废水处理工艺反应动力学特性

1. 污水处理工艺应具有哪些特点

五种典型的工艺
（1）间歇活性污泥法（）
间歇活性污泥法也称序批式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor-SBR），它由个或多个SBR池组成，运行时，废水分批进入池中，依次经历5个独立阶段，即进水、反应、沉淀、排水和闲置。进水及排水用水位控制，反应及沉淀用时间控制，一个运行周期的时间依负荷及出水要求而异，一般为4～12h，其中反应占40％，有效池容积为周期内进水量与所需污泥体积之和。
比连续流法反应速度快，处理效率高，耐负荷冲击的能力强；由于底物浓度高，浓度梯度也大，交替出现缺氧、好氧状态，能抑制专性好氧菌的过量繁殖，有利于生物脱氮除磷，又由于泥龄较短，丝状菌不可能成为优势，因此，污泥不易膨胀；与连续流方法相比，SBR法流程短、装置结构简单，当水量较小时，只需一个间歇反应器，不需要设专门沉淀池和调节池，不需要污泥回流，运行费用低。
(2) 吸附再生(接触稳定)法
这种方式充分利用活性污泥的初期去除能力，在较短的时间里(10～40min)，通过吸附去除废水中悬浮的和胶态的有机物，再通过液固分离，废水即获得净化，BOD5可去除85％～90％左右。吸附饱和的活性污泥中，一部分需要回流的，引入再生池进一步氧化分解，恢复其活性；另一部分剩余污泥不经氧化分解即排入污泥处理系统。
分别在两池(吸附池和再生他)或在同一池的两段进行。它适应负荷冲击的能力强，还可省去初次沉淀池。主要优点是可以大大节省基建投资，最适于处理含悬浮和胶体物质较多的废水，如制革废水、焦化废水等，工艺灵活。但由于吸附时间较短，处理效率不及传统法的高。
（3）氧化沟
氧化沟是延时曝气法的一种特殊型式，它的平面象跑道，沟槽中设置两个曝气转刷（盘），也有用表面曝气机、射流器或提升管式曝气装置的。曝气设备工作时，推动沟液迅速流动，实现供氧和搅拌作用。
与普通曝气法相比，氧化沟具有基建投资省，维护管理容易，处理效果稳定，出水水质好，污泥产量少，还有较好的脱N、P作用，适应负荷冲击能力强等优点。
（4）连续进水周期循环延时曝气活性污泥法（ICEAS）
ICEAS反应器前部设有预反应区（占池容积的10%）。反应池由预反应区和主反应区组成，并实现连续进水，间歇排水。预反应区一般处在厌氧和缺氧状态，有机物在此被活性污泥吸附，该区还具有生物选择作用，抑制丝状菌生长，防止污泥膨胀。被吸附的有机物在主反应区内被活性污泥氧化分解。
反应连续进水，解决了来水与间歇进水不匹配的矛盾。但该工艺沉淀效果较差、净化效果变差，易发生污泥膨胀，污泥负荷较低，反应时间长，设备容积增大，投资较大。
（5）生物脱氮除磷工艺（A/A/O）
污水首先进入厌氧池与回流污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解的大分子有机物转化为聚磷菌可以吸收小分子有机物（如VFA），并以PHB的形式贮存在体内，其所需的能量来自聚磷链的分解。随后，废水进入缺氧区，反硝化细菌利用废水中的有机基质对随回流混合液带入的NO3- 进行反硝化。废水进入好氧池时，废水中有机物的浓度较低，聚磷菌主要是通过分解体内的PHB而获得能量，供细菌增殖，同时将周围环境中的溶解性磷吸收到体内，并以聚磷链的形式贮存起来，随后以剩余污泥的形式排出系统。系统中好氧区的有机物浓度较低，正有利于该区中自养硝化菌的生长。
厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类的微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能；工艺简单，水力停留时间较短；SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；污泥中磷含量高，一般为2.5%以上；厌氧-缺氧池只需轻缓搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度；沉淀池要避免发生厌氧-缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生N2而干扰沉淀；脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污泥中挟带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效果不可能提高。

2. 生物反应动力学特性对反应器操作与设计有何指导

对各类常用的反应器内的流动、传热和传质等过程进行理论和实验研究，并力求以数学式予以表达。由于传递过程只是物理的,所以研究时可以避免化学反应,用廉价的模拟物系（如空气、水、砂子等）代替实际反应物系进行实验。这种实验常称为冷态模拟实验，简称冷模实验。传递过程的规律可能因设备尺寸而异，冷模实验所采用的设备应是一系列不同尺寸的装置；为可靠起见，所用设备甚至还包括与工业规模相仿的大型实验装置。各类反应器内的传递过程大都比较复杂，有待更深入地去研究。

