污水处理工程总结.ppt
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污水处理工程HohaiUniversityHohaiUniversityp水环境现状p污水性质及指标p污水处理基本方法p污水深度处理与回用p水处理运行管理主要内容HohaiUniversityHohaiUniversityp地表水污染依然严重。
长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系总体水质与上年持平。
200条河流409个断面中,类、类和劣类水质的断面比例分别为55.0%、24.2%和20.8%。
珠江、长江总体水质良好,松花江为轻度污染,黄河、淮河、辽河为中度污染,海河为重度污染。
在监测营养状态的26个湖泊(水库)中,呈富营养状态的湖(库)占46.2%。
p全国近岸海域水质总体为轻度污染。
一、二类海水比例为70.4%,比上年上升7.6个百分点;三类海水占11.3%,与上年持平;四类和劣四类海水占18.3%,下降7.1个百分点。
四大海区近岸海域中,黄海、南海近岸海域水质良,渤海水质一般,东海水质差。
与上年比较,渤海湾、长江口、珠江口和北部湾一、二类海水比例上升10%以上。
2008年中国环境状况一、水环境现状HohaiUniversityHohaiUniversityn水资源短缺水资源短缺水资源短缺水资源短缺n水污染严重水污染严重水污染严重水污染严重n用水极大浪费用水极大浪费用水极大浪费用水极大浪费我国水环境面临的主要问题一、水环境现状一、水环境现状HohaiUniversityHohaiUniversity二、污水性质和指标n基本概念基本概念n污水的分类污水的分类n污染源污染源n污染的类型污染的类型n污水的性质污水的性质n水质指标水质指标污水性质和水质指标HohaiUniversityHohaiUniversity二、污水性质和指标基本概念u“污水”是被污染物污染了的水,强调其脏的一面。
实际上有相当数量的废水是不脏的,如冷却水。
u水在社会循环中,由于种种原因而丧失了使用价值而外排,这种废弃外排的水称为废水。
u“废水”是指废弃外排的水,强调废弃的一面。
u“生活污水”“工业废水”。
u“污”字说明它的可用性,而“废”说明的是不可用的。
HohaiUniversityHohaiUniversity生活污水(domestic)工业废水(industrial)据污染物的化学类别有机废水(organic)无机废水(inorganic)据污水的来源二、污水性质和指标污水的分类HohaiUniversityHohaiUniversity按废水产生的工艺生活污水(domestic)焦化废水(coking)冶金废水(metallurgical)制药废水(pharmaceutical)食品废水(food)印染废水(printinganddyeing)二、污水性质和指标污水的分类HohaiUniversityHohaiUniversityp点源(PointSourcepollution)n生活污水n工业废水p非点源(Non-pointsourcepollution)n雨水(地面径流)二、污水性质和指标污染源HohaiUniversityHohaiUniversityp耗氧型污染p富营养型污染p毒物型污染p感官型污染二、污水性质和指标污染的类型HohaiUniversityHohaiUniversityn原因-水体接纳了过量的有机物(能量)n途径-废水排放引起的点源污染n后果-直接和间接n措施-生物处理二、污水性质和指标污染的类型耗氧型污染HohaiUniversityHohaiUniversityn原因-氮、磷n途径-点源、面源n后果-间接n措施-生物处理二、污水性质和指标污染的类型富营养型污染HohaiUniversityHohaiUniversityn原因-有机、无机、重金属n途径-点源污染,废水排放n后果-短期和长期n措施-化学与物理化学处理二、污水性质和指标污染的类型毒物型污染HohaiUniversityHohaiUniversityn原因-色、味、悬浮物n途径-点源污染,废水排放n后果-直接和间接n措施-物理、化学、生物化学二、污水性质和指标污染的类型感官型污染HohaiUniversityHohaiUniversityp物理性质p化学性质p生物性质二、污水性质和指标污水的性质HohaiUniversityHohaiUniversityn水温n色度n臭味n固体含量n泡沫n二、污水性质和指标污水的性质物理性质HohaiUniversityHohaiUniversityn由于废水的温度过高引起的危害称为热污染。
