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1、 污水处理营运知识讲座 湖南有色金属研究设计院2010年10月 第一章概述 污水分类人们在日常生活和生产中需要用大量的水 这些水在使用过程中 受到了不同程度的污染 改变了原有的化学成分和物理性质 故将其称为污水 污水按其来源可分为生活污水 工业废水和降水 水的污染源 未经处理而排放的工业废水 未经处理而排放的生活污水 大量使用化肥 农药 除草剂的农田污水 堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾 水土流失 矿山污水 生活污水是指居民在日常生活中排出的废水 主要来源于居住建筑和公共建筑 例如 住宅 机关 学校 医院 商店 公共场所及工业企业卫生间等 生活污水中含有大量的有机物 如蛋白质 碳水化合物 脂肪
2、 尿素 氨氮等 和大量的病原微生物 如寄生虫卵和肠道传染病毒等 存在于生活污水中的有机物极不稳定 容易腐化而产生恶臭 因此 生活污水在排放前 需要进行处理 生活污水 生活污水 主要来自家庭 商业 学校 旅游服务业及其他城市公用设施 包括厕所冲洗水 厨房洗涤水 洗衣机排水 沐浴排水及其他排水等 生活污水中99 9 是水 固体物不到0 1 大量合成洗涤剂 水污染危害 1 危害人的健康 2 对工农业生产的危害 3 水的富营养化的危害 水污染现状图片 水污染现状图片 污水的性质与水质指标 污水物理性质的主要指标是 水温 色度 臭味 固体含量污水化学性质的主要指标是 酸碱度 氮磷 重金属离子 无机有毒物
3、质等污水生物性质的主要指标是 大肠菌群数 病毒 细菌总数 1 水温 Temperature 相对稳定 一般为10 20 冬季水温高于气温 夏季水温低于气温 保温及降温 北方地区冬季水温较低 影响处理效果 须注意在输送和处理过程中对污水的保温 某些工业废水因温度较高 对悬浮物的沉降以及后续的生化处理影响较大 必须降温 污水水温的突然变化 工业废水排放造成 大量雨水的排入将明显降低污水的温度 2 颜色 color 颜色是反映水体外观的指标 纯水无色透明 天然水中因存在腐殖质 泥土 浮游生物和无机矿物质 呈现一定颜色 工业废水含有染料 生物色素 有色悬浮物等 是环境水体着色的主要来源 污水处理系统测
4、定水的颜色通常是用稀释倍数法来测定污水的表观颜色 3 气味 odor 新鲜的生活污水含有不愉快的霉味 陈腐味 若有其他气味说明存在工业废水或者其他特殊的生活污水 如硝基苯有特殊香味 臭鸡蛋味说明有硫化氢存在 4 固体含量 按形态分 悬浮 胶体 溶解按性质分 无机物 有机物 生物体总固体含量 TS 悬浮固体 SS 溶解固体 DS 污水性质及污染指标 化学性质及指标指标内容酸碱度 COD BOD TN KN NH3 N TP等 1 酸碱度 主要来自矿山排水及许多工业废水 它会破坏水生生态系统的平衡 影响渔业生产 腐蚀船只 桥梁及其他水上建筑 用酸化或碱化的水浇灌农田 会破坏土壤的理化性质 对工业
5、农业 渔业和生活用水都会产生不良的影响 酸碱度用pH值表示 pH值等于水中氢离子浓度 活度 的负对数 pH表示水的最基本性质 它可以控制水体的弱酸 弱碱的离解程度 降低氯化物 氨 硫化氢等的毒性 防止底泥重金属的释放 2 化学需氧量 Chemicaloxygendemand简称COD 化学需氧量是指将污水置于酸性条件下 以重铬酸钾 K2Cr2O7 或高锰酸钾 KMnO4 为氧化剂 氧化水中的还原性物质 氧化为CO2 H2O 所消耗氧化剂的量 结果折算成氧的量 以mg L计 水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐 硫化物 亚铁盐等无机物 城市污水的COD大于BOD5 两者之差大致为难于生物降解的有机
