污水處理課件

宜昌南玻硅材料有限公司污水處理課程講解硅片部公用工程分部2021/10/10星期日1一、概述水是自然界最多的一種資源,是普通而珍貴的一種物質(zhì),但由人類直接利用且易于取得的淡水資源只占全球總水量的3%,十分有限.水是很好的溶劑,在自然界循環(huán)時(shí)天然水獲得了大量物質(zhì),這些物質(zhì)以溶解,膠體,懸浮的狀態(tài)存在于天然水中,從而構(gòu)成了天然水的主要成分.2021/10/10星期日2水體的污染主要是人為因素造成，最顯著的是化工業(yè)廢水的排放，化工生產(chǎn)的原料和化學(xué)反應(yīng)不完全所產(chǎn)生的廢料常以廢水形式排放出來(lái)，使得一些化學(xué)有毒物質(zhì)進(jìn)入水體參與水的循環(huán)，對(duì)環(huán)境及人體健康帶來(lái)危害。硅片部污水主要來(lái)源于硅粉、砂漿及切割液。2021/10/10星期日3污水處理的心態(tài)在這日益發(fā)展的中國(guó)社會(huì)，很多企業(yè)都是以破壞環(huán)境來(lái)創(chuàng)造更多的利益，在此，我希望每一個(gè)聽取這堂課程的人都要有一份虔誠(chéng)的心，盡自己最大的努力為世界的環(huán)保事業(yè)做貢獻(xiàn)，為我們的子孫后代留更多能喝的水，留更多能呼吸的空氣，留更明亮的藍(lán)天。增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)并投身到環(huán)保事業(yè)中來(lái)是對(duì)后代最好的禮物！2021/10/10星期日4圖片2021/10/10星期日5污水經(jīng)處理后達(dá)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，即： COD ≤100mg/l SS ≤70mg/l F- ≤10mg/l pH 6～9排放指標(biāo)2021/10/10星期日6名詞解釋COD：化學(xué)需氧量又稱化學(xué)耗氧量，簡(jiǎn)稱COD。是利用化學(xué)氧化劑（如高錳酸鉀）將水中可氧化物質(zhì)（如有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等）氧化分解，然后根據(jù)殘留的氧化劑的量計(jì)算出氧的消耗量。它和生化需氧量（BOD）一樣，是表示水質(zhì)污染度的重要指標(biāo)。COD的單位為ppm或毫克／升，其值越小，說(shuō)明水質(zhì)污染程度越輕。SS：懸浮物含量PH：酸堿度2021/10/10星期日7污水的處理是復(fù)雜的，一般要通過三種方法（物理方法、生物方法、化學(xué)方法）獲得凈化。2021/10/10星期日8不利用任何化學(xué)藥品，僅用物理的方法對(duì)污水進(jìn)行初步的處理。除去自然沉淀物、雜物等較大懸浮物。具體方法有自然沉淀、格柵除雜、初步過濾等。二、物理方法2021/10/10星期日9污水的化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以去除水中的雜質(zhì)。處理對(duì)象主要是污水中無(wú)機(jī)的或有機(jī)的(難于生物降解的)溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)。常用的化學(xué)處理方法有化學(xué)混凝、中和法、化學(xué)沉淀法和氧化還原法。三、化學(xué)方法2021/10/10星期日10化學(xué)混凝法定義：中和膠體和懸浮物顆粒表面電荷，使其克服膠體和懸浮物顆粒間的靜電排斥力，從而使膠體脫穩(wěn)的過程稱作絮凝沉降作用。2021/10/10星期日11混凝/絮凝原理化學(xué)混凝/絮凝處理的對(duì)象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)。1.膠體的穩(wěn)定性2021/10/10星期日12膠體所受影響由于上述的膠體帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠粒產(chǎn)生靜電斥力，而且ξ電位越高，膠粒間的靜電斥力越大受水分子熱運(yùn)動(dòng)的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即“布朗運(yùn)動(dòng)”膠粒之間還存在著相互引力——范徳華引力膠體間的相互斥力不僅與ξ電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離越近，斥力越大。而布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能不足以將兩顆膠粒推進(jìn)到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微粒不能相互聚結(jié)而長(zhǎng)期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。水化作用也使膠體不能相互聚結(jié)。2021/10/10星期日13混凝原理(1)壓縮雙電層作用混凝劑提供大量正離子會(huì)涌入膠體擴(kuò)散層甚至吸附層,使ξ電位降低。當(dāng)ξ電位為零時(shí),稱為等電狀態(tài)。此時(shí)膠體間斥力消失,膠粒最易發(fā)生聚結(jié)。實(shí)際上，ξ電位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(yùn)動(dòng)的動(dòng)能時(shí)，膠粒就開始產(chǎn)生明顯的聚結(jié)，這時(shí)的ξ電位稱為臨界電位。膠粒因ξ電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結(jié)，稱為凝聚。2021/10/10星期日14(2)吸附架橋作用由高分子物質(zhì)吸附架橋作用而使微粒相互粘結(jié)的過程。(3)網(wǎng)捕作用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(jié)。（4）表面吸附機(jī)理通過絮凝劑/混凝劑的活性官能團(tuán)與膠體微粒的活性官能團(tuán)形成鹽鍵結(jié)合，使膠體粘結(jié)。2021/10/10星期日15(5)電荷中和作用通過絮凝劑/混凝劑的活性官能團(tuán)與膠體微粒帶相反電荷的官能團(tuán)進(jìn)行中和，使膠體粘結(jié)的過程。以硫酸鋁為例討論混凝過程硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O溶于水后，離解出Al3+，并結(jié)合有6個(gè)配位水分子，成為水合鋁離子[Al(H2O)6]3+。2021/10/10星期日16水合鋁離子進(jìn)一步水解，形成單羥基單核絡(luò)合物：?jiǎn)瘟u基單核絡(luò)合物又進(jìn)一步水解：上述反應(yīng)中，降低水中H+(或H3O+)濃度或提高pH，使反應(yīng)趨向右方，水合羥基絡(luò)合物的電荷逐漸降低，最終生成中性氫氧化鋁難溶沉淀物。2021/10/10星期日17中和法

