Chapter10 工业废水处理概论

Section3工业废水处理11/28/20221主要内容：

工业废水处理概论

Introduction工业废水的物理处理

PhysicalTreatment工业废水的化学处理

ChemicalTreatment工业废水的物理化学处理

Physic-ChemicalTreatment工业废水的生物处理

BiologicalTreatment11/28/20222Chapter10工业废水处理概论10.1概述10.1.1工业废水(IndustrialWastewater)的含义和分类定义：指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。包括：生产污水(包括生活污水)和生产废水两大类。

11/28/2022310.1.1工业废水的含义和分类生产污水(ProductionSewage)：指在生产过程中所形成的，被有机或无机性生产废料所污染的废水(包括温度过高而造成热污染的工业废水)。

生产废水(ProductionWastewater)：指在生产过程中形成的，但未直接参与生产工艺，只起辅助作用，未被污染物污染或污染很轻的水。(如冷却水)11/28/2022410.1.1工业废水的含义和分类生产污水(ProductionSewage)：指在生产过程中所形成的，被有机或无机性生产废料所污染的废水(包括温度过高而造成热污染的工业废水)。

生产废水(ProductionWastewater)：指在生产过程中形成的，但未直接参与生产工艺，只起辅助作用，未被污染物污染或污染很轻的水。(如冷却水)11/28/20225工业废水的特点污染物的多样性；污染物的复杂性；污染物的行业性；一些种类的废水具有难除解性；污染的严重性；资源性。10.1.1工业废水的含义和分类11/28/20226工业废水的分类一般有三种分类方法按行业的产品加工对象分类；冶金、造纸、纺织、印染、农药等。按主要污染物的性质分类；无机废水(电镀、矿物加工)

有机废水(食品加工)按主要污染物的成分分类。酸性、碱性、含酚、含汞、含放射性等10.1.1工业废水的含义和分类11/28/20227工业废水的分类按难易处理和毒性分类易处理、危害性小的废水，如冷却水；易生物降解无明显毒性的废水；可采用生物法难生物降解又有毒性的废水。

如含重金属的废水，含多氯联苯和有机氯农药的废水等10.1.1工业废水的含义和分类11/28/20228工业废水对环境的污染污染的共性

几乎所有物质排入水体后都有产生污染的可能性，所以在处理废水不要引入污染物。污染的个性

不同物质的污染作用和环境容量不同。了解主要污染物的污染特性。10.1.2工业废水对环境的污染11/28/20229造成水体污染的水质指标物理因素总固体含量(TotalSolids)[悬浮性固体(SuspendedSolid)+可溶性固体(SolubleSolid)]；温度(temperature)；色度(color)。生理或生物因素臭气(Odor)；微生物(Microorganism)。10.1.2工业废水对环境的污染11/28/202210造成水体污染的水质指标化学因素化学需氧量(ChemicalOxygenDemand—COD)；总需氧量(TotalOxygenDemand—TOD)；总有机碳(TotalOrganicCarbon—TOC)；生化需氧量(Bio-chemicalOxygenDemand——BOD)；pH(Hydrogen-ionConcentration)；氮的化合物(NitrogenCompound)；含磷化合物(PhosphateCompound)；硫化合物(SulfurCompound)；其他有毒有害的无机化合物；气体。10.1.2工业废水对环境的污染11/28/20221110.2.1控制工业废水污染源的基本途径减少废水排出量废水进行分流；节约用水；改进生产工艺；避免工业废水的间歇排放。10.2工业废水污染源调查11/28/202212降低污染物的浓度改造生产工艺，尽量不产生污染物的工艺；改进装置的结构和性能；废水进行分流；废水进行均和；回用有用物质，如电镀的回收槽；排出系统的控制。10.2.1控制工业废水污染源的基本途径11/28/202213现场调查废水量调查

