工业废水处理课件

工业废水处理技术武汉理工大学土建学院市政系2021/10/10星期日1教学内容第一章:工业废水处理概论第二章:工业废水的生物处理第三章:工业废水的物理处理第四章:工业废水的化学处理第五章:工业废水的物理化学处理2021/10/10星期日2武汉理工大学建筑学院市政工程系第1章工业废水处理概论

1.1概论工业废水

工业企业各行业生产过程中排出的废水，统称为工业废水，其中包括生产污水、冷却水和生活污水。特征

“生活污水”－－－－“工业废水”

“污”字说明它的可用性，而“废”说明的是不可用的。2021/10/10星期日31.1概论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。2021/10/10星期日41.1概论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；按主要污染物的性质分类；按主要污染物的成分分类。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；难生物降解又有毒性的废水。2021/10/10星期日51.1概论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，所以在处理废水时不要引入污染物。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。

2021/10/10星期日61.2工业废水污染源调查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；改造生产工艺；减少废液排放。2021/10/10星期日71.2工业废水污染源调查降低污染物的浓度改造生产工艺，了解淘汰生产工艺；改造深漂洗装置；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。2021/10/10星期日81.2工业废水污染源调查污染源调查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。2021/10/10星期日91.2工业废水污染源调查工艺调查

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。2021/10/10星期日101.2工业废水污染源调查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。2021/10/10星期日111.3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。2021/10/10星期日121.3废水的排放标准第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。2021/10/10星期日131.3废水的排放标准污水综合排放标准

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、总镉、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。2021/10/10星期日141.3废水的排放标准Ⅱ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。2021/10/10星期日151.3废水的排放标准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。2021/10/10星期日161.3废水的排放标准国家《污水综合排放标准》GB8978-1996要执行的行业标准造纸工业执行

《造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)》船舶执行

《船舶污染物排放标准(GB3552-83)》船舶工业执行

《船舶工业污染物排放标准(GB4286-84）》2021/10/10星期日171.3废水的排放标准海洋石油开发工业执行

《海洋石油开发工业含油污水排放标准(GB4914-85)》纺织染整工业执行

《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》肉类加工工业执行

《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)》2021/10/10星期日181.3废水的排放标准合成氨工业执行

《合成氨工业水污染物排放标准(GB13458-92)》钢铁工业执行

《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》航天推进剂使用执行

《航天推进剂水污染物排放标准(GB14374-93)》，2021/10/10星期日191.3废水的排放标准兵器工业执行

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

《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》兵器工业执行

《兵器工业水污染物排放标准(GB14470.1～14470.3-93和GB4274～4279-84)》2021/10/10星期日201.3废水的排放标准磷肥工业执行

《磷肥工业水污染物排放标准(GB15580-95)》烧碱、聚氯乙烯工业执行

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

均执行本标准。2021/10/10星期日211.3废水的排放标准专业术语污水

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。2021/10/10星期日221.3废水的排放标准一切排污单位

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。2021/10/10星期日231.3废水的排放标准表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0.52021/10/10星期日241.3废水的排放标准表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/l

7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/L2021/10/10星期日251.3废水的排放标准表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70400-2021/10/10星期日261.3废水的排放标准3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20606002021/10/10星期日271.3废水的排放标准4五日生化需氧量(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10020010002021/10/10星期日281.3废水的排放标准5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1001505002021/10/10星期日291.3废水的排放标准6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1.01.01.02021/10/10星期日301.3废水的排放标准11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0.51.0-2021/10/10星期日311.3废水的排放标准14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0.51.02.02021/10/10星期日321.3废水的排放标准19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3.03.06.02021/10/10星期日331.3废水的排放标准23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1.02.02021/10/10星期日341.3废水的排放标准27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5.08.0102021/10/10星期日351.3废水的排放标准30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0.030.060.502021/10/10星期日361.3废水的排放标准33三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0.40.61.02021/10/10星期日371.3废水的排放标准38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0.40.61.02021/10/10星期日381.3废水的排放标准44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0.60.81.02021/10/10星期日391.3废水的排放标准492,4,6-三氯酚一切排污单位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2.05.05.02021/10/10星期日401.3废水的排放标准53总硒一切排污单位0.10.20.554粪大肠菌群数医院*、兽医院及医疗机构含病原体污水500个/L1000个/L5000个/L

传染病、结核病医院污水100个/L500个/L1000个/L医院*、兽医院及医疗机构含病原体污水<0.5**>3(接触时间≥1h)>2(接触时间≥1h)2021/10/10星期日411.3废水的排放标准注：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。55总余氯(采用氯化消毒的医院污水)传染病、结核病医院污水<0.5**>6.5(接触时间≥1.5h)>5(接触时间≥1.5h)合成脂肪酸工业2040-56总有机碳(TOC)苎麻脱胶工业2060-其他排污单位2030

-2021/10/10星期日421.4工业废水处理方法概述1.4.1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。2021/10/10星期日431.4工业废水处理方法概述1.4.2废水处理方法的选择污染物在废水中存在状态悬浮物

粒径为1~100mm；胶体

粒径为1nm~1mm；溶解物

粒径为<1nm。2021/10/10星期日441.4工业废水处理方法概述处理方法选择的原则达标是前提；在达标的前提下，充分考虑成本；应综合分析处理成本；要应用成熟的工艺；要充分考虑工艺的可操作性；多采用自己已做过的工艺。2021/10/10星期日451.4工业废水处理方法概述有机废水处理方法的确定物理方法

