化工環(huán)保與綠色化學(xué)第二章水污染與防治環(huán)境

第二章水污染與控制

概述

物理處理方法

生物處理方法

物理化學(xué)及化學(xué)處理法2.5廢水中Ｎ，Ｐ去除

污泥處理

水處理系統(tǒng)1水資源與水循環(huán)水體污染源水體自凈廢水排放標(biāo)準(zhǔn)第八章第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章節(jié)約用水2.1概述2一、世界水資源與水循環(huán)（一）水資源的分布（二）水循環(huán)3水資源的分布地球上水資源分布（%）地球上的水100海水96.54淡水2.53淡水分布冰蓋68.38永凍土底冰0.86地下水30.06土壤水0.05湖泊0.26沼澤0.08大氣0.04河流0.0064水循環(huán)蒸發(fā)：5.77*105km3海面占87.5%5.05*105km3陸地水面和土面蒸發(fā)和植物的蒸騰占12.5%0.72*105km3

降水：降到海面4.58*105km3降到陸地1.19*105km3

輸送：海面—陸地（降水）4.7*104km3

陸地—海面（地下徑流）4.7*104km35第二章水污染與控制水資源危機(jī)淡水資源短缺淡水污染爭(zhēng)奪淡水資源海洋污染6我國(guó)的水資源危機(jī)7（一）污染不斷加劇，水質(zhì)惡化日趨嚴(yán)重

據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，對(duì)全國(guó)河流、湖泊、水庫(kù)的水質(zhì)狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)，主要結(jié)果如下：在萬(wàn)公里評(píng)價(jià)河流中，水質(zhì)為Ⅰ類水河長(zhǎng)占％，Ⅱ類水河長(zhǎng)占％，Ⅲ類水河長(zhǎng)占％，Ⅳ類水河長(zhǎng)占％，Ⅴ類水河長(zhǎng)占％，劣Ⅴ類水河長(zhǎng)占％。

我國(guó)水污染的特征（1）

8（二）各流域水體自南向北水質(zhì)逐漸變差

各流域片的水質(zhì)狀況是：內(nèi)陸河片、西南諸河片、東南諸河片、長(zhǎng)江片和珠江片水質(zhì)良好或尚可，符合和優(yōu)于Ⅲ類的河長(zhǎng)分別占％、％、％、％、％；黃河片、海河片、松遼河片、淮河片水質(zhì)較差，符合和優(yōu)于Ⅲ類的河長(zhǎng)分別占％、％、％、％。與上年相比，符合和優(yōu)于Ⅲ類水河長(zhǎng)占評(píng)價(jià)河長(zhǎng)百分?jǐn)?shù)上升5個(gè)百分點(diǎn)以上的是淮河片，下降明顯的是珠江片。我國(guó)水污染的特征（2）

910111213（三）湖泊水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化不容輕視

水庫(kù)水質(zhì)在評(píng)價(jià)的139座主要水庫(kù)中，有118座水庫(kù)水質(zhì)良好，達(dá)到Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。在未達(dá)到地面水Ⅲ類的水庫(kù)中，水污染極為嚴(yán)重的劣于Ⅴ類水質(zhì)水庫(kù)有8座，分別是山西冊(cè)田和關(guān)河水庫(kù)，山東墻夼、雪野、黃前、尼山和田莊水庫(kù)以及新疆柳溝水庫(kù)。對(duì)93座水庫(kù)進(jìn)行了營(yíng)養(yǎng)化程度評(píng)價(jià)，處于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的水庫(kù)14座，處于中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的水庫(kù)65座，處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的水庫(kù)14座。我國(guó)水污染的特征（3）14

