工业废水3课件

1、工业废水水处理培训（三）污水处理工艺 目录1、定义 2、应用 3、工艺选择准则4、分类 5、工艺流程 6、污水中污染物术语7、MBR、SBR污水处理工艺 污水处理工艺就是对城市生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。一、定义定义1 用各种方法将污水中所含的污染物分离出来或将其转化为无害物，从而使污水得到净化的过程。 应用学科：生态学、污染生态学。定义2 采取物理的、化学的或生物的处理方法对污水进行净化的措施。 应用学科：水利科技、环境水利、水污染防治。二、应用信息污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment)： 为使污水达到排水某

2、一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。三、工艺选择准则 1) 污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。 2) 工艺选择的主要技术经济指标包括：处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成本、削减单位污染物电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体环境效益等。四、基本分类(一)、水污染控制工程分类(二) 、根据常见污水处理方法分类(三) 、废水的化学方法分类 1

3、、不溶态污染物的分离技术： （1）重力沉降：沉砂池（平流、竖流、旋流、曝气）、沉淀池（平流、竖流、辐流、斜流）； （2）混凝澄清； （3)浮力浮上法：隔油、气浮； (4)其他：阻力截留、离心力分离法、磁力分离法。(一)、水污染控制工程分类 3、污染物的化学转化技术： （1）中和法：酸碱中和； （2）化学沉淀法：氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀； （3）氧化还原法：药剂氧化法、药剂还原法、电化学法； （4）化学物理消毒法：臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠。(一)、水污染控制工程分类4、溶解态污染物的物理化学分离技术： （1）吸附法； （2）离子交换法 ； （3）膜分离法：扩散渗析、电

4、渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤 ； （4）其他分离方法：吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻 。(一)、水污染控制工程分类(二) 、根据常见污水处理方法分类物理法：物理或机械的分离过程，过滤、沉淀、离心分离、上浮等；化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化 过程，中和、氧化、还原、分解、混凝、化学沉淀等；物理化学法：物理化学的分离过程，气提、吹脱、吸附、萃取、离子交换、电解电渗析、反渗透等；生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程，活性污泥、生物滤池、生物转盘、氧化塘、厌气消化等。(三) 、废水的化学方法分类3、氧化还原投加氧化(或还原)剂，将废水中物质氧化(或还

5、原)为无害物质，氧化剂有空气(O2)、漂白粉、氯气、臭氧等。如处理含酚、氰化物、硫铬、汞废水、印染、医院废水等。4、电解在废水中插入电极板，通电后废水中带电离子变为中性原子电源、电极板等。如处理含铬含氰(电镀)废水、毛纺废水等。(三) 、废水的化学方法分类5、萃取将不溶于水的溶剂投入废水中,使废水中的溶质溶于此溶剂中，然后利用溶剂与水的相对密度差，将溶剂分离出来。萃取剂:醋酸丁酯、苯、N503等,设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。如处理含酚废水等。6、吸附(包含离子交换)将废水通过固体吸附剂，使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上，通过的废水得到处理。吸附剂有活性炭、煤渣、土壤等。设备有吸附塔

6、和再生装置。如处理染色、颜料废水；还可吸附酚、汞、铬、氰以及除色,臭、味等用于深度处理。五、工艺流程 2、二级处理 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(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 3、三级处理 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。五、工艺流程 整个工艺过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者砂滤器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池

7、的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。不同行业的废水处理工艺流程各有不同，但基本流程不变。泵房细格栅沉淀池反应池初格栅脱水浓缩制肥排放进水水处理基本工艺流程图五、工

