庭院式人工湿地 为庭院式人工湿地收集的参考资料


污水治理流程


城市污水处理厂流程:

    生活污水经过地下管网汇集至污水处理厂集水井。集水井----粗格栅——提升泵——细格栅——旋流沉砂池——调节池——水解酸化池——选择池——卡鲁塞尔2000改良型氧化沟——二沉池——消毒池——人工湿地——出水提升泵站——外排至附近河流。至于有机物的话,被氧化沟的活性污泥给吃掉了,污泥需要通过脱泥处理然后外运。污泥的含水率80%左右,不能直接利用,还要继续压滤其中的水分才能做燃料。一般就是直接倒到环保局联系的地方,污泥是有毒的。

    污水处理有很多的方法,一般污水厂采用的方法是生化法,简单的说就是采用厌氧或好氧微生物处理掉水中的有机物,然后再通过沉淀排水,一般净化达标以后直接排入河流/海洋,河流海洋都是有自净能力的,也有一些处理效果较好的就回用了,称为中水,一般中水都用于冲厕或者城市绿化。



农村生活污水处理流程:

    比城市的要简单:生活污水→化粪池→厌氧池→人工湿地(种植根系发达、喜湿、吸收能力强的美人蕉、水葱、菖蒲等植物)→排放。


   很多农村家庭在院子里挖个渗水井,直接把生活污水排到里面,这样会对地表水造成污染吗?( 会,影响不大!!! 为了人类伟大可爱的地球着想,还是不要这样做!!! 一般的家庭排水也不会很多,除非...)






        一点想法:农村基层组织多数已经无力有所作为了,还是家庭单独修建人工湿地要现实一些,以成功的例子现身说法,也许能带动更多家庭参与到生活污水治理活动中来。最好是污水净化与庭院景观设计相结合,兼具美化功能与治污的实用功能。小瀑布、小丛林、小水景、菜畦、小鱼池、假山或山石,以幽雅动人赏心悦目的庭院园林景观,实现污水净化的实用功能、鱼菜共生的经济效益。以鳞次栉比的幽雅庭院消灭掉目前污水横溢蚊蝇滋生的农村池塘。

         以下为为此收集到的一些参考资料


                                               
农村家庭生活污水处理系统
                                                最简单的家庭生活污水处理单元


   利用沼气池改建的家庭污水处理系统,适合处理冲厕过的重污水





多级人工湿地的修建过程

庭院式一体化设备+人工湿地+小水池的外观

农村家庭污水处理,应该是简化的

1 发酵池,2 澄清池(少许白灰),3过滤池,4 湿地,5水生植物只能在当地找。资料来源:http://zhuangshi.hui-chao.com/jiaju_351876440.htm 
 农家乐污水处理人工湿地原理示意图,无动力多级阶梯式

农家乐污水处理人工湿地原理示意图,简易式:→沉淀池→人工湿地→小鱼池
 农家乐污水处理人工湿地原理示意图,人工湿地和小鱼池的立体外观

        一点想法:农村如果建设集中污水处理设施,最好的办法是采用两套排污暗沟,一套是属于轻污水系统的洗涤厨房沐浴下水道暗沟,另一套是属于重污水系统的厕所下水道暗沟。轻污水系统采用“栅栏—沉淀池—人工湿地”的处理流程,通过栅栏拦截菜叶饭粒,沉淀池分离油污后,直接进入人工湿地;重污水系统采用“栅栏—沉淀池—化粪池—人工湿地“的处理流程,沉淀池分离出粪便和污水,分别进入化粪池和人工湿地,化粪池通过发酵杀菌和沤化产生农家肥和沼气。这样既能对粪便有效利用,又减轻了人工湿地的净化压力,净化效果也会更好。       农户单独自建庭院式的人工湿地,也应该采用这种办法,建化粪池(沼气池)以减轻人工湿地负荷,并且轻污水可以存储一部分在厕所作为冲厕之用,节约用水和抽水能源。

  垃圾勇士麦克.雷纳德斯建造的自给自足房子大地之舟的水系统,利用屋面收集天然雨水以及取空气中的水分,储备作为水源,洗刷用水经室内人工湿地植物过滤后,用来冲厕,再进入到室外的人工湿地装置。

