环保知识培训

环保知识培训资料（内部使用）基本概念及基本知识环境保护：采取行政的、法律的、经济的、科学技术的各方面措施，合理地利用自然资源，防止环境污染和破坏，以求保护和发展生态平稳，扩大有用自然资源的再生产，保障人类社会的发展。环境污染：是指有害物质或因子进入环境，并在环境中扩散、迁移、转化，使环境系统的生存和发展产生不利影响的现象。水污染：又称水体污染。污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，使水体的水质和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低水体的使用价值和使用功能的现象。污水水质指标一般分为大类。1.物理性指标物质的三种存在形态：悬浮的、胶体的、溶解的。用总固体(TS)作为指标，污水处理中常用悬浮固体(SS)表示固体物质的含量。2.化学性指标化学需氧量(COD)：指用强化学氧化剂(国法定用重铬酸钾)在条件下，将有机物氧成消耗的氧量mg/L)，用示，简写为。越高，表示水中有机污染物越多，污染越严重。生化需氧(BOD)：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L)。如果污水成分相对稳定，则一般来说COD>BOD5。一般BOD5/COD大于，认为适宜采用生化处理。(TOD)有机物主要元素是C等当有机物被全部氧化时将分别产生、H2O、NO、SO2等，此时需氧量称为总需氧量TOD)。(TOC)包括水样中所有有机污染物质的含碳量，也是评价水样中有机物质质的一个综合参数。(TN)：污水中含氮化合物分为有机氮亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，四种含氮化合物总量称为总氮(TN)。凯氏氮(TKN)有机氮与氨氮之和。(TP)：包括有机磷与无机磷两类。pH值噪声：从物理学观点来看，噪声是指声强和频率的变化都无规律，杂乱无章的声音；从生物学观点来看，只要使人烦躁的不受人欢迎的声音都可看作是噪声。持续发展：既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。6、清洁生产：指即可满足人们的需要，又可合理使用自然资源和能源，并保护环境的使用生产方法和措施，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。它包括三个方面的内容：采用清洁的能源、少废或无废的清洁生产过程以及对环境无害的清洁产品。中国环境保护的三大政策预防为主，防治结合”谁污染谁治理”和“强化环境管理环境影响评价制度：是指在建设项目动工兴建之前，对该项目的选址、设计和建成投产使用后可能对周围环境产生的不良影响进行调查、预测和评定，提出防治措施，按照法定程序进行报批的法律制度，环境影响报告书或环境影响报告表则是环境影响评价的文字表现形式。“三同时”制度：是指新建、改建、扩建的基本建设项目、技术改造项目、区域开发项目或自然资源开发项目，其防治环境污染和生态破坏的设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产或使用的制度，简称“三同时”制度。化学需氧量：通常记作COD”，用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示（），COD值越高，表示水中有机污染物污染越严重。生化需氧量：通常记作BOD地面水水体中微生物分解有机化合物过程中消耗的溶解氧，以每升水被消耗的氧的毫克数表示。