有机工业废水处理技术与理论

Boylewoo有机工业废水处理技术与理论杨健章非娟余志荣化学工业出版社Boylewoo前言工业废水是我国水环境污染的主要来源，工业废水污染防治是影响国民经济能否持续发展、自然资源能否持续保存和可持续利用的一个重要因素。因此，我国一直把工业污染防治作为环境保护的重点，采取了许多行之有效的对策和策略，以缓解工业废水对环境的污染。但由于我国经济的发展十分迅猛，加之工业生产长期以来是高投人、高消耗、低效率、低产出，资源浪费十分严重，污染物与废水排放量很大，导致了我国水环境污染依然很严重，生态环境日益恶化。为了人民的身心健康，为了社会和经济的可持续发展以及子孙后代的可持续生存，必须严格控制工业废水污染，积极开展工业废水污染防治和水资源保护工作。在解决工业废水污染问题中，利用微生物对物质的代谢活动去消除废水污染的方法，或废水生物处理工艺，由于其具有去除有机污染物效率高、工艺操作管理方便可靠和运行维护费用低的优点，已被人们广泛采用，并作为消除工业废水有机污染的主要工艺。近年来，通过人们的不断实践和改进，废水生物处理工艺较之过去已有了很大的改进。对废水生物处理过程机理的认识更加深入，设计计算理论亦有了新的发展。本书以可持续发展理论为指导思想，拟就工业废水生物处理的基本概念、工艺机理与设计计算、生化反应动力学及其应用、典型处理工艺与流程以及废水处理工艺的生命周期评估等方面，作较系统、全面地阐述，以供广大读者学习应用。本书各章的编写人员为：章非娟（第一、二、五、九章），余志荣（第三、四、七、九章），黄翔峰（第一、八章），杨健（第一、四、六、十章）。由于编写人员水平有限，书中的错误和不当在所难免，热忱欢迎广大读者批评指正。Boylewoo目录第一章总论第一节有机污染物的类型与危害一．易生物降解有机物二．难生物降解有机物三．有毒有害有机物四．油类第二节有机物的生物降解性一．有机物的生物降解二．微生物分解有机物的特点三．评价有机化合物可生物降解性的的基本方法第三节有机污染指标、标准与检测一.机污染物指标与标准二．有机污染物指标的检测第四节有机工业废水的分类与基本处理方法一．有机工业废水的分类二.有机工业废水生物处理中的几个问题三、有机工业废水污染防治技术措施和末端处理技术四.有机工业废水治理的基本技术途径第二章废水生物处理工艺学与微生物学第一节微生物的营养类型、呼吸类型与处理工艺一.微生物的营养类型二．微生物呼吸作用的类型与基本特性三.微生物的营养类型、呼吸类型与生物处理工艺的变革第二节废水生物处理的强化技术一．革新生物处理构筑物，提高微生物浓度和物质传递速率二.微生物共代谢作用与协同作用在污水处理中的应用三.固定化微生物处理技术四.投菌法Boylewoo第三节基因工程技术处理难生物降解有机污染物一.多质粒遗传工程菌二.基因工程菌三.原生质体融合工程菌第三章低浓度易生物降解有机工业废水的处理第一节好氧生物处理的基本概念一．活性污泥法的基本概念、流程和工艺二.生物膜法的基本概念和工艺第二节SBR工艺一.SBR工艺的基本概念二．SBR工艺的变形三．典型好氧SBR工艺的设计计算第三节曝气生物滤池一．曝气生物滤池的工作原理二．曝气生物滤池的基本类型三．曝气生物滤池的组合工艺四．曝气生物滤池的设计与计算第四章高浓度易生物降解有机工业废水的处理第一节厌氧生物处理基本概念一．厌氧生物处理微生物学二．有机污染物的厌氧生物转化第二节厌氧生物处理工艺一．氧生物处理工艺的主要类型二．厌氧生物处理工艺的控制条件第三节上流式厌氧污泥床（UASB）一．UASB反应器的构造二．各功能区的构造与工况三．设计计算四．新型UASB反应器Boylewoo第四节工程应用实例一．沂水玉米制品有限公司淀粉厂污水处理工程二．连云港市发酵厂第五节膜生物反应器一.膜生物反应器的一般特性二.浸没式中空纤维膜生物反应器三．膜生物反应器工艺四．膜生物反应器设计计算第五章难降解有机工业废水的生物处理第一节难降解有机污染物的分类及其危害性第二节影响有机物生物降解的因素一.