平均流量和最大流量，单位：m3/h；污染物调查

记录不同工序排水水量和主要污染物种类，相同工序不同工艺的排水量和主要污染物种类，并水平衡明细表。10.2.2污染源调查11/28/202214工艺调查

了解生产工艺对水质的要求，提出节水降污方案；取样分析从各工序取样时要注意更换周期，从总排水口取样时要注意浓度的平均。主要污染物相同的工序，只对最大浓度和最小浓度的工序进行分析。只分析难处理水质的工序。有机物主要分析COD和BOD值。根据处理工艺的特殊性进行分析。10.2.2

污染源调查11/28/202215确定排放标准了解排水去向资料分析有机废水要分析其可生化性。无机废水要分析是否有络合物存在。废水回用；无处理排放；废水分流。10.2.2污染源调查11/28/20221610.3废水的排放标准地面水环境质量标准

按地面水域使用目的和保护目的分成五类第Ⅰ类

源头水、国家自然保护区。第Ⅱ类

集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。11/28/202217第Ⅲ类

集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。第Ⅳ类

一般工业用水区及人体非接触的娱乐用水区。第Ⅴ类

农业用水区及一般景观要求水域。10.3废水的排放标准11/28/202218污水综合排放标准

按对人体的健康时效分为两类Ⅰ类污染物分类依据

在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响。具体污染物

为总汞、烷基汞、总隔、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并(a)芘、总铍、总银、总a放射性和b放射性物质。10.3废水的排放标准11/28/202219Ⅱ类污染物分类依据

长期影响小于Ⅰ类的污染物。具体污染物

如pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类和阴离子表面活性剂等。10.3废水的排放标准11/28/202220标准的使用排放标准是设计的依据，要写在设计方案中。排放标准是分等级的，下一级要比上一级严格。设计标准的采用要按着当地政府要求。要注意标准的版本。要关注将颁布新标准。10.3废水的排放标准11/28/202221国家《污水综合排放标准》GB8978-1996IntegratedWastewaterDischargeStandard要执行的行业标准(1)造纸工业

《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)》(2)船舶

《船舶污染物排放标准(GB3552-83)》(3)船舶工业

《船舶工业污染物排放标准(GB4286-84）》(4)海洋石油开发工业

《海洋石油开发工业含油污水排放标准(GB4914-85)》10.3废水的排放标准11/28/202222(5)合成氨工业

《合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-92)》(6)钢铁工业

《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》(7)航天推进剂使用

《航天推进剂水污染物排放标准(GB14374-93)》(8)兵器工业

《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》(9)磷肥工业

《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》(10)肉类加工工业

《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-9210.3废水的排放标准11/28/202223(11)纺织染整工业

《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》(12)磷肥工业

《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》(13)烧碱、聚氯乙烯工业

《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准(GB15581-95)》(14)其他水污染物排放

均执行本标准10.3废水的排放标准11/28/202224名词定义污水

指在生产与生活活动中排放的水的总称。排水量

指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。一切排污单位

指本标准适用范围所包括的一切排污单位。其他排污单位

指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。10.3废水的排放标准11/28/202225表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/L序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.510.3废水的排放标准11/28/202226表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/L7总铅1.08总镍1.09苯并(a)芘0.0000310总铍0.00511总银0.512总α放射性1Bq/L13总β放射性10Bq/L10.3废水的排放标准11/28/202227表４第二类污染物最高允许排放浓度（１９９８年１月１日后建设的单位）单位：mg/L

