水污染处理技术(概述)

一、绪论1、水循环：①自然循环②社会循环2、天然水杂质：悬浮物胶体溶解物3、水体污染：排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体环境容量，导致水体的物理、化学及微生物特性发生变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体功能及在经济发展和人民生活中的作用。4、水污染可分为：自然污染人为污染5、氧垂曲线定义：在河流受到大量有机物污染时，由于有机物这种氧化分解作用，水体溶解氧发生变化，随着污染源到河流下游一定距离内，溶解氧由高到低，再到原来溶解氧水平，可绘制成一条溶解氧下降曲线。6、氧垂曲线的作用：①废水排入河流后溶解氧的变化情况②最缺氧点距离受污点的位置及其溶解氧含量7、水体污染源分为：工业污染源生活污染源其他污染源8、污染类型：病原体污染耗氧物质污染植物营养物质污染石油污染热污染放射性污染有毒化学物质污染酸碱盐污染9、废水的水质指标：①物理指标温度、色度、臭味、固体物②化学指标COD、BOD5、PH值、汞③生物指标细菌总数、大肠菌群数10、水污染控制基本方法：物理处理法化学处理法物理化学处理法生物处理法11、凯氏氮：有机氮和氨氮的总称12、总固体量：TS悬浮物：SS溶解性固体：DS挥发性固体：VSS非挥发性固体：NVSS二、物理处理法1、定义：借助物理作用分离和除去污水中不溶性悬浮物体或固体的方法2、特点：简单易行、效果良好、费用较低—、均和调节1、调节池作用：调节水量调节水质二、①筛滤作用：去除污水中较大的漂浮物和悬浮物减轻后续处理构筑物的处理负荷防止堵塞水泵或管路回收有用物质②格栅：-、按清理方式来分类：人工清理格栅机械格栅=、按格栅规格分类：粗格栅：50—100毫米中格栅：10—40毫米细格栅3—10毫米三、栅渣、筛余物处理：填埋焚烧四、①沉淀定义：溶液中难溶解的固体物质从溶液中析出或从溶液中析出的难溶解的固体物质②沉淀作用：作为化学处理与生物处理的预处理用于化学处理或生物处理后，分离化学沉淀物、分离活性污泥污泥的浓缩脱水灌溉农田前作灌前处理③沉淀类型：自由沉淀絮凝沉淀拥挤沉淀压缩沉淀④过滤率（表面负荷率）：沉淀池进水量与沉淀池平面面积的比值⑤沉淀池的沉降率（沉淀浅层理论）：与颗粒沉速、沉淀池表面负荷有关⑥沉淀池类别：平流式沉淀池，特点：沉淀效果好、造价低占地大、排泥困难竖流式沉淀池，特点：占地小、排泥容易造价高辐流式沉淀池，特点：容量大、管理简单造价高斜流式沉淀池，特点：占地小、效果好造价高五、沉砂池类别：平流沉砂池，特点：结构简单、截留效果好曝气沉砂池，特点：改善水质、可脱臭费用高钟式沉砂池，特点：效果明显费用高六、除油（除油池，隔油池）采用自然上浮法分离去除含油废水中呈悬浮状态的浮油。①污水中的油品分类：浮油分散油乳化油溶解油②除油池的类型：平流式隔油池，特点：构造简单，除油效果稳定占地大、处理能力低斜流式隔油池，特点：占地较小、停留时间短，效果好七、离心分离定义：悬浮物借助离心设备的高速旋转，在离心力作用下与水分离的过程。类型：旋流分离器水力旋流器离心分离机八、过滤定义：把不溶于水的物质与溶液或水分开。过滤的机理：阻力截留重力沉降接触絮凝类别：格栅过滤微孔过滤膜过滤深层过滤快滤池构造：洗砂排水槽、滤料层、承托层、配水系统九、高梯度磁分离定义：利用磁场中磁化基质的感应磁场和高梯度磁场所产生的磁力从废水中分离出颗粒状污染物或提取有用物质的方法。特点：工艺简单、占地小基建和运行费用高、能耗大三、化学处理法定义：通过化学反应改变废水中污染物的化学性质或物理性质，使它或从溶解、胶体或悬浮状态转变为气态，进而从水中除去的废水处理方法。1、中和法（适用于酸性、碱性废液）中和定义：利用化学酸碱中和的原理消除污水中过量的酸和碱，使其PH值达到中性过程。中和处理方法分类：相互中和、投药中和、过滤中和法三种2、混凝（适用于污水浊度和色度、重金属、高分子有机物）定义：向水中投加混凝剂，使水中难以沉淀细小颗粒及胶体颗粒脱稳并互相聚集成粗大颗粒而沉淀，从而实现与水分离，达到水质净化。