能源环境--污水处理(DOC 284页)

一、污水1.污水：是生活污水、工业废水、被污染雨水的总称。2.特点：（1）生活污水——来源：1)家庭生活污水；2)医院污水(经过消毒处理后)；3)公共设施污水(如电影院、办公楼、餐厅等)。——成分：无机物、有机物、微生物——特点：水质、水量基本稳定，处理工艺较成熟；（2）工业废水——来源：工矿企业生产活动中形成、并被污染的水；——成分：与工矿企业生产过程及产品有关；——特点：种类繁多，水质复杂，处理工艺流程不成熟，污水水质水量变化大。二、污水出路1.向水体排放；2.用于工农业或作城市水源的一部分一、物理指标1.水温生活污水水温变化小，工业废水水温变化大，改变水温影响水的生态环境。2.色度色度可由悬浮物质、胶体、或溶解物质形成，是表征水的颜色的指标。3.臭味生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成，工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。4.固体含量——总固体量（TS）=悬浮固体（SS）+溶解固体（DS）+胶体；——悬浮固体（SS）可分为挥发性悬浮固体（VSS）、非挥发性悬浮固体（NVSS），由有机物与无机物组成；——胶体：由有机物与无机物组成——溶解固体：由有机物与无机物组成，例如：生活污水中溶解性有机物包括尿素、淀粉、脂肪、蛋白质及洗涤剂等；溶解性无机物包括无机盐、氯化物等。二、化学指标（一）无机指标1.酸碱度：用pH值表示，pH值等于氢离子活度的负对数；pH值超出6—9范围，对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响。2.氮、磷——含氮化合物包括：含氮有机物、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐——含磷化合物包括：有机磷（葡萄糖-6-磷酸、磷肌酸等）、无机磷（正磷酸盐、偏磷酸盐等可溶性磷酸盐）。3.硫酸盐与硫化物4.氯化物5.非重金属无机有毒物质：氰化物与砷化物6.重金属离子：汞、铅、镉、铬以及它们的化合物（二）有机物污染指标1.生物化学需氧量（BOD）——概念：在水温20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧。用来代表可生物降解有机物的数量。——组成：第一阶段生化需氧量，即完全生化需氧量（BODu）、第二阶段生化需氧量，即硝化需氧量（NODu）。——可生物降解有机物降解过程示意图——说明：BODu=Oa+Ob；NODu=Oc+Od——BOD20=0.99BODu；BOD5=0.68BODu2.化学需氧量（COD或CODCr）——概念：在酸性条件下，用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾）将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量。——重要知识点：BOD5/COD的比值称为可生化性指标，比值越大，越容易被生物处理，一般认为该值大于0.3的污水才适于采用生物处理。——概念区别：CODCr与CODMn，CODMn是采用高锰酸钾做氧化剂测定的需氧量。3．总需氧量（TOD）——概念：有机物的组成元素C、H、O、N、S等被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2、和SO2所消耗的氧量称为总需氧量。4．总有机碳（TOC）——测定原理：将一定数量的水样经过酸化，用压缩空气吹脱其中的无机碳酸盐，排除干扰，然后注入含氧量已知的氧气流中在通过以铂钢为触媒的燃烧管，在900℃高温下燃烧，把有机物所含的碳氧化成CO2，用红外气体分析记录CO2的数量并折算成含碳量即等于总有机碳（TOC）。三、生物指标1.大肠菌群数与大肠菌群指数——大肠菌群数：是每升水样中所含有的大肠菌群的数目，以个/L计——大肠菌群指数：是查出1个大肠菌群所需的最少水样，以毫升计。2.病毒3.细菌总数：大肠菌群数、病原菌，病毒及其他细菌数的总和，以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。、基本概念1.