有机污染控制方法

第九章有机污染控制方法第一节控制废水污染的基本途径①排放于自然水体1.废水出路②工农业利用③处理后回用2.废水污染控制①研究废水对自然水体的污染规律，以便采取措施，维护水体自然净化能力。②控制废水水质，不使它对环境造成污染一、废水出路及污染控制基本原则加强生产管理，禁止跑冒滴漏清洁生产，节约能源资源综合利用，减少污染负荷加强治理，达标排放合理规划，提高接纳水体的自净能力控制途径减少污染因子的产生量减少污染因子的排放量二、控制废水的污染途径与基本原则第二节废水处理基本方法单元废水处理工艺式针对特定的污染物设计的一个分离过程。其原则流程图如下：废水（污染物）分离剂（物质或能量）分离设备残余物产品污染物的分离一、单元废水处理工艺分类单元处理法主要设备主要处理对象物理法调节隔栅、筛网自然沉淀自然浮上过滤蒸发结晶反渗透超滤调节池隔栅、筛网沉淀池浮选池过滤池蒸发器、供热设备结晶器、热交换器反渗透器超滤器水质、水量大的悬浮物悬浮物悬浮物、胶体物悬浮物溶解物溶解物溶解物溶解物废水处理按其主要作用原理，可将各种单元处理工艺分为下列几类：分类单元处理法主要设备主要处理对象化中和反应池、沉淀池酸碱等学氧化还原反应池溶解物法凝聚混凝池、沉淀池、浮选池悬浮物、胶状物电解、电凝聚电解、电凝聚器溶解物物吸附吸附塔溶解物、胶状物化离子交换交换器溶解物法电渗析电渗析器溶解物萃取萃取塔溶解物生好氧生物膜法生物滤池、生物转盘有机物化好氧活性污泥法曝气法、沉淀池有机物法厌氧消化法消化池、供热设备有机物二、废水处理技术分类分离处理转化处理稀释处理离子分离方法分子分离方法胶体与悬浮物分离方法化学转化法生物转化消毒转化水体稀释方法废水稀释方法※※※※※※离子分离方法分类及原理分子分离方法及原理胶体与悬浮物分离方法及原理化学转化的方法pH值调节法氧化还原法化学沉淀法电化学法水质稳定法自然衰变法生物化学转化方法好氧生物转化法厌氧生物转化法生物养殖转化法消毒转化方法药剂消毒法能源消毒法第三节有机废水的处理技术简介一、有机废水处理的难点近几十年来，高浓度有机废水和难生物降解有机废水对环境造成极大的污染，这些污染源的有效处理一直是环境工程中治理领域的难题。高浓度有机废水难以生物处理不仅因为其中有机物高，而且由于废水中含有大量的抗生素或在生产中引入了大量的盐类和添加剂，使得在生物处理过程中的微生物受到严重的抑制作用。根据行业的不同，有机废水中污染物的成分、形态、性质和浓度相差很大。有机废水中往往含有大量的悬浮物、胶体态和溶解态的有机物质和其它杂质，许多废水还带有致病性微生物。二、有机废水主要处理方法有机废水处理的基本任务是去除各种有机物，而有机废水的复杂性使得使得其处理方法几乎包容前面所列举的所有方法。一般来说，当前有机废水处理主要采用生物处理技术。除普通常用的活性污泥法和生物膜法以外，还有：生物接触氧化法、流化床法、炭－生物法、纯氧活性污泥法、生物转盘、厌氧滤池、生物－化学法、管道生物法、转筒曝气池、深井曝气法、塔式多层活性污泥法、活性生物滤池、Z－A（两段活性污泥）法、环形氧化沟等方法。一般看来，中、低浓度有机废水多采用好氧生物处理，高浓度有机废水（COD超过3000－4000mg/L）趋于采用厌氧生物处理。此外，有机废水的消毒处理也是防治其危害公共卫生的必要措施。第四节渗滤分离技术渗滤脱水技术是将悬浮在液体（或气体）中的固体颗粒分离出来的一种工艺。其基本原理是在一定的推动力（压力差、电位差、浓度差）作用下，悬浮液中的流体（气体或液体）透过可渗性介质或过滤介质,固体颗粒则被介质所拦截和滞留，从而实现流体和固体的分离。是一种固体颗粒受限、液体能自由通过的机械分离形态技术。大致分为四部分：隔栅与筛分脱水、磁分离技术、过滤脱水技术、膜技术。一、过滤分离1.过滤基本原理在工业上凡是通过一种介质使固体颗粒与液体分开的作业都叫过滤。按照推动力的类型，常用的过滤方法可分为：重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心过滤。在工业生产中，可根据不同工艺的要求采用不同性质的滤料和不同的过滤方法。实现过滤具备的条件：①存在实现分离过程所必需的过滤介质②在过滤介质两侧存在一定的推动力2.