影响混凝效果的因素：PH值温度共存杂质混凝剂种类、投加量及投加次序搅拌强度及时间3、混凝剂包括①无机混凝剂：硫酸铝、明矾、三氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁②有机混凝剂：聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺4、混凝剂投加方法：重力投加、压力投加5、化学沉淀法定义：向水中投加某些化学药剂，与水中溶解性物质发生化学反应，生成难溶化合物，然后进行固液分离，从而除去污水中污染物的方法。分类：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、碳酸盐沉淀法、贴氧体沉淀法6、化学氧化还原法（氧化法、还原法）去除铬、汞等重金属定义：氧化法：氯类，气态氯、液氯、次氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯氧类，氧、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾还原法：硫酸亚铁、氯化亚铁、铁屑、二氧化硫、硼氢化钠7、电解法定义：将电能转化成化学能使电解槽内电极附近产生氧化还原反应，从而使废水得以净化的过程。类别：电解氧化、电解还原、电解气浮、电解凝聚影响电解因素：电极材料、槽电压、电流密度、PH值、搅拌作用8、消毒法定义：对有害微生物的杀灭过程类别:①物理法消毒，紫外线消毒、加热消毒、辐射消毒、高压静电消毒②化学法消毒，氯化法消毒、臭氧法消毒、二氧化氯消毒灭菌定义：杀灭或去除一切活的细菌或其他微生物以及它们的芽孢。四、物理化学处理法一、气浮（浮选），特点：占地小、处理效果好、回收利用有用物质、电耗大气浮的分离两个条件：①向水中提供足够数量的微小气泡②使分离的悬浮物黏附于气泡而上浮达到分离。1、气浮法按气泡产生不同：充气气浮、溶气气浮、电解气浮2、充气气浮：①叶轮气浮，特点：不易堵塞、适于浓度高污水气泡大、气浮效果低②射流气浮，特点：设备简单、投资低动力消耗大、易堵塞3、溶气气浮：①溶气真空气浮，②加压溶气气浮，设备：加压泵、溶气罐、减压阀、溶气释放器、气浮池二、吸附法（适用于脱色、除臭、脱除重金属、溶解性有机物）定义：是一种物质在另一种物质表面上进行自动累积或溶集的现象。吸附的类别：交换吸附、物理吸附、化学吸附影响吸附的因素有：①吸附剂种类及性质（比表面积、孔结构）②吸附质的性质③操作条件（温度、污水PH值、接触时间）吸附剂：活性炭、沸石、焦炭、硅藻土、木质、木屑重复利用吸附剂的方法（再生方法）：加热再生法、化学氧化法、生物法、溶剂再生法三、离子交换（适用于去除重金属、硬水软化、制备纯水）定义：指液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子作为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回到溶液中。四、膜分离法（适用于污水处理、化工、医疗、轻工、生化）含义：利用特殊的薄膜（半透膜）对液体中的某些成分进行选择性透过的方法。类别：电渗析、反渗透、超滤、自然渗析、液膜技术五、萃取(适用于有机污水、个别重金属污水)定义：利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。再生方法：物理法（蒸馏）、化学法（投加化学药剂）六、吹脱（适用于去除污水中含毒、有害溶解气体定义：用来脱除污水中的溶解气体和某些极易挥发的溶质的一种气液相转移的分离法。影响吹脱因素：温度、气液比、PH值、油类物质吹脱气体最终处理方法：向大气排放、炉内燃烧、回收利用回收利用：①用碱性溶液吸收含挥发性物质气体②用活性炭吸附含挥发性物质气体③对挥发性气体进行燃烧，制成副产品五、好氧生物处理法（PH值6.5—8.5）定义：在有氧气存在的条件下，污水中的有害物质、有机污染物被好氧和兼性微生物所降解的过程1、污水中的微生物有：菌类（细菌、真菌）、藻类、动物（原生、后生）、病毒2、污染物的可生化性：污染物被微生物降解的难易程度3、影响微生物生长的因素：营养、温度、PH值、溶解氧、有毒物质4、微生物生长规律（四个阶段）适应期、指数期、静止期、衰亡期5、污水可生化性指标：BOD