廢水處理工藝反應動力學特性

1. 污水處理工藝應具有哪些特點

五種典型的工藝
（1）間歇活性污泥法（）
間歇活性污泥法也稱序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor-SBR），它由個或多個SBR池組成，運行時，廢水分批進入池中，依次經歷5個獨立階段，即進水、反應、沉澱、排水和閑置。進水及排水用水位控制，反應及沉澱用時間控制，一個運行周期的時間依負荷及出水要求而異，一般為4～12h，其中反應佔40％，有效池容積為周期內進水量與所需污泥體積之和。
比連續流法反應速度快，處理效率高，耐負荷沖擊的能力強；由於底物濃度高，濃度梯度也大，交替出現缺氧、好氧狀態，能抑制專性好氧菌的過量繁殖，有利於生物脫氮除磷，又由於泥齡較短，絲狀菌不可能成為優勢，因此，污泥不易膨脹；與連續流方法相比，SBR法流程短、裝置結構簡單，當水量較小時，只需一個間歇反應器，不需要設專門沉澱池和調節池，不需要污泥迴流，運行費用低。
(2) 吸附再生(接觸穩定)法
這種方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在較短的時間里(10～40min)，通過吸附去除廢水中懸浮的和膠態的有機物，再通過液固分離，廢水即獲得凈化，BOD5可去除85％～90％左右。吸附飽和的活性污泥中，一部分需要迴流的，引入再生池進一步氧化分解，恢復其活性；另一部分剩餘污泥不經氧化分解即排入污泥處理系統。
分別在兩池(吸附池和再生他)或在同一池的兩段進行。它適應負荷沖擊的能力強，還可省去初次沉澱池。主要優點是可以大大節省基建投資，最適於處理含懸浮和膠體物質較多的廢水，如製革廢水、焦化廢水等，工藝靈活。但由於吸附時間較短，處理效率不及傳統法的高。
（3）氧化溝
氧化溝是延時曝氣法的一種特殊型式，它的平面象跑道，溝槽中設置兩個曝氣轉刷（盤），也有用表面曝氣機、射流器或提升管式曝氣裝置的。曝氣設備工作時，推動溝液迅速流動，實現供氧和攪拌作用。
與普通曝氣法相比，氧化溝具有基建投資省，維護管理容易，處理效果穩定，出水水質好，污泥產量少，還有較好的脫N、P作用，適應負荷沖擊能力強等優點。
（4）連續進水周期循環延時曝氣活性污泥法（ICEAS）
ICEAS反應器前部設有預反應區（占池容積的10%）。反應池由預反應區和主反應區組成，並實現連續進水，間歇排水。預反應區一般處在厭氧和缺氧狀態，有機物在此被活性污泥吸附，該區還具有生物選擇作用，抑制絲狀菌生長，防止污泥膨脹。被吸附的有機物在主反應區內被活性污泥氧化分解。
反應連續進水，解決了來水與間歇進水不匹配的矛盾。但該工藝沉澱效果較差、凈化效果變差，易發生污泥膨脹，污泥負荷較低，反應時間長，設備容積增大，投資較大。
（5）生物脫氮除磷工藝（A/A/O）
污水首先進入厭氧池與迴流污泥混合，在兼性厭氧發酵菌的作用下，廢水中易生物降解的大分子有機物轉化為聚磷菌可以吸收小分子有機物（如VFA），並以PHB的形式貯存在體內，其所需的能量來自聚磷鏈的分解。隨後，廢水進入缺氧區，反硝化細菌利用廢水中的有機基質對隨迴流混合液帶入的NO3- 進行反硝化。廢水進入好氧池時，廢水中有機物的濃度較低，聚磷菌主要是通過分解體內的PHB而獲得能量，供細菌增殖，同時將周圍環境中的溶解性磷吸收到體內，並以聚磷鏈的形式貯存起來，隨後以剩餘污泥的形式排出系統。系統中好氧區的有機物濃度較低，正有利於該區中自養硝化菌的生長。
厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類的微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能；工藝簡單，水力停留時間較短；SVI一般小於100，不會發生污泥膨脹；污泥中磷含量高，一般為2.5%以上；厭氧-缺氧池只需輕緩攪拌，使之混合，而以不增加溶解氧為度；沉澱池要避免發生厭氧-缺氧狀態，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質和反硝化產生N2而干擾沉澱；脫氮效果受混合液迴流比大小的影響，除磷效果則受迴流污泥中挾帶DO和硝酸態氧的影響，因而脫氮除磷效果不可能提高。

