廢水處理方法與工藝

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第五局部化學制藥與環(huán)境保護

動物藍色海洋自然美景

從太空中看地球,地球是一個蔚藍色的星球。地球養(yǎng)育了人類,也養(yǎng)育了地球上的一切生物。但是這個美麗的星球,當今正為環(huán)境問題所困擾。

氣候變暖森林銳減生物多樣性減少水污染大氣污染海洋污染土地荒漠化酸雨蔓延臭氧層破壞固體廢物污染161718環(huán)境的特性1、整體性2、有限性3、不可逆性4、潛在性5、持續(xù)反響性6、放大性化學制藥工藝學20一、環(huán)境保護的重要性全球環(huán)境問題日趨嚴峻：1/3哺乳動物面臨滅絕，20%淡水魚瀕臨滅絕，9%樹種面臨滅絕，50%珊瑚退化，80%原始森林遭到破壞，20%人口難以獲得平安飲用水，2/3人口面臨供水困難。全球十大環(huán)境問題：大氣污染，臭氧層破壞，全球變暖，海洋污染，淡水資源緊張和污染，土地退化和沙漠化，森林銳減，生物多樣性減少，環(huán)境公害，有毒的化學品和危險廢物。概述化學制藥工藝學21環(huán)保目標美國：2020年廢棄物減少40-50%；中國：2010年根本改變生態(tài)環(huán)境惡化狀況?！?995年提出〕化學制藥工藝學22我國環(huán)境污染造成的經(jīng)濟損失據(jù)中科院公布的一項報告說明：1995年我國環(huán)境污染造成的經(jīng)濟損失到達1875億元，占當年國民生產(chǎn)總值(GDP)的3.27%。大氣污染造成的經(jīng)濟損失占總損失的16.1%。2004年因環(huán)境污染造成的損失達5118億元，占當年GDP3.05%;2010年，環(huán)境退化本錢從5118.2億元增加到8947.6億元，占GDP3%左右，虛擬治理本錢從2874.4億元提高到5043.1億元化學制藥工藝學23人類對待污染的對策1★.隨意拋棄法人類社會早期，人口密度小，生活水平低下，垃圾少且易分解。2.★深埋或遙遠拋棄法隨著人類社會的開展，隨意拋棄的垃圾已成為眼中釘，采取深埋或拋至遙遠的荒郊野嶺?！把鄄灰姙閮舴ā?.★異國他鄉(xiāng)拋棄法嚴重的國際問題，許多開展中國家都大力抵抗這種侵略?！扒致苑ā?.★末端處理法生產(chǎn)過程出現(xiàn)了污染，進行處理?；瘜W制藥工藝學24人類消除污染的代價★1992年美國化學工業(yè)用于環(huán)保的費用為$1150億,用于清理已污染區(qū)域的費用為$7000億；★1996年Dupont公司的化學品銷售總額為$180億，其中用于環(huán)保費用為$10億；★★人們已經(jīng)認識到：依靠開發(fā)更有效的污染控制技術所能實現(xiàn)的環(huán)境改善是有限的，關心產(chǎn)品和生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響，依靠改進生產(chǎn)工藝和加強管理等措施來消除污染更為有效。二、我國防治污染的方針政策：清潔化生產(chǎn)和末端污染治理第一次全國環(huán)境保護會議到現(xiàn)在，我國在積極探索環(huán)境管理方法中，找到了具有中國特色的環(huán)境管理八項制度1、環(huán)境保護目標責任制

2、綜合整治與定量考核

3、污染集中控制

4、限期治理

5、排污許可證制度

6、環(huán)境影響評價制度

7、“三同時”制度

8、排污收費制度環(huán)境保護目標責任制：環(huán)境保護目標責任制，是通過簽定責任書的形式，具體落實地方各級人民政府和有污染的單位對環(huán)境質(zhì)量負責的行政管理制度。這一制度明確了一個區(qū)域、一個部門及至一個單位環(huán)境保護的主要責任者和責任蕩圍，理順了各級政府和各個部門在環(huán)境保護方面的關系，從而使改善環(huán)境質(zhì)量的任務能夠得到層層落實。這是我國環(huán)境環(huán)保體制的一項重大改革。城市環(huán)境綜合整治定量考核：城市環(huán)境綜合定量考核，是我國在總結(jié)近年來開展城市環(huán)境綜合整治實踐經(jīng)驗的根底上形成的一項重要制度，它是通過定量考核對城市政府在推行城市環(huán)境綜合整治中的活動予以管理和調(diào)整的一項環(huán)境監(jiān)督管理制度。污染集中控制：污染集中控制：污染集中控制是在一個特定的范圍內(nèi)，為保護環(huán)境所建立的集中治理設施和所采用的管理措施，是強化環(huán)境管理的一項重要手段。污染集中控制，應以改善區(qū)域環(huán)境質(zhì)量為目的，依據(jù)污染防治規(guī)劃，打根底安照污染物的性質(zhì)、種類和所處的地理位置，以集中治理為主，用最小的代價取得最正確效果。限期治理制度：限制治理制度，是指對污染危害嚴重，群眾反映強烈的污染區(qū)域采取的限定治理時間、治理內(nèi)容及治理效果的強制性行政措施。排污收費制度排污收費制度，是指一切向環(huán)境排放污染物的單位和個體生產(chǎn)經(jīng)營者，按照國家的規(guī)定和標準，繳納一定費用的制度。我國從1982年開始全面推行排污收費制度到現(xiàn)在，全國〔除臺灣省外〕各地普遍開展了征收排污費工作。目前，我國征收排污的工程有污水、廢氣、固廢、噪聲、放射性廢物等五大類113項。環(huán)境影響評價制度：環(huán)境影響評價制度，是貫徹預防為主的原那么，防止新污染，保護生態(tài)環(huán)境的一項重要的法律制度。環(huán)境影響評價又稱環(huán)境質(zhì)量預斷評價，是指對可能影響環(huán)境的重大工程建設、規(guī)劃或其他開發(fā)建設活動，事先進行調(diào)查，預測和評估，為防止和養(yǎng)活環(huán)境損害而制定的最正確方案。“三同時”制度：“三同時”制度“三同時”制度是新建、改建、擴建工程技術改造工程以及區(qū)域性開發(fā)建設工程的污染防治設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)的制度。排污申報登記與排污許可證制度：排污申報登記制度，是指但凡向環(huán)境排放污染物的單位，必須按規(guī)定程序向環(huán)境保護行政主管部門申報登記所擁有的排污設施、污染物處理設施及正常作業(yè)情況下排污的種類、數(shù)量和濃度的一項特殊的行政管理制度。排污申報登記是實行排污許可證制度的根底。排污許可證制度，是以改善環(huán)境質(zhì)量為目標，以污染總量控制為根底，規(guī)定排污單位許可排放污染物的種類，數(shù)量、濃度、方式等的一項新的環(huán)境管理制度。

