污水处理工中级理

第一章绪论•水处理工程的任务•给水工程：取水――给水处理――配水•针对不同的水源水水质，经处理后满足工农业和生活的对水质与水量的要求。•排水工程：废水收集（来源于生活、工业和农业）――废水处理――排放或回用水污染现状•污水处理率低：污水排放排放量接近400亿m3。1、工业废水处理率约80％，达标排放的只有60％2、城市污水处理率15％3、90％以上的城市水域受到污染，特别严重的水系：三河：淮河、海河、辽河4、湖泊富营养化严重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江苏）5、50％左右地下水水质受到污染6、50％以上的重点城镇饮用水源不符合标准水污染来源•1.工业污染源•2.生活污染源•3.养殖业•4.面污染源污染物性质按化学物质分：有机物无机物按物理形态大小分：悬浮物胶体溶解性废水水质指标1)物理性质：色，温度，SS2)化学性质：pH、有机物、溶解性固体、有毒物、N、P有机物：综合指标：BOD、COD、TOD（总需氧量）单项指标3)生物学指标：细菌总数、大肠菌数污水排放标准•《污水综合排放标准》（GB8978-1996)废水处理基本处理方法•物理法：沉淀、筛网•化学法：处理溶解性物质或胶体中和、吹脱、混凝、消毒•生物处理方法：好氧、厌氧城市污水处理一般流程二级处理格栅沉砂初沉二沉生物处理活性污泥法或生物膜法物化处理或生物处理消毒原废水回流污泥剩余污泥初沉污泥消化脱水上清液处置或利用沼气利用三级处理排放或利用排放或利用排放或利用一级处理预处理工业废水处理•根据水质不同、处理程度工艺而异。•一般大多以生物处理为主，•但常有前处理（调节、气浮除油、中和）•根据需要有后处理：混凝、过滤、活性炭吸附重要课题：难降解有机物工业废水的治理技术，如农药废水、造纸废水、染料废水等。填空题1.《污水综合排放标准》（GB8978—1996）中规定城镇二级污水处理厂出水COD一级标准值为60。(60mg/l)2.目前，江苏省排放污染物实行浓度控制和_____规定，并对排放污染物的实施排放污染物许可证制度。(总量控制)3.根据环境问题的产生原因，可将环境问题分为原生环境问题和两大类。(次生环境问题)填空4.溶解氧是指，单位以O2mg/l表示。(溶解在水中的游离氧)5.BOD、COD均是用来评价水质污染程度的重要综合指标。其数值越大，表示污染越。(严重)6.总有机碳（TOC）是表示废水水质污染情况的重要指标，是评价水中物质的一个综合参数。(有机污染)7.含水率是污泥的一个基本性质。污泥中含水率都比较高，从初次沉淀池排出的污泥含水率一般为95%左右。(95%)简答题1.什么是水质污染？污水的来源有哪些？2.现代废水处理方法分哪几类？请简要说明。1•水质污染是指人为造成河流、湖泊、海洋等自然状态的水，在物理、化学、生物等方面发生变化，使水的利用受到妨碍的现象。污水的来源有生活污水、工业废水和降水三种。2•现代废水处理方法分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法。•物理处理法是通过物理作用分离、回收废水中不溶解的悬浮状态污染物的方法，可分重力分离法、离心分离法和筛滤截留法。•化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的方法。主要有混凝、中和、氧化还原、吹脱、吸附等。•物理化学处理法是利用物理化学作用去除污水中的污染物质。主要有吸附法、离子交换法、膜法和萃取、气提、吹脱等。•生物处理法是通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体及微细悬浮状态的有机物转化为稳定、无害的物质的方法。可分为好氧生物和厌氧生物处理两种类型。格栅与筛网1．平流式沉淀池2、辐流式沉淀池3、竖流式沉淀池第二章混凝混凝的去除对象混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物，是一种化学方法。范围在：1nm~0.1m（有时认为在1m）混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。