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1、污水处理基础知识1、污水人类在生活和生产活动中，要使用大量的水.水在使用过程中会受到不同程 度的污染，被污染的水称为污水。污水也包括降水。按照来源不同，污水可分为生活污水、工业废水和雨水.生活污水是人类日常生活中用过的水，包括厕所、厨房、浴室、洗衣房等处 排出的水，来自住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中生活间, 生活污水含有较多的有机物如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物和氨氮等,还含 有肥皂和洗涤剂以及病原微生物菌、寄生虫卵等。这类污水需经处理后才能排 入水体、灌溉农田或再利用。工业废水在工业生产中排出的污水，来自车间和矿场。由于生产类别、工艺 过程和使用原材料不同，工业废水的水质
2、繁杂多样 .其中如冷却水,只受轻度污 染或只是水温增高，稍做处理即可回用，它们被称为生产废水.而使用过程中受 到较严重污染的水，其中大多有危害性,如含有大量有机物的；含氰化物、汞、 铅、铬等有毒物质的；含合成有机化学物质的；含放射性物质的等等。另外也 有物理性状十分恶劣如有臭味、有色、产生泡沫等。这些称为生产污水，大多 需经适当处理后才能排放或回用。生产污水中所含有毒有害物质往往是宝贵的 原料，应尽量回收利用.降水是指在地面上流泄的雨水、冰雪融化水。这类水虽然较清洁，但径流量 大,若不及时排除，会造成对人类生活、生产的巨大影响。降水一般不需处理， 可直接排入水体,但初降的雨水可携带大量地面上、
3、屋顶上积存的污染物，并可 能带有工厂排放出的有毒有害粉尘，污染程度较重的也要经过处理后排放。一般情况下，污水都需经过处理再排放，但对于处理程度的要求可有所不同. 如进人受纳水体或土地、大气的，因环境具有一定的自净能力，在自净能力范 围以内的，即环境容量允许的，可充分利用环境容量而减低对处理水平的要求; 对于回收利用，也可按回收后用水的水质要求来确定处理水平.以此来求得最好 的环境效益、社会效益和经济效益.2、水质指标21物理指标（1）悬浮固体水质中的悬浮固体是指水样通过孔径为0。45m的滤膜，截留在滤膜上并于 103105C烘干至恒重的物质质量，简称SS，单位是mg/L.（2）浊度 水中含有泥
4、土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游生物等悬浮物和胶体物都 可以使水体变得混浊而呈现一定浊度 ，浊度是在外观上判断水是否被污染的主 要特征之一。在水质分析中规定：1L水中含有lmgSiO2所构成的浊度为一个标准 浊度单位，简称1度。（3）臭和味 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，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。（4）温度 温度也是一项重要指标，水温的变化对废水生物处理有很大影响，水温通常用刻度为0lC的温度计测定水温要在现场测定。（5）色泽和色度
5、 色泽是指废水的颜色种类，通常用文字描述，如：废水呈深蓝色、棕黄色、浅绿色、暗红色等。色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。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。49lmg及氯化钻（CoCl26H20） 2。00mg时，也就是在1L水中含铂（Pt） 1mg及钻（Co） 0。5mg时 所产生的颜色深浅为1度（lo）；二是采用稀释倍数法，将废水按一定的稀释倍 数，用水稀释到接近无色时的稀释倍数。2。2 化学指标（1）生物化学需氧量BOD简称生化需氧量，简写为BOD，是污水的重要污染指标之一。污水中大多含 有有机物。有机污染对水体污染、自净都有很
6、大的影响，是污水处理的主要对象， 在污水处理及环境保护领域内被广泛使用。生化需氧量是指在一定的温度、时间条件下，微生物在分解、氧化水中有机 物的过程中，所消耗的游离氧数量，单位为mg/L。在BOD的测量中，通常规定 使用20C、5天的测试条件，并将结果以氧的mg/L表示，记为五日生化需氧量， 符号BOD。有机物生物降解的过程，可分为两个阶段.第一阶段，有机物在好氧微 5生物作用下被降解，转化为CO、HO和NH。在自然条件下，一般10 20天可以完2 2 3成。第二阶段是NH转化为硝酸盐的硝化反应，大约需百日可以完成在第一阶段 3完成后，已不影响环境卫生，因此，水体只要保持第一阶段需要的氧，就可
7、达 到卫生要求.测定第一阶段污水降解的需氧量，需要20天，时间太长，一般都以 五日为测定生化需氧量的标准，写为BOD。而以第一阶段所需20天时间，近似地5认为是完全生化需氧量，写为BOD。，生活污水的BOD约为BOD的70%。20520(2) 化学需氧量COD 在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量，即为化学需氧量，写为COD。是污水水质的重要指标之一。化学需氧量越大，说明水 体受有机物的污染越严重。常用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾。我国规定的废水检验标准采用重铬酸 钾作为氧化剂，在酸性条件下进行测定，所以有时记作“CODcr”，单位为ng/L.测定COD采用的是强氧化剂
8、，对大多数的有机物可以氧化到85%-95%以上，所 以，同一种水质的COD一般高于BOD，其间的差值能够粗略地表示不能为微生物所 降解的有机物。对于一定的废水而言，一般说来，CODBOD BOD。205BOD /COD指标是5日生化需氧量与化学需氧量的比值，是污水可生化降解性5的指标。这一比值可反映污水可生化降解性的功能通常以BOD/COD=0。3为污水5 可生化降解的下限.(3) 总需氧量TOD由于有机物主要组成元素是C、H、O、N、S等，当被氧化后，分别产生CO、2HO、NO和SO，所消耗的氧量称为总需氧量TOD。TOD更接近于理论需氧量值.2 2 2TOD的测定原理是：向氧含量已知的氧气