序号污染物适用范围一级标准二级标准三级标准1pH一切排污单位6～96～96～92色度

(稀释倍数)一切排污单位5080-采矿、选矿、选煤工业70300-脉金选矿70400-10.3废水的排放标准11/28/2022283悬浮物边远地区砂金选矿70800-城镇二级污水处理厂2030-其他排污单位70150400甘蔗制糖、苎麻脱胶、湿法纤维板、染料、洗毛工业206060010.3废水的排放标准11/28/2022294五日生化需氧量(BOD5)甜菜制糖、酒精、味精、皮革、化纤浆粕工业20100600城镇二级污水处理厂2030-其他排污单位2030300甜菜制糖、合成脂肪酸、湿法纤维板、染料、洗毛、有机磷农药工业100200100010.3废水的排放标准11/28/2022305化学需氧量(COD)味精、酒精、医药原料药、生物制药、苎麻脱胶、皮革、化纤浆粕工业1003001000石油化工工业(包括石油炼制)60120-城镇二级污水处理厂60120500其他排污单位10015050010.3废水的排放标准11/28/2022316石油类一切排污单位510207动植物油一切排污单位10151008挥发酚一切排污单位0.50.52.09总氰化合物一切排污单位0.50.51.010硫化物一切排污单位1.01.01.010.3废水的排放标准11/28/20223211氨氮医药原料药、染料、石油化工工业1550-其它排污单位1525-黄磷工业10152012氟化物低氟地区(水体含氟量<0.5mg/L)102030其它排污单位10102013磷酸盐

(以P计)一切排污单位0.51.0-10.3废水的排放标准11/28/20223314甲醛一切排污单位1.02.05.015苯胺类一切排污单位1.02.05.016硝基苯类一切排污单位2.03.05.017阴离子表面活性剂(LAS)一切排污单位5.0102018总铜一切排污单位0.51.02.010.3废水的排放标准11/28/20223419总锌一切排污单位2.05.05.020总锰合成脂肪酸工业2.05.05.0其他排污单位2.02.05.021彩色显影剂电影洗片1.02.03.022显影剂及氧化物总量电影洗片3.03.06.010.3废水的排放标准11/28/20223523元素磷一切排污单位0.10.10.324有机磷农药

(以P计)一切排污单位不得

检出0.50.525乐果一切排污单位不得

检出1.02.026对硫磷一切排污单位不得

检出1.02.010.3废水的排放标准11/28/20223627甲基对硫磷一切排污单位不得

检出1.02.028马拉硫磷一切排污单位不得

检出5.01029五氯酚及五氯酚钠(以五氯酚计)一切排污单位5.08.01010.3废水的排放标准11/28/20223730可吸附有机卤化物(AOX)(以Cl计)一切排污单位1.05.08.031三氯甲烷一切排污单位0.30.61.032四氯化碳一切排污单位0.030.060.5010.3废水的排放标准11/28/20223833三氯乙烯一切排污单位0.30.61.034四氯乙烯一切排污单位0.10.20.535苯一切排污单位0.10.20.536甲苯一切排污单位0.10.20.537乙苯一切排污单位0.40.61.010.3废水的排放标准11/28/20223938邻-二甲苯一切排污单位0.40.61.039对-二甲苯一切排污单位0.40.61.040间-二甲苯一切排污单位0.40.61.041氯苯一切排污单位0.20.41.042邻-二氯苯一切排污单位0.40.61.043对-二氯苯一切排污单位0.40.61.010.3废水的排放标准11/28/20224044对-硝基氯苯一切排污单位0.51.05.0452，4-二硝基氯苯一切排污单位0.51.05.046苯酚一切排污单位0.30.41.047间-甲酚一切排污单位0.10.20.5482,4-二氯酚一切排污单位0.60.81.010.3废水的排放标准11/28/202241492,4,6-三氯酚一切排污单位0.60.81.050邻苯二甲酸二丁脂一切排污单位0.20.42.051邻苯二甲酸二辛脂一切排污单位0.30.62.052丙烯腈一切排污单位2.05.05.010.3废水的排放标准11/28/20224210.3废水的排放标准11/28/202243注：其他排污单位：指除在该控制项目中所列行业以外的一切排污单位。

