环保工程有关基本知识1

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27第一章环保工程有关基本知识一、环保工程有关基本知识1、重要性1）资源、人口、环境是人类社会发展的三大课题2）环境是可持续发展的基础3）环保是我国的基本国策2、基本国策清洁生产2)谁污染谁治理3)三同时4)排污总量控制5)排污收费制度6)资金返还，拨款政策7)“十五小”关、停、并、转8)经济结构调整9)环保基础产业调整10)环保范围：三废治理+噪声+清洁生产3、环境管理制度老三项：1）“三同时”制度2）环境影响评价3）排污收费制度新五项：1）城市环境综合整治定量考核制度2）环境保护目标责任制3）排污申报登记与排污许可证制度4）污染集中控制制度5）污染限期治理制度4、环保工作的基本程序建设单位建设前项目建议书→可行性研究报告→环境影响评价→项目报批→方案设计→项目评审→初步设计→初步评审→施工设计→施工→设备交货、安装→调试→竣工环保业务开展程序搜集资料、信息→准备相应资料→接触客户→收集相关资料→方案设计（单一方案或二个方案比较，上报时要加章，一式二分）→建设方组织专家评审→签订评审费用合同→初步设计评审→施工设计（含预算书）正是报价→合同签订→施工监理→运行调试→验收→竣工报告、竣工资料交付相关资料的收集包括：①行业名称，内容，工艺原理、流程、特点，原料、燃料的来源及消耗量②污染项目的类型、污染性质、特点、规律，主要污染物及排污去向和排放量，污染的处理情况③企业所在地区的地形资料、气候资料、土地利用和功能分区情况、人口分布及人群健康情况④量化指标排放量→排放规律→特殊要求其他指标：化学指标、物理学指标、生化指标、温度、细菌学指标、放射性指标⑤建设方所能够提供的治理条件资金b)占地c)供水d)供电e)地形资料f)建筑水平g)自动水程度等级⑥处理后污染物的出路受纳（水、气、土地）体的条件企业再生利用要求]的可能有无二次污染的危险⑦建设方的其他特殊要求开展业务时，特别注意的事项①诚信快捷，抓住机遇②充分发挥个人才智、信心，介绍好自己企业的能力和优势③虚心、认真听取建设方的意见，即使不对也不能反驳，应该委婉提出自己的看法，给予澄清④认真做好治理对象资料收集，没有资料时，了解行业，工艺，使用材料等⑤不要轻易、简单报价，答复建设方所提出的问题⑥记得索要联系人的姓名、电话、地址或名片⑦尝试使用各种方法与治理单位的关键人物拉好关系，为以后合作创造条件二、水处理业务知识废水的处理方法物理法：调节、格栅、沉淀、澄清、气浮、过滤、离心、磁分离、渗透和反渗透、超滤、曝气化学法：混凝沉淀、电解、消毒、中和、化学沉淀、氧化还原物理化学法：离子交换、吸附、萃取、吹脱、膜分离生物法：好氧生物法（活性污泥法、生物膜法）、厌氧生物法（厌氧接触工艺、厌氧生物滤池、水解酸化）组合法：将物理、化学、生物组合起来使用的方法。废水的预处理废水的预处理是以去除废水中大颗粒污染物质和悬浮在废水中的油脂类物质为目的的处理方法。常见的预处理方法包括格栅、沉砂池、隔油池及调节池等。除油方法：加隔板，加斜板。水质水量调节可设调节池。污水的处理级别一级处理：指经过简单的物理处理后的水。污水→格栅→沉砂池→沉淀池→排水二级处理：经一级处理后，再经过生化处理后得出水。污水→格栅→沉砂池→初沉池→生物滤池→二沉池→排水三级处理：又称深度处理，二级处理后的出水再经过加药，过滤、消毒等其他技术，使出水达到更高的标准。排水水质等级《地面水环境质量标准》GB3838—88将水分为五类，即Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类。Ⅰ类主要适用于源头水，国家自然保护区。Ⅱ类主要适用于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。Ⅲ类主要适用于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。Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。