循环经济：就是以循环利用的物质为基础，以资源的高效利用和循环利用为核心，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，是提高经济增长质量的一种经济模式。它的基本精神是清洁生产，三个原则准绳是减量、再用和循环。第二章生化处理技术第一节厌氧生物处理技术随着世界能源的日益短缺、废水污染负荷的日益加大，废水中污染物种类的日益复杂化，废水厌氧生物处理技术以其投资省、能耗低、可回收利用沼气能源、负荷高、产污少、耐冲击负荷等诸多优点而受到环保人士的重视。厌氧生物处理技术是利用厌氧微生物的代谢特性分解有机污染物，在不需要外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体的一种水处理技术。2.1．1厌氧生物处理的基本原理厌氧生物处理又被称为厌氧消化厌氧发酵是指在厌氧调件下由多种厌氧或兼性微生物的共同作用下，使有机物分解产CHCO的程。厌氧微生物学的研究结果表明，产甲烷42菌是一类非常特别的细菌只能利用一些简单的有机物如甲酸酸醇基胺类/CO22等，而不能利用除乙酸以外的含两个以上脂肪酸和甲醇以外的醇类。世纪70代，研究发现，原来被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际是有两种细菌共同组成的，其中一种细菌先将乙醇氧化为乙酸和氢气，在工程中设为水解酸化池，水解酸化池的作用是把大分子物质分解为小分子物质减少厌氧处理负荷，另一种细菌则利用氢气、二氧化碳以及乙酸产生，4由此可把厌氧消化过程概述为三阶段理论也就是整个厌氧消化可以分为三个阶段即水解、发酵、产氢产乙酸阶段和产甲烷阶段，该理论将厌氧发酵微生物分为发酵细菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群。2.1.2厌氧生物处理的特点1、厌氧生物处理的特点厌氧生物处理与好氧生物处理相比有许多优点，简要介绍如下：厌氧生物处理进水COD范围广，菌种驯化后抗冲击负荷能力强。废水处理后厌氧消化工艺比好氧工艺产生的污泥量少而且剩余污泥脱水性能好，污泥处理比较容易。厌氧生物处理工艺的副产品之一是清洁能源沼气，沼气热值高，燃烧后释放的碳氢化合物较少，可减少对大气环境的污染。镇平分公司沼气利用作为今年环保一项工作。厌氧生物处理可以节省动力消耗，由于细菌分解有机物是无氧呼吸，所以不必给系统提供氧气，这样就节省了曝气设备所消耗的电能，可以同时获得经济效益与环境效益。2、厌氧生物处理的缺点厌氧生物启动时间较长由于厌氧生物的世代期长长速率较低污泥增长缓慢，因此启动时间较长，一般达—6个月甚至更长。厌氧生物处理后的废水不能达到排放标准。厌氧法虽然负荷高，去除有机物的绝对量和进液浓度高，但其出水度高于好氧处理，菌群的物质决定去除有机物不彻底，因此必须与好氧处理结合起来使用。厌氧有机物对有毒物质较为敏感。厌氧生物处理可能造成二次污染，废水中含有硫酸盐，由于还原反应会产生HS气2体HS是一种有毒和恶臭的气体，如果系统密闭不严易散发引起二次污染。镇平分公司调试2阶段已发生这种情况，我们正在考虑沼气综合利用，消除臭气，减少污染。2．厌氧生物处理工艺废水厌氧生物处理技术已取得了很大的进展，已开发了很多种类的厌氧反应器，达到近10种，下面结合我公司实际，介绍和IC反应器。1、上流式厌氧污泥床反应器（简称UASBUASB反应器由三个功能区构成，即底部的布水区，中部的反应区，顶部的分离流出区，其中反应区为UASB反应器的工作主体。废水进入UASB反应器，布水区的功能是将待理的废水均匀地分布在反应取得横断面上，反应区则包括污泥床区和悬浮区，污泥床区位于反应器的最底部，其悬浮物质量浓度可高达60具有良好的沉降性能和凝聚性能。