湖泊水質(zhì)在評(píng)價(jià)的24個(gè)湖泊中，9個(gè)湖泊水質(zhì)符合或優(yōu)于Ⅲ類水，4個(gè)湖泊部分水體受到污染，11個(gè)湖泊水污染嚴(yán)重。國(guó)家重點(diǎn)治理的“三湖”情況為：太湖Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)斷面占12％，Ⅳ類水質(zhì)斷面占64％，Ⅴ類水質(zhì)斷面占12％，劣于Ⅴ類水質(zhì)斷面占12％；中營(yíng)養(yǎng)水平的水域占太湖總面積的％，富營(yíng)養(yǎng)水平的占％，富營(yíng)養(yǎng)程度比上年略有加重1.2水體污染源和污染物水體污染原因水體污染源自然人為工業(yè)廢水城市生活廢水交通運(yùn)輸污染源農(nóng)業(yè)排水第二章水污染與控制2021水體污染物固體污染物耗氧有機(jī)污染物有毒污染物營(yíng)養(yǎng)性污染物生物污染物油脂污染物無(wú)機(jī)有機(jī)放射性第二章水污染與控制22232425化學(xué)性污染油類污染植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染需氧物質(zhì)污染有機(jī)有毒物質(zhì)污染無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)污染無(wú)機(jī)物質(zhì)污染生物性污染懸浮物質(zhì)污染物理性污染熱污染放射性污染水體污染分類2627水體自凈水體自凈機(jī)制物理過(guò)程化學(xué)和物理化學(xué)過(guò)程生物化學(xué)過(guò)程第二章水污染與控制2.1.3水體自凈28污水的水質(zhì)污染指標(biāo)有毒物質(zhì)指標(biāo)細(xì)菌污染指標(biāo)需氧污染物指標(biāo)（污水有機(jī)物）固體污染物指標(biāo)其他需氧污染物水質(zhì)指標(biāo)BOD總需氧量CODpH指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)總大腸菌群數(shù)金屬有毒有害物質(zhì)非金屬有毒有害物質(zhì)有機(jī)有毒有害物質(zhì)放射性物質(zhì)2.1.4廢水排放標(biāo)準(zhǔn)29第二章水污染與控制GB3097-1997海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14848-93地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)CJ3020-93生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5084-92農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB12941-91景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB11607-89漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB5749-85生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)30《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002）

依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低依次劃分為五類：

I類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；

Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等；

31《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、泅游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)；

IV類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；

V類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域32按排放污染物的性質(zhì)分為兩類污染物:(1)第一類污染物指能在環(huán)境或動(dòng)植物體內(nèi)積累，對(duì)人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)不良影響。（要求一律在車間或車間處理設(shè)施排出口采樣，最高允許排放濃度必須符合表3－5,不得用稀釋法處理）

(2)第二類污染物指長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于第一類污染物質(zhì)。（要求在排污單位排放口采樣，最高允許排放濃度必須符合表3－6，可用稀釋法處理）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-199633執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)的確定：(1)特殊保護(hù)水域，指國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的Ⅰ、Ⅱ類水域，不得新建排污口，現(xiàn)有的排污單位由地方環(huán)保部門從嚴(yán)控制，以保證受納水體水質(zhì)符合規(guī)定用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。(2)重點(diǎn)保護(hù)水域，指國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的Ⅲ類水域和《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類水域，對(duì)排入該區(qū)水域的污水執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）34(3)一般保護(hù)水域，指國(guó)家《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中的Ⅳ、Ⅴ類水域和《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水域，對(duì)排入該區(qū)水域的污水執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。(4)對(duì)排入城鎮(zhèn)下水道并進(jìn)入二能污水處理廠進(jìn)行生物處理的污水執(zhí)行三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）35建設(shè)節(jié)水型社會(huì)36減少?gòu)U水及其污染物的產(chǎn)生量改革生產(chǎn)工藝改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備減少?gòu)U水及其污染物的排放量提高水的重復(fù)利用率回收有用物質(zhì)加強(qiáng)工業(yè)廢水與城市污水的綜合治理水體污染控制的基本途徑37沉淀法氣浮法過(guò)濾法反滲透法離心分離法２.２物理法38處理設(shè)備：格柵、濾網(wǎng)、濾池、微濾機(jī)

使污水通過(guò)濾料（如砂等）或多孔介質(zhì)（如布、網(wǎng)、微孔管等），以截留水中的細(xì)懸浮物，同時(shí)通過(guò)濾層膜的吸附作用，將水中大部分細(xì)菌除去，從而使廢水凈化的處理方法。2.2.1過(guò)濾法39機(jī)械自動(dòng)格柵不銹鋼機(jī)械自動(dòng)格柵40安裝運(yùn)行中的自動(dòng)機(jī)械格柵41反滲透法

用一種特殊的半滲透膜，在一定的壓力作用下，將水分子壓濾過(guò)去，而溶解于水中的污染物質(zhì)被膜所截留，被壓濾透過(guò)膜的水就是處理過(guò)的凈水。離心分離法

使含有懸浮固體（或乳狀油）的廢水進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，由于懸浮固體和廢水的質(zhì)量不同，受到的離心力也將不同，質(zhì)量大的懸浮被甩到廢水的外側(cè)，因此使懸浮、廢水分別通過(guò)各自的出口排出，懸浮固體被分離，廢水得以凈化。42沉砂池沉淀池隔油池利用污水中的懸浮物和水密度不同的原理，借重力沉降（或上?。┳饔茫蛊鋸乃蟹蛛x出來(lái)。2.2.2沉淀法43沉砂池44