2. 生物反應動力學特性對反應器操作與設計有何指導

對各類常用的反應器內的流動、傳熱和傳質等過程進行理論和實驗研究，並力求以數學式予以表達。由於傳遞過程只是物理的,所以研究時可以避免化學反應,用廉價的模擬物系（如空氣、水、砂子等）代替實際反應物系進行實驗。這種實驗常稱為冷態模擬實驗，簡稱冷模實驗。傳遞過程的規律可能因設備尺寸而異，冷模實驗所採用的設備應是一系列不同尺寸的裝置；為可靠起見，所用設備甚至還包括與工業規模相仿的大型實驗裝置。各類反應器內的傳遞過程大都比較復雜，有待更深入地去研究。

對一個特定反應器內進行的特定的化學反應過程，在其反應動力學模型和反應器傳遞模型都已確定的條件下，將這些數學模型與物料衡算、熱量衡算等方程聯立求解，就可以預測反應結果和反應器操作性能。由於實際工業反應過程的復雜性，至今尚不能對所有工業反應過程都建立可供實用的反應動力學模型和反應器傳遞模型。因此，進行化學反應工程的理論研究時，概括性地提出若干個典型的傳遞過程。例如：伴隨著流動發生的各種不同的混合，如返混、微觀混合、滴際混合等；反應過程中的傳質和傳熱，包括反應相外傳質和傳熱（傳質和反應相繼發生）和反應相內傳質和傳熱(反應和傳質同時進行)。然後，對各個典型傳遞過程逐個地進行研究，忽略其他因素，單獨地考察其對不同類型反應結果的影響。例如，對反應相外的傳質，理論研究得出其判據為達姆科勒數Dα，並已導出當Dα取不同值時外部傳質對反應結果的影響程度。同樣，對反應相內的傳質，也得出了相應的判據西勒模數。這些理論研究成果構成了本學科內容的重要組成部分。這些成果一般並不一定能夠直接用於反應器的設計，但是對於分析判斷卻有重要的指導意義。

由於在已選定的工業反應器中進行的宏觀化學反應過程，就是具有一定化學動力學特性的反應物系進入具有一定流動和傳遞特性的工業裝置中進行演變、達到人們期預的狀之後離開反應器的全過程，整個過程涉及到多種影響參數及各參數之問相互作用的復雜關系。使宏觀過程式控制制到期預狀態，達到工程技術目的，實現技術經濟目標，必須搞清上述諸多因素或參數對宏觀過程、狀態及生產(設計)目標的影響規律、調控的可能性及程度、技術經濟效果等。在研究或處理方法上，就是在實驗(實踐)的基礎上，用數學模擬的方法即根據反應的動力學特性和該物系在該反應器中的傳遞特性及流動特性，抓住影響宏觀過程的主要矛盾和矛盾的主要方面。恰當地簡化處理那些影響不大的次要因素，建立物系的動態物理模型。再對物理模型進行數學描述—建立宏觀過程的數學模型，進而根據特定的初始條件、邊界條件對數學模型求解，確定有關設計參數以及模擬放大，實踐檢驗，修正完善。顯然，該模型就是化學動力學模型、流動模型、傳遞模型以及相關的參數計算模型的綜合。所以建模及解析無疑是各類反應器設計的中心。

3. 制葯行業廢水的處理工藝方法和特點有哪些

針對目前國內處復理制葯過程中低濃度制DMF含鹽廢水收率低、分離效 果差、能耗高等問題,提出一種萃取結合精餾的新工藝.通過單因素對比實驗,確定了適宜的萃取操作條件:萃取劑為氯仿,溫度為20℃,溶劑比為2.通過新工 藝與原有的減壓精餾工藝進行對比實驗表明,新工藝將DMF產品的質量分數由98.87%提高到99.85%,產品收率提高了29%,而再沸器能耗降低 44%.

