環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論-第4章課件

1、第4章 水污染及其控制技術(shù)Water pollution and control technology*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論1導(dǎo)讀: 水環(huán)境是人類社會和經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的重要資源。我國是水資源比較貧乏的國家之一。大約有40%以上的人口生活在缺水地區(qū)，其中2000多萬農(nóng)村人口飲水困難，1.6億多城市居民的正常生活受到影響。缺水造成地下水被超量開采，失水的綠洲正在變?yōu)榛哪ｋS著社會和經(jīng)濟的高速發(fā)展，一些不合理的開發(fā)活動導(dǎo)致了一系列新的水環(huán)境問題，全國廢水排放量由1980年的315億噸增加到2014年的695.4億噸，50%的城市地下水不同程度的受到污染。大型淡水湖泊和城市湖泊、水庫均達到中等以上的污染程度

2、。同時赤潮發(fā)生頻率增加，海洋污染日益嚴重。嚴重的水環(huán)境污染問題對人類的生存環(huán)境以及經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展造成了嚴重威脅，水體污染防治已成為我國最緊迫的環(huán)境問題之一。提要： 本章在介紹了全球和我國的水資源狀況、水質(zhì)指標和水質(zhì)標準、水污染和水體自凈的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)介紹了水體污染防治的基本途徑和國內(nèi)外污水處理的先進適用技術(shù)。要求： 通過本章的學(xué)習，了解水資源對人類的重要性、水資源在世界范圍內(nèi)的匱乏情況；水體主要污染物的種類和危害、我國常用水質(zhì)標準、水體污染的防治途徑；重點掌握各種水污染控制技術(shù)，力求理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第2頁4.1 水環(huán)境概述4.1.1水資源 水資源

3、（Water resource）指一切用于生產(chǎn)和生活的地表水、地下水和土壤水。 1.水資源的重要作用 1）水是一切生物不可少的物質(zhì)。 2）水流塑造地球表面的形態(tài)。 3）水具有物質(zhì)運輸?shù)墓δ? 4）調(diào)節(jié)氣候。 5）水是人類賴以生存和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第3頁 2.世界水資源概況通常，人們以全球陸地入海徑流總量4.7104km3為理論水資源總量，但是水資源在全球的分布是不均勻的，各國水資源豐缺程度相差很大。某地區(qū)水資源的豐缺取決于多種因素，地理位置、地形、溫度和太陽輻射以及地面植被和人類活動都會對水資源的運動和分配造成顯著的影響。近50年來，世界農(nóng)業(yè)用水量增加了3倍，工業(yè)用水增加了7倍，

4、生活用水增加的更多。2000年，全球用水總量已達6.11103km3，占總徑流量的13%。但是可供人類利用的水資源并沒有相應(yīng)的增長，反而由于人為污染等原因造成水資源質(zhì)量和數(shù)量的下降。據(jù)估計，全球范圍內(nèi)，可用水量與總需水量在2030年前處于供大于求，2030年為分界點，2030年后進入供不應(yīng)求的水資源危機階段。目前，全世界有100多個國家缺水，43個國家和地區(qū)嚴重缺水，占全球面積的60%。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第4頁 3）中國水資源概況中國水資源總量豐富。流域面積在100 km2以上的河流有5萬余條，1000 km2以上的有1500余條；面積1 km2以上的湖泊有2300余個，約占國土面積的0.8%，湖

5、水總儲量約為708.8 km3，其中淡水量為32%；我國還有豐富的冰川資源，共有冰川43000余條，集中分布在西部地區(qū)，總面積58700 km2，占亞洲冰川總量的一半以上，總儲量約為5200 km3。我國平均年降水量為6188.9 km3，平均降水深648.4mm，年均河川徑流量2711.5 km3，合徑流深284.1mm。河川徑流主要靠降水補給，由冰川補給的只有50 km3左右。我國地表水和地下水的量分別為2711和829 km3，扣除兩者之間重復(fù)量728 km3后，則我國多年平均水資源總量為2812 km3，居世界第六位，但人均占有量為2200m3，只有世界人均占有量的1/4，排在世界第8

6、8位。我國年總用水量已達7000多億m3，占我國總水資源的20%以上，占總可用水量的60%，占實際可用水量的100%，占實際可用清潔水資源的175%。由此，我國水資源面臨的嚴峻形勢可見一斑。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第5頁 4.中國水資源面臨的主要問題 1）人均和畝均水量少； 2）水資源時空分布不均勻，水土資源組合不平衡； 3）水土流失嚴重，許多河流含沙量大； 4）開發(fā)利用各地很不平衡； 5）水資源污染、破壞嚴重。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第6頁4.1.2水循環(huán) 水循環(huán)指自然界中各類水體相互聯(lián)系的過程，又稱作“水文循環(huán)（Hydrologic cycle）”、“水分循環(huán)（Water cycle）”。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第7頁

7、圖4-1水的自然循環(huán)過程4.2 水體污染與自凈4.2.1水體 水體（Water body）有兩個含義： 一般是指地球的地面水與地下水的總稱。 在環(huán)境學(xué)領(lǐng)域中，水體的概念則是指地球上的水及水中的懸浮物（Suspended solids）、溶解物質(zhì)（Dissolved substances）、底泥(Bottom mud)和水生生物(Aquatic organisms)等完整的生態(tài)系統(tǒng)(Ecological system)或完整的綜合自然體，而水只是水體中的一部分。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第8頁4.2.2水體污染 水體污染(Water bodypollution) 指污染物進入河流、海洋、湖泊或地下水等水體后

8、，使其水質(zhì)和沉積物的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價值和使用功能，并達到了影響人類正常生產(chǎn)、生活以及影響生態(tài)平衡的現(xiàn)象。水體污染根據(jù)來源的不同，可以分為:自然污染（Nature pollution) 指自然界自行向水體釋放有害物質(zhì)或造成有害影響的現(xiàn)象。人為污染（Man-made pollution） 人類生產(chǎn)生活活動中產(chǎn)生的廢物對水體的污染，對水體造成較大危害的現(xiàn)象，包括工業(yè)廢水、生活污水、農(nóng)田水的排放等。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第9頁4.2.3水體污染源 水體污染源（Water body pollution sources） 指造成水體污染的污染物的發(fā)生源，通常，指向水體排

