《污水的化學(xué)處 》課件

污水的化學(xué)處理污水化學(xué)處理是利用化學(xué)方法去除廢水中污染物的一項(xiàng)重要技術(shù)，對(duì)保護(hù)環(huán)境和人類健康至關(guān)重要。課程目標(biāo)理解污水化學(xué)處理的基本原理污水化學(xué)處理是利用化學(xué)反應(yīng)來去除或轉(zhuǎn)化污水中的污染物。本課程將介紹污水化學(xué)處理的基本概念、常用方法和應(yīng)用案例。掌握常見的污水化學(xué)處理技術(shù)本課程將深入探討常用的污水化學(xué)處理技術(shù)，例如化學(xué)氧化、化學(xué)還原、化學(xué)沉淀、吸附、離子交換等，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。污水基本情況污水是指在人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢水。污水通常包含有機(jī)物、無機(jī)物、懸浮物、病原體等多種污染物。污水的排放會(huì)污染環(huán)境，危害人類健康，因此需要進(jìn)行有效的處理。80%城市污水城市污水主要來自居民生活和工業(yè)生產(chǎn)，含有較高的有機(jī)物、氮、磷等污染物。20%工業(yè)污水工業(yè)污水主要來自工廠和企業(yè)，含有特定行業(yè)的污染物，例如重金屬、酸、堿等。污水的成分有機(jī)物有機(jī)物是污水中常見成分，來自生活污水和工業(yè)廢水。主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等。無機(jī)物無機(jī)物主要來自工業(yè)廢水和雨水沖刷土壤。包括溶解的鹽類、酸、堿、重金屬等。懸浮物懸浮物是污水中肉眼可見的固體顆粒，包括泥沙、纖維、紙屑、塑料等。微生物污水中含有各種細(xì)菌、病毒、真菌等微生物，對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。污水中的有機(jī)物11.碳水化合物污水中常見的碳水化合物包括糖類、淀粉和纖維素，這些有機(jī)物會(huì)影響水質(zhì)并可能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。22.脂肪和油脂肪和油會(huì)導(dǎo)致水體表面形成油膜，阻礙氧氣溶解，還會(huì)造成水體污染。33.蛋白質(zhì)污水中蛋白質(zhì)的分解會(huì)產(chǎn)生氨氮、硫化氫等有害物質(zhì)，對(duì)水體造成污染。44.其他有機(jī)物此外，污水中還包含各種其他有機(jī)物，例如農(nóng)藥、染料和洗滌劑等，這些物質(zhì)會(huì)對(duì)水生生物和人類健康造成危害。污水中的無機(jī)物鹽類污水中常見的鹽類包括氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等。這些鹽類來自工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)排水。金屬重金屬如鉛、汞、鎘、鉻等，來自工業(yè)廢水排放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。氮、磷氮和磷是植物生長(zhǎng)的必需元素，但過量的氮和磷會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，造成水質(zhì)惡化。污水的處理方法概述污水處理是一個(gè)復(fù)雜的過程，旨在去除污水中污染物，以達(dá)到安全排放或循環(huán)利用的目的。污水處理技術(shù)主要包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理等三大類，以及近年來發(fā)展起來的膜過濾處理、催化氧化處理等新興技術(shù)。1物理處理去除懸浮固體和一些粗大顆粒2化學(xué)處理去除溶解性有機(jī)物和無機(jī)物3生物處理利用微生物降解有機(jī)污染物4膜過濾分離水中各種物質(zhì)5其他技術(shù)催化氧化、臭氧氧化等物理處理格柵去除污水中較大雜質(zhì)，例如樹枝、塑料袋等。沉砂池去除污水中密度較大的砂石等重物，防止后續(xù)設(shè)備磨損。沉淀池利用重力作用，沉降去除污水中的懸浮物，例如泥沙等。氣浮池利用氣泡附著在懸浮物上，使之浮出水面，方便去除?；瘜W(xué)處理化學(xué)氧化利用強(qiáng)氧化劑去除水中污染物，例如臭氧、高錳酸鉀等。它可以有效去除有機(jī)物、重金屬等?