我國目前推行的是水污染物排放許可證制度。我國環(huán)境保護的主要制度主要包括：1、環(huán)境影響評價制度2、“三同時”制度3、許可證制度4、排污收費制度

我國環(huán)境保護的主要制度一、環(huán)境影響評價制度1、概念概念：對可能影響環(huán)境的工程建設、開發(fā)活動和各種規(guī)劃，預先進行調(diào)查、預測和評價，提出環(huán)境影響及防治方案的報告，經(jīng)主管當局批準才能進行建設的制度。環(huán)境質(zhì)量評價的分類：回憶評價；現(xiàn)狀評價；預測評價。環(huán)境影響評價屬于預測評價。我國環(huán)境保護的主要制度一、環(huán)境影響評價制度2、意義實現(xiàn)經(jīng)濟開展與環(huán)境保護相協(xié)調(diào)的一種方式貫徹“預防為主”原那么的一種形式強制性地實行“污染者付費”原那么的一種方法我國環(huán)境保護的主要制度二、“三同時”制度1、概念和作用是指一切新建、改建和擴建的根本建設工程〔包括小型建設工程〕、技術改造工程、自然開發(fā)工程，以及可能對環(huán)境造成損害的其它工程工程，其中防治污染和其它公害的設施和其它環(huán)境保護設施，必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產(chǎn)。我國環(huán)境保護的主要制度二、“三同時”制度1、概念和作用是我國首創(chuàng)的制度是防止新污染產(chǎn)生的有效制度應該與環(huán)境影響評價制度結(jié)合起來，成為“預防為主”的完整的制度我國環(huán)境保護的主要制度二、“三同時”制度1、法律規(guī)定〔1〕《建設工程環(huán)境保護管理條例》〔1988〕還具體規(guī)定了違反時的法律責任：試生產(chǎn)時環(huán)保工程未同時試運行的；試生產(chǎn)3個月，未申請環(huán)保設施竣工驗收的；環(huán)保設施未建成、未驗收或驗收不合格的限期改正和罰款我國環(huán)境保護的主要制度三、許可證制度1、概念但凡對環(huán)境有不良影響的各種規(guī)劃、開發(fā)、建設工程、排污設施或經(jīng)營活動，需要事先提出申請，經(jīng)主管部門審查批準，頒發(fā)許可證后才能從事該項活動，這就是許可證制度。包括：規(guī)劃許可證；開發(fā)許可證；建設許可證；排污許可證我國環(huán)境保護的主要制度四、征收排污費制度1、制度的建立與完善征收排污費制度，是對于向污染物或者國家排放標準污染物的排污者，按照污染物的種類、數(shù)量和濃度，根據(jù)規(guī)定征收一定的費用。我國環(huán)境保護的主要制度四、征收排污費制度2、目的與作用目的：為了促進企業(yè)加強經(jīng)營管理，節(jié)約合綜合利用資源，治理污染和改善環(huán)境。作用：利用經(jīng)濟手段，促使企業(yè)減少排污量?；瘜W制藥工藝學44三、化學制藥廠污染的特點和現(xiàn)狀1.成分復雜、組分多、變動性大2.間歇排放3.pH值不穩(wěn)定4.化學需氧量〔COD〕高5.毒性、刺激性、腐蝕性大化學制藥工藝學45不同工業(yè)部門生產(chǎn)中的廢物排放量工業(yè)部門產(chǎn)品排放的廢物/噸煉油0.1大宗化學品1-5精細化工5-20制藥25-100化學制藥工藝學46制藥廠，尤其是化學制藥廠是環(huán)境污染較為嚴重的企業(yè)。從原料藥到成品藥，整個生產(chǎn)過程都有造成環(huán)境污染的因素。據(jù)不平安統(tǒng)計，全國藥廠每年排放廢氣量約10億M3,其中，有害物質(zhì)約10萬噸，每天排放的廢水量約50萬M3，每年排放的廢渣約10萬噸，對環(huán)境危害十分嚴重?；瘜W制藥工藝學47防治污染的主要措施一、采用綠色生產(chǎn)工藝理想：原子經(jīng)濟反響，實現(xiàn)廢物的零排放1.設計或重新設計少污染或無污染的生產(chǎn)工藝〔1〕以無毒、低毒的原輔材料代替有毒、劇毒的原輔材料，以降低或消除“三廢”的毒性。例：氯霉素合成中用催化劑異丙醇鋁的制備，以三氯化鋁代替氯化高汞?；瘜W制藥工藝學48〔2〕簡化合成工藝，縮短反響路線例：非甾體消炎鎮(zhèn)痛藥布洛芬(Ibuprofen，)的合成曾采用Darzens合成路線，從原料異丁苯到成品需如下六步反響：化學制藥工藝學49采用新創(chuàng)造的方法生產(chǎn)布洛芬，廢物量可減少37%，BHC公司因此獲得了1997年度美國“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”的變更合成路線獎。異丁苯布洛芬化學制藥工藝學50(3)無污染的綠色生產(chǎn)工藝是消除環(huán)境污染的根本措施例:苯甲醛是一種重要的中間體，傳統(tǒng)的合成路線是以甲苯為原料通過亞芐基二氯水解而得：間接電解氧化法制備苯甲醛是一條綠色生產(chǎn)工藝：