沉淀池45

集配水井向輻流式沉淀池配集水工藝圖1.進(jìn)水管2.配水池3.集水渠4.集水井5.配水管6.沉淀池集水46布?xì)鈿飧∪軞鈿飧‰姎飧?/p>

將空氣通入污水中，并使其以小氣泡的形式從水中析出成為載體，使污水中的的部分污染物質(zhì)（乳狀油和密度近于3的微細(xì)懸浮顆粒等）粘附在氣泡上，并隨氣泡浮升到水面，形成泡沫浮渣－氣、水、顆粒三相混合體，從而使污染物質(zhì)從污水中分離出去。２.2.3氣浮法47布?xì)鈿飧。豪眉羟辛⒒旌嫌谒械目諝夥鬯槌晌⒓?xì)氣泡并進(jìn)行氣浮的方法。（水泵吸水管吸氣氣浮、射流器氣浮、擴(kuò)散曝氣氣浮和葉輪氣?。┰O(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是空氣被粉碎的不夠充分，形成氣泡較大，在供氣量一定的條件下，氣泡總表面積小，且上浮速度快與被污染物接觸時(shí)間短，效率不高。48溶氣氣浮：使空氣在一定壓力作用下溶解于水中，并達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，在突然使溶水減到常壓，這時(shí)溶解在水中的空氣，便以微小氣泡的形式從水中逸出，進(jìn)行氣浮過(guò)程。電氣?。簩⒑须娊赓|(zhì)的廢水作為可電解的介質(zhì)、通入電流進(jìn)行電解，利用電解液中的氧化還原效應(yīng)，和由此產(chǎn)生的微小氣泡的上浮作用來(lái)處理廢水。泥渣少，電耗大。49

生物法：采取一定的人工措施，創(chuàng)造更有利于微生物生長(zhǎng)和繁殖的環(huán)境，使微生物大量增殖，提高微生物對(duì)污水中的有機(jī)污染物氧化降解效率的污水處理方法。按參與作用的微生物種類和供氧情況分為：好氧法和厭氧法。長(zhǎng)期以來(lái)，人們根據(jù)自然界中水體自凈的現(xiàn)象，農(nóng)田灌溉時(shí)土壤對(duì)污染物的凈化作用以及有機(jī)物的腐敗過(guò)程，總結(jié)、模擬和發(fā)展了好氧活性污泥法、生物膜法和厭氧消化法。2.3生物法50可分為好氧活性污泥和厭氧顆粒污泥，不論是哪一種，都是由各種微生物、有機(jī)物和無(wú)機(jī)物膠體、懸浮物構(gòu)成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的肉眼可見的絨絮狀微生物共生體。這樣的共生體有很強(qiáng)的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解很多的污染物，可以達(dá)到處理和凈化污水的目的。

污泥：細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物污泥（activatedsludge）

51在有氧條件下，有機(jī)污染物作為好氧微生物的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)而被氧化分解，使污染物的濃度下降。由于有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同，在處理系統(tǒng)中，好氧微生物的優(yōu)勢(shì)種群組成和數(shù)量也相應(yīng)變化。2.3.1好氧生物處理52耗氧有機(jī)物分解途徑

53

活性污泥與廢水充分接觸后由于活性污泥顆粒有較大的比表面積，其表面的黏液層能迅速吸附大量的有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物，吸附過(guò)程約在30min內(nèi)完成，可吸附的有機(jī)或無(wú)機(jī)污染物又在微生物酶的作用下進(jìn)行分解或合成代謝作用。好氧生物法主要有活性污泥法和生物膜法。好氧生物處理機(jī)理54

將空氣連續(xù)鼓入曝氣池的廢水中，經(jīng)過(guò)—段時(shí)間后，水中就會(huì)形成大量好氧性微生物的絮凝體，這絮凝體就是“活性污泥”。活性污泥主要是由水中所繁殖的大量微生物凝聚而成，活性污泥中含有一些無(wú)機(jī)物和分解中的有機(jī)物。微生物和有機(jī)物構(gòu)成活性污泥的主要部分、它約占全部活性污泥的70％以上?；钚晕勰嗟暮室话阍?8％-99％左右。它有很強(qiáng)的吸附和氧化分解有機(jī)物的能力?；钚晕勰喾ň褪且曰钚晕勰酁橹黧w的廢水生物處理方法。1、活性污泥法55