Ⅴ类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。水处理后的出路①回用②排放③零排放(相对而言)④改做他用基本常用术语、名词①水质指标PH值是溶液中氢离子活度的负对数。表征水的酸碱性的强弱。即：PH=―lgH+,饮用水的PH值要求在6.5―8.5之间，某些工业用水的PH值要求在7.0―8.5之间，以防止金属设备和管道被腐蚀。SS：悬浮物,是指颗粒物直径在0.45μm以下的无机物、有机物、生物、微生物等的污染物。COD：化学需氧量，是指在一定的条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量。COD反映了水中受还原性物质的污染程度，又可反应水中有机物的量。水中的还原性物质有有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。CODcr：在强酸性溶液中，以重铬酸钾为氧化剂测得的化学需氧量。CODmn：高锰酸盐指数，是以高锰酸钾溶液为氧化剂测得的化学需氧量。TOC：总有机炭，是以炭的含量表示水中有机物质总量的综合指标。TOD：总需氧量，是指水中能被氧化的物质，主要是有机物指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。BOD：生化需氧量，是指在有溶解氧的条件下，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溶解氧量。BOD5：五日生化需氧量，即在（20±1）℃下，培养五天前后水中溶解氧量的变化值。NH3―N：氨氮，使指以游离氨（NH3）和离子氨(NH4+)形式存在的氮。DO：溶解氧，指溶解于水中的分子态的氧。挥发酚：沸点在230℃以下的酚类。浊度：是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。透明度：是指水样的澄清程度。色度：采用稀释法，与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色强度。②气的指标及大气中的几个常见概念IP:飘尘，又称可吸入颗粒物，指粒径小于10μm的颗粒物，可长期漂浮在大气中。TSP:总悬浮颗粒物，指悬浮于空气中的粒径小于100μm的所有固体颗粒物。硫酸烟雾：指空气中的二氧化硫或其他硫化物在高温气象条件下，经化学作用所产生的烟雾，又称伦敦型化学烟雾。光化学烟雾：指空气中的氮氧化物与碳氢化物经光化学作用而生成的二次污染物，又称洛杉矶型化学烟雾。硫酸盐化速率：排放到大气中的二氧化硫、硫化氢、硫酸蒸汽等含硫污染物，经过一行列的氧化演变和反应，最终形成危害更大的硫酸雾和硫酸盐雾的过程。③水量水量是以Q表示的，单位m3/d或m3/h。在设计排水管道或处理设施时，要考虑到污水流量的日变化和时变化。变化系数决定了调节能力大小。日变化系数KD=最大日污水量/平均日污水量时变化系数KH=最大日最大时污水量/最大日平均时污水量总变化系数Kz=KD×KH城市污水设计流量Q设=Kz×Q平均④活性污泥的性能指标污泥浓度(MLSS):1升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量。以mg/L或g/L。污泥沉降比(SV):指曝气池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数。污泥体积指数(SVI):指的是曝气池混合液经30分钟沉淀后1g干污泥所占的湿污泥体积。污泥龄：污泥龄常称平均细胞停留时间（MCRT）或称污泥滞留时间（SRT）。污泥龄定义为每日新增的污泥平均滞留在曝气池中的天数,也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间。单位：d第二章给水及二次供水、消毒系统、产品开发一、给水1、给水分类：原水——未经处理的水。软化水——将水中硬度去除或降低。脱盐水——将水中盐类（强电解质）去除或降低。