水体污染：排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、及微生物性质发生改变，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。2.环境容量：指自然环境对污染物具有一定的承载能力。3.水体自净——概念：污染物随河水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分或完全恢复原状。——分类：物理净化、化学净化、生物净化，其中生物净化是水体自净的主要原因。二、生物净化——采用S－P模式，即水体中有机污染物消耗水体溶解氧以及氧的补充与水体的溶解氧的浓度的关系的模式来反映水体自净过程。适用于一维水质模型。1.河水中DO与BOD5浓度变化模式图ct2-2-12.氧垂曲线：有机物排入河流后，经微生物降解而大量消耗水中的溶解氧（DO），使河水亏氧；另一方面，空气中的氧通过河流水面不断地溶汝水中‖蕀'呓庋踔鸩己指矗?/spanDO曲线呈悬索状下垂，称为氧垂曲线。3.耗氧规律：Lt=L0×10-ktL0——有机物总量，即氧化全部有机物所需要的氧量；Lt——t时刻水中残存的有机物量；t——时间，dk1——耗氧速率常数,生活污水耗氧速率常数与温度关系：k1=k2ˊ×1.047（T1-T2）,k1，k2分别是温度T1，T2时的耗氧速率常数;4.溶氧规律Dt=D0×10-k2×tDt——t时刻的亏氧量；D0——表示开始时水体的亏氧量；k2——复氧速率常数，与水文、水温条件有关。5.同时考虑耗氧与复氧时，水体溶解氧的变化规律dD/dt=k1L-k2D（t=0，D=0，L=L0）积分得氧垂曲线方程：cs2-2-1氧垂曲线到达最大缺氧点的时间：cs2-2-2一、水体水质评价1.现状评价：（1）综合污染指数（K）法K=∑（Ck/C0I）×CICk——地面水体各种污染物的统一最高标准；C0I——各种污染物的地面水环境质量标准，见附录10CI——各种污染物的实测浓度如果K＜0.1，属于未污染水体；K≥0.1，属于污染水体。（2）和水质质量系数（P）法P=∑Ck/C0ICk——地面水体各种污染物的统一最高标准；C0I——各种污染物的地面水环境质量标准，见附录10例：对于有机污染物，采用BOD、COD、NH-Ni、DO为指标，当P＜2表示河流未受有机物污染，P≥2表示河流受到有机物污染。2.预断评价：是指人类活动对水质可能产生的影响进行预先的断定和评价，其数学模式和生态系统模式可参考有关文献。二、水质标准1.水环境质量标准《地面水环境质量标准》GB3838-88《渔业水质标准》GB11607-89《景观娱乐用水标准》GB12941-91《农田灌溉水质标准》GB5084-922.排水水质标准《污水综合排放标准》GB8978-96《工业“三废”排放试行标准》GBJ4-73《农用污泥中污染物控制标准》GB4284-843.其他法规标准索引《中华人民共和国环境保护法》、《水污染防治法》、《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）、《室外排水设计规范》（TJ14-74）、《造纸工业污染物排放标准》（GB3544-92）、《甜菜制糖工业水污染物排放标准》（GB3545-83）、《甘蔗制糖工业水污染物排放标准》（GB3546-83）、《合成脂肪酸工业水污染物排放标准（GB3547-83）、《电影洗片水污染物排放标准》（GB3553-83）、《医院污水排放标准》（GBJ48-83）、《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458-92）、《肉类加工工业水污染物排放标准》（GB13457-92）、《钢铁工业水污染物排放标准》（GB13456-92）、《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）、《石油化工水污染物排放标准》（GB4281-84）、《制革工业水污染物排放标准》（GB3549-83）、《石油开发工业水污染物排放标准》（GB3550-83）、《石油炼制工业水污染物排放标准》（GB3551-83）、《船舶工业水污染物排放标准》（GB3551-83）等。一、污水处理方法按原理分类1.物理处理法：沉淀法、筛滤法、上浮法、气浮法、过滤法、和反渗透法；2.化学处理法：中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换、和电渗析等；3.生物化学处理法：好氧还原法、厌氧还原法。