活性污泥法：是水體自凈的人工強(qiáng)化方法，是一種依靠在曝氣池內(nèi)呈懸浮、流動(dòng)狀態(tài)的微生物群體的凝聚、吸附、氧化分解等作用來(lái)去除污水中有機(jī)物的方法。在曝氣池中，首先培養(yǎng)和馴化出具有適當(dāng)濃度的活性污泥，與待處理污水混合為混合液，同時(shí)不斷供給空氣，使氧轉(zhuǎn)移到污水中促進(jìn)好氧細(xì)菌的活動(dòng)，以及污水中的有機(jī)物與活性污泥充分接觸，從而進(jìn)行吸附氧化。56

活性污泥：是由具有生命活力的多種微生物類群組成的顆粒狀絮絨物，有時(shí)稱之為生物絮體。好氧微生物是活性污泥中的主體生物，其中又以細(xì)菌最多同時(shí)還有酵母菌、放線菌、霉菌以及原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等，它們共同構(gòu)成一個(gè)平衡的生態(tài)系統(tǒng)。57活性污泥法的主要設(shè)備：

曝氣池、一沉池、二沉池

廢水在曝氣池一般停留3-5小時(shí)，能去除水中的BOD為90％左右。初次沉淀池曝氣池二次沉淀池再生池回流物泥剩余污泥空

氣廢水出水污泥58利用生物絮凝體為生化反應(yīng)的主體物利用曝氣設(shè)備提供氧源對(duì)體系進(jìn)行攪拌增加接觸和傳質(zhì)過(guò)程采用沉淀方法除去有機(jī)物通過(guò)回流使微生物返回系統(tǒng)經(jīng)常排除一部分生物固體

活性污泥法的基本特點(diǎn)5960616263曝氣池沉淀池曝氣設(shè)備回流污泥剩余污泥進(jìn)水出水短時(shí)曝氣法流程64曝氣池沉淀池進(jìn)水出水回流污泥剩余污泥階段曝氣法流程65曝氣池二次沉淀池回流污水剩余污泥出水完全混合法流程66池內(nèi)曝氣器采用進(jìn)口橡膠制成微孔膜板，可張性大，充氧效率高，每只微孔曝氣器充氧面積為—2/個(gè)，規(guī)格胃炎ф215、ф250兩種，材質(zhì)有ABS、中剛玉等。大型污水曝氣池67

爆氣轉(zhuǎn)刷直徑:1000mm轉(zhuǎn)刷長(zhǎng)度:3-9m功率:18.5-45kw爆氣轉(zhuǎn)盤直徑:1372mm適用轉(zhuǎn)速浸沉水深:400-530mm

682、生物膜法生物膜法：利用生物在固體表面的附著生長(zhǎng)對(duì)廢水進(jìn)行生物處理的技術(shù)，稱為生物膜法。生物膜：是通過(guò)附著而固定于特定載體上的結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物共生體，在系統(tǒng)中液體流經(jīng)不同的濾床表面，濾床填料可以是石頭、沙礫或塑料網(wǎng)等，其表面附著的大量微生物群落可以形成一層黏液狀膜即生物膜。69通過(guò)廢水和生物膜的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使廢水和生物膜接觸，生物膜中的微生物不斷與廢水接觸，吸附有機(jī)物、在膜內(nèi)進(jìn)行有機(jī)物的生物氧化與降解，以供自身生長(zhǎng)和繁殖，使廢水得到凈化。

生物膜是微生物高度密集的物質(zhì)，是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物和較高等動(dòng)物組成的生態(tài)系。大量微生物的生長(zhǎng)會(huì)使生物膜增厚同時(shí)使其生物活性降低或喪失。生物膜法凈化廢水原理：70

相對(duì)于活性污泥來(lái)說(shuō)，與懸浮污泥系統(tǒng)相比，生物膜系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需回流污泥，在單位體積生物膜中所含的微生物數(shù)量更高、比表面積更大。生物膜比活性污泥具有更強(qiáng)的吸附能力和降解能力，可以吸附和降解污水中的各種污染物，具有速度快、效率高的特點(diǎn)。71

在使用生物膜法處理污水時(shí)，要求在處理系統(tǒng)的構(gòu)筑物中裝填一定數(shù)量的填料，這些填料一方面可以擴(kuò)大處理系統(tǒng)的比表面積，另一方面為微生物提供附著固定的載體。

生物膜處理系統(tǒng)的性能、效率取決于其中微生物活性的高低和所裝填料的多少及其比表面積。一般來(lái)說(shuō)，生物膜法較多應(yīng)用于特殊行業(yè)的廢水處理中，如印染廢水等。72滴濾系統(tǒng)（Tricklingfiltersystem）

