污水处理的基本知识Word文件下载.docx

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（3）、有毒污染物

废水中对生物引起毒性反应的化学物质。

主要包括

无机有毒物：

重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。

有机有毒物：

酚、醛、苯、硝基化合物、多氯联苯及有机农药等。

放射性物质

（4）、营养性污染物

N、P等营养物：

主要来自农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和工业废水。

（5）、生物污染物

主要废水中的致病性微生物及其他有害有机物。

（6）、感官污染物

主要是色度、浑浊、异味等。

（7）、酸碱污染物

使水体pH值变化、破坏自然缓冲、使水质逐渐恶化、周围土壤酸化；

抑制微生物生长和妨害水体自净，对淡水生物和植物生长不利，危害鱼类生长。

（8）、热污染废水温度过高引起的危害

（9）、其他污染物

如油类、挥发性物质、表面活性物质等。

二、水质指标

水质指标是用于表示废水的水质特性，并用于评价处理方法的优劣，某些指标还可以预测废水排入水体后对水体的影响。

主要包括物理指标、化学指标和生物指标。

（一）、物理指标

物理指标主要有总固体、悬浮物、溶解物、浊度、色度、放射性、电导率、温度等。

总固体是水样在一定温度下蒸干后所残余的固体物质总量。

悬浮物是水样过滤后在103-105度温度下把滤纸上截留物烘干所得的固体量。

在沉淀设备中，悬浮物的去除率是反映效果的重要指标。

溶解物是水样过滤后滤过液蒸干的残余固体量。

溶解物含量与悬浮物含量两者之和即为总固体量。

浊度是在外观上判断水是否遭受污染的主要特征之一。

浊度的标准单位规定为1mgSi02所构成的浑浊度为1度。

电导率是指一定体积溶液的电导，可以间接表示水中溶解盐的含量。

（二）、化学指标

化学指标主要有生化需氧量、化学需氧量，总需氧量、总有机碳、有机氮、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氰、总氮、pH值、有机毒物（酚、苯、有机汞、稠环芳烃、有机农药等）、无机毒物（氰、汞、铬、镉、砷等）。

生化需氧量（BOD）是在一定条件下使水样有机物进行生物氧化、在一定期间内所消耗的溶解氧量，可以间接地反映水中有机物含量。

一般采用20度作为测定BOD的标准温度，测定时间采用5天，故称为五日生化需氧量（BOD5）。

化学需氧量（COD）是指水样中能被化学氧化剂氧化的物质。

在一定条件下进行化学氧化所消耗的氧量，以O2mg／L表示。

常用的化学氧化剂是重铬酸钾或高锰酸钾。

用高锰酸钾测得的值，也称耗氧量，记作OC，或以CODMn表示。

COD的测定较BOD测定要简便、迅速，但不能完全反映有机污染物在水的含量和降解的实际情况。

COD测定可把大部邮分什机物氧化，也包括了水中存在的无机性还原物质，其所用单位一般都换算为O2mg／L。

总需氧量（TOC）是在900度高温下使有机物燃烧所耗去的氧量。

总有机碳（TOD）是在触媒参与下用燃烧法测定水样中产生的二氧化碳量，从而求出水样的总有机碳量，用以间接表示有机物含量。

有机氮是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个水质指标。

NH3和NH4称为氨氮，N02称为亚硝酸氮，NO3称为硝酸氮。

总氮是有机氮与氨氮亚硝酸氮、硝酸氮之和。

PH值用以表示水的酸碱性，当pH=7时，水呈中性，PH<

7时，水呈酸性，pH>

7时，水呈碱性。

酚、汞、镉、铬等均已作为单独的水质指标。

（三）、生物指标

生物指标主要有细菌总数、大肠菌群、病原菌等。

直接测定水中病原菌还有很多困难，通常是用测定水中细菌总数和大肠菌群。

细菌总数是指lmL水中所含各种细菌的总数。

大肠菌群指数是指1L水中所含大肠菌落的个数。

三、污水处理技术

（一）、一般处理原则

污水中的污染物质是多种多样的，所以往往不可能用一种处理单元就能够把所有的污染物质去除干净。

一般一种污水往往需要通过由集中方法和几个处理单元组成的处理系统处理后，才能够达到排放要求。

采用哪些方法或哪几种方法联合使用，需根据污水的水质和水量、排放标准、处理方法的特点、处理成本和回收经济价值等，通过调查、分析、比较后确定，必要时要进行小试、中试等试验研究。