*指50个床位以上的医院。

**加氯消毒后须进行脱氯处理，达到本标准。10.3废水的排放标准11/28/20224410.4工业废水的污染现状1.国内外工业废水污染

早期的“八大公害”马斯河谷事件，多诺拉事件；洛杉矶光化学烟雾事件；伦敦烟雾事件；四日市哮喘事件；米糠油事件；水俣病事件；骨痛病事件。11/28/20224510.4工业废水的污染现状10.4.1国内外工业废水污染米糠油事件：1968年日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油采用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者约13000人，其中16人死亡。水俣病事件：1953~1956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾海域的鱼虾和贝类等水生物体内富集了汞和甲基汞，人食用后，造成近万人的中枢神经疾病，其中甲基汞中毒患者283人中有60余人死亡。骨痛病事件：1955~1972年，日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，患者约130人，其中81人死亡。11/28/20224610.4工业废水的污染现状10.4.1国内外工业废水污染

水环境日益污染严重——工业生产的高投入、低产出、高消耗和低效率我国淮河流域污染：每年有15×108m3工业废水排入淮河流域（包括造纸、化肥、皮革、酿造等小企业排放的工业废水，年排放COD负荷达150×104吨，致使流域内80%的干支河流变黑发臭，47.6%的河段不符合渔业用水标准。目前全国532条主要河流有82%受到不同程度的污染，这些主要是由工业废水造成的；流经全国42个大城市的44条河流，有93%受到污染。11/28/202247全国COD排放总量（万吨）工业废水COD排放比例虽然下降，总量仍然很大年份总量工业废水生活污水19952233.21622.9（72.7%）610.3（27.3%）199717571073（61.1%）684（38.9%）19981499806（53.8%）693（46.2%）19991389692（49.8%）697（50.2%）20001445704.5（48.8%）740.5（51.2%）11/28/202248我国在60年代开始污染治理，到90年代已经修建了3万多套工业废水处理设施。但未能充分发挥效益。原因：（1）技术：由于设计和技术原因，导致处理效率低下，也缺少工业废水处理设计规范、严格的设计审核制度和资格审查制度，运行和维修存在困难。（2）管理：主管部门对工业废水处理设施缺乏了解：企业废水处理设施未纳入企业管理计划；基层环保人员业务能力和管理水平上层次低。（3）设备方面：环保设备厂技术弱，材料质量不过关，售后服务差，一旦设备损坏就放置。（4）污泥处理和处置：工业处理设施中有10%的污泥，易造成二次污染。10.4工业废水的污染现状11/28/20224910.4.2国内外水污染控制对策1，我国的对策方针：“防治结合、以防为主、综合治理”对策：执行“三同时”和环境影响评价制度；制订规划，调整布局，环境补偿，技术改造；实施排污总量控制制度和征收排污费；鼓励对“三废”进行综合利用，使其资源化11/28/2022502.国外控制水污染的对策（1）采用无害化生产工艺，不排或少排废水；（2）推广水的重复利用技术；（3）研究开发水处理新工艺、设备、材料；（4）重视污泥的处理、处置与利用；（5）重视水资源评价；（6）水污染防治由点源走向区域；（7）水污染监测精确化、快速、连续、自动。10.4.2国内外水污染控制对策11/28/20225110.5.1废水处理方法物理法

调节、离心分离、沉淀、除油、过滤。化学法

中和、化学沉淀、氧化还原。物理化学法

混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离。生物法

好氧生物法和厌氧生物法。10.5工业废水处理方法概述11/28/202252（1）工业废水的物理处理

（PhysicalTreatment）定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法；废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。操作单元（OperatingUnits）：调节（Adjust）、离心分离（CentrifugalSeparation）、除油（OilElimination）、过滤（Filtration）等。

10.5.1废水处理方法11/28/202253

（2）工业废水的化学处理（ChemicalTreatment）定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化；操作单元（OperatingUnits）：中和（Neutralization）、化学沉淀（ChemicalPrecipitation）、药剂氧化还原（ChemicalOxidationReduction）、臭氧氧化(OzoneOxidation)、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo-Oxidation)等。10.5.1废水处理方法11/28/202254