化學制藥工藝學512.優(yōu)化工藝條件例：乙酰苯胺的硝化反響：原工藝要求將乙酰苯胺溶于硫酸中，再加混酸進行硝化反響。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，乙酰苯胺硫酸溶液中的硫酸濃度已足夠高，混酸中的硫酸可以省去。這樣不但節(jié)省了大量的硫酸，而且大大減輕了污染物的處理負擔?；瘜W制藥工藝學523.改進操作方法例、抗菌藥諾氟沙星(Norfloxacin)合成中的對氯硝基苯氟化反響，原工藝采用二甲基亞砜(DMSO)作溶劑。后改用高沸點的環(huán)丁砜作溶劑，反響液除去無機鹽后，可直接精餾獲得對氟硝基苯，防止了廢水的生成?；瘜W制藥工藝學534.采用新技術例、在藥物中間體4-氨基吡啶的合成中，原工藝采用鐵粉復原硝基氧化吡啶制備4-氨基吡啶,消耗大量的醋酸，產(chǎn)生較多的廢水和廢渣?，F(xiàn)采用催化加氫復原技術，既簡化了工藝操作，又消除了環(huán)境污染?；瘜W制藥工藝學54苯乙酸是合成藥物的重要中間體。目前工業(yè)上仍以苯乙腈水解來制備，而苯乙腈又是由芐氯和氫氰酸〔劇毒〕反響來合成的?，F(xiàn)在通過芐氯羰化合成苯乙酸已經(jīng)獲得成功：化學制藥工藝學55二、循環(huán)套用這不僅可降低原輔材料的單耗，提高產(chǎn)品的收率，而且可減少環(huán)境污染。例如，氯霉素合成中的乙?；错懀涸に嚕赫舭l(fā)濃縮母液，回收醋酸鈉新工藝：母液套用。降低原料消耗、提高產(chǎn)率、減少廢水?；瘜W制藥工藝學56例：甲氧芐氨嘧啶(Trimethoprim，TMP)生產(chǎn)

鐵氰化鉀亞鐵氰化鉀銨將反響母液循環(huán)套用，可顯著地減少環(huán)境污染。其它的如催化劑、活性炭等經(jīng)過處理后也可考慮反復使用?；瘜W制藥工業(yè)中冷卻水的用量占總用水量的比例一般很大，必須考慮水的循環(huán)使用，盡可能實現(xiàn)水的閉路循環(huán)。化學制藥工藝學57三、綜合利用充分利用廢棄物“資源”的水平反映了一個企業(yè)的生產(chǎn)技術水平。

例如，氯霉素生產(chǎn)中的副產(chǎn)物鄰硝基乙苯，是重要的污染物之一，將其制成殺草胺(Shacaoan)，就是一種優(yōu)良的除草劑?；瘜W制藥工藝學58例：葉酸(Folicacid)合成中的丙酮氯化反響：反響過程中放出大量的氯化氫廢氣，直接排放將對環(huán)境造成嚴重污染。經(jīng)依次用水和液堿吸收后，既消除了氯化氫氣體造成的污染，又可回收得到一定濃度的鹽酸。化學制藥工藝學59四、改進生產(chǎn)設備，加強設備管理化學制藥工業(yè)中，系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏”往往是造成環(huán)境污染的一個重要原因，必須引起足夠的重視。在藥品生產(chǎn)中，從原料、中間體到產(chǎn)品，以至排出的污染物，往往具有易燃、易爆、有毒、有腐蝕等特點。無論是設備或管道，從設計、選材，到安裝、操作和檢修，以及生產(chǎn)管理的各個環(huán)節(jié)，都必須重視，以杜絕“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，減少環(huán)境污染?；瘜W制藥工藝學60一、廢水處理有關的根本概念l.水質(zhì)指標：表征廢水性質(zhì)的參數(shù),如pH值、懸浮物〔SS〕、生化需氧量〔BOD〕、化學需氧量COD等指標。pH值是反響廢水酸堿性強弱的重要指標。懸浮物〔SS〕是指廢水中呈懸浮狀態(tài)的固體。生化需氧量BOD：在一定條件下，微生物氧化分解水中有機物時所需的氧量。BOD5，即5日生化需氧量，表示在20℃下培養(yǎng)5天，1L水中溶解氧的減少量?！瞞g/L〕

廢水的處理化學制藥工藝學61化學需氧量COD:在一定條件下，用強氧化劑〔K2Cr2O7、KMnO4〕使污染物氧化所消耗的氧量。CODCr：我國的廢水檢驗標準規(guī)定以重鉻酸鉀作氧化劑，標記為CODCrCOD、BOD表征水被污染的程度。COD能更精確地表示廢水中的有機物的含量COD-BOD=未能被微生物降解的污染物的含量化學制藥工藝學622.清污分流清污分流是指將清水(如間接冷卻用水、雨水和生活用水等)與廢水(如制藥生產(chǎn)過程中排出的各種廢水)分別用各自不同的管路或渠道輸送、排放或貯留，以利于清水的循環(huán)套用和廢水的處理。除清污分流外，還應將某些特殊廢水與一般廢水分開，以利于特殊廢水的單獨處理和一般廢水的常規(guī)處理?；瘜W制藥工藝學633.廢水處理級數(shù)按處理廢水的程度不同，廢水處理可分三級處理。一級處理〔預處理〕通常是采用物理方法或簡單的化學方法除去水中的漂浮物和局部處于懸浮狀態(tài)的污染物，以及調(diào)節(jié)廢水的pH值等。二級處理主要指廢水的生物處理。廢水經(jīng)過一級處理后，再經(jīng)過二級處理，可除去廢水中的大局部有機污染物，使廢水得到進一步凈化。適用于各種有機物理的廢水，經(jīng)生化法處理后，廢水中可被微生物分解的有機物一般可去除90%，SS可去除90-95%，BOD5到達20-30mg/L，處理后的污水一般能到達排放的要求。

