新農(nóng)村一體化污水處理設(shè)備?
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污泥膨脹數(shù)學(xué)模型的研究
1、污泥膨脹的數(shù)學(xué)模型
為了簡化系統(tǒng)模型，數(shù)學(xué)模型的建立基于以下幾個假設(shè)：1)活性污泥由兩大數(shù)群微生物組成，即絲狀菌和菌膠團(tuán)菌；2)微生物生長主要受到碳源和DO限制；3)微生物生長的動力學(xué)可用同一基本模型來描述；4)曝氣池是*混合式；其中反應(yīng)器1根據(jù)不同的實驗?zāi)康?，分別可以是選擇器、曝氣池等等，反應(yīng)器2是曝氣池。在沒有選擇器的系統(tǒng)中，回流污泥按虛線所示的途徑回流。根據(jù)以上假設(shè)及圖1中的物料平衡關(guān)系，可給出選擇器和曝氣池中基質(zhì)(碳源和DO)和微生物(菌膠團(tuán)和絲狀菌)的如下一組方程：
對選擇器有如下方程成立：
對菌膠團(tuán)菌： dX11/dt ＝ (μ1－kd1－1/θc) X11 (3)
對絲狀菌：dX21/dt ＝ (μ2－kd2－1/θc) X21 (4)
對碳源基質(zhì)：dS11/dt ＝= Dk(S10+rS12)-(1＋r)D1S11-μ1X11/Y1-μ2X21/Y2 (5)
對溶解氧： dS21/dt ＝ -(1＋r)D1S21 +Kla(S2S-S21) -μ1X11/Y1-μ2X21/Y2  (6)
對曝氣池有如下方程成立：
對菌膠團(tuán)菌：dX12/dt ＝ (1＋r)D2(X11-X12)+(μ1－kd1) X12  (7)
對絲狀菌： dX22/dt ＝ (1＋r)D2(X21-X22)+(μ1－kd1) X22 (8)
對碳源基質(zhì)：dX12/dt ＝  (1＋r)D2(S11-S12)-μ1X12/Y1-μ2X22/Y2 (9)
對溶解氧： dS22/dt ＝ (1＋r)D2(S21-S22)+Kla(S2s-S22) -μ1X12/Y1-μ2X22/Y2 (10)
其中： 狀態(tài)變量：Xik=污泥濃度(mg/l)；Sjk＝基質(zhì)濃度(mg/l)，i＝1,2分別代表菌膠團(tuán)和絲狀菌；

j＝1,2分別代表碳源和DO；S10=碳源基質(zhì)初始濃度(mg/l)； S2s＝飽和溶解氧濃度(mg/l)；
操作變量：Dk＝稀釋率(d-1) k＝1,2分別代表選擇器和曝氣池； r＝回流比；
動力學(xué)常數(shù)：kdi衰減常數(shù)(d-1)；Yi＝產(chǎn)率系數(shù)(g/g)；Kla＝傳質(zhì)系數(shù)(min-1)；其常數(shù)見表1；
μi= 比生長速率采用的雙基質(zhì)模型(方程2)，i＝1,2分別代表菌膠團(tuán)和絲狀菌；
2. 曝氣強度和負(fù)荷的影響
從圖2a可見絲狀菌和菌膠團(tuán)細(xì)菌的競爭優(yōu)勢是根據(jù)負(fù)荷而變化的。根據(jù)負(fù)荷的不同，可劃分為三個不同階段：低負(fù)荷階段(<0.4kg COD/kgMLSS.d)這時溶解氧的供應(yīng)是充分的出現(xiàn)基質(zhì)限制的情況。高負(fù)荷階段(>1.1kg COD/kgMLSS.d)由于主體溶液中的基質(zhì)濃度比較高，出現(xiàn)溶解氧限制的情況。在這之間是中等負(fù)荷范圍，在這一范圍絲狀菌與絮狀菌處于合理的比例，系統(tǒng)不發(fā)生膨脹。以上結(jié)果解釋了為什么在高、低負(fù)荷下都會發(fā)生污泥膨脹的原因。
在有選擇器條件下，不同曝氣條件下(Kla)計算機模擬結(jié)果。上述的模擬結(jié)果同樣表明即使在存在選擇器的情況下，在低負(fù)荷和高負(fù)荷范圍仍然會發(fā)生膨脹。膨脹的界限值與沒有選擇器的系統(tǒng)不同，對于*混合曝氣池界上、下限下移。對于高負(fù)荷系統(tǒng)高的曝氣強度可以提高污泥膨脹發(fā)生的上限，但同樣較低了低負(fù)荷系統(tǒng)發(fā)生膨脹的下限。從圖2b可見對于中等負(fù)荷階段如果供氧不充分，絲狀菌仍有可能大量繁殖并形成膨脹。對于不同的曝氣強度，兩種微生物競爭優(yōu)勢發(fā)生轉(zhuǎn)變的界限值是不同的。對于這就是雙基質(zhì)動力學(xué)方程與傳統(tǒng)的單獨碳源基質(zhì)限制動力學(xué)方程描述膨脹現(xiàn)象的本質(zhì)區(qū)別。實驗的結(jié)果也表明，*混合曝氣池對不同負(fù)荷下，維持穩(wěn)定的沉降性能，所需要的溶解氧濃度是不一樣的。而不是象文獻(xiàn)報道維持在固定的1.0～2.0mg/l之間<1>。這解釋了國內(nèi)外眾多研究中，對于溶解氧對污泥膨脹的影響報道十分不一致的原因。提高供氧能力的方法，一是增加供風(fēng)量，二是用充氧能力強的裝置。膜分離法