中和處理的目的是利用酸、堿性物質(zhì)調(diào)整廢水的酸、堿度，使其呈中性或接近中性，達(dá)到下一步處理或外排的要求。2021/10/10星期日18中和法適用的廢水處理范圍:1、廢水排入受納水體前，其pH值指標(biāo)超過排放標(biāo)準(zhǔn)；2、工業(yè)廢水排入城市下水道系統(tǒng)前，以免對(duì)管道系統(tǒng)造成腐蝕。在排入前對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行中和，比之對(duì)工業(yè)廢水與其他廢水混合后的大量廢水進(jìn)行中和要經(jīng)濟(jì)的多；3、中和法一般在廢水進(jìn)行化學(xué)處理或生物處理之前進(jìn)行。對(duì)生物處理而言，需將處理系統(tǒng)的pH維持在6.5~8.5范圍，以確保最佳的生物活力。2021/10/10星期日19化學(xué)沉淀法用易溶的化學(xué)藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學(xué)上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學(xué)沉淀法。2021/10/10星期日20廢水處理中，常用化學(xué)沉淀法去除廢水中的有害離子，陽(yáng)離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如SO42-、PO43-。難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度積Ks)是常數(shù)，當(dāng)能結(jié)合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時(shí)，該鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子就與水分離。2021/10/10星期日211、氫氧化物沉淀法很多金屬的氫氧化物難溶于水，例如銅、鉻、鎘、鉛、鐵等重金屬的氫氧化物的溶度積一般度很小。因此，可采用氫氧化物沉淀法去除水溶液中的重金屬離子。常用的沉淀劑由石灰、碳酸鈉、苛性鈉等。氫氧化物沉淀法采用的沉淀劑原料來(lái)源廣，價(jià)格較低，因而在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用廣。2、碳酸鹽沉淀法碳酸鹽沉淀法時(shí)向廢水中投加某種沉淀劑，使其與金屬離子生成碳酸鹽沉淀。