污水处理的主要原则：

首先是从清洁生产的角度出发，改革生产工艺和设备，减少污染物，防止污水外排，进行综合利用和回收。

必须外排的污水，其处理方法随水质和要求而异。

一级处理，主要分离水中的悬浮固体物、胶状物、浮油或重油等，可以采用水质水量调节、自然沉淀、上浮、隔油等方法。

二级处理主要是去除可生物降解的有机溶解物和部分胶状物的污染，用以减少废水的BOD和部分COD，通常采用生物化学法处理、化学混凝和化学沉淀池是二级处理的方法，如含磷酸盐废水和含胶体物质的废水须用化学混凝法处理。

对于环境卫生标准要求高，而废水的色、臭、味污染严重，或BOD和COD比值甚小（小于0．2-0.25），则须采用三级处理方法予以深度净化，污水的三级处理，主要是去除生物难降解的有机污染物和废水中溶解的无机污染物，常用的方法有活性炭吸附和化学氧化，也可以采用离子交换或膜分离技术等。

含多元分子结构污染物的污水，一般先用物理方法部分分离，然后用其他方法处理。

各种不同的工业废水可以根据具体情况，选择不同的组合处理方法。

（二）、处理方法分类

针对不同污染物质的特征，发展了各种不同的污水处理方法，这些处理方法可按其作用原理划分为四大类，即物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。

（1）、物理处理法

通过物理作用，以分离、回收污水中不溶解的呈悬浮状态污染物质（包括油膜和油珠）的污水处理法。

根据物理作用的不同，又可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截流法等。

属于重力分离法的处理单元有沉淀、上浮（气浮、浮选）等，相应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附属装置等。

离心分离法本身就是一种处理单元，使用的处理装置有离心分离机和水旋分离器等，筛滤截流法截留和过滤两种处理单元，前者使用的处理设备是隔栅、筛网，而后者使用的是砂滤池和微孔滤池等。

（2）、化学处理法

通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化子交换以及电渗析和反渗透等。

后两种处理单元又统称为膜处理技术。

其中运用传质作用的处理单元具有化学作用，而同时又有与之相关的物理作用，所以也可以从化学处理法中分离出来，成为另一种处理方法，称为物理化学法，即运用物理和化学的综合作用使污水得到净化的方法。

化学处理法各处理单元所使用的处理设备，除相应的池、罐、塔外，还有一些附属装置。

化学处理法主要用于处理各种工业废水。

（3）、物理化学法

物理化学法是利用物理化学作用去除污水中的污染物质。

主要有吸附法、离子交换法、膜分离法、萃取法、气提法和吹脱法等。

（4）、生物处理法

通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、无害的物质的污水处理方法。

根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。

①好氧生物处理法是好氧微生物在有氧条件下将复杂的有机物分解，并以释放出的能量来完成其机体的功能，如繁殖、增长和运动等。

产生能的部分有机物则转变成CO2、H2O和NH3等其余的转变成新细胞（微生物的新肌体，如活性污泥或生物膜）。

污水处理广泛使用的是好氧法。

按传统，好氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两大类。

活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。

属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化以及最近发展起来的悬浮载体流化床等。

②厌氧生物处理法是厌氧微生物在无氧条件下将高浓度有机废水或污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和CO2等气体。

（三）、处理方法分级

（1）、污水一级处理

去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物质，调节废水pH值、减轻废水的腐化程度和后续处理工艺负荷的处理方法。

