情境四：任务二 废液治理技术

情境四环境保护任务二废液治理

工业安全与环境保护主要内容：第一节

辨识水体污染第二节

处理废水第一节

辨识水体污染一、水体污染的来源1、工业污染源

工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水种类繁多，成分复杂。例如电解盐工业废水中含有汞，重金属冶炼工业废水含铅、镉等各种金属，电镀工业废水中含氰化物和铬等各种重金属，石油炼制工业废水中含酚，农药制造工业废水中含各种农药等。由于工业废水中常含有多种有毒物质，污染环境对人类健康有很大危害。电器制造废水轻工废水电镀工业废水冶金工业废水采矿废水含热废水工业污染源2、生活污染源

主要指城市居民聚集地区所产生的生活污水

生活污染源3、农业污染源农业污染源02农业污染源包括农业牲畜粪便、污水、污物、农药、化肥、用于灌溉的城市污水、工业污水等。

1、无机无毒污染物

2、有机无毒污染物

3、无机有毒污染物

4、有机有毒污染物

悬浮状污染物酸、碱、无机盐类污染物氮、磷等植物营养物

主要指碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸等非重金属的无机毒性物质：氰化物(CN－)、砷(As)重金属毒性物质有机氯化合物：多氯联苯(PCB)和有机氯农药多环有机化合物：酚类，芳香烃类物质水体中的污染物大致分类如下：

二、水体污染的分类三、水体污染的水质指标（1）色度：当水中存在某种物质时，可使水着色，表现出一定的颜色，即色度。（2）浊度：表示水因含悬浮物而呈浑浊状态，即对光线透过时所发生阻碍的程度。（3）硬度：水的硬度是由水中钙盐和镁盐形成的。1L水中的钙和镁盐的含量相当于1mg/L的CaO时，叫做1度。（4）溶解氧（DO）：指溶解在水里氧的量，用每升水里氧气的毫克数表示。是衡量水体自净能力的一个指标。它跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。在20℃、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mg/L。。（5）化学需氧量（COD）：是用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，硫酸银作为催化剂，将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量，即称为化学需氧量，单位mg/L。（6）生化需氧量（BOD）：在水温为20℃的条件下，由于微生物(主要是细菌)的生命活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量，单位（mg/L）。生化需氧量反映了水中可生物降解有机物的数量。（7）总需氧量（TOD）：是将一定数量的水样，注入含氧量己知的氧气流中，再通过以铂钢为触煤的燃烧管，在900℃高温下燃烧，使水样中含有的有机物被燃烧氧化，测量所消耗掉的氧即总需氧。。（8）总有机碳（TOC）：表示水中有机污染物的总含炭量，以炭含量表示，单位为mg/L。（9）残渣和悬浮物（SS）：悬浮物就是非过滤性残渣，单位（mg/L）。（10）PH：酸碱性。（11）有毒物质（12）电导率（13）大肠杆菌数第二节处理废水物理法化学法生物处理法物理化学法废水处理方法第二节处理废水

物理法定义：通过物理作用和机械力分离或回收废水中不溶解悬浮污染物质(包括油膜和油珠)，并在处理过程中不改变其化学性质的方法称为物理处理法。1.均衡与调节

设备-----调节池长方形调节池:

特点-----在池内设有若干折流隔墙，使废水在池内来回折流。

折流式调节池:

优点-----调节池容积大小可视废水的浓度、流量变化、要求的调节程度及废水处理设备的处理能力来确定，做到既经济又满足废水处理系统的要求。2.沉淀定义：沉淀是利用废水中悬浮物密度比水大，可借助重力作用下沉的原理而达到液固分离目的的一种处理方法。分类：沉淀根据废水中悬浮物的沉淀现象可分四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀和压缩沉淀。设备-----沉淀池普通沉淀池斜板斜管沉淀池

平流式竖流式辐射式

优点是构造简单、沉淀效果好、性能稳定。缺点是排泥困难、占地面积大。3.筛除与过滤定义：利用过滤介质截留废水中的悬浮物，也叫筛滤截留法。筛滤截留法的实质----让废水通过一层带孔眼的过滤装置或介质，尺寸大于孔眼尺寸的悬浮颗粒则被截留。过滤介质----钢条、筛网、滤布、石英砂、无烟煤、合成纤维、微孔管等。常用的过滤设备----格栅、栅网、微滤机、砂滤器、真空滤机、压滤机等(后两种滤机多用于污泥脱水)。格栅除污机现场4.隔油定义：隔油主要用于对废水中可浮油的处理，它是利用水中油品与水密度的差异与水分离并加以清除的过程。设备----隔油池平流式隔油池斜流式隔油池优点：构造简单，运行管理方便，除油效果稳定。缺点：是体积大、占地面积大、处理能力低、排泥难，出水中仍含有乳化油和吸附在悬浮物上的油分，一般很难达到排放要求。