将废水用滤纸过滤后达标，可作为悬浮物废水处理；物化方法

直接过滤不达标，如加絮凝剂后过滤达标可采用絮凝沉淀。2021/10/10星期日461.4工业废水处理方法概述生物法的选择确定废水的毒性

如有毒性物质应针对毒物进行预处理。确定废水的可生化性好氧生物法

一般当BOD/COD>1/5，BOD<1000mg/L时，可用好氧生物法，但BOD的允许浓度是因污染物而异。2021/10/10星期日471.4工业废水处理方法概述厌氧法

一般当BOD/COD<<1/5，或BOD＞1000mg/L时，可先采用厌氧法后再加好氧生物法。根据设备投资和运行费用确定

只好氧生的运行费用高，但投资和占地小。

厌氧－好氧的运行费用低，但投资和占地大。

2021/10/10星期日481.4工业废水处理方法概述无机废水悬浮物

在规定的时间内静置后达标

可采用自然沉降。不达标

可作混凝试验，混凝静置后达标，可采用混凝沉淀。2021/10/10星期日491.4工业废水处理方法概述溶解污染物一般方法

调pH值、化学沉淀、氧化还原。深度处理法

吸附、离子交换、膜分离一法。含油废水

静置后下清液达标的可采用隔油处理，不达标的可采用破乳后静置，达标可采用破乳隔油，不达标的可采用隔油后生化。

2021/10/10星期日50第二章:工业废水的生物处理2.1工业废水的可生化性一.工业废水可生化性的评价方法

1.根据微生物对有机物的降解能力和有机物对微生物的毒害和抑制作用，可把有机物分为4大类：Ⅰ类：易降解的有机物；Ⅱ类：可降解有机物，但有毒害或者抑制作用；Ⅲ类：难降解有机物，但无毒害和抑制作用；Ⅳ类：难降解有机物，有毒害或者抑制作用。2021/10/10星期日51第二章:工业废水的生物处理2.评价方法2.1水质标准法:BOD5/COD值>0.45：适于生物处理；在0.2左右，则需看微生物驯化后，能否提高BOD5/COD值来判定；接近零，则采用生物处理比较困难。2.2微生物耗氧速度法：（1）耗氧曲线：耗氧速率随时间变化的曲线。（2）内源呼吸耗氧曲线：处于内源呼吸期的活性污泥的耗氧曲线。生物处于内源呼吸期时，其耗氧量仅与微生物量有关，在较长一段时间内耗氧速度是恒定的，所以内源呼吸线为一条直线。（3）底物耗氧曲线：投加有机物后的耗氧曲线。若废水中有机污染物的耗氧曲线与内源呼吸线重合，说明有机污染物不能被微生物所分解，但对微生物也无抑制作用。（4）底物耗氧速度/内源呼吸速度。2.3脱氢酶活性法：2.4有机化合物分子结构评价法：2021/10/10星期日52第二章:工业废水的生物处理§2.2工业废水的好氧生物处理一.活性污泥法1.营养和混合液温度1.1营养:BOD:N:P=100:5:1生物氧化过程中所需要的痕量营养物

(1)氮源:易被微生物利用的氮源形式为铵(NH4+)或硝酸根(NO3-).废水中以蛋白质或氨基酸形式存在的有机氮化合物,必须先通过微生物水解产生铵,才能加以利用.营养物需要量mg/mgBOD营养物需要量mg/mgBOD营养物需要量mg/mgBOD营养物需要量mg/mgBODMn10*10-5Mo43*10-5Co13*10-5K45*10-4Cu14.6*10-5Se14*10-10Ca62*10-4Fe12*10-3Zn16*10-5Mg30*10-4Na5*10-5CO327*10-42021/10/10星期日53第二章:工业废水的生物处理(2)磷源:以正磷酸盐的形式才能被微生物利用.1.2混合液温度温度影响反应速度,废水中有机物的特性和所处状态.温度在4~31℃范围内,反应速度常数K与混合液温度T之间的关系如下:式中:T----混合液温度,℃;K20—混合液温度为20℃时的反应速度常数,d-1;KT—混合液温度为T℃时的反应速度常数,d-1;

θ---温度修正系数

θ=1.015生活污水

θ=1.03--1.1浓度较高的溶解性有机废水2021/10/10星期日54第二章:工业废水的生物处理2.活性污泥法2.1推流式活性污泥法适用于处理易降解的工业废水和生活污水.有回流的推流系统污水处理效果较好，但由于水流过程中纵向扩散现象存在，但难得到真正的推流状态。缺点耐冲负荷较差。2.2完全混合活性污泥法适用于难降解有机废水的处理曝气池沉淀池推流式(稀释能力小)曝气池沉淀池完全混合式2021/10/10星期日55第二章:工业废水的生物处理2.3生物选择器—完全混合式活性污泥法对于易生物降解的有机废水,可用生物选择器抑制丝状菌的生长.常用好氧生物选择器.在好氧生物选择器中,废水中溶解性有机物大部分被菌胶团吸附而去除,丝状菌缺乏吸附能力,生长速度较慢,使菌胶团成为优势菌种.废水与活性污泥接触时间一般可采用15min左右.3.出水悬浮物偏高的原因3.1TDS(totaldissolvedsludge,总溶解性固体)浓度高,导致污泥絮体分散,使出水SS偏高.