8、艺流程五、工艺流程化工废水处理工艺流程五、工艺流程焦化废水处理工艺流程（一）非金属无机物六、污水中污染物术语1、含氮化合物2、含磷化合物3、硫化物和硫酸盐4、氯化物和余氯5、溶解氧 6、酸度和碱度 7、pH值 8、其他非金属无机物（一）非金属无机物1、含氮化合物2、含磷化合物3、溶解氧 （一）非金属无机物1、含氮化合物氮在水中的主要存在形态： 无机氮“三氮”：氨、硝酸盐、亚硝酸盐 硝氮（硝酸盐氮） NO3 - -N 亚硝氮（亚硝酸盐氮） NO2 - -N 氨氮（氨） NH4+ -N 有机氮： 蛋白质、多肽、氨基酸、核酸、尿素、有机胺化合物、重氮化合物、硝基、亚硝基、肟、腈等含氮有机化合物。含氮

9、化合物的测定 测定水中各种形态的含氮化合物，有助于评价水体被污染和“自净”状况。无机氮：氨氮NH4-N硝氮NO3-N亚硝氮NO2-N有机氮/凯氏氮总氮（一）非金属无机物2、含磷化合物 （1）含磷化合物的分类 含磷化合物可分为：正磷酸盐：PO43、HPO43、 H2PO43缩合磷酸盐 偏磷酸盐(meta-)（HP3O92-)、焦磷酸盐(pyro-) （P2O74-)、聚合磷酸盐（PO3)63-。有机磷化合物：有机磷农药、磷脂等。根据是否能通过0.45m的滤膜，水中的磷可分为溶解态磷（又称可过滤的磷）与颗粒态磷，两者之和就是总磷。常需要测定总磷、溶解性正磷酸盐、溶解性总磷等形态。（一）非金属无机物

10、2、含磷化合物 （2）含磷化合物对环境的影响磷是生物生长必需的元素之一。当湖泊、水库、海域等水体中磷含量过高（0.2mg/L）时，可造成藻类等浮游生物的过度繁殖，造成水体富营养化。因此，磷是评价水质的重要指标之一。（一）非金属无机物3、溶解氧 溶解氧（Dissolved Oxygen，简称DO）：指溶于水中的分子态氧。水中DO的来源：水生植物的光合作用；水气交换。影响因素： 大气压力及O2的分压力越大，DO越高； DO随水温的升高而减少； 当藻类剧烈繁殖时，DO可能出现过饱和。 当水体受到有机物和还原性无机物污染时，可导致DO降低，使水中厌氧菌繁殖活跃，水质恶化。因此，水中DO是衡量水体污染程

11、度的重要指标之一综合指标类别指标特定有机污染物COD、BODTOC、TOD挥发酚类、石油类、硝基苯类等有机磷、有机氯、苯系物、氯苯、多环芳烃等有机污染物（二）有机污染物 水中有机污染物种类繁多，难以一一分别测定各组分的定量数值，常常间接测定其污染的综合结果。（二）有机污染物1、化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，简称COD）2、生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，简称BOD）3、总有机磷（Total Organic Carbon，简称TOC） 4、总需氧量（Total Oxygen Demand，简称TOD）5、挥发酚类6、石油类7、特定有机污

12、染物（1）为什么要测COD?COD毒性水生生物致毒食物链人体健康损！COD营养性物质特定条件水体富营养化水质恶化！COD降解耗氧水体DO下降水质恶化！COD：衡量水体受有机污染程度的综合指标！我国是全球COD排放第一大国！COD是纳入我国“十一五”污染物排放总量控制计划的指标之一。（2）何谓COD?定义：是指水样在一定条件下，氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。1、化学需氧量正确理解COD的含义条件控制：COD是一个条件性指标，它受以下因素的影响：（1）氧化剂的种类及浓度；（2）反应的酸度、温度和时间；（3）催化剂种类等。水体还原性物质包括： 有机污染物：种类繁多、

13、含量高 （占绝大多数） 无机物：亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等 （占比例小） 由于水体受有机污染非常普遍，COD用于衡量水体受到有机污染物的相对含量。（1）BOD的含义及其对环境的影响生化需氧量： 指在有DO的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的DO量。 BOD是反映水体有机污染程度的综合性指标，也是研究废水可生化降解性的重要参数。 因微生物的活动与温度和时间有关，所以测BOD时须规定一个温度和时间。2、生化需氧量 （2）BOD5 的定义 BOD5 目前国内外普遍采用在201，培养5天所消耗的DO 量作为指标，称为BOD5。 严格地说，彻底的生物氧化需要100多天以上，但