通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)的柵欄噴淋裝置將污水均勻分布于多孔處理床（例如由石子等鋪成）上。在多孔處理床上可生長(zhǎng)多種微生物群落和原生動(dòng)物。當(dāng)污水緩慢地流過(guò)處理床時(shí)，微生物就吸收并降解了其中的有機(jī)成分，使得污水得到處理。73

在這樣的處理系統(tǒng)中，天然形成了食物鏈，微生物利用有機(jī)物生長(zhǎng)繁殖，原生動(dòng)物等以微生物為食，從而維持在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡中。如果污水中的營(yíng)養(yǎng)BOD過(guò)高，就會(huì)導(dǎo)致微生物的過(guò)量生長(zhǎng)繁殖從而引起多孔處理床的堵塞，這樣便會(huì)降低處理效果。滴濾系統(tǒng)（Tricklingfiltersystem）

74普通生物濾池初沉池濾床二次沉淀池進(jìn)水出水生物濾池又稱滴濾池75塔式生物濾池進(jìn)水進(jìn)水通風(fēng)出水76

在這樣的處理系統(tǒng)中，一系列圓盤結(jié)構(gòu)裝置部分浸沒于污水中，部分在空氣中并不斷地旋轉(zhuǎn)，這樣便保持了良好的通氣效果及與污水的接觸，從而在圓盤上形成了“生物膜”。這樣的“生物膜”是由各種微生物、原生動(dòng)物等構(gòu)成的微生物群落。在掃描電鏡下，典型的生物轉(zhuǎn)盤的“生物膜”有兩層結(jié)構(gòu)，外層主要由絲狀菌等好氧微生物組成，內(nèi)層由包括脫硫弧菌在內(nèi)的厭氧微生物構(gòu)成。因此這樣的“生物膜”具有去除BOD及無(wú)機(jī)物（主要是硫酸鹽）的功能。生物轉(zhuǎn)盤處理系統(tǒng)與滴濾系統(tǒng)相比，具有占地少、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但其前期投資較大。這種系統(tǒng)已經(jīng)成功地用于處理城市污水和各種工業(yè)廢水。旋轉(zhuǎn)生物接觸氧化系統(tǒng)生物轉(zhuǎn)盤7778流化床反應(yīng)器（FluidizedBedReactor，F(xiàn)BR）

由于污水的泵入或曝氣（空氣或氧氣）作用，流化床反應(yīng)器中的載體物質(zhì)（浮石、砂子、塑料等）會(huì)在反應(yīng)器中不斷流動(dòng)，因而得名。在這種系統(tǒng)中，由下向上進(jìn)入的廢水的流速或曝氣的程度被控制在足以使載體流動(dòng)不互相接觸，但又不能破壞“生物膜”結(jié)構(gòu)的程度。該系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是載體的比表面積被充分利用，但能耗較高，運(yùn)行成本也相對(duì)較高。該系統(tǒng)可用于BOD的去除，也可以用于廢水中硝酸鹽的處理。

79高位槽三相分離器流化床二沉池水泵空壓機(jī)好氧生物流化床流程進(jìn)水出水80生物接觸氧化塔

SJP型生物接觸氧化塔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、負(fù)荷高、適應(yīng)能力強(qiáng)、處理效果好、操作方便等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于輕工、化工、紡織、冶金和城市污水等各行業(yè)的水處理。

設(shè)計(jì)參數(shù)：BOD5

負(fù)荷：2—6kgBOD/日.m2

停留時(shí)間：2--5小時(shí)

氣:水=(10—25):1

其處理量為5—50m3/h81氧化塘法濱洲污水處理廠8萬(wàn)方/日822.3.2厭氧生物處理

在隔絕與空氣接觸的條件下，依賴兼性厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解的過(guò)程，稱為厭氧生物處理法或厭氧消化法。厭氧生物處理法的處理對(duì)象是：高濃度有機(jī)工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)污水的污泥、動(dòng)植物殘?bào)w及糞便等。8384厭氧生物處理中的微生物產(chǎn)酸菌：可將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的小分子的一類微生物，它們參與產(chǎn)甲烷階段以前的所有分解有機(jī)物的過(guò)程并產(chǎn)生小分子有機(jī)酸。這類微生物包括細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物。甲烷菌：能將簡(jiǎn)單有機(jī)小分子轉(zhuǎn)化為甲烷氣體的一類微生物。按形態(tài)可分為四種：八疊球狀、桿狀、球狀、和螺旋狀。世代時(shí)間比較長(zhǎng)，要求嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。