（3）工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment）定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。操作单元（OperatingUnits）：混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附(Adsorption)、离子交换(IonExchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(DiffusionDialysis)、反渗透(ReverseOsmosis)、超滤(UltraFiltrate)等。10.5.1废水处理方法11/28/202255（4）工业废水的生物处理（BiologicalTreatment）定义：是利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。操作单元（OperatingUnits）：好氧生物处理(AerobicBiologicalTreatment)、厌氧生物处理(AnaerobicBiologicalTreatment).10.5.1废水处理方法11/28/202256表2各种污染物处理技术的基本方法11/28/202257（1）一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。（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（BOD、COD），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，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。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，离子交换法和电渗析法等。10.5.2废水处理程度的划分11/28/202258清洁生产与污染预防①污染控制的两种模式：——终端治理(End-of-pipeControl)——污染预防(PollutionPrevention)与清洁生产(CleanerProduction)10.5.3关于工业废水处理11/28/202259终端治理——不小的效果，仍将是一个重要方面——资源和能源未充分利用——只能减少排放、不能阻止产生——污染物转移而不是消除——耗能耗资、多无附加经济效益10.5.3关于工业废水处理11/28/202260污染预防与清洁生产“废物最小化”、“无废工艺”、“零排放”“绿色化学”、“环境无害化学”、“环境友好设计”等GreenChemistry,EnvironmentalBenignChemistry,EnvironmentalFriendlyTechnology,DesigningChemistryfortheEnvironment,BenignbyDesign----AlternativeSyntheticDesignforPollutionControl90‘初联合国环境署在全球推动清洁生产概念10.5.3关于工业废水处理11/28/202261清洁生产•什么叫清洁生产？《中国21世纪议程--中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中指出：“所谓清洁生产，是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。”10.5.3关于工业废水处理11/28/202262清洁生产•什么叫清洁生产？联合国环境规划暑的完善后定义为：指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。因此，清洁生产的含义为：对生产过程：要求节约原材料和能耗，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数量和毒性；对产品：要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响：对服务：要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。10.5.3关于工业废水处理11/28/202263例1，工艺改革：熄焦水改气水熄焦：▲浪费热源（1000℃——>100℃)

▲焦炭质量降低（强度）

▲产生大量废水（含酚、氰、氨）干熄焦：冷氮气“气浴”

▲升温后的氮气经热交换器产生蒸气进入热力管网（成了清洁能源）▲节水，消灭废水，减少粉尘10.5.3关于工业废水处理11/28/202264例2,“以废治废”:钢厂焦化废水与烟道气

含氨的焦化废水自上而下从雾化器顶部喷下，含SO2的高温烟道气则从雾化器底部送入，两者化合生成硫酸铵（化肥）热量被利用，水被雾化蒸发例3，用复合改性矿物纤维替代部分植物纤维（40：60）造纸，不改变造纸设备，减轻黑液污染。（云南非金属矿产应用所）10.5.3关于工业废水处理11/28/202265表3我国2000~2020年工业废水防治战略目标的预测和建议11/28/202266工业废水的处理原则1．革新工艺、减少排污量2．考虑回收利用3．从全局出发，对污水妥善处理4．采取先进技术，经济合理10.5.4工业废水处理方法的选择11/28/202267工业废水与城市污水的区别1．城市污水中主要为BOD、COD，可采用生物处理方法沉淀－生物处理－泥水分离－排放2．工业污水需不同污水采取不同方法10.5.4工业废水处理方法的选择11/28/202268工业废水的处理途径1.工业污水单独处理后排放（1）

COD、BOD很高，（2）

具有一定量的H2S、NH4有毒物质（3）

含有强酸、强碱（4）

可回收一些产品2.工业污水排入城市污水处理厂一同处理（1）

与城市污水性质大致相同（2）

无有毒有害类物质3．工业污水预处理后进入城市污水处理厂（1）

可回收产品（2）

含少量可去除的有毒有害物质10.5.4工业废水处理方法的选择11/28/