有机物化学组分、结构与可生物降解性二.微生物种群与有机物的生物降解性三.环境因素对有机物生物降解的第三节难降解有机废水的处理技术一.生物法处理难降解有机废水的基本途径二．难降解有机废水的预处理技术三.生物法处理难降解有机废水的后处理技术第六章含无机氮有机工业废水的处理第一节含氮有机工业废水的分类与基本处理方法一．含氮有机工业废水的分类和危害二．废水脱氮处理途径与技术第二节生物脱氮工艺一．传统生物脱氮工艺基本概念二．影响生物脱氮效果的因素三．传统生物脱氮工艺流程四．设计计算五．同时硝化与反硝化第三节空气吹脱法Boylewoo一．基本原理二．工艺设计三．应用实例第七章含磷有机废水处理第一节含磷废水的性质与危害一.废水来源与性质二.含磷有机废水的危害性第二节磷肥工业废水治理技术一.清洁生产与治理技术二.工程应用实例第三节有机磷农药废水治理技术一.预处理工艺二.生物处理法三.焚烧法第四节物理化学法除磷一.物理化学除磷基本方法及原理二.化学除磷工艺及设计要点三.化学除磷工艺运行管理第五节生物法除磷一．生物除磷机理二.生物脱氮除磷工艺和基本运行操作三.生物除磷工艺的设计要点第八章高硫酸盐与氮的有机工业废水处理第一节概述第二节厌氧生物法中的硫酸盐还原作用一.硫酸盐还原菌二.硫酸盐还原菌的生长条件三.硫酸盐还原反应四.硫酸盐还原菌的代谢作用Boylewoo五.硫酸盐还原作用对厌氧消化的影响第三节厌氧法处理高硫酸盐与氮的有机工业废水现状一.控制硫化物浓度，降低硫化物的毒性抑制作用第四节光合细菌法处理糖蜜酒精废水一.概述二.光合细菌三.光合细菌处理法的基本概况四.光合细菌法处理糖蜜酒精废水第九章废水中有机污染物的资源化第一节概述第二节有机污染物生产单细胞蛋白一.基本概念二.单细胞蛋白生产的基本工艺与菌种筛选三.有机工业废水生产单细胞蛋白实例第三节有机污染物能源化第四节膜分离技术回收资源一、膜分离技术的基本概念二、膜分离单元技术三.膜分离技术的应用第十章废水处理工艺的生命周期评价第一节生命周期评价的基本概念一．产品的生命周期二．产品的生命周期评价三．生命周期评价的技术框架四．生命周期评价的意义第二节研究目的与范围的确定一．研究目的与期望成果二．研究范围第三节生命周期清单分析Boylewoo一．确定和描述产品系统和单元过程二．初步收集各单元过程的能耗、物料以及污染物排放数据三．初步估计能流与物流四．数据资料的分析取舍五．确定出每个单元过程的输入输出量和系统边界六．物流、能流和排放的分配七．分析和产生分类和综合清单八．对清单分析结果作出解释和结论第四节生命周期影响评价一．清单分析结果的分类二．特征化三．归一化四．重要性评估第五节生命周期评价结果解释一.重大问题的识别二．核查与评估三．结论与建议第六节废水处理技术的生命周期评价一．废水处理技术的可持续性二．废水处理技术LCA的基本概念和方法第七节废水处理技术LCA案例分析一．案例背景二．废水处理工艺的比选方案三．功能单位的确定四．边界条件的确定五．工艺参数与工艺流程的识别六．清单分析七．结果解释主要参考文献Boylewoo1第一章总论第一节有机污染物的类型与危害工业生产中有很多生产环节，如原料生产、加工过程、燃烧过程、加热和冷却过程、成品整理过程等，需要大量用水。水是工艺过程中传递热量的介质，又是溶剂、洗涤剂、吸收剂，也是生产的原料或反应物的反应介质。工业生产中用过的水中除含有不能被利用的废弃物外，还常夹带流失的原材料、中间产品、昀终产品和副产品等污染物，成为工业废水。工业废水一般可分为工艺废水、设备冷却水、原料或成品洗涤水、设备场地冲洗水以及由于跑冒滴漏产生的废水等。这些废水排入江河、湖泊、海湾和近海海域，恶化水体水质，污染饮用水源，危及人群健康，成为污染环境水体的主要污染源。工业生产过程产生的废水因工业部门、生产工艺、设备条件与管理水平等不同，在水质、水量与排放规律等方面的差异很大。即使生产同一产品的同类工厂所排放的废水，其水质、水量与排放规律也有所不同。