若TDS偏高,因悬浮物不易沉降,一般采用混凝沉淀法处理.生物选择器曝气池沉淀池2021/10/10星期日56第二章:工业废水的生物处理3.2曝气池混合液温度变化,会造成絮体分散.

(1)混合液温度越低,出水悬浮物浓度越高,混凝剂投加量越大.(2)混合液24h温度变化迅速,也会造成絮体分散.但温度稳定后,混合液的沉降性能会得到恢复.3.3污泥负荷过低或者过高,会使出水悬浮物浓度随表面张力的提高而有所上升.3.4其他原因:(1)曝气装置的剧烈混合搅拌;(2)二沉池表面水力负荷或出水堰负荷过大.可在二沉池前投加混凝剂.若设反应室,可放在沉淀池前或者沉淀池中.曝气池反应池反应池投加混凝剂投加混凝剂沉淀池2021/10/10星期日57第二章:工业废水的生物处理3.生物膜法3.1生物接触氧化

(1)特点

①具有较高的处理效率.单位体积生物量比活性污泥法多.有机负荷较高,接触停留时间短,处理效率高,减少占地,节省基建投资.②污泥不需回流,不会发生污泥膨胀,便于管理.③耐冲击负荷能力强.④挂膜培菌简单.一般2~3d即可挂膜,20d左右即可驯化投入使用.(2)设计

①处理流程的选择:可采用多段推流式或者一段多格.填料密度和曝气强度可以不相同.二段法或多段法的接触时间比一段法小.2021/10/10星期日582021/10/10星期日59第二章:工业废水的生物处理②填料的选择:比表面积/生物附着性/是否易于堵塞/经济性.③接触停留时间:处理生活污水和类似水质的工业废水时,接触停留时间为0.8~1.2h;处理COD为500mg/L左右的工业废水时,接触停留时间一般为3~4h;

处理COD为1000mg/L左右的工业废水时,接触停留时间一般为10~14h;④气水比的确定:要留有余地.⑤防填料堵塞的措施:

填料同被处理水相适应:高浓度有机废水:软纤维/半软性低浓度城市污水:蜂窝/炉渣定期反冲洗填料分层设置2021/10/10星期日60第二章:工业废水的生物处理3.2生物转盘

①原理:盘转动较慢,大约有40%的表面积浸在水下,盘上生长有1~4mm厚的生物膜.随着盘的转动,盘上附着水层通过空气时,由空气供氧.附着生物膜上有大量毛发状的短丝状菌.对有机物进行降解.盘片转动时产生的剪切力使过厚的生物膜从盘片剥落,脱落的生物膜由沉淀池去除.②影响处理性能的参数:转速/废水停留时间/反应槽的级数/盘浸没深度和温度等.3.3生物滤池①水力负荷在29m3/(m2*d)----230m3/(m2*d)②处理含碳废水建议填料比表面积最大为100m2/m3.③比表面积大于320m2/m3的滤料可用于硝化.2021/10/10星期日612021/10/10星期日62第二章:工业废水的生物处理§2.3工业废水的厌氧生物处理一.与好氧法相比的优点(1)有机负荷高,容积负荷高.(2)污泥产量低.(3)能耗低.(4)营养物需要量少.(5)应用范围广.(6)水温适宜范围较广.(7)工艺稳定.(8)无尾气污染.(9)处理含表面活性剂废水无泡沫.(10)减少氯化有机物的毒性.(11)可处理季节性排放的废水.二.缺点(1)启动时间长,需要8~12周.(2)出水水质差,往往串连好氧处理.(3)低浓度或碳水化合物废水碱度不够.(4)生物活性最大时要求NH4+浓度高,约为40—70mg/L.好氧法厌氧法有机负荷0.7~1.2kgCOD/(m3*d)或0.4~1.0kgBOD/(m3*d)10~60kgCOD/(m3*d)或7~45kgBOD/(m3*d)污泥负荷0.1~0.25kgCOD/(kgVSS*d)或0.05~0.15kgBOD/(kgVSS*d)0.5~1.5kgCOD/(kgVSS*d)或0.3~1.2kgBOD/(kgVSS*d)污泥产率0.3~0.45kgVSS/kgCOD或0.4~0.5kgVSS/kgBOD0.04~0.15kgVSS/kgCOD或0.07~0.25kgVSS/kgBODDO0.5~3mg/L0~0.5mg/L比能耗0.7~1.3kw*h/kgCOD或1.2~2.5kw*h/kgBOD0.35m3沼气/kgCOD水温范围20~30℃<10℃或>35℃效果降低低温:10~30℃最佳20℃中温:30~40℃最佳35~38℃高温:50~60℃最佳51~53℃产甲烷菌最佳35~40℃营养比COD:N:P=100:3:0.5或BOD:N:P=100:5:1COD:N:P=100:1:0.1或BOD:N:P=100:2:0.32021/10/10星期日63第二章:工业废水的生物处理三.厌氧生物处理设备常用的有厌氧接触法/厌氧生物滤池/升流式厌氧污泥床/厌氧膨胀床/厌氧流化床/厌氧生物转盘/厌氧挡板式反应器1.厌氧接触法式中:θc----生物固体平均停留时间,d;X-----反应器中微生物浓度,g/m3;

V-----反应器容积,m3;Xe----出水微生物浓度,g/m3;Q-----处理废水流量,m3/d;Xw----剩余污泥微生物浓度,g/m3;Qw----剩余污泥排放量,m3/d.提高了混合液的微生物浓度和减少出水微生物浓度.适用于高浓度有机废水的处理消化池回流污泥沼气沉淀池真空脱气罐剩余污泥进水出水特点:2021/10/10星期日64第二章:工业废水的生物处理