6、物量 在城市污水处理分析中 BOD5 COD的比值作为可生化性指标 当BOD5 COD 0 3时 可生化性较好 适宜采用生化处理工艺 3 生化需氧量 Biochemicaloxygendemand简称BOD 生化需氧量是指在指定的温度和指定的时间段内 好氧微生物以水中有机物为营养源 微生物分解 氧化水中有机物的过程 在增长繁殖 呼吸过程中所消耗的氧量 同时也包括了如硫化物 亚铁等还原性无机物质氧化所耗用氧量 但这一部分仅占很小比例 完全的生化需氧量测定需要历时100天以上 实际上采用20 下20天的生化需氧量BOD20为代表 生产应用时20天过长 通常以在20 5日内所消耗的溶解氧量 mg L
7、 为标准 作为衡量污水中可生物降解有机物的浓度指标 记为BOD5 4 总磷 总磷为控制水体富营养化主要指标 以水中可被强氧化物质氧化转变成磷酸盐的各种形态磷的总量计 TP有机磷和无机磷之和 无机磷包括 正磷酸盐 PO43 偏磷酸盐 PO43 磷酸氢盐 HPO42 磷酸二氢盐 H2PO4 等 有机磷包括 葡萄糖 6 磷酸 2 磷酸 甘油酸 磷肌酸等 污水性质及污染指标 TN即水中有机氮 氨氮 亚硝酸盐氮与硝酸盐氮之和 KN即凯氏氮 为有机氮和氨氮之和 NH3 N污水中存在的游离氨和离子状态的铵盐之和 3 生物性质的主要指标 1 大肠杆菌大肠菌群是肠道好氧菌中最普遍和数量最多的一类细菌 常作为粪便
8、污染的指示菌 分析方法 多试管发酵法和滤膜法 大肠菌群检测板 2 病毒数量测定法和蚀斑测定法动物病毒专门寄生在人或动物的细胞里 如乙肝病毒 狂犬病毒 天花病毒植物病毒专门寄生在植物细胞里 如烟草花叶病毒细菌病毒专门寄生在细菌细胞里 也称为噬菌体 如痢疾杆菌噬菌体 3 细菌总数大肠菌群数 病原菌 病毒及其他细菌数的总和 细菌总数检测板 环境中常用名词简介 污泥负荷有效水力停留时间 HRT 污泥沉降比 SV 污泥体积指数 SVI 污泥浓度 MLSS 环境中常用名词简介 污泥负荷单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量 单位kgCOD BOD kg污泥 d 有效水力停留时间hydraulic
9、retentiontime HRT 实际上进入反应器的废水在反应器内的平均停留的时间 意义为反应器的有效容积除以单位时间的进水量 也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间 环境中常用名词简介 污泥沉降比 SV 污泥体积指数 SVI 污泥沉降比 是指曝气池中混合液沉淀30min后 沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数 因为各种活性污泥都是沉淀30min后 一般可接近最大的密度 所以以30min作为测定SV的标准时间 污泥体积指数 简称污泥指数 SI 指曝气池混合液经30min沉淀后1g干污泥所占的湿污泥体积 以ml计 SVI可用下式表示 SVI mL g SV mL L MLSS g L
10、环境中常用名词简介 污泥浓度 MLSS 指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量 常用MLSS表示 其单位常用 g L 或 mg L 它的大小和曝气池容积成反比 污水处理一级处理一级处理即物理处理法是通过物理作用分离 回收废水中不溶解的悬浮状态污染物 包括油膜和油珠 的方法 可分为重力分离法 离心分离法和筛滤截留法等 属于重力分离法的处理单元有沉淀 上浮 气浮 等 处理设备有格栅 沉砂池 沉淀池 隔油池 气浮池及其附属装置等 提升泵房 提升泵房用以提高污水的水位 保证污水能在整个污水处理流程过程中流过 从而达到污水的净化 格栅 格栅 是截流污水中粗大污物的处理设施 由一组平行的金属棒或栅条组
11、成的框架组成 一般安装在污水渠道 泵房及水井的进口处或污水处理厂的前端 格栅一般与水平面成50 70 倾角放置 以便于清理格栅渣 根据格栅栅条之间的净距离可以将格栅分为 粗格栅 d 50 100mm中格栅 d 10 40mm细格栅 d 5 10mm 沉砂池 沉砂池是将污水中可沉降的固体物质在重力的作用下下沉 从而达到与水分离的目的 这种污水处理构筑物称为沉淀池 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0 2mm 密度2 65t m的砂粒 以保护管道 阀门等设施免受磨损和阻塞 其工作原理是以重力分离为基础 将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉 而有机悬浮颗粒则随水流带起立 沉砂池主要有平流