9、流中注入一定数量的水样，并将其送 入以铂钢为触媒的燃烧管中，在900C的高温下燃烧，水样中的有机物即被氧化， 消耗掉氧气流中的氧，剩余氧量可用电极测定并自动记录。氧气流原有氧量减 去剩余氧量即总需氧量TOD。可见TOD的值大于COD值。TOD的测定仅需几分钟。从以上看出：TODCODcrBOD(4) 总有机碳TOC总有机碳TOC是目前在国内、外开始广泛使用的表示污水被有机物污染的综 合指标。它所显示的数值是污水中有机物的总含碳量。测定原理是：先将水样 酸化，通过压缩空气吹脱水中的无机碳酸盐，排除干扰，然后向氧含量已知的 氧气流中注入一定数量的水样，并将其送入以铂钢为触媒的燃烧管中，在900C
10、的高温下燃烧，用红外气体分析仪测定在燃烧过程中产生的CO量,并自动记录，2再折算出其中的合碳量，就是总有机碳TOC值.测定时间仅需几分钟。(5) 有机氮：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。若使有机氮在有氧的条件下进行生物氧化,可逐步分解为NH3、 NH4+、NO2、NO3-等形态，NH3、NH4+称为氨氮，NO2-称为亚硝酸氮,NO3-称为 硝酸氮，这几种形态的含量均可作为水质指标,分别代表有机氮转化为无机物的 各个不同阶段。总氮(TN)则是一个包括从有机氮到硝酸氮等全部含量的水质指 标。(6) PH值：是指水中氢离子浓度的大小，在数值上等于氢离子的负对数，
11、 即:PH=-lg H+=lg 1/ H+PH值是废水的重要水质指标之一。废水呈酸性或呈碱性，一般都是用PH值来 表示。当PH=7时，水呈中性；当PHV7时，水呈酸性；当PH7时，水呈碱性。PH 值的测定通常根据电化学原理采用玻璃电极法。(7) 溶解氧(DO) 溶解于水中的分子氧。一般以每升水所含氧的毫克数表示。水中溶解氧饱和含量与水温、大气压力和水的化学组成有密切关系。在一个大气压条件下，0C 的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14。6mg/L,在20C时则为9。1mg/L。 海水中溶解氧含量约为淡水的80%。溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的 物质溶解氧低于4 mg/L时，鱼类则难以
12、生存。当水源被有机物污染后，由于 好氧菌氧化有机物，从而消耗了水中的溶解氧，如果不能从空气中及时补充消 耗的氧，则水中溶解氧不断减少，甚至接近于零。此时厌氧菌就会大量繁殖,使 有机物腐败，水产生臭气。在静止的水中，水面的氧靠扩散作用进入水层,因此， 湖、塘水溶解氧含量与深度成反比。在流动的水中，湍流使氧迅速进入水中 湍流越大，氧溶解于水中的速度越快。2。3 生物指标作为水质的生物指标主要有细菌总数、大肠菌数、病原菌和病毒等。（1）细菌总数:细菌总数是指1毫升水中所含有各种细菌的总数。在水质分 析中，是把一定量水接种于琼脂培养基中，在37C条件下培养24小时后，数出 生长的细菌菌落数，然后计算出
13、每毫升水中所含的细菌数.（2）大肠菌数：大肠菌数是指1升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.3、污水处理污水处理就是采用各种技术与手段,将污水中所含的污染物质分离去除、回 收利用,或将其转化为无害物质，使水得到净化.现代污水处理技术按原理可分为物理处理法，化学处理法和生物化学处理法 三类。物理处理法：利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质。方法有： 筛滤法，沉淀法，上浮法,气浮法，过滤法和反渗透法等。化学处理法；利用化学反应的作用,分离回收污水中处于各种形态的污染物
14、质（包括悬浮物、溶解物及胶体等）.主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原 汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产污水。生物化学处理法：是利用微生物的代谢作用便污水中呈溶解、胶体状态的有 机污染物转化为稳定的无害物质.主要方法可分为两大类，即利用好氧微生物作 用的好氧法和利用厌氧微生物作用的厌氧法。前者广泛用于处理城市污水及有 机性生产污水，其中有活性污泥法和生物膜法两种；后者多用于处理高浓度有 机污水与污水处理过程中产生的污泥。城市污水与生产污水中的污染物是多种多样的，往往需要采用几种方法的组 合,才能去除不同性质的污染物与污泥，达到净化的目的。现代污水处理技术，按处理程
15、度划分，可分为一级、二级和三级处理。一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的同体污染物质，物理处理法大部分 只能完成一级处理的要求经过一级处理后的污水，BOD一般只去除30%左右，达 不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理。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（即BOD,COD）, 去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准的要求.三级处理,是在一级、二级处理后,进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能 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、离子交换法和电渗析法等三级处理也常叫做深度 处理。4、活性污泥法的基本原理：4
16、.1活性污泥的组成：在活性污泥法中起主要作用的是活性污泥，活性污泥是由具有活性的微生 物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上不能为生物所降解的有机物 和无机物组成，其中微生物是活性污泥的主要组成部分。活性污泥微生物又是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等多种微生物群体 相结合所组成的一个生态系。细菌是活性污泥在组成和净化功能上的中心 ,是微生物的最主要成分,污水中有机物的性质决定那些种属的细菌占优势，含蛋白质的污水有利于产碱杆菌 属和芽孢杆菌属,而醣类污水或烃类污水则有利于假单孢菌属。在一定的能量水 平（即细菌的活动能力）下，大部分细菌构成了活性污泥的絮凝体，并形成菌 胶团，具有良好的自身凝聚和沉淀性能
