饮用水深处理技术.pptx

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,#,前 言,第一章 我国的水资源现状,第二章 饮用水深度处理技术,第三章 污水深度处理技术,第四章 污水资源化与再生利用,第二章 饮用水深度处理技术,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,2.2,微污染水生物处理技术,2.3,微污染水源水处理技术技术及应用,2.4,特种水质处理技术及应用,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,2.1.1,臭氧氧化技术,一、臭氧技术的历史,二、臭氧的性质,三、臭氧作用机理,四、臭氧的应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,二、臭氧的性质,O,3,常压为气态，淡蓝色,a.,氧化能力强；,b.,溶解性：水中溶解度比纯氧高,10,倍，,比空气高,25,倍；,c.,毒性：对眼及呼吸器官有强烈的刺激作用；,d.,稳定性：易分解；,e.,腐蚀性：用耐腐材料。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,1,）氧化无机物,臭氧能将水中的二价铁、锰氧化成三价铁及高价锰，使溶解性的铁、锰变成固态物质，以便通过沉淀和过滤除去。,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,三、臭氧作用机理,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,2,）氧化有机物,臭氧能够氧化许多有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等，目前在水处理中，采用,COD,Cr,和,BOD,5,作为测定这些有机物的指标，臭氧在氧化这些有机物的过程中，将生成一系列中间产物，这些中间产物的,COD,Cr,和,BOD,5,值有的比原反应物更高。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,特点：,可达到降低,COD,无二次污染；,杀菌、增加溶解氧；,脱色除臭；,处理成本高；,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,3,）消毒,常用各种消毒剂的效果按以下顺序排列：,O,3,ClO,2,HOClOCl,-,NHCl,2,NH,2,Cl,臭氧杀菌效果好、速度快，而且对消灭病毒也很有效。臭氧消毒的效果主要决定于接触设备出口处的,剩余量,和,接触时间,，其受,pH,值、水温及水中氨量的影响较小。但也有一定的选择性，如绿霉菌、青霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长时间才能杀死。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,臭氧消毒,消毒机制仍是氧化作用；,不会产生三卤甲烷，杀菌和氧化能力比氯强；,出水中增加溶解氧,;,不能在配水管网中继续保持杀菌能力；,设备复杂，投资大，耗电较高；,不能储存，需边生产边使用；,难以根据,水量和水质变化调节投加量。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,四、臭氧的应用,臭氧可以用来对汽车制造厂综合废水（一级处理后的出水）进行深度处理，且处理效果明显；臭氧对印染废水的,COD,Cr,值去除率不高，而对色度的去除效果显著，与传统的氯气氧化、吸附、混凝等脱色方法相比，用臭氧脱色有着脱色程度高、无二次污染等优点。,1.,废水处理中的应用,（,1,）,印染废水处理,：用于脱色发色基团：不饱和的原子团；如：偶氮基、羧基、硝基、亚硝基等；脱色机理：不饱和键的断裂；,（,2,）含氰废水处理；,（,3,）含酚废水的,处理,。