人工湿地污水处理系统发布时间:2012-10-18 17:10:56  中国污水处理工程网

一、湿地是指天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水的水体。所谓人工湿地,就是指人为影响、施工形成的湿地系统。不论人工或天然,湿地都具有其十分强大的生态功能,具有相同的特点其表面常年或经常覆盖着水或充满了水,是介于陆地和水体之间的过渡带,其中生长着许多挺水、浮水和沉水植物。这些植物能够在其组织中吸附金属及一些有害物质,很多植物还能参与解毒过程,对污染物质进行吸收、代谢、分解,实现水体净化。因此湿地常常被称作“天然污水处理器”而且这个“天然污水处理器”几乎不需要添加化石燃料和化学药品。目前全世界至少有数千个人工与自然湿地用于污水处理, 每个面积从不足200平方到4000ha不等。

二、人工湿地的国内外现状

(1)人工湿地发展与20世纪七八十年代,自西德1974年首次建造人工湿地以来,各种不同的湿地在世界各地已被用来处理大量不同的废水。1996年9月在奥地利维也纳召开的第四次国际研讨会,标志着人工湿地作为一种独具特色的新型废水处理技术已经正式进入水污染控制领域。目前,在美国有600 多处人工湿地工程用于处理市政、工业和农业废水, 400多处人工湿地被用于处理煤矿废水, 50多处人工湿地用于处理生物污泥,近40处人工湿地用来处理暴雨径流,超过30处人工湿地系统用于处理奶产品加工废水 ;在丹麦、德国、英国各国至少有200处人工湿地系统在运行 ,新西兰也有80多处人工湿地系统被投入使用。

我国用人工湿地处理污水发展较晚,“七五”期间开始进行机理性的研究,现在已发展到实际应用阶段,我国自“七五”开始对人工湿地的研究,已建成一些示范工程,并于1990年7月在深圳建起我国第一个人工湿地污水处理工程――白泥坑人工湿地处理系统。并且在全国多个省市建成多处不同处理规模的人工湿地处理工程。

(2)人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用。它是一个综合的生态系统,它应用生态系统中物种共生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地去除的污染物范围广泛,包括N , P , SS , 有机物,微量元素,病原体等。有关研究结果表明,在进水浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%――95%,COD去除率可达80%以上,处理出水中BOD5的浓度在10mg/l左右,SS小于20mg/l。(2)废水中大部分有机物作为异样微生物的有机养分,最终被转化为微生物体及CO2 , H2O。

人工湿地面积可视情况而言,可在市郊结合部,也可在污水处理厂出水的附近建造。一些人工湿地属预处理型,在那些目前还不具备建造污水处理厂的城乡结合部建造人工湿地,将生活污水排入,利用所种植物对其进行处理,然后再排入自然水系,保护水体;还有些湿地属于加强型,在污水处理厂附近建造人工湿地,将污水处理厂处理过的水引入,再经过人工湿地的加强处理,提高其水质,然后排入自然水系,作为其补充水源。

下面,我们就介绍一下人工湿地污水处理系统的分类。

三、人工湿地的分类

人工湿地污水处理技术经过多年的发展和研究,根据湿地中主要植物形式将人工湿地划分为:1、浮游植物系统; 2、挺水植物系统;3、沉水植物系统。其中沉水植物系统还处于实验室研究阶段,其主要应用领域在于初级处理和二级处理后的精处理。浮游植物主要用于N , P去除和提高传统稳定塘效率。目前一般所指人工湿地系统都是指挺水植物系统。国内外学者从工程设计的角度出发,按照系统布水方式的不同或水在系统中流动方式不同将人工湿地处理系统划分为以下几种类型:自由水面人工湿地处理系统;人工潜流人工湿地处理系统;垂直水流型人工湿地处理系统。