9、入污染物或?qū)λw產(chǎn)生有害影響的場所、設(shè)備和裝置。 根據(jù)污染物來源的不同，水體污染源可以分為：天然污染源（Natural pollution source）人為污染源（Man-made pollution source） 人為污染源是環(huán)境保護研究和水污染防治中的主要對象。按污染物排放的空間分布方式分為：點源（Point source） 以點狀形式排放而使水體造成污染的發(fā)生源。非點源(Non-point source) 污染物以面形式分布和排放而造成水體污染的發(fā)生源。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第10頁4.2.4主要污染物及其危害 1.水體的物理性污染及其危害 熱污染 (Thermal pollution) 指

10、高溫廢水排入水體后，使水溫升高，物理性質(zhì)發(fā)生變化，危害水生動、植物的繁殖與生長。造成的后果主要有： 水溫升高，導(dǎo)致水中溶解氧濃度降低，造成水生生物的窒息死亡； 導(dǎo)致水中化學(xué)反應(yīng)速度加快，引發(fā)水體物理化學(xué)性質(zhì)的急劇變化，臭味加??； 加速水體中細菌和藻類的繁殖。 (2)色度 (Chromacity) 城市污水，特別是有色工業(yè)廢水（印染、造紙、農(nóng)藥、焦化和有機化工等排放的廢水）排入水體后，使水體形成色度，引起人們感官的不悅。水體色度加深，使透光性降低，影響水生生物的光合作用，抑制其生長，妨礙水體的自凈作用（ Self-purification of water body ）。 (3)固體污染物 (S

11、olid substance pollution) 水體受懸浮態(tài)(直徑大于100nm)或膠體態(tài)（直徑介于1-100nm）固體物污染后，主要產(chǎn)生以下危害： 濁度增加，透光性減弱，影響水生生物的生長； 懸浮固體可以堵塞魚鰓，導(dǎo)致魚類窒息死亡； 由于微生物對部分懸浮有機固體有代謝作用，消耗了水中的溶解氧； 沉積于河底造成底泥沉積與腐化，惡化水體水質(zhì)； 懸浮固體作為載體，可以吸附其他污染物質(zhì)，隨水流遷移污染。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第11頁2.水體的化學(xué)性污染物及其危害 (1)酸、堿污染： 水體的酸、堿污染往往伴隨著無機鹽污染。 (2) 氮、磷污染與水體的富營養(yǎng)化(Water eutrophication) (

12、3)需氧有機物污染 ：主要包括糖、蛋白質(zhì)、脂肪、有機酸類、醇類等，它們易于生物降解，在此過程中，需要消耗水中的溶解氧(Dissolved Oxygen, DO)。 (4)有機有毒物質(zhì)污染 這類有機污染物(Organic pollutants)大多屬于人工合成物質(zhì)，常見的有農(nóng)藥、酚類、芳香族化合物等。 三個主要特征： 1）多數(shù)不易被微生物降解，在自然環(huán)境中可存留十幾年甚至上百年。 2）危害人體健康，有的甚至是致癌物質(zhì)，如聯(lián)苯、3，4苯并芘、1，2苯并蒽等，具有強烈致癌性。 3）這類物質(zhì)在某些條件下，能緩慢降解，也能消耗水中溶解氧*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第12頁幾類常見的有機有毒污染物：農(nóng)藥： 根據(jù)化學(xué)成分

13、的不同，可以分為有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥、有機汞農(nóng)藥、有機砷農(nóng)藥、氨基甲酸酯以及苯酰胺類。它們對環(huán)境、各種農(nóng)畜產(chǎn)品、食用性植物會造成普遍性污染，并通過食物鏈進入人體，損害人體健康。酚類： 化工、冶金、火電和煤氣等工業(yè)都排出大量酚。酚類化合物中以苯酚毒性最強，苯酚、甲酚都能對人的神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴重傷害。環(huán)境中的酚中毒呈慢性狀態(tài)，使人出現(xiàn)頭昏、頭痛、精神不安等神經(jīng)癥狀以及嘔吐、腹瀉等慢性消化道癥狀。高濃度酚可引起急性中毒，甚至死亡。漁業(yè)、農(nóng)灌用水對酚濃度都有嚴格要求。有機氯化合物： 有機氯化合物被人們使用的有數(shù)千種，其中污染廣泛的是多氯聯(lián)苯（PCB）和有機氯農(nóng)藥。多氯聯(lián)苯含氯原子越多越容易在人體脂肪組

14、織和器官中蓄積，其毒性表現(xiàn)為：影響皮膚、神經(jīng)、肝臟，破壞鈣的代謝，導(dǎo)致骨骼、牙齒的損害，并有亞性、慢性致癌和遺傳變異的可能性。不少其他有機氯化合物也具有致癌作用。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第13頁(5)持久性有機污染物（Persistent organic pollutants，POPs） 按照關(guān)于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約界定，可將有機污染物分為持久性有機污染物和其他有機污染物, 基本類別如圖4-2所示。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第14頁圖4-2 環(huán)境有機污染物的基本類別*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第15頁 持久性有機污染物（Persistent organic pollutants， POPs)是指通過各種環(huán)境介質(zhì)（大氣

15、、水、生物體等）能夠長距離遷移并長期存在于環(huán)境，具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性和高毒性，且能通過食物網(wǎng)積聚，對人類健康和環(huán)境具有嚴重危害的天然或人工合成的有機污染物質(zhì)。 國際POPs公約首批持久性有機污染物分為三類： 第一類-殺蟲劑： 1）艾氏劑(aldrin) 2）氯丹（chlordane） 3）滴滴涕(DDT） 4)狄氏劑（dieldrin） 5）異狄氏劑（endrin） 6）七氯 7）六氯代苯（HCB） 8）滅蟻靈（mirex） 9）毒殺芬（toxaphene） 第二類工業(yè)化學(xué)品： 1）多氯聯(lián)苯（PCBs） 2）六氯苯（HCB） 第三類生產(chǎn)中的副產(chǎn)品： 二惡英(Dioxin),和呋

16、喃（Oxole），其來源： 1）不完全燃燒與熱解，包括城市垃圾、醫(yī)院廢棄物、木材及廢家具的焚燒，汽車尾氣，有色金屬生產(chǎn)、鑄造和煉焦、發(fā)電、水泥、石灰、磚、陶瓷、玻璃等工業(yè)及釋放PCBs的事故。 2）含氯化合物的使用，如氯酚、PCBs、氯代苯醚類農(nóng)藥和菌螨酚。 3）氯堿工業(yè)。 4）紙漿漂白。 5）食品污染，食物鏈的生物富集、紙包裝材料的遷移和意外事故引起食品污染。國際對POPs的控制：禁止和限制生產(chǎn)、使用、進出口、人為源排放，管理好含有POPs廢棄物和存貨。5）食品污染 食物鏈的生物富集、紙包裝材料的遷移和意外事故引起食品污染。（7）油脂類污染 含油廢水的排放和石油產(chǎn)品的泄漏是這類污染的主要來源