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,2.,臭氧的制备,生产臭氧的方法大致有：无声放电法、放射法、紫外线法，等离子射流法和电解法等。,工业上最常见的是无声放电法。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,空气中含有,21%,氧气，臭氧是空气中的氧通过高压放电产生的。空压机将空气送至冷却器，然后再经过滤器加以净化，再经过,12,级硅胶或分子筛干燥器，将空气干燥至,0,点（,-50,C,）,以下，最后经臭氧发生器，通过15000175000伏高压电，在空气中放电后产生臭氧。据报道，生产1,kg,臭氧，需耗电2030,kw.,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,2.1.1,臭氧氧化技术,一、吸附基础知识,1.,吸附：利用,多孔性,的,固体物质,，水废水中的一种,或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。,2.,吸附对象：,溶解性有机质,微生物,痕量重金属,3.,吸附类型：,物理,吸附和,化学,吸附,2.1.2,活性炭吸附法,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,4.,吸附剂类型,活性炭,硅藻土,磺化煤,活化煤,腐殖质酸,焦炭,活性白土,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,一、吸附基础知识,2.1.2,活性炭吸附法,5.,吸附剂的再生,（,1,）加热再生法：,低温再生,:,吸附碳氢和芳香化合物的活性碳再生,;,高温再生,:,适于粒状活性碳的再生,;,_,脱水、干燥、炭化、活化、冷却；,（,2,）药剂再生法：无机药剂再生、有机溶剂再生；,（,3,）化学氧化法：湿式氧化、电解氧化、臭氧氧化；,（,4,）生物法。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,一、吸附基础知识,2.1.2,活性炭吸附法,6.,吸附的影响因素,（,1,）吸附剂的性质：吸附剂的种类、颗粒大小、比表面积，颗粒的细孔构造与分布、吸附剂是否是极性分子等。,（,2,）吸附质的性质：,1,）溶解度：越低越容易吸附，具有较大的影响。,2,）使液体表面自由能,W,降低得越多的吸附质则越容易被吸附。,2.1,微污染水物理化学处理技术及应用,饮用水深度处理技术,一、吸附基础知识,2.1.2,活性炭吸附法,（,3,）废水的,PH,值：活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中吸附效果较好。,（,4,）共存物质：对于物理吸附，共存多种物质时的吸附比单一物质时的吸附要差。,（,5,）温度：对于物理吸附，,T,高则不利，吸附量减少。,（,6,）接触时间：应保证吸附达到平衡时的时间，而该时间的大小取决于吸附速度,V,，,V,大则所需时间短。,一、吸附基础知识,2.1.2,活性炭吸附法,1.,活性炭吸附,:,由煤或木等材料经一次炭化制成，高温下，用,CO,使其活化，使炭形成多孔结构。,7.3.1,活性炭吸附,2.,活性炭技术指标,碘值、亚甲兰值、糖蜜值,二、活性炭吸附,2.1.2,活性炭吸附法,3.,活性炭的种类,粉末状活性炭,粒状活性炭（园柱状、球状），粒径,24mm,棒状活性炭：,50mm,，,L=255mm,4.,活性炭孔的分布,大孔（,100-1000nm,）,过渡孔（,100-2nm,）,微孔（,2nm,）,二、活性炭吸附,2.1.2,活性炭吸附法,活性炭的扫描电镜照片,5.,活性炭的细孔构造和分布,（,1,）,比表面积,每,g,活性炭所具有的表面积。活性炭的比表面积为：,500,1700m,2,/g,，,99.9%,的表面积，在多孔结构颗粒的内部。