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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湖南有色金属研究设计院第一第一章章 概述概述污水分类 人们在日常生活和生产中需要用大量的水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这些水在使用过程中 , 受到了不同程度的污染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改变了原有的化学成分和物理性质 , 故将其称故将其称为污水。为污水。 污水按其来源可分为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；未经处理而排放的工业废水； 未经处理而排放的生活污水；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；大量使
2、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；堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾； 水土流失；水土流失； 矿山污水矿山污水 生活污水是指居民在日常生活中排出生活污水是指居民在日常生活中排出的的废水废水。主要来源于主要来源于居住建筑和公共建筑 , , 例如例如 , , 住宅、住宅、机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业机关、学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生间等。卫生间等。 生活污水中含有大量的生活污水中含有大量的有机物 ( (如蛋白质、碳如蛋白质、碳水化合物、脂肪、尿素、氨氮等水化合物、脂肪、尿素、氨氮等) ) 和大量的和大量的病原微生物( (如寄生虫卵和肠道传染
3、病毒等如寄生虫卵和肠道传染病毒等) )。存在于存在于生活污水中的有机物极不稳定生活污水中的有机物极不稳定，容易腐化而产生恶臭。因此因此, ,生活污水在排放前生活污水在排放前, ,需要进行处理。需要进行处理。生活污水生活污水生活污水 主要来自家庭、商业、学主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他机排水、沐浴排水及其他排水等。排水等。 生活污水中生活污水中99.9%是水，固体物不到是水，固体物不到0.1% 大量合成洗涤剂大量合成洗涤剂 水污染危害水污染危害 (1)
4、危害人的健康危害人的健康(2)对工农业生产的危害对工农业生产的危害(3)水的富营养化的危害水的富营养化的危害水污染现状图片水污染现状图片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的性质与水质指标污水污水物理性质物理性质的主要指标是的主要指标是 : :水温水温 ; ; 色度色度 ; ; 臭味臭味 ; ; 固体含量固体含量污水污水化学化学性质性质的主要指标的主要指标是：是：酸碱度酸碱度; ; 氮磷氮磷 ; ; 重重金属离子金属离子 ; ; 无机有毒物质等无机有毒物质等污水污水生物生物性质性质的主要指标的主要指标是：是： 大肠菌群数大肠菌群数; ; 病毒病毒 ; ; 细菌总数细菌总数 （1
5、 1）水温（）水温（TemperatureTemperature）相对稳定，一般为相对稳定，一般为10-20；冬季水温高于气温，夏季水温低于气温；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。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污水水温的突然变化工业废水排放造成，工业废水排放造成，大量雨水的排入将明显降
6、低污水的温度。大量雨水的排入将明显降低污水的温度。（2 2）颜色（）颜色（colorcolor）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 3）气味（）气味（odorodor）新鲜的生活污水含有不愉快的霉味（陈腐味）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。污水，如硝基苯有特殊香味。臭
7、鸡蛋味说明有硫化氢存在。臭鸡蛋味说明有硫化氢存在。（4 4）固体含量）固体含量按形态分：悬浮、胶体、溶解按形态分：悬浮、胶体、溶解按性质分：无机物、有机物、生物体按性质分：无机物、有机物、生物体总固体含量（总固体含量（TS）、悬浮固体（）、悬浮固体（SS）、溶解固体）、溶解固体（DS）污水性质及污染指标污水性质及污染指标化学性质及指标化学性质及指标指标内容指标内容 酸碱度酸碱度、COD、BOD、TN、KN、NH3-N、TP等等（1 1）酸碱度）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
8、理化性质，对工业、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 2）化学需氧量（）化学需氧量（Chemical oxygen demand Chemical oxygen demand 简称简称CODCOD）化学需氧量是指将污水置于酸性条件下，以重铬酸钾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（）或高锰酸钾（KMnO4）为氧化剂，氧化）为氧化剂，氧化水中的还原性物质（氧化为水中的还