17、。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第16頁4.2.5水體自凈 (Self-purification of water body) 污染物隨污水排入水體后，經(jīng)物理、化學(xué)與生物化學(xué)作用，使污染物濃度降低或總量減少，受污染的水體部分的或完全的恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。水體自凈過程十分復(fù)雜，按其作用機制可以分成三類： 1.物理自凈(Physical self-purification) 污染物進入水體后，由于稀釋(Dilution)、擴散(Diffusion)和沉淀(Precipitation)等作用，使水中污染物的濃度降低，使水體得到一定的凈化，但是污染物總量保持不變。 2.化學(xué)自凈(Chemical self-purific

18、ation) 污染物在水體中以簡單或復(fù)雜的離子或分子狀態(tài)遷移(Migration)，并發(fā)生化學(xué)性質(zhì)或形態(tài)、價態(tài)上的轉(zhuǎn)化(Transformation)，使水質(zhì)也發(fā)生了化學(xué)性質(zhì)的變化，減少了污染危害，如酸堿中和、氧化還原、分解化合、吸附、溶膠凝聚等過程。 3.生物自凈(Biological self-purification) 水體中的污染物經(jīng)生物吸收(Bioabsorption)、降解(Biodegradation)作用而發(fā)生濃度降低的過程。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第17頁4.2.6水環(huán)境容量 水體所具有的自凈能力就是水環(huán)境接納一定量污染物的能力。一定水體所能容納污染物的最大負荷被稱之為水環(huán)境容量（Wa

19、ter environmentalcapacity），即某水域所能承擔外加的某種污染物的最大允許負荷量。 水體對某種污染物質(zhì)的水環(huán)境容量可用下式表示： 式中：W某地面水體對某污染物的水環(huán)境容量，Kg；V該地面水體的體積，m3；Cs地面水中某污染物的環(huán)境標準值（水質(zhì)目標），g/L；Cb地面水中某污染物的環(huán)境背景值，g/L；C地面水對該污染物的自凈能力，Kg。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第18頁4.3 水質(zhì)指標、水環(huán)境標準與水環(huán)境保護法規(guī)4.3.1水質(zhì)指標水質(zhì)指標(Water quality index)就是水質(zhì)性質(zhì)及其量化的具體表現(xiàn)，還是控制和掌握污水處理設(shè)備的處理效果與運行狀態(tài)的重要依據(jù)。 1pH值 2.

20、懸浮固體（Suspendedsolid） 3. 有機物含量：這類污染物反映指標： （1）生物化學(xué)需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD） 生物化學(xué)需氧量是指水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量，簡稱生化需氧量，單位為mg/L。 （2）化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD） 化學(xué)需氧量是指用化學(xué)氧化劑氧化水中有機污染物時與所消耗的氧化劑量當量相當?shù)难趿浚瑔挝粸閙g/L。 （3）總需氧量（Total Oxgen Demand，TOD）總需氧量是指有機物中碳、氫、氮、硫等元素全部被氧化為二氧化碳、水、一氧化氮和二氧化硫等時所需的氧量。 （

21、4）總有機碳（Total Organic Carbon，TOC） 總有機碳是指水樣中所有有機污染物質(zhì)的含碳量。這兩個指標都是燃燒化學(xué)氧化反應(yīng)，前者測定結(jié)果以氧表示，而后者則以碳表示。 4.植物營養(yǎng)元素 氮、磷是植物的營養(yǎng)元素。 5. 溶解氧（DO） 6. 有毒有害物質(zhì)指標(Toxic and harmful substances index) 7.細菌污染指標用兩種指標表示水體被細菌污染的程度：細菌總數(shù)，單位為個/mL和總（或糞）大腸菌數(shù)，單位為個/mL。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第19頁4.3.2水環(huán)境標準 (Water environmental quality standards ) 1.水環(huán)境質(zhì)量

22、標準及用水水質(zhì)標準 我國已頒布主要有：地表水環(huán)境質(zhì)量標準（GB 3838-2002）、生活飲用水衛(wèi)生標準（GB 57492006）、農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準（GB 50842005）、漁業(yè)水質(zhì)標準（GB 116071989）、海水水質(zhì)標準（GB 3097-1997）、 景觀娛樂用水水質(zhì)標準（GB 129411991）。以上各標準詳細說明了各類水中污染物的允許最高濃度，以保證水環(huán)境及用水質(zhì)量。 2.污水排放標準 我國根據(jù)我國的具體自然條件、經(jīng)濟發(fā)展水平和科技發(fā)展水平，綜合平衡，全面規(guī)劃，充分考慮可持續(xù)發(fā)展的需要，有重點、有步驟的控制污染源，保護水環(huán)境質(zhì)量，并為此制定了污水的各種排放標準(Wastewat

23、er discharge standard)?？梢苑譃橐话闩欧艠藴屎托袠I(yè)排放標準兩大類。一般排放標準主要有：污水綜合排放標準（GB 89781996）、農(nóng)用污泥中污染物控制標準（GB 42841984）等。我國的造紙、紡織、鋼鐵、肉類加工等行業(yè)也都制定了相應(yīng)的行業(yè)排放標準。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第20頁4.3.3水環(huán)境保護法規(guī)中華人民共和國環(huán)境保護法（1979年制訂并頒布實施，1989年修正，2014年再次修訂）中華人民共和國水污染防治法（1996年修正，2008年再次修訂）水污染物排放許可證管理暫行辦法中華人民共和國防止拆船污染環(huán)境管理條例飲用水水源保護區(qū)污染防治管理規(guī)定中華人民共和國防治海岸工程建

24、設(shè)項目污染損害海洋環(huán)境管理條例中華人民共和國水土保持法清潔生產(chǎn)促進法*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第21頁4.4 污水處理基本方法與系統(tǒng) 4.4.1污水處理基本方法 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第22頁表4-2 污水處理的基本方法污水處理（Waste water treatment）的基本任務(wù)，就是采用各種技術(shù)與手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除回收利用，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，使水得到凈化。4.4.2污水處理系統(tǒng)一級處理（Primary treatment） 主要解決懸浮固體、膠態(tài)固體、懸浮油類等污染物的分離，多采用物理法。一級處理通常是二級處理的預(yù)處理。二級處理（Secondary treatment） 主要去除污水中

