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1、污水水处理工理工艺流程及分析工程流程及分析工程检测1a氮肥废水排放现状氮肥企业作为国家工业开展的一个大行业，其污染物负荷排在化工各行业前面，其中废水排放负荷位居化工行业之首，其中氨氮、氰化物的排放总量在全国各工业行业位居第一位。近几年由于氮肥行业的不断开展，氮肥行业对环境的污染更加严重；据统计，化肥企业的废水排放量约占整个化工企业废水排放量的43，可见，氮肥企业污染的广度和深度都远远超过其他工业企业。2a氮肥生氮肥生产简单工工艺流程流程3a生生产中中废水种水种类及特点及特点氮肥生产过程中主要有以下几种废水：造气废水:包括半水煤气洗气箱、洗气塔排放的洗涤水和电除尘的洗涤水。造气废水的特点是水量大
2、，水温高，废水中主要污染物为COD、挥发酚、氰化物、硫化物、NH3一N、油等，是合成氨生产系统的主要废水污染源。假设直接外排，不仅造成地表水环境污染，而且将不可防止地带来水资源的浪费。脱硫废水：主要产生于半水煤气夹带和脱硫液再生后熔硫过程中产生的脱硫废液，其杂质多、含有硫泡沫及焦油、沉淀物黏性大、水质差。其主要污染物为碱性物质、盐类、SS、COD等;锅炉废水：为锅炉排污水和用水膜除尘的除尘水，污水中含有Na2CO3、盐类、SS、COD等物质。4a废废水水水水质质及排放及排放标标准准废水水质及排放标准?合成氨工业水污染物排放标准?GB13458-2001表1进水水质及排放标准5a污水水处理方法介
3、理方法介绍污水处理流程主要包括：1)去除粗大颗粒悬漂浮物：格栅和筛网；2)去除大颗粒沉淀物：沉砂池；3)脱除油脂和漂浮物：除油池、浮选池，带隔油设备的沉淀池或沉砂池；4)去除细微悬浮物：沉淀池、浮选池、化学絮凝沉淀、砂滤池；5)去除溶解、半溶解和极细微的有机物以及特殊的无机物：各种生物处理设施、物理处理设施或化学处理设施6a氨氮废水处理方法氨氮氨氮废废水水吹脱、汽提法吹脱、汽提法折点折点氯氯化法化法催化湿式催化湿式氧化法氧化法生物脱氮法生物脱氮法化学沉淀法化学沉淀法化肥厂废水中的主要超标污染物指标为氨氮、硫化物和总氰化物，污水可生化性较差。氨氮引起水体富营养化，如何有效去除化肥工业废水中的氨氮
4、已成当今废水处理中的一个重要问题.7a处理方法介理方法介绍1 1、生物脱氮法、生物脱氮法生物脱氮通常包括生物硝化和生物反硝化。NH4+ +2O2NO3- -+2H+ +H2O反硝化就是在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，将NO3-和NO2-复原为N2的过程。其过程的电子供体是各种碳源，假设以甲醇作碳源为例，其反响式为：生物硝化是在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。总的反响式为：NO3- -+2CH3OH6NO2- -+2CO2+4H2O6NO2- -+CH3OH3N2+3CO2+3H2O+6OH- -8a处理方法介理方法介绍2 2、吹脱、汽气提法、吹
5、脱、汽气提法 吹脱、汽提法：将气体通入水中，使气水相互充分吹脱、汽提法：将气体通入水中，使气水相互充分接触，接触， 使水中溶解气体和使水中溶解气体和挥发挥发性溶性溶质质穿穿过过气液界面，气液界面， 向向气相气相转转移，移， 从而到达脱除从而到达脱除污污染物的目的。常用空气或水染物的目的。常用空气或水蒸气作蒸气作载载气，气， 前者称前者称为为吹脱，吹脱， 后者称后者称为为汽提。汽提。 氨吹脱、氨吹脱、 汽提是一个汽提是一个传质过传质过程，程， 即在碱性情况下，即在碱性情况下， 使使废废水与空气密切接触从而降低水与空气密切接触从而降低废废水中氨水中氨浓浓度的度的过过程，推程，推动动力来自空气中氨的
6、分力来自空气中氨的分压压与与废废水中氨水中氨浓浓度相当的平衡分度相当的平衡分压压之之间间的差。的差。9a处理方法介理方法介绍3 3、化学沉淀法、化学沉淀法 化学沉淀法：化学沉淀法：经经研究，沉淀研究，沉淀剂剂最好使用最好使用H3PO4 H3PO4 和和MgO MgO 。 根本原理：向根本原理：向NH4+NH4+废废水中投加水中投加Mg2+ Mg2+ 和和PO43-PO43-，使之，使之和和NH4+NH4+生成生成难难溶复溶复盐盐MgNH4PO46H2O MgNH4PO46H2O 简简称称MAPMAP结结晶，再晶，再通通过过重力沉淀使重力沉淀使MAPMAP从从废废水中水中别别离。离。这样这样可以
7、防止往可以防止往废废水中水中带带入其它有害离子，而且入其它有害离子，而且MgOMgO还还起到了一定程度的起到了一定程度的中和中和 的作用，的作用， 节约节约了碱的用量。了碱的用量。10a处理方法介理方法介绍4 4、折点加、折点加氯氯法法折点折点氯氯化法：投加化法：投加过过量的量的氯氯或次或次氯氯酸酸钠钠，使，使废废水中氨完全水中氨完全氧化氧化为为N2N2的方法。其反响可表示的方法。其反响可表示为为当当氯氯气通入气通入废废水中到达某一点，在水中到达某一点，在该该点点时时水中游离水中游离氯氯含量含量最低，最低， 而氨的而氨的浓浓度降度降为为零。当零。当Cl2Cl2通入量超通入量超过该过该点点时时，
