污废水处理与维护管理

污废水处理与维护管理一、污水分类二、排水系统体制三、排水系统的基本组成四、污废水的性质与水质指标五、水环境法规与标准六、减少污废水排放量和降低污染物浓度的途径七、污废水处理基本方法与系统八、污水再生利用九、污废水处理厂（站）的维护及运行管理概述一、污水分类（一）生活污水（二）工业废水（三）降水污水的概念人类在生活和生产中需要用大量的水，这些水在使用过程中，受到了不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质，故将其称为污水污水分类（一）生活污水：是指居民在日常生活中排出的废水。（二）工业废水：是指生产过程中排出的废水，它包括生产废水和生产污水。（三）降水：是指地面径流的雨水和融化的冰雪水。二、排水系统体制概念：污水采用管渠系统进行排除的，不同的排除方式所形成的排水系统，称为排水体制。排水体制分为：分流制、合流制、混合制。分流制排水系统：定义：排除生活污水及工业废水和排除雨水分别采用各自独立的排水系统合流制排水系统：定义：生活污水、工业废水、雨水在同一管道系统内排除。混合制排水系统：定义：在同一城市中，既有合流制排水系统也有分流制排水系统，称为混合制排水系统。三、排水系统的基本组成城市污水排水系统的基本组成工业废水排水系统的基本组成雨水排水系统的基本组成合流制排水系统城市污水排水系统的基本组成：①室内排水系统及设备；②室外污水管渠系统；③污水泵站及压力管道；④污水处理厂；⑤排出口及事故排出口城市污水排水系统总平面示意图工业废水排水系统的基本组成①车间内部管道系统和设备；②厂区管渠系统；③厂区污水泵站及压力管道；④废水处理站；⑤出水口工业区排水系统总平面布置图雨水排水系统的基本组成①房屋雨水管道系统；②街区雨水管渠系统；③街道雨水管渠系统；④排洪沟；⑤雨水排水泵站；⑥雨水出水口。四、污废水的性质与水质指标污废水的物理性质及指标污废水的化学性质及指标污废水的生物性质及指标污废水的物理性质及指标物理性质及指标包括：①水温②色度③臭味④固体含量水温污废水的水温，对污废水的物理性质、化学性质及生物性质有直接的影响。所以水温是污废水水质的重要物理性质指标之一。根据统计资料表明，各地的生活污水的年平均温度约在10℃～20℃之间。生产污水的水温与生产工艺有关，变化很大。故城市污水的水温，与排入排水系统的生产污水性质、所占比例有关。污水的水温过低(如低于5℃)或过高(如高于40℃)都会影响污水的生物处理的效果。色度生活污水的颜色常呈灰色。但当污水中的溶解氧降低至零，污水所含有机物腐烂，则水色转呈黑褐色并有臭味。生产污水的色度视工矿企业的性质而异，差别极大，如印染、造纸、农药、焦化、冶金及化工等生产污水，含有各自的特殊颜色，往往给人以不悦的感观。色度由悬浮固体、胶体或溶解物质形成。悬浮固体形成的色度称为表色。胶体或溶解物质形成的色度称为真色。水的颜色用色度作为指标。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。臭味给人以不悦的感觉，甚至会危及人体生理，造成呼吸困难、倒胃胸闷、呕吐等。故臭味也是物理性质的主要指标。固体含量固体物质按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种。按性质的不同可分为有机物、无机物与生物体三种。固体含量用总固体量作为指标(英文缩写为TS)。把一定量水样在105℃～110℃烘箱中烘干至恒重，所得的重量即为总固体量。污废水的化学性质及指标污废水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在的形态可分为悬浮状态与溶解状态。无机化学性质及指标无机化学性质及指标包括：①酸碱度；②氮、磷；③硫酸盐与硫化物；④氯化物；⑤非重金属无机有毒物质；⑥重金属离子。酸碱度酸碱度用pH表示。pH等于氢离子浓度的负对数。当pH超出6～9的范围时，会对人、畜造成危害，并对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响。