,二、活性炭吸附,2.1.2,活性炭吸附法,（,2,）,细孔构造,1,）小孔：,0.150.90mL/g,，占比表面积的,95%,以上，起吸附作用，吸附量以小孔吸附为主。,2,）过渡孔：,0.020.10mL/g,，占比表面积,5%,，吸附量不大，起吸附作用和通道作用。,3,）大孔：,0.20.5mL/g,，占比表面积很小，吸附量小，提供通道。,二、活性炭吸附,2.1.2,活性炭吸附法,（,1,）固定床：升流式、降流式；,升流式：运行时间长，易流失吸附剂；,降流式：出水水质好，水头损失大，需反冲洗,;,三、活性炭柱吸附操作,2.1.2,活性炭吸附法,（,2,）移动床：,优点：占地面积小，出水水质好，不需要反冲洗；,缺点：不能使塔内吸附剂上下层互混，操作要求较高，,一、活性炭柱吸附操作,（,3,）流化床：,吸附剂在塔内处于膨胀状态,特点：,吸附剂保持流化状态，与水的接触面积增大；,设备小、生产能力大、基建费用低；,不需要反冲洗；,一、活性炭柱吸附操作,1.,活性炭对有机物的吸附,特别适合于难降解的有机物和用一般方法难以去除的溶解性有机物,用吸附实验确定去除率。,2.,对无机物的吸附,活性炭对金属具有很强的吸附能力。,3.,废水吸附法处理实例。,（,1,）染料化工废水处理。,（,2,）铁路货车洗刷废水处理。,（,3,）火药（,TNT,）化工废水处理。,四、,吸附法在废水处理中的应用,2.1.2,活性炭吸附法,4.,活性炭吸附的优点,（,1,）处理程度高，用于城市污水的深度处理，,BOD5=99%,；出水,TOC=13mg/L,。,（,2,）应用范围广，对绝大多数有机物都有效,（,3,）适应性强，对水量和有机物负荷的变动具有较强的适应性。,（,4,）粒状炭可再生重复使用。,（,5,）可回收有用物质。,（,6,）设备紧凑、管理方便。,（,7,）不仅具有吸附作用，而且还有生物降解作用。,四、,吸附法在废水处理中的应用,2.1.2,活性炭吸附法,铁路货车洗刷废水处理,光降解,：有机物在光作用下，逐步氧化成,CO,2,、,H,2,O,以及,NO,3,-,、,PO,4,3-,、,Cl,-,等。,光催化氧化,：光（自然光、紫外光等）化学反应经常有,催化剂,参与反应。,历史：,1972,年发现：,TiO,2,（催化剂）,氧化还原反应,TiO,2,、,ZnO,、,CdSCN-,TiO,2,、,ZnO,、,CdS,、,Fe,2,O,3,SO,3,2-,降解有机物,(,苯、苯酚、氯仿、有机酸等、染料、表面活性剂等）,2.1.3,光催化氧化技术,机理：,（,1,）均相光化学催化氧化：氧化剂直接参加反应,UV/Fenton,试剂法,产生羟基自由基,（,2,）非均相光化学催化氧化：固体催化剂,经历表面羟基或水吸附后形成表面活性中心、表面活性中心吸附水中有机物、羟基自由基形成、有机物被氧化、氧化产物分离,2.1.3,光催化氧化技术,光催化氧化的催化剂,（,1,）,TiO,2,粒径、表面形态、晶型、其他因素,（,2,）,TiO,2,的改性研究,2.1.3,光催化氧化技术,光催化氧化反应器,（,1,）光催化反应器,粒径、表面形态、晶型、其他因素,（,2,）载体选择及催化剂的固定化技术,（,3,）反应器光源,人造光源,自然光源,2.1.3,光催化氧化技术,光催化氧化的工艺及应用,（,1,）光催化反应器效率的主要影响因素,光源强度和光照、催化剂粒径、类型及用量、,pH,值、氧化剂和还原剂、废水中抑制物、反应动力学常数,（,2,）光催化氧化工艺的应用,与混凝沉降法联用,与超声法联用,与生物法联用,2.1.3,光催化氧化技术,光催化氧化的工艺及应用,（,3,）光催化氧化技术存在的问题,光利用率低、量子效率低、反应速率慢、催化剂回收较难,（,4,）光催化氧化技术展望,提高催化活性、寻求高效催化剂,提高太阳光能的利用率,提高催化剂的光谱响应范围,抑制光子和空穴的复合,改进催化剂的制备方法,2.1.3,光催化氧化技术,2.2,微污染水生物处理技术,2.2.1,曝气生物滤池法,（,biological aerated filtrater,BAF),2.2.2,生物接触氧化法,（,Biological Contact Oxidation,BCO),2.2.3,膜生物反应器,（,membrane bioreactor,MBR),常规的净水工艺之前增设生物处理工艺，利用微生物群体的新陈代谢活动对水中的一些物质进行初步去除。