对一个特定反应器内进行的特定的化学反应过程，在其反应动力学模型和反应器传递模型都已确定的条件下，将这些数学模型与物料衡算、热量衡算等方程联立求解，就可以预测反应结果和反应器操作性能。由于实际工业反应过程的复杂性，至今尚不能对所有工业反应过程都建立可供实用的反应动力学模型和反应器传递模型。因此，进行化学反应工程的理论研究时，概括性地提出若干个典型的传递过程。例如：伴随着流动发生的各种不同的混合，如返混、微观混合、滴际混合等；反应过程中的传质和传热，包括反应相外传质和传热（传质和反应相继发生）和反应相内传质和传热(反应和传质同时进行)。然后，对各个典型传递过程逐个地进行研究，忽略其他因素，单独地考察其对不同类型反应结果的影响。例如，对反应相外的传质，理论研究得出其判据为达姆科勒数Dα，并已导出当Dα取不同值时外部传质对反应结果的影响程度。同样，对反应相内的传质，也得出了相应的判据西勒模数。这些理论研究成果构成了本学科内容的重要组成部分。这些成果一般并不一定能够直接用于反应器的设计，但是对于分析判断却有重要的指导意义。

由于在已选定的工业反应器中进行的宏观化学反应过程，就是具有一定化学动力学特性的反应物系进入具有一定流动和传递特性的工业装置中进行演变、达到人们期预的状之后离开反应器的全过程，整个过程涉及到多种影响参数及各参数之问相互作用的复杂关系。使宏观过程控制到期预状态，达到工程技术目的，实现技术经济目标，必须搞清上述诸多因素或参数对宏观过程、状态及生产(设计)目标的影响规律、调控的可能性及程度、技术经济效果等。在研究或处理方法上，就是在实验(实践)的基础上，用数学模拟的方法即根据反应的动力学特性和该物系在该反应器中的传递特性及流动特性，抓住影响宏观过程的主要矛盾和矛盾的主要方面。恰当地简化处理那些影响不大的次要因素，建立物系的动态物理模型。再对物理模型进行数学描述—建立宏观过程的数学模型，进而根据特定的初始条件、边界条件对数学模型求解，确定有关设计参数以及模拟放大，实践检验，修正完善。显然，该模型就是化学动力学模型、流动模型、传递模型以及相关的参数计算模型的综合。所以建模及解析无疑是各类反应器设计的中心。

3. 制药行业废水的处理工艺方法和特点有哪些

针对目前国内处复理制药过程中低浓度制DMF含盐废水收率低、分离效 果差、能耗高等问题,提出一种萃取结合精馏的新工艺.通过单因素对比实验,确定了适宜的萃取操作条件:萃取剂为氯仿,温度为20℃,溶剂比为2.通过新工 艺与原有的减压精馏工艺进行对比实验表明,新工艺将DMF产品的质量分数由98.87%提高到99.85%,产品收率提高了29%,而再沸器能耗降低 44%.

4. 工业污水处理工艺具有哪些特点

工业污水处理工艺具有以下特点：
(1)废水可排出至过滤网带上进行过滤版，使得杂质被滤除权在过滤网带上，实现初级处理，并且过滤网带倾斜设置，其表面的较大杂质可在重力作用下从排料斗排出，避免过滤网带堵塞。
(2)过滤网带能够循环经过清理机构，可在毛刷的作用下将过滤网带内嵌入的较小杂质刷掉并掉落收集在废料箱内，使得过滤网带保持洁净状态，提高初级过滤效果。
(3)转动电机可同时带动搅拌杆、碾磨头以及搅拌叶片转动，搅拌杆可不断的搅拌粉末药剂加快其下料速度，碾磨头可对粉末药剂进行再次碾磨，使得颗粒直径更小，流通更为方便、避免药剂堵塞，溶解更快，搅拌叶片可不断的搅拌混凝沉淀箱内的液体，进一步加快药剂的溶解速度。

5. 什么叫生化反应动力学方程式在废水生物处理中，采用了哪两个基本方程式

生化反来应动力学方程式，是在一定限源制条件下，生化反应进程中，底物或基质的浓度或消耗速度、细胞浓度或细胞生长速率 以及 产物浓度或产物形成速率之间的函数关系式。利用此类方程式，可以在生化反应中，通过定量的方式，正确地掌握和控制底物或基质的浓度或消耗速度，使细胞浓度或生长速率 和 产物浓度或形成速率达到可能达到的理想状态。
在废水生物处理中采用的两个基本方程式及其物理意义：
（1）莫诺特（Monod）方程式，反映微生物增长速度和微生物本身的浓度、底物浓度之间的关系。
μ=μmax · ρs / (Ks+ρs)
ρs——限制微生物增长的底物的浓度；ρx——微生物浓度；Ks——饱和常数；
μ——微生物比增长速度，即单位生物量的增长速度μ=(dρx/dt)/(ρx · t)；
μmax——μ的最大值：底物浓度很大，不再影响微生物的增长速度时的μ值。
（2）米歇里斯-门坦（Michaelis-Menten）方程式，简称：米氏方程式，反映了整个反应过程中，底物浓度与酶促反应速度之间的关系。
v=vmax · ρs / (Km+ρs)；
v——酶反应速度；vmax——最大酶反应速度；ρs——底物浓度；Km——米氏常数。