4. 工業污水處理工藝具有哪些特點

工業污水處理工藝具有以下特點：
(1)廢水可排出至過濾網帶上進行過濾版，使得雜質被濾除權在過濾網帶上，實現初級處理，並且過濾網帶傾斜設置，其表面的較大雜質可在重力作用下從排料斗排出，避免過濾網帶堵塞。
(2)過濾網帶能夠循環經過清理機構，可在毛刷的作用下將過濾網帶內嵌入的較小雜質刷掉並掉落收集在廢料箱內，使得過濾網帶保持潔凈狀態，提高初級過濾效果。
(3)轉動電機可同時帶動攪拌桿、碾磨頭以及攪拌葉片轉動，攪拌桿可不斷的攪拌粉末葯劑加快其下料速度，碾磨頭可對粉末葯劑進行再次碾磨，使得顆粒直徑更小，流通更為方便、避免葯劑堵塞，溶解更快，攪拌葉片可不斷的攪拌混凝沉澱箱內的液體，進一步加快葯劑的溶解速度。

5. 什麼叫生化反應動力學方程式在廢水生物處理中，採用了哪兩個基本方程式

生化反來應動力學方程式，是在一定限源制條件下，生化反應進程中，底物或基質的濃度或消耗速度、細胞濃度或細胞生長速率 以及 產物濃度或產物形成速率之間的函數關系式。利用此類方程式，可以在生化反應中，通過定量的方式，正確地掌握和控制底物或基質的濃度或消耗速度，使細胞濃度或生長速率 和 產物濃度或形成速率達到可能達到的理想狀態。
在廢水生物處理中採用的兩個基本方程式及其物理意義：
（1）莫諾特（Monod）方程式，反映微生物增長速度和微生物本身的濃度、底物濃度之間的關系。
μ=μmax · ρs / (Ks+ρs)
ρs——限制微生物增長的底物的濃度；ρx——微生物濃度；Ks——飽和常數；
μ——微生物比增長速度，即單位生物量的增長速度μ=(dρx/dt)/(ρx · t)；
μmax——μ的最大值：底物濃度很大，不再影響微生物的增長速度時的μ值。
（2）米歇里斯-門坦（Michaelis-Menten）方程式，簡稱：米氏方程式，反映了整個反應過程中，底物濃度與酶促反應速度之間的關系。
v=vmax · ρs / (Km+ρs)；
v——酶反應速度；vmax——最大酶反應速度；ρs——底物濃度；Km——米氏常數。

6. 廢水處理中各工藝的處理效率怎麼估算

1) 城市污水處理工藝應根據處理規模、水質特性、受納水體的環境功版能及當地的實際情況和權要求，經全面技術經濟比較後優選確定。
2) 工藝選擇的主要技術經濟指標包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、佔地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環境效益等。
3) 應切合實際地確定污水進水水質，優化工藝設計參數。必須對污水的現狀水質特性、污染物構成進行詳細調查或測定，作出合理的分析預測。在水質構成復雜或特殊時，應進行污水處理工藝的動態試驗，必要時應開展中試研究。
4) 積極審慎地採用高效經濟的新工藝。對在國內首次應用的新工藝，必須經過中試和生產性試驗，提供可靠設計參數後再進行應用。