①排出混合液中的污泥附着大量气泡,易于上浮至水面被出水带走.②污泥中仍有产甲烷菌在活动,并产生沼气,使污泥上翻.③降低回流污泥浓度,影响反应器中污泥浓度的提高.①在反应器和沉淀池之间设脱气器.②在反应器和沉淀池之间设冷却器,使温度由35℃降至15℃,抑制甲烷菌在沉淀池中的活动.③投加混凝剂,提高沉淀效率.工艺设计:(以COD>1000mg/L为例)容积负荷6kgCODCr/(m3*d)以下污泥负荷0.6kgCOD/kgVSS*d以下混合液污泥浓度10kgVSS/m3左右污泥回流比0.8--1.0搅拌功率沼气搅拌5-10w/m3

机械搅拌2-5w/m3

沉淀池表面水力负荷0.2-0.25m3/(m2*h)0.1-0.15m3/(m2*h)缺点改进2021/10/10星期日65第二章:工业废水的生物处理2021/10/10星期日66第二章:工业废水的生物处理2.厌氧生物滤池2.1构造厌氧微生物以生物膜的形态生长在滤料表面,废水淹没地通过滤料.在生物膜的吸附作用和微生物的代谢作用以及滤料的截留作用下,废水中有机污染物被去除.产生的沼气则聚集于池顶部罩内,并从顶部引出.处理水则从旁侧流出,在沉淀池中分离.2.2滤料

(1)滤料特性:比表面积大,孔隙率高,表面粗糙,生物膜易于附着,化学及生物学的稳定性强,机械强度高等.(2)常用滤料:碎石,卵石,焦炭和各种形式的塑料滤料.2.3池型升流式/降流式2021/10/10星期日67第二章:工业废水的生物处理废水由底部进入,向上流动通过滤层,处理水从滤池顶部旁侧流出,沼气通过滤池顶端收集.生物中大量的以生物膜的形式附在滤料表面,少部分以厌氧污泥的形式存在于滤料的间隙中.(1).底部容易堵塞;(2).污泥浓度沿深度分布不均匀,上部滤料不能充分利用.

改进措施:处理水回流,目的有:(1).降低原废水悬浮固体与有机物浓度,提高水力负荷,提高池内水流的上升速度,减少滤料空隙的悬浮物,减轻堵塞的可能性.(2).可使滤料中的生物膜量趋于均匀分布.2.4特点及适用范围:(1)生物量浓度高,有机负荷率高;(2)能承受水质或水量冲击负荷;(3)无需污泥回流;(4)设备简单、能耗低、运行管理方便，费用低；(5)无污泥流失,处理水带泥较少.适用于溶解性有机废水的处理,升流式进水悬浮物浓度不超过200mg/L.

缺点2021/10/10星期日68第二章:工业废水的生物处理2.5工艺设计废水COD浓度在3000mg/L以上,反应温度在30℃时,设计参数如下:

滤料填充高度2m以上,比表面积100m2/m3以上,填充率在2/3以上.

滤池高度

3m以上容积负荷12kgCOD/(m3*d)以下配水系统每个喷嘴服务面积1~4m2/个排泥系统每根排泥管服务面积9m2/根回流比根据进水COD浓度和PH值而定.

剩余污泥含水率<95%2021/10/10星期日69第二章:工业废水的生物处理3.升流式厌氧污泥床UASB3.1配水系统:(1)将进入反应器的原废水均匀的分配到反应器整个横断面,并均匀上升.(2)起到水力搅拌的作用.3.2反应区:包括污泥区和悬浮污泥区.3.3三相分离器由沉淀区.回流缝和气封组成.通过沉淀槽底缝的流速不大于2m/hr.沉淀槽斜底与水平面夹角不小于50°.沉淀区表面水力负荷小于3m3/m2*h.3.4气室3.5排水系统3.6反应器高度最大不超过10米.2021/10/10星期日70第三章工业废水的物理处理

3.1

调节池3.1.1水量调节池作用

缓冲废水的峰值流量，以降低设备的处理量。池体设计结构设计结构

一般为钢筋混凝土，小池也可为砖混结构；2021/10/10星期日713.1调节池水位控制

最高水位不超过进水口高度，最低水位为死水位。有效水深

一般为2~3m，要考虑到地质状况。输水方式

进水为重力流，出水为泵提升。2021/10/10星期日723.1调节池有效容积累积流量

（m3）

qi–––在t时段内废水的平均流量，m3/s；

ti–––时段，h。2021/10/10星期日733.1调节池平均流量

工业废水通常以平均流量为设计的依据。

Q–––为周期T内的平均

流量，m3/h。2021/10/10星期日743.1调节池图解法绘出工作周期T内的累计流量曲线；用直线连接曲线的起点O和终点A，直线OA为提升泵的出水累计水量；平行OA作流量累计曲线的两条外切线，两切线的竖直长度即为有效容积。2021/10/10星期日753.1调节池估算法按设计的停留时间t乘以平均流量。流量或浓度变化大的，t一般取5~7小时，变化小一般取2~4小时。停留时间是一个经验数据，要注意积累。多路废水汇流的，