,给水处理的主要水源有,地表水,和,地下水,两大类。常规的地表水处理以去除水中的浑浊物质和细菌、病毒为主，水处理系统主要由,澄清,和,消毒,工艺组成，典型的水处理流程如下所示：,2.2.1,曝气生物滤池,也称为淹没式曝气生物滤池,利用,接触氧化法,和,给水快滤池,的特点，将曝气、截留悬浮物、降解有机物、高滤速、定期反冲洗等特点集于一体。,2.2.1,曝气生物滤池,一、过滤概述,一些细微的悬浮杂质，用过滤的方法除去,过滤就是以具有孔隙的粒状滤料层（如石英砂）截留水中杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。,普通快滤池的,结构,：滤料层、垫层、配水系统、排水槽。,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,1.,基本概念,（,1,）工作周期,（,2,）滤速（表面负荷）：单位时间、单位过滤面积上的过滤水量称为滤速。,（,m/h),提高滤速和工作周期，一直是过滤技术研究的一个重要课题。,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,一、过滤概述,普通快滤池,v,=8,10,m/h,；,周期 T=12,24,h,双层滤料,v,=10,14,m/h,；,多层滤料,v=18,24 m/h,。,（,3,）,滤层含污能力,：是指工作周期结束时，整个滤层单位体积滤料中所截留的杂质量，以,kg/m3,或,g/cm3,计，显然含污能力大，表明整个滤层所发挥的作用大。,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,一、过滤概述,2.,过滤机理,筛滤机理,过滤主要悬浮颗粒与滤料颗粒之间,粘附作用,的结果。,水中的悬浮颗粒粘附,于,颗粒表面上，,有,两个问题,：,a.,被水流夹带的颗粒,如何,与滤料颗粒,表面接近,或接触,;,b.,它们接近时依靠,那些力,的作用，使它们,粘附,于滤料表面上。,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,一、过滤概述,（一）颗粒迁移,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,一、过滤概述,2.,过滤机理,粘附作用是一种物理化学作用。当水中颗粒迁移到滤料表面时则在范德华,引力,和,静电力,相互作用下，以及某些,化学键,和某些特殊的,化学吸附力,下，粘附于滤料颗粒表面上，或者粘附在滤料表面上原先粘附的颗粒上。此外，絮凝颗粒的架桥作用也会存在。,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,一、过滤概述,2.,过滤机理,水中杂质进入滤层后，大部分被第一层滤料截留，少量杂质被下层的滤料截留。过滤一定时间后，表面滤料间孔隙率逐渐被杂质堵塞，严重时，由于表层滤料的“筛滤”结果，形成滤膜，使过滤阻力剧增。其结果，在一定过滤水头下，滤速将急剧减小，或滤膜产生裂缝时，大量水流将自裂缝中流出，造成局部流速过大而使杂质穿透整个滤层，出水水质恶化。此时尽管下层滤料还未发挥它们应有的作用，过滤也将被停止。,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,一、过滤概述,二、生物滤池,2.2.1,曝气生物滤池（,BAF,）,1.,构造：池体、滤料、布水装置、排水系统,（,1,）池体,生物滤池的池体多为圆形、方形或矩形；池壁可有孔洞或不带孔洞的两种形式，有孔洞的池壁有利于滤料的内部通风，但在低温季节，易受低温的影响，使净化功能降低；池壁一般要求高于滤料表面,0.50.9m,。,生物滤池,-2,（,2,）滤料,滤料是生物滤池的主体，它对生物滤池的净化功能有直接影响。