7. 污水處理工藝

污水處理應用於各行各業，不同行業的污水水質水量也有很大的專差別，因屬此，不同行業的污水、相同行業的不同水量的污水處理方法和工藝也有所不同。

如醫療污水處理、生活污水處理、屠宰污水處理、養殖污水處理、食品污水處理以及油田廢水的處理所用到的工藝都是有區別的。

常用的污水處理工藝流程：

（1）醫療污水處理工藝

8. 污水處理工藝技術員需要掌握哪些知識

（1）一級工，要有一個認真（認真非常關鍵，否則絕對不是一個好設計師）負責的態版度，要有權一般工科最好是化工、環保類的基礎知識；
（2）二級工（在上一級的水平上，下同），要掌握各類水處理技術的知識，特別是常用技術；
（3）三級工，了解各種污水處理設備的基本性能；
（4）四級工；熟練掌握各種水力學生物動力學的計算方法；
（5）五級工，了解各種基本材料和葯劑的特點，精通各類水處理設備的構造；
（6）六級工，了解電氣、自控、機械、化驗等有關知識；
（7）七級工，能夠將各類知識融會貫通，善於專研，學會與人進行交流，有較好的文學功底；
（8）八級工，有較高的生活興趣，有自己的業余愛好，樂於助人，從哲學的角度分析和處理各種問題。

9. 污水處理工藝選擇時因考慮哪些基本因素

處理工藝流程選擇，一般需考慮以下因素。
（1）廢水水質
生活污水水質通常比較穩定，一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業廢水應根據具體的水質情況進行工藝流程的合理選擇。特別需要指出的是，對於採用好氧生物處理工藝處理廢水來說，要注意廢水的可生化性，通常要求COD/BOD5＞0.3，如不能滿足要求，可考慮進行厭氧生物水解酸化，以提高廢水的可生化性，或是考慮採用非生物處理的物理或化學方法等。
（2）污水處理程度
這是污水處理工藝流程選擇的主要依據。污水處理程度原則上取決於污水的水質特徵、處理後水的去向和污水所流入水體的自凈能力。但是目前，污水處理程度的確定主要依從國家的有關法律制度及技術政策的要求。通常環境管理部門是根據《污水綜合排放標准》及相關的行業排放標准來控制污水的排放濃度，一些經濟發展水平較高的地區還規定了更為嚴格的地方排放標准。因此，無論是何種需要處理的污水，也無論是採取何種處理工藝及處理程度，都應以處理系統的出水能夠達標為依據和前提。按照法律、法規、政策的要求預防和治理水體環境污染。
（3）建設及運行費用
考慮建設與運行費用時，應以處理水達到水質標准為前提條件。在此前提下，工程建設及運行費用低的工藝流程應得到重視。此外，減少佔地面積也是降低建設費用的重要措施。
（4）工程施工難易程度
工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高，地質條件差的地方，就不適宜選用深度大、施工難度高的處理構築物。
（5）當地的自然和社會條件
當地的地形、氣候等自然條件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當地氣候寒冷，則應採用在採取適當的技術措施後，在低溫季節也能夠正常運行，並保證取得達標水質的工藝。當地的社會條件如原材料、水資源與電力供應等也是流程選擇應當考慮的因素之一。
（6）污水的水量
除水質外，污水的水量也是影響因素之一。對於水量、水質變化大的污水，應首先考慮採用抗沖擊負荷能力強的工藝，或考慮設立調節池等緩沖設備以盡量減少不利影響。
（7）處理過程是否產生新的矛盾
污水處理過程中應注意是否會造成二次污染問題。例如制葯廠廢水中含有大量有機物質（如苯、甲苯、溴素等），在曝氣過程中會有有機廢氣排放，對周圍大氣環境造成影響；化肥廠造氣廢水在採用沉澱、冷卻處理後循環利用，在冷卻塔尾氣中會含有氰化物，對大氣造成污染；農葯廠樂果廢水處理中，以鹼化法降解樂果，如採用石灰做鹼化劑，產生的污泥會造成二次污染；印染或染料廠廢水處理時，污泥的處置為重點考慮的問題。