水处理中主要杂质：粘土（50nm-4m）细菌（0.2m-80m）病毒（10nm-300nm）蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸无机铝系硫酸铝明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）适宜pH：5.5~8铁系三氯化铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁适宜pH：5~11，但腐蚀性强有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物国外开始增多，国内尚少阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）两性型：使用极少天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生物絮凝剂第三章沉淀•原理•利用颗粒与水的密度之差，比重1，下沉•比重1，上浮•沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒•给水处理――混凝沉淀，高浊预沉•废水处理――沉砂池（去除无机物）•初沉池（去除悬浮有机物）•二沉池（活性污泥与水分离）竖流式沉淀池幅流式沉淀池斜板（管）沉淀池斜管沉淀池优缺点•优点：沉淀面积增大，水深降低，产水量增加，改善水力条件•缺点：停留时间短（几分钟），缓冲能力差，对混凝要求高，耗材，有时堵，常用于给水处理，和污水隔油池第三章气浮是一种固－液和液－液分离的方法。具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒气浮分类电解气浮法：散气气浮法加压溶气气浮•特点：水中空气的溶解度大，能提供足够的微气泡•气泡粒径小（20～100um）、均匀，•设备流程简单气浮法在水处理中的应用含油废水（石油化工、机械加工、食品工业废水等）：悬浮油（10,隔油池）乳化油（10,一般0.1-2气浮）溶解性造纸厂白水回收纤维：时间短，SS去除率90％以上，COD去除率80％，浮渣浓度5％。染色废水等毛纺工业洗毛废水――羊毛脂及洗涤剂浓缩污泥优点：处理能力比沉淀池高，气浮污泥浓度高，可以同时去除多种污染物（表面活性剂、嗅味物质等）缺点：耗电、维修调节池运行管理要点（1）要有足够的池容（2）及时清除沉淀物（3）定期检测进、出水水质（4）事故池阀门必须能自动控制，且平常应保持排空状态。中和与pH调节•（一）功能和原理中和法是利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中性附近的一类处理方法。中和处理•中和剂：酸性废水有石灰、石灰石、白云石、苏打、苛性钠等；碱性废水有盐酸、硫酸。•中和处理方法1.酸性废水的中和处理（1）碱性废水或废渣中和法；（2）投碱中和法；（3）过滤中和法（仅用于酸性废水）。常用中和设备及运行管理•常用中和设备：（1）酸碱废水互相中和的设施；（2）投药中和设备；（3）中和过滤池。混凝（1）混凝剂的配制与投加（2）混合（3）反应（4）矾花分离混凝剂的选择和投加量（a）选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓度，但还应考虑来源、成本和是否引入有害物质等因素。高分子絮凝系选用的基本原则是：阴离子型和非离子型主要用于去除浓度较高的细微悬浮物，但前者更适于中性和碱性水质，后者更适于中性至酸性水质；阳离子型主要用于去除胶体状有机物，pH为酸性至碱性均可。混凝剂的选择和投加量（b）投加量与水中微粒种类、性质和浓度、混凝剂品种、投加方式及介质条件有关。一般聚合盐混凝剂的投加量大体为普通盐混凝剂的1/2~1/3，有机高分子混凝剂通常只需1～5mg/L。（4）水力条件一般情况下，混合阶段的搅拌强度为500～1000s-1，搅拌时间为10～30s。反应阶段，搅拌强度为10～200s-1，反应时间为10～30min。混凝的设备（1）混凝剂的配制与投加设备常用的有计量泵、水射器、虹吸定量投药设备和孔口计量设备。