其一般要求：大表面积；足够大的孔隙率；较好的机械强度，不易变形和破碎。,（,3,）布水装置,布水装置的目的是将废水均匀地喷洒在滤料上。,主要有两种：,固定式布水装置（普通生物滤池多采用）；,旋转式布水装置（高负荷生物滤池和塔式生物滤池常用）。,（,4,）排水系统,排水系统处于滤床的底部，其作用是收集、排出处理后的废水和保证良好的通风；一般由渗水装置、汇水沟和总排水沟所组成；渗水装置用于支撑滤料，其排水孔隙的总面积应不小于滤池表面积的,20%,；渗水装置与池底之间的距离一般应在,0.4m,以上，以利通风，一般在出水区的四周池壁均匀布置进风孔。,返回,2.,生物滤池工作原理,生物滤池是以,土壤自净,原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，经原始的间歇砂滤池和接触滤池而发展起来的人工生物处理技术，已有百余年的发展史。,水长时间以,滴状喷洒,在块状滤料层的表面上，在水流经的表面上就会形成生物膜，待生物膜成熟后，栖息在生物膜上的,微生物,摄取流经污水中的有机物作为营养，从而使污水得到净化。,（,1,）高负荷生物滤池特征,1,）大幅度地提高了滤池的负荷率；,2,）高负荷生物滤池的高负荷率是通过限制进水,BOD,5,和运行上采取处理水回流等技术措施而达到目的；,3,）处理水回流可以均化与稳定进水水质、加大水力负荷，及时地冲刷过厚和老化的生物膜，加速生物膜更新，抑制厌氧层发育，使生物膜经常保持较高的活性；抑制滤池蝇的过度滋长，减轻臭味。,（,2,）塔式生物滤池的特征,1,）在构造方面的特征,2,）在工艺方面的特征,高负荷率；,滤层内部的分层，能够承受较高的有机污染物的冲击负荷。,实例,广东省肇庆市蓝带啤酒厂，年产,20,万,T,蓝带啤酒。蓝带啤酒厂污水处理站设计污水处理量为,6000m,3,/d,，设计污水水质为：,COD,3000mg/L,，,BOD,5,=800 mg/L,，,SS,300 mg/L,，色度,100,，,PH,6,9,，温度,40,。,要求处理后出水水质达到广东省污水排放标准的二级二类标准。,COD110 mg/L,，,BOD,5,50 mg/L,，,SS100 mg/L,，色度,80,，,PH,6,9,。,该污水处理厂的工艺流程为：,塔式生物滤池设计容积负荷,1.8Kg BOD,5,/(m3/d),，有效容积,400 m,3,，采用,4,座，每座滤池直径,3.09m,，滤池面积,7.5m,2,塔高,18.5 m,，滤池高度,13.5 m,。水力负荷为,200 m,3,/(m,2,d),，,COD,去除率,65,，出水,COD,为,142 mg/L,。,出水排放,混凝沉淀池,塔式生物滤池,反应器,调节池,原污水,UASB,三、曝气生物滤池,1.,系统与结构,曝气生物滤池构造示意图,填料层,反冲洗用空气管,曝气管,反冲洗水进水管,处理水排水管,承托层,反冲洗水排放管,反冲洗排水槽,原水,（,1,）滤池中装有一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着生物膜，滤池内部曝气，水流经过时，利用滤料上高浓度的生物膜量的氧化降解能力对水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；,（,2,）同时水流经过时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂走；,（,3,）运行一定的时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。,三、曝气生物滤池,2.,工艺原理,下流式,BAF,（见上图）,BIOCARBONE,上流式,BAF,缺点：负荷不高；滤池上部水损大，纳污率不,高，易堵塞，周期短。,最新,BIOFOR,和,BIOSTYR,三、曝气生物滤池,3.,类型,BIOFOR,工作原理,上向流，其流向为水,底部气水混合室,长柄滤头,垫层,滤料。,反冲洗同前。,特点：布气布水均匀；水力条件好；纳污率高，运行周期长。