化學制藥工藝學64三級處理是一種凈化要求較高的處理，目的是除去二級處理中未能除去的污染物，包括不能被微生物分解的有機物、可導致水體富營養(yǎng)化的可溶性無機物(如氮、磷等)以及各種病毒、病菌等。深度處理，只有特殊要求時才使用。BOD5到達5mg/L以下。化學制藥工藝學654.廢水中的污染物的分類在《國家污水綜合排放標準》中，按污染物對人體健康的影響程度，將污染物分為二類。〔l〕第一類污染物指能在環(huán)境或生物體內(nèi)積累，對人體健康產(chǎn)生長遠不良影響的污染物?！秶椅鬯C合排放標準》中規(guī)定的此類污染物有9種，即總汞、烷基汞、總鎘、總鉻、六價鉻、總砷、總鉛、總鎳、苯并()芘?！?〕第二類污染物指其長遠影響小于第一類的污染物。在《國家污水綜合排放標準》中規(guī)定的有pH值、化學需氧量、生化需氧量、色度、懸浮物、石油類、揮發(fā)性酚類、氰化物、硫化物、氟化物、硝基苯類、苯胺類等共20項。

污水處理工藝介紹1污水處理根本方法和工藝流程2污水的一級處理3污水的二級處理〔生物處理〕4污水的三級處理5污水處理方法的選擇與評價1污水處理根本方法和工藝流程

一、污水處理根本方法按處理方法的性質(zhì)分：物理方法：格柵過濾、沉淀法、浮選法、離心別離、膜別離法等化學方法：混凝、化學沉淀、中和、萃取、氧化復原、電解等生物方法：好氧、厭氧法化學制藥工藝學68廢水處理技術按作用原理一般可分為物理法、化學法、物理化學法和生物法。物理法是利用物理作用將廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物別離出來，在別離過程中不改變其化學性質(zhì)，如沉降、氣浮、過濾、離心、蒸發(fā)、濃縮等?；瘜W法是利用化學反響原理來別離、回收廢水中各種形態(tài)的污染物，如中和、凝聚、氧化和復原等。

化學制藥工藝學69物理化學法是綜合利用物理和化學作用除去廢水中的污染物，如吸附法、離子交換法和膜別離法等。生物法是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、無害的物質(zhì)，如H2O和CO2等。流程的組織一般遵循先易后難、先簡后繁的規(guī)律。按不同的處理程度和處理任務可分為：一級處理：機械處理二級處理：主體工藝為生化處理三級處理：控制富營養(yǎng)化和重新回用原水格柵沉砂池生物處理設備初沉池二沉池消毒排放或三級處理一級處理〔物理處理〕二級處理〔生物處理〕污泥濃縮池污泥消化池污泥脫水污泥利用沼氣污泥處理城市二級污水處理廠典型工藝流程二、污水處理工藝流程原水回收有用物質(zhì)毒物處理一般處理再用或排放工業(yè)污水處理一般流程2污水的一級處理一、格柵二、沉砂池三、調(diào)節(jié)池四、沉淀池五、氣浮一、格柵平面粗格柵〔50~100mm〕曲面中格柵〔10~40mm〕細格柵〔3~10mm〕人工去除格柵機械去除格柵

履帶式機械格柵工作原理二、沉砂池

1.作用從污水中別離密度較大的無機顆粒，保護水泵和管道免受磨損，縮小污泥處理構筑物容積，提高污泥有機組分的含率，提高污泥作為肥料的價值。

2.沉砂池類型及原理

平流式〔重力式〕沉砂池曝氣式沉砂池平流式〔重力式〕沉砂池

曝氣沉砂池示意圖工作原理三、調(diào)節(jié)池

為了保證后續(xù)處理構筑物或設備的正常運行，需對污水的水量和水質(zhì)進行調(diào)節(jié)。酸性污水和堿性污水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進行混合，可到達中和的目的。短期排出的高溫污水也可用調(diào)節(jié)的方法來平衡水溫。工作原理四、沉淀池

常見的幾種沉淀池類型平流式沉淀池豎流式沉淀池幅流式沉淀池斜流式沉淀池平流式沉淀池或采用鏈板式刮泥機幅流式沉淀池〔中心進水〕幅流式沉淀池〔周邊進水〕斜板沉淀池幾種沉淀池的比較平流式池：構造簡單，沉淀效果較好，但占地面積較大，排泥存在的問題較多，目前大、中、小型污水處理廠均有采用；豎流式池：占地面積小，排泥較方便，且便于管理，然而池深過大，施工困難，造價高，因此一般僅適用于中小型污水處理廠使用；輻流式池：最適宜于大型水處理廠采用，有定型的排泥機械，運行效果較好，但要求較高的施工質(zhì)量和管理水平；斜流式池：主要適用于初沉池，在給水處理中應用較廣，沉淀效率高，停留時間短，占地少，缺點是容易滋生藻類等，排泥困難、易堵塞，維護不便。五氣浮氣浮法又稱為浮選法，它是在污水中通入空氣，產(chǎn)生微小氣泡作為載體，使污水中的乳化油、微小懸浮物等污染物黏附在氣泡上。利用氣泡的浮升作用上浮到水面，通過收集水面上的泡沫或浮渣到達別離雜質(zhì)、凈化污水的目的。親水性物質(zhì)與氣泡的粘附情況1.親水性物質(zhì)2.極性基〔圓頭端、親水性〕3.非極性基〔尾端、疏水性〕浮選劑例如：松香油、煤油、脂肪酸及鹽類等局部(回流)加壓溶氣氣浮法3污水的生物處理一、污水的生物處理概述污水的生物處理就是利用微生物的氧化分解及轉(zhuǎn)化功能，以污水的有機物(少數(shù)以無機物)作為微生物的營養(yǎng)物質(zhì)，采取一定的人工措施，創(chuàng)造一種可控制的環(huán)境，通過微生物的代謝作用，使污水中的污染物質(zhì)被降解、轉(zhuǎn)化，污水得以凈化。好氧生物處理厭〔兼〕氧生物處理二、污水生物處理分類2、生物處理對水質(zhì)的要求