14、20天以后，一般变化不大。 在实际工作中，为了方便，常用BOD5做统一指标。 问： BOD与BOD5有何区别？TOC的含义及对环境的影响 总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。 TOC的测定是采用燃烧法，能将有机物全部氧化，因此它比CODCr或BOD5更能反映有机物的总量。3、总有机碳4、总需氧量TOD的含义及对环境的影响 总需氧量是指水中能被氧化的物质（主要是有机物质），在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以O2 的mg/L表示。 TOD和TOC的关系含碳化合物 O2/C=2.67 理论上：TOD = 2.67 TOC若TOD/TOC 为2.67左右，主要为碳水化合物

15、。若TOD/TOC4，则可能含有S、P化合物若TOD/TOC2.6，则可能含NO3-或NO2- 根据苯环上OH数目的多少，可将酚分为一元酚、二元酚和三元酚。 根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，可分为挥发酚与不挥发酚： 挥发酚： 指蒸馏时能与水蒸汽一起挥发蒸出的酚类化合物， 一般认为其沸点 230。 不挥发酚：沸点在 230以上的酚类化合物。 5、挥发酚类酚类化合物的危害 属高毒物质。水中含酚0.10.2 mg/L时，鱼肉就会有酚的臭味；大于5mg/L时，鱼类就会中毒死亡。石油类：是指在规定条件下能被特定溶剂萃取并被测量的所有物质，包括被溶剂从酸化的样品中萃取并在实验过程中不挥发的所有物质。 危害：

16、飘浮于水体表面的油会在水面上形成油膜，往往一滴油就能形成0.25m2的油膜，影响空气与水体界面氧的交换，使水中浮游生物的生命活动受到抑制，甚至死亡；分散于水中的油则会被微生物氧化分解，消耗水中的溶解氧，使水质恶化；此外，矿物油中所含的芳烃类具有较大的毒性。测定方法：测定水中石油类物质的方法有重量法、红外分光光度法、非色散红外吸收法、紫外分光光度法、荧光法等。6、石油类7、特定有机污染物 特定有机污染物是指那些毒性大、蓄积性强、难降解、被列为优先污染物的有机化合物。 其品种多，如苯系物、卤代烃类、有机磷农药、有机氯农药、多环芳烃、苯胺类、氯代苯类等。 七、MBR、SBR污水处理工艺（一）MBR污

17、水处理工艺1、MBR工艺流程2、MBR工艺特点（二）SBR污水处理工艺1、SBR工艺概要2、SBR工艺流程3、SBR工艺特点4、适用范围5、SBR设计要点6、SBR设计主要参数（一）MBR污水处理工艺1、MBR工艺流程2、MBR工艺特点1、MBR工艺流程 原水格栅调节池提升泵生物反应器循环泵膜组件消毒装置中水贮池中水回用水系统MBR污水处理工艺说明 污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器，通过PLC控制器开启曝气机充氧，生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元，浓水返回调节池，膜分离的水经过快速混合法氯化消毒（次氯酸钠、漂白粉、氯片）后，进入中水贮水池。反冲洗泵利用清洗池中处理水对膜处理

18、设备进行反冲洗，反冲污水返回调节池。通过生物反应器内的水位控制提升泵的启闭。膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制。当膜单元需要化学清洗操作时，关闭进水阀和污水循环阀，打开药洗阀和药剂循环阀，启动药液循环泵，进行化学清洗操作。2、MBR工艺特点膜生物处理技术应用于废水再生利用方面，具有以下几个特点： （1）能高效地进行固液分离，将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开。分离工艺简单，占地面积小，出水水质好，一般不须经三级处理即可回用。 （2）可使生物处理单元内生物量维持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大的缩短，生物反