,三、曝气生物滤池,3.,类型,BIOSTYR,工作原理,上向流，分为缺氧和好氧两部分。,特点：节约动力；滤头不易堵；脱氮。,三、曝气生物滤池,3.,类型,（,1,）,BAF,挂膜,自然挂膜,人工挂膜,BAF,挂膜的考核指标：,NH,3,-N,的去除率,（,2,）正常运行,1,）水流向的选择,2,）足够的溶解氧（,2-3mg/L,）,3,）相对稳定的水质条件（负荷适应性）,4,）反冲洗（反冲洗周期、反冲洗强度）,三、曝气生物滤池,4.,运行方式,2.2.2,生物接触氧化法,一、定义及特点,介于活性污泥法和生物膜法之间的生物处理技术。,在填料表面培养微生物，形成生物膜，并应用与曝气池相同的曝气方法向微生物供氧，水流过时与填料上的生物膜接触，通过微生物代谢作用降解水中污染物以达到净化的目的。,生物膜：大的比表面积,吸附,生物降解,生物膜老化脱落后随废水流出,2.2.2,生物接触氧化法,二、,BCO,处理微污染水源原理,稳定运行生物膜没有净增长和净死亡的现象。生长速率等于消耗速率。得到最小基质浓度（单一基质）,“,二级利用,”,当水中有一种以上营养物质，生物膜有可能从其中一种浓度较高的物质获得长期稳定生长的能量，在此基础上利用其他营养物质，将其浓度降低到,此物质单独存在时的最小基质浓度之下。,意义：利用腐植酸有机物降低微量有害物质浓度,“应激性”解释有机物浓度降低到最小基质浓度以下。,2.2.2,生物接触氧化法,三、,BCO,工艺特征,1,）三相存在、氧的转移、微生物相丰富、稳定的生态系统与食物链,2,）丝状菌,立体结构的生物网类似与“过滤”,3,）曝气使得生物膜活性较高，处理效率高,4,）操作简单,5,）脱氮,缺点：填料可能堵塞、布水曝气难于均匀、有死角,2.2.2,生物接触氧化法,四、,BCO,池的构造,池体多为矩形，,4.5-5.0,米,填料选择：无毒无害、等,固定式、悬挂式、堆积式悬浮式,曝气方式：均匀,直流式和分流式,生物膜活性,2.2.2,生物接触氧化法,四、,BCO,工艺影响因素,原水水质、水温、,pH,值、溶解氧、水力停留时间、填料性能,2.2.3,膜生物反应器,一、定义及特点,MBR,是将超滤、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。,以膜组件取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物反应器组合构成一种新型生物处理装置。,膜单元部分主要用于截留微生物和过滤出水，微生物固体可以被截留和回流到反应器。,（,1,）反应器内微生物量增加，污泥负荷降低、生化效率。,MBR,可以去除细菌、病毒等出水浊度低、出水水质较高，尤其适用于微污染水源。,（,2,）较长的污泥龄，有利于增殖缓慢的微生物。适合进行废水深度处理。,（,3,）较低的,F/M,条件下，活性污泥处于因生殖而增长，内源呼吸而消耗的动态平衡中，剩余污泥少，无污泥膨胀。,（,4,）自动化程度高。,2.2.3,膜生物反应器,一、定义及特点,二、膜生物反应器的组成和分类,由膜组件、泵和生物反应器三部分构成。,按膜生物反应器,有无供氧,分为好氧膜生物反应器和厌氧膜生物反应器；根据,膜组件设置,的位置可分为分体式膜生物反应器和一体式膜生物反应器两种；也可以按,膜孔径,分为超滤膜或微滤膜生物反应器；按,膜材料,分为无机膜生物反应器或有机膜生物反应器；膜形状分为平板膜、管式膜和中空膜；泵和膜的相对位置分为加压泵和吸压泵。,返回,2.2.3,膜生物反应器,按结构分为：膜分离生物反应器（,MSBR,）、膜曝气生物反应器（,MABR,）、萃取膜生物反应器（,EMBR,）。,分体式,MBR,：最早，操作压力和膜面流速是两个重要参数,膜污染。