二、污水处理方法按处理手段分类1.分离处理：（1）离子分离：离子交换、离子吸附、离子浮选、电解沉积、电渗析；（2）分子分离：吹脱、汽提、萃取、吸附、浮选、结晶、蒸发；（3）胶体分离：化学絮凝、生物絮凝、电泳、胶粒浮选；（4）悬浮物分类：重力分离（沉淀、浮上）、离心分离（离心机、旋流分流器）、阻力截留（筛网、滤池等）、磁力分离2.转化处理（1）化学转化：中和、氧化还原、化学沉淀等（2）生物转化：好氧、厌氧法。三、污水处理方法按按处理程度分类1.一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质2.二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质3.三级处理：是在一级、二级处理后进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。3.1格栅1.格栅的作用在污水进入水泵和主体处理构筑物前设置，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，并使之正常运行。2.格栅分类按格栅形状：分平面格栅和曲面格栅；按栅条间隙：分粗格栅（50~100mm）、中格栅（10~40mm）、和细格栅（3~10mm）；按栅渣清楚方式：人工清除格栅、机械清除格栅、水力清除格栅。4.设计参数及设计要求（1）水泵前置格栅，栅条间隙应根据水泵要求确定。（2）处理构筑物前置格栅和筛网。栅条间隙根据污水种类、流量、代表性杂物种类和大小等来确定。一般应符合下列要求：最大间隙50～100mm；机械清栅5～25mm；人工清栅5～50mm；筛网0.1～2mm。（3）在大中型污水处理厂（站），一般应设置两道格栅，一道筛网。第一道粗格栅（间隙40～100mm）或中格栅（间隙4～40mm）；第二道中格栅或细格栅（间隙4～10mm）；第三道为筛网（小于4mm）。（4）过栅流速。污水在栅前渠道内的流速应控制在0.6～1.0m/s。过栅水头损失与过栅流速相关，一般应控制在0.08～0.15m之间。栅后渠底应比栅前相应降低0.08～0.15m。（5）过网流速参照格栅确定。过网水头损失较大，可控制在0.5～2m之间。（6）格栅有效过水面积按流速0.6～1.0m/s计算，但总宽度不小于进水管渠宽度的1.2倍；与筛网串联使用时取1.8倍。格栅倾角45º～75º，筛网倾斜45º～55º。单台格栅的工作宽度不超过4.0m，超过时应设置多台格栅，台数不少于2台，如为1台，应设人工清格栅备用。（7）格栅（网）间必须设置工作台，台面应高出栅前最高水位0.50m，台上应设有安全和冲洗设施。工作台两侧过道宽度不小于0.70m。台正面宽度：人工清渣不小于1.20m；机械清渣不小于1.50m。（8）机械格栅（网）一般应设置通风良好的格栅间，以保护动力设备。大中型机械格栅间应安装吊运设备，便于设备检修和栅渣的日常清除。5.格栅计算公式7.专用设备常用格栅除渣机类型适用范围构造图链条式主要用于粗、中格栅，深度不大的中小型格栅，主要清除长纤维及条状杂物。高链式格栅除污机（89图）移动伸缩臂式主要用于粗、中格栅，深度中等的宽大格栅，耙斗式适于较深格栅。移动伸缩臂式格栅除污机钢绳牵引式主要用于粗、中格栅，固定式用于中小格栅，移动式用于宽大格栅。钢丝绳牵引滑块式格栅除污机回转式主要用于中、细格栅，耙钩式适于较深中小格栅，背耙式用于较浅格栅。回转耙式除污机旋转式主要用于中、细格栅，深度浅的中小型格栅一、沉淀类型——根据水中悬浮物的密度、浓度及凝聚性等性质划分1.自由沉淀：颗粒呈离散状态，互不于扰，其形状、大小、密度等均不改变，沉淀速度恒定。悬浮物浓度不高且无絮凝性时常发生这类沉淀。2.絮凝沉淀：当水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性时，在沉淀过程中颗粒互相凝聚，其粒径和质量增大。3.成层沉淀：当悬浮物浓度较高，颗粒下沉受到周围其他颗粒的干扰，互相牵扯形成层状物整体沉淀，在颗粒层与澄清水层之间存在明显的界面。沉淀速度就是界面下沉的速度。4.压缩沉淀：当悬浮物浓度很高，颗粒互相接触，互相支撑时，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒间的水被挤出、颗粒被压缩。二、理想沉淀池（平流式）1.假设条件（1）污水在池内沿水平方向作等速流动，水