人工湿地污水处理系统(1)表面流湿地( Surface FlowConstructed Wetland) ,是一种污水从湿地表面漫流而过的长方形构筑物, 结构简单, 工程造价低; 但由于污水在填料表面漫流, 易滋生蚊蝇, 对周围环境会产生不良影响, 而且其处理效率较低。污水从湿地表面流过,如图1所示。在流动的过程中废水得到净化。水深一般0.3~0.5米,水流呈推流式前进。污水从入口以一定速度缓慢流过湿地表面,部分污水或蒸发或渗入地下。近水面部分为好氧生物区,较深部分及底部通常为厌氧生物区。表面流人工湿地中氧的来源主要靠水体表面扩散、植物根系的传输和植物的光合作用。但是由于传输能力十分有限,故人工湿地大部分采用潜流式湿地系统。

 图1表面流人工湿地示意图

人工湿地污水处理系统(2)潜流湿地( Subsurface Constructed FlowWetland) ,污水在填料缝隙之间渗流,可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其他作用处理污水, 出水水质好。由于水平面在覆盖土层或细砂层以下, 卫生条件较好, 故被广泛采用。潜流式湿地一般由两级湿地串联,处理单元并联组成。与表面流人工湿地相比,水平潜流人工湿地的水力负荷大,对BOD、COD、TSS、TP、TN、藻类、石油类等有显著的去除效率。潜流湿地一般设计成有一定底面坡降的、长宽比大于3 且长大于20 m 的构筑物, 污水流程较长, 有利于硝化和反硝化作用的发生, 脱氮效果较好。或方形构筑物, 污水的流程较短, 反硝化作用较弱, 且工程技术要求较高。由于垂直流湿地可方便地采用工程手段来改善系统的供氧状况, 提高布水均匀性, 营造更加有利于硝化和反硝化发生的系统环境, 故越来越受到人们的重视。



人工湿地污水处理系统(3)垂直流湿地(Vertical Flow Constructed Wetland),污水沿垂直方向流动, 氧供应能力较强, 硝化作用较充分, 占地面积较小, 可实现较大的水力负荷长期运行。垂直潜流人工湿地的硝化能力高于水平潜流人工湿地,对于氨氮含量较高的污水废水有较好的处理效果。垂直流湿地一般设计成高约1 m 左右的圆形或方形构筑物如图2 所示,污水的流程较短, 反硝化作用较弱, 且工程技术要求较高。由于垂直流湿地可方便地采用工程手段来改善系统的供氧状况, 提高布水均匀性, 营造更加有利于硝化和反硝化发生的系统环境。垂直流湿地的缺点是对于污水中的有机物的处理能力不足,控制相对复杂,夏季有滋生蚊蝇的现象。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

图2垂直流人工湿地示意图

人工湿地污水处理系统(4)复合流式潜流人工湿地(Composite streaming undercurrents artificial wetland)
沈阳环境科学研究院的专有及专利技术复合流式潜流人工湿地技术(以水平流为主与上升式垂直流结合),示意图如图6。与其它类型人工湿地相比,复合流式潜流人工湿地的水力负荷大,对BOD5、CODCr、SS、氮磷等污染指标的去除效果好,而且没有恶臭和孳生蚊蝇现象,特别是能有效解决北方寒冷地区的冬季运行问题,同时解决了湿地项目的尖端难题,即通过设置倒膜系统、各种级配的填料,解决湿地的堵塞问题。

四、人工湿地污水处理系统的工艺流程

人工湿地污水处理系统由预处理单元和人工湿地单元组成。通过合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其它物质处理达到二级和高级处理水平。预处理的目的主要是减少污水中的悬浮物,防止湿地填料堵塞,确保人工湿地生态系统的稳定性,增加湿地处理寿命和处理能力。其设施包括格栅、沉砂池、沉淀池、稳定塘等。人工湿地系统一般工艺流程如图:

污水→ 格栅→ 沉砂池→ 沉淀池→ 稳定塘→人工湿地→出水。



湿地被动处理系统水培营养液废水法      湿地被动处理系统使用大自然的方法。在正常的自然过程中,外流水将沉积物、营养液物质及植物带入水道。这些自然“污染物”被下游微生物、植物和动物使用并消除。