废水进入反应器首先与该部分污泥混合，废水中有的有机物被污泥中的微生物分解沼气，由于甲烷不溶于水，形成微小气泡不断上升，在上升过程中相互碰撞结合成交大的气泡，在这种气泡的碰撞、结合上升的搅拌作用下，使污泥床以上的污泥呈松散悬浮状态，并与废水充分混合接触，废水中的大部分有机物在这个区域被分解转化，此区域被简称为反应区。反应器的上部设有固、液、气三相分离器，含有大量气泡的混合液，不断上升，到达三相分离器下部，首先将气体进行分离，被分离出来的气体进入气室，并由管道引出，固液混合液进入分离器，失去气泡搅动作用的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉淀至底部反应区，保持反应器内足够的生物量以去除废水中的有机物，分理出污泥的处理水进入澄清区，混合液中的污泥得到进一步分离，澄清水经溢流堰排出，在这个区域内发生泥、水、气的分离，得到澄清的处理水和高热值的沼气，因此将此区称为分离区。三相分离器UASB的核心，但布水器的作用不容小视，布水均匀不形成死角能使污水与底部污泥充分混合，有效利用池容，布水方式等阻力布水、大阻力布水、逐点脉冲布水和堰式布水四种，我公司的厌氧装置均采用等阻力布水。2、IC反应器：反应器与以UASB为代表的第2代厌氧反应器相比，在容积负荷、电耗、工程造价、占地面积等诸多方面，具有绝对的优势，是对现代高效厌氧反应器的一种突破，有着重大的理论意义和实用价值进一步研究和开发反应器推广其应用范围已成为当前废水厌氧处理的重点内容之一。IC反应器的基本构造IC反应器可以看作是由2UASB反应器叠加串联构成，高径比一般为4一8，高度可达16一25m。由5部分组成:混合、第1反应区、第2应区、内循环系统和出水区。其中内循环系统是IC反应器的核心部分，由一级三相分离器、沼气提升管、气液分离器和污泥回流管组成。参见图1。进液和混合布水系统废水通过布水系统泵入反应器内，进入布水器的废水与从IC反应器上部返回的循环水、反应器底部的污泥有效地混合，由此产生对进液的稀释和均质作用。为了进水能够均匀的进入IC反应器的流化床反应室，布水系统采用了一个特别的结构设计。流化床反应室在此部分，废水和颗粒污泥混合物在进水与循环水的共同推动下，迅速进人流化床室。废水和污泥之间产生强烈而有效的接触。这导致很高的污染物向生物物质即颗粒污泥)的传质速率。在流化床反应室内，废水中的绝大部分可生物降解的污染物被转化为生物气。这些生物气在被称为一级沉降的下部三相分离器处收集并导入气体提升器，通过这个提升装置部分泥水混合物被传送到反应器最上部的气液分离器，气体分离后从反应器导出。内循环系统在气体提升器中，气提原理使气、水、污泥混合物快速上升，气体在反应器顶部分离之后，剩余的泥水混合物经过一个同心的管道向下流入反应器底部，由此在反应器内形成循环流。气体动力来自于上升的和返回的泥水混合物中气体含量的巨大差别，因此，这个泥水混合物的内循环不需要任何外加动力。有意思的是，这个循环流的流量随着进液中COD的量的增大而自然增大，因此反应器具有自我调节的作用，原因是在高负荷条件下，产生更多的气体，从而也产生更多的循环水量，导致更大程度的进水的稀释。这对厂稳定的运行意义重大。深度净化室经过一级沉降之后上升水流的主体部分继续向上流入深度净化室废水中残存的生物可降解的COD被进一步降解，因此这个部分等于一个有效的后处理过程。产生的气体在称为二级沉降的上部三相分离器中收集并导出反应器，由千在深度净化室内的污泥负荷较低、相对长的水力保留时间和接近于推流的流动状态，废水在此得到有效处理并避免了污泥的流失。