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1、主讲人：阎欲晓,废水生物处理,课程内容,第一章 绪论 第二章 废水生物处理的原理第三章 废水生物处理的方法及 运行管理第四章 生物脱氮除磷,第一章 绪论,第一节 水污染及其危害 第二节 水体污染的防治措施 第三节 废水常用监测项目,第一节 水污染及其危害,一、水体及其污染现状（一）水体：指地表被水覆盖地段的自然综合体。包括水中悬浮物、底泥、水生生物。,（二）水污染现状：“局部有所改善，整体仍在恶化”。,水污染对人体的危害 途径：水生植物 水生小动物 小鱼 大鱼 人体 汞:口齿不清、视野缩小、听觉失灵，神经错乱，疯狂、颤动、痉挛、惊厥，全身弓弯。孕妇中毒，婴儿痴呆镉:肾、骨骼病变。身体缩短、骨骼
2、严重畸形，全身疼痛（称“痛痛病”），以致死亡铅:贫血、神经错乱，儿童智力下降。病 菌、病 毒:世界上有80%的疾病与水体被寄生虫、病毒、病菌污染有关。伤寒、霍乱、肠胃炎、痢疾和传染性肝炎等。,水污染对水生生物的危害 当人类向水中排放污染物时，一些有益的水生生物会中毒死亡，而一些耐污的水生生物会加剧繁殖，大量消耗溶解在水中的氧气，使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处，或者死亡。,水污染对工农业生产的影响：一是使工业设备受到破坏，严重影响产品质量。 二是使土壤的化学成分改变，肥力下降，导致农作物减产和严重污染。 三是使城市增加生活用水和工业用水的污水处理费用。,发酵行业的污染现状： 发酵产品生产工艺
3、： 原料处理 淀粉 糖化 发酵 分离提取 产品发酵工厂污染源：废渣废母液和废糟冲洗水、洗涤水、冷却水,味精工业污染现状：味精废水的来源：1、原料处理后的废渣（米渣）。2、发酵液提取谷氨酸后的废母液和离子交换尾液，废母液pH值=3.2，离子交换尾液pH值=1.8。3、生产过程中的各种设备（调浆罐、液化罐、糖化罐、发酵罐、提取罐、中和脱色罐）的洗涤水。4、离子交换树脂的洗涤和再生废水。5、液化（95）至糖化（60 ）、糖化（60 ）至发酵（30 ）等各阶段的冷却水。,柠檬酸工业污染现状： 每生产一吨柠檬酸，约产生2.4吨渣石膏（ caso4)，且含有少量柠檬酸和菌丝体，少量用于铺路，大多堆积厂内外
4、。 发酵菌丝：生产一吨柠檬酸，产生0.25吨菌丝，菌丝蛋白质含量低（4%），PH值56，做饲料不好。 废中和液和洗糖水。,发酵行业废水特点：有机物、悬浮物含量高，有毒物含量少，易造成富营养化治理措施：原料先行处理废渣水综合利用,二、水体主要污染物及其来源,（一）按性质分： 有机无毒物：碳水化合物、脂肪、蛋白质 有机有毒物：有机农药、多环芳烃 无机无毒物：酸碱及无机盐 无机有毒物：重金属、氰化物、氟化物,（二）按来源分 生活污水： 工业废水： 降水：,（三）按种类分1.需氧污染物： 2.植物营养物：3.有毒物质：4.油类 5.酸碱及无机盐 6.色度： 7 病原微生物 8.热污染,第二节 水体污染
5、的防治措施,一、控制水体污染的基本原则和途径基本原则：加强生产管理，禁止跑冒滴漏；清洁生产，节约资源；综合利用，减少污染负荷；加强治理，达标排放。,途径：1、减少污染因子的产生量 2、减少污染因子的排放量,二、废水处理的方法 （一）废水处理的程度 （ 1）一级处理: 采用物理方法、化学方法去除水中较大的悬 浮固体物质，调节PH值。分离设备依次为格栅、沉沙池、沉淀池。,废水的一级处理方法,重力分离法 (gravity separation) 阻力截留法 (retaining) 稀释法(dilution) 中和法(neutralization),沉降法(sedimentation) 上浮法 (fl
6、oating),格栅截留(bar screen) 钢绳牵引格栅除污机筛网截留(screen) 粒状介质过滤(granular media filtration),（2）二级处理：去除胶体和溶解性有机物,气浮法(air flotation),混凝法(coagulation),萃取法(solvent extraction),氧化还原法(oxidize-reduction),电解法(electrolysis),生物法(biotreatment),吹脱法(air stripping),汽提法(steam stripping),好氧法厌氧法,吸附法(adsorption),膜分离法(membrane),
7、磁过滤法(magnetic filtration),离子交换法(ion exchange),超过滤(ultrafiltration),反渗透(reverse osmosis),电渗析(electrodialysis),废水的三级处理方法,（3）三级处理和高级处理：适用于更高的出水要求。三级处理的主要对象为营养物质（氮、磷）及其它溶解物质和微量杂质,（二）处理方法的基本原理 1.物理法： 特点：废水经物理过程后未改变污染物的化 学性质，仅使污染物和水分离。 1）过滤法： 2）沉淀法： 3）气浮法： 4）离 心分离：,2.化学法： 特点：污染物经化学处理后改变化学性质，处理过程中有化学变化。化学法
