小型农村生活污水处理设备

小型农村生活污水处理设备
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一、吸附原理和功能
1、原理
吸附法在废水处理中主要用于脱除水中的微量污染物，包括脱色、除臭、去除重金属、 去除溶解性有机物、去除放射性物质等。在处理流程中，吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理，去除有机物、胶体物及余氯等；也可以作为二级处理后的深度处理手段，以满足再生水水质要求。
吸附过程可有效吸附浓度很低的物质，具有出水水质好、运行稳定等优点，并且吸附剂可重复使用。但吸附法对进水预处理要求较髙，设备运转费用较高。
吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程，具有多孔性质的固体物质与气体或液体接触时，气体或液体中的一种或几种组分会吸附到固体表面上。具有吸附功能的固体物质称为吸附剂，气相或液相中被吸附物质称为吸附质。
吸附剂对吸附质的吸附，根据吸附力的不同，可以分为三种类型：物理吸附、化学吸附和交换吸附。
①物理吸附
指吸附质与吸附剂之间由于分子间力（范德华力）而产生的吸附。其特点是没有选择性，吸附质并不固定在吸附剂表面的特定位置上，而能在界面一定范围内自由移动，因而其吸附的牢固程度不如化学吸附。物理吸附主要发生在低温状态下，过程放热较小，一般小于42kJ/mol，可以形成单分子层吸附或多分子层吸附。影响物理吸附的主要因素是吸附剂的比表面积和细孔分布。
②化学吸附
指吸附质与吸附剂发生化学反应，形成牢固的化学键和表面络合物，吸附质不能在表面自由移动。化学吸附时放热量较大，与化学反应的反应热相近，约84~420kJ/mol。化学吸附有选择性，即一种吸附剂只对某种或特定几种物质有吸附作用，一般为单分子层吸附。化学吸附通常需要一定的活化能，在低温时吸附速度较小。这种吸附与吸附剂的表面化学性质和吸附质的化学性质有密切的关系。
③交换吸附
指吸附质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上的离子。通常离子交换属于此范围影响交换吸附的重要因素是离子电荷数和水合半径的大小。
在实际的吸附过程中，上述几类吸附往往同时存在。例如某些物质分子在物理吸附后， 其化学键被拉长，甚至拉长到改变这个分子的化学性质。物理吸附和化学吸附在一定条件下 也是可以互相转化的。同一物质，可能在较低温度下进行物理吸附，而在较髙温度下进行化学吸附。
二、影响吸附的因素
影响吸附有多方面的因素，如吸附剂结构、吸附质性质、吸附过程的操作条件等。
1、吸附剂的结构
吸附剂的比表面积、孔结构和表面化学性质都对吸附有影响。吸附剂的比表面积越大， 则吸附能力越强。当然，对于一定的吸附质，增大比表面积效果是有限的。对于大分子吸附质，比表面积过大吸附效果反而不好，微孔提供的表面积起不到作用。
吸附剂内孔的大小和 分布对吸附性能影响很大，孔径太大，比表面积小，吸附能力差；孔径太小，则不利于吸附质扩散，并对直径较大的分子起屏蔽作用。吸附剂在制造过程中会形成一定量的不均匀表面氧化物。一般把表面氧化物分成酸性和碱性两大类。酸性氧化物对碱金属氢氧化物有很好的吸附作用，碱性氧化物吸附酸性物质。
2、吸附质的性质
对于一定的吸附剂，吸附质性质不同，吸附效果也不一样。通常有机物在水中的溶解度 随着链长的增长而减小，而活性炭的吸附容量随着有机物在水中溶解度减少而增加。实际过程中往往多种吸附质同时存在，它们之间会发生相互影响，比如相互竞争、相互促进或互不干找。
3、操作条件
吸附是放热过程，低温有利于吸附，高温有利于脱附。
溶液的pH值对吸附也有影响。活性炭从水中吸附有机物的效果，一般随着溶液pH值的增加而降低。另外，pH值对吸附质在水中存在的状态（分子、离子、络合物等）及溶解 度有时也有影响，从而对吸附效果也有影响。
小型农村生活污水处理设备在吸附操作中，应保证吸附剂与吸附质有足够的接触时间，使吸附接近平衡。接触时间短，吸附未达到平衡，吸附量小；接触时间过长，设备的体积会很庞大。一般接触时间为0.5~1.0h。目前该工程正在施工中，为调节水质水量和应对事故来水，新增工业废水事故/调节池。工业废水经Fenton氧化预处理提高可生化性后，与生活污水一起进入“混合水解池-A/O池-二沉池”，生化去除大部分的COD。生化出水经臭氧催化氧化处理进一步去除COD，然后经砂滤去除SS，后经紫外消毒后达标排放。扩建工程设计与原一期工程相比，增加了Fenton氧化预处理和臭氧催化氧化深度处理单元，能够保障处理出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。
(1)实验结果表明，Fenton氧化能有效地去除废水中的COD，提高废水的可生化性，有利于后续生化处理。
(2)臭氧催化氧化能进一步降低生化出水COD，起到达标保障作用。
(3)在分析一期工程运行情况基础上，通过实验研究，该污水厂扩建工程(处理规模1.5万m3/d)设计采用了“Fenton氧化+初沉池+A2/O+二沉池+臭氧催化氧化+砂滤+紫外消毒”的主体工艺。
多级活性污泥是由初采用天然土池作反应池而发展起来的，该技术在工艺设计上、池体结构上、曝气形式上、采用设备上，由于其处理效果好、工程造价低，被认为是一种很有实用价值生化处理工艺。某环保公司对此技术进行了消化、吸收、创新，同时在设备上做到全国产化，形成具有自身特色的一项，并成功将该技术运用到印染废水处理。
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