2021/10/10星期日223、硫化物沉淀法很多金屬硫化物的溶度積都很小，因此常用硫化物去除廢水中的重金屬離子。溶度積越小的物質(zhì)，越易形成硫化物沉淀析出，主要金屬硫化物的順序如下：Hg2+>Ag+>As+>Cu2+>Pb2+>Cd2+>Zn2+>Fe2+4、鉻酸鹽沉淀法鉻酸鹽沉淀法僅用于去除廢水中的六價(jià)鉻，使用的沉淀劑有BaCl2、BaCO3、BaS等，因此也稱為鋇鹽法除鉻。2021/10/10星期日235、鹵化物沉淀法a、鈣鹽沉淀法脫氟b、氯化物沉淀法除銀重點(diǎn)講述鈣鹽沉淀法脫氟含氟廢水的處理方法有離子交換法、電凝聚法、鈣鹽沉淀法等。其中，鈣鹽沉淀法可用于去除雜質(zhì)多、含氟濃度高的廢水。如廢水中還含有Mg2+等金屬離子，可先加石灰調(diào)pH值至9～11，此時(shí)廢水中同時(shí)生成氟化鈣和氫氧化鎂等沉淀物，由于氫氧化鎂兼具吸附和沉淀雙重功能，可使廢水中的含氟濃度降至8mg/L以下。2021/10/10星期日24氧化還原法廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物，通過化學(xué)反應(yīng)被氧化或還原為微毒、無(wú)毒的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易與水分離的狀態(tài)，從而達(dá)到處理目的的方法，稱為氧化還原法。簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物的化學(xué)氧化還原過程的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移。失去電子的元素被氧化，是還原劑；得到電子的元素被還原，是氧化劑。在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，氧化和還原是同時(shí)發(fā)生的，某一元素失去電子，必定有另一元素得到電子。2021/10/10星期日25主要利用構(gòu)筑物內(nèi)或特定外境中的微生物去除水中溶解的或膠體狀態(tài)的有機(jī)物;去除80％~95％的BOD5，使城市污水BOD5下降到30mg/L以下。四、生化處理2021/10/10星期日26（一）生物處理的作用機(jī)理1、吸附作用(absorption)

吸附作用在污水處理廠密集的微生物生態(tài)系統(tǒng)中可能起著主要作用。通過微生物的吸附特性得以去除廢水中的一些不可降解的污染物，如合成有機(jī)物、金屬鹽類以及一些放射性物質(zhì)。2021/10/10星期日272．生物氧化和細(xì)胞合成作用生物氧化和細(xì)胞合成作用是通過微生物酶的作用進(jìn)行的。CHON十O2——→C5H7O2N(有機(jī)物)(新細(xì)胞)C5H7O2N十5O2→5CO2十NH3十2H2O十能量(細(xì)胞)(維持能)2021/10/10星期日28（二）生物處理的優(yōu)點(diǎn)和基本類型1、生物處理的優(yōu)點(diǎn)①效率高

普通活性污泥水處理廠，每天1m3曝氣池能轉(zhuǎn)換1~2kg干有機(jī)物，100倍于森林。②效果好BOD去除率達(dá)90%~95%，COD去除率為60%~70%。③適用范圍廣（與微生物特點(diǎn)相關(guān)）④成本低、運(yùn)行費(fèi)用少；⑤可處理的水量大，方法成熟生物處理的優(yōu)點(diǎn)2021/10/10星期日292、生物處理的基本類型生物處理的方法很多好氧處理厭氧處理活性污泥法生物膜法微生物在構(gòu)筑物中的狀態(tài)

微生物與氧的關(guān)系2021/10/10星期日301.活性污泥的概念：以好氧性細(xì)菌為主體的微生物和水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起形成的肉眼可見的絮狀顆粒。顆粒大小約0.05~0.5mm，表面積為20~100cm2/mL，比重約1.002~1.006，靜置時(shí)能立即凝聚成較大的絨粒而沉降。絮狀體一般呈黃褐色，因水質(zhì)不同也有呈深灰、灰褐，灰白等色。

（三）活性污泥法2021/10/10星期日31通過以活性污泥或生物膜形式存在的微生物旺盛的代謝活動(dòng)，氧化分解有機(jī)污染物，使污水凈化。微生物的代謝，無(wú)論合成或分解，都是一系列極為復(fù)雜的生物化學(xué)變化，有分解、合成、氧化、還原、轉(zhuǎn)移、異構(gòu)等各種反應(yīng)，絕大多數(shù)是在特定的酶促作用中進(jìn)行的?；钚晕勰嘀械奈⑸锊粩嗟匮趸纸馕勰嗨降挠袡C(jī)質(zhì)，合成新的微生物細(xì)胞?；钚晕勰嗑哂辛己玫某两敌阅?，使處理水與污泥分開，達(dá)到凈化的目的。

2.活性污泥法的作用特點(diǎn)2021/10/10星期日322021/10/10星期日332021/10/10星期日34初級(jí)曝氣池2021/10/10星期日35（四）活性污泥中的生物組分

1、細(xì)菌

起主導(dǎo)作用，活性污泥中有多種細(xì)菌；主要的優(yōu)勢(shì)種有：產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、微球菌屬、假單胞菌屬和動(dòng)膠菌屬以及球衣菌屬等。2、原生動(dòng)物