,三、膜生物反应器的操作,2.2.3,膜生物反应器,形成途径：,（,1,）滤饼层,（,2,）溶解性有机物,（,3,）微生物污染,后果：,（,1,）膜通量降低,（,2,）膜过滤阻力增大,四、膜污染,2.2.3,膜生物反应器,2.3,微污染水源水处理技术及应用,2.3.1,饮用水水质标准,2.3.1,微污染水处理技术,2.3.2,微污染水处理组合工艺及典型流程,2.3.1,饮用水水质标准,一、国际权威性、代表性的三大饮用水水质标准：,（,1,）世界卫生组织（,WHO,）的,饮用水水质准则,；,（,2,）欧盟（,EC,）的,饮用水水质指令,；,（,3,）美国环保局（,USEPA,）的,国家饮用水水质标准,。,我国有,自行的,饮用水标准。,2.3.1,饮用水水质标准,二、我国饮用水标准发展历史,1927,上海市饮用水清洁标准,1956 15,饮用水水质标准,1959 17,生活饮用水卫生规程,1976 23,生活饮用水卫生标（,TJ20-76,）,(,试行,),1986,35,生活饮用水卫生标准（,GB5749-85,）,三、我国饮用水水质标准,生活饮用水卫生标准,（,GB 5749-2006,）,1.,内容：,（,1,）微生物指标,（,2,）饮用水消毒剂,（,3,）毒理指标（无机化合物和,有机化合物,）,（,4,）感官性状和一般化学指标,（,5,）放射性指标,2.3.1,饮用水水质标准,2.,新标准的参考文献,1,www.h2o-World Health Organization.Guidelines for Drinking-,water Quality,third edition.Vol.1,2004,Geneva,4 EUs Drinking Water Standards.Council Directive,98/83/EC on the quality of water intended for human,consumption.Adopted by the Council,on 3 November 1998,5 US EPA.Drinking Water Standards and Health,Advisories,Winter 2004,6,俄罗斯国家饮用水卫生标准,2002,年,1,月实施,7,日本饮用水水质基准（水道法基水质基准关省令）,2004,年,4,月起实施,2.3.1,饮用水水质标准,20,世纪,60,年代开始研究，在饮用水常规处理工艺 基础上主要有三大研究方向：,1.,强化常规处理,2.,深度处理工艺,3.,微污染水预处理技术,2.3.2,微污染水处理技术,一、强化常规处理,1.,强化常规处理混凝工艺,确定混凝的最佳条件，发挥混凝的最佳效果,。措施：絮凝剂性能的改善、强化颗粒碰撞、絮凝反应设备的研制和改进、絮凝工艺流程的强化。,2.,强化过滤工艺,（,1,）改性滤料,（,2,）冲洗技术,2.3.2,微污染水处理技术,二、深度处理技术,在常规处理工艺以后采用适当的处理方法保证饮用水水质。,1.,活性炭吸附法（去除,DOM,最有效的方法）,PAC,和,GAC,2.,生物活性炭法（,BAC,）,由臭氧、砂过滤、活性炭吸附等结合。,2.3.2,微污染水处理技术,二、深度处理技术,在常规处理工艺以后采用适当的处理方法保证饮用水水质。,3.,膜分离法（去除,DOM,最有效的方法）,三、微污染水预处理技术,预处理通常指常规处理工艺前面采用适当物理、化学或生物的处理方法，减轻常规处理和深度处理的负担，改善和提高饮用水水质。,2.3.2,微污染水处理技术,三、微污染水预处理技术,1.,物理吸附预处理,利用物质的吸附性能来去除水中污染物。,AC,、硅藻土、二氧化硅、活性氧化铝、沸石,2.,化学氧化预处理,向原水中加入强氧化剂，利用强氧化剂的氧化能力，去除水中的有机污染物，提高混凝沉淀效果。,臭氧氧化、二氧化氯、光化学,2.3.2,微污染水处理技术,三、微污染水预处理技术,3.,生物预处理,BAF,、生物接触氧化池（,BCO,）、,BAC,和,MBR,问题：增设曝气、冲洗设备；,效果的影响因素多；,微生物培养的时间较长。,2.3.2,微污染水处理技术,2.3.3,微污染水处理组合工艺及典型流程,一、微污染水处理技术组合工艺,1.,活性炭组合工艺,臭氧,/,生物活性炭法,去除,COD,、色度、嗅味、酚、硝基苯、氯仿、六六六、,DDT,、氨氮、油、木质素等。