各种城市和工业部门排放的主要水污染物见表1-1。研究讨论工业废水的治理技术时，常按照废水中所含污染物性质将其进行分类，分为有机废水、无机废水、重金属废水、放射性废水和受热污染废水等。废水中主要含有有机污染物（常用BOD5、COD等指标表示）的废水称为有机工业废水。从表1-1中可以看出，很多工业部门，如焦化及煤制气、煤矿、石油开发与炼制、化肥、农药、食品、染料、颜料及油漆、制药、橡胶、塑料及化纤、有机原料、合成脂肪酸及其他有机化工、机械制造及电镀、纺织印染、造纸、木材加工、制糖等均不同程度地排放有机工业废水。表1-1城市和工业部门排放的主要水污染物序号分类排放的主要水污染物（水质参数）1生产、生活设施BOD5、COD、pH、悬浮物、氨氮、磷酸盐、表面活性剂、水温、溶解氧2城市及城市扩建BOD5、COD、溶解氧、pH、悬浮物、氨氮、磷酸盐、表面活性剂、水温、油、重金属3黑色金属矿山pH、悬浮物、硫化物、铜、铅、锌、镉、汞、六价铬4黑色金属冶炼、有色、黑色金属矿山及冶炼pH、悬浮物、COD、硫化物、氟化物、挥发性酚、氰化物、石油类、铜、锌、铅、砷、镉、汞5火力发电、热电联供pH、悬浮物、硫化物、挥发性酚、砷、水温、铅、镉、铜、石油类、氟化物6焦化及煤制气COD、BOD5、水温、悬浮物、硫化物、挥发性酚、氰化物、石油类、氨氮、苯类、多环芳烃、砷、溶解氧、BaP7煤矿pH、COD、BOD5、溶解氧、水温、砷、悬浮物、硫化物8石油开发与炼制pH、COD、BOD5、溶解氧、悬浮物、硫化物、水温、挥发性酚、氰化物、石油类、苯类、多环芳烃9化硫铁矿pH、悬浮物、硫化物、铜、铅、锌、镉、汞、砷、六价铬学磷矿pH、悬浮物、氟化物、硫化物、砷、铅、磷矿萤石矿pH、悬浮物、氟化物开汞矿pH、悬浮物、硫化物、砷、汞采雄黄矿pH、悬浮物、硫化物、砷Boylewoo210无机硫酸pH（或酸度）、悬浮物、硫化物、氟化物、铜、铅、锌、砷原料氯碱pH（或酸碱度）、COD、悬浮物、汞铬盐pH（或酸度）、总铬、六价铬11化肥、农药pH、COD、BOD5、水温、悬浮物、氟化物、挥发性酚、氰化物、砷、氨氮、磷酸盐、有机氯、有机磷12食品工业COD、BOD5、悬浮物、pH、溶解氧、挥发性酚、大肠杆菌数13染料、颜料及油漆pH（或酸碱度）、COD、BOD5、悬浮物、挥发性酚、硫化物、氰化物、砷、铅、镉、锌、汞、六价铬、石油类、苯胺类、苯类、硝基苯类、水温14制药pH（或酸碱度）、COD、BOD5、悬浮物、石油类、硝基苯类、硝基酚类、水温15橡胶、塑料及化纤pH（或酸碱度）、COD、BOD5、水温、石油类、硫化物、氰化物、砷、铜、铅、锌、汞、六价铬、悬浮物、苯类、有机氯、多环芳烃、BaP16有机原料、合成脂肪酸及其他有机化工pH（或酸碱度）、COD、BOD5、悬浮物、挥发性酚、氰化物、苯类、硝基苯类、有机氯、石油类、锰、油脂类、硫化物17机械制造及电镀pH（或酸碱度）、COD、BOD5、悬浮物、挥发性酚、石油类、氰化物、六价铬、铅、铁、铜、锌、镍、镉、锡、汞18水泥pH、悬浮物19纺织、印染pH、COD、BOD5、悬浮物、水温、挥发性酚、硫化物、苯胺类、色度、六价铬20造纸pH（或碱度）、COD、BOD5、悬浮物、水温、挥发性酚、硫化物、铅、汞、木质素、色度21玻璃、玻璃纤维及陶瓷制品pH、COD、悬浮物、水温、挥发性酚、氰化物、砷、铅、镉22电子、仪器、仪表pH（或酸度）、COD、水温、苯类、氰化物、六价铬、铜、锌、镍、镉、铅、汞23人造板、木材加工pH（或酸碱度）、COD、BOD5、悬浮物、挥发性酚、木质素24皮革及皮革加工pH、COD、BOD5、水温、悬浮物、硫化物、氯化物、总铬、六价铬、色度25肉食加工、发酵、酿造、味精pH、BOD5、COD、悬浮物、水温、氨氮、磷酸盐、大肠杆菌数、含盐量26制糖pH（或碱度）、COD、BOD5、悬浮物、水温、硫化物、大肠杆菌数27合成洗涤剂pH、COD、B