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天方生物工程有限公司污水处理站污水处理培训教程北京国环清华环境工程设计研究院第1页第一章总论1、概论在人们的日常生活中，盥洗、淋浴和洗涤等都要使用水，水被使用后便成为污水。现代城镇的住宅不仅利用卫生设备排除污水，而且随污水排走粪便和废弃物，特别是有机废弃物。因此生活污水含有大量有机物以及各种细菌、病毒等致病性微生物，也含有为植物生长所需要的氮、磷、钾等肥分，应当予以适当处理和利用。在工业企业中，几乎没有一种工业不用水。在总用水量中，工业用水量占有相当的比例。水经生产过程使用后，绝大部分成为废水。工业废水有的被热所污染，有的则挟带着大量的污染杂质，如酚、氰、砷、有机农药、各种重金属盐类、放射性元素和某些相当稳定生物难于降解的有机合成化学物质，甚至还可能含有某些致癌物质等。这些物质多数既是有害和有毒的，但也是有用的，必须妥善处理或回收利用。城市雨水和冰雪融水也需要及时排除，否则将积水为害，妨碍交通，甚至危及人们的生产和日常生活。在人们生产和生活中产生的大量污水，如不加控制，任意直接排入水体（江、河、湖、海、地下水）或土壤，使水体或土壤受到污染，将破坏原有的自然环境，以致引起环境问题，甚至造成公害。因为污水中总是或多或少地含有某些有毒或有机物质，毒物过多将毒死水中或土壤中原有的生物，破坏其生态系统，甚至使水体成为“死水”，使土壤成为“不毛之地”。污染、土壤污染、环境卫生以及污物在作物中残留等问题的研究工作，重视城市污水回用作工业用水或杂用水（如厕所冲洗水、洗车水、洒水、消防用水、空调用水等）的问题，应有针对性地对城市污水资源化进行试验研究，化害为利，在解决水污染的同时，解决某些缺水地区水资源不足的问题。对城市污水处理所产生的污泥，应加强综合利用的研究，以解决污泥的最终处置和出路问题。应大力加强水质监测新技术、操作管理自动化和水处理设备标准化的研究工作。国外在环境监测中已开始采用中子活化、激光、声雷达等新技术进行自动监测，不仅污水厂的运转采用了计算机程序控制，还可在24h内随时提供完整的全厂运转记录。目前，我国在污水处理方面基本上还是人工操作，某些水处理专用机械、设备、仪器、仪表等还没有标准化和系列化，因而与国外相比差距颇大，在这方面还要作大量工作。应对无害无废水工艺、闭合循环和综合利用积极开展研究和推广工作。近年来，我国一些工业企业努力改革工艺，采用闭路循环流程，做到少排甚至不排废水，对必须排放的废水开展综合利用等方面已取得了一些成果，既控制了污染又为国家创造了财富、但有的在生产中还处于试用阶段，有待进一步推广。对工业企业废水的经济有效的综合利用及水重复利用率的提高，还有待进一步研究和探索。天方生物工程有限公司污水处理站污水处理培训教程北京国环清华环境工程设计研究院第2页2、常用术语2.1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、工业废水和降水三类。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、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。2.2城市污水城市污水是指排入城市排水管道中的生活污水和城镇生活区的工业污水，实际上是混合污水，这种污水随各种污水的混合比例和工业污水中污染物质的特殊而异，这类污水也需经处理后才能排放。城市污水组成如下（一）城市污水组成家庭污水（粪便、杂用污水）生活污水公共污水（公共场所污水）城市污水医院污水（经消毒予处理）工业废水（经予处理.去除重金属等）初雨径流天方生物工程有限公司污水处理站污水处理培训教程北京国环清华环境工程设计研究院第3页城市污水的水质，在主要方面具有生活污水的一切特征；但在不同城市，因工业的规模和性质不同，又同时受到工业废水的影响。2.3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。生化需氧量是指在温度、时间都一定的条件下，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或kg/m3。有机物生物降解的过程，可分为两个阶段。第一阶段，有机物在好氧微生物作用下被降解，转化为CO2、H2O和NH3，在自然条件下，一般10－20天可以完成。第二阶段是NH3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BOD5。而以第一阶段所需20天时间，近似地认为是完全生化需氧量，写为BODu或BOD20。，生活污水的BOD5约为BODu的70％，工业废水差别极大，应实地测定BOD5值。2.4化学需氧量（COD）是污水水质的重要指标之一。污水中某些有机污染物不具备被微生物降解的条件，无法用生化需氧量测定，可以用化学需氧量指标测定。用强氧化剂重铬酸钾在酸性条件下，把有机物氧化为H2O和CO2，此时所测定的耗氧量即为化学需氧量，写为COD。