废水中的可生物降解COD几乎得到完全的去除。由于大量的已在流化床反应室中去除，深度净化室的产气量很小，不足以产生很大的流体湍动，加之，内循环流动不通过深度净化室，因此流体的上流速度很小。这两个原因使生物污泥能很好地保留在反应器内，即使反应器负荷数倍于UASB时也如此由于深度净化室的污泥浓度通常较低有相当大的今间允许流化床部分的污泥膨胀进人其中，这就防止了高峰负荷时污泥的流失。工作流程废水首先通过布水系统进人反应器底部的混合区与来自泥水下降管的内循环泥水混合液充分混合后进人颗粒污泥床进行的生化降解，此处的COD容积负荷很高，大部分进水COD在此处被降解.产生大量沼气沼气由一级三相分离器收集。由于沼气产生气提作用，使得沼气、污泥和水的混合物沿沼气提升管上升至反应器顶部的气液分离器，沼气在该处与泥水分离并被导出处理系统水混合物则沿泥水下降管进人反应器底部的混合区.并与进水充分混合后进人污泥膨胀床区，形成内循环，内循环流量可达进水流量的一倍经膨胀床处理后的废水除一部分参与内循环外，其余污水通过一级三相分离器后，进人精处理区的颗粒污泥床区，进行剩COD降解与产沼气过程，提高和保证了出水水质。由于大部分OD已被降解，所以精处理区的COD负荷较低产气量也较少精处理区产生的沼气由二级三相分离器收集，通过集气管进人气液分离器并被导出处理系统。经过精处理区处理后的废水经二级三相分离器作用后，上清液经出水区排走，颗粒污泥则返回精处理区污泥床IC的内循环技术巧妙地利用污泥颗粒化、污泥回流和分级处理，大幅度提高了容积负荷，实现了泥水间的良好接触，强化了传质效果。第三节好氧生物处理技术好氧生物处理技术近年来发展很快，有氧化塘生物处理，周期循环活性污泥法，生物接触氧化等多种处理方法。下面只对生物接触氧化法做一介绍。2.2.1生物接触氧化法的特点具有较高的处理效率。一方面具有活性污泥法和生物膜法的特点，另一方面，单位体积生物量比活性污泥多，因而有机负荷较高，接触停留时间短，处理效率高，有利于缩小处理构筑物容积。污泥不需回流，不会发生污泥膨胀，运行管理简便。耐冲击负荷能力强。这种方法由于在填料上生长着大量生物膜，对负荷的变化适应性强。．2生物接触氧化法的设计生物接触氧化法的处理流程选择生物接触氧化法有多种处理流程根据废水类型、处理程度、管理水平、基建投资和地方条件等因素来确定。在工业废水处理中，为了适应在不同负荷下的微生物生长，提高总的处理效率，多采用推流式或多格的一段法，这样在高负荷和低负荷各格的填料密度和曝气强度等不一定相同，使装置的设计更合理。填料的选择：它不仅关系到自理效果，而且影响着建设投资。填料的比表面积、生物附着性、是否易于堵塞无疑是重要条件，而且经济性也是重要因素。接触停留时间的确定：接触停留时间越长，处理效果越好，但需池容积和填料多，停留时间应根据水质、处理程度要求、填料的种类来确定。气水化的确定：确定气水比时应留有余地。处理BOD度较高的工业废水时，一方面由于BOD负荷高，生物膜数量多，耗氧速率高；另一方面由于进水不均匀，有机负荷变化大，以及鼓风机使用年限和电力供应等因素的影响，气水比应适当留有余地，增加运行上的灵活性。好氧污泥指标1.色、嗅运行正常的活性污泥一般呈黄褐色,2.气泡量、色泽、粘度在污泥负荷适当,污泥活性良好时,池内泡沫量较少且均匀分散在曝气池表面,泡沫外观呈新鲜的乳白色。用手粘一些气泡检查是否容易破碎,如果不易破碎,说明负荷过高有机物分解不完全,这时需要加大曝气量或降低进水水量以减轻处理负荷。3.污泥沉降比SV30污泥沉降比SV是评定活性污泥数量和质量的重要指标SV越小,污泥沉降性越好理论数据3030为,SV应在15%～30%之间。