第十一章废污水处理

学习内容第一章相关知识第二章化学基础知识第三章水质分析第四章水系统概况第五章原水预处理第六章水的预脱盐第七章锅炉补给水处理第八章锅内水处理及水汽监督第九章凝结水精处理第十章循环水处理第十一章废污水处理第十二章制氢站第十一章废污水处理水资源短缺和水体污染的需要第一节工业废水处理第二节含油污水处理第三节生活污水处理第一节工业废水处理电厂排放废水可分为经常性排水和非经常性排水。经常性排水包括锅炉补给水处理室排水、凝结水处理室排水、经扩容后的锅炉排污水、试验室排水和其它杂排水。非经常性排水包括锅炉酸洗排水、空预器、省煤器等的清洗排水、锅炉停炉保养的清洗水。1.水质污染指标：（1）生化需氧量（BOD）表示在有氧条件下，耗氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量，常用单位为mg/l。污水和水体中有机物的成分比较复杂，一般常用生化需氧量来间接表示有机物的含量。生化需氧量测定的标准度一般为20℃。在此温度下，好氧微生物氧化分解一般有机物（将其转化为CO2、H2O、NH3）的过程需要20天左右时间。为了缩短测定时间，又使测定值具有一定的代表性，通常以5天作为测定的标准时间，用BOD5表示。（2）化学需氧量（COD）表示用化学氧化剂氧化单位体积水所消耗的氧量，通常单位为mg/l。根据所用氧化剂的不同，可分为重铬酸钾法和高锰酸钾法两种。化学需氧量越高，表示水中有机物污染越严重。（3）溶解氧（DO）指溶解于水中分子态的氧，常温下水中溶解氧达到饱和时其浓度大约为8～14mg/l，水中的溶解氧是维持良好的水质感官性状和水体自净作用的条件。（4）悬浮物（SS）是不能通过过滤器（滤纸或滤膜）的固体物质。2.水质污染处理（1）去除COD在锅炉进行化学清洗时，为了防止清洗剂对锅炉金属的腐蚀而加入0.2～0.3%的有机抑制剂，从而使清洗废水中COD的含量高达数万mg/l，除去这种COD的方法通常是加入氧化剂CaOCl2进行分解。N2H4+2CaOCl2→2CaCl2+N2+2H2O2NH2OH+CaOCl2→CaCl2+N2+3H2O（2）钝化废水的处理由钝化产生的废水也不应直接排放，而应作相应处理。如当采用NaNO2钝化时，pH低于5.0时可分解出有毒气体NO2和NO，反应式如下：NaNO2+HCl→NaCl+HNO22HNO2→H2O+NO2+NO处理亚硝酸钠废水，可采用酸性尿素法，其化学反应为：NaNO2+HCl→NaCl+HNO2CO（NH2）2+2HNO2→2N2↑+CO2↑+3H2O2HNO2→H2O+NO2↑+NO当采用N2H4钝化时，采用NaOCl分解法，反应式为：N2H4+2NaOCl→2NaCl+N2+2H2O（3）有机酸废水的处理.当用有机酸进行清洗时，所产生的有机酸废水采用焚烧法。由于焚烧法不需要化学药剂和设备，也不存在对处理后的废渣进行处置，而且具有安全、可靠、经济等优点，所以它已成为处理有机废水的一种有效方法。这种处理方法是先将有机废水的pH调到8～9，然后通过焚烧泵与喷嘴把废水注入炉内焚烧。废水中有机物在1000℃以上的炉内，会立刻分解成无害的CO2和水蒸汽，而与有机物络合的重金属则变成简单的氧化物，这些金属氧化物90%以上留在炉内，并通过除灰系统一起排出炉外，剩余的10%左右随炉烟排入大气。焚烧的效果与喷嘴雾化性能有关，为了防止水冷壁腐蚀，应防止废酸喷到水冷壁上。（4）停炉保护废水的处理。停炉保护法采用联胺或氨和联胺满水保护法，这样锅炉启动时，就排出含有大量含氨和联胺的停炉保护废水，处理这种废水常采用氧化法，所用氧化剂为CaOCl2和液态氨。化学反应为：CaOCl2+2NH3+H2O→Ca（OH）2+2NH4ClN2H4+2CaOCl2→2CaCl2+N2+2H2O第二节含油污水处理含油污水常采用浮力浮上法处理，就是借助水的浮力使废水中相对密度小于或接近于1的液体污染物（油类）浮在水面上而排掉的处理工艺。一根据污染物的性质和处理原理的不同，浮力浮上法又分为自然浮上法、气泡浮上法和药剂浮选法。1.自然浮上法是利用油与水之间的密度差，让其浮升到水面并加以除去的方法。它分离的对象是水中直径较大的可浮油粒，将这种处理工艺称为隔油，相应设施称为隔油池。2.