（2）混合设备（a）水泵混合（b）管道混合（c）机械搅拌混合混凝的设备（3）反应设备（a）隔板反应池（b）机械搅拌反应池（4）矾花分离设备混凝设备日常运行中需注意的问题•（1）经常检查溶药系统和投加系统的运行情况，及时排除药液中的沉渣，防止堵塞。（2）冬季时，为保证混凝效果，可增加投药量，还可投加铁盐混凝剂，另外经常检查加药管的运行情况，防止堵塞或冻裂。（3）及时调整混凝剂的投加量（4）严格控制混合和反应的搅拌强度和时间（5）做好日常运行记录•运行控制条件（1）pH最适宜pH一般通过试验确定（2）水温一般以20～30℃为宜63.为什么在污水处理前设置调节池对污水的水质、水量进行均衡与调节？一般来讲，污水的水质、水量都回随着时间的变化而变化，这种变化对排水设施及污水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能遭到破坏，为此，在污水处理设施前，必须对污水的水质、水量进行就均衡和调节，使污水处理运行效果更好。64.什么是混凝沉淀法？常用的混凝剂有哪些？•混凝沉淀法是往废水中加入混凝剂，使悬浮物质或胶体物质在静电、化学、物理的作用下聚集起来，加大颗粒，加速沉淀以达到分离的目的。•在废水处理中常用的混凝剂有两类：一类是无机盐混凝剂，如硫酸铝、硫酸铁、三氯化铁等，另一类是高分子混凝剂，如聚丙烯酰胺、聚铝等。第四章废水生物处理•所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；•所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。影响好氧生物处理的主要因素•①溶解氧（DO）：约1~2mg/l；•②水温：是重要因素之一，在一定范围内，随着温度的升高，生化反应的速率加快，增殖速率也加快；细胞的组成物如蛋白质、核酸等对温度很敏感，温度突升或降并超过一定限度时，会有不可逆的破坏；最适宜温度1530C；40C或10C后，会有不利影响。•③营养物质：细胞组成中，C、H、O、N约占9097%；其余310%为无机元素，主要的是P；生活污水一般不需再投加营养物质；而某些工业废水则需要，一般对于好氧生物处理工艺，应按BODNP=10051投加N和P；其它无机营养元素：K、Mg、Ca、S、Na等；微量元素：Fe、Cu、Mn、Mo、Si、硼等；•④pH值：一般好氧微生物的最适宜pH在6.58.5之间；pH4.5时，真菌将占优势，引起污泥膨胀；另一方面，微生物的活动也会影响混合液的pH值。•⑤有毒物质（抑制物质）：重金属；氰化物；H2S；卤族元素及其化合物；酚、醇、醛等；•⑥有机负荷率：污水中的有机物本来是微生物的食物，但太多时，也会不利于微生物；•⑦氧化还原电位：好氧细菌：+300400mV，至少要求大于+100mV；厌氧细菌：要求小于+100mV，对于严格厌氧细菌，则-100mV，甚至-300mV。废水可生化性原理及其判别•一、废水可生化性的定义•生物降解性能是指在微生物的作用下，使某一物质改变原来的化学和物理性质，在结构上引起的变化程度。•二、废水可生化性的分类•可分为三类：•①初级生物降解——指有机物原来的化学结构发生了部分变化，改变了分子的完整性；•②环境可接受的生物降解——指有机物失去了对环境有害的特性；•③完全降解——在好氧条件下，有机物被完全无机化；在厌氧条件下，有机物被完全转化为CH4、CO2等。•有机物生物降解性能的分类：•①易生物降解——易于被微生物作为碳源和能源物质而被利用；•②可生物降解——能够逐步被微生物所利用；•③难生物降解——降解速率很慢或根本不降解。•三、鉴定和评价废水中有机污染物的好氧生物降解性的方法：•1、水质指标法：采用BOD5/COD作为有机物评价指标。•2、瓦呼仪法：根据有机物的生化呼吸线与内源呼吸线的比较来判断有机物的生物降解性能。测试时，接种物可采用活性污泥，接种量为13gSS/l；影响有机物生物降解性能的因素：•1、与化学物质的种类性质有关的因素（化学组成、理化性质、浓度、与它种基质的共存）；•2、与微生物的种类、性质有关的因素（微生物的来源、数量、种属间的关系）；•3、与有机物、微生物所处的环境有关的因素（pH值、DO、温度、营养物等）。活性污泥法的基本工艺流程剩余活性污泥回流污泥二次沉淀池废水曝气池初次沉淀池出水空气活性污泥法•1、基本组成•①曝气池：反应