对同一类污泥,浓度越高SV值也越大。30304.污泥体积指数SVISVI反映了活性污泥的松散程度,是判断污泥沉降浓缩性能的一个常用参数常的活性污泥沉降良好,含水率在99%左右。一般80<SVI<180时,污泥沉降浓缩性能良好。5.VSS/SS值污泥的总固体(TS)可分为溶解性固体(DS)和悬浮固体SS)．通常SS占TS的90％以上，它包括有机悬浮固体挥发性悬浮固体VSS)无机悬浮固体FSS)占污泥有机物的95％以上，对于剩余活性污泥VSS主要是由细菌、真菌、原生动物及后生动物组成，对于混合污泥(初沉污泥和剩余活性污泥，还包括一些颗粒状蛋白质、粗纤维等。VSS/SS值是表征微生物性能的重要指标，其值越大，说明活性污泥中活性成份越多，一般其值应大于5%。6.生物相的指示作用成熟的活性污泥,絮粒大,边缘紧密,具有良好的吸附及沉降性能。在微生物中原生动物是广栖性的,大量生长着肉足类、鞭毛类、纤毛类等低等单细胞的动物他们是水处理效果较好的指示生物。反映活性污泥和微生物的质量及污水净化效果。以微型动物钟虫为例;当水中溶解氧含量适中时很活跃当钟虫前端出现一个大气泡,说明充氧不正常或充氧过多,质将要变坏,要及时调整曝气池溶解氧;当钟虫尾柄脱落虫体变形,甚至成为圆柱形,说明环境条件恶劣要检验是否有机负荷突变或进水中含有有毒物质果不及时采取措施,虫体越变越长以至于死亡,运行工艺将受到严重破坏曝气池中的纤毛虫数量很多(在原生动物中占绝对优势时,说明活性污泥成型性好,处理效果最佳。如果鞭毛虫数量剧增,纤毛虫数量下降就预示着活性污泥活性下降,处理效果下降。另外曝气池中一旦轮虫大量出现时,预示着活性污泥老化结构松散而污泥上浮,处理效果变差要及时调整剩余污泥排放量,缩短污泥泥龄果发生有毒污水冲击时,钟虫数量会大大减少,只出现少量不活跃的纤毛虫。比:等枝虫(Epistylis)对恶劣环境的耐受力比普通钟虫强当污水中含硫较多时,(一般硫含量达到100mg/L时),其它原生动物均不出现了,普通钟虫大大减少而等枝虫仍正常生活。厌氧污泥指标1.表观形状颗粒污泥多种多样,在不同基质中或不同操作条件下培养出的颗粒污泥在外型、组成菌群、密实程度等方面有所不同。颗粒污泥出现初,颗粒较小,通常直径在～mm,随着颗粒化的进行,颗粒逐渐长大,到颗粒污泥成熟后,直径一般在～mm之间大部分在mm以上,最大可达7mm粒污泥的颜色通常是黑色或灰色,取决于处理条件,特别是与Fe,Ni,Co等金属的硫化物有关不同温度下形成的颗粒污泥形态也有差异常温颗粒污泥表面较光滑,有孔隙,污泥表面菌体排列较紧密,菌体较饱满,颗粒污泥中心有明显的空洞。高温颗粒污泥表面凹凸不平,有裂缝,像有一层厚壳包裹着污泥,“壳”是微生物的分泌物在“壳”上观察到少量的球菌、短杆菌和丝状菌。2.物理化学特征颗粒污泥多种良好的沉降性是颗粒污泥主要的物理特征。随着直径的增大沉降速度随之增大。分为主要元素和微量元素。主要元素为,H,N其比例大致为40%；还有微量元素为P,S,Ni,Fe,Zn,Co,Ca等,其中Fe和Ca的含量最大。颗粒污泥还可以按菌体和矿物质划分,菌体含量约为70%～90%,其余的为矿物质。其中Fe,Ca,Si,P,S均为大量元素,Ca,Mg,Fe和他一些金属离子可能以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐或硫化物的形式存在于颗粒污泥中。颗粒污泥的干重TSS)是挥发性悬浮物(VSS)与灰分(ASH)之和。一般颗粒污泥灰分含量为%成熟颗粒污泥通常VSS与SS比值在左右。3.