污水经一级处理后，一般达不到排放标准。

所以一般以一级处理为预处理，以二级处理为主体，必要时再进行三级处理，即深度处理，使污水达到排放标准或补充工业用水和城市供水，一级处理常用方法有以下几种。

①、筛滤法筛滤法是分离污水中呈悬浮状态污染物的方法。

常用设备是格栅和筛网。

格栅主要用于截留污水中大于栅条间隙的漂浮物，一般布置在污水处理场或泵站的进口处，以防止管道、机械设备以及其他装置的堵塞。

格栅的清渣，常用人工或机械方法，有的是用磨碎机将栅渣磨碎后，再投人格栅下游，以解决栅渣的处置问题。

筛网的网孔较小，主要用以滤除废水中的纤维、纸浆等细小悬浮物，以保证后续处理单元的正常运行和处理效果。

②、沉淀法沉淀法是通过重力沉降分离废水中呈悬浮状态污染物质的方法。

沉淀法的主要构筑物有沉砂池和沉淀池，用于一级处理的沉淀池，通称初级沉淀池。

其作用为：

a．去除污水中大部分可沉的悬浮固体；

b．作为化学或生物化学处理的预处理，以减轻后续处理工艺的负荷和提高处理效果。

③、上浮法上浮法用于去除污水中相对密度小于1的污染物，或通过投加药剂、加压溶气等措施去除相对密度稍大于1的污染物质。

在一级处理工艺中，主要是用于去除污水中的油类及悬浮物质。

④、预曝气法预曝气法是在污水进人处理构筑物以前，先进行短时间（10—20min）的曝气。

a．可产生自然絮凝或生物絮凝作用，使污水中的微小颗粒变大，以便沉淀分离；

b．氧化废水中的还原性物质；

c．吹脱污水中溶解的挥发物；

d．增加污水中的溶解氧，减轻污水的腐化，提高污水的稳定度。

（2）、污水二级处理

污水通过一级处理后再加处理，用以除去污水中大量有机污染物，使污水进一步净化的工艺过程。

相当长时间以来，主要把生物化学处理作为污水二级处理的主体工艺。

近年来，采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺，并随着化学药剂品种的不断增加，处理设备和工艺的不断改进而得到推广。

因此，二级处理原作为生化处理的同义词已失去意义。

污水在经过筛滤、沉淀或上浮等一级处理之后，可以有效地去除部分悬浮物，生化需氧量（BOD）也可以去除25％一40%，但一般不能去除污水中呈溶解状态的和呈胶体状态的有机物、氧化物、硫化物等有毒物质，不能达到污水排放标准。

因此需要进行二级处理，二级处理的主要方法有以下几种。

①、活性污泥法是废水生物化学处理中的主要处理方法。

以污水中有机污染物作为底物，在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，形成活性污泥。

利用这种活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用过程，去除废水中有机污染物，从而得到净化。

活性污泥法从开创至今已经有90年的历史，目前已成为有机行业废水和城市污水最有效的生物处理法，应用非常普遍。

活性污泥法运行方式多种多样，如传统活性污泥法、阶段曝气法、生物吸附法、混合式曝气法、纯氧曝气法、深井曝气法，以及近几年所发展的氧化沟（延时曝气活性污泥法）、SBR法等。

②、生物膜法生物膜法是使废水通过生长在固定支承物表面的生物膜，利用生物氧化作用和各相之间的物质交换，降解废水中有机污染物的方法。

用这种方法处理废水的构筑物有生物滤池、生物转盘和生物接触氧化池以及最近发展起来的悬浮载体流化床，目前采用生物接触氧化池为多。

近年来，有的国家正在研究和采用化学或物理化学处理法作为二级处理主体工艺，预期这些方法将随着化学药剂品种的不断增加，处理设备和工艺的不断改进而得到推广。

污水二级处理可以去除污水中大量BOD和悬浮物，在较大程度上净化了污水，对保护环境起到了一定作用。

但随着污水量的不断增加，水资源的日益紧张，需要获取更高质量的处理水，以供重复使用或补充水源。

为此，有时需要在二级处理基础上，再进行污水三级处理。

（3）、三级处理

污水三级处理又称污水深度处理或高级处理。

为进一步去除二级处理未能去除的污染物质，其中包括微生物未能降解的有机物或磷、氮等可溶性无机物。

三级处理是深度处理的同义词，但二者又不完全一致。

三级处理是经二级处理后，为了从废水中去除某种特定的污染物质，如磷、氮等，而补充增加的一项或几项处理单元；

至于深度处理则往往是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元或系统。

三级处理耗资较大，管理也较复杂，但能充分利用水资源。

完善的三级处理由除磷、除氮、除有机物（主要是难以生物降解的有机物）、除病毒和病原菌、除悬浮物和矿物质等单元过程组成。

根据三级处理出水的具体去向；

其处理流程和组成单元是不同的。

如果为防止受纳水体富营养化，则采用除磷和除氮的三级处理；

如果为保护下游引用水源或浴场不受污染，则应采用除磷、除氮、除毒物、除病菌和病原菌等三级处理，如直接作为城市饮用水以外的生活用水，如洗衣、清扫、冲洗厕所、喷洒街道和绿化地带等用水，其出水水质要求接近于饮用水标准。

其具体处理单元介绍如下。

①除磷最有效和实用的除磷方法是化学沉淀法，即投加石灰或铝盐、铁盐形成难溶性的磷酸盐沉淀。

石灰与废水中的磷化物发生如下反应

3HPO2-4+5Ca2++40H-=Ca5（OH）（PO4）3+3H20

为了保证投加石灰的沉淀效果，需要pH值提高到9.5～11.5。

磷酸铝是在pH值为6时沉淀最好，磷酸铁在pH值为4时沉淀最好。

为了确定金属盐的准确投量，须对要求处理的污水进行小试试验。

②除氮

a．生物硝化—反硝化法是好氧生物处理过程和厌氧生物处理过程串联工作的系统，污水中的含氮有机物首先经好氧生物过程转化为硝酸盐，随后再经厌氧生物过程将硝酸盐还原为氮气析出而去氮。