25、呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(zhì)（即BOD、COD物質(zhì)），多采用較為經(jīng)濟的生物處理法，它往往是廢水處理的主體部分。經(jīng)二級處理后，一般均可以達到排放標準。三級處理（Tertiary treatment） 一級、二級處理后，進一步處理難降解有機物、氮和磷等可溶性無機物等。處理后的水質(zhì)可以達到工業(yè)用水和生活用水的標準。污泥處理（Sludge treatment ） 污水處理過程中的產(chǎn)物。 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第23頁*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第24頁圖4-3 城市污水處理典型流程圖4.5 污水的物理處理技術(shù)4.5.1格柵與篩網(wǎng)*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第25頁圖4-4 水力回轉(zhuǎn)篩結(jié)構(gòu)示意圖1.格柵（Bar screen） 格柵安裝

26、在污水渠道、泵房集水井的進口處或污水處理廠的前端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、碎皮、毛發(fā)、木屑、果皮、蔬菜、塑料制品等，減輕后續(xù)處理筑構(gòu)物的處理負荷，使之正常運行。2. 篩網(wǎng)（Screen） 篩網(wǎng)多用于紡織、造紙、化纖等類的工業(yè)廢水處理，近年來，由于城市污水中纖維狀污染物日益增多，為有效攔截纖維狀污染物，城市污水處理中也越來越多使用篩網(wǎng)。4.5.2均衡與調(diào)節(jié)很多廢水的水質(zhì)、水量常常是不穩(wěn)定的，為了使廢水處理設(shè)備的負荷保持穩(wěn)定，而不受廢水的流量、濃度、酸堿度、溫度等條件變化的影響，故需在廢水治理裝置之前設(shè)置調(diào)節(jié)池，來調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)與水量，使其均衡的流入處理裝置。調(diào)節(jié)池（Regulat

27、ing reservoir）主要有圓形與長方形兩類，廢水在池內(nèi)要求有足夠的均衡時間，以達到調(diào)節(jié)廢水的目的。同時，又不希望有沉淀物下沉，否則，在池底還需增加刮泥裝置及設(shè)置污泥斗等，使調(diào)節(jié)池的結(jié)構(gòu)變?yōu)閺?fù)雜。調(diào)節(jié)池的容積可視廢水的濃度和流量變化，要求的調(diào)節(jié)程度及廢水處理設(shè)備的處理能力來確定。在容積較大的調(diào)節(jié)池中，通常還設(shè)置有攪拌裝置，以促進水質(zhì)均勻混合。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第26頁4.5.3重力固液分離沉淀法（Precipitation） 1.沉淀的基本類型 （1）自由沉淀 （2）混凝沉淀 （3）成層沉淀 （4）壓縮沉淀 2. 重力沉淀裝置 （1）沉砂池 （Grlt sedimentation chamb

28、er） 功能是去除比重較大的無機顆粒（如泥沙、煤渣等，相對密度約為2.65）。 常見的沉砂池有平流沉砂池（Horizontal flow Grlt sedimentation chamber）、曝氣沉砂池（ Aerated grit sedimentation chamber、多爾沉砂池和鐘式沉砂池等。 （2）沉淀池 （Sedimentation chamber） 沉淀池按工藝布置的不同分為初次沉淀池和二次沉淀池。 根據(jù)池內(nèi)水流的方向不同，沉淀池的形式分為平流式沉淀池、輻流式沉淀池（如圖4-5所示）、豎流式沉淀池（如圖4-6所示）和斜板（管）式沉淀池四種。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第27頁*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第

29、28頁*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第29頁圖4-5 豎流式沉淀池結(jié)構(gòu)圖圖4-6 輻流式沉淀池結(jié)構(gòu)圖4.5.4離心力分離 根據(jù)離心力(Centrifugal force)產(chǎn)生方式的不同，離心分離設(shè)備可分為水旋和器旋兩類。 1.水力旋流器 水力旋流器簡稱水旋器，根據(jù)產(chǎn)生水流旋轉(zhuǎn)能量的來源不同，又可分為： 壓力式水力旋流器 上部呈圓筒形，下部是倒置截頭圓錐體。進水管以漸收方式，按切線方向與圓筒相接。待處理廢水經(jīng)水泵加壓從上部以切線方向進入旋流器后發(fā)生高速旋轉(zhuǎn)。首先沿器壁的切線方向，自上而下旋轉(zhuǎn)（一次渦流），至接近錐底后再自下而上旋轉(zhuǎn)（二次渦流）。廢水中的懸浮固體顆粒在旋轉(zhuǎn)過程中由于離心力的作用而被甩向器壁，并在重

30、力作用下沿器壁下滑，在底部的排泥口排出；而較輕的液體則形成內(nèi)層旋流自下而上螺旋上升，從中心溢流管流出后再經(jīng)排水管排出。重力式 又稱水力旋流沉淀池。旋流沉淀池有周邊配水和中心筒旋流配水兩種。在處理廢水時，廢水也是以切向進入容器內(nèi)，并借助進、出水的壓力差在容器內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動。這種旋流器中，離心力的作用并不重要，固液分離基本上是由重力決定的。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第30頁2.離心機離心機(Centrifugal machine)是依靠一個可以隨傳動軸旋轉(zhuǎn)的圓筒（通常稱為轉(zhuǎn)鼓）在外界傳動設(shè)備的驅(qū)動下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，并且由設(shè)備的旋轉(zhuǎn)同時也帶動需進行分離的液體一起旋轉(zhuǎn)，由于在液體中不同組分的密度差所產(chǎn)生的力的差異從而

31、達到分離目的的一種離心分離設(shè)備。中低速離心機多用于分離纖維類懸浮物和污泥脫水等固液分離，而高速離心機則適于分離乳化油和蛋白質(zhì)等密度較小的細微懸浮物。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第31頁4.5.5浮力固液分離 1. 隔油池(Oil separation chamber)隔油池主要分離含油廢水中的油珠，含油廢水主要來自石油、石油化工、煉焦、機械加工和屠宰等工業(yè)企業(yè)。目前常用的隔油池主要有兩大類：平流式和斜板式。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第32頁圖4-7 CPI型波紋斜板式隔油池結(jié)構(gòu)圖 平流式隔油池除油率一般為60%80%，粒徑150m以上的油珠均可除去，它的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，運行管理方便，除油效果穩(wěn)定。缺點是占地面積大，處理