a．溫度

好氧生物處理的水溫宜在20℃-40℃。厭氧生物處理的適宜水溫在10-30℃、35-38℃和50-55℃。b．pH值

好氧生物，廢水的pH值在6-9；厭氧生物，廢水的pH值在。c．營養(yǎng)物質(zhì)

d．有毒物質(zhì)

e．溶解氧

f．有機物濃度

好氧生物處理的原理在充分供氧的條件下，利用好氧微生物的生命活動過程，將有機污染物氧化分解成較穩(wěn)定的無機物的處理方法，在工程上稱為污水的好氧生物處理。有機物的好氧分解圖示在污水好氧處理過程中，必須不間斷地供給溶解氧。因為氧是有機物的最后氫受體，正是由于這種氫的轉(zhuǎn)移，才使能量釋放出來，成為細菌生命活動和合成新細胞物質(zhì)的能源。要保證污水處理的效果，首先必須有足夠數(shù)量的微生物，同時，還必須有足夠數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)。好氧生物處理

傳統(tǒng)活性污泥法氧化溝序批式活性污泥法生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤流化床、氣提式反響器〔BAS〕活性污泥法生物膜法活性污泥的特征與微生物

①特征a、形態(tài)：在顯微鏡下呈不規(guī)那么橢圓狀，在水中呈“絮狀”。b、顏色：正常呈黃褐色，但會隨進水顏色、曝氣程度而變〔如發(fā)黑為曝氣缺乏，發(fā)黃為曝氣過度〕。c、理化性質(zhì)：ρ=1.002～1.006，含水率99%，直徑大小0.02～0.2mm，外表積20～100cm2/ml，pH值約6.7，有較強的緩沖能力。其固相組分主要為有機物，約占75～85%。d、生物特性：具有一定的沉降性能和生物活性?！怖斫猓鹤晕曳敝?、生物吸附與生物氧化〕。e、組成：由微生物群體，微生物殘體，難降解有機物，無機物四局部組成。②微生物組成及其作用組成：包括細菌、真菌、原生動物、后生動物。細菌：以異養(yǎng)型原核生物(細菌)為主，數(shù)量107～108個/mL，自養(yǎng)菌數(shù)量略低。其優(yōu)勢菌種：產(chǎn)堿桿菌屬等，它是降解污染物質(zhì)的主體，具有分解有機物的能力。真菌：由細小的腐生或寄生菌組成，具分解碳水化合物，脂肪、蛋白質(zhì)的功能，但絲狀菌大量增殖會引發(fā)污泥膨脹。原生動物：肉足蟲，鞭毛蟲和纖毛蟲3類、捕食游離細菌。其出現(xiàn)的順序反映了處理水質(zhì)的好壞〔這里的好壞是指有機物的去除〕，最初是肉足蟲，繼之鞭毛蟲和游泳型纖毛蟲；當處理水質(zhì)良好時出現(xiàn)固著型纖毛蟲，如鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲、聚縮蟲、蓋纖蟲等。后生動物(主要指輪蟲、線蟲、甲殼蟲如水騷類〕，捕食菌膠團和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標志。產(chǎn)堿桿菌絲狀菌草履蟲游泳型纖毛蟲鐘蟲固著型纖毛蟲輪蟲線蟲3、好氧生物處理法(1)活性污泥法

活性污泥是由好氧微生物(包括細菌、微型動物和其它微生物)及其代謝和吸附的有機物和無機物組成的生物絮凝體，具有很強的吸附和分解有機物的能力。

①活性污泥的性能指標衡量活性污泥數(shù)量和性能好壞的指標主要有污泥濃度(MLSS)、污泥沉降比(SV)和污泥容積指數(shù)(SVI)等。污泥指數(shù)的計算方法為：活性污泥法工藝流程初次沉淀池曝氣池空氣進水回流污泥剩余污泥污泥出水二次沉淀池再生池③常用曝氣方式按曝氣方式不同，活性污泥法可分為普通曝氣法、逐步曝氣法、完全混合曝氣法、純氧曝氣法和深井曝氣法等多種方法。氧化溝〔OD〕1.概念：氧化溝是一種改進的活性污泥法，其曝氣池呈封閉的溝渠形，污水和活性污泥混合液在其中循環(huán)流動，因此被稱為“氧化溝”，又稱‘‘環(huán)形曝氣池”。1920年，在英國謝非爾德(Sheffield)首次建成氧化溝，采用漿板式曝氣機。氧化溝流程示意圖氧化溝的工藝特點簡化了預處理氧化溝HRT、SRT較長，有機物可得到較徹底的去除，排出的污泥已經(jīng)高度穩(wěn)定，不需初沉池和厭氧消化具有推流式的流態(tài)特征DO濃度在沿池長方向形成好氧、缺氧和厭氧條件，合理設計可用來脫氮除磷。采用立式表曝機的卡魯塞爾氧化溝(英國ASHVale污水處理廠)OTV-Gruger的三溝式氧化溝(Faabborg污水處理廠)