使电导率在1.0~~10.0μs/cm,电阻率0.1~~1.0×106Ωcm，含盐量1~~5mg/L。纯水——强弱电解质（SiO2、CO2）电导率1.0~~0.1μs/cm超纯水——导电物质全部去除。电导率在0.1~~0.055μs/cm2、水的硬度水的硬度按其成分中阳离子的不同，可分为钙硬度和镁硬度；按其成分中阴离子的不同，可分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。碳酸盐硬度（又称为暂时硬度）是钙、镁的重碳酸盐硬度和碳酸盐硬度的总和，而非碳酸盐硬度（又称为永久硬度）是钙、镁的强酸盐硬度的总和。硬水：一般当水的硬度大于8度（德国度）时，则称为硬水。水按硬度大小的分类，见下表：水按硬度大小的分类情况总硬度/德国度0~44~88~1616~30>30水的性质很软水软水中等硬度硬水很硬水硬度mg/LCaOmg/LCaCO3德国度法国度[H+]mmol/L(0.5mmol/L)28502.85.0硬度和盐度的划分标准：见下表硬度和盐度的划分标准硬度mol/L盐度mg/L极硬水>4.5>9.0（H+mol/L）高盐水>1000硬水3.0~4.56.0~9.0次高盐水500~1000中硬水1.5~3.03.0~6.0中盐水200~500软水0.5~1.51.0~3.0低盐水100~200极软水>0.5>1.0极低盐水<100微咸水1000~3000mg/L咸水3000~10000mg/L盐水10000~50000mg/L海水>50000mg/L3、碱度碱度：是指水中所含能与强酸发生中和作用的物质总量，包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。碱度和硬度的关系：①碱度>硬度以[H+]物质的浓度计②碱度=硬度即HCO3―=1/2(Ca2++Mg2+)③碱度<硬度有非碳酸盐硬度，CaSO4、MgSO4而没有Na+、K+碳酸盐存在4、水的软化水的软化就是去除或减低水的硬度。水的软化方法主要有两种：（1）沉淀法即对硬水加热和加药，是水中溶解性钙盐、镁盐等转变成难溶解的化合物，从水中沉淀分离出来，使水得到软化。所以此法又分加热软化法和药剂软化法两种。（2）离子交换法系利用阳离子交换剂中的阳离子（如Na+、H+、NH4+）把水中的造硬离子（Ca2+、Mg2+）交换出来，从而使水得到软化。二、排水（1）雨水（2）污水（3）工业水（4）生活水三、二次供水一次供水：从水源（河流、湖泊、深井）→自来水厂二次供水：自来水厂→各用户四、消毒系统消毒主要是杀死对人体健康有害的病源微生物。饮用水消毒合格的主要指标为1L水中的大肠杆菌数少于3个。常用的消毒方法有氯法、臭氧法、紫外线法等。五、产品开发第三章、处理各工艺单元介绍第一节常见名词、术语及生物膜法一、常见名词、术语1）进水标高分为绝对标高（以黄海标高位准）和相对标高。污水站的相对标高是在规划污水站设计平面图上选取最高标高点，再加上0.3米作为污水站地平相对标高的。这样可以防止雨水淹没污水站。2）出水3）水力停留时间（HRT）V=B×L×HV有效=B×L×H有效HRT=V有效/Q4）短路水力设计避免短路，死水区，还要保证有效的HRT。避免方法：加档水板或均匀布水。5）死水，死水区，大阻力死水6）堰出水要求出水均匀，避免短路。7）布水要求布水均匀。8）回流水回流，降低污染负荷和成本；泥回流减少微生物的流失。二、生物膜预处理→物理→膜分离、离子交换→化学→活性污泥→厌氧→生物膜生物膜：微生物附着在滤料（介质）填料表面，形成生物膜。污水接触后，有机污染物被微生物降解转化成H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质，使污水得以净化。特点：对水质、水量变化适应性强，耐冲击负荷。主要有：（1）生物滤池（2）生物转盘（3）生物接触氧化池浸沉曝气式生物滤池特点：优点：①填料多、面积大、充氧好②不需污泥回流、不产生污泥膨胀③去除率高④管理方便⑤不产生滤池蝇、无臭味⑥有机负荷浓度高、污泥少⑦生物多，完全混合型，耐冲击。