32、能力低，排泥難，出水中仍含有乳化油，一般作為預(yù)處理。 斜板式隔油池（如圖4-7所示），由于提高了單位池容的分離面積，在廢水停留時間不大于30min的情況下，不僅可以分離粒徑為60m以上的油粒，而且單位處理能力的池容僅相當于平流式隔油池的1/21/4。但是斜板隔油池運行中常有掛油現(xiàn)象，應(yīng)定期用蒸汽及水沖洗斜板，防止堵塞。2. 氣浮池(Air flotation chamber)氣浮是向廢水中注入大量微氣泡，使其與廢水中污染物粘附形成密度小于水的氣浮體，在浮力作用下上浮至水面而達到分離的目的。根據(jù)布氣方式的不同，氣浮可分為：散氣氣浮、溶氣氣浮和電解氣浮。氣浮池一般有兩種結(jié)構(gòu)形式，即平流式和豎流式,

33、全溶氣加壓溶氣氣浮法工藝流程如圖4-8所示。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第33頁4-8 全溶氣加壓溶氣氣浮法工藝流程4.5.6過濾固液分離 根據(jù)過濾介質(zhì)（材料）不同，過濾(Filtration)分為粗濾、微濾、膜濾和粒狀材料過濾等四種類型。粗濾：格柵、篩網(wǎng)等，截流廢水中較粗的懸浮固體。微濾：截留廢水中0.1100m的懸浮固體。膜濾：采用各類人工膜作為過濾介質(zhì)，其推動力主要是壓力差或電位差，廢水處理中利用壓力差作為推動力的膜法有超濾（UF），反滲透（RO），納濾（NF）等，以電位差為推動力的有電滲析（ED）等，它們可以去除廢水中呈溶解態(tài)的污染物質(zhì)。粒狀材料過濾：水處理中最常用的固液分離方法，采用的過濾材料一般

34、稱為濾料，它們可以去除幾十微米到膠體級的污染顆粒。 前三類過濾（粗濾、微濾和膜濾）因污染物都被截留在過濾介質(zhì)的表面，所以又稱表面過濾（Surface filtration）；而粒狀材料過濾時，污染物可以深入到過濾介質(zhì)的內(nèi)部，所以又稱深床過濾（Depth filtration）或濾層過濾(Filter filtration）。 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第34頁4.5.7膜分離法（Membrane separationtechnology）膜分離技術(shù)是利用隔膜是溶劑（通常是水）同溶質(zhì)或微粒分離的處理方法。用隔膜分離溶液時，使溶質(zhì)通過膜的方法稱為滲析，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。根據(jù)溶質(zhì)或溶劑通過膜的推動力不

35、同，膜分離法可分為三類。以電動勢為推動力的方法有：電滲析和電滲透。以濃度差為推動力的方法有：擴散滲析和自然滲析。以壓力差為推動力的方法有：壓滲析和反滲透、超濾、微濾和納濾等。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第35頁不同的膜分離過程所用的膜不同，分離過程的推動力、分離機理及適用對象也不同，如表4-4所示。污水處理中常用的幾種膜分離技術(shù)介紹*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第36頁1)電滲析法 （Electrodialysis）指外加直流電場作用下，利用陰陽離子交換膜對污水中的離子有選擇性的滲透的原理（即陽離子能通過陽離子交換膜，而被陰離子交換膜所阻；陰離子能通過陰離子交換膜，而被陽離子交換膜所阻），當污水通過由陰、陽離子交換膜組成的

36、電滲析器時，污水中的陰、陽離子被從污水中分離的處理技術(shù)。電滲析的工作原理如圖4-9所示。圖4-9電滲析工作原理圖*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第37頁圖4-10電滲析處理電鍍含鎳廢水工藝流程（2）反滲透法 （Reverse osmosis ,RO） 反滲透法是將具有一定壓力的污水通過半滲透膜，其中水分子被壓濾過去，而溶解于水中的污染物質(zhì)（離子或相對分子質(zhì)量大約為3001000，直徑大約為0.11nm的有機物）則被膜截留而分離出來的方法。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第38頁圖4-11反滲透法處理電鍍廢水工藝流程圖4-12 中空纖維式反滲透裝置（3）超濾法 （Ultrafiltration，UF） 超濾是將具有一定壓力的污水通

37、過半滲透膜（孔徑為1nm10nm），利用機械篩分原理使水分子被壓濾過去，而溶解于水的污染物質(zhì)（相對分子量大約500500 000，直徑大約為10 nm 100 nm的有機物）則被膜截留而分離出來的處理技術(shù)。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第39頁圖4-13超濾法處理印染廢水工藝流程（4）超純水制備技術(shù) *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第40頁圖4-14 超純水制造流程超純水（Ultrapure water）的制備一般包括預(yù)處理、脫鹽、后處理三道工序。目前，使用反滲透和超濾技術(shù)制備純水的系統(tǒng)為最佳系統(tǒng)，反滲透能去除90%以上的總?cè)芙恹}、95%以上的溶解有機物，98%以上的微生物及膠體，從而大大減輕了其后續(xù)離子交換裝置的負荷和有機物

38、。超濾、微濾可將系統(tǒng)中產(chǎn)生的微粒、細菌除去，有效的保證了終端用水的水質(zhì)。4.6 污水的化學(xué)處理技術(shù)4.6.1混凝法 向廢水中投加混凝劑(Coagulant)，使廢水中細小的懸浮物和膠體污染物絮凝變大通過自然沉淀或過濾予以分離。 1.混凝原理 (1)壓縮雙電層作用 (2)吸附架橋作用 (3)網(wǎng)捕作用*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第41頁圖4-15 膠體粒子結(jié)構(gòu)及其電位分布圖2.影響混凝效果的主要因素 (1)水溫 (2)pH值 (3)水中雜質(zhì)的成分、性質(zhì)和濃度 (4)水力條件 3.混凝劑（Coagulant）根據(jù)所加藥劑在混凝過程中所起作用的不同，混凝劑可分為： 1）凝聚劑 2）絮凝劑 分別起膠粒脫穩(wěn)和結(jié)成絮體的