85厭氧生物處理的影響因素溫度：影響厭氧分解有機(jī)物的速度。在35℃--38℃的中溫發(fā)酵、52℃--55℃的高溫發(fā)酵下有機(jī)物分解速度較快。pH：一般要求pH為中性。營(yíng)養(yǎng)成分：一般采用BOD:N:P=200:5:1。有機(jī)負(fù)荷：某些化學(xué)污染物超過(guò)一定的濃度范圍時(shí)，對(duì)厭氧發(fā)酵有抑制作用甚至完全破壞厭氧發(fā)酵過(guò)程，如金屬離子銅鎳和鎘化合物的允許濃度在100--200mg/L,甲醛必須小于

100mg/L，甲苯小于440mg/L。

86厭氧生物處理的類型普通厭氧反應(yīng)器（AP）厭氧接觸反應(yīng)器（ACP）上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）厭氧生物濾池（SFF）厭氧流化床反應(yīng)器（AFB）

87厭氧生物處理的主要構(gòu)筑物及工藝一、化糞池化糞池是一個(gè)矩形密閉的池子，用隔墻分為兩室或三室，各室之間用水下連接管接通。廢水由一端進(jìn)入，通過(guò)各室后由另一端排出。懸浮物沉于池底后進(jìn)行緩慢的厭氧發(fā)酵。各室的頂蓋上設(shè)有人孔，可定期（數(shù)月）將消化后的污泥挖出，供作農(nóng)肥。這種處理構(gòu)筑物通常設(shè)于獨(dú)立的居住或公共建筑物的下水管道上，用于初步處理糞便廢水。

88二、普通消化池

主要用于處理城市污水的沉淀污泥。普通消化池多建成加頂蓋的筒狀。生污泥從池頂進(jìn)入，通過(guò)攪拌與池內(nèi)污泥混合，進(jìn)行厭氧消化。分解后的污泥從池底排出。產(chǎn)生的生物氣從池頂收集。普通消化池需要加熱，以維持高的生化速率。這種處理構(gòu)筑物通常是每天加排料各1～2次，與此同時(shí)進(jìn)行數(shù)小時(shí)的攪拌混合。優(yōu)點(diǎn)：可以處理含固體物較多的污水；構(gòu)筑物較簡(jiǎn)單，操作方便，不產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象缺點(diǎn)：處理負(fù)荷較低，停留時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備體積較大.89三、厭氧接觸反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：包括普通反應(yīng)器的所有優(yōu)點(diǎn)，另外其負(fù)荷率、有機(jī)物降解率均高于普通污水消化池。缺點(diǎn)：工藝操作.工藝流程較復(fù)雜。

90四、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：負(fù)荷率高,水停留時(shí)間短,無(wú)須另設(shè)污泥回流裝置。缺點(diǎn)：易發(fā)生短流現(xiàn)象,對(duì)水只負(fù)荷較敏感。

UASB布置結(jié)果示意圖

布水區(qū)

反應(yīng)區(qū)三相分離區(qū)出水區(qū)91工業(yè)級(jí)UASB裝置鋼制圓形結(jié)構(gòu)92五、厭氧生物濾池特點(diǎn)：處理效率高且不易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象。93六、厭氧流化床反應(yīng)器特點(diǎn)：負(fù)荷率高、水停留時(shí)間短、無(wú)須另設(shè)污泥回流裝置。

9495高濃度廢水厭氧處理與好氧處理的經(jīng)濟(jì)分析好氧每日處理100mg/LCOD約須耗電600--700kwh,而厭氧法則可產(chǎn)沼氣500m3

。好氧法每日處理1000kgCOD所需的體積約600--700m3

而厭氧法只需100--200m3

。969798992.4物理化學(xué)及化學(xué)法中和法氧化還原法混凝法電解法萃取法吹脫法吸附法100氮引起的問(wèn)題：氮化合物是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，會(huì)引起藻類的過(guò)度增殖。氨對(duì)魚類和其他水生生物有較大的毒性。廢水中的氨氮和有機(jī)氮會(huì)消耗受納水體中的溶解氧。亞硝酸根和硝酸根對(duì)人體健康有害，氨氮對(duì)給水加氯消毒有不利影響。

在活性污泥法處理中，有機(jī)氮只能被水解為氨氮。2.5廢水中微生物脫氮除磷原理101(一)基本原理

硝化作用硝化作用是指NH3氧化成NO2-，然后再氧化成NO3-的過(guò)程。（NH4+→NO2-→NO3-)

在生物脫氮系統(tǒng)中硝化作用的穩(wěn)定和硝化速度的提高是影響整個(gè)系統(tǒng)脫氮效率的一個(gè)關(guān)鍵。一、微生物脫氮102硝化作用的特點(diǎn)：

