環(huán)境工程-模擬染料廢水處理標準論文畢業(yè)設計(doc畢業(yè)設計論文)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 學處理法中分出來，成為另一類處理方法，稱為物理化學法。 生物處理法 通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態(tài)的有機污染物，轉化為穩(wěn)定、無害的物質的廢水處理法。根據(jù)作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統(tǒng)，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運行方式。屬于生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及最近發(fā)展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機廢水和污泥。使用的處理設備主要為消化池。 生物接觸氧化法 用生物接觸氧化法處理廢水，即用生物接觸氧化工藝在生物反應池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。最后處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統(tǒng)與生活污水混合后進行處理，氯消毒后達標排放。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內(nèi)設置填料，池底曝氣對污水進行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動狀態(tài)，以保證污水同浸沒在污水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在污水與填料接觸不均的缺陷,這種曝氣裝置稱謂鼓風曝氣。 其他方法 20世紀微波技術在食品加工、環(huán)境保護、醫(yī)藥生產(chǎn)、冶金提煉和納米產(chǎn)品的研制技術等領域得到了廣泛應用。在近5年中，采用微波處理廢水方法取得了較大的進展，微波處理廢水方法，適應性強，處理率高，尤其對污水中難去除有機物的去除具有針對性，使得微波處理廢水技術日臻完善。微波直接輻射法處理廢水是指把廢水直接放在微波場中照射。 目前，含有機染料廢水的處理方法較多，在實踐中應根據(jù)具體條件和要求,合理組合工藝,使處理效率不斷提高，并有效降低處理成本，在新技術研究方面，需開發(fā)高效、低毒、低能耗、不造成二次污染的水處理技術。特別是光、聲、電、磁、無毒藥劑氧化、生物氧化等各種手段聯(lián)用的新型綠色水處理技術[5]。 基本原理 吸附法處理廢水基本原理 固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力，比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力，可用作吸附劑。吸附可分為物理吸附和化學吸附。如果吸附劑與被吸附物質之間是通過分子間引力(即范德華力)而產(chǎn)生吸附，稱為物理吸附；如果吸附劑與被吸附物質之間產(chǎn)生化學作用，生成化學鍵引起吸附，稱為化學吸附。離子交換實際上也是一種吸附，將在第二節(jié)中討論[6]。 物理吸附和化學吸附并非不相容的，而且隨著條件的變化可以相伴發(fā)生，但在一個系統(tǒng)中，可能某一種吸附是主要的。在污水處理中，多數(shù)情況下，往往是幾種吸附的綜合結果。 一定的吸附劑所吸附物質的數(shù)量與此物質的性質及其濃度和溫度有關。表明被吸附物的量與濃度之間的關系式稱為吸附等溫式。目前常用的公式有二：弗勞德利希(FreundLich)吸附等溫式，朗格繆爾(Langrnuir)吸附等溫式[7]。 混凝法處理廢水基本原理 化學混凝的機理至今仍未完全清楚。因為它涉及的因素很多，如水中雜質的成分和濃度、水溫、水的pH值、堿度，以及混凝劑的性質和混凝條件等。但歸結起來，可以認為主要是三方面的作用[8]： (1)壓縮雙電層作用 如前所述，水中膠粒能維持穩(wěn)定的分散懸浮狀態(tài)，主要是由于膠粒的∫電位。如能消除或降低膠粒的∫電位，就有可能使微粒碰撞聚結，失去穩(wěn)定性。在水中投加電解質——混凝劑可達此目的。例如天然水中帶負電荷的粘土膠粒，在投入鐵鹽或鋁鹽等混凝劑后，混凝劑提供的大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層。因為膠核表面的總電位不變，增加擴散層及吸附層中的正離子濃度，就使擴散層減薄，圖8—1中的∫電位降低。當大量正離子涌入吸附層以致擴散層完全消失時，∫電位為零，稱為等電狀態(tài)。