19、应器的占地面积相应减少。膜生物处理技术应用于废水再生利用方面，具有以下几个特点： （3）由于可防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。 （4）使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解。 5膜处理技术与其它的过滤分离技术一样，在长期的运转过程中，膜作为一种过滤介质堵塞，膜的通过水量运转时间而逐渐下降有效的反冲洗和化学清洗可减缓膜通量的下降，维持MBR系统的有效使用寿命。 （6）MBR技术应用在城市污水处理中，由于其工艺简单，操作方便，可以实现全自动运行管理。（二）SBR污水处理工艺1、SBR工艺概要2、SBR工艺流

20、程3、SBR工艺特点4、SBR工艺适用范围5、SBR设计要点6、SBR设计主要参数1、SBR工艺概要 SBR污水处理工艺即序批式活性污泥法，全称为：序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）。 简称（SBR-Sequencing Batch Reactor）间歇式活性污泥法污水处理工艺 ，SBR工艺。 它是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物、氨氮等污染物进行降解的废水生物处理活性污泥法的工艺。按时序来以间歇曝气方式运行，改变活性污泥生长环境的，被全球广泛认同和采用的污水处理技术。2、SBR工艺流程

21、一种具有代表性的SBR工艺流程是： 通过格栅预处理的废水，进入集水井，由潜污泵提升进入SBR反应池，采用水流曝气机充氧，处理后的水由排水管排出，剩余污泥静压后，由SBR 池排入污泥井，污泥作为肥料。 分批式操作： 时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，如SBR运行周期由进水时间、反应时间、沉淀时间、滗水时间、排泥时间和闲置时间，可以适当灵活调节。原污水细格栅调节池气浮系统混凝沉淀池浮渣厌氧水解池接触氧化池二沉池污泥回流出水污泥浓缩池沉淀污泥剩余污泥污泥干化外运固体物料排掉纤维回用沉浆池回用SBR工艺流程图 计算方法： 沉淀排水时间( Ts+D) 一般按24h 设计。闲置时间( Tx) 一般

22、按0.51h 设计。 设定反应时间为( Tf) 。一个周期所需时间TTf+Ts+D+Tx。1 时间分配例子，如：运行周期12h，其中进水2h，曝气48h，沉淀2h，排水1h。3、SBR工艺特点 SBR工艺作为一种活性污泥工艺，也有活性污泥工艺的优缺点，如活性污泥工艺优点:污水适应性强，建设费用较低。 活性污泥工艺的缺点：运行稳定性差，容易发生污泥膨胀和污泥流失，分离效果不够理想。 SBR工艺还有独有的特点。其总的优缺点参见以下：（1）优点处理工艺流程简单:工艺过程五个阶段：进水、曝气、沉淀、排水、待机。间歇式曝气、非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。3、SBR工艺特

23、点 （1）优点构筑物数量少、造价低:不需要设初沉地，也不需要二沉地，污泥回流设施，调节池、初沉池也可省略。便于操作和维护管理。 避免了传统厌氧反应器处理效率低、占地大的缺点。结构简单：组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。处理后出水水质好。良好的自控系统,良好的脱氮除磷效果，废水达标排放,有数据称CODCr平均去除率能达到 94 %以上，强于单级好氧处理工艺。运行上的有序和间歇操作。特别适用在难生化降解的废水处理。 解决了UASB等高效厌氧反应器，容易在出现水解酸化阶段酸性积累从而抑制产甲烷段处理效率的问题。 占地少，能耗低，投资省，运行管理方便3、SBR工艺特点 （2）缺点 严重依靠现

24、代自动化控制技术。 自动化程度要求较高，操作、管理、维护，对操作管理人员素质要求较高。 如采用人工操作，会出现因进出水工序操作繁锁，曝气板容易堵塞。4、SBR工艺适用范围（1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业污水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。（2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。（3）水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。（4）用地紧张的地方。（5）对已建连续流污水处理厂的改造等。（6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业污水与分散点源污染的治理。5、SBR工