t一般取5~7小时。2021/10/10星期日763.1调节池11.1.2水质调节池作用

为减少浓度对处理系统的冲击。普通水质调节池特点

结构简单，可同时调节水量，但水质不均匀。应用

主要应用于处理量较小的工程中。2021/10/10星期日773.1调节池物料平衡方程

C1QT+C0V=C2QT+C2V

Q–––取样间隔时间内的平均流量；

C1–––取样间隔时间内进入调节池污物的浓度；

T

–––取样间隔时间；

C0–––取样间隔开始时调节池内污物的浓度；

V–––调节池的容积；

C2–––取样间隔时间终了时间内出水污物的浓

度。2021/10/10星期日783.1调节池各时段内出水浓度的推求

假定在一个取样间隔时间内出水浓度不变，则由上式可得每一个取样间隔后的出水浓度为

见P449例题11-1

例题没有给出C0。2021/10/10星期日793.1调节池穿孔导流槽式水质调节池特点

出均匀，但无法调节水量。有效容积

qi

–––为流量和浓度较高的设计周期T内的累

积流量；

h–––放大系数，一般取0.7。2021/10/10星期日803.1调节池2021/10/10星期日813.1调节池2021/10/10星期日823.1调节池3.1.3分流贮水池特点

结构简单，可同时调节水量，但水质不均匀。应用

在工业废水中应用较多，如废液贮池，采用分路分流。3.1.4调节池的搅拌泵循环搅拌

布水结构为穿孔管，简单易行，搅拌效果一般，动力消耗大。2021/10/10星期日833.1调节池空气搅拌

布气结构为穿孔管，流量为2~3m3/[h·m(管长)]或5~6m3/[m2(池面积)]。

搅拌效果好，兼有预曝气的作用，运行费用高。机械搅拌

搅拌效果好，运行费用高，易受腐蚀。

设计参数是因结构而异，可向设备商索取，也可参考《化工工艺设计手册》。2021/10/10星期日843.2离心分离3.2.1离心分离原理原理概述

使水旋转，水中的悬浮颗粒和水都会受离心力的作用，悬浮颗粒密度(r)大于水的(r0)向远离轴心方向移动，r’

<r0的会向轴心方向移动，因此可分离水中的悬浮物质。2021/10/10星期日853.2离心分离分离因素颗粒受的净离心力

Fc=(m-m0)w2r颗粒受的净重力

Fg=(m-m0)g

分离因素

2021/10/10星期日863.2离心分离分离速度(m/s)

式中r,r0

–––分离颗粒和水的密度；

m–––水的动力粘度，0.1Pa·s；

r

–––颗粒旋转半径

d–––颗粒直径(m)。2021/10/10星期日873.2离心分离影响因素颗粒直径

d越小，分离效果越差，絮凝可增大粒径。比重差

r－r0越小，分离效果越差，可通过加一些比重大的絮凝剂来增大比重差。设备因素增大颗粒的旋转半径r和旋转速度可提高分离效果；增大设备的直径，可增大r，但实际不采用此方法，而是增大转速。2021/10/10星期日883.2离心分离3.2.2离心分离设备离心机分类按分离因素分分类一般把分离因素a>3000的称为高速离心机；把1000≤a≤3000的称为中速离心机；把1000＜a的称为低速(常速)离心机。按结构分类

可分为碟式离心机、管式离心机和螺旋式离心机。2021/10/10星期日893.2离心分离应用目前应用在污水处理厂应用较多，应用于污泥脱水，多采用卧式常速离心机，泥饼的可降低到80%。也有用于废水中的纤维回收，回收率达60~70%左右。含油废水的油水分离可采用中速离心机。高速离心机多用于乳化油和蛋白质的分离，分离油用立式，转速在5000r/min以上。

2021/10/10星期日903.2离心分离水力旋流器压力式水力旋流器结构参数圆简直径D

一般≤500mm圆简高度H0

H0=1.7D锥体高度Hk

Hk=3H02021/10/10星期日913.2离心分离锥体角度

q

=10~15°中心溢流管直径

d0=(0.25~0.3)D进水管直径

d0=(0.2~0.4)D出水管直径

d0=(0.25~0.5)D锥底直径

d3=(0.5~0.8)D2021/10/10星期日923.2离心分离进水口高宽比

1.5~2.5进水口向下倾斜角度

3~5°进水口流速

6~10m/s溢流管的下端与进水轴线的距离

0.5H02021/10/10星期日933.2离心分离处理水量

Q–––处理水量，L/min；

K–––流量系数，；

DP–––进出口压差，一般取0.1~0.2MPa。2021/10/10星期日943.2离心分离被分离颗粒的极限直径颗径与分离效果的关系

可通过试验测得二者的关系S形图。极限直径

分离效率为50%颗粒的直径称为极限直径dc。是判断分离效果的重要指标之一。2021/10/10星期日953.2离心分离2021/10/10星期日963.2离心分离计算公式

dc–––极限直径，cm；

f–––环流速度的变化系数，与分离器构造有

关，f≈0.1D/d；

h–––中心流速高度，cm。2021/10/10星期日973.2离心分离特点表面负荷很大，可过1000m3/(s·m2)。易安装维护。器壁易受磨损，应用铸钢或铬锰合金钢等耐摩材料。应用