纖毛蟲類：游泳型和固著型鞭毛蟲類肉足蟲類

2021/10/10星期日363、真菌類3.真菌

青霉屬(Penicillium)頭孢霉屬(Cephalosporium)枝孢屬(Cladosporium)鐮孢霉(Fusarium)地霉屬(Geotrichum)假絲酵母屑(Candida)紅酵母屬(Rhodotorula)4.后生動(dòng)物輪蟲類(rotifers)線蟲類(nematodes)2021/10/10星期日37（五）活性污泥法的影響因素

水中溶解氧(DO)

溶解氧太低會(huì)影響到活性污泥微生物的正常代謝活動(dòng)，凈化功能下降，易于滋生絲狀菌產(chǎn)生污泥膨脹?；旌弦喝芙庋鯘舛冗^高，氧轉(zhuǎn)移效率降低，浪費(fèi)動(dòng)力費(fèi)用，還會(huì)引起絮凝體分散。DO應(yīng)保持在2.0~4.0mg／L左右?；钚晕勰喾ㄏ牡腛2是通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)或機(jī)械曝氣系統(tǒng)供給。2021/10/10星期日38溫度和pH

一般認(rèn)為活性污泥處理中的適宜溫度為15~30℃，<10℃和>30℃都會(huì)影響處理效果?；钚晕勰辔⑸锏淖钸mpH值介于6.0~8.0之間。pH<4.5，原生動(dòng)物全部消失，真菌將占優(yōu)勢(shì)，容易產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象。pH>9.0，微生物的代謝速率也會(huì)受到影響。2021/10/10星期日393.營(yíng)養(yǎng)鹽濃度和平衡

活性污泥的生物合成，取決于能源物質(zhì)的性質(zhì)、濃度、氮和磷等的平衡，少量的鉀、鈉、硫、鈣、鎂、鐵以及痕量的銅、鋅、鉆、鋁等都是必要的。一般認(rèn)為C：N：P的比例為100：5：1是適宜的2021/10/10星期日404.食料微生物比（污泥負(fù)荷）

污泥負(fù)荷(sludgeloading)每日每千克混合液中的懸浮固體所能承受的BOD千克數(shù)，其單位是kgBOD／(kgMLSS

d)。容積負(fù)荷(volumeloading)，每立方米曝氣池體積每日所承受的BODkg數(shù)，其單位是kgBOD／(m3

d)。

2021/10/10星期日41污泥齡

污泥齡

c(sludgeage)指曝氣池中微生物細(xì)胞的停留時(shí)間。有回流的活性污泥法，污泥齡就是曝氣池全池污泥平均更新一次所需要的時(shí)間(以天計(jì))。普通活性污泥法—般

c為5~15d，延時(shí)限氣法

c為20~30d，高負(fù)荷活性污泥法

c為0.3~2.5d。2021/10/10星期日42（四）好氧生物膜法

利用固著在惰性材料表面的膜狀生物群落處理污水的方法稱為生物膜法(biofilmprocess)，是一種重要的生物處理方法。亦稱固著膜法(fixed-filmprocess)，主要結(jié)構(gòu)是生物濾池(biologicalfilter)英國(guó)稱為溶濾池(percolatingfilter)，美國(guó)稱為滴濾池(tricklingfilter)。2021/10/10星期日43生物接觸氧化(biologicalcontactoxidation)池中裝填一定數(shù)量的填料，附著在填料上的微生物依靠機(jī)械充氧獲氧，氧化分解有機(jī)物，又稱淹沒式生物濾池，是介于活性污泥法和生物濾池法之間的處理工藝。停留時(shí)間為0.5h~15h，BOD負(fù)荷1~6BODkg/(m3

d)，去除效率80％~90％(BOD5)。2021/10/10星期日44（五）厭氧處理法

厭氧處理法的特點(diǎn)和類型厭氧處理法是在缺氧條件下利用厭氧微生物(包括兼性厭氧微生物)分解污水中有機(jī)物的方法，也稱厭氧消化法。其代謝產(chǎn)物沼氣主要成分是甲烷，故又稱作沼氣發(fā)酵法或甲烷發(fā)酵法。2021/10/10星期日45升流式厭氧污泥床(upflowanaerobicsludgeblanket，UASB)反應(yīng)器是一個(gè)無(wú)填料的空容器，運(yùn)行時(shí)污水以一定流速自下進(jìn)入反應(yīng)器，通過一個(gè)懸浮的污泥層，料液和污泥菌體接觸反應(yīng)并產(chǎn)生沼氣小氣泡，氣泡托起使污泥上升，在上部有一個(gè)關(guān)鍵裝置氣—液—固三相分離器，使污泥下沉，氣水分離。2021/10/10星期日46三、硅片部污水處理工藝硅片生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水