9、原性物质（氧化为CO2、H2O）所消耗氧化）所消耗氧化剂的量，结果折算成氧的量（以剂的量，结果折算成氧的量（以mg/L计）。计）。 水中还原水中还原性物质包括有机物和亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无性物质包括有机物和亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物。机物。城市污水的城市污水的COD大于大于BOD5，两者之差大致为难于生，两者之差大致为难于生物降解的有机物量。在城市污水处理分析中，物降解的有机物量。在城市污水处理分析中，BOD5/COD的比值作为可生化性指标。当的比值作为可生化性指标。当BOD5/COD0.3时，可生化性较好，适宜采用生化处时，可生化性较好，适宜采用生化处理工艺。理工艺。（3）生化需
10、氧量（Biochemical oxygen demand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。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完全的生化需氧量测定需要历时100天以上，实
11、际上采天以上，实际上采用用20下下20天的生化需氧量天的生化需氧量BOD20为代表。生产应用为代表。生产应用时时20天过长，通常以在天过长，通常以在20 5日内所消耗的溶解氧量日内所消耗的溶解氧量（mg/L）为标准，作为衡量污水中可生物降解有机物）为标准，作为衡量污水中可生物降解有机物的浓度指标，记为的浓度指标，记为BOD5（4 4）总磷）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。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；有机磷和无机磷之和；无机磷包括无机磷包括：正磷酸
12、盐（：正磷酸盐（PO43-）、偏磷酸盐（）、偏磷酸盐（ PO43- ）、）、 磷酸氢盐（磷酸氢盐（ HPO42- ）、磷酸二氢盐（）、磷酸二氢盐（ H2PO4- ）等；）等； 有机磷包括：有机磷包括：葡萄糖葡萄糖-6-磷酸、磷酸、2-磷酸磷酸-甘油酸、磷肌甘油酸、磷肌酸等酸等污水污水性质及污染指标性质及污染指标TN 即水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸即水中有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮之和；盐氮之和；KN 即凯氏氮，为有机氮和氨氮之和；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污水中存在的游离氨和离子状态的铵盐之和；盐之和；3 3、生物、生物性质的主要指标
13、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环境中常用名词简介污泥负荷污泥负荷 有效水力停留时间有效水力停留时间 （HRT）污泥沉降比污泥沉降比(SV) 污泥体积指数污泥体积指数(SVI) 污泥浓度污泥浓度
14、(MLSS) 环境中常用名词简介环境中常用名词简介污泥负荷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。单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。单位单位kgCOD(BOD)/(kg污泥污泥.d) 有效水力停留时间有效水力停留时间 hydraulic retention time （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。物反应器内微生物作用的平均反应时间
15、。环境中常用名词简介环境中常用名词简介污泥沉降比污泥沉降比(SV) 污泥体积指数污泥体积指数(SVI) 污泥沉降比：是指曝气池中混合液沉淀污泥沉降比：是指曝气池中混合液沉淀30min后，沉后，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泥都是沉淀30min后，一般可接近最大的密度，所以以后，一般可接近最大的密度，所以以30min作为测定作为测定SV的标准时间。的标准时间。 污泥体积指数：简称污泥指数（污泥体积指数：简称污泥指数（SI），指曝气池混合液经），指曝气池混合液经30min沉淀后沉淀后1g干污泥所占的湿污泥体积（以干污泥所
16、占的湿污泥体积（以ml计）计）SVI可用下式表示：可用下式表示： SVI(mL/g)=SV(mL/L)/MLSS(g/L)环境中常用名词简介环境中常用名词简介污泥浓度污泥浓度(MLSS) 指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量，常用的重量，常用MLSS表示。其单位常用表示。其单位常用“g/L”或或“mg/L”。 它的大小和曝气池容积成反比；它的大小和曝气池容积成反比；污水处理一级处理污水处理一级处理一一级级处处理理即即物物理理处处理理法法是是通通过过物物理理作作用用分分离离、回回收收废废水水中中不不溶溶解解的的悬悬浮浮状状态态污污染染物物( (包包括括油
17、油膜膜和和油油珠珠) )的的方方法法，可可分分为为重重力力分分离离法法、离离心心分分离离法法和和筛筛滤滤截截留留法法等等。属属于于重重力力分分离离法法的的处处理理单单元元有有沉沉淀淀、上浮上浮( (气浮气浮) )等；等；处处理理设设备备有有格格栅栅、沉沉砂砂池池、沉沉淀淀池池、隔隔油油池池、气气浮浮池池及及其其附附属属装装置等。置等。提升泵房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水处理流程过程中流过 ，从而达到污水的净化。，从而达到污水的净化。 格栅格栅格栅格栅格栅：是截流污水中粗大污物的处理设施，由一组平行的金