气泡浮上法简称气浮，它是利用高度分散的小气泡作为载体去粘附废水中油粒，并使其随气泡浮升到水面而加以除去的方法，它分离的对象是乳化油。3.药剂浮选法是在废水中投加浮选剂，选择地将亲水性油粒转变为疏水性，然后再附着在小气泡上，并上升到水面除去，它分离的对象是亲水性油粒。二含油污水处理中主要设备1.隔油池隔油池主要用于除去可浮油。（粒径一般不小于60～100μm）。平流式隔油池工艺流程是：废水首先进入配水室，通过布水孔板上的小孔从挡板下面进入池内。在废水向前流动过程中，可浮油上升到水面，而相对密度大于1.0的重质油和悬浮固体则沉向池底，澄清水流经出水室排出。上升到水面的油珠被回转连带式刮油机推至集油箱排出，同时将池底的沉渣刮到漏斗，通过排渣管排出。2.气浮池气浮法按气泡产生的方式不同，分为气气浮、溶气气浮和电解气浮，溶气气浮净化效果高，得到广泛应用。溶气气浮是使空气在一定压力作用下溶解于水中，并达到饱和状态，然后再突然使溶气水减到常压，这时溶解于水中的空气，便以微小气泡的形式从水中逸出，并进行气浮过程的方法。溶气气浮形成的气泡很小。根据气泡从水中析出时所处压力不同，溶气气浮又可分为加压溶气气浮和溶气真空气浮。前者空气在加压条件下溶于水中，而在常压下析出；后者是在常压或加压条件下溶于水中，在负压条件先析出。加压溶气气浮是目前常用的气浮方法。原水经投加混凝剂后进行反应，絮凝后的水自底部进入气浮池的接触室，与溶气释放器释放的微气泡相遇，絮粒与气泡粘附在气浮分离室进行渣水分离。浮渣布于池面，定期刮入排渣槽；清水由集水管引出，其中部分清水经回流水泵加压，进入压力溶气罐，与此同时空压机亦将空气压入压力溶气罐，在溶气罐内完成溶气过程，并由溶气水管将溶气水输往溶气释放器供气浮用。3.过滤器设备采用焦炭、活性炭作为吸附剂的过滤器，它兼有吸附和较好的过滤作用。在废水处理中吸附操作分静态的间歇和连续操作两种。静态操作很少采用，适于处理小流量废水。粒状活性炭或其它吸附剂构成的过滤器的动态连续吸附操作应用普遍，在废水处理中这种操作常采用的设备有固定床、移动床和流动床三种。饱和后吸附剂用某种方法将被吸附的物质除去，吸附剂本身的结构不会发生变化的过程称为吸附剂的再生。再生后的吸附剂可重复使用。以活性炭为例。主要是去除微量难溶解的有机物及某些微量重金属，其再生方法有加热再生、化学氧化再生、溶剂解吸再生和生物再生等。这里主要介绍化学再生和溶剂再生。（1）化学再生这是利用被吸附于活性炭上的分子的化学形式变化而引起的其被吸附性的变化来完成再生的。例如，酚在中性和酸性条件下被活性炭有效地吸附，但是在碱性条件下酚分子被转化成酚盐离子，而它只能被活性炭少量地吸附。因此有可能设计这样地处理系统，即在中性和酸性条件下从溶液中吸附除去酚，而在碱性条件下以酚盐的形式从吸附剂上解吸和回收酚。如果被解吸的化合物易于挥发，如苯则可用热的气或蒸汽将吸附于炭上的物质转变成气体形式而予以回收。（2）溶剂再生这是利用某些被吸附的化合物在水中和其它溶剂中溶解度的不同来完成再生的。对活性炭有高度亲合力而在水中有低溶解度的被吸附物质，能被活性炭有效地从水中吸附，将失效的吸附剂排至水中并通过溶剂乙醇与其接触，其中具有高度溶解性的被吸附物质就会从炭上解吸下来而溶于萃取的溶剂中，从而完成活性炭的再生。最后可用蒸汽通过活性炭床以清除残余的挥发性溶剂，为下一周的运行做好准备。第三节生活污水处理生物处理法按参与作用的微生物种类和供氧情况，可分为需氧法和厌氧法。需氧法比较适用于处理较低浓度的污水，而厌氧法适用于处理污泥和较高浓度的污水。需氧生物处理法：是在有氧气存在时，利用需氧微生物的作用，将废水中复杂的有机物进行分解。反应如下：微生物细胞+有机物质+O2→CO2+H2O+NH3+较多的细胞硝化细菌+NH3+O2→NO3+H2O+较多硝化细菌（经过NO2）好氧生物处理法主要有活性污泥法和生物膜法。二地埋式生活污水处理1.原理生活污水处理主要是除去水中有机物，一般采用接触氧化法，其生化原理为：污水中的微生物、细菌等，在有氧的条件下，借助于氧菌和厌氧菌的吸收作用，分解氧化污水中不稳定的有机物，使之转化成微稳定的无机物，细菌还可以把另一部分有机物转化为生物体所必须的营养物，合成原生质或细胞物质（即生物膜的培养过程），可吞噬污水中的有机物，使污水得到净化。