有多种处理流程，如三级串联的活性污泥法处理系统，其中第一级用于氧化含碳有机物，第二级用于氧化含氮有机物，而第三级是使第二级产生的硝酸盐在厌氧条件下还原析出氮气。

在所有的处理流程中，都是向厌氧系统投加一些补充的需氧源（如甲醇），以使硝化所需的反应时间缩短而切合实用。

现有采取开放型的冷却系统处理含氮废水，并取得了有效的处理效果。

b．物理—化学法有三种方法，即气提法、折点氯化法和选择离子交换法。

（a）气提法是使污水中的铵离子在高pH值条件下大部分转变成氨气。

NH4++OH-＝NH3+H2O

（b）折点氯化法通过投加不同量的氯，使污水中的氨转化为氯化铵的化合物，这些氨最后又被氧化成氨气或各种含氮的无氯产物。

（c）选择性离子交换法是以沸石对铵比对钙、镁和钠等离子有优选交换吸附的性能为基础来去除氨氮的方法。

③、有机污染物的去除活性炭能有效地去除二级处理出水中的大部分有机污染物。

一些三级处理厂的粉末活性炭接触吸附装置（或粒状活性炭过滤吸附装置）去除化学需氧量（COD）和总有机碳有代表性的效率为70％～80％。

每千克活性炭吸附容量为0.25—0.87kg，COD具体吸附容量是由进水的有机物浓度和所要求的出水深度决定的。

在任何情况下，活性炭的实际吸附容量比按吸附等温线试验测定的吸附容量大得多。

这主要是由于在活性炭上还有生物吸附和氧化作用所致。

臭氧氧化和活性炭吸附配合使用，往往能更有效地去除有机物和延长活性炭的使用寿命。

臭氧能将有机物氧化降解，减轻活性炭的负荷，还能将一些难以生物降解的大分子有机物分解为易于生物降解的小分子有机物，而便于被活性炭吸附和生物降解。

臭氧氧化的废水流经活性炭滤池时因含有较多的氧气而会增强活性炭的生物活性，提高它的生物氧化能力。

④溶解性无机物的去除有三种可采用的方法，即离子交换、电渗析和反渗透。

目前在污水三级处理中对于用反渗透法脱除矿物质和有机污染物最为重视。

对使用高效除盐反渗透膜装置的一些研究结果证明，总溶解性固体可去除90％-95％，磷酸盐可以除95％-99％，氨氮可去除80％-90％，硝酸盐氮可去除50％-85％，悬浮物可去除99％-100％，总有机碳（TOC）可去除90-95%，可见，反渗透法能有效去除多种有机物。