；瘜W(xué)沉淀通過添加化學(xué)藥劑，使水中污染物形成沉淀物，從而去除污染物。常用化學(xué)藥劑包括鋁鹽、鐵鹽等。離子交換利用離子交換樹脂去除水中溶解的金屬離子、陰離子等。它是一種高效的處理方法，適用于去除高濃度的污染物。化學(xué)吸附利用吸附劑吸附水中污染物，例如活性炭、沸石等。吸附劑具有較大的表面積，可以有效去除有機(jī)物、重金屬等。生物處理1微生物作用生物處理利用微生物分解污水中的有機(jī)物，將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，例如二氧化碳和水。2類型多樣常見生物處理方法包括活性污泥法、生物膜法、厭氧消化等，適用于不同類型的污水處理。3高效環(huán)保生物處理是一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的污水處理方法，可以有效去除污水中的有機(jī)物、氮、磷等污染物。膜過濾處理原理膜過濾技術(shù)利用半透膜的選擇性滲透，分離污水中不同尺寸的顆粒和溶質(zhì)。應(yīng)用膜過濾處理廣泛應(yīng)用于污水處理，包括去除懸浮物、膠體、細(xì)菌和病毒等。優(yōu)勢(shì)膜過濾處理效率高，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，適用于各種污水處理需求。類型常見的膜過濾技術(shù)包括微濾、超濾、納濾和反滲透等，每種技術(shù)針對(duì)不同的污染物和應(yīng)用場(chǎng)景?；瘜W(xué)氧化處理氧化還原反應(yīng)化學(xué)氧化處理利用強(qiáng)氧化劑將污水中的有機(jī)物、無機(jī)物氧化，從而降低污染物濃度。氧化劑可以是臭氧、過氧化氫、氯氣等。優(yōu)勢(shì)化學(xué)氧化處理速度快，效率高，可有效去除難生物降解的有機(jī)物?？捎行コ亟饘?、氰化物等有害物質(zhì)?；瘜W(xué)還原處理還原反應(yīng)利用還原劑將污水中高價(jià)態(tài)的金屬離子還原為低價(jià)態(tài)的金屬或金屬化合物，從而降低污水的毒性。應(yīng)用領(lǐng)域主要用于含重金屬離子的工業(yè)廢水處理，例如電鍍廢水、冶金廢水等。常用還原劑常見的還原劑包括鐵粉、硫化鈉、亞硫酸鈉等。化學(xué)沉淀處理沉淀反應(yīng)在污水中加入化學(xué)藥劑，使溶解的污染物轉(zhuǎn)化為不溶性固體，通過沉淀分離出去?；瘜W(xué)藥劑常用的化學(xué)藥劑包括：鋁鹽、鐵鹽、石灰等。沉淀池沉淀池是化學(xué)沉淀的主要設(shè)備，用于分離沉淀后的固體物質(zhì)。離子交換處理離子交換樹脂離子交換樹脂是一種固體材料，它具有可交換的離子。應(yīng)用于污水處理離子交換處理可用于去除污水中的重金屬離子、鹽類和有機(jī)物。離子交換柱離子交換柱是離子交換處理的核心設(shè)備，它包含離子交換樹脂。吸附處理原理吸附處理利用固體吸附劑從廢水中去除污染物，污染物吸附在吸附劑表面，從而達(dá)到凈化目的。吸附劑活性炭、沸石、樹脂等是常用的吸附劑，它們具有高比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，能有效吸附有機(jī)物、重金屬等污染物。優(yōu)點(diǎn)吸附處理操作簡(jiǎn)單，處理效率高，可去除多種污染物，適用于各種廢水處理。缺點(diǎn)吸附劑需要再生，再生過程可能產(chǎn)生二次污染，處理成本較高，對(duì)一些難降解的污染物效果有限。催化氧化處理原理催化氧化處理利用催化劑來加速氧化反應(yīng)。催化劑可以是金屬氧化物、活性炭、或其他材料。催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，從而加速反應(yīng)速率。應(yīng)用催化氧化處理可以用于去除污水中的多種污染物，包括有機(jī)物、無機(jī)物和重金屬。它也是一種有效的消毒方法，可以殺滅水中的細(xì)菌和病毒。臭氧氧化處理11.氧化能力強(qiáng)臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，可以有效氧化分解污水中的有機(jī)物和無機(jī)物。22.反應(yīng)速度快臭氧氧化反應(yīng)速度快，可以快速去除污水中的污染物，提高處理效率。33.無二次污染臭氧氧化后，最終產(chǎn)物為氧氣和水，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。44.應(yīng)用范圍廣臭氧氧化可用于處理多種污水，例如工業(yè)廢水、生活污水和醫(yī)療廢水。