广泛应用于轧钢废水处理以及高浊度河流的预处理。

2021/10/10星期日983.3除油

3.3.1含油废水的来源及污染特征主要来源于工业生产

石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等。生活

餐饮行业。比重

重焦油大于1，其余小于1。2021/10/10星期日993.3除油

在水中形态分类浮油

油珠粒径大于100mm。分散油

油珠粒径在10~100mm。主要由于剧烈的搅拌形成的。乳化油

油珠粒径小于10mm，一般为0.1~2mm。多因表面活性剂造成。2021/10/10星期日1003.3除油

溶解油

油珠比乳化油还小，可到nm级。油的排放标准石油类

一级标准为100，二级标准为150；动植物油

一、二级标准均10。2021/10/10星期日1013.3除油

油对处理工艺设备的影响大于30~50mg/L时，对生化有影响；对监控设备的传感器有影响；对过滤介质的寿命有影响。处理方法

重力分离除浮油和重油，气浮、电解、混凝沉淀和离心分离除浮化油。2021/10/10星期日1023.3除油

3.3.2除油装置隔油池

分为平流隔油池和斜管隔油池平流隔油池适用范围

油珠粒径大于100~150，效果70%左右。

2021/10/10星期日1033.3除油

总体构造池体结构

隔油池为长方形池体，池内有两块挡油板和一块挡渣板将池体分成进水、浮油区和出水区。浮油区池底有0.01~0.02的坡度向进水一端下设有污泥斗倾斜，泥斗倾角为45°。

隔油池多为地埋式，以保证自流进水。尽量避免用泵提升进水。集油管

多用f200~300的钢管，一测开槽口，可绕轴线转动。2021/10/10星期日1043.3除油撇油设备

撇油设备为定型设备，常见的有几种，一种为直线往返式，一种是链条式，旋转式浮子式撇油设备。排渣管

直径不大于200mm。注意排渣流速过大会影响油珠上浮效果。2021/10/10星期日1052021/10/10星期日1062021/10/10星期日1073.3除油链式刮油刮泥机2021/10/10星期日1083.3除油刮油刮泥机

为专业设备，要求池底沿刮泥方向浇筑成1%的坡度，池内两头与两侧墙脚有大于泥砂安息的坡度，污水进行处理之前须先经过格栅。具体参数如下：。移动速度：≤2m/min池宽：2～6m电机功率：1.5～3.0KW池长：10～30m操作制度：刮一次≤8小时2021/10/10星期日1093.3除油按油粒上浮速度法设池体隔油池（隔油区）表面面积

A–––隔油区表面面积，m2；

Q–––废水设计流量，m3/h；

u–––油珠的设计上浮速度，m/h，当油珠粒

径为100~150mm时，u≤0.9mm/s；

a–––隔油池表面积修正系数，可下表确定。

2021/10/10星期日1103.3除油a值与速度比(a/u)的关系

由试验确定上浮速度

用试验数据绘制出去除效率与上浮速度的关系曲线，再根据设计的去除效率查得上浮速度。v/u20151063a1.741.641.441.371.282021/10/10星期日1113.3除油由公式求得上浮速度

修正的斯笃克斯公式

u––––静止水中直径为d的油珠的上浮速

度，cm/s；

rw、r0––––分别为水与油珠的密度，g/cm3；2021/10/10星期日1123.3除油d––––可上浮最小油珠的粒径，cm；

m––––水的绝对粘度系数，Pa·s；

g––––重力加速度，cm/s；

j

––––油珠非圆形的修正系数，一般取1.0。

b

––––颗粒碰撞引起的阻力系数，

可取0.95，也可用下式求解。

S––––废水中悬浮物的浓度。

2021/10/10星期日1133.3除油过水断面面积

Ac

––––隔油池的过水断面面积，m2；

v––––废水在隔油池中的水平流速，m/s，

一般取v≤15u，但不宜大于15m/s

(一般取2~5m/s)。2021/10/10星期日1143.3除油长宽高的确定

每格的有效水深与宽度比(h/b)：

取0.3~0.4为宜；

隔油池长L：

每格的长宽比(L/b)：不宜小于4.0。2021/10/10星期日1153.3除油池体的设计(停留时间法)总有效容积

W=Qt

t–––停留时间(h)，一般取1.5~2h。过流面积

v–––为水平流速(mm/s)，一般取2~5mm/s，不宜超过15mm/s。

2021/10/10星期日1163.3除油分格数

h–––有效水深(m)，一般为1.5~2.0m；

b–––每格宽度(m)，取0.3~0.4为宜；有效长度(m)

L=3.6vt

上式求得的L/b不宜小于4.0。2021/10/10星期日1173.3除油建筑高度H(m)

H=h+h‘

h’–––水面上池壁的超高m，一般不小于0.4m。各参数对效果影响停留时间t

即相当于静止时间，它直接影响着处理效果；2021/10/10星期日1183.3除油水平流速v

主要液体的流动状态和颗粒的相互碰撞，所以过大也会影响处理效果。每格的有效水深与宽度比(h/b)

h主要影响油珠的上浮时间和池体埋地的深度，宽度主要影响撇油的效果和撇设备的大小，所以此值是可调整的。2021/10/10星期日1193.3除油每格的长宽比(L/b)

当d一定时，可Q只与Lb有关，而与高度无关。只要保证的Lb值为一定就可得到相同的处理效果，但L/b越大池体越不经济。斜管隔油池结构

池内装有斜管，斜管的倾角不小于45º，池的底部装有排泥管，如废水的含泥渣量较大，还应设有污泥斗。2021/10/10星期日1203.3除油2021/10/10星期日1213.3除油斜管隔油池示意图2021/10/10星期日1223.3除油2021/10/10星期日1233.3除油2021/10/10星期日1243.3除油斜管规格