n热污染可以破坏废水的生物处理过程,影响水中生物的生存,加速水体富营养化的进程等。
热污染(temperature)HohaiUniversityHohaiUniversity化学性质无机物:
酸碱度氮磷无机盐重金属离子有机物:
碳水化合物蛋白质脂肪和油类酚有机酸、碱表面活性剂有机农药取代苯类化合物HohaiUniversityHohaiUniversity有机物可生化降解有机物对微生物无毒害或抑制对微生物有毒害或抑制不可生化降解有机物对微生物无毒害或抑制对微生物有毒害或抑制HohaiUniversityHohaiUniversityn营养污染物主要是指植物和微生物生长过程中所需的营养物质,并非有毒,主要是氮和磷。
n这种由营养物质过多产生的污染称做富营养化污染(eutrophication)n产生污染的原因:
当大量营养物质进入水体时,会使藻类大量繁殖,水面上积聚大量的动物和植物,这种现象在海洋中出现叫赤潮(redcurrent),在湖泊中出现叫水华(waterbloom)。
n当水中的生物大量死亡时会使水中的BOD值猛增,导致水中的溶解氧降低,影响水体功能,影响鱼类生存。
营养污染物(nutrients)HohaiUniversityHohaiUniversityn油类污染物一般是指比水轻能浮在水面上的液体物质,多指油类。
n废水中油类污染物的多少也用质量浓度表示,单位为mg/L。
n它不溶于水,进入水体后会在水面上形成薄膜,影响氧气的溶入,降低水中的溶解氧。
油类污染物(oilandgrease)HohaiUniversityHohaiUniversity有毒污染物-toxicmaterialsn废水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有毒污染物特点:
急性中毒:
初期效应十分明显,严重时会导致死亡。
慢性中毒:
初期效应不明显,但长期积累可引起突变、致畸、致死,甚至引起遗传畸变,这种效应不易察觉,但后果更严重,一旦发现,很难在近期内处理,甚至不可逆转。
影响危害程度的因素:
浓度和作用时间:
浓度越大,作用时间越长,后果越严重。
环境条件:
如温度、pH值、溶解氧浓度等,生物的种类及生物自身的适应能力。
分类:
无机化学、有机化学和放射性毒物三类。
表示方法:
质量浓度表示,单位为mg/L。
HohaiUniversityHohaiUniversityn无机化学毒物主要是指重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。
n化学上一般把密度大于4的金属称为重金属(heavymetals)。
n水污染中所指的重金属主要是Hg、Cr、Cd、Pb、As、Ni、Cu、Zn、Mo、Ti等,最主要的是前五种。
n重金属污染特点:
毒性以离子状态最大,且不同价态的毒性不同。
如Cr6+Cr3+,但As3+As5+;很难被生物降解,有时还可以被生物富集或转化成毒性更大的物质。
据研究,海水中的汞通过食物链可富集2万倍;危害时间长,难消除;有些重金属是人体必须的元素。
无机化学毒物(inorganictoxics)HohaiUniversityHohaiUniversityn有机化学毒物大多是人工合成的有机物。
主要有:
农药(DDT、有机氯、有机磷等)酚类化合物、聚氯联苯、稠环芳烃和芳香族氨基化合物等。
n特点:
这类物质的种类最多,性质最复杂。
毒性大。
化学稳定性好。
大多数难被生物降解且可以通过食物链富集,危害人体健康。
有机化学毒物(organictoxics)n放射性物质主要是指废水中所含的能产生有害射线的物质。
放射性物质(radioactivematters)HohaiUniversityHohaiUniversityn污水中微生物以细菌和病毒为主制革厂废水中常含有炭疽菌医院污水中含有病原菌和病毒等生活污水中含有可能引起肠道系统疾病的细菌和寄生虫卵等二、污水性质和指标污水的性质生物性质HohaiUniversityHohaiUniversityn物理指标n化学指标n生物指标二、污水性质和指标水质指标HohaiUniversityHohaiUniversity物理指标色度臭和味固体含量二、污水性质和指标水质指标物理指标HohaiUniversityHohaiUniversityu色度有两种表示方法:
一是采用铂钴标准比色法,规定在1L水中含有氯铂酸钾(K2PtCl6)2.491mg及氯化钴(CoCl26H2O)2.00mg时,也就是在1L水中含铂1mg及钴0.5mg时所产生的颜色深浅为1度;二是采用稀释倍数法,即将废水稀释,用把废水稀释到接近无色时所需的稀释倍数表示色度。