39、作用。根據(jù)混凝劑的化學(xué)成分與性質(zhì)的不同，混凝劑可以分為： 1）無機鹽類混凝劑 2）高分子混凝劑 3）微生物混凝劑在某些情況下，單獨使用混凝劑不能取得良好效果時，可投加輔助藥劑來調(diào)節(jié)、改善混凝條件，提高處理效果，這種輔助藥劑通常稱為助凝劑。較常用的助凝劑有聚丙烯酰胺（PAM）、活化硅膠、骨膠、海藻酸鈉等。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第42頁4.混凝工藝流程及設(shè)備*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第43頁圖4-16 混凝工藝流程圖4.6.2吸附法(Adsorption) 吸附法是利用多孔性固體吸附劑來處理廢水的方法。 1.吸附的基本原理吸附是在相界面上物質(zhì)濃度自動發(fā)生積累或濃集的現(xiàn)象，是一種非均相過程。吸附過程本質(zhì)上是由于吸附劑表

40、面上的分子受力不均衡，存在著剩余力場，具有表面能。根據(jù)吸附劑表面吸附力的不同，吸附可分為： 1)物理吸附 物理吸附是由范德華力引起的，它是一個可逆過程。物理吸附選擇性不強，熱效應(yīng) 比較小，吸附速率較大，且受溫度影響較小。 2)化學(xué)吸附 化學(xué)吸附是由化學(xué)鍵力引起的，一般是不可逆的。而化學(xué)吸附的熱效應(yīng)較大，有選擇性，吸附速度受溫度影響大，溫度上升吸附速度也迅速上升。廢水處理中，吸附過程往往是上述兩類過程的綜合作用，其中主要是物理吸附。為了選擇合適的吸附劑和控制合適的操作條件，必須了解和分析吸附的影響因素。影響吸附因素很多，其中主要有吸附劑特性、吸附質(zhì)特性和吸附過程的操作條件。 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第44

41、頁2. 吸附劑從廣義而言，一切固體表面都有吸附作用，但實際上，只有細微物質(zhì)或多孔物質(zhì)，因其具有很大的表面積而顯示出明顯的吸附能力。在廢水處理中，常用的固體吸附劑有活性炭、磺化煤、焦炭、木炭、木屑、泥煤、高嶺土、硅藻土等。吸附劑(Adsorbent)的吸附達到飽和以后必須進行再生，采用特定的方法將被吸附物從吸附劑的孔隙中清除，使之恢復(fù)活性，重復(fù)使用。常用的方法有以下幾種：水蒸氣吹脫法、加熱法、化學(xué)氧化法、溶劑萃取法。需要根據(jù)吸附劑與吸附質(zhì)的性質(zhì)加以選擇。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第45頁3.吸附工藝流程及設(shè)備 (1)固定床(Fixed bed) *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第46頁圖4-17降流式固定床吸附塔結(jié)構(gòu)示意圖圖

42、4-18 固定床吸附操作示根據(jù)水流方向，固定床可分為升流式和降流式兩種。(2)移動床(Moving bed) 在吸附塔內(nèi)原水自塔底向上流動，吸附劑自塔頂向下移動。兩者逆流接觸并發(fā)生吸附作用，處理后的水從塔頂部流出，再生后的吸附劑從塔頂部加入，接近飽和的吸附劑從塔底間歇排除。(3)流化床(Fluidized bed) 與固定床和移動床不同的地方在于吸附劑在塔內(nèi)處于流化狀態(tài)或膨脹狀態(tài)。被處理的廢水與活性炭也是逆流接觸。由于活性炭處于流化狀態(tài)，不存在堵塞問題，也不需要反沖洗，因此常用來處理懸浮物濃度較高的廢水。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第47頁4.6.3離子交換法(Ion exchange) 離子交換法借助離子

43、交換劑中無害的可交換離子，與廢水中有害離子的交換作用，使水質(zhì)得到了凈化。 1.離子交換的基本原理*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第48頁式中：R離子交換劑的母體；A+，C-離子交換劑上所帶的可交換離子；B+，D-廢水中待交換離子。分子式下的橫線表示固相。離子交換過程是可逆的，其逆反應(yīng)也稱為“再生”，因此交換劑經(jīng)再生后可重復(fù)使用。2.離子交換劑(Ion exchanger)離子交換劑是一種具有多孔性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它帶有電荷，并與反離子相吸引，離子交換劑的反離子與溶液中符號相同的反離子在兩相間進行再分配，這就是離子交換動力學(xué)的一種擴散過程。但是離子交換劑又具有選擇性，它對某些離子具有更大的親和力，所以離子交換過程又與

44、一般的擴散過程有所不同。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第49頁圖4-19 陽離子交換樹脂結(jié)構(gòu)示意圖3.離子交換流程及裝置 1)交換。廢水自上而下流過樹脂層； 2)反洗。當樹脂使用到終點時，自下而上逆流通水進行反洗，除去雜質(zhì)，使樹脂層松動； 3)再生。再生劑通過順流或逆流進行再生，使樹脂恢復(fù)交換能力； 4)正洗。即自上而下通入清水進行淋洗，洗去樹脂層中夾帶的剩余再生劑，正洗后交換柱即可進入下一個循環(huán)工序。其中，交換是工作階段，而反洗、再生和正洗屬于再生階段。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第50頁圖4-22離子交換法處理鍍鎳廢水工藝流程4.6.4中和法（Neutralization） 中和是指通過酸堿反應(yīng)，使廢水的pH值達到中性

45、左右的過程，被處理的酸或堿主要是無機的。 1.酸堿廢水互相中和 2.藥劑中和 3. 過濾中和 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第51頁圖4-23濕法藥劑中和流程圖4.6.5化學(xué)沉淀法（Chemical precipitation）化學(xué)沉淀法是指向廢水中投加化學(xué)藥劑，使其與廢水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶的沉淀物沉淀下來的方法?；瘜W(xué)沉淀法根據(jù)投加的化學(xué)藥劑的不同可以分為： （1）氫氧化物沉淀法 （2）硫化物沉淀法 （3）其他方法 石灰法、碳酸鹽沉淀法、鐵氧體沉淀法等。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第52頁圖4-24石灰法處理鉛鋅冶煉污水的工藝流程4.6.6氧化還原法（Oxidation reduction） 氧化還原法是指通