好氧量大由于產(chǎn)生酸而使堿度減少不需要營(yíng)養(yǎng)物（有機(jī)碳源豐富時(shí)，脫碳菌代謝周期短生長(zhǎng)迅速，硝化菌氧利用不足）硝化細(xì)菌增長(zhǎng)率低硝化細(xì)菌不能在酸性條件下生長(zhǎng)103反硝化作用

活性污泥中大多數(shù)微生物，只要環(huán)境條件適宜，都能進(jìn)行反硝化作用。細(xì)菌：反硝化細(xì)菌（兼性厭氧菌）反應(yīng)：NO3-—N反硝化還原為N2，溢出水面釋放到大氣碳源：原水中BOD，消耗量大

硝酸鹽來(lái)源：回流出水中的硝化產(chǎn)物104A/O脫氮工藝

廢水好氧脫碳缺氧反硝化沉淀池好氧硝化沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水回流105二、微生物除磷原理：依靠聚磷菌（兼性厭氧菌）聚磷，再?gòu)乃谐ミ@些細(xì)菌。(一)工藝流程A/O法回流厭氧池好氧池二沉池進(jìn)水106進(jìn)水厭氧放磷好氧聚磷出水部分污泥回流接種剩余污泥處理沉淀脫磷107A/A/O法含磷污泥釋放磷反硝化含硝酸根廢水回流厭氧池進(jìn)水好氧池二沉池缺氧池出水108脫氮除磷工藝流程示意（A2/O工藝）進(jìn)水厭氧池缺氧池好氧池出水沉淀剩余污泥回流污泥釋磷攝磷109氧化溝法氧化溝：不設(shè)初次沉淀池的活性污泥廠，采用環(huán)型平流模式，污泥負(fù)荷設(shè)計(jì)能力0.05-0.075kg/(kg.d)泥齡為20-30天。110SBR污水處理技術(shù)

SBR是序列間歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的簡(jiǎn)稱，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。

SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR技術(shù)的核心是SBR反應(yīng)池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)1111122.6污泥處理2.6.1污泥的性質(zhì)2.6.2污泥的處理2.6.3污泥的利用113污泥是污水處理的副產(chǎn)品，也是必然產(chǎn)物。在城市污水和工業(yè)廢水處理過(guò)程中，產(chǎn)生很多沉淀物與漂浮物。污泥的成分非常復(fù)雜，若不加妥善處理，就會(huì)造成二次污染。所以污泥在排入環(huán)境之前必須進(jìn)行處理，使有毒物質(zhì)得到及時(shí)處理，有用物質(zhì)得到充分利用。114（1）脫水與干化：是當(dāng)前污泥處理方法中較為主要的方法。包括自然干化、機(jī)械脫水。2）消化

厭氧消化：將污泥置于密閉消化池，厭氧微生物使有機(jī)物分解、穩(wěn)定，稱為發(fā)酵。最終產(chǎn)物是沼氣(消化池又稱沼氣)，可用作燃料和作為制造CCL4等化工產(chǎn)品的原料。

適于大型污水廠污泥量大，回收沼氣量多的情況。

115好氧消化：在污泥處理系統(tǒng)中曝氣供氧，好氧和兼氧微生物分解可降解的有機(jī)成分及細(xì)胞原生質(zhì)，并從中獲得能量。適于小型污水廠污泥量不大、回收沼氣量少的場(chǎng)合。污泥受工業(yè)廢水影響、厭氧消化有困難時(shí)，也可采用好氧消化法。最終處理：污泥脫水后，可進(jìn)行干燥處理或加以焚燒以進(jìn)一步降低其含水率。1162.7城市污水處理系統(tǒng)一級(jí)處理：去除污水中漂浮物和部分懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH值，減輕污水的腐化程度和后續(xù)處理工藝的負(fù)荷。二級(jí)處理：大幅度地去除污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)。（不完全二級(jí)處理和完全二級(jí)處理）三級(jí)處理：進(jìn)一步去除二級(jí)處理所未能去除的污染物質(zhì)，其中包括殘余的懸浮物及膠體、殘余的溶解性有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽類（氮、磷、重金屬等）及色素、細(xì)菌與病毒等。1171.生活污水：來(lái)源廣，水質(zhì)相似；雜質(zhì)多，占總量的0.1%-1%，其余99%以上是水。★含大量有機(jī)物，占全部懸浮物的3/4以上，BOD300-500mg/l，主要包括纖維素、油脂、肥皂、蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物。一般不含毒物。