6. 废水处理中各工艺的处理效率怎么估算

1) 城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功版能及当地的实际情况和权要求，经全面技术经济比较后优选确定。
2) 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。
3) 应切合实际地确定污水进水水质，优化工艺设计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定，作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时，应进行污水处理工艺的动态试验，必要时应开展中试研究。
4) 积极审慎地采用高效经济的新工艺。对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再进行应用。

7. 污水处理工艺

污水处理应用于各行各业，不同行业的污水水质水量也有很大的专差别，因属此，不同行业的污水、相同行业的不同水量的污水处理方法和工艺也有所不同。

如医疗污水处理、生活污水处理、屠宰污水处理、养殖污水处理、食品污水处理以及油田废水的处理所用到的工艺都是有区别的。

常用的污水处理工艺流程：

（1）医疗污水处理工艺

8. 污水处理工艺技术员需要掌握哪些知识

（1）一级工，要有一个认真（认真非常关键，否则绝对不是一个好设计师）负责的态版度，要有权一般工科最好是化工、环保类的基础知识；
（2）二级工（在上一级的水平上，下同），要掌握各类水处理技术的知识，特别是常用技术；
（3）三级工，了解各种污水处理设备的基本性能；
（4）四级工；熟练掌握各种水力学生物动力学的计算方法；
（5）五级工，了解各种基本材料和药剂的特点，精通各类水处理设备的构造；
（6）六级工，了解电气、自控、机械、化验等有关知识；
（7）七级工，能够将各类知识融会贯通，善于专研，学会与人进行交流，有较好的文学功底；
（8）八级工，有较高的生活兴趣，有自己的业余爱好，乐于助人，从哲学的角度分析和处理各种问题。

9. 污水处理工艺选择时因考虑哪些基本因素

处理工艺流程选择，一般需考虑以下因素。
（1）废水水质
生活污水水质通常比较稳定，一般的处理方法包括酸化、好氧生物处理、消毒等。而工业废水应根据具体的水质情况进行工艺流程的合理选择。特别需要指出的是，对于采用好氧生物处理工艺处理废水来说，要注意废水的可生化性，通常要求COD/BOD5＞0.3，如不能满足要求，可考虑进行厌氧生物水解酸化，以提高废水的可生化性，或是考虑采用非生物处理的物理或化学方法等。
（2）污水处理程度
这是污水处理工艺流程选择的主要依据。污水处理程度原则上取决于污水的水质特征、处理后水的去向和污水所流入水体的自净能力。但是目前，污水处理程度的确定主要依从国家的有关法律制度及技术政策的要求。通常环境管理部门是根据《污水综合排放标准》及相关的行业排放标准来控制污水的排放浓度，一些经济发展水平较高的地区还规定了更为严格的地方排放标准。因此，无论是何种需要处理的污水，也无论是采取何种处理工艺及处理程度，都应以处理系统的出水能够达标为依据和前提。按照法律、法规、政策的要求预防和治理水体环境污染。
（3）建设及运行费用
考虑建设与运行费用时，应以处理水达到水质标准为前提条件。在此前提下，工程建设及运行费用低的工艺流程应得到重视。此外，减少占地面积也是降低建设费用的重要措施。
（4）工程施工难易程度
工程施工的难易程度也是选择工艺流程的影响因素之一。如地下水位高，地质条件差的地方，就不适宜选用深度大、施工难度高的处理构筑物。
（5）当地的自然和社会条件
当地的地形、气候等自然条件也对废水处理流程的选择具有一定影响。如当地气候寒冷，则应采用在采取适当的技术措施后，在低温季节也能够正常运行，并保证取得达标水质的工艺。当地的社会条件如原材料、水资源与电力供应等也是流程选择应当考虑的因素之一。
（6）污水的水量
除水质外，污水的水量也是影响因素之一。对于水量、水质变化大的污水，应首先考虑采用抗冲击负荷能力强的工艺，或考虑设立调节池等缓冲设备以尽量减少不利影响。
（7）处理过程是否产生新的矛盾
污水处理过程中应注意是否会造成二次污染问题。例如制药厂废水中含有大量有机物质（如苯、甲苯、溴素等），在曝气过程中会有有机废气排放，对周围大气环境造成影响；化肥厂造气废水在采用沉淀、冷却处理后循环利用，在冷却塔尾气中会含有氰化物，对大气造成污染；农药厂乐果废水处理中，以碱化法降解乐果，如采用石灰做碱化剂，产生的污泥会造成二次污染；印染或染料厂废水处理时，污泥的处置为重点考虑的问题。