在等電狀態(tài)下，膠粒間靜電斥力消失，膠粒最易發(fā)生聚結。實際上，∫電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結，這時的∫電位稱為臨界電位。膠粒因電位降低或消除以致失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結，稱為凝聚。 壓縮雙電層作用是闡明膠體凝聚的一個重要理論。它特別適用于無機鹽混凝劑所提供的簡單離子的情況。但是，如僅用雙電層作用原理來解釋水中的混凝現(xiàn)象，會產(chǎn)生一些矛盾。例如，三價鋁鹽或鐵鹽棍凝劑投量過多時效果反而下降，水中的膠粒又會重新獲得穩(wěn)定。又如在等電狀態(tài)下，混凝效果似應最好，但生產(chǎn)實踐卻表明，混凝效果最佳時的∫電位常大于零。于是提出了第二種作用。 (2)吸附架橋作用 三價鋁鹽或鐵鹽以及其他高分子棍凝劑溶于水后，經(jīng)水解和縮聚反應形成高分子聚合物，具有線性結構。這類高分子物質可被膠體微粒所強烈吸附。因其線性長度較大．當它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠的兩膠粒間進行吸附架橋，使顆粒逐漸結大，形成肉眼可見的粗大絮凝體。這種由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互粘結的過程，稱為絮凝。 (3)網(wǎng)捕作用 三價鋁鹽或鐵鹽等水解而生成沉淀物。這些沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網(wǎng)捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結。 上述三種作用產(chǎn)生的微粒凝結理象——凝聚和絮凝總稱為混凝。對于不同類型的棍凝劑，壓縮雙電層作用和吸附架橋作用所起的作用程度并不相同。對高分子混凝劑特別是有機高分子混凝劑，吸附架橋可能起主要作用；對硫酸鋁等無機混凝劑，壓縮雙電層作用和吸附架橋作用以及網(wǎng)捕作用都具有重要作用。 微波法處理廢水基本原理微波電磁場能使極性分子產(chǎn)生高速旋轉碰撞而產(chǎn)生熱效應，從而改變體系的熱力學函數(shù)，降低反應的活化能和分子的化學鍵強度[9]。此外，微波還有非熱效應的特點，即在微波場中的極性分子震蕩能使化學鍵斷裂。利用這些特點使得微波的技術在廢水處理工藝中得到了應用此外，微波還有非熱效應的特點，即在微波場中的極性分子震蕩能使化學鍵斷裂。利用這些特點使得微波的技術在廢水處理工藝中得到了應用在通常情況下，廢水中的分子呈雜亂無章的運動狀態(tài)；當微波爐磁控管輻射出頻率極高的微波時，微波能量場以每秒24．5億次的速度不斷地變換正負極性，分子運動發(fā)生了巨變，分子排列起來并高速運動，互相碰撞、摩擦、擠壓，微波能轉化為熱能，從而使溫度上升，達到處理目的。微波化學污水處理技術的基礎是“極性分子理論”。外加微波場可使這些極性分子因趨向作用而發(fā)生頻率極高的振蕩運動，消耗能量而發(fā)熱。在微波場中物質的吸波與否和吸波強弱，與該物質的電性質有關。實驗證明，在單位體積的物質內(nèi)被吸收的（轉化為熱能損耗）微波功率Pa，與電場（磁場）強度E、物質的損耗角正切tgδ和頻率f成正比關系。物質在微波場中吸收的微波能全部轉化為熱能，所以Pa即為單位時間內(nèi)在單位體積物質中產(chǎn)生的能量。tgδ值與該物質的介電常數(shù)、介電損耗相關的量，而物質的介電常數(shù)、介電損耗又與該物質當時的其它多種因素相關。 根據(jù)此“極性分子理論”，微波不僅可以加快化學反應，在一定條件下也能抑制反應的進行。除此之外，微波還可以改變反應的途徑。微波對化學反應的作用除了對反應加熱引起反應速率改變以外，還具有電磁場對反應分子間行為的直接作用而引起的所謂“非熱效應”。微波對反應的作用程度除了與反應類型有關外，還與微波的強度、頻率、調(diào)制方式及環(huán)境條件有關。此外，由于化學反應是一個非平衡系統(tǒng)，舊的物質在不斷消耗，新的物質在不斷生成，各相界面可能發(fā)生隨機的變化；與此同時系統(tǒng)的宏觀電磁特性也在發(fā)生變化，而且在微波輻射下這種變化還與所用的微波緊密相關。 微波在處理水中污染物的同時，也能殺滅水中的細菌、藻類等微生物。其作用原理是由于微波輻射的熱效應，即微波輻射場照射生物體，引起生物體組織器官的加熱作用而產(chǎn)生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細胞的極性分子在外加微波場的作用下升溫發(fā)熱，從而導致生物體細胞組織溫度升高。當微波功率密度較大，生物體產(chǎn)熱過多，超過了體溫調(diào)