12、沉砂池 曝气沉砂池 旋流沉砂池等 现代设计的主要有旋流沉砂池 曝气沉砂池 旋流沉砂池 旋流沉砂池 污水处理二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质 BOD COD 去除率可达80 以上 使有机污染物达到排放标准 污水处理三级处理进一步处理难降解的有机物 氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等 主要方法有生物脱氮除磷法 混凝沉淀法 砂滤法 活性炭吸附法 离子交换法和电渗分析法等 目前常用的污水处理工艺 A O生物脱氮工艺 A O生物脱磷工艺厌氧 缺氧 好氧生物脱氮除磷工艺 A2 O工艺 吸附 生物降解活性污泥法 AB工艺 间歇式活性污泥法 SBR 氧化沟工艺 反硝化 目前常用的
13、污水处理工艺 特点 氧化沟工艺氧化沟又称 循环曝气池 污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动 是活性污泥法的一种变形 外形呈封闭环状沟 其特点是混合液在沟内不中断地循环流动 形成厌氧 缺氧和好氧段 且将传统的鼓风曝气改为表面机械曝气 常见的形式有卡鲁塞尔式 carrousel 三沟式和奥尔伯式 orbal 目前常用的污水处理工艺 特点 卡鲁塞尔式 卡鲁塞尔式 目前常用的污水处理工艺 特点 目前常用的污水处理工艺 特点 奥尔伯式 orbal 目前常用的污水处理工艺 特点 三沟式 沉淀池 应用沉淀作用去除悬浮物的构筑物 种类平流式沉淀池竖流式沉淀池辐流式沉淀池新型沉淀池 辐流式沉淀池 二沉
14、池 消毒技术 常用的消毒处理方法一般有如下几类 氯消毒 液氯 二氧化氯 次氯酸钠紫外线消毒臭氧消毒 氯消毒 液氯消毒 氯与水产生的次氯酸有强氧化性 一般情况下在pH较低的情况下 液氯消毒效果较好 二氧化氯消毒 二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效 广谱 安全的杀菌 保鲜剂 是氯制剂最理想的替代品 在世界发达国家已得到广泛的应用 美国 西欧 加拿大 日本等发达国家的有关组织如美国环境保护局 食品药品管理局 美国农业部均批准和推荐二氧化氯用于食品 食品加工 制药 医院 公共环境等的消毒 防霉和食品的防腐保鲜等 世界卫生组织 WHO 和世界粮食组织 FAO 也已将二氧化氯列为A1级安全高效消毒剂
15、 受pH的影响比较小 故在pH较高的情况下 其消毒能力仍比较好 但不稳定 必须现场制备 次氯酸钠消毒 广泛存在与医院废水的消毒中 其机理与氯气一样 二氧化氯 ClO2 氯酸钠与浓盐酸反应法目前 普遍采用氯酸钠 NaClO3 氧化浓盐酸的制备方法 化学反应方程式为 2NaClO3 4HCl 浓 2NaCl Cl2 2ClO2 2H2O 工业原料 氯酸钠 工业一级品含量99 95 盐酸 工业合成一级品 浓度31 二氧化氯为黄红色气体 带有一种辛辣气味 在空气中的体积浓度超过10 时便有爆炸性 但在水溶液中则无危险性 二氧化氯的挥发性较大 稍一曝气即从溶液中逸出 温度升高 曝光或与有机质相接触 会发
16、生爆炸 因此 在实际应用中 二氧化氯须避光保存 一般情况下 现场制备 现场使用 二氧化氯发生器 紫外线 紫外线消毒的基本原理为 紫外线对微生物的遗传物质 即DNA 有畸变作用 在吸收了一定剂量的紫外线后 DNA的结合键断裂 细胞失去活力 无法进行繁殖 细菌数量大幅度减少 达到灭菌的目的 优点 消毒速度快 效率高不会影响水的性质与化学成分操作简单 便于管理 易于实现自动化 但没有持续消毒的做用 不能解决管网中再污染的问题 臭氧消毒 效果好 所用时间短不会产生二次污染 还能除臭 除色但耗电量大 运行费用高O3在水中不稳定 易挥发 无持续消毒的功能 设备复杂 管理麻烦 污水处理常用化学试剂简介 聚丙烯酰胺 PAM 氢氧化钠 NaOH 盐酸 HCl 氯酸钠 NaClO3