与生化需氧量比较，测定需时短，不受水质限制。化学需氧量一般高于生化需氧量，其间的差值，能大约表示不能为微生物降解的有机物。若污水中的有机物含量和组成相对稳定，二者可能有一定的比例关系，可以互相推算。生活污水的BOD5和COD的比值大致为0.4－0.8。用高锰酸钾也可做为测定COD的药剂，相对于用重铬酸钾，分别标记为CODMn和CODCr。2.5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900℃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CO2量，并自动记录，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。2.6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CO2、H2O、天方生物工程有限公司污水处理站污水处理培训教程北京国环清华环境工程设计研究院第4页NO2和SO2，所消耗的氧量称为总需氧量TOD。TOD的测定原理是：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900℃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的值一般大于COD值。TOD的测定仅需几分钟。2.7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，0℃的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14.62ms／L，在20℃时则为9.17mg／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4mg／L时，鱼类则难以生存。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。2.8污水中的固体废物几乎所有污水都被固体废物污染。固体废物的组成包括有机性物质（又称为挥发性固体，习惯简写为（VS）和无机性固体。固体物质又可分为悬浮固体（SS）和溶解固体两类，二者在组成上又都包括着挥发性和固体两种。悬浮固体（SS）是污水的重要污染指标。它包括水面的漂浮物和水中的悬浮物以及沉于底部的可沉物。悬浮固体要通过过滤法测定，滤后截留在滤纸或滤布的物质即悬浮固体。可沉物是能够通过沉淀加以分离的固体物质。可沉物用沉淀筒或量筒测定，沉淀时间取1-2小时。几乎所有污水都含有可沉物，成分复杂。主要以有机物性质形成的可沉物称为污泥，主要是无机性物质的称为沉渣。2.9水的酸度和碱度水的酸度是指水中所含有的能与强碱发生中和作用的物质的量。这些物质归纳起来有以下三类：第一类是能全部离解出H+的强酸，如：HCI、H2SO4等；第二类是强酸弱碱组成的盐类，如NH4CI、FeSO4等；第三类是弱酸，如：H2CO3，H2SiO3等。酸度是用强碱的标准溶液（如0.lmol／LNaOH）滴定所测得。滴定时用甲基橙作指示剂测得的酸度称甲基橙酸度，只包括第一类和第二类强酸酸度：用酚酞作指示剂测得的酸度是上述三类酸度的总和，称为总酸度，也称酚酞酸度。天然水中由于含有碳酸盐或重碳酸盐等，而使水呈碱性，故一般天然水中不含强酸酸度。当有酸度存在时，即表示水可能被酸污染。天方生物工程有限公司污水处理站污水处理培训教程北京国环清华环境工程设计研究院第5页2.10水体自净受污染的水体在经过一段时间后，由于物理、化学和生物的作用，水中污染物浓度降低，水体恢复到污染前的状态，称为水体自净。水体自净包括沉淀、稀释、混合等物理过程、氧化还原、分解化合、吸附凝聚等物理化学过程和生物化学过程。各种过程相互影响，同时发生并相互交织进行。污水中污染物排入水体，可沉性固体逐渐沉到水底成为污泥。悬浮物、胶体和溶解性污染物则因混合稀释而逐渐降低浓度。在一定条件下，水体中一些难溶性硫化物可以氧化为易溶性硫酸盐，可溶的二价铁、锰的化合物可转化为几乎不溶的三价铁、四价锰的氢氧化物而沉淀，一些硅、铝氧化物胶体或高岭土、蒙脱土一类的胶体，能在水中吸附各种阳离子或阴离子而与之凝聚并沉淀。悬浮和溶解于水中的有机污染物，在有溶解氧的条件下，会因好氧微生物作用分解为简单稳定的无机物如二氧化碳、水、氨等，使水体得到净化。水体存在的生物群可以反映河流水的自净的进程。河流污染时，对污染敏感的蜉蝣幼虫、硅藻等就会消失，而真菌、泥蠕虫和某些蓝藻、绿藻则占优势。当经过自净作用水质恢复洁净时，生物群也随之变化。因此可用生物群来判断水体自净状况。对受纳污水的水体的自净能力进行考察和了解，就可充分利用水体自净能力，减轻污染的人工处理负担，同时又能保证水体不受到污染。2.11富营养化在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体