Sistema di trattamento delle acque reflue domestiche Apparecchiature di processo Impianto di gestione delle acque reflue
Il trattamento delle acque reflue domestiche si riferisce al trattamento delle acque reflue generate nella vita dei residenti urbani, in modo che soddisfino gli standard di scarico e non causino inquinamento all'ambiente. L’importanza del trattamento delle acque reflue domestiche è evidente, poiché è legata alla salute umana e allo sviluppo sostenibile dell’ambiente.
Innanzitutto, i liquami domestici contengono un gran numero di sostanze organiche e microrganismi che, se scaricati direttamente nell'ambiente, causeranno un grave inquinamento del corpo idrico. Queste sostanze organiche e microrganismi consumeranno l'ossigeno nel corpo idrico, provocando il deterioramento della qualità dell'acqua e influenzando la sopravvivenza della vita acquatica. Inoltre, i liquami domestici contengono anche una grande quantità di azoto, fosforo e altri nutrienti, se scaricati nel corpo idrico, porteranno all'eutrofizzazione dell'acqua che causerà fioriture di alghe, influenzando la qualità dell'acqua e l'equilibrio ecologico
In secondo luogo, le acque reflue domestiche contengono anche una serie di sostanze nocive, come metalli pesanti, materia organica, residui di farmaci e così via. Se queste sostanze vengono scaricate direttamente nell’ambiente, causeranno inquinamento dei corpi idrici e del suolo e causeranno danni agli ecosistemi e alla salute umana. Pertanto, un trattamento efficace delle acque reflue domestiche è una misura importante per proteggere l’ambiente e la salute umana
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Inoltre, il trattamento delle acque reflue domestiche può anche consentire l’utilizzo delle risorse. Le acque reflue domestiche contengono una grande quantità di materia organica e sostanze nutritive, che possono essere convertite in fertilizzanti organici, biogas e altre risorse dopo un adeguato trattamento, in modo da realizzare il riciclaggio delle risorse e ridurre il consumo di risorse naturali.
Acque reflue della vita quotidiana, infatti, solo una piccola parte delle acque reflue è stata trattata, e la maggior parte viene scaricata direttamente nei fiumi senza trattamento. È peggio nelle città più piccole.
Le feci ecc. generalmente non vengono scaricate direttamente, ma esistono misure di raccolta.
La composizione degli inquinanti nelle acque reflue è estremamente complessa e diversificata ed è difficile per qualsiasi metodo di trattamento raggiungere lo scopo di una purificazione completa e spesso sono necessari diversi metodi per formare il sistema di trattamento per soddisfare i requisiti di trattamento.
A seconda del diverso grado di trattamento, il sistema di trattamento delle acque reflue può essere suddiviso in trattamento primario, trattamento secondario e trattamento avanzato.
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Il trattamento primario rimuove solo i solidi sospesi nelle acque reflue, principalmente con metodi fisici, e le acque reflue trattate generalmente non possono soddisfare gli standard di scarico.
Per il sistema di lavorazione secondaria, la lavorazione primaria è la pre-lavorazione. Il trattamento secondario più comunemente utilizzato è il trattamento biologico, che può rimuovere notevolmente la materia organica colloidale e disciolta nelle acque reflue, in modo che le acque reflue soddisfino gli standard di scarico. Tuttavia, dopo il trattamento secondario, è ancora presente una certa quantità di sostanze sospese, materia organica disciolta, materia inorganica disciolta, azoto e fosforo e altri nutrienti per la proliferazione delle alghe e contengono virus e batteri.
Pertanto, non può soddisfare i requisiti di standard di scarico più elevati, come il trattamento nel piccolo flusso, la scarsa capacità di diluizione del fiume può causare inquinamento, non può essere utilizzata direttamente come fonte di ricarica dell'acqua del rubinetto, dell'acqua industriale e delle acque sotterranee. Il trattamento terziario consiste nel rimuovere ulteriormente gli inquinanti che non possono essere rimossi mediante il trattamento secondario, come fosforo, azoto e inquinanti organici, inquinanti inorganici e agenti patogeni difficili da degradare dalla biologia. Il trattamento terziario delle acque reflue è un metodo di "trattamento avanzato" che adotta ulteriormente metodi chimici (ossidazione chimica, precipitazione chimica, ecc.) e metodi fisici e chimici (adsorbimento, scambio ionico, tecnologia di separazione a membrana, ecc.) per rimuovere alcuni inquinanti specifici sulla base del trattamento secondario. Ovviamente, il trattamento terziario delle acque reflue è costoso, ma consente di sfruttare appieno le risorse idriche.