特点：该装置结构简单，占地面积小，易管理，能除去水中粒径为15μm以上的油粒。5.离心分离定义----废水中的悬浮物借助离心设备的高速旋转，在离心力的作用下与水分离的过程叫离心分离。原理----含悬浮物的废水在高速旋转时，由于悬浮颗粒和废水的质量不同，所受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的则留在内圈，通过不同的出口将它们分别引导出来，从而使悬浮物与水分离。设备水力旋流器高速离心机

重力式压力式

优点----体积小，单位容积的处理能力高，构造简单，使用方便，易于安装维护。缺点----水泵和设备易磨损，所以设备费用高，耗电较多。一般只用在小批量的、有特殊要求的废水处理。

化学法定义：化学法(或化学处理法)是利用化学作用处理废水中的溶解物质或胶体物质，可用来去除废水中的金属离子、细小的胶体有机物、无机物、植物营养素(氮、磷)、乳化油、色度、臭味、酸、碱等，对于废水的深度处理也有着重要作用。氧化还原法123中和法混凝法1.中和法

中和就是酸碱相互作用生成盐和水，也即pH调整或称为酸碱度调整。

酸、碱废水的中和方法有：酸、碱废水互相中和:以废治废、既简便又经济；投药中和:可以处理任何浓度、任何性质的酸碱废水;

过滤中和：可以进行废水的pH调整；

定义：混凝法是废水处理中一种经常采用的方法，它处理的对象是废水中利用自然沉淀法难以沉淀除去的细小悬浮物及胶体微粒，可以用来降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质；此外，混凝法还能改善污泥的脱水性能。

----优点:设备简单，操作易于掌握，处理效果好，间歇或连续运行均可以；

----缺点:是运行费用高，沉渣量大，且脱水较困难；2.混凝法

混凝原理

双电层作用原理------这一原理主要考虑低分子电解质对胶体微粒产生中和作用，以引起胶体微粒凝聚。

化学架桥作用原理------当废水中加入少量的高分子聚合物时，聚合物即被迅速吸附结合在胶体微粒表面上。开始时，高聚物分子链节的一端吸附在一个微粒表面上，该分子未被吸附的一端就伸展到溶液中去，这些伸展的分子链节又会被其它的微粒所吸附，于是形成一个高分子链状物同时吸附在两个以上的胶体微粒表面的情况。各微粒依靠高分子的连接作用构成某种聚集体，结合为絮状物这种作用称为吸附架桥作用。由高分子架桥形成的聚集体中，各微粒并未达到直接接触，而且也未达到电中和脱稳状态，因此，吸附架桥实质上仍是一种聚合物过量状态。

混凝过程及投药方法沉淀混合反应投药干法是把经过破碎、易于溶解的药剂直接投入废水中。湿法是将混凝剂和助凝剂配成一定浓度的溶液，然后按处理水量大小定量投加。将药剂迅速、均匀地投加到废水中，以压缩废水中的胶体颗粒的双电层，降低或消除胶粒的稳定性，使废水中胶体能互相聚集成较大的微粒促使失去稳定的胶体粒子碰撞结合，成为可见的矾花绒粒混凝沉淀处理流程3.氧化还原法

定义：通过药剂与污染物的氧化还原反应，将废水中有害的污染物转化为无毒或低毒物质的方法。

废水处理中最常采用的氧化剂是空气、臭氧、二氧化氯（ClO2）、氯气（Cl2）、高锰酸钾（KMnO4）等。药剂还原法在废水处理中应用较少，只限于某些废水（如含铬废水）的处理，常用的还原剂有硫酸亚铁（FeSO4）、亚硫酸盐、氯化亚铁（FeCl2）、铁屑、锌粉、硼氢化钠等。