颗粒污泥的微生物相性状良好的颗粒污泥表面可以看到丝状菌形成良好的网络结构八叠甲烷球菌粘附生长在丝状菌形成的网络结构上此外丝状菌上也附着了大量的晶核结构粒污泥其内部有成束的甲烷丝菌生长在一起在产甲烷丝状菌形成的网络的空隙间还会生长大量的球菌和杆菌以及细小的污泥颗粒总体而言当颗粒污泥表面和内部的细菌种类和数量很丰富,主要以丝状菌、杆菌和球菌的形式存在时，说明颗粒污泥性状很好。4.比产甲烷活性比产甲烷活性指单位质量的厌氧污泥产甲烷的最大速率其单位为毫升甲烷（克挥发性悬浮物?天甲烷活性是评价厌氧颗粒污泥活性的最常用的方法之一通常以FA混合液为底物作比产甲烷活性测定。通常产甲烷活性应大于SS?d。第三节温度对生化处理效率的影响温度是除PH值另一影响生化处理的重要因素。与所要的化学反应一样，微生物降解过程也受到温度和温度波动的影响。温度主要是通过对微生物体内某些酶活性的影响而影响微生物的生长速率和微生物对基质的代谢速率，因而会影响到废水处理中污泥的产生量和有机物的去除率。科学研究表明：好氧生物过程中只有一个最适宜温度区，在5—35℃范围内，好氧生化过程的产气量（主要是CO）随温度的上升而上升，在此范围内，温升—15℃，生化速率约2增快1—2，温度高于—40℃之后，随温度升高，好氧生化速率将迅速下降，并在接近45℃之后，基本停止反应。厌氧生物过程有两个最适宜温度区，中温发酵反应大致在20—48℃之间，其有机物处理量在30℃之前随着温度的升高而缓慢提高30℃之后则迅速增加，38—40℃时达到最佳，而当温度超过39℃后进一步升高有机物处理量就会迅速下降发酵大致在—60℃之间其有机物去除量达到最高值时的温度约在—53℃之间当温度在—50℃之间逐渐升高的过程中，有机物处理量也逐渐增大，而超过53℃以后，其有机物处理量则迅速下降；45℃是处在中温和高温的交叉点，厌氧微生物如果处在这个温度范围，其活性往往很低。有报道说45℃运行是有问题的，因此厌氧处理适宜中温35℃或高温55℃）下运行。但由于厌氧出水不达标，还需有好氧设施，好氧运行的温度范围—35℃，这样厌氧最好选择中温。所谓最适宜温度指在温度附近与厌氧消化的微生物有最高的产气速率或者是最佳的有机物消耗速率。厌氧细菌超过最适宜生长温度，细菌生长速率迅速下降。温度高出细菌的生长温度上限，将导致细菌死亡，如果温度过高或持续时间足够长，温度恢复后，细胞或污泥的活性也不能恢复。而当温度下降并低于温度范围下限，细菌不会死亡，而只是逐渐停止或减弱其代谢活动，菌种处于休眠状态，其生命力可维持相当长时间。第三章气浮气浮法就是向废水中通入空气并以微小气泡形式从水中析出成为载体使水中的微小悬浮颗粒，不易生化的小分子物质，乳化油等污染物黏附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成泡沫—气、水、颗粒三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。气浮法主要用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的相对密度近于的微小悬浮颗粒。3.1气浮的过程气浮过程包括气泡的产生，气泡与颗粒（固体或液滴）附着以及上分离等连续步骤，下面对这几个过程分别进行介绍。1、气浮的产生：产生微气泡的方法主要有电解法、分散空气法和溶解空气释放法三种，主要介绍一下溶解空气释放法。溶解空气释放法：是使空气在一定压力下溶于水中呈饱和的状态，然后使废水压力骤然降低，这种溶解的空气便以微小的气泡从水中解析出并进行气浮，气泡的释放对整个气浮效果的好坏有很大影响因此气泡释放器常常作为关键的专利技术高效释放器有一个共同特点，就是使溶气水