缺点：COD>1000mg/L时，慎用（4）生物流化床1970年后用于高效生物处理工艺（两相、三相）。特点：①容积负荷高，耐冲击②微生物活性强③传质效果好④适用高浓度有机废水预处理，低BOD水深度处理。第二节处理方法一、预处理①筛除（格栅、筛网）②沉砂③除油④水质水量调节二、物理分离①沉淀（重力去除）②澄清（将絮凝反应和澄清过程合为一体）③气浮④过滤⑤离心分离⑥磁分离三、膜分离与离子交换①电渗析②反渗透③超滤④离子交换四、化学处理与消毒①混凝②化学沉淀③中和及PH调节④化学氧化与还原⑤电解⑥活性炭吸附⑦消毒五、活性污泥法按运行方式可分为：①推流式活性污泥②完全混合式③分段曝气活性污泥④吸附再生活性污泥⑤延时曝气活性污泥⑥高负荷活性污泥⑦浅层、深层曝气⑧纯氧曝气⑨氧化沟⑩SBR工艺六、生物膜法①生物滤池②生物转盘③生物流化床④生物接触氧化工艺七、厌氧生物处理①普通消化接触②厌氧生物滤池和复合反应床③UASB升流厌氧反应器④厌氧流化床/膨胀床⑤水解反应器八、自然净化处理①稳定塘——好氧、缺氧、厌氧②土地处理③动植物净化第三节、水处理各工艺单元介绍一、预处理废水的预处理是以去除废水中大颗粒污染物质和悬浮在废水中的油脂类物质为目的的处理方法。1、筛除设备（1）、筛除设备的作用一般安装在废水处理流程的前端，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻处理负荷。（2）、分类按形状分为：平面格栅和曲面格栅格栅按栅条间隙分为：粗格栅、中格栅、细格栅筛除设备按栅渣清除方式分为：人工格栅、机械格栅、水力格栅筛网按孔眼大小分为：粗筛网、细筛网按工作方式分为：固定筛和旋转筛各种格栅的样式及部件名称（见《废水卷》第280—282页）（3）、格栅的设计计算（见《废水卷》第282—285页）2、沉砂池（1）、沉砂池的作用从废水中分离密度较大的无机颗粒物。它一般设在污水处理的前端，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。（2）、分类沉砂池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉砂池、竖流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池。各种沉砂池的样式及部件名称（见《废水卷》第286—290页）（3）、沉砂池的设计计算（见《废水卷》第285—290页）3、除油（1）油的分类废水中的油按其存在形式可分为乳油、分散油、乳化油和溶解油四类。（2）除油设备与装置除油设备可分为油水分离设备、撇油器、污油脱水设备。常用的油水分离设备包括隔油池、除油罐、混凝除油罐、粗粒化除油罐、聚结斜板除油罐、格雷维尔除油器、气浮除油装置。隔油池常用的有平流式隔油池、平行板式隔油池、倾斜板式隔油池、小型隔油池。各种隔油池的样式及部件名称（见《废水卷》第292—298页）（3）隔油池的设计计算（见《废水卷》第298—301页）4、水质水量调节水质水量波动越大，过程参数难以控制，处理效果越不稳定；反之，波动越小，效果就越稳定。在废水处理系统前，设置均化调节池，用以进行水量水质的均化，以保证废水处理的正常进行。（1）废水处理设施中调节作用的目的提供对有机负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化控制PH值。以减小中和作用的化学品的用量减小对物理化学处理系统的流量波动，使化学品添加速率适合加料设备的定额当工厂停产时，仍能对生物处理系统继续输入废水控制向市政系统的废水排放，以缓解废水负荷分布的变化防止高浓度有毒物质进入生物处理系统（2）均化调节池的类型均化是用以尽量减小污水处理厂进水水量和出质波动的过程。均化池分水量均化池和水质均化池。各种均化池的样式及部件名称（见《废水卷》第302—305页）（3）均化池的设计计算（见《废水卷》第306—310页）二、物理分离1、沉淀池（1）、沉淀沉淀就是利用重力沉降将比水重的悬浮颗粒物从水中去除的操作。（2）、分类按在废水处理流程中的位置分为：初次沉淀池和二次沉淀池。