物理化学法1.吸附法

吸附过程原理：吸附是利用多孔固体吸附剂的表面活性，吸附废水中的一种或多种污染物，达到废水净化的目的。根据固体表面吸附力的不同，吸附可分为以下三种类型：1物理吸附：吸附剂和吸附质之间通过分子间力产生的吸附为物理吸附。它是可逆的。2化学吸附：吸附剂和吸附质之间发生由化学键力引起的吸附为化学吸附。它是不可逆的。3离子交换吸附：是通常所指的离子交换。2.萃取法

定义：利用与水不相溶解或极少溶解的特定溶剂同废水充分混合接触，使溶于废水中的某些污染物质重新进行分配而转入溶剂，然后将溶剂与除去污染物质后的废水分离，从而达到废水净化和回收有用物质的目的。采用的溶剂称为萃取剂，被萃取的物质称为溶质，萃取后的萃取剂称萃取液（萃取相），残液称为萃余液（萃余相）。特点：萃取法具有处理水量大，设备简单，便于自动控制，操作安全、快速、成本低等优点，因而该法具有广阔的应用前景。目前仅用于为数不多的几种有机废水和个别重金属废水的处理。

萃取工艺设备

萃取工艺包括混合、分离和回收三个主要工序。根据萃取剂与废水的接触方式不同，萃取操作有间歇式----工艺及计算与间歇吸附相同。连续式----设备常用的有填料塔、筛板塔、脉冲塔、转盘塔和离心萃取机。①往复叶片式脉冲筛板塔②离心萃取机3.浮选法定义：利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其密度小于水而上浮到水面，实现固液或液液分离的过程。基本原理：浮选法的根据是表面张力的作用原理。当液体和空气相接触时，在接触面上的液体分子与液体内部液体分子的引力，使之趋向于被拉向液体的内部，引起液体表面收缩至最小，使得液珠总是呈圆球形存在。气浮池现场4.其他方法电渗析

是在直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子选择透过性（即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。电渗析技术越来越引起人们的重视并得到逐步推广。此方法应用在环保方面进行废水处理已取得良好的效果。但是由于耗电量很高，多数还仅限于在以回收为目的的情况下使用。反渗透

是利用半渗透膜进行分子过滤来处理废水的一种新的方法，又称膜分离技术。因为在较高的压力作用下，这种膜可以使水分子通过，而不能使水中溶质通过，所以这种膜称为半渗透膜。利用它可以除去水中比水分子大的溶解固体、溶解性有机物和胶状物质。近年来应用范围在不断扩大，多用于海水淡化、高纯水制造及苦咸水淡化等方面。超过滤法

是利用半透膜对溶质分子大小的选择透过性而进行的膜分离过程。超过滤法所需的压力较低，一般为0.1～0.5MPa，而反渗透的操作压力则为2～10MPa。因化工废水中含有各种各样的溶质物质，所以只采用单一的超滤方法，不可能去除不同分子量的各类溶质，一般多是与反渗透法联合使用，或者与其他处理法联合使用，多用于物料浓缩。

生物处理法定义：废水的生物处理法就是利用微生物新陈代谢功能，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物被降解并转化为无害的物质，使废水得以净化。分类：生物处理法的工艺根据参与的微生物种类和供氧情况，分为好氧生物处理和厌氧生物处理。1.好氧生物处理活性污泥法

活性污泥是活性污泥中曝气池的净化主体，生物相较为齐全，具有很强的吸附和氧化分解有机物的能力。生物膜法是靠生物滤池实现的。普通生物滤池的工作原理是：废水通过布水器均匀地分布在滤池表面，滤池中装满滤料，废水沿滤料向下流动，到池底进入集水沟、排水渠并流出池外。在滤料表面覆盖着一层粘膜，在粘膜上长着各种各样的微生物，这层膜被称为生物膜。生物滤池的工作实质，主要靠滤料表面的生物膜对废水中有机物的吸附氧化作用。曝气池现场2.厌氧生物处理水解酸化阶段

产氢产乙酸阶段

产甲烷阶段

基本原理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物(或兼氧微生物)的作用，将废水中的有机物分解转化为甲烷和二氧化碳的过程。厌氧过程主要依靠三大主要类群的细菌，即水解产酸细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用完成。三个阶段3.生物处理法的技术进展纯氧曝气法

深层曝气法

深井曝气池

生物接触氧化法

活性污泥法新进展生物膜法的新进展三、典型的废水处理流程炼油废水的处理流程冷却