湿地被动处理系统水培营养液废水法
由唐南供稿
一个有效的被动系统可持续清洁废水,而只需要很少的维护及运行成本。湿地系统既是这样一个系统。它是被动的、低成本、低维护,只需要牢不可破去除沉积物及种植一些沼泽性植物,如鱼腥草、泽泻、茭白、莲藕等。
 
湿地被动处理系统使用大自然的方法。在正常的自然过程中,外流水将沉积物、营养液物质及植物带入水道。这些自然“污染物”被下游微生物、植物和动物使用并消除。水培生产可导致大量营养物进入水流系统。导致自然系统有时无法应付。
 
有责任心的水培农场主可做的一件事,是使用湿地过滤器。湿地作为一种处理废水的有效,而且有利于环境的方法,建立一个小型的简易湿地系统,在建立前应考虑维护的需要。
 
在立项水培农场前,首先需要考查与思考,是否有多余的土地,建立一个可行的湿地系统?采用湿地的某些原则,并测试湿地的化合物的有效性,可以找出一些关键因素,并运用于为单个水培农场设计可行系统。一个可行系统必须是短小精悍、易于建立,并有足够的灵活性,以配合某一个水培农场可能已有的成份。
 
被动废水处理的主要任务是去除沉积物和杂质,去除营养物,特别是废水中的硝酸盐和磷,并且有一个可行的长期维护计划书。一个系统的四个基本成份包括沉积物沉淀口,过滤床、湿地及蓄水池。湿地被动废水处理系统结构示意如下图所示:
 
湿地处理废水的原则
1.沉淀口
  沉淀口是将废水中的重沉积物和杂质去除。沉淀口的目的是将物体与水分开,或者在水流过时让物体沉下来。
设计需要确保沉淀的物质可容易地被清除走。由于磷通常会附着在沉积物上,仅仅去除沉积物,便可去除一些磷。然而,水培农场系统性的外流水中往往含有很高的磷。为了解决此问题,沉淀口可改建,使用石灰沙作成很强的磷过滤器。
 
2.过滤床
用一块种有植物的土壤地带作为自然过滤床。这片地带可去除细微的沉积物和大部分硝酸盐。为了确保营养物不被滤进地下水面,将用隔水物如塑料布或隔绝布垫将这片地带隔绝。草是氮的有效用户,而且容易维护,可在过滤床种草。只要经常性修剪下草,便可去除系统中的营养物。
 
3.湿地
  湿地系统中的湿地阶段是去除剩余的营养物并给水做一次最后的“细过滤加工”。这个阶段可做以下事之一:
一是让水流过一个种有植物的细砂石子地带(砂床底部也需要用塑料布隔离地下水位)定义为人工湿地。
二是使用一片有土种植地带,也需要使用塑料布将地下水位隔离开,定义为结构湿地。
 
4.蓄水池
蓄水池是一个很深的水池,在清水被倾倒或再使用前储放清水。这可以是混凝土、砖砌结构的的深水区,也可以是一个单独的水池。当然也可使用一个水罐替代。
 
这个系统应建多大的面积?系统的大小取决于需要将水在系统内保留多久。就是说,从水进入系统到流出系统之间的时间。需要的保留时间取决于永中的营养物含量。营养物含量是指水量及营养物在水中的浓度。一个五天保留期的系统必须有每天进入系统的水量五倍的总容水量。
 
近期数据表明,假设每天进入系统的水中营养物含量是250克氮(硝酸盐),2天的保留期将可去除%的氮。
(责任编辑:admin)
人工湿地污水处理

    人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,非常适合中、小城镇的污水处理。
绝大多数人工湿地通常由下述五个子系统构成:
①基质,具有透水性,如土壤、砂、砾石;
②水体(在基质表面上或下流动的水);
③植物,适于在饱和水和厌氧基质中生长,如芦苇;
④无脊椎或脊椎动物;
⑤好氧或厌氧微生物种群。
人工湿地污水处理项目优点:投资费用低,建设、运行成本低;处理过程能耗低;污水处理效果稳定可靠;污水处理系统的组合具有多样性和针对性等优点;良好的景观效应;可持续的经济效益;运行管理简单。