其缺点是设备造价昂贵，并且需要高的工作压力，运行费用较高，且清洗与维护不方便。

现有的三级处理由超滤与反渗透串联组成，前者主要去除有机污染物，而后者去除溶解性无机物。

⑤病毒的去除用铝盐和铁盐混凝沉淀，可去除致病菌和病毒约90%，经滤池过滤能进一步提高去除率。

但要杀灭病菌，采用石灰混凝沉淀或臭氧均可杀灭病菌。

常用的污水处理方法

类别

处理方法

主要去除污染物

一级处理

1、格栅分离

2、沉砂

3、均衡

4、中和（pH值调节）

5、油水分离

6、气浮

粗粒悬浮物

固体沉淀物

不同的水质或水量冲击

酸、碱

浮油、粗分散油

细分散油及微细悬浮物

二级处理

1、活性污泥法

2、生物膜法

3、氧化沟

4、SBR法

5、氧化塘

微生物可降解性有机物、BOD、COD

后处理

1、气提法

2、混凝沉淀法

3、过滤或微絮凝过滤

4、气浮

5、活性炭过滤（生物炭过滤）

气体H2S、CO2、NH3

不能沉降的悬浮颗粒、胶体粒子、细分散油

悬浮固体物、细分散油

悬浮固体物、可溶性有机物

三级处理

1、活性炭吸附

2、灭菌

3、电渗析

4、离子交换

5、反渗透

6、蒸发

7、臭氧氧化

臭味、色度、COD、细分散油、溶解性油

细菌、病毒

盐类、重金属

盐类、有机物、细菌

难降解的有机物、溶解油

第二章污水的物理处理

第一节、调节池

主要作用：

调节水量与匀化水质

一般水力停留时间：

4-12小时

为防止沉淀或有相应的预处理作用，可采用机械搅拌或空气搅拌（参考预曝气量0.6-0.9m3/m3.h）。

第二节、筛滤

筛滤是指去除污水中的粗大悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。

主要由平行的棒、条、金属网、格网或穿孔板组成。

根据不同的组成称为格栅或筛网。

1、格栅

按形状分为：

平面格栅和曲面格栅。

按栅隙分为：

粗格栅（50-100mm）、中格栅（10-40mm）、细格栅（3-10mm）。

常用格栅有：

钢丝绳牵引格栅、高链式格栅、回转式格栅、阶梯式格栅等。

2、筛网

适用于某些工业废水含有细小的悬浮颗粒（如造纸、毛纺、化纤等行业）。

常用筛网有：

转筒式筛网、水力回转式筛网、转盘式筛网、微滤机等。

在污水处理系统或水泵前，必须设置格栅。

在污水处理系统前，采用机械清除时为16～25mm，采用人工清除时为25～40mm；

污水过栅流速宜采用0.6～1.0m/s，格栅倾角宜采用45°

～75°

。

格栅上部必须设置工作台，其高度应高出格栅前最高设计水位0.5m，工作台上应有安全和冲洗设施。

格栅工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。

工作台正面过道宽度，采用机械清除时不应小于1.5m，采用人工清除时不应小于1.2m。

第三节、沉淀与上浮

应用原理：

利用水中悬浮颗粒与水的密度差进行分离。

一、沉淀

（一）、沉淀的基本类型

根据悬浮颗粒的的性质、凝聚性及浓度的高低可分为四种基本类型。

（1）、自由沉降：

初沉池初期。

（2）、絮凝沉淀：

二沉初期或混凝沉淀。

（3）、拥挤沉淀（成层沉淀）：

活性污泥在二沉池的后期。

（4）、压缩沉淀：

二沉池及污泥浓缩池中的污泥浓缩过程。

（二）、沉砂池

也属于沉淀的一种，作用是去除污水中的无机颗粒。

主要形式有：

平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、旋流式沉砂池。

城市污水处理厂宜设置沉砂池。

平流沉砂池的设计，应符合下列要求：

最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s；

最大流量时停留时间应不小于30s；

有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。

曝气沉砂池的设计，应符合下列要求：

水平流速为0.1m/s；

最大时流量的停留时间为1～3min；

有效水深为2～3ｍ，宽深比为1～1.5；

处理每立方米污水的曝气量为0.1～0.2m空气；

进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板。

城市污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；

合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。

注：

沉砂量的含水率60%，容重1500kg/m³

砂斗容积不应大于2d的沉砂量，采用重力排砂时，砂斗斗壁与水平面的倾角不应小于55°

除砂宜采用机械方法，并设置贮砂池或晒砂场。

采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。

常用设备：

砂水分离器、旋流沉砂池等。

（三）、沉淀池类型

1、按工艺布置位置，分为初次沉淀池和二次沉淀池。

2、沉淀池一般规定

沉淀池的超高不应小于0.3m。

沉淀池的有效水深宜采用2～4m。

当采用污泥斗排泥时，每个泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。

泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60°

，圆斗宜为55°

初次沉淀池的污泥区容积，宜按不大于2d的污泥量计算。

曝气池后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施。

机械排泥的初次沉淀池和生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。

排泥管的直径不应小于200mm。

当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；

二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，曝气池后不应小于0.9m。

生产污水按污泥性质确度。

沉淀池出水堰最大负荷，初次沉淀池不宜大于2.9L/（ｓ·

ｍ）；

二次沉淀池不宜大于1.7L/（ｓ·

ｍ）。

沉淀池应设置撇渣设施

3、根据水流的形式可分为：

（1）、平流式沉淀池

平流沉淀池的设计，应符合下列要求：

每格长度与宽度之比值不小于4，长度与有效水深的比值不小于8；

一般采用机械排泥，排泥机械的行进速度为0.3m/min；

缓冲层高度，非机械排泥时为0.5m，机械排泥时，缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m；

池底纵坡不小于0.01。

（2）、竖流式沉淀池

竖流沉淀池的设计，应符合下列要求：

池子直径（或正方形的一边）与有效水深的比值不大于3；

中心管内流速不大于30mm/s；

中心管下口应设有喇叭口及反射板，板底面距泥面不小于0.3m。

（3）、辐流式沉淀池

辐流沉