三级处理相关知识讲解.ppt

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一部分,上节课的内容简要回顾,二级处理的定义,厌氧的反应原理与形式,好氧的反应原理与形式,三级处理的定义,三级处理,(tertiary treatment of sewage),一级处理,是它通过机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。,二级处理,是生物处理，污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。,三级处理,是污水的深度处理，它将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道，作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源,世界上的应用,以色列,是地处大面积沙漠的国家，严重缺水，在污水回用方面处世界领先地位，通过立法规定“城市的每一滴水至少回用一次”，污水处理回用于工业、灌溉、城市绿化、冲刷。再生水42%用于灌溉、30%回灌地下，回灌到地下的水再抽至管网系统，循环再用。,中国,污水回用经三个阶段：,1985年之前起步,1986-2000年技术储备、工程示范,2001年以后实施节水纲要进入全面启动,北京、大连、长春、沈阳、青岛、秦皇岛、深圳、太原、邯郸等城市已设计污水回用工厂，在全国起示范作用,城市污水的三级处理,太湖的,富营养化,城市污水的三级处理,一、活性碳吸附,主要去除传统活性污泥法出流中的难降解化合物，残留的无机化合物，如氮、硫化物和重金属。,二、投加粉末活性炭的活性污泥工艺,该工艺是将活性炭直接加入曝气池中，使生物氧化与物理吸附同时进行。,城市污水的三级处理,投加粉末活性炭的活性污泥工艺流程图,城市污水的三级处理,三、化学氧化法,在废水的深度处理中，应用化学氧化法可去除氨氮，降低残留有机物的浓度及减少水中细菌和病毒的数量。,3.08.0,1.03.0,范围,6.0,降低COD浓度,臭氧,2.0,降低BOD,5,浓度,氯,典型值,剂量/（kgkg,-1,）,作用,化学药剂,氧化二级出水有机化合物所需的化学药剂量,工业污水的三级处理,工业污水三级处理的类型,一.水的软化和除盐,二.离子交换法,三.吸附法,四.膜分离技术,水的软化和除盐,一，软化,1.加热软化法,2.药剂软化法,3.离子交换法,二，,除盐,蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,软化器工作示意图,水的软化和除盐,软化器例子,离子交换法,离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子,，,阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质,(一）离子交换剂,按类型和孔隙结构的不同分为,：,凝胶型树脂；大孔型树脂；多孔凝胶型；巨孔型树脂；,高巨孔型树脂。,按活性基团的不同分为：,含有酸性基团的阳离子交换树脂；含有碱性基团的阴离子,交换树脂；含有氨羧基团等的螯合树脂等,离子交换法,（二）离子交换树脂的性质,1.离子交换树脂的有效pH范围,2.交换容量,全交换容量、工作交换容量,3.交联度：（710）,4.交换势,离子交换器的配置形式,阳离子交换器,阳离子交换器（阳床）+阴离子交换器（阴床）,阳床+阴床+混合床,混合床,阳床,阳床,（,阳离子交换器）的原理为,:,装置内装酸性阳离子交换树脂,经过预处理的水进入装有阳树脂的阳离子交换器中,使水中的各的各种离子,(Fe3+,、,Ca2+,、,Mg2+,等,),被吸附在离子交换树脂上,使水得以软化。,阳床,+,阴床,+,混合床,工业污水三级处理的类型,三，吸附,物理吸附，化学吸附,将活性炭，黏土等多孔物质的粉末与废水混合，或让废水通过由其颗粒物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面或被过滤除去。