  人工湿地污水处理项目缺点:受气候条件限制较大;设计,运行参数不精确;占地面积相对较大;容易产生淤积、饱和现象;对恶劣气候条件抵御能力弱;净化能力受作物生长成熟程度的影响大;此外可能需要控制蚊蝇孳生。

 

人工湿地工艺流程:

 

庭院式人工湿地 为庭院式人工湿地收集的参考资料

 

人工湿地常用水生植物:

 

           

                 菖蒲                               凤眼莲                                    浮莲
 

            

       香蒲               矮化美人蕉              槐叶萍

 

 

人工湿地配套污泥植物床简介:

      污泥植物床是种植物的干燥床,有别于传统污泥干化,运用植物、微生物、湿地相结合的原理,加上独特的设计形成生物和生态处理方法。可通过排泄、蒸散、植物吸收、微生物的催化分解将原始污泥容积减少90%以上。它是北京世纪赛德公司专有技术,可全部或部分代替压滤机、脱水机,多个项目已运行十年以上,是适合中国国情的污泥处理技术。

 

 

 

 

 

     

   潜流式人工湿地现场图片 

       

 表流式人工湿地现场图片

 


7 种典型挺水植物净化生活 污水中氮磷的研究31
挺水植物是构建人工湿地植被系统的主要植物类型,选取7种典型的具有一定景观效应和经济价值的挺水植物,初步研究它们对生活污水中的氮磷降解特性以及氮磷积累及其分布状况。结果表明:美人蕉、黄菖蒲、香根草、薏苡都表现出较强的氮磷降解能力,生活污水中总氮磷的去除率与湿地植物氮磷的积累量成线性相关(P<0.05),各植物间以及其自身的地上部分与地下部分的生物量(鲜质量)差异显著(P<0.05),对氮磷的降解与水力停留时间成线性相关,相关系数均大于0.9,说明它们有较为稳定的氮磷吸收能力。通过收割可以去除整个植株总氮和总磷含量的60%~80%。
芦苇湿地对污水中氮磷的净化能力研究
【简介】本文采用原状土柱和人工湿地控制试验与野外典型调查相结合的方法深入系统地研究了白洋淀芦苇湿地对污水中氮磷的净化能力及芦苇地下根茎系统的时空分布和动态变化,并对湿地净化污水的机理进行了探讨。结果表明: 1.芦苇湿地对污水中的氮、磷的净化效果十分明显,在一个月内对污水中铵氮的平均去除率可达到94%,TN的平均去除率可达74%,TP的平均去除率可达97%。芦苇湿地中芦苇的密度越大及灌入湿地中污水的氮、磷的浓度越大,其净化能力越强。芦苇的不同部分对污水中氮磷的净化能力不同,芦苇地上部分单位干重对氮的净化能力大于地下部分单位干重,地上部分单位干重对氮的吸收量大约是地下部分单位干重的2.34倍;而地下部分单位干重对磷的净化能力大于地上部分单位干重,地下部分单位干重对磷的吸收量大约是地上部分单位干重的1.74倍。
潜流湿地对农村生活污水中磷的净化作用
分别以香根草、芦竹和灯心草为植物构建潜流人工湿地植物床.研究其对农村生活污水中磷的净化功能。设计正交试验,分析pH值、水力负荷、碳氮比和植物4个因素对潜流人工湿地处理衣村生活污水中磷的去除率的影响。结果表明,影响因素pH值、水力负荷、碳氮比、植物均对系统处理农村生活污水的除磷能力有极显著的影响(P<0.01)。从单因素分析来看,当污水呈偏酸性、中性、偏碱性时,TP的平均去除率均高于90.0o% ,偏碱性环境下湿地对TP的去除率略高一些 水力负荷为33mm/d时. fP的平均去除率最高,达95.52%。各种植物对模拟农村生活污水中的污染物的处理能力不同.香根草和灯心草对TP的平均去除率相当,均达到94.O0%以上,芦竹稍差一些.为89.94%