8、 水水中的游离中的游离氯氯就会增多。因此，就会增多。因此， 该该点点为为折点。折点。11a5 5、催化湿式氧化法、催化湿式氧化法 催化湿式氧化法：催化湿式氧化法是催化湿式氧化法：催化湿式氧化法是 20 20世世纪纪 80 80年年代国代国际际上开展起来的一种治理上开展起来的一种治理废废水的新技水的新技术术。在一定温。在一定温度、度、 压压力条件下力条件下, , 在催化在催化剂剂作用下作用下, ,经经空气氧化空气氧化, , 可使可使污污水中的有机物和氨分水中的有机物和氨分别别氧化分解成氧化分解成 CO2, N2 CO2, N2和和 H2O H2O等无等无害物害物质质，从而到达，从而到达净净化化废
9、废水的目的。水的目的。处理方法介理方法介绍12a污水水处理分析工程理分析工程组成成一、污水处理中的水质质量控制指标1、什么是BOD5？BOD5即生化需氧量，指在指定的温度和指定的时间段内，微生物在分解、氧化水中有机物过程中所需要的氧的数量。微生物的耗氧分解速度开始很快，约至5天后就能到达完全分解的70%左右，因此在实际操作中常用5天生化需氧量来衡量污水中有机污染物的浓度。压差法，在培养瓶中样品用氧饱和，保证足够的溶解氧，样品中的有机物经过生物氧化作用，转变为氮、碳、硫的氧化物，二氧化碳唯一从水中逸出气体，用氢氧化钠吸收，因此经密封后瓶中空气、压力减少的量，相当于微生物所消耗的溶解氧量，BOD5
10、值，与瓶中样品上方空气压力减少程度成正比，可由空气压力减少值来测定。13a污水水处理分析工程理分析工程组成成2、什么是CODcr？CODcr即化学需氧量，它是指用强氧化剂氧使被测污水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧气量，单位为mg/l。常用的氧化剂为重铬酸钾K2Cr2O7，CODcr不仅氧化污水中的有机物，而且对局部无机物如：Fe2+、S2-等也有氧化作用，另外，污水中Cl-也会消耗一局部氧化剂，因此造成测定时CODcr数值偏高。重铬酸钾法，在强酸硫酸溶液中以银盐作催化剂硫酸银一定量的重铬酸钾氧化水中的复原物质，过量的重铬酸钾以试铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。需要指出：城市生活污水的CO
11、D一般大于BOD，两者的差值可反映废水中存在难以被微生物降解的有机物。在城市生活污水分析中，常用BOD/COD的比值来分析污水的可生化性，可生化性好的生活污水的BOD/COD0.3,小于此值的污水应考虑生物技术以外的污水处理技术。14a污水水处理分析工程理分析工程组成成5、什么是高锰酸钾指数？用高锰酸钾作为氧化剂测得的化学需氧量称为高锰酸钾指数，简写为CODMn或OC,单位为mg/L。高锰酸钾的氧化能力比重铬酸钾要弱，同一水样的CODMn一般都低于其CODcr。CODMn只能表示水中容易氧化的有机物或无机物。所以一般用CODcr作为控制有机物污染的综合指标。但由于CODMn测定简单、迅速。所以
12、，对较清洁的地表水进行污染评价时，仍使用CODMn。15a污水水处理分析工程理分析工程组成成3、什么是SS？SS即悬浮物，SS包括了漂上水面的漂浮物，多为油脂、木屑、果核等；悬于水中的悬浮物如奶、浮化油等，而沉于底部的沉淀物如砂、泥、石、纸、布、食物质等。SS是将污水过滤，把滞留在过滤材料上的物质，通过烘干、称重测得。另外，还要强调几个关于固体物质的概念：1总固体TS：TS是指单位体积的水样，在103105OC蒸发干后，残留物质的重量。2溶解性固体DS废水经过滤器过滤后即可将TS分成两局部，被过滤器截留的固体称为悬浮固体SS，通过过滤器进入滤液中的固体称为溶解性固体DS。3挥发性固体VS和非挥
13、发性固体FS将水样中的固体物置于马福炉内，于650OC灼烧一小时，固体中的有机物即被气化挥发，此时为挥发性固体VS；残剩的固体即为非挥发性固体FS，后者大体是砂、石、无机盐等类无机组分。需要指出，废水中的TS、SS、DS皆可用这一方法进一步分成VS和FS两局部。16a污水水处理分析工程理分析工程组成成4、含氮化合物氨氮、TN、TKN、NOX-N有机氮：主要指蛋白质和尿素；氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水；总氮TN：一切含氮化合物以N计量的总称；凯式氮TKN:TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。氨氮测定酸碱滴定法，调节水样PH在6.0
14、7.4，参加氧化镁使呈微碱性，加热蒸馏，释放出氨被硼酸溶液吸收，以甲基红-亚甲蓝为指示剂，用硫酸标准滴定溶液滴定馏出液中的氨。氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中氮有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，四者之间通过生物化学作用可以相互转化，测定各种形态含氮化合物，有助于评价水体被污染和自净状况。水中的氨氮是指以游离氨和离子氨形式存在的氮，两者的组成比决定于水的pH值。氨氮含量较高时，消耗水体中溶解氧，促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水花、赤潮，引起鱼类死亡，水质迅速恶化。17a污水水处理分析工程理分析工程组成成6.总需氧量TOD总需氧量是指水中能被氧化的物质