色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。
物理指标-色度HohaiUniversityHohaiUniversityu臭和味是判断水质优劣的感官指标之一。
洁净的水是没有气味的,受到污染后会产生各种臭味。
常见的水臭味有霉烂臭味、粪便臭味、汽油臭味、臭蛋味、氯气味等。
u臭味的表示方法现行是用文字描述臭的种类,用强、弱等字样表示臭的强度。
u比较准确的定量方法是臭阈法,即用无臭水将待测水样稀释到接近无臭程度的稀释倍数表示臭的强度。
物理指标-臭和味(odor)HohaiUniversityHohaiUniversity物理指标-固体含量总固体(totalsolidTS)溶解性固体(dissolvedsolid,DS)悬浮性固体(suspensionsolid,SS)u实际区分二者是用特制的微孔滤膜(孔径0.45m)来过滤,能透过的为溶解性固体,被膜截留的为悬浮性固体。
u单位一般为mg/L固体含量:
指废水中在100时不能蒸发的所有物质,称为总固体HohaiUniversityHohaiUniversity水和污水中水和污水中固体成分的固体成分的内部相关性内部相关性HohaiUniversityHohaiUniversity浊度:
废水中悬浮物含量的多少也可用(turbidity)表示在水质分析中规定,1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位,简称1度。
u悬浮物的危害主要是造成沟渠、管道和抽水设备的阻塞、淤积和磨损;造成水生生物的呼吸困难;造成给水水源浑浊;干扰废水处理设施和回收设备的工作;有些悬浮物还有一定的毒性。
u几乎所有的废水中都含有数量不等的悬浮物,因此除去悬浮物是废水处理的一项基本任务。
HohaiUniversityHohaiUniversity有机指标:
生化需氧量BOD化学需氧量COD总有机碳TOC总需氧量TOD无机指标:
酸碱度氨氮、凯式氮、总氮磷化学指标二、污水性质和指标水质指标化学指标HohaiUniversityHohaiUniversity废水水质有机污染指标1.以氧(O2)表示的指标生化需氧量(Bio-ChemicalOxygenDemand,缩写为BOD)化学需氧量(ChemicalOxygenDemand,缩写为COD)总需氧量(TotalOxygenDemand,缩写为TOD)理论需氧量(TheroyOrganicCarbon,缩写为ThOD)2.以碳(C)表示的指标理论有机碳(TheroyOrganicCarbon,缩写为ThOC)总有机碳(TotalOrganicCarbon,缩写为TOC)HohaiUniversityHohaiUniversityu表示在一定条件下(20C),单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。
单位为mg(O2)/L(废水)。
u有BOD5和BOD20之分,BOD5最常用。
u特点:
准确反映污染的程度,但测定所需时间长,不利于指导实际生产和自动控制。
生物化学需氧量:
biochemicaloxygendemand-BODHohaiUniversityHohaiUniversity可生物降解有机物降解过程示意图HohaiUniversityHohaiUniversity化学耗氧量-Chemicaloxygendemand-COD)n用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物,用所消耗的氧化剂中的氧来表示有机物的多少,单位仍为mg/L。
n常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4,分别用CODCr和CODMn表示。
n特点:
测定速度快,但与实际污染的程度有差距。
HohaiUniversityHohaiUniversity总需氧量(totaloxygendemand,TOD)总有机碳(totalorganiccarbon,TOC)n在900下,以铂为催化剂,使水样汽化燃烧,然后测定气体载体中氧的减少量,作为有机物完全氧化所需的氧量,称为总需氧量;n在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量,从而确定出水样中碳元素的含量,称为总有机碳n特点:
测定速度快,但设备复杂且与BOD、COD之间无固定关系。
nBOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特点和用途,在实际应用中应根据各自的特点和不同的情况选用!