人工湿地的植物选择
       目前全球发现的湿地植物有6700余种,但是已经被应用于湿地污水处理的只有几十种,大概分为漂浮植物、根茎植物、挺水植物、沉水植物几种。漂浮植物中常用作人工湿地系统处理的有水葫芦、大薸、水芹菜、李氏禾、浮萍、水蕹菜、豆瓣菜等。根茎、球茎及种子植物主要包括睡莲、荷花、马蹄莲、慈姑、荸荠、芋、泽泻、菱角、薏米、芡实等。挺水草本植物包括芦苇、茭草、香蒲、旱伞竹、皇竹草、草、水葱、水莎草、纸莎草等,为人工湿地系统主要的植物选配品种。沉水植物是指整个植株都生活于水中,只在花期将花及少部分茎叶伸出水面的水生植物,如蓖齿眼子菜、菹草、金鱼藻、轮叶狐尾藻、大茨藻、角茨藻、轮叶黑藻,沼生植物如莎草、藨草、灯心草等。植物的种类不同地区有不同选择,在四川,湿地植物可以选择风车草、美人蕉、鸢尾、狐尾藻等具有较强净化能力常见物种,总而言之,需要筛选净化效果好、生态经济价值高的湿地植物

美国的高效藻类塘系统

高效藻类塘由美国加州大学伯克利分校的Oswald率先提出并发展,其是通过传统的稳定塘改进的,它最大限度利用了藻类产生的氧气,使塘内的一级降解动力学常数值大幅增加。高效藻类塘对COD、BOD5、氨氮、总憐以及病原体等的去除率均较高,同时收割的高等水生植物是很好的肥料。高效藻类塘的优势是施工工程量少,投资及运行费用少,便于管理和维护;其不足是易受光照和温度等环境因子的影响。目前高效藻类塘在以色列、摩洛哥、法国、美国、南非、巴西、比利时、德国、新西兰等国都有研究应用。高效藻类塘对广大农村地区,具有很好的实用和推广价值。(不就是沉水植物么?)

法国的蚯蚓生态滤池

蚯蚓生态滤池是最近几年在法国和智利发展起来的,是利用蚯蚓对有机物的吞食功能,对土壤渗透性的提升和蚯蚓与微生物的协同作用,而设计出的污水处理技术,具有高效去污能力,同时还能降低剩余污泥量。蚯蚓生态滤池处理系统同时集初沉池、曝气池、二沉池、污泥回流设备以及曝气设备等于一体,大幅度简化了污水处理流程。其优势是抗冲击负荷强,运行管理简便,不易堵塞等。其不足之处在于对外界的环境要求高,易受气温影响,会影响系统的处理效率。在我国已经开始有应用。(蚯蚓用于处理格栅过滤出来的固体污物,治污,造肥,产出饲料,简化流程,一举数得)



    原来治污工程也可以如此美不胜收的,景观设计与治污工程相结合早有先例:《四川省成都市的活水公园》

发布: 2012-9-19 16:45 |  编辑: pylcwyn |   查看: 141次

    四川省成都市的活水公园,是中国第一座以水为主题的城市生态景观公园,坐落于成都市的护城河府河畔。

  活水公园集水环境、水净化、水教育于一体,包括人工湿地生物净水系统、模拟自然森林群落、环境教育中心等设施,向人们演示了被污染的水由“浊”变“清”、由“死”变“活”的过程。

  活水公园将现代意识、东方智慧和中国园林技术巧妙融合,蕴含了丰富的文化、艺术和生态意义。在植物配置、景观处理和造园材料选择上,妙趣天成,是城市湿地景观设计中一个完整而又生动的例子。

湿地

长廊



       磷是造成水体富营养化的元凶,用人工湿地植物可以吸收除去90%的磷,以下的化学除磷工艺资料表明,用石灰比较好,简单有效。最绿色环保的办法还是用植物除磷。大家都尽量不使用含磷的洗衣粉洗衣服才是上上之策,减少磷矿的开采,减少自然界磷的污染,才能更好地保护地球。


