理吸附主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下，過程放熱較小，一般小于42kJ/mol，可以形成單分子層吸附或多分子層吸附。影響物理吸附的主要因素是吸附劑的比表面積和細孔分布。
②化學吸附
指吸附質(zhì)與吸附劑發(fā)生化學反應，形成牢固的化學鍵和表面絡合物，吸附質(zhì)不能在表面自由移動。化學吸附時放熱量較大，與化學反應的反應熱相近，約84~420kJ/mol。化學吸附有選擇性，即一種吸附劑只對某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用，一般為單分子層吸附。化學吸附通常需要一定的活化能，在低溫時吸附速度較小。這種吸附與吸附劑的表面化學性質(zhì)和吸附質(zhì)的化學性質(zhì)有密切的關(guān)系。
③交換吸附
指吸附質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點上，并置換出原先固定在這些帶電點上的離子。通常離子交換屬于此范圍影響交換吸附的重要因素是離子電荷數(shù)和水合半徑的大小。
在實際的吸附過程中，上述幾類吸附往往同時存在。例如某些物質(zhì)分子在物理吸附后， 其化學鍵被拉長，甚至拉長到改變這個分子的化學性質(zhì)。物理吸附和化學吸附在一定條件下 也是可以互相轉(zhuǎn)化的。同一物質(zhì)，可能在較低溫度下進行物理吸附，而在較髙溫度下進行化學吸附。
二、影響吸附的因素
影響吸附有多方面的因素，如吸附劑結(jié)構(gòu)、吸附質(zhì)性質(zhì)、吸附過程的操作條件等。
1、吸附劑的結(jié)構(gòu)
吸附劑的比表面積、孔結(jié)構(gòu)和表面化學性質(zhì)都對吸附有影響。吸附劑的比表面積越大， 則吸附能力越強。當然，對于一定的吸附質(zhì)，增大比表面積效果是有限的。對于大分子吸附質(zhì)，比表面積過大吸附效果反而不好，微孔提供的表面積起不到作用。
吸附劑內(nèi)孔的大小和 分布對吸附性能影響很大，孔徑太大，比表面積小，吸附能力差；孔徑太小，則不利于吸附質(zhì)擴散，并對直徑較大的分子起屏蔽作用。吸附劑在制造過程中會形成一定量的不均勻表面氧化物。一般把表面氧化物分成酸性和堿性兩大類。酸性氧化物對堿金屬氫氧化物有很好的吸附作用，堿性氧化物吸附酸性物質(zhì)。
2、吸附質(zhì)的性質(zhì)
對于一定的吸附劑，吸附質(zhì)性質(zhì)不同，吸附效果也不一樣。通常有機物在水中的溶解度 隨著鏈長的增長而減小，而活性炭的吸附容量隨著有機物在水中溶解度減少而增加。實際過程中往往多種吸附質(zhì)同時存在，它們之間會發(fā)生相互影響，比如相互競爭、相互促進或互不干找。
3、操作條件
吸附是放熱過程，低溫有利于吸附，高溫有利于脫附。
溶液的pH值對吸附也有影響。活性炭從水中吸附有機物的效果，一般隨著溶液pH值的增加而降低。另外，pH值對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)（分子、離子、絡合物等）及溶解 度有時也有影響，從而對吸附效果也有影響。
小型農(nóng)村生活污水處理設備在吸附操作中，應保證吸附劑與吸附質(zhì)有足夠的接觸時間，使吸附接近平衡。接觸時間短，吸附未達到平衡，吸附量小；接觸時間過長，設備的體積會很龐大。一般接觸時間為0.5~1.0h。目前該工程正在施工中，為調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和應對事故來水，新增工業(yè)廢水事故/調(diào)節(jié)池。工業(yè)廢水經(jīng)Fenton氧化預處理提高可生化性后，與生活污水一起進入“混合水解池-A/O池-二沉池”，生化去除大部分的COD。生化出水經(jīng)臭氧催化氧化處理進一步去除COD，然后經(jīng)砂濾去除SS，后經(jīng)紫外消毒后達標排放。擴建工程設計與原一期工程相比，增加了Fenton氧化預處理和臭氧催化氧化深度處理單元，能夠保障處理出水達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中的一級A標準。
(1)實驗結(jié)果表明，F(xiàn)enton氧化能有效地去除廢水中的COD，提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)生化處理。
(2)臭氧催化氧化能進一步降低生化出水COD，起到達標保障作用。
(3)在分析一期工程運行情況基礎(chǔ)上，通過實驗研究，該污水廠擴建工程(處理規(guī)模1.5萬m3/d)設計采用了“Fenton氧化+初沉池+A2/O+二沉池+臭氧催化氧化+砂濾+紫外消毒”的主體工藝。
多級活性污泥是由初采用天然土池作反應池而發(fā)展起來的，該技術(shù)在工藝設計上、池體結(jié)構(gòu)上、曝氣形式上、采用設備上，由于其處理效果好、工程造價低，被認為是一種很有實用價值生化處理工藝。某環(huán)保公司對此技術(shù)進行了消化、吸收、創(chuàng)新，同時在設備上做到全國產(chǎn)化，形成具有自身特色的一項，并成功將該技術(shù)運用到印染廢水處理。
柔性復合污水凈化技術(shù)是一種活性污泥污水處理技術(shù)，系統(tǒng)分為：調(diào)節(jié)—缺(厭)氧—好氧—沉淀—穩(wěn)定，幾個單元。整個系統(tǒng)連成一整體結(jié)構(gòu)，各池之間由隔墻或隔板隔開。由于為懸鏈曝氣池體可采用地下或半地下的土池結(jié)構(gòu)，附屬建(構(gòu))筑物，設在系統(tǒng)旁邊。