HohaiUniversityHohaiUniversity复合物总COD可生化降解的COD易生物降解(溶解性)难生物降解(非溶解性)不可生化降解的COD不可生物降解(溶解性)不可生物降解(非溶解性)挥发性脂肪酸胶体微粒HohaiUniversityHohaiUniversity酸碱度和pH值一般要求处理后污水的pH值在69之间当天然水体遭受酸碱污染时,pH值发生变化,消灭或抑制水体中生物的生长,妨碍水体自净,还可腐蚀船舶碱度指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,按离子状态可分为三类:
氢氧化物碱度;碳酸盐碱度;重碳酸盐碱度HohaiUniversityHohaiUniversity关于氮的指标有机氮:
主要指蛋白质和尿素总氮:
一切含氮化合物以N计量的总称总凯式氮:
总氮中的有机氮和氨氮,不包括亚硝酸盐和硝酸盐氨氮:
有机氮化合物的分解或者直接来自含氮工业废水NOx-N:
亚硝酸盐和硝酸盐HohaiUniversityHohaiUniversity凯式氮氨氮有机氮可生物降解不可生物降解溶解性悬浮性溶解性悬浮性HohaiUniversityHohaiUniversity关于磷的指标含磷化合物有机磷无机磷有机磷包括磷酸甘油酯、磷肌酸等磷酸盐:
正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐聚合磷酸盐:
焦磷酸盐、三磷酸盐、三磷酸氢盐HohaiUniversityHohaiUniversity大肠菌群数细菌总数病毒生物指标二、污水性质和指标水质指标生物指标HohaiUniversityHohaiUniversityn大肠菌群数(coliforms)大肠菌群数是指1L水中所含大肠菌个数。
由于大肠菌在外部环境中的生存条件与肠道传染病的细菌、寄生虫卵相似,而且大肠菌的数量多,比较容易检验,所以把大肠菌数作为生物污染指标。
n细菌总数(totalbacteria)细菌总数是指1mL水中所含有各种细菌的总数。
HohaiUniversityHohaiUniversityn废水水质控制就是采取一定的技术措施,使废水中污染物的浓度降低到规定的水平。
满足废水再用(循环再用或接续再用)对水质的要求;满足有价物质回收工艺对水质的要求;满足废水排放对水质的要求。
废水水质控制三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversity污水常见的处理方法三、污水处理方法p物理法调节、离心分离、沉淀、除油、过滤。
p化学法中和、化学沉淀、氧化还原。
p物理化学法混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离。
p生物法好氧生物法和厌氧生物法。
HohaiUniversityHohaiUniversity按废水中污染物的去除方式分离处理(separation):
通过各种方法使污染物从废水中分离出来,一般不改变污染物的化学本性。
转化处理(transformation):
通过化学或生物化学的方法,使废水中的污染物转化为无害的物质,或是转化为易于分离的物质然后再分离。
稀释处理(dilution):
既不分离也不能改变化学性质,通过稀释混合,降低污染物浓度,达到无害目的污水处理方法分类三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversity按处理的程度一级处理(primary):
也叫初级处理,该过程只能除去废水中的大颗粒的悬浮物及漂浮物,很难达到排放标准。
二级处理(secondary):
一般可以除去细小的或呈胶体态的悬浮物及有机物,一般能达到排放标准。
三级处理(tertiary),也称高级(advanced)处理:
进一步除去废水中的胶体及溶解态的污染物,一般可达到回用的目的。
污水处理方法分类三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversity废水的一级处理方法重力分离法(gravityseparation)阻力截留法(retaining)稀释法(dilution)中和法(neutralization)沉降法(sedimentation)上浮法(floating)格栅截留(barscreen)筛网截留(screen)粒状介质过滤(granularmediafiltration)HohaiUniversityHohaiUniversity废水的二级处理方法气浮法(airflotation)混凝法(coagulation)萃取法(solventextraction)氧化还原法(oxidize-reduction)电解法(electrolysis)生物法(biotreatment)吹脱法(airstripping)汽提法(steamstripping)好氧法(aerobic)厌氧法(anaerobic)HohaiUniversityHohaiUniversity废水的三级处理方法吸附法(adsorption)膜分离法(membrane)磁过滤法(magneticfiltration)离子交换法(ionexchange)化学药剂消毒(chemicaldisinfection)超过滤(ultrafiltration)反渗透(reverseosmosis)电渗析(electrodialysis)HohaiUniversityHohaiUniversity废水处理的方法很多,一种废水可以采用一种或几种方法处理,也可用几种方法组成的处理系统,才能将废水达到处理的要求。
因此,应该根据废水的水质选择合适的处理方法,使既达到处理的要求,又能降低废水处理成本和基建投资。
HohaiUniversityHohaiUniversity达标是前提;在达标的前提下,充分考虑成本;应综合分析处理成本;要应用成熟的工艺;要充分考虑工艺的可操作性;多采用自己已做过的工艺。