8、的单元操作有： 1）氧化还原法： 氧化法：浓缩燃烧法，或用臭氧、氯气、漂白粉等强氧化剂分解。 还原法：硫酸亚铁、氯化亚铁、铁屑、锌粉、二氧化硫等,2）中和法： 用于以下几种情况： PH值对水生生物的影响； 废水对排水管道腐蚀； 化学处理和生物处理前需调节PH值。,3）电解法： 在阴阳两极进行氧化还原反应，阴极放电子，废水中阳离子得电子被还原；阳极得电子，使废水中阴离子失去电子而氧化。,3、物理化学法： 1) 混凝（凝聚和絮凝）：去除悬浮物和胶体物质、脱色。 凝聚使胶体脱稳，并聚集为微絮粒的过程。产生的凝聚体粒小、密实、易碎，可逆。 絮凝微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成为更大的絮凝体的过程。絮凝体
9、粒大、疏松，不可逆。,胶体微粒稳定性的原因： 1）胶体带电；2）胶体表面水化层 + - + + - - + -胶体 + - - + - + - + - + - +,滑动面,AgNO3+KI AgI,AgI .nAg+ .(n-x)NO3-. xNO3-,如何使胶体微粒沉降：使胶体微粒相互接触，成为大颗粒，才能沉淀。 方法：1）加入带相反电荷的胶体，产 生电中和； 2）加入与胶体微粒相反电荷的高 价离子，降低胶体的电位。,2)吸附 对于一些难降解的有机物不能用常规生物处理法去除，用吸附法。（1）物理吸附：吸附剂和物质之间通过分子间力产生的吸附为物理吸附；不发生化学变化，在低温下进行，有解吸现象。
10、（2）化学吸附：吸附剂和物质发生化学反应；在高温下进行，选择性强，只有单分子层吸附，化学吸附不可逆。,3）膜分离法： 利用隔膜使溶剂和溶质或微粒分离的方法为膜分离法。 分三类： 以电动势为推动力的：电渗析流程图。 以浓度差为推动力：扩散渗析和自然渗析。 以压力差为推动力：反渗透、超滤、微孔过滤。,膜分离的特点： 1）不发生相变。2）不需投加其他物质，节省原材料。3）分离和浓缩同时进行，可回收有用物质；4）具有选择性：透过性和膜孔径。5）在常温下分离，物质无热变性。6）适应性强，可自动化控制。,4.生物法 特点：利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中的可溶性及部分不溶性有机物，转化为无害物质
11、 。,好氧处理,厌氧处理,自然条件,人工条件,水体自净土壤自净,活性污泥法生物膜法,自然条件人工条件化粪池、消化池,高温堆肥厌氧塘,生物法,第三节 废水常用监测项目,一、生物化学需氧量（Biochemical Oxygen Demand) 1.定义(BOD)：每升废水被微生物氧化分解时所消耗 的溶解氧的量。（mg/L),微生物氧化过程分为两阶段： （1）碳化： 有机碳 CO2 （CBOD） （2）硝化 还原氮 亚硝态氮、硝态氮（NBOD）,二、化学耗氧量（COD chemical oxygen demand） （一）定义：在一定条件下采用强氧化剂处理水样时，消耗 该氧化剂的量，并折合成氧量；表
12、示水中还原物质的量，但主要是有机物的量，是衡量水中有机物污染的指标。,BOD与COD的关系： COD代表了废水中有机物的总量，BOD反映了微生物可降解有机物含碳量。 COD=CODB+CODNB CODB：可生物降解COD CODNB：不可生物降解的COD,三、总有机碳（total organic carbonTOC) 方法：TOC=TC-TIC 水样总碳量（TC）950 高温，水 样 气化燃烧测定气体中CO2的含量，确定碳元素量。 无机碳含量 （TIC）150低温燃烧 希望通过实验确立TOC与COD和BOD5的关系： COD/TOC=2.67,四、固体物质（一）TS（总固体）：单位体积水样在
13、蒸干后残留物重量SS（悬浮固体）+DS（溶解固体）,（二）VS（挥发性固体） FS（非挥发性固体） 将水样中的固体物置于马福炉中，在下灼烧h， 固体中有机物挥发，此为挥发性固体，残剩的固体为非挥发性固体,五、含氮化合物1.总氮和总凯氏氮 在废水中有四种氮（总氮）：有机氮、氨氮(NH4+_N)、 亚硝酸盐氮(NO2-_N)、硝酸盐氮(NO3 -_N)2、氨氮：NH3 + NH4+-N,六、含磷化合物 含磷化合物主要来自于人体排泄物和洗涤剂的使用。以及磷肥和某些含磷工业废水（马铃薯加工厂、骨粉厂、牲畜养殖厂）七、其他包括重金属、酚类、石油类、表面活性剂等,本章小结：1、水体的污染现状及对人体、水生生物、工农业生产的危害。2、水体的污染源（来源、性质、种类）及其进入水体后带来的危害。3、水污染防止原则、措施。4、废水处理的方法。5、废水常用的监测项目。 （1）BOD5、COD、TOC的定义，相互关系。 （2）固体污染物的存在形式、废水中总氮、总凯氏氮定义。 （3）其它监测项目。,