初次沉淀池和二次沉淀池的适用条件及设计要点见《废水卷》第311页表2-2-1沉淀池按水流方向分为：平流式、竖流式、辐流式三种。每种沉淀池均包括五个区，即进水区、沉淀区、缓冲区、污泥区和出水区。沉淀池各种池型的优缺点和适用条件见《废水卷》第312页表2-2-2（3）、沉淀池的样式及部件名称、设计计算（见《废水卷》第312—327页）2、澄清池（1）基本原理在澄清池中，沉泥被提升起来并使之处于均匀分布状态，在池中形成高浓度的稳定活性泥渣层。原水在澄清池中由下向上运动，泥渣层由于重力作用可在上升水流中处于动态平衡状态。当原水通过活性泥渣层时，利用接触絮凝原理，原水中的悬浮物便被活性泥渣层租留下来，使水获得澄清。（2）、分类澄清池的工作效率取决于泥渣悬浮层的活性与稳定性。澄清池基本上可分为泥渣悬浮型澄清池、泥渣循环型澄清池二类。各种澄清池的优缺点和适用条件见《废水卷》第329页表2-2-10各种澄清池的样式及部件名称（见《废水卷》第327—328页）（3）澄清池的设计计算（见《废水卷》第329—333页）3、气浮（1）、气浮是在水中通入或产生大量的微细气泡，使其附着在悬浮颗粒上，造成密度小于水的状态，利用浮力原理使它浮在水面，从而获得固液分离的方法。（2）、分类气浮方式可分为散气气浮法、溶气气浮法与电解气浮法。各种气浮的样式及部件名称、工艺特点见（《废水卷》第334—338页）（3）气浮的设计计算（见《废水卷》第338—347页）4、过滤（1）类型按滤速分为：慢滤池、快滤池、高速滤池；按水流经滤床的方向可分为：上向流、下向流、双向流、辐射流、水平流和从“细到粗”或从“粗到细”等类型；按滤料可分为：砂、煤、煤-砂、多层混和滤料和陶粒滤料、纤维球滤料、硅藻土、漂浮滤料等类型；按水流性质分为:压力流和重力流等。各种滤池特性及适用范围见《废水卷》第347页表2-2-21（2）设备和装置滤池本身包括滤料层、承托层、配水系统、集水渠和洗砂排水槽五个部分。滤床分为单层滤床、双层滤床和三层滤料滤池，见《废水卷》第351页图2-2-54。双层及多层滤料滤池的设计参数见《废水卷》第353页表2-2-26滤料的特性：粒径与级配、机械强度、密度和孔隙率、比表面积、盐酸可溶率。（3）滤池的设计计算（见《废水卷》第356—359页）（4）滤池的反冲洗各类滤池的滤料必须定期进行清洗。这主要是因为：①在过滤过程中，原水中的悬浮物被滤料表面吸附并不断在滤料层中积累，由于滤层孔隙被污物堵塞，过滤水头损失不断增加。②过滤时由于水头损失增加，水流对吸附在滤料表面的污物的剪切力变大，使有些颗粒在水流的冲击下移到下层滤料中去，最终会使水中的悬浮物含量上升，水质变差，到一定程度需要清洗滤料，以便恢复滤料层的纳污能力。③污水中的悬浮物中含有大量有机物，长期滞留在滤层中会发生厌氧腐败现象。有关计算（见《废水卷》第360—364页）5、离心分离（1）离心分离处理废水使利用快速旋转所产生的离心力使废水中的悬浮颗粒进行分离。（2）分类离心设备分为：旋转分离器和离心机。（3）各种离心机的样式及部件名称、设计计算见（《废水卷》第365—370页）6、磁分离（1）磁分离技术就是有效的利用磁力，克服与其抗衡的重力、惯性力、粘滞力或利用磁力和重力，使颗粒凝聚后沉降分离（磁凝聚）。（2）各种磁分离装置的原理、图形、特点见（《废水卷》第370—375页）三、膜分离与离子交换四、化学处理与消毒五、活性污泥法六、生物膜法七、厌氧生物处理工艺八、废水自然净化处理第四节常见符号及其含义A——厌氧（缺氧）O——好氧A/O——厌氧—好氧A2/O——厌氧—缺氧—好氧A2/O2——二级厌氧二级好氧AB——吸附—生物降解工艺SBR——序批式活性污泥法特点：①工艺简单②不设二沉③无污泥回流④耐冲击⑤不设调节池⑥反应好，处理效果好⑦除水水质好⑧操作灵活⑨污泥沉降好⑩不产生污泥膨胀⑾∑自动化缺点：需滗水器、电动阀，冲击排水。MSBR——自动运行序批式活性污泥法UASB——升流式厌氧反应器AF——生物滤池工艺DAF——压力溶气气浮IAF——散气气浮CAF——涡凹气浮BAF——曝气生物滤池MBR——膜生物反应器RO——反渗透特点：①运行压力高1~10MPa②