处理方法选择原则三、污水处理方法三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversityn有机废水处理方法的确定物理方法将废水用滤纸过滤后达标,可作为悬浮物废水处理;物化方法直接过滤不达标,如加絮凝剂后过滤达标可采用絮凝沉淀。
工业废水处理方法确定三、污水处理方法三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversity生物法的选择
(1)确定废水的毒性如有毒性物质应针对毒物进行预处理。
(2)确定废水的可生化性a)好氧生物法一般当BOD/COD0.2-0.3,BOD1000mg/L时,可用好氧生物法,但BOD的允许浓度是因污染物而异。
b)厌氧法一般当BOD/COD1/5,或BOD1000mg/L时,可先采用厌氧法后再加好氧生物法。
c)根据设备投资和运行费用确定只好氧生的运行费用高,但投资和占地小。
厌氧好氧的运行费用低,但投资和占地大。
工业废水处理方法确定三、污水处理方法三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversityn无机废水悬浮物在规定的时间内静置后,达标,可采用自然沉降;不达标,可作混凝试验,混凝静置后达标,可采用混凝沉淀。
溶解污染物一般方法:
调pH值、化学沉淀、氧化还原。
深度处理法:
吸附、离子交换、膜分离法。
含油废水静置后下清液达标的可采用隔油处理,不达标的可采用破乳后静置;达标可采用破乳隔油,不达标的可采用隔油后生化。
工业废水处理方法确定三、污水处理方法三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversity污水水泵格栅沉砂均化初沉二沉消化消毒脱水初雨径流栅渣处理沉砂处理生物处理物化处理排放回用初雨径流二级处理95三级处理上清液二沉污泥外运初沉污泥一级处理(去除SS约50%,BOD30)回流污泥城市污水处理一般流程三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversityn格栅n沉淀的基础理论n沉砂池n沉淀池城市污水处理方法物理方法三、污水处理方法HohaiUniversityHohaiUniversity格栅格栅的作用:
截留污水中粗大的悬浮物和杂物,以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。
格栅的定义:
格栅由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。
选用栅条间距的原则:
不堵塞水泵和水处理厂、站的处理设备。
格栅的定义:
格栅由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。
HohaiUniversityHohaiUniversity平面格栅曲面格栅格栅的分类按照形状格栅分类HohaiUniversityHohaiUniversity人工清除人工清除设计面积应采用较大的安全系数,一般不小于进水渠道面积的2倍,以免清渣过于频繁。
与水平面倾角:
4560机械清除机械清除过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。
与水平面倾角:
6070清清渣渣方方式式格栅的清渣方式HohaiUniversityHohaiUniversity沉淀的基础理论沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能,在重力作用下产生下沉作用,以达到固液分离的一种过程。
沉砂池:
用以去除污水中的无机易沉物。
初次沉淀池:
较经济地去除,减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。
二次沉淀池:
用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等,使处理后的水得以澄清。
污泥浓缩池:
将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩,以减小体积,降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。
HohaiUniversityHohaiUniversity悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰,颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。
沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。
发生在沉砂池中。
根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀沉淀的分类HohaiUniversityHohaiUniversity根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度不高;沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用,颗粒因相互聚集增大而加快沉降,沉淀轨迹呈曲线。
沉淀过程中,颗粒的质量、形状、沉速是变化的。
化学絮凝沉淀属于这种类型。
沉淀的分类HohaiUniversityHohaiUniversity根据悬浮物的性质、浓度和絮凝性能自由沉淀絮凝沉淀区域沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度较高(5000mg/L以上);颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响,颗粒间相对位置保持
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