Orbal型氧化溝SBRSBR法(SequencingBatchReator)，是連續(xù)式活性污泥法的一種改型，它的反響機制以及污染物質(zhì)的去除機制和傳統(tǒng)活性污泥法根本相同，僅運行操作不一樣。SBR的操作模式由進水、反響、沉淀、出水和待機等5個根本過程組成。去除碳源的典型的SBR運行程序1、經(jīng)典SBR〔間歇式污泥法〕反響器原理2、SBR反響器3.經(jīng)典SBR反響器的優(yōu)點4.同時，經(jīng)典的SBR反響器也存在一定的問題比方：1)對于單一SBR反響器的應用需要較大的調(diào)節(jié)池；2)對于多個SBR反響器進水和排水的閥門自動切換頻繁；3)無法解決大型污水處理工程連續(xù)進水、連續(xù)出水的處理要求。4)設備的閑置率較高5)污水提升水頭損失較大。正是以上這一系列問題的存在導致了對于SBR反響器的不斷改進和開發(fā)。5.CASS(CAST)工藝(1)生物選擇器(2)缺氧區(qū)(3)好氧區(qū)(4)回流污泥和剩余污泥(5)潷水器循環(huán)式活性污泥法工藝6.AB法〔Adsorption-Biodegradation〕AB法是吸附－生物降解工藝的簡稱，是由德國亞琛工業(yè)大學〔Aachen〕賓克〔Bohnke〕教授于20世紀70年代中期開創(chuàng)。該工藝于80年代初應用于工程實踐,目前,國內(nèi)已有多家城市污水處理廠采用了AB法工藝。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，AB法主要有以下特征：未設初沉池，由吸附池和中間沉淀池組成的A段為一級處理系統(tǒng)；B段由曝氣池和二次沉淀池組成；A、B兩段各自擁有獨立的污泥回流系統(tǒng)，兩段完全分開，各自由獨特的微生物群體，有利于功能的穩(wěn)定。

AB法工藝的流程

污水由排水系統(tǒng)經(jīng)格柵和沉砂池直接進入A段，該段為吸附段，負荷較高，泥齡短,水力停留時間很短,約為30min，有利于增殖速度較快的微生物生長繁殖，而且在A段存活的只是抗沖擊負荷能力強的原核細菌，其他微生物不能存活。廢水經(jīng)過A段處理后，BOD去除40％～70％，可生化性有所提高，有利于B段的工作；A段污泥產(chǎn)率較高，吸附能力強，重金屬、難降解物質(zhì)以及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)等，都可能通過污泥的吸附作用得以去除。

污水從A段流出后進入B段，B段為生物氧化段，屬于傳統(tǒng)活性污泥法，一般在較低負荷下運行，停留時間約為2～6h,泥齡較長，為15～20d。B段發(fā)生硝化和局部的反硝化，活性污泥沉淀效能好，出水SS和BOD一般小于10mg/L。8.其他SBR演變工藝ICEAS工藝

IntermittentCycleExtendedAerationSystem間歇式循環(huán)延時曝氣工藝IDEA工藝

IntermittentlyDecantedExtendedAeration間歇排水延時曝氣工藝DAT-IAT工藝

DemandAerationTank－IntermittentAerationTank需氧池－間歇曝氣池工藝④剩余污泥的處理污泥脫水的方法主要有：①沉淀濃縮法②自然晾曬法③機械脫水法脫水后的污泥可采取以下幾種方法進行最終處理。①燃燒②作建筑材料的摻合物③作肥料④繁殖蚯蚓3、生物膜法生物膜法是依靠生物膜吸附和氧化廢水中的有機物并同廢水進行物質(zhì)交換，從而使廢水得到凈化的另一種好氧生物處理法。根據(jù)處理方式與裝置的不同，生物膜法可分為生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法和流化床生物膜法等。圖6-6生物膜的凈化原理①生物濾池

a)工藝流程

b)生物濾池的負荷C)普通生物濾池d)塔式生物濾池注意：沒有橫線?、谏镛D(zhuǎn)盤法

③生物流化床

污水的厭氧生物處理概述厭氧生物處理機理厭氧處理反響器技術

一、概述厭氧生物處理是指利用厭氧微生物的代謝過程，在無氧條件下把污水中的有機污染物轉(zhuǎn)化為無機物和少量細胞物質(zhì)的污水處理方法。與好氧生物處理技術相比，它具有以下突出優(yōu)點：能耗低(約為好氧的10％～15％〕可回收生物能源〔沼氣〕產(chǎn)生的剩余污泥量少〔相當于好氧的1/10~1/6〕可承受的有機負荷高，占地少但厭氧生物處理也有自身的缺點，主要是：厭氧處理后出水COD、BOD值較高，難以達標〔需好氧處理作為后處理〕厭氧水力停留時間一般較長，厭氧的啟動時間一般也較長受溫度等影響大，有惡臭二、厭氧生物處理的機理厭氧生物降解過程可分為四個階段：1.水解階段2.酸化階段(也叫發(fā)酵階段)3.產(chǎn)乙酸階段4.產(chǎn)甲烷階段水解階段水解細菌將不溶性有機物轉(zhuǎn)變成可溶性有機物,將高分子溶性有機物轉(zhuǎn)變成小分子有機物(通過細菌胞外酶作用)纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖和葡萄糖淀粉被淀粉酶水解成麥芽糖和葡萄糖蛋白質(zhì)被蛋白酶水解成短酞和氨基酸脂肪被脂肪酶水解成丙二醇和脂肪酸Return酸化階段水解階段產(chǎn)生的小分子水解產(chǎn)物在酸化菌的細胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡單的化合物并分泌到細胞外,這一階段的主要產(chǎn)物有VFA\醇類\乳酸\CO2\NH3\H2S等。與此同時，酸化菌也利用局部物質(zhì)合成新的細胞物質(zhì)。

產(chǎn)乙酸階段在此階段，酸化階段的產(chǎn)物被進一步轉(zhuǎn)化為乙酸、H2、碳酸等以及新的細胞物質(zhì)。產(chǎn)甲烷階段在此階段，乙酸、H2、碳酸、甲酸和甲醇等被轉(zhuǎn)化為CH4、CO2和新的細胞物質(zhì)。整個厭氧降解的速率取決于以上四個階段中速度最慢的那個階段，因為產(chǎn)甲烷菌的生長緩慢,所以產(chǎn)甲烷的反響較慢,所以一般產(chǎn)甲烷階段是整個厭氧降解過程的速率限制性階段.小結(jié)

(厭氧生物處理反響機理圖)原酸化階段和產(chǎn)乙酸階段可合并為一個階段4、厭氧生物處理法

〔1〕傳統(tǒng)厭氧消化池〔2〕厭氧接觸法〔3〕上流式厭氧污泥床〔四〕各類制藥廢水的處理l.含懸浮物或膠體的廢水廢水中所含的懸浮物一般可通過沉淀、過濾或氣浮等方法除去。氣浮法的原理是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其密度小于水而上浮到水面，從而實現(xiàn)固液別離。2.酸堿性廢水