斜管的材料主要为PP或玻璃钢，PP斜管的管径多为f100和f50两种规格，玻璃钢的只有100一种规格，管长均为1m，一般多采用f100。设计参数表面负荷

0.6~0.8m3/(m2·h)；停留时间

一般不超过30min。2021/10/10星期日1253.3除油斜管上水层高度

为0.5m以上。斜管下水层高度

为0.5以上，一般视污泥量来定。分离能力

可去除粒径不大于80mm的油珠。优点

可去除粒径大于的油珠，去除率比平流格油池要高，停留时间短，占地面积小。2021/10/10星期日1263.3除油两种常见的小型隔油池结构

2021/10/10星期日1273.3除油浮子撇油器2021/10/10星期日1283.3除油2021/10/10星期日1293.3除油应用

前者多用于公共食堂、汽车库及其它含有少量油脂的废水。后者用于含汽油、柴油、煤油等废水。部分参数

两者的v一般均为0.002~0.01m/s，食用油废水一般不大于0.005m/s。

t前者为0.5~1.0min，后者为2~10min。2021/10/10星期日1303.3除油除油罐应用

油田废水处理主要应用除油罐。工作原理

是通过上进水，下出水油污通过浮力上升到液面后被收集从新做为原油，从而达到了回收和处理的双重目的。结构特点

如下图。2021/10/10星期日1313.3除油加热盘管目的

防止冬天低温时浮油发生凝固现象。加热热源

可采用蒸汽或热水。结构

如右图。2021/10/10星期日1323.3除油布水系统目的

是使废水在垂直方向均匀流动，而不短路。方式

布水系统常用有两种形式，穿孔管式和梅花点式。其中穿孔管式效果差些，孔眼易堵塞而造成短路。梅花点式的配水或集水喇叭口要错开，夹角呈45º，配水喇叭口向上，集水喇叭口向下。

2021/10/10星期日1333.3除油2021/10/10星期日1343.3除油出水方式槽式

槽式不用水位计算，可通过调试堰板高度来调节罐内水位。使用较多的是槽式。管式

管式不调试，但不能计算出错。2021/10/10星期日1353.3除油出水管高度计算

h–––出水管内水面到集油槽上沿距离，m；

g0–––污油比重；

gw

–––水的比重；

h1–––油层厚度，一般取1~1.5m；

Dh–––出水管系统水头损失，m。2021/10/10星期日1363.3除油停留时间

为1.5~2h；表面负荷

无斜管的为10~15m3/(m2·h)。加装斜管

如在罐内的中下部装设斜管，效率加倍，其停留时间为0.5~1h。2021/10/10星期日1373.3除油3.3.3污油的脱水污油含油率

一般为40~50%。带式除油机原理

利用具有疏水亲油性的胶带运转是时，将浮油带出水面后经内外刮板将油刮入集油槽内。2021/10/10星期日1383.3除油工作原理图2021/10/10星期日1393.3除油除油效率

污油的浓度高，则除油效率也高，一般脱水后的污油含水率为60~80%。脱水罐工作原理

通达在罐内对污油进行加热而使油水加速分层。2021/10/10星期日1403.3除油脱水罐2021/10/10星期日1413.3除油工作温度

加热温度以70~80℃为宜，如加热到80℃以上时，油的氧化速度加快，易使油变质。除油效率

处理后污油含油率可达90%以上。3.3.4离心除油设备

水力旋水器离心除油机2021/10/10星期日1423.3除油2021/10/10星期日143本节课堂设计设计一个平流隔油池设计流量：6m3/s；要写设计计算书；单格池体的总体图；图纸要求用A4。2021/10/10星期日1443.4过滤

概念

过滤是利用过滤材料分离废水中杂质的一种技术，其工作原理为机械阻挡。过滤的分类从滤料来分颗料材料过滤石英砂过滤器：砂滤池和砂滤器。塑料、石英砂过滤器：混合型滤池和过滤器。2021/10/10星期日1453.4过滤

丝网过滤纤维球过滤：纤维过滤池和纤维过滤器；筛网过滤：各种筛网过滤器和捞毛机；多孔材料过滤微孔过滤：PE微孔过滤机。膜过滤

超滤、反渗透和电渗析。2021/10/10星期日1463.4过滤

从过滤的动力来分重力式过滤

水靠重力而自流穿过过滤介质，如快速滤池；压力式过滤

水靠外加压力的作用下而穿过过滤介质，如各种压力式过滤器和上流式过滤池。真空式过滤

水是靠过滤介质另一侧的吸力而穿过过滤介质的，如各种真空过滤器。2021/10/10星期日1473.4过滤

过滤工艺在水处理的应用重金属废水的处理最后一定要经过过滤；处理后的废水回用于生产时，多采用过滤；处理工艺达标的可能性不大时最后应加过滤；生产纯水时最前边一定要用过滤；以河水为水源的生产用水，多采用过滤；废水中含丝状物时，最前面应加筛网过滤器。2021/10/10星期日1483.4过滤

颗粒材料过滤滤料选择注意事项滤料粒径应比悬浮颗粒粒径应大此，石英砂一般为0.5~2mm；滤料应有较强的耐蚀性，可用1%的Na2SO4的水溶液浸泡28天，重量损失要小于1%。滤料的机械强度好，成本低。2021/10/10星期日1493.4过滤石英砂滤料主要成份