接觸氧化池微生物處理接觸氧化池使用微生物去除有機(jī)物污染物。氧氣供應(yīng)池內(nèi)充氧設(shè)備提供充足的氧氣，促進(jìn)微生物生長(zhǎng)。污水處理接觸氧化池廣泛用于城市污水處理，提高出水水質(zhì)。生物膜反應(yīng)器11.生物膜生物膜是附著在固體介質(zhì)表面上的微生物群落，包括細(xì)菌、真菌、藻類等。22.載體材料載體材料提供生物膜生長(zhǎng)的表面積，例如塑料、陶瓷、活性炭等。33.水流接觸污水流過生物膜反應(yīng)器，與生物膜接觸，微生物降解污染物。44.優(yōu)點(diǎn)生物膜反應(yīng)器具有處理效率高、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。生化處理工藝活性污泥法活性污泥法是最常用的污水生物處理方法之一。該方法利用微生物的代謝作用將污水中的有機(jī)物降解，形成活性污泥。生物膜法生物膜法利用微生物在填料表面形成生物膜，通過生物膜的吸附和分解作用去除污水中的污染物。厭氧消化法厭氧消化法是在無氧條件下利用厭氧微生物分解污水中的有機(jī)物，產(chǎn)生沼氣，是一種可再生能源的利用方式。生物濾池法生物濾池法通過在濾池中填入填料，并接種微生物，利用微生物分解污水中的有機(jī)物。生物接觸氧化法生物接觸氧化法利用微生物在填料表面生長(zhǎng)，同時(shí)接觸氧化污水中的有機(jī)物，提高處理效率?；瘜W(xué)處理流程1預(yù)處理去除大顆粒物2化學(xué)氧化降解有機(jī)污染物3化學(xué)沉淀去除重金屬等4深度處理去除殘余污染物化學(xué)處理是污水處理的重要環(huán)節(jié)，包括多個(gè)步驟，從預(yù)處理到深度處理，旨在去除各種污染物，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?；瘜W(xué)處理的優(yōu)勢(shì)高效去除污染物化學(xué)處理可以有效去除水中各種污染物，包括重金屬、有機(jī)物、病原體等。處理效率高化學(xué)處理速度快，可以快速降低污水中的污染物濃度。工藝成熟穩(wěn)定化學(xué)處理工藝成熟穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，易于控制。適用范圍廣化學(xué)處理適用于各種污水，包括工業(yè)廢水、生活污水等?；瘜W(xué)處理的局限性成本高昂化學(xué)處理方法通常需要使用大量的化學(xué)試劑，這會(huì)導(dǎo)致處理成本的增加。二次污染化學(xué)處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物可能造成二次污染，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。工藝復(fù)雜化學(xué)處理方法通常涉及復(fù)雜的工藝流程，需要專業(yè)的技術(shù)人員操作和維護(hù)。處理效果有限某些類型的污水，例如含有難降解的有機(jī)污染物，化學(xué)處理方法可能無法完全去除。污水處理的環(huán)境影響污水處理過程會(huì)產(chǎn)生一些副產(chǎn)物，例如污泥，如果處理不當(dāng)，會(huì)造成二次污染。此外，一些化學(xué)處理方法還會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。因此，需要嚴(yán)格控制污水處理過程中的污染物排放，并采取有效措施，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。污水處理標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)限值GB8978-1996化學(xué)需氧量(COD)100mg/LGB18918-2002氨氮(NH3-N)5mg/LGB3838-2002總磷(TP)1mg/L污水處理的創(chuàng)新技術(shù)膜生物反應(yīng)器(MBR)MBR技術(shù)結(jié)合了膜分離和生物處理的優(yōu)點(diǎn)。通過膜過濾，可以有效去除懸浮固體和病原體，提高出水水質(zhì)。高級(jí)氧化技術(shù)(AOP)AOP技術(shù)利用強(qiáng)氧化劑，如臭氧、過氧化氫和紫外線，去除難以生物降解的有機(jī)污染物。AOP技術(shù)可有效降解持久性有機(jī)污染物。污水處理的前景展望1技術(shù)創(chuàng)新新興技術(shù)，如納米材料、人工智能等，將進(jìn)一步提高污水處理效率和質(zhì)量。2可持