,优点,：,去除水中溶解性有机物有效,缺点：不能去除水中的胶体和疏水性染料,工业污水三级处理的类型,四，膜分离,1，,扩散渗析：利用浓度差，分离溶质,2，,电渗析,3，,反渗透,4，,超滤,5，,纳滤,扩散渗析,由于膜两侧溶液的浓度差，使高浓度溶液中的溶质透过薄膜向低浓度溶液中迁移。,电渗析,电渗析是利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法，可用于小分子电解质的分离和溶液的脱盐,。,电渗析主要用于水的初级脱盐，脱盐率在,45-90%,之间。它广泛被用于海水与苦咸水淡化；制备纯水时的初级脱盐以及锅炉、动力设备给水的脱盐软化等,电渗析,膜分离技术,膜分离法系指以压力为推动力，依靠膜的选择性，将液体中的组分进行分离的方法。膜过滤法的核心是膜本身，膜必须是半透膜，即能透过一种物质,而阻碍另一种物质。,膜分离的原理,Feed,进水,Retentate(residue),（截留液）,Permeate,透过液,膜处理的分类,以分离应用领域过程分类,微滤(micro-filtration,MF),超滤(untra-filtration,UF),反渗透(reverse osmosis,RO),透析(Dialysis,DS),电透析(electro-dialysis,ED),纳米膜分离(NF),亲和过滤(affinity filtration,AF),渗透气化(pervaporation,PV,),分离粒子大小范围,分离粒子大小范围,微滤,0.1,10,m,：,细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等,超滤,0.005,0.1,m,：,蛋白、颜料、多糖、大分子,纳滤,0.0005,0.005m,：,低聚糖、染料、多价离子,反渗透,0.0001,0.001m,：,电解质、大于,100Da,的有机溶质,微滤(micro-filtration,MF),微滤是利用膜的筛分性质，以压差为传质推动力，主要用于截留固体微粒和高分子溶质。,微滤广泛用于细胞、菌体等的分离和浓缩，操作压力通常为,0.05-0.5MPa,。,超滤(untra-filtration,UF,),超滤,技术始于,1861,年，其过滤粒径介于微滤和反渗透之间，约,5,10 nm,，在,0.1,0.5 MPa,的静压差推动下截留各种可溶性大分子，如多糖、蛋白质、酶等相对分子质量大于,500,的大分子及胶体，形成浓缩液，达到溶液的净化、分离及浓缩目的。,超滤膜的应用,也十分广泛，在作为反渗透预处理、饮用水制备、制药、色素提取、阳极电泳漆和阴极电泳漆的生产、电子工业高纯水的制备、工业废水的处理等众多领域都发挥着重要作用。,中空纤维超滤膜结构,单 内 皮 层,双 皮 层,超滤的应用实例,反渗透(reverse osmosis,RO),渗透和反渗透的原理如下图所示,渗透和反渗透,渗透和反渗透的原理,如果用一张只能透过水而不能透过溶质的半透膜将两种不同浓度的水溶液隔开，水会自然地透过半透膜渗透从低浓度水溶液向高浓度水溶液一侧迁移，这一现象称渗透。这一过程的推动力是低浓度溶液中水的化学位与高浓度溶液中水的化学位之差，表现为水的渗透压。,渗透和反渗透的原理,随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大。当液面升高至,H,时，渗透达到平衡，两侧的压力差就称为渗透压,（图,b,）,。渗透过程达到平衡后，水不再有渗透，渗透通量为零。,渗透和反渗透的原理,如果在高浓度水溶液一侧加压，使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压，则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧，这一过程就称为反渗透,（图,c,）,。,渗透和反渗透的原理,反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于,500,，操作压力为,2,100MPa,。