15、，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以O2的mg/L表示。用TOD测定仪测定TOD的原理是将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入含氧浓度的载气(氮气)作为原料气，那么水样中的复原性物质在900下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量，便可求得水样的总需氧量值。TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成CO2、H2O、NO2、SO2等所需要的氧量。它比BOD、COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。18a污水水处理分析工程理分析工程组成成7.含磷化合物TP等无机磷：磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐；聚合磷酸盐：焦磷酸盐、三磷酸盐、三
16、磷酸氢盐总磷TP：一切含磷化合物以P计量的总称；正磷酸盐-分光光度法，酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑钾，生成磷钼杂多酸，被抗坏血酸复原为磷钼蓝，于710nm处测定。磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素，磷主要来自人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。磷促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，水质迅速恶化，危害水产资源19a污水水处理分析工程理分析工程组成成8.挥发酚挥发酚：根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。常根据酚的沸点、挥发性和能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。通常认为沸点在230以下为挥发酚，一般为一元酚
17、；沸点在230以上为不挥发酚。苯酚、甲酚、二甲酚均为挥发酚，二元酚、多元酚属不挥发酚。酚类为原生质毒，属高毒物质,人体摄入一定量会出现急性中毒病症;20a污水水处理分析工程理分析工程组成成8.挥发酚挥发酚：根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。常根据酚的沸点、挥发性和能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。通常认为沸点在230以下为挥发酚，一般为一元酚；沸点在230以上为不挥发酚。苯酚、甲酚、二甲酚均为挥发酚，二元酚、多元酚属不挥发酚。测定方法：分光光度法，酚类化合物于PH=10的介质，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反响，生成橙红色的安替比林染料，其水溶液在510nm波
18、长处测定。酚类为原生质毒，属高毒物质,人体摄入一定量会出现急性中毒病症;21a污水水处理分析工程理分析工程组成成9.氰化物水中氰化物分为简单氰化物和络合氰化物，存在CN及HCN，属于剧毒物质。测定方法：硝酸银滴定法，水样中参加磷酸和EDTA，在PH2条件下，利用金属离子与EDTA络合能力比氰离子强的特点使络合氰化物解离出氰离子，以氰化氢形式蒸馏出来，经氢氧化钠吸收，用硝酸银标准液滴定，过量的银离子与试银灵指示剂反响，溶液由黄色变为橙红色，即为终点。22a分析单位换算ppmpartpermillion，即百万分之一，是一个无量纲量，如果相知道ppm是何种含义，还需了解是体积比还是质量比或重量比。
19、1ppm=1000ppb、1ppb=1000ppt1ppm=10-6=一百万分之一1ppb=10-9=十亿分之一1ppt=10-12=万亿分之一1、质量浓度：ppm即：mg/L毫克/升、ppb即：ug/L微克/升ppt即：ng/L纳克/升2、体积浓度体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积数立方厘米或ml/m3来表示。常用的表示方法是ppm，即1ppm=1立方厘米/立方米=10-6。3、重量比：1ppm=1mg/kg、1ppb=1ug/kg23a课后习题1、氮肥厂污水处理主要处理物是氨氮。2、SS代表悬浮物，TS代表总固体，DS代表溶解性固体，VS代表挥发性固体，FS代表非挥发性固体。3、污水中氮有哪4种有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。4、1ppm=10-6=1mg/L质量浓度=1立方厘米/立方米体积浓度24a