對于濃度較高的酸性或堿性廢水應盡量考慮回收和綜合利用回收后的剩余廢水或濃度較低、不易回收的酸性或堿性廢水必須中和至中性。3.含無機物廢水

制藥廢水中所含的無機物通常為鹵化物、氰化物、硫酸鹽以及重金屬離子等，常用的處理方法有稀釋法、濃縮結(jié)晶法和各種化學處理法。對于不含毒物又不易回收利用的無機鹽廢水可用稀釋法處理。例如，用高壓水解法處理高濃度含氰廢水，去除率可達99.99%以上。4.含有機物廢水

常用的回收和綜合利用方法有蒸餾、萃取和化學處理等?；厥蘸蠓吓欧艠藴实膹U水，可直接排入下水道。對于低濃度、不易被氧化分解的有機廢水，這些廢水可用沉淀、萃取、吸附等物理、化學或物理化學方法進行處理。對于濃度高、熱值高、可用燃燒法進行處理。污水自然生物處理污水自然生物處理的回憶與前瞻污水的自然生物處理已有300多年的歷史，但隨著經(jīng)濟和社會的開展，生活污水和工業(yè)廢水的水質(zhì)水量發(fā)生了很大的變化，“經(jīng)典式”生態(tài)系統(tǒng)的自然凈化能力承受不了越來越沉重的污染負荷。為了解決日益嚴重的水環(huán)境污染問題，出現(xiàn)了以普通活性污泥法、生物膜法等高效的人工凈化技術。但進入20世紀70年代，嚴重的世界能源危機，迫使人們又轉(zhuǎn)向研究節(jié)省能源、資源和投資的處理方法。污水的自然生物處理作為“替代技術”之一受到重視。一、穩(wěn)定塘〔生物塘〕1、概述穩(wěn)定塘：又叫生物穩(wěn)定塘〔biologicalstabilizationpond〕，俗稱氧化塘〔oxidationpond〕。1)工作原理：依靠自然生態(tài)系統(tǒng)的凈化作用使污水凈化。2)供氧方式：通過大氣復氧和藻類的光合作用供氧，或人工曝氣〔曝氣塘〕。3)分類：按DO濃度上下分好氧穩(wěn)定塘,兼性塘,厭氧塘,曝氣塘。按處理程度分一級、二級和深度處理塘。按出水方式又可分連續(xù)出水塘、控制性水塘、貯存塘。4)適宜條件：要求有廢河道、沼澤地、峽谷、荒地且地質(zhì)條件良好的地形；要考慮氣溫、光照和風力。5)優(yōu)缺點：工程簡單，建設投資少，能耗少，本錢低廉，利于農(nóng)業(yè)灌溉，能實現(xiàn)污水資源化。但占地面積大，凈化效果受季節(jié)〔含光照、氣溫〕影響，易造成地下水污染，周邊環(huán)境條件較差。生物塘的種類及特征名稱好氧生物塘兼氧生物塘厭氧生物塘曝氣生物塘水深（米）0.2~0.41~2.52.5~42.5~4.5停留時間(日)2~67~3030~502~10BOD負荷（g/m3d）10~202~102~100BOD去除率80~9535~7550~7050~80光合反應有有藻類濃度（毫克/升）>10010~50齊齊哈爾南郊污水處理廠880公頃氧化塘北京通州區(qū)污水深水曝氣塘兼性塘二、污水的土地處理系統(tǒng)

1.概念：在人工控制條件下,將污水投配在土地上，通過土壤－微生物－植物的生態(tài)系統(tǒng)，進行物理、化學、物理化學和生物化學的凈化過程，使污水得到凈化的一種污水處理工藝。2.工作原理：利用土壤—微生物—植物生態(tài)系統(tǒng),進行物理、化學、物化和生化作用過程，使污水得到凈化。其中土壤膠體和土壤微生物是土壤能夠容納、緩沖和分解微生物的關鍵。3.凈化作用機理物理過濾：土壤顆?？紫兜慕亓?。物理吸附：黏土等硅酸鹽類物質(zhì)具有離子交換和吸附作用。物理化學吸附：重金屬離子與土壤膠體、腐植酸等的鰲合作用.化學反響和化學沉淀：與土壤中的某些組分形成難溶性化合物或因pH改變而沉淀、揮發(fā)。如與土壤中的鐵、鋁、鈣、磷、碳酸鹽等發(fā)生反響，氨氮在堿性條件下?lián)]發(fā)等。微生物代謝：通過各種微生物的相互依存、協(xié)同作用，降解各種有機物和氮磷等污染物質(zhì)。植物代謝：植物的吸收、降解和蒸騰作用。4、組成：預處理設備，調(diào)節(jié)與貯存設備，污水輸送、配水控制系統(tǒng)，土地凈化地、凈化水的收集、利用系統(tǒng)。5、工藝a、慢速滲濾處理系統(tǒng)：利用草場、林地、荒地以及農(nóng)田、蔗地等〔土壤微生物與植物〕，不考慮處理水的流出。b、快速滲濾處理系統(tǒng)：在專門的處理地上間歇處理(利用土壤微生物進行交替厭氧與好氧)，下設專門回收處理水系統(tǒng)。c、地表漫流處理系統(tǒng)：利用緩坡草地緩慢流動〔要求土地滲透性差〕，并以地表徑流聚集、排放和利用處理水。三、濕地處理系統(tǒng)：利用沼澤土壤的物理化學作用和微生物的生物化學作用、以及耐水植物〔蘆葦、香蒲、燈心草等〕的協(xié)同凈化作用使污水得到凈化的一種土地處理工藝。a、分類：天然濕地，人工濕地和人工潛流濕地系統(tǒng)(見附圖)。b、生態(tài)系統(tǒng)：耐水植物〔蘆葦、香蒲等〕、土壤〔粘土礦物〕及其微生物聯(lián)合作用。c、供氧：植物光合作用在植物根際周圍形成“含氧區(qū)”，為好氧微生物供氧。d、凈化機理：物理沉降，根際截留，化學沉淀，土壤及其微生物、植物的吸附吸收與生物代謝，陽光及其植物分泌物的滅活作用等。e、設計運行：對天然濕地，水深一般，不超過1m。對人工濕地：有機負荷NA0.0018—0.011kg/對人工潛流(蘆葦—石料/或水草—蘆葦系統(tǒng))，在滲濾和毛細管作用下通過過濾、沉淀、吸附和微生物作用降解污染物。