Le acque reflue e le acque reflue industriali scaricate negli impianti di trattamento delle acque reflue possono essere trattate in modo innocuo utilizzando varie tecnologie di separazione e conversione.
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Principi di base
I materiali di consumo più comunemente utilizzati negli impianti di trattamento delle acque reflue
Nel processo di trattamento delle acque reflue, dovremmo utilizzare i seguenti agenti:
(1) Ossidante: cloro liquido o biossido di cloro o perossido di idrogeno,
(2) Agente antischiuma: la quantità è molto piccola;
(3) Flocculante: policloruro di alluminio o poliacrilammide anionico e cationico, noto anche come pam anionico o pam cationico,
(4) Agente riducente: solfato ferroso idrato e così via;
(5) Neutralizzazione acido-base: acido solforico, calce viva, soda caustica, ecc
(6) Agenti chimici per la rimozione del fosforo e altri agenti.
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Metodi di pulizia e tecniche comuni
Metodo fisico: rimuovere i solidi sospesi insolubili e l'olio nelle acque reflue mediante azione fisica o meccanica; Filtrazione, precipitazione, separazione centrifuga, flottazione, ecc.
Metodo chimico: l'aggiunta di sostanze chimiche, attraverso reazioni chimiche, modifica le proprietà chimiche o fisiche degli inquinanti nelle acque reflue, in modo che cambino stato chimico o fisico e quindi vengano rimosse dall'acqua; Neutralizzazione, ossidazione, riduzione, decomposizione, flocculazione, precipitazione chimica, ecc.
Metodo fisico-chimico: l'uso di azioni fisiche e chimiche complete per purificare le acque reflue; Stripping, stripping, adsorbimento, estrazione, scambio ionico, elettrolisi, elettrodialisi, dialisi inversa, ecc.
Metodo biologico: l'uso del metabolismo microbico, l'ossidazione e la degradazione degli inquinanti organici nelle acque reflue in sostanze innocue, noto anche come metodo di trattamento biochimico, è il metodo più importante per trattare le acque reflue organiche; Fanghi attivi, filtro biologico, tavola rotante vivente, vasca di ossidazione, digestione anaerobica, ecc.
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Tra questi, il metodo di trattamento biologico delle acque reflue si basa sul metodo secondo cui i microrganismi trasformano la materia organica complessa in materia semplice e la sostanza tossica in sostanza non tossica attraverso l'azione degli enzimi. In base alle diverse esigenze di ossigeno dei microrganismi che svolgono un ruolo nel processo di trattamento, il trattamento biologico può essere suddiviso in due tipi: trattamento biologico con gas buono (ossigeno) e trattamento biologico anaerobico (ossigeno). Un buon trattamento biologico del gas è in presenza di ossigeno, grazie al ruolo di un buon gas capillare da svolgere. Attraverso le loro attività vitali - ossidazione, riduzione, sintesi e altri processi, i batteri ossidano parte della materia organica assorbita in materia inorganica semplice (CO2, H2O, NO3-, PO43-, ecc.) per ottenere l'energia necessaria per la crescita e attività e convertono l'altra parte della materia organica nei nutrienti richiesti dagli organismi per la propria crescita e riproduzione. Il trattamento biologico anaerobico viene effettuato in assenza di ossigeno mediante l'azione di microrganismi anaerobici. Quando i batteri anaerobici degradano la materia organica, hanno bisogno di ottenere ossigeno da CO2, NO3-, PO43- e così via per mantenere la propria domanda materiale di ossigeno, quindi i loro prodotti di degradazione sono CH4, H2S, NH3 e così via. Per trattare le acque reflue mediante processo biologico, è necessario analizzare prima la biodegradabilità degli inquinanti nelle acque reflue. Ci sono principalmente tre aspetti: biodegradabilità, condizioni di biotrattamento e concentrazione limite consentita di inquinanti che hanno effetto inibitorio sull’attività microbica nelle acque reflue. La biodegradabilità si riferisce alla misura in cui, attraverso le attività vitali degli organismi, la struttura chimica degli inquinanti può essere modificata, modificando così le proprietà chimiche e fisiche degli inquinanti. Per buon trattamento biologico del gas si intende la possibilità che gli inquinanti vengano convertiti in CO2, H2O e sostanze biologiche da parte di microrganismi attraverso metaboliti intermedi e il tasso di conversione di tali inquinanti in buone condizioni di gas. I microrganismi possono decomporre efficacemente gli inquinanti organici solo in determinate condizioni (condizioni nutrizionali, condizioni ambientali, ecc.). La corretta scelta delle condizioni nutrizionali e ambientali può far sì che la decomposizione biologica proceda senza intoppi. Attraverso lo studio dei processi biologici è possibile determinare la gamma di queste condizioni, come il pH, la temperatura e il rapporto tra carbonio, azoto e fosforo.