普通过滤法①隔栅和筛网。大孔洞的过滤层，用于预处理降低悬浮物含量②微孔材料过滤。由多孔材料制成的整体型滤管和滤板，用以截留废水中的细微悬浮固体。目前采用的微孔滤料有多孔陶瓷、多孔聚氯乙烯树脂及多孔泡沫等。此滤料适于截留没有絮凝性的不溶性无机杂质颗粒和不溶性有机物质颗粒，而不适用于含有机杂质和胶体物质的废水和活性污泥。③粒状介质过滤。废水通过粒状滤料床层时，其中的悬浮物就被截流在表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为介质过滤。该工艺用于活性炭吸附和离子交换等深度处理之前作为预处理，也可作为末端处理用于混凝处理和生化处理工艺。粒状介质过滤机理包括以下几方面：重力沉降接触絮凝阻力截留在实际的粒状介质过滤中，上述三种机理往往同时起作用，只是依据条件不同而有主次之分。对于较大的悬浮颗粒，以阻力截留为主；对于细微悬浮物，以重力沉降和接触絮凝为主。过滤工艺包括过滤和反洗两个阶段。过滤及截留污染物；反洗即把污染物从滤料层中洗去，使之恢复过滤能力。从过滤开始到反洗结束称为一个过滤循环。从过滤开始到结束所延续的时间称为过滤工作周期。④压力滤池将滤料装填阈密闭的压力容器内，利用外加压力克服滤层阻力进行过滤，作用水头达15～25m。特别适用于水疗较小而悬浮物浓度又相对较高的场合。⑤高磁分离法对有机物的处理磁分离技术是借助磁力作用，将废水中具有磁性的悬浮固体吸出而分离。用于治理有机废水时，需先投加磁种和絮凝剂后，再利用高磁分离，可降低废水中构成BOD、COD和色度的有机物及磷酸盐等植物营养物。3.真空过滤真空过滤是借在过滤介质一侧造成一定程度的负压（真空），而使滤液排出实现固液分离。适用于过滤浓度高的颗粒状物料。二、膜处理技术膜分离法用途膜分离技术是利用选择透过性的高分子膜为分解质来分离水溶液中某些物质的方法的统称。通过膜的不同选择性透过和物质透过时的推动力来区别不同的膜处理技术。电渗析工作原理示意图C为阳离子交换A为阴离子交换膜1、电渗析电渗析的工艺技术指标和影响因素（1）极化现象和极限电流密度极化现象示意图电渗析过程中，在阴离子交换膜或阳离子交换膜的淡水一侧，由于离子在膜中的迁移数大于在溶液中的迁移数，就使得膜和溶液界面处的离子浓度C1′小于溶液相中的离子浓度C1。同样，在阴膜或阳膜的浓水一侧，从膜中迁移出来的离子量大于溶液中的离子迁移数，这就使得相界面处的离子浓度C2′大于溶液相中的离子浓度C2。这样，在膜的两侧都产生了浓度差。显然，通入的电流强度越大，离子迁移速度就越快，浓度差值也就越大。如果电流提高到相当程度，将会出现C1′趋于零的情况，这时在淡水侧就会发生水分子电离（H2O→H＋＋OH－），由离子离子的迁移来补充传递电流，这种现象称为极化现象。极化现象出现的结果，在阴膜浓水一侧，由于OH－离子富集起来，水的pH值增大，便产生氢氧化物沉淀，造成膜面附近结垢；另外，在阳膜浓水一侧，由于膜表面处的离子浓度C2′比C2大得多，也容易造成膜面附近结垢。结构的结果必然导致电流效率的降低，膜的有效面积减少，寿命缩短，影响电渗析过程的正常进行。防止极化现象最有效的办法是控制操作条件，使电渗析器在极限电流密度下进行。（2）电压消耗及工作电压电渗析器需要的电压越高，电耗就越大。电渗析器的工作电压V可分解为下式中的几部分:V=Ed+Em+IRj+IRm+IRs式中：Ed－电极反应所需的电势（V）；Em－克服膜电位所需的电压（V）；I－工作电流（A）；Rj－接触电阻Rm－膜电阻Rs－水的电阻（3）电能消耗及电能效率电能消耗：W＝VI/1000Qd式中：V－工作电压（V）I－工作电流（A）Qd－淡水产量（m3/h）电能效率是电渗析器电能利用率的指标，它是理论电能消耗与实际电能消耗量的比值。渗透和反渗透原理要实现反渗透的分离过程，除要求两溶液的压力差大于相应所渗透压外，还必须借助于性能合适的半透膜－反渗透膜才能实现。反渗透膜是一种具有不带电荷的亲水性基团的膜，能允许溶剂或水通过，而不允许溶质或离子通过，即能显示出半透性。2、反渗透影响反渗透的若干因素：①浓差极化②膜的压实③膜的结垢④膜的化学降解与生物降解