是采用天然石英矿石，经破碎、水洗、烘干、二次筛选而成，SiO2约占99.8%。特点

无杂质、无校角、密度大、机械强度高、载污能力大、使用周期长，是化学水处理的理想材料。2021/10/10星期日1503.4过滤高效速纤维球滤料特性呈柔性，可压缩；孔隙率大，截污能力强；工作时滤层孔隙上疏下密，孔隙分布合理；比重略大于水，易反冲洗起来，但不易冲洗干净，也容易被冲走；有较强的耐磨性和搞化学侵蚀性能。2021/10/10星期日1513.4过滤2021/10/10星期日1523.4过滤涤纶纤维性能强度吸湿率相对湿强度比重4-6克/旦比棉花高一倍，羊毛高三倍0.4-0.5%(20度cRH65%)100%1.38g/cm³热性能耐酸性耐碱性软化点：238-240度c熔点：

255-260度c35%HCL

75%H2SO4

65%HNO3

对强度无影响10%NaOH

28%NH3H2O

对强度无影响耐目光性耐磨性耐微生物优良优良不霉不蛀2021/10/10星期日1533.4过滤几种滤料孔隙率比较滤料磁铁矿砂砂子总孔隙率49.5%50%滤料阳泉煤破碎页岩陶料总孔隙率51.3%70.3%滤料纤维球总孔隙率92-95%2021/10/10星期日1543.4过滤

上向流滤池结构池体多为长方形，距池底0.3~0.5m有格板将池体上下分格，将池体分为上下两层。格板上装有滤头，防止砂料漏下格板。板下为进水腔，板上承放滤料。池体上部有集水槽，水由池体下进上出。2021/10/10星期日1553.4过滤2021/10/10星期日1563.4过滤滤头、滤帽图片2021/10/10星期日1573.4过滤种类

20×13梅花型，分长、中、短、超长型，塔型排水帽。材质

有尼龙、ABS和聚氯乙烯等，ABS材质的强度要高一些。规格

25kg-DN15、500kg-DN20、1000kg-DN25。2021/10/10星期日1583.4过滤

滤料层滤料层及承托层粒径(mm)厚度(mm)滤料层及承托层粒径(mm)粒径(mm)上部细砂层1~21500下部粗砂层10~16250中部砂层2~3300承托层30~40100采用上细下粗二层或三层滤料，可提高截留能力。2021/10/10星期日1593.4过滤

设计参数表面负荷

5~10m2/m2·h；工作压力

滤池水深＋2.5~3.5m；反冲水量

18~20L/m2·s；反冲时间

8~15min。滤料膨胀比

20~50%；压头损失

反冲前达2m；反冲压损

2~7m。2021/10/10星期日1603.4过滤

上向流滤池的特点前一工艺与滤池间有3.5m以上的落差；截污能力强，水头损失小；污物被截留在滤层内，不易反冲干净；配水均匀，易观察出水。2021/10/10星期日1613.4过滤

快滤池2021/10/10星期日1623.4过滤2021/10/10星期日1633.4过滤

快滤池的池体设计总面积及滤速

v–––为过滤速度，应根据试验而定，

一般为5~10m/h；

q–––表面负荷，一般为5~10m3/m2·h。2021/10/10星期日1643.4过滤

滤池个数及尺寸的确定池体分格

单池长宽比

当F<30m2时，长：宽＝1：1；

当F>30m2时，长：宽＝1.25：1~1.5：1。面积(m2)<3030~50100150200300格数N233或45或66或810或122021/10/10星期日1653.4过滤

滤池总高度：(3~3.5m)

滤层设计

适用于不同废水的粒径分布不同，以下的适用化学沉淀后的废水过滤。(1)石英砂层

厚度为0.7~0.8m，各种粒径含量如下：池体超高滤层上水深滤层及承托层高配水系统高度250~3001500~20001100~1200100粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%粒径(mm)含量%0.25~0.510~150.5~0.870~750.8~1.215~202021/10/10星期日1663.4过滤

垫层

厚度为0.7m，各种粒径分布如下：

配水系统排管式配水系统的结构粒径(mm)厚度(mm)粒径(mm)厚度(mm)粒径(mm)厚度(mm)2~41004~81008~1610016~2610032~641002021/10/10星期日1673.4过滤

2021/10/10星期日1683.4过滤

配水管设计参数主管进口流速：1~1.5m/s；支管进口流速：1.5~2.5m/s；支管间距：200~300mm；支管直径：75~100mm；配水孔径：9~12mm；配水孔距：75~300mm；配水孔总面积：池面积的0.2~0.5%。2021/10/10星期日1693.4过滤

反冲系统的设计冲洗强度

冲洗泵工作流量：反冲强度×单格面积。扬程：提升高度＋7m。滤层单水反冲强度L/(m2·s)水气反冲强度L/(m2·s)气水比膨胀率%冲洗时间min石英砂滤料12~158～130.83:1~2:1455~7双层滤料13~1613～150.83:1~2:1506~8三层滤料16~1715～160.83:1~2:1555~72021/10/10星期日1703.4过滤

反冲洗排水槽2021/10/10星期日1713.4过滤

结构

上口要求尽量水平，误差小于±2mm。两端可以水平，也可使起始端深度为出口端的一半。尺寸计算单个排水槽的排水量

Qc=qab

q–––冲洗强度，L/(m2·s)；

a–––两槽中心距，一般为1.5~2.2m；

b–––槽长度，一般不大于6m。2021/10/10星期日1723.4过滤

槽底为三角形断面的出口端尺寸

v‘–––冲洗排水槽出口处的流速，

一般取0.6m/s。槽底为半圆形断面的出口端尺寸