46、過向廢水中投加適量的氧化劑或還原劑,利用溶解于廢水中的有毒有害物質(zhì)能在氧化還原反應(yīng)中能被還原或被氧化的性質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為無毒無害新物質(zhì)的廢水處理方法。 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第53頁氧化法（Oxidation） (1)濕式氧化 (Wet air oxidation）工藝 在較高的溫度和壓力作用下，利用空氣中的氧氧化廢水中溶解態(tài)和懸浮態(tài)的有機物的一種水處理方式。圖4-25濕式氧化技術(shù)流程（2）超臨界水氧化（Supercritical wateroxidation ） 超臨界流體是指溫度及壓力均處于臨界點以上的液體，具有許多獨特的性質(zhì)，如粘度小、密度、擴散系數(shù)、溶劑化能力等性質(zhì)。 超臨界水氧化技術(shù)是對濕式氧

47、化處理難降解有機廢水技術(shù)的改進，是一種綠色水處理技術(shù)。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第54頁圖4-26水的存在狀態(tài)（3）臭氧氧化 臭氧分子中的氧原子具有強烈的親電子或親質(zhì)子性，而光能分解產(chǎn)生新生態(tài)氧原子 ，故臭氧具有較強的氧化性。（4）光催化氧化（Photocatalytic oxidation） 光催化氧化作為一種高級氧化技術(shù)。以太陽光為潛在的輻射源，激發(fā)半導(dǎo)體催化劑，產(chǎn)生空穴和電子對，具有很強的氧化還原作用。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第55頁圖4-27 多相光催化降解有機物的原理（5）雙氧水、Fenton試劑及其組合的高級氧化法 1）雙氧水氧化法 雙氧水（H2O2）能直接氧化水中的有機污染物，同時本身只含H、O兩種元

48、素，使用時不會引入雜質(zhì)，H2O2在水處理中具有廣泛的應(yīng)用。 2）Fenton試劑氧化法 雙氧水中加入亞鐵離子形成Fenton試劑，生成的HO自由基是一種很強的氧化劑。3）電Fenton試劑法 利用電化學(xué)法產(chǎn)生的Fe2+和H2O2作為Fenton試劑的持續(xù)來源，兩者產(chǎn)生后立即作用而生成具有高度活性的羥基自由基，使有機物得到降解，其實質(zhì)就是在電解過程中直接生成Fenton試劑。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第56頁2. 還原法（Reduction） 目前多用于去除廢水中無機離子，特別是重金屬離子的還原，也用于水中染料、含氯有機污染物質(zhì)的還原處理。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第57頁圖4-28 還原吸附法處理含汞廢水的工藝流程4

49、.6.7電解法（Electrolysis） 電解質(zhì)溶液在直流電的作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的過程。 ） 氧化作用 ） 還原作用 ） 混凝作用 ） 浮選作用 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第58頁電解法主要適用于處理含重金屬離子、含油廢水的脫色、含氰廢水等。圖4-29電解法處理廢水流程示意圖4.7污水的生物處理技術(shù)（一）-活性污泥法4.7.1基本原理 活性污泥法（Activated sludge process）是以活性污泥為主體的污水生物處理技術(shù)(Wastewater biological treatment）。它是在人工充氧的條件下，對污水中的各種微生物群體進行培養(yǎng)和馴化，形成活性污泥。利用活性污泥的吸附和氧化作

50、用，以分解去除污水中的有機污染物。然后進入二次沉淀池，進行污泥與水的分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第59頁圖4-30 有機物代謝示意圖活性污泥（Activated sludge）是一種褐色絮狀體，充滿了各種微生物（包括細菌、真菌、原生動物和后生動物等），還含有一些無機物和分解中的有機物，它們組成了一個特有的生態(tài)系統(tǒng)。其中最重要的是細菌和原生動物兩類。參與污染物去除的活性污泥微生物，根據(jù)其生理特征的不同可分為： ）在好氧條件下，利用含碳有機物進行生長繁殖的異養(yǎng)微生物（包括細菌、原 生動物和后生動物）； ）在好氧條件下，將氨氮氧化為亞硝酸鹽，將亞硝酸鹽氧

51、化為硝酸鹽的自養(yǎng)菌（一般稱為硝化菌）； ）在缺氧（溶解氧很低）條件下，將硝態(tài)氮還原為氮分子的反硝化異養(yǎng)菌（一般稱為反硝化菌）； ）在厭氧（無溶解氧，且無硝酸鹽和亞硝酸鹽）條件下釋磷和好氧條件下吸磷的異養(yǎng)菌（一般稱為聚磷菌）。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第60頁4.7.2基本流程（）生物反應(yīng) 使活性污泥和待處理廢水充分混合，形成混合液，并在充分曝氣提供足夠溶解氧的條件下，進行生化反應(yīng)，降低污染物濃度； （）二次沉淀 在二次沉淀池中對混合液進行固液分離。下層為分離出的活性污泥大部分送回曝氣池，稱為回流污泥，其余作為廢棄物排出，上層清水則為已處理廢水，排除沉淀池。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第61頁圖4-31 活性污泥法基本流

52、程圖4.7.3曝氣（Aeration）活性污泥法重要的人工措施之一是向活性污泥反應(yīng)器曝氣池中的混合液提供足夠的溶解氧和使混合液中的活性污泥與污水充分接觸，這兩項任務(wù)是通過曝氣這一手段實現(xiàn)的?，F(xiàn)在通行的曝氣方式有： 1)鼓風曝氣 2)機械曝氣 3)兩者聯(lián)合鼓風機械曝氣 活性污泥系統(tǒng)的凈化效果在很大程度上取決于曝氣池的功能是否能正常發(fā)揮。 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第62頁4.7.4運行方式1. 普通活性污泥法（Conventionalactivatedsludgeprocess）又稱傳統(tǒng)活性污泥法,污水和回流污泥從曝氣池的首端進入，以推流式至曝氣池末端流出。處理效果極好，BOD去除可達90%以上，適用于凈化

53、程度和穩(wěn)定程度要求高的污水。 *環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第63頁圖4-30 漸減曝氣式活性污泥法系統(tǒng)圖 普通活性污泥法耐沖擊負荷能力較差，只適用于大中型城市污水處理廠（水質(zhì)較穩(wěn)定）。 曝氣池容積大，基建費用高，對氮、磷的去除率低，剩余污泥量大，從而提高了污泥處理處置的費用。2. AB兩段活性污泥法(Adsorption biodegradation process,AB)將活性污泥系統(tǒng)分為兩個階段，即A段和B段。它的工作原理是充分利用微生物種群的特性，為其創(chuàng)造適宜的環(huán)境而分成兩個階段，使不同種群的微生物可以得到良好的增殖，通過生化作用來處理污水。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第64頁圖4-33 AB段活性污泥法系統(tǒng)圖AB