★無(wú)機(jī)雜質(zhì)以泥沙、礦物廢料及溶解鹽類居多。

★適于微生物繁殖，含大量細(xì)菌和病原體。

★肥效較高。

★水量水質(zhì)與季節(jié)、居民生活狀況、生活習(xí)慣(用水量有關(guān)。1182.工業(yè)廢水：成分復(fù)雜，變化劇烈，不同工業(yè)廢水的質(zhì)和量有明顯差異，主要取決于工業(yè)生產(chǎn)的性質(zhì)、工藝和規(guī)模。年排放量約400-500億噸，處理率小于30%。若年排放量達(dá)800億噸時(shí)，將使70%的水資源不能使用。

★冶金、建材、發(fā)電：主要含無(wú)機(jī)物。

★食品、石化、煉油：主要含有機(jī)物。

★焦化、化工、農(nóng)藥：大量有機(jī)物、大量無(wú)機(jī)物、毒物。冷卻水：溫度升高，無(wú)化學(xué)污染，或輕度污染。119二、廢水處理的主要原則

（一）基本原則

1.實(shí)行清潔生產(chǎn)

2.加強(qiáng)污染物的回收利用

3.對(duì)最終排放的廢水進(jìn)行處理。

（二）廢水處理的一般原則

1.據(jù)有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及受納水體情況，經(jīng)預(yù)實(shí)驗(yàn)，比較技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、效益，擇優(yōu)方案。

2.先大塊垃圾→漂浮物→懸浮物→膠體物和溶解。

3.含病原體的廢水須經(jīng)消毒合格后方可排放。

4.重污染和輕污染分開處理，避免沖擊深處理設(shè)備。120清潔生產(chǎn)（cleanproduction）

將綜合預(yù)防污染的環(huán)境策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品中，減少對(duì)人類和環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。是工業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段。包括清潔能源、清潔生產(chǎn)過(guò)程和清潔產(chǎn)品。

要求節(jié)約能源、節(jié)約原材料，淘汰有毒原材料，在離開生產(chǎn)過(guò)程之前，減少排放物和廢物的數(shù)量和毒性，減少整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)人類和環(huán)境的影響。121主要手段綠色設(shè)計(jì)、生態(tài)工藝。設(shè)計(jì)時(shí)考慮產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、成本和對(duì)廢舊產(chǎn)品的回收處理；生產(chǎn)時(shí)考慮節(jié)約能源、用水、原料或使用替代品，中間廢棄物能回收利用，終末廢棄物對(duì)自然界無(wú)害或容易分解，對(duì)生產(chǎn)者、使用者無(wú)害等。實(shí)行清潔生產(chǎn)就實(shí)行污染源頭預(yù)防，而不是在污染發(fā)生之后進(jìn)行治理（末端處理）。122加強(qiáng)廢水中污染物的回收利用★鐵氧體法處理電鍍含鉻廢水(含三氧化鉻100mg/l）

1M3→生成鉻鐵氧體→制造各種磁性元件→

防止二次污染；★印染業(yè)漂煉工段→廢堿液→濃縮回收→再使用；★影片洗印（含銀）、制版印刷（含鋅）的回收；

123含酸廢液的應(yīng)用★上海一家化工原料利用商店，將全市含酸廢水回收、調(diào)度、重復(fù)使用，根據(jù)含酸濃度、雜質(zhì)含量及用戶要求，調(diào)度能用廢酸液的單位使用廢酸液，不再供應(yīng)新酸→

50個(gè)工廠的廢酸液可供200個(gè)工廠使用。124目前主要問(wèn)題：

l資金短缺，致使一些處理廠不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；

l二次污染，臭氣、污泥污染周遍環(huán)境；

l再生水排放不合理，并入城市污水中，影響水資源利用;

l工藝落后，不能有效治理氮、磷污染。125三、廢水處理的方法及工作流程

（一）一級(jí)處理

1.格柵：篩濾去除大塊垃圾、漂浮物。

2.調(diào)節(jié)池：廢水儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)水量；廢水中酸堿發(fā)生中和

反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)，調(diào)節(jié)廢水水質(zhì)；進(jìn)行預(yù)曝氣；添加混凝劑，進(jìn)行初步沉淀等。

3.浮選池：通過(guò)鼓氣法、加壓后常壓釋放法、離心分離

沉淀等，去除油脂、細(xì)小羽毛等。126溶氣罐浮選池混凝劑：細(xì)小纖毛易于粘附于氣泡上空氣壓入廢水，充分停留、混合中和池（加混凝劑）加壓水泵（3