18、属棒或栅条组成的框架组成。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 沉砂池沉砂池沉砂池是将污水中可沉降的固体物质在重力的作用下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。物称为沉淀池。 沉砂池主要用于去除污水中粒径大于沉砂池主要用于去除污水中粒径大于 0.2mm，密度，密度 2.65t/m的砂
19、粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和的砂粒，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。沉砂池主要有平流沉砂机悬浮颗粒则随水流带起立。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。旋流沉砂池。 曝气沉砂池曝气沉砂池旋流沉砂池旋流沉砂池旋流沉砂池旋流沉砂池污水处理二级处理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
20、染物质（主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BODBOD，CODCOD），），去除率可达去除率可达80%80%以上，使有机污染物达到排放标准。以上，使有机污染物达到排放标准。 污水处理三级处理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。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目前常用的污水处理工艺A/OA/O生物脱氮
21、工艺生物脱氮工艺A/OA/O生物脱磷工艺生物脱磷工艺 厌氧厌氧缺氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺好氧生物脱氮除磷工艺(A2/O(A2/O工艺工艺) ) 吸附吸附- -生物降解活性污泥法（生物降解活性污泥法（ABAB工艺）工艺） 间歇式活性污泥法间歇式活性污泥法(SBR) (SBR) 氧化沟工艺氧化沟工艺 反硝化反硝化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，特点氧化沟工艺氧化沟工艺氧氧化化沟沟又又称称“循循环环曝曝气气池池”，污污水水和和活活性性污污泥泥的的混混合合液液在在环环状状曝曝气气渠渠道道中中循循环环流流动动，是是活活性性污污
22、泥泥法法的的一一种种变变形形。外外形形呈呈封封闭闭环环状状沟沟，其其特特点点是是混混合合液液在在沟沟内内不不中中断断地地循循环环流流动动，形形成成厌厌氧氧、缺缺氧氧和和好好氧氧段段，且且将将传传统的鼓风曝气改为表面机械曝气。统的鼓风曝气改为表面机械曝气。 常常见见的的形形式式有有卡卡鲁鲁塞塞尔尔式式（carrouselcarrousel）、三三沟沟式式和和奥奥尔伯式（尔伯式（orbalorbal）。）。 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，特点卡鲁塞尔式卡鲁塞尔式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
23、水处理工艺，特点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（奥尔伯式（orbalorbal）。）。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，特点三沟式三沟式沉淀池沉淀池 应用沉淀作用去除悬浮物的构筑物。应用沉淀作用去除悬浮物的构筑物。种类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 辐流式沉淀池辐流式沉淀池辐流式沉淀池辐流式沉淀池二沉池二沉池消毒技术消毒技术常用的消毒处理方法一般有如下几类
24、：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氯消毒氯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。 受pH的影响比较小，故在pH
25、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（二氧化氯（ClOClO2 2）氯酸钠与浓盐酸反应法氯酸钠与浓盐酸反应法目前，普遍采用氯酸钠（目前，普遍采用氯酸钠（NaClO3）氧化浓盐酸的制备方法，）氧化浓盐酸的制备方法，化学反应方程式为：化学反应方程式为：2NaClO34HCl（浓）（浓）=2NaClCl22ClO22H2O。工业原料：氯酸钠（工业一级品含量工业原料：氯酸钠（工业一级品含量99.95%）盐酸（工业合成一）盐酸（工业合成一级品，浓度级品，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
26、体积浓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，会发生爆炸。因此，在实际应用中，二氧化氯须有机质相接触，会发生爆炸。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，现场使用避光保存，一般情况下，现场制备，现场使用 二氧化氯发生器二氧化氯发生器紫外线紫外线紫外线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臭氧消毒臭氧消毒臭氧消毒效果好，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污水处理常用化学试剂简介聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAM）氢氧化钠（氢氧化钠（NaOH） 盐盐 酸（酸（HCl） 氯酸钠（氯酸钠（NaClO3 ）