用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。反渗透膜大部分为不对称膜，孔径小于,0.5nm,，可截留溶质分子。,反渗透与超滤、微孔过滤的比较,反渗透、超滤和微孔过滤都是以压力差为推动力使溶剂通过膜的分离过程，它们组成了分离溶液中的离子、分子到固体微粒的三级膜分离过程。,反渗透、超滤和微滤,的原理和操作特点比较,分离技术类型,反渗透,超滤,微孔过滤,膜的形式,表面致密的非对称膜、复合膜等,非对称膜，表面有微孔,微孔膜,膜材料,纤维素、聚酰胺等,聚丙烯腈、聚砜等,纤维素、,PVC,等,操作压力,/MPa,2,100,0.1,0.5,0.01,0.2,分离的物质,分子量小于,500,的小分子物质,分子量大于,500,的大分子和细小胶体微粒,0.1,10m,的粒子,分离机理,非简单筛分，膜的物化性能对分离起主要作用,筛分，膜的物化性能对分离起一定作用,筛分，膜的物理结构对分离起决定作用,水的渗透通量,/(m,3,.m,-2,.d,-1,),0.1,2.5,0.5,5,20,200,反渗透应用,反渗透法对分子量,300,的电解质、非电解质都可有效的除去，其中分子量在,100,300,之间的去除率为,90,以上。,反渗透工业应用包括：,海水和苦咸水脱盐制饮用水；,制备医药、化学工业中所需的超纯水；,用于处理重金属废水,用于浓缩过程，不会破坏生物活性，不会改变风味、香味。,包括：食品工业中果汁、糖、咖啡的浓缩；电镀和印染工业中废水的浓缩；奶品工业中牛奶的浓缩。,反渗透的应用实例,纳滤（,nanofiltration,NF,）,纳滤技术是反渗透膜过程为适应工业软化水的需求及降低成本的经济性不断发展的新膜品种，以适应在较低操作压力下运行，进而实现降低成本演变发展而来的。,膜组器于,80,年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来。,纳滤,(NF,，,Nanofiltration),是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程。,纳滤分离范围介于反渗透和超滤之间，截断分子量范围约为,MWCO300,1000,，能截留透过超滤膜的那部分有机小分子，透过无机盐和水,。,纳滤膜分离机理示意图,纳滤的应用,行 业,处理对象,行 业,处理对象,制药工业,母液中有效成分的回收,抗菌素的分离纯化,维生素的分离纯化,氨基酸的脱盐与纯化,化工行业,酸碱纯化、回收,电镀液中铜的回收,食品工业,脱盐与浓缩,苛性碱回收,纯水制备,水的脱盐、高纯水、,地下水的净化,染料工业,活性染料的脱盐与回收,废水处理,印染厂废水脱色,造纸厂废水净化,纳滤的应用,实例：,500,吨,/,年纳米二氧化钛生产线（国家计委产业化示范项目），新工艺节约投资,760,万元，降低成本的年效益,80,万元以上，提高粉体收率,5,以上，总效益超千万元。,国家高新技术产业化示范项目“,500t/a,纳米,TiO2”,生产线中的陶瓷膜分离装置,纳滤的应用,上海宝钢集团公司冷轧线,设备处理能力为：,6,万,m,3,/,年，油截留率大于,99.9,，水回用率大于,90,，回收油,120,吨,/,年,污水三级处理的其它形式,紫外消毒处理,1,格栅,2,沉砂池,3,水解池,4,好氧池,5,斜板沉淀池,6,化学除磷药剂,7,回流水,8,紫外消毒,9,处理出水,污水三级处理的其它形式,臭氧氧化,生物活性炭工艺,化粪池,接触消毒池,定量调节池,效果,：,BOD,降低,20,40%,，悬浮物降低,40,70%,。,适用,：,排入城市下水道,、,非饮用水源水体,、,非直接灌溉用水的沟渠。,污水,洗衣、,化验、,门诊,等污水,消毒,排放,污,泥,医院污水处理（一级处理消毒）,污水三级处理的其它形式,医院污水处理（二级处理消毒）,初沉池,生物处理构筑物,二沉池,接触消毒池,废水,污,泥,消毒,排放,堆放或合理利用,污,泥,某,废水三级处理流程,中和池,生物转盘,初沉池,集水井,废水,河流,压缩空气泵投药,高位水池,水泵,活性炭吸附池,接触消毒池,（臭氧发生器）,Thank you!,报告结束，请多指教,