54、法特點： 對處理復(fù)雜的水質(zhì)變化較大的污水，具有較強的適應(yīng)能力； 可大幅度的去除污水中難降解物質(zhì)，可作為處理復(fù)雜的工業(yè)廢水預(yù)處理的一種方法； 處理效率高，出水水質(zhì)好，BOD去除率高達90%98%，還可以進行深度處理脫氮和除磷； 總反應(yīng)時間短； 便于分期建設(shè)，可根據(jù)排放要求先建設(shè)A段再建設(shè)B段； 不設(shè)初沉池。3. 完全混合活性污泥法(Completely mixed actaivted sludge process)污水與回流污泥進入曝氣池后立即與池內(nèi)原有混合液充分混合，并替代出等量的混合液至二次沉淀池，從根本上改變了長條形池子中混合液的不均勻狀態(tài)。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第65頁圖4-34 完全混合活性污

55、泥法系統(tǒng)圖 優(yōu)點：池內(nèi)各處微生物的生長、好氧速率、BOD負荷完全均勻一致，可以最大限度承受污水水質(zhì)的變化，污泥負荷率較高，適應(yīng)高濃度有機工業(yè)廢水的處理要求; 缺點：連續(xù)出水，可能發(fā)生短流帶出部分有機污染物，從而影響出水水質(zhì)，易發(fā)生污泥膨脹等。4. 氧化溝(Oxidation ditch)又稱氧化渠，或循環(huán)曝氣池（Circulating biological aerated filter），因其構(gòu)筑物呈封閉的溝渠狀而得名。運行時，污水和活性污泥的混合液在環(huán)狀的曝氣渠道中不斷循環(huán)流動。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第66頁圖4-33 氧化溝活性污泥法系統(tǒng)圖 由于處理污水出水水質(zhì)好，運行穩(wěn)定，管理方便；與傳統(tǒng)活性污

56、泥法相比，氧化溝工藝可以省去初次沉淀池，由于采用污泥的泥齡較長，剩余污泥量較小，而且不需再經(jīng)污泥消化處理。為此，氧化溝污水廠的處理工藝比一般活性污泥法簡單得多。5. 間歇式活性污泥法（SBR，Sequencing Batch Reactor）在一個池中接替進行曝氣、沉淀、排水、閑置的循環(huán)操作，一般只在曝氣階段進水。曝氣池容積小于連續(xù)式的，建設(shè)和運行費用都較低。間歇式活性污泥法系統(tǒng)特征： 在大多數(shù)情況下，不需設(shè)置調(diào)節(jié)池； 污泥易于沉淀，一般情況下，不產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象； 通過對運行方式的調(diào)節(jié)，在單一的曝氣池內(nèi)能進行脫氮和除磷反應(yīng)； 工藝過程可以全部實現(xiàn)自動化； 運行管理得當，出水水質(zhì)可優(yōu)于連續(xù)式。

57、*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第67頁6. 缺氧-好氧活性污泥法（A/O法）（生物脫氮） A/O法將反硝化反應(yīng)器放置在系統(tǒng)之前，故又稱為前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)（Biological denitrification system），是目前采用較廣泛的一種脫氮工藝。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第68頁圖4-36 缺氧好氧活性污泥法系統(tǒng)圖7. 厭氧-好氧活性污泥法（生物除磷 Biological Phosphorus Removal） 厭氧-好氧活性污泥法的反應(yīng)池由厭氧池和好氧池組成。 該工藝除磷率可達80%以上，出水BOD和懸浮物濃度與普通活性污泥法相同。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第69頁圖4-37 厭氧好氧活性污泥法系統(tǒng)圖4.8 污水的

58、生物處理方法（二）-生物膜法4.8.1基本原理污水流過固體介質(zhì)表面時，其中的懸浮物會被部分截留，膠體物質(zhì)則被吸附，污水中的微生物則以此為營養(yǎng)物質(zhì)而生長繁殖，這些微生物進一步吸附水中的懸浮物、膠體和溶解性有機污染物，在適當?shù)臈l件下，逐步形成一層充滿微生物的粘膜-生物膜（Biofilm process）。在正常運行過程中，生物膜表面經(jīng)常附著一層水層，稱之為附著水層，其外側(cè)則為流動的流動水層。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第70頁圖4-38 生物膜結(jié)構(gòu)及其工作示意圖生物膜在有充足氧的條件下，對有機物進行氧化分解，產(chǎn)生的無機鹽和二氧化碳沿相反方向從生物膜經(jīng)附著水層進入流動水層排出。4.8.2特征微生物生長繁衍的生物膜

59、固著在載體（濾料或填料）的表面上，這是其與活性污泥法主要的區(qū)別。正是這一區(qū)別使其有著自身獨特之處。在微生物學(xué)方面， 生物膜上優(yōu)勢微生物在填料層內(nèi)隨污水流程而不斷變化 生物膜上生息的生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈明顯長于活性污泥法在凈化功能方面 硝化反應(yīng)是生物膜法各種工藝所共有的功能，還有脫氮的功能。這方面遠高于活性污泥處理系統(tǒng)； 污水水質(zhì)、水量的波動對其處理效果的影響較小，而且易于恢復(fù)； 活性污泥法不適合處理BOD過低（不應(yīng)低于5060mg/L）污水，而生物膜法的各種工藝對這樣低的濃度，甚至更低的濃度的廢水也能夠進行充分的處理。在維護管理方面， 不需回流污泥，不需設(shè)污泥回流系統(tǒng)； 脫落的生物膜中，原生動物較

60、多，易于固液分離，二次沉淀池處理效果好，而且污泥產(chǎn)量低。*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第71頁4.8.3工藝 1.生物濾池(Biological filter)生物濾池是以土壤自凈原理為依據(jù)，在污水灌溉的實踐基礎(chǔ)上，經(jīng)較原始的間歇砂濾池和接觸濾池而發(fā)展起來的人工生物處理技術(shù)。 （1）普通生物濾池 (Conventional biological filter)*環(huán)境科學(xué)導(dǎo)論第72頁圖4-39 普通生物濾池構(gòu)造示意圖優(yōu)點： 處理效果好，運行穩(wěn)定，易于管理和節(jié)省能源；缺點： 處理負荷低，占地面積大，只適用于處理量小的場合，而且濾料容易堵塞，因而限制了它的應(yīng)用。（2）塔式生物濾池 (Tower biological