,2.3.3,微污染水处理组合工艺及典型流程,一、微污染水处理技术组合工艺,2.,生物法组合工艺,（,1,）生物处理,/,常规处理,减少消毒副产物的前体,（,2,）生物处理,/,常规处理,/,深度处理,3.,膜法组合工艺,（,1,）,BAF/UF,（,2,）,PAC/UF,2.3.3,微污染水处理组合工艺及典型流程,一、微污染水处理技术组合工艺,4.,臭氧氧化组合工艺,（,1,）,O,3,/H,2,O,2,极大提高,OH,产生量和速率,（,2,）,O,3,/UV,5.,光催化氧化组合工艺,（,1,）,H,2,O,2,/UV,（,2,）,AC/,光催化,2.3.3,微污染水处理组合工艺及典型流程,一、微污染水处理典型流程,1.,微污染预处理工艺,2.,微污染水深度处理,3.,微污染水处理的工程应用流程,2.4,过滤及膜技术,2.4.1,过滤,2.4.2,反渗透,2.4.3,水的除藻,2.4,过滤及膜技术,膜分离可以完成其他过滤所不能完成的任务，可以去除更细小的杂质，可去除溶解态的有机物和无机物，甚至盐。,膜分离指在某种外加推动力的作用下，利用膜的透过能力，达到分离水中离子或分子以及某些微粒的目的。利用电位差的膜法有电渗析（,ED,）和倒极电渗析（,EDR,）；利用压力差的膜法有微滤、超滤、纳滤和反渗透；以浓差为推动力的有扩散渗析。,2.4.1,过滤,一、过滤机理,截留、沉降、撞击、拦截、吸附、凝聚,二、滤池的形式及构造,（,1,）普通快滤池,1840,年以来目标是增加滤池的含污能力和节约滤池的阀门设备及便于操作、向着自动化和连续操作方向。,2.4.1,过滤,滤池的分类：,（,1,）水流方向：下向流、上向流、双向流和辐射流（水平流）,（,2,）不同滤料组成：单层滤料、双层滤料、三层以及混合滤料,（,3,）从药剂投量和加注点的不同：沉淀后过滤、微絮凝过滤、凝聚过滤。,（,4,）从阀门配置：四阀滤池、双阀滤池、以及无阀滤池,（,5,）从冲洗方式：小阻力、中阻力和大阻力,（,6,）从运行方式：间歇过滤滤池、移动冲洗罩滤池和连续过滤滤池,2.4.1,过滤,滤池种类：,虹吸滤池、移动罩滤池、压力滤池、连续流动床深层过滤器、辐射刘滤池、双层滤料过滤、硅藻土过滤、核桃壳过滤、多孔陶粒过滤、瓷砂过滤、人工合成有机滤料过滤、滤布过滤机、纤维过滤器,2.4.2,反渗透,膜分离的特点：,（,1,）膜分离过程不发生相变化，能量转化率高；,（,2,）分离和浓缩同时进行，可回收有价值的物质；,（,3,）根据膜的选择透过性和膜孔径的大小及膜的荷电特性，可以将不同粒径、不同性质的物质分开使物质纯化而不改变其原有的理化性质；,（,4,）膜分离过程不会破坏对热不稳定的物质，高温下即可分离；,（,5,）膜分离过程不需投加药剂，可节省原材料和化学药品；,（,6,）膜分离适应性强，操作级维护方便、易于实现自控。,2.4.2,反渗透,反渗透机理：,选择性吸着,-,毛细管流机理：,该理论以吉布斯吸附式为依据，认为膜表面由于,亲水性,原因，能选择吸附水分子而排斥盐分，因而在固,-,液界面上形成厚度为两个水分子（,1nm,）的,纯水层,。在施加压力作用下，纯水层中的水分子不断通过毛细管流过反渗透膜。膜表皮具有大小不同的极细孔隙，当其中的孔隙为纯水层厚度的一倍（,2nm,）时，称为,膜的临界孔径,，可达到理想的脱盐效果。当孔隙大于临界孔径时，透水性增大，但盐分容易从孔隙中透过，导致脱盐率下降。反之，若孔隙小于临界孔径，脱盐率增大，而透水性则下降。,2.4.3,水的除藻,一、藻类产生的人为因素及其危害,水产生厌恶的味和臭,氯化副产物的前体,使鱼类变异,毒素积累在底泥中,影响水厂的过滤效果，同时对管网不利,2.4.3,水的除藻,二、藻类及藻毒素的去除方法,（,1,）水源除藻,取水口拦截,硫酸铜药剂法,水体打捞法,（,2,）水处理工艺法,混凝除藻,气浮法,直接过滤法,微滤机除藻,2.4.3,水的除藻,二、藻类及藻毒素的去除方法,（,3,）氧化法除藻,折点加氯杀藻,二氧化氯杀藻,臭氧氧化除藻,紫外线除藻,（,4,）其他除藻方法,电絮凝法、膜技术、电磁变频反应器、,BAC,等。,（,5,）含藻污泥的处理处置,