尤其是当pH低于6的酸性圬水，对管渠、污废水处理构筑物及设备产生腐蚀作用。因此pH是污水化学性质的重要指标。氮、磷氮、磷是植物的重要营养物质，也是污废水进行生物处理时微生物所必需的营养物质，主要来源于人类排泄物及某些工业废水。氮、磷是导致湖泊、水库、海湾等缓流水体富营养化的主要原因。氮及其化合物污水中含氮化合物有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。四种含氮化合物的总量称为总氮(英文缩写为TN，以N计)。有机氮很不稳定，容易在微生物的作用下，分解成其他三种。在无氧的条件下，分解为氨氮；在有氧的条件下，先分解为氨氮，再分解为亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。因此把含氮化合物列在无机污染物中加以论述。凯氏氮(英文缩写为KN)是有机氮与氨氮之和。凯氏氮指标可以用来判断污废水在进行生物法处理时，氮营养是否充足的依据。生活污水中凯氏氮含量约40mg/L(其中有机氮约15mg/L，氨氮约25mg/L)。氨氮过高时，如超过1600mgL(以N计)，对微生物的生活活动产生抑制作用。磷及其化合物污废水中含磷化物可分为有机磷和无机磷两类。有机磷的存在形式主要有：葡萄糖-6-磷酸，2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等；无机磷都以磷酸盐形式存在，包括正磷酸盐、偏磷酸盐()、磷酸氢盐()、磷酸二氢盐()等。生活污水中有机磷含量约为3mgL，无机磷含量约为7mg/L。硫酸盐与硫化物污废水中的硫酸盐用硫酸根表示。生活污水的硫酸盐主要来源于人类排泄物；工业废水如洗矿、化工、制药、造纸和发酵等工业废水，含有较高硫酸盐，浓度可达1500～7500mg/L。在排水管道内，释出的H2S与管顶内壁附着的水珠接触，在噬硫细菌的作用下形成。浓度可高达7％，对管壁有严重的腐蚀作用，可能造成管壁塌陷。污水生物处理的允许浓度为1500mg/L。氯化物生活污水中的氯化物主要来自人类排泄物，每人每日排出的氯化物约5～9g。工业废水(如漂染工业、制革工业等)以及沿海城市采用海水作为冷却水时，都含有很高的氯化物。氯化物含量高时，对管道及设备有腐蚀作用：如灌溉农田，会引起土壤板结；氯化钠浓度超过4000mg/L时对生物处理的微生物有抑制作用。非重金属无机有毒物质非重金属无机有毒物质主要是氰化物(CN)与砷(As)。氰化物污废水中的氰化物主要来自电镀、焦化、高炉煤气、制革、塑料、农药以及化纤等工业废水，含氰浓度约在20～80mg/L之间。氰化物是剧毒物质，人体摄入致死量是0.05～0.12g。氰化物在污水中的存在形式是无机氰(如氢氰酸、氰酸盐)及有机氰化物(称为腈，如丙烯腈C2H3CN)。砷化物污废水中的砷化物主要来自化工、有色冶金、焦化、火力发电、造纸及皮革等工业废水。砷化物在污废水中的存在形式是无机砷化物(如亚砷酸盐、砷酸盐)以及有机砷(如三甲基砷)。对人体的毒性排序为有机砷亚砷酸盐砷酸盐。砷会在人体内积累，属致癌物质(致皮肤癌)之一。重金属离子重金属指原子序数在21～83之间的金属或相对密度大于4的金属。污水中重金属主要有汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、铁(Fe)、锰(Mn)等。生活污水中的重金属离子主要来源于人类排泄物；工业废水的重金属离子来源于冶金、电镀、陶瓷、玻璃、氯碱、电池、制革、照相器材、造纸、塑料及颜料。微量浓度重金属离子，有益于微生物、动植物及人类；但当浓度超过一定值后，即会产生毒害作用，特别是汞、镉、铅、铬、砷以及它们的化合物，称为“五毒”。污废水中含有的重金属难以净化去除。在污废水处理的过程中，重金属离子浓度的60％左右被转移到污泥中。有机化学性质及指标生活污水所含有机物主要来源于人类排泄物及生活活动产生的废弃物、动植物残片等；主要成分是碳水化合物、蛋白质与尿素及脂肪；食品加工、饮料等工业废水中有机物成分与生活污水基本相同，其他工业废水所含有机物种类繁多。