Nella ricerca sul riciclaggio delle risorse idriche, le persone prestano grande attenzione alla rimozione di varie particelle inquinanti di nano-micron. Gli inquinanti delle particelle nanomicroniche nell'acqua si riferiscono a particelle fini con una dimensione inferiore a 1 um. La loro composizione è estremamente complessa, come vari minerali argillosi fini, materia organica sintetica, humus, sostanze petrolifere e alghe, ecc. Essendo un vettore con una forte forza di adsorbimento, i minerali argillosi fini spesso assorbono ioni di metalli pesanti tossici, inquinanti organici, batteri patogeni e altri inquinanti sulla superficie. Le sostanze di humus e alghe presenti nell'acqua naturale possono formare agenti cancerogeni di idrocarburi clorurati con cloro nel processo di disinfezione con cloro nel trattamento di purificazione dell'acqua. L’esistenza di queste particelle inquinanti nano-microniche non solo ha un effetto dannoso diretto o potenziale sulla salute umana, ma deteriora anche gravemente le condizioni di qualità dell’acqua e aumenta la difficoltà del trattamento delle acque, come nel processo di trattamento convenzionale delle acque reflue urbane. Di conseguenza, i fiocchi del serbatoio di sedimentazione galleggiano verso l'alto e il serbatoio del filtro è facile da penetrare, con conseguente peggioramento della qualità degli effluenti e aumento dei costi operativi. La tradizionale tecnologia di trattamento convenzionale non è in grado di rimuovere efficacemente questi inquinanti nano-micronici nell’acqua e alcune tecnologie di trattamento avanzate come la membrana di ultrafiltrazione e l’osmosi inversa sono difficili da utilizzare su larga scala a causa degli elevati investimenti e costi. Pertanto, esiste un urgente bisogno di ricercare e sviluppare una tecnologia nuova, efficiente ed economica per il trattamento dell’acqua.
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Attrezzature per il trattamento
Il sistema di trattamento delle acque reflue domestiche richiede una varietà di apparecchiature, le seguenti sono le apparecchiature di trattamento comunemente utilizzate:
1. Griglia: utilizzata per rimuovere particelle di grandi dimensioni nelle acque reflue, come carta, stoffa, ecc.
2. Serbatoio di sedimentazione della sabbia: utilizzato per rimuovere sabbia, sabbia e altre particelle solide nelle acque reflue.
3. Vasca di sedimentazione: utilizzata per il trattamento primario, i solidi sospesi e i sedimenti sospesi nelle acque reflue vengono precipitati per gravità.
4. Vasca di flottazione ad aria: utilizzata per il trattamento primario, la materia sospesa nelle acque reflue risale attraverso l'azione delle bolle, per poi essere rimossa tramite raschiatore.
5. Filtro: per il trattamento primario, attraverso il mezzo filtrante per rimuovere i solidi sospesi e la materia organica nelle acque reflue
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6. Vasca di reazione a fanghi attivi: utilizzata per il trattamento intermedio, aggiungendo fanghi attivi e ossigeno, in modo che i microrganismi possano decomprimere la materia organica nelle acque reflue.
7. Digestore anaerobico: utilizzato per il trattamento intermedio, attraverso l'azione di microrganismi in condizioni anaerobiche, la sostanza organica presente nelle acque reflue viene convertita in biogas.
8. Reattore a biofilm: utilizzato per il trattamento intermedio, la materia organica nelle acque reflue viene degradata attraverso l'azione del biofilm.
9. Filtro profondo: utilizzato per il trattamento avanzato per rimuovere sostanze organiche in tracce dalle acque reflue attraverso il media filtrante 10. Adsorbitore a carbone attivo: utilizzato per il trattamento avanzato per rimuovere la materia organica dalle acque reflue mediante adsorbimento di carbone attivo.
11. Reattore di ossidazione dell'ozono: per il trattamento avanzato, attraverso l'ossidazione dell'ozono per rimuovere le sostanze organiche nelle acque reflue.
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