污水中磷元素的去除       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0.5mg/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=5~5.5      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,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。        沉析效果是受PH值影响的,金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0~5.5,对于铝盐为6.0~7.0,因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处,比如会降低污泥的污泥指数,有利于沼气脱硫等。        由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加。如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话,则需特别加以注意。        投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度,这也许会对净化产生不利影响。当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时,必须考虑对硝化反应的影响。  另外,如果污水处理厂污泥用于农业,使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业的影响。        除了金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂。在沉折过程中,对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH-离子,因为随着pH值的提高,磷酸钙的溶解性降低,采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按反应式6进行的:        5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓  pH ≥8.5     式6        但在pH值为8.5到10.5的范围内除了会产生磷酸钙沉析外,还会产生碳酸钙,这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢,反应式如式7。         Ca2++CO32-→CaCO3             式7         与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响,另外还受到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在一定的PH值惰况下,钙的投加量是与碱度成正比的。         对于软或中硬的污水,采用钙沉析时,为了达到所要求的PH值所需要的钙量是很少的,具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量。        化学沉析工艺是按沉析药剂的投加地点来区分的,实际中常采用的有:前沉析、同步沉析和后沉析或在生物处理之后加絮凝过滤。  (1)前沉析        前沉析工艺的特点是沉析药剂投加在沉砂池中,或者初次沉淀池的进水渠(管)中,或者文丘里渠(利用涡流)中。其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物(大块状的絮凝体)则在一次沉淀池中通过沉淀而被分离。如果生物段采用的是生物滤池,则不允许使Fe2+药剂,以防止对填料产生危害(产生黄锈)。        前沉析工艺(如图2所示)特别适合于现有污水处理厂的改建(增加化学除磷措施),因为通过这一工艺步骤不仅可以去除磷,而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的沉析药剂主要是生灰和金属盐药剂。经前沉析后剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/1,完全能满足后续生物处理对磷的需要。    (2)同步沉析        同步沉析是使用最广泛的化学除磷工艺,在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将沉析药剂投加在曝气池出水或二次沉淀池进水中,个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠(管)中。目前很多污水厂都采用,如广州大坦沙污水处理厂三期就是采用的同步沉析,加药对活性污泥的影响比较小。  (3)后沉析        后沉析是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的设施中进行,因而也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池(M池)中,并在其后设置絮凝池(F池)和沉淀池(或气浮池)。
       对于要求不严的受纳水体,在后沉析工艺中可采用石灰乳液药剂,但必须对出水PH值加以控制,比如采用沼气中的CO2进行中和。       采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷,但因为需恒定供应空气而运转费用较高。


污水净化用活性氧化铝去除废水中磷的效果好       为提高活性氧化铝对废水中磷的去除效果,以氯化铁为改性剂,采用碱性沉积法对其进行改性,测定了改性前后活性氧化铝的比表面积及孔容,考察了吸附时间、pH值、废水初始浓度、改性剂投加量等因素对去除废水中磷的影响,探讨了改性活性氧化铝对磷的吸附机理。结果表明,改性后活性氧化铝的比表面积为/g,提高了23.5%;吸附时间为4h时,吸附达到平衡,磷吸附量比改性前提高了10.2%;当pH值在5~7时,磷去除效果最好;随着废水中磷初始浓度的提高,磷去除率降低;随着改性活性氧化铝投加量的增加,磷去除率升高,当投加量为5.0g/L时,吸附效果最好;Freundlich和Langmuir2种等温线模型均能较好反映改性活性氧化铝对磷的吸附行为,其中Langmuir模型更为理想。        富营养化污染已成为世界各国共同面临的重大环境问题。研究表明,多数富营养化水体中的控制因素为磷。因此,废水除磷对防治水体富营养化尤为重要。氧化铝是一种用途广泛的化学物质。用作吸附剂、催化剂及催化剂载体的多孔性氧化铝一般称为活性氧化铝,它是一种多孔性、高分散度的固体材料,有很大的表面积,其微孔表面具备催化作用所要求的特性,如吸附性能、表面活性、优良的热稳定性等,白色球状物质,特殊工艺制作,因具有独特的骨架结构,所以与活性组分亲和力极强,该产品微孔分布均匀,孔径大小适宜,孔容大吸水率高,堆积密度小,机械性能好,具有良好的稳定性,常年高价回收做干燥剂、催化剂载体、除氟剂、变压吸附剂、双氧水专用再生剂等用过的废旧活性氧化铝球。
  

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