混凝沉淀法也被稱為絮凝沉淀法，其處理的電鍍廢水的基本原理是在一定的條件下，向廢水中加入絮凝劑，然后通過反應(yīng)脫穩(wěn)、凝聚吸附、絮凝架橋、卷掃等一系列過程使電鍍廢水中的污染物質(zhì)在絮凝劑的作用形成絮凝體，然后再通過氣浮或者沉淀的方式將絮凝體與水進(jìn)行分離，這是目前使用的一種電鍍廢水處理方式。
絮凝沉淀法現(xiàn)階段的研究主要是針對高分子重金屬，目前普遍使用的就是PAC和PAM這兩種，絮凝效果良好，在電鍍廢水處理中效果極為良好。
新農(nóng)村一體化污水處理設(shè)備?生物法
生物法是當(dāng)前重點研究的電鍍廢水處理方式，雖然其尚處于試驗研究的階段，未在實際當(dāng)中應(yīng)用，但是就現(xiàn)有的研究成果來看，其不失為一種比較理想的電鍍廢水處理方式。生物法主要是利用微生物達(dá)到凈化電鍍廢水的目的，目前主要有吸附法、化學(xué)法、絮凝法以及修復(fù)法等方式。
目前生物法處理電鍍廢水應(yīng)用于實踐當(dāng)中的主要障礙就是一方面難以確定處理過的微生物是否會發(fā)生變化，進(jìn)而對環(huán)境造成更大的污染;另一方面是關(guān)于生物法處理電鍍廢水的工藝設(shè)計以及微生物的培養(yǎng)等存在一定的困難，導(dǎo)致難以在實際當(dāng)中應(yīng)用，但是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)的問題必然會得到解決，待其應(yīng)用性得到確認(rèn)，必然會得到廣泛的應(yīng)用。

膜分離法處理電鍍廢水的主要原理就是利用膜材料透過性能對廢水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分離，從而實現(xiàn)去除廢水中污染物質(zhì)的目的。目前膜分離法處理電鍍廢水的主要技術(shù)包括電滲析(ED)、反滲透(RO)、納濾(NF)、液膜法(LM)、超濾(UF)、微濾(MF)，其中RO和ED應(yīng)用的時間相對較早，發(fā)展相對比較成熟。
膜分離法的優(yōu)勢在于其去除效果好、操作自動化、能耗較小、污染較低，同時還能實現(xiàn)對電鍍廢水中的重金屬離子進(jìn)行回收，經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)保效益都相對較高。
日本和美國對于這項技術(shù)的研究和應(yīng)用相對較早，我國在本世紀(jì)初才開始發(fā)展利用膜分離法處理電鍍廢水，但是隨著我國對于環(huán)保的重視程度不斷提升，這項技術(shù)在我國也開始普遍應(yīng)用。
幾種主要類型的電鍍廢水處理以及回用
含氰廢水的處理以及回用
處理含氰廢水首先需要將廢水注入破氰池，在出水后添加還原劑，將多余的氧化物還原，然后添加片堿調(diào)節(jié)廢水的pH，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍后利用混凝沉淀法進(jìn)行沉淀。
將廢水注入沉淀池后加入絮凝劑，待其中的重金屬物質(zhì)*沉淀之后利用真空泵將其抽到緩沖池當(dāng)中，然后利用雙膜法與其他處理后的廢水進(jìn)行處理，處理后的水可以回用。RO濃水要排放到廢水處理池中再次進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。
前處理廢水
由于前處理廢水中存在表面活性劑、化學(xué)溶劑以及乳化液等物質(zhì)，成分比較復(fù)雜，同時還有存在少量重金屬離子，首先需要進(jìn)行預(yù)處理，然后才能進(jìn)入后續(xù)的處理環(huán)節(jié)。
將預(yù)處理的廢水集中至調(diào)節(jié)池當(dāng)中，然后添加片堿調(diào)整廢水的pH值，出水后進(jìn)入反應(yīng)池，添加絮凝劑，待其*沉淀后，將沉淀物去除，上清液利用反滲透(RO)進(jìn)行再次處理，出水后即可進(jìn)行回用，RO濃水要排放到廢水處理池中再次進(jìn)行處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。