有机物按被生物降解的难易程度，可分为两类4种：第一类是可生物降解有机物，可分为对微生物无毒害或抑制作用和对微生物有毒害或抑制作用两种。第二类是难生物降解有机物，也可分为对微生物无毒害或抑制作用和对微生物有毒害或抑制作用两种。上述两类有机物的共同特点是都可被氧化成无机物。第一类有机物可被微生物氧化；第二类有机可被化学氧化或被经驯化、筛选后的微生物氧化。有机化学性质及指标有机物化学性质包括：①碳水化合物；②蛋白质与尿素；③脂肪和油类；④酚；⑤有机酸、碱；⑥表面活性剂；⑦有机农药；⑧取代苯类化合物碳水化合物污废水中的碳水化合物包括糖、淀粉、纤维素和木质素等。主要成分是碳、氢、氧。其中淀粉较为稳定，但都属于可生物降解有机物，对微生物无毒害与抑制作用。蛋白质与尿素蛋白质由多种氨基酸化合物结合而成，分子量可达2万至2000万。主要成分是碳、氢、氧、氮，其中氮约占16%。蛋白质不很稳定，可发生不同形式的分解，属于可生物降解有机物，对微生物无毒害与抑制作用。蛋白质与尿素是生活污水中氮的主要来源。脂肪和油类生活污水中的脂肪与油类来源于人类排泄物及餐饮业的洗涤水(含油浓度可达400～600mg/L，甚至1200mg/L)，包括动物油与植物油。油脂在污水中存在的物理形态有5种：(a)漂浮油(b)机械分散态油(c)乳化油(d)附着油(e)溶解油(a)(b)(c)(d)类油脂一般可用隔油、气浮或沉淀等物理方法去除，(e)类油可用生物法或气浮法去除。酚炼油、石油化工、焦化、合成树脂、合成纤维等工业废水都含有酚。挥发酚包括苯酚、甲酚、二甲苯酚等，属于可生物降解有机物，但对微生物有毒害或抑制作用。不挥发酚包括间苯二酚、邻苯三酚等多元酚，属于难生物降解有机物，并对微生物有毒害或抑制作用。酚的水溶液与酚蒸气易被皮肤或呼吸道吸入人体引起中毒。有机酸、碱有机酸工业废水含有短链脂肪酸、甲酸、乙酸和乳酸。人造橡胶、合成树脂等工业废水含有机碱，包括吡啶及其同系物质。都属于可生物降解有机物，但对微生物有毒害或抑制作用。表面活性剂生活污水与表面活性剂制造工业废水，含有大量表面活性剂。表面活性剂有两类：一是烷基苯磺酸盐，俗称硬性洗涤剂(英文缩写为ABS)，含有磷并易产生大量泡沫，属于难生物降解有机物；二是烷基芳基磺酸盐，俗称软性洗涤剂(英文缩写为LAS)，属于可生物降解有机物，代替了ABS，泡沫大大减少，但仍然含有磷。磷是致水体富营氧化的主要元素之一。有机农药有机农药有两大类，即有机氯农药与有机磷农药。有机氯农药(如DDT、六六六等)毒性极大且难分解，会在自然界不断积累，造成二次污染，故我国于20世纪70年代起禁止生产与使用。现在普遍采用有机磷农药(含杀虫剂与除草剂)，约占农药总量的80%以上，种类有敌百虫、乐果、敌敌畏、甲基对硫磷、马拉酸磷及对硫磷等，毒性大，属于难生物降解有机物，并对微生物有毒害与抑制作用。取代苯类化合物苯环上的氢被硝基、胺基取代后生成的芳香族卤化物称为取代苯类化合物。主要来源于染料工业废水(含芳香族胺基化合物，如偶氮染料、蒽醌染料、硫化染料等)、炸药工业废水(含芳香族硝基化合物，如三硝基甲苯、苦味酸等)以及电器、塑料、制药、合成橡胶等工业废水(含聚氯联苯PCB、联苯氨、稠环芳烃PAH、萘胺、三苯磷酸盐、丁苯等)。都属于难生物降解有机物，并对微生物有毒害和抑制作用。有机物污染指标有机物种类繁多，现有的分析技术难以区分并定量。但可根据上述的都可被氧化这一共同特性，用氧化过程所消耗的氧量作为有机物总量的综合指标，进行定量。有机物污染指标包括：①生化需氧量BOD②化学需氧量(COD)③总有机碳(TOC)生物化学需氧量或生化需氧量BOD在水温为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量，称为生物化学需氧量或生化需氧量。生物化学需氧量代表了第一类有机物，即可生物降解有机物的数量。生物化学需氧量的缺点以BOD5作为有机物的浓度指标，存在着一些缺点：(a)测定时间时间太长，难以及时指导生产；(b)如果污水中难生物降解有机物浓度较高，BOD5测定的结果误差较大；(c)某些工业废