25、艺设计要点（1）运行周期（T）的确定SBR的运行周期由充水时间、反应时间、沉淀时间、排水排泥时间和闲置时间来确定。充水时间（tv）应有一个最优值。如上所述，充水时间应根据具体的水质及运行过程中所采用的曝气方式来确定。当采用限量曝气方式及进水中污染物的浓度较高时，充水时间应适当取长一些；当采用非限量曝气方式及进水中污染物的浓度较低时，充水时间可适当取短一些。充水时间一般取14h。 5、SBR工艺设计要点（1）运行周期（T）的确定反应时间（tR）是确定SBR 反应器容积的一个非常主要的工艺设计参数，其数值的确定同样取决于运行过程中污水的性质、反应器中污泥的浓度及曝气方式等因素。对于生活污水类易处理

26、污水，反应时间可以取短一些，反之对含有难降解物质或有毒物质的污水，反应时间可适当取长一些。一般在28h。沉淀排水时间（tS+D）一般按24h设计。闲置时间（tE）一般按2h设计。一个周期所需时间tCtRtStD周期数 n24/tC5、SBR工艺设计要点（2） SBR工艺反应容积的计算 假设每个系列的污水量为q，则在每个周期进入各反应池的污水量为q/nN。各反应池的容积为：V:各反应池的容量1/m：排出比n：周期数（周期/d）N:每一系列的反应池数量q：每一系列的污水进水量（设计最大日污水量）（m3/d）5、SBR工艺设计要点（3）曝气系统 序批式活性污泥法中，曝气装置的能力应是在规定的曝气时间

27、内能供给的需氧量，在设计中，高负荷运行时每单位进水BOD为0.51.5kgO2/kgBOD，低负荷运行为1.52.5kgO2/kgBOD。 在序批式活性污泥法中，由于在同一反应池内进行活性污泥的曝气和沉淀，曝气装置必须是不易堵塞的，同时考虑反应池的搅拌性能。常用的曝气系统有气液混合喷射式、机械搅拌式、穿孔曝气管、微孔曝气器，一般选射流曝气，因其在不曝气时尚有混合作用，同时避免堵塞。5、SBR工艺设计要点（4）排水系统 1）上清液排除出装置应能在设定的排水时间内，活性污泥不发生上浮的情况下排出上清液，排出方式有重力排出和水泵排出。 2）为预防上清液排出装置的故障，应设置事故用排水装置。 3）在上

28、清液排出装置中，应设有防浮渣流出的机构。5、SBR工艺设计要点（4）排水系统序批式活性污泥的排出装置在沉淀排水期，应排出与活性污泥分离的上清液，并且具备以下的特征： 1) 应能既不扰动沉淀的污泥，又不会使污泥上浮，按规定的流量排出上清液。（定量排水）2) 为获得分离后清澄的处理水，集水机构应尽量靠近水面，并可随上清液排出后的水位变化而进行排水。（追随水位的性能）3) 排水及停止排水的动作应平稳进行，动作准确，持久可靠。（可靠性）排水装置的结构形式，根据升降的方式的不同，有浮子式、机械式和不作升降的固定式。5、SBR工艺设计要点（5）排泥设备设计污泥干固体量=设计污水量设计进水SS浓度污泥产率/1000在高负荷运行（0.10.4 kg-BOD/kg-ssd)时污泥产量以每流入1 kgSS产生1 kg计算，在低负荷运行（0.030.1 kg-BOD/kg-ssd)时以每流入1 kgSS产生0.75 kg计算。在反应池中设置简易的污泥浓缩槽，能够获得23%的浓缩污泥。由于序批式活性污泥法不设初沉池，易流入较多的杂物，污泥泵应采用不易堵塞的泵型。6、SBR设计主要参数 序批式活性污泥法的设计参数，必须考虑处理厂的地域特性和设计条件（用地面积、维护管理、处