5与COD的比值（BOD5/COD）6、BOD5/COD小于0.3，难生化大于0.3，可生化大于0.4，易生化7、相同的混合液，污泥沉降比越大，说明絮体越松散，沉淀性能越差8、微生物处理（生物处理）方法类别：好氧法、厌氧法按微生物附着方式：悬浮生长法（活性污泥法）固着生长法（生物膜法）9、生物处理法包括：①好氧生物处理法：传统活性污泥法-----活性污泥、氧化沟、AB法、SBR好氧生物膜法----生物转盘、接触氧化、好氧滤池、好氧流化床②厌氧生物处理法：厌氧活性污泥法----普通消化、接触消化、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧折流反应器(ABR)、厌氧内循环反应器（IC）厌氧生物膜法----厌氧滤池、厌氧流化床③自然生物处理法：稳定塘法---厌氧塘、好氧塘、曝气塘土地处理法----快速渗透、慢速渗透、地下渗透、表面漫流10、悬浮固体量/污泥浓度（MLSS）挥发性悬浮固体量（MLVSS）污泥沉降比（SV）污泥体积指数（SVI）城市污水中SVI为50～150▲、好氧传统活性污泥法一、活性污泥法：1、特点：①耐冲击负荷能力差②能耗大二、接触稳定法：1、特点：①适于处理固体、胶体物质②能耗低、池容小③出水水质较差④耐冲击负荷三、氧化沟（适用于中小型污水厂）：1、特点：①基建投资省、运行费用低②耐冲击负荷、污泥产率低、出水水质好③脱氮、磷效果较好四、吸附生物降解活性污泥法（AB法）1、特点：①耐冲击能力强、净化效果好②投资省、运行费用低、③除磷脱氮效果好（用于脱N、P工艺时，操作复杂）六、间歇式活性污泥法（SBR法）1、特点：①系统简单（构造简单、投资运行费用低、耐冲击负荷）②净化效果好、脱磷氮效果好③需要较大调节池、设备闲置高七、生物脱氮除磷（SBR法、氧化沟）1、脱氮（有机氮、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮）①有机氮→转化氨氮→转化亚硝酸氮、硝酸氮→转化氮气（N2）好氧厌氧②影响消化细菌因素：温度、PH值、溶解氧、有机负荷、泥龄③示图（厌氧---好氧生物脱氮工艺图）2除磷（正磷酸盐、聚磷酸盐、有机磷）①好氧条件：吸磷厌氧条件：放磷②影响聚磷菌因素：碳源、温度③示图（厌氧---好氧---生物除磷工艺图）八、曝气与曝气池（活性污泥驯化：加入低浓度污水悶曝3天，溶解氧控制2～3mg/l）1、双膜理论：在气液界面存在着气膜与液膜，对气液相的传质形成阻力2、曝气方法：鼓风曝气、机械曝气3、曝气池类型：推流式、完全混合式、推流式--完全混合组合式曝气池4、活性污泥系统组成：曝气池、二沉池、污泥回流系统、曝气系统5、活性生物滤池法（ABF法）▲好氧生物膜法（好氧）1、工艺基本流程图2、生物膜的净化过程3、生物膜法：①分类：：①充填式（生物转盘、滤池）②浸没式（接触氧化、生物流化床）②特点①去除难降解有机物②净化效果好③耐冲击负荷，处理低浓度污水④沉降性能好⑤操作简单，运行费用低⑥投资费用大4、生物滤池（充填式）①示图（单级回流法工艺图）②影响生物滤池性能因素：滤床高度、负荷率、回流比、供氧情况5、生物转盘①示图②特点：①自然通风效果好，充氧能力强②处理高浓度污水③无堵塞现象④与污水接触均匀，盘面利用率高⑤能耗低⑥盘片材料贵，投资大6、生物接触氧法①示图：（基本流程）②特点：①净化效果好②污泥产量低③占地小④动力消耗大⑤污泥沉降性能差7、生物流化床①示图②特点：①操作简单②能耗、投资、运行费用低★生物、膜法（两者都存在）1、膜生物反应器（MBR）①示图②特点：①去除效率高②剩余污泥量小③操作管理方便④能耗高、膜易污染⑤膜组件费用高⑥膜通量小★自然生物处理法1、稳定塘⑴类别：①好氧塘②厌氧塘③兼性塘④曝气塘⑵特点：①投资、运行费用低②功能全③实现污水资源化④占地面积大⑤卫生条件差、处理效果受环境影响2、土地处理系统方法：①慢速渗透②快速渗透★★★★：厌氧生物处理法一：厌氧消化处理1、厌氧消化三个阶段：①酸性发酵②产氢产乙酸阶段③碱性发酵2、影响消化因素：①温度②PH值与酸碱度③营养比④搅拌⑤有毒物质⑥有机负荷3、污泥投配率：每天投加的生污泥体积占污泥消化器有效容积的百分数二：污泥的厌氧消化1、