天然濕地濕地位于滇池外海北部、大清河與海河入湖口之間，面積約20畝，進水為典型的合流制城市污水。目前，濕地日最大處理水量為3000立方米。

成都活水公園南京活水公園上?；钏珗@4污水的三級處理

一、概述經(jīng)二級生物處理后，其出水一般含有：BOD30mg/L左右，COD60mg/L左右，NH315-25mg/L，P3-8mg/L，SS30mg/L左右，以及細菌、重金屬等，必須經(jīng)過處理，否那么易導致水體富營養(yǎng)化，并對魚類，農(nóng)作物、淡水水質(zhì)及處理本錢等帶來影響。三級處理的方法包括：砂濾、混凝、微濾、反滲透、電滲析、離子交換、消毒、活性炭吸附、脫氮除磷等。二、局部深度處理工藝1、懸浮物的去除1〕顆粒粒徑：二級出水SS是以1um~1mm的生物絮凝體和未被絮凝的膠體物質(zhì)。一般通過混凝、砂濾、微濾和反滲透去除。2〕混凝沉淀：通過投加混凝劑，并經(jīng)快速攪拌混凝，慢速攪拌絮凝，使微小顆粒和膠體物質(zhì)脫穩(wěn)而凝聚，成為較大顆粒絮體而沉淀去除。a.混凝機理：壓縮雙電層(高價聚合鹽)、吸附——電中和、吸附架橋、卷掃—網(wǎng)捕。b.混凝過程： 凝聚：指膠體的脫穩(wěn)過程 絮凝：指膠體脫穩(wěn)后聚結(jié)成大顆粒絮體的過程。c.混凝劑、助凝劑混凝劑：能破壞水中膠體的穩(wěn)定性并能促進膠體絮凝的物質(zhì)。無機鹽類混凝劑：鋁鹽混凝劑〔硫酸鋁、明礬、聚合硫酸鋁〕、鐵鹽混凝劑〔三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵〕有機高分子混凝劑：有機合成高分子混凝劑如聚丙烯酰胺、天然高分子混凝劑助凝劑：為強化混凝效果，投加的某些輔助藥劑，如用來調(diào)節(jié)pH的石灰、碳酸鈉、將二價鐵氧化為三價鐵的氯氣、增強絮體結(jié)構的水玻璃〔Na2SiO3〕2、溶解性有機物去除1〕活性碳吸附：活性碳具有巨大的外表積和細小的孔隙，能吸附有機物，重金屬離子等。2〕O3氧化處理：對二級處理水進行以回用為目的的處理，力求去除污水中存在的有機物、色度和殺菌、消毒。3、溶解性性無機鹽的去除危害：具有腐蝕性，易結(jié)垢，SO42－復原產(chǎn)生H2S，造成土地板結(jié)和鹽堿化。因而出水回用和農(nóng)用前要求脫鹽。脫鹽技術：反滲透、電滲析、離子交換。a.反滲透：利用半滲透膜，當對高濃度一側(cè)施加高于滲透壓的壓力時，水分子通過滲透膜，從而使水得到凈化。b.電滲析：在電流作用下，陽、陰離子分別通過陽、陰離子交換膜而在局部富集，使水得到凈化，從而脫鹽。c.離子交換：帶離子水經(jīng)過交換樹脂、沸石等時，無機鹽通過交換吸附反響而被去除。CDRA+M+=RM+A+4、污水的消毒處理原因：無論什么工藝，出水細菌均會超標，從而帶來危害。使用場合：污水農(nóng)灌、排放水源地上游、旅游景區(qū)，以及流行病流行季節(jié)。消毒方法：液氯、臭氧、次氯酸鈉和紫外線1〕液氯消毒原理：Cl2＋H2O→HOCl＋HCl工藝參數(shù)：投加量：10mg/L。混合反響：機械攪拌5-15S，鼓風混合0.2m3/m3.min。水力混合：V≥0.6m/s。接觸時間：10～30min。要求余氯：≥0.5mg/L〔為什么？〕。為了抑制水中殘存細菌的再度繁殖2〕次氯酸鈉消毒原理：Cl2＋2NaOH→NaOCl+NaCl+H2ONaOCl+H2O→HOCl＋NaOHHOCl→OCl－+H+接觸時間：15min3〕二氧化氯消毒原理：CLO2+H2O=HCL+HCLO+O2工藝參數(shù)：使用劑量：2～5mg/L接觸時間：10～20min氯法消毒加氯加次氯酸鹽加二氧化氯優(yōu)缺點：殺菌消毒效果好，費用低廉；但使用氯化物易產(chǎn)生有機鹵化物，對人體和生物有潛在的毒性。4)O3消毒原理：O3→O2＋[O]，工藝參數(shù)：使用劑量：10mg/L接觸時間：5～10min，出水消除臭氧。優(yōu)缺點：03具有和氯一樣的殺菌能力，在對付活性病毒時更具優(yōu)越性，而且能降低水的色度和消除異味，還能為水充氧。5〕紫外線消毒原理：紫外線穿透細胞壁并與細胞質(zhì)反響而到達消毒目的。方法：浸水式和水面式〔高壓石英水銀燈〕。照射強度：0.19－2。污水深度：0.65－1.0m。缺點：不能解決消毒后管網(wǎng)的再污染問題，電耗大，水中懸浮雜質(zhì)和色度對紫外線透