水污染與固體廢物污染控制技術(shù)(ppt 33頁(yè)).ppt

1、環(huán)境保護(hù)與綠色技術(shù),主講人：馮流北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院環(huán)境工程系fengliu-buc三、水污染控制技術(shù),1、概述1.1水和水體污染水體：河流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、地下水、冰川和海洋等“貯水體”的總稱(chēng)，包括水及水中的懸浮物、底泥、水生生物等水體的環(huán)境容量或自?xún)裟芰Γ褐敢欢ǔ潭确秶鷥?nèi)水體對(duì)污染物具有的承受能力，或者說(shuō)水體對(duì)排入其中的污染物具有一定的自?xún)裟芰?水體自?xún)暨^(guò)程及機(jī)理：包括物理過(guò)程、化學(xué)或物理化學(xué)過(guò)程、生物化學(xué)過(guò)程水體污染：污染物在數(shù)量上超過(guò)了該物質(zhì)在水體中的本底含量，即超出了水體的自?xún)裟芰?，從而?dǎo)致水體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征發(fā)生不良變化，破壞了水體中固

2、有的生態(tài)系統(tǒng)及水體的正常功能時(shí)所發(fā)生的一種現(xiàn)象水污染和水體污染的區(qū)分及其意義,1.2廢水來(lái)源及特性造成水體污染的主要因素：廢水的產(chǎn)生及排放廢水：使用過(guò)程中混入各種污染物，導(dǎo)致使用價(jià)值喪失而廢棄外排的水廢水來(lái)源：生活污水和工業(yè)廢水兩大類(lèi)廢水中的污染物：可大致區(qū)分為化學(xué)性污染物、物理性污染物和生物性污染物三大類(lèi),1.3水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)水質(zhì)：水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性水質(zhì)指標(biāo)：表示水中雜質(zhì)的種類(lèi)、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)，也可間接表示水體受污染的程度水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目繁多，可分為物理性、化學(xué)性和生物性三大類(lèi),物理性指標(biāo)：色度、嗅和味、濁度、透明度、溫度、總固體、懸

3、浮物、電導(dǎo)率化學(xué)性指標(biāo)：有毒化學(xué)性指標(biāo)（重金屬、酚、氰化物等）、氧平衡指標(biāo)（COD、BOD、TOC、TOD、DO、高錳酸鹽指數(shù)）、一般性化學(xué)指標(biāo)（酸度、堿度、硬度、pH值等）生物性指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原菌及病毒等,1.4廢水處理技術(shù)廢水處理技術(shù)分類(lèi)：按作用原理分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物處理法；按污染物質(zhì)變化情況可分為分離法和轉(zhuǎn)化法分離法：離子交換、汽提、超濾、離心分離等轉(zhuǎn)化法：化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化,2、懸浮物及膠體的分離處理沉淀法：主要去除原有的懸浮固體或次生的懸浮固體混凝法：絮凝+凝聚，主要去除水中高分子物質(zhì)、呈懸浮狀或膠體狀的有機(jī)污染物和某些重金屬浮力浮上法：自然浮

4、上法、氣浮法、藥劑浮選法，主要去除相對(duì)密度小于或接近水的細(xì)微顆粒物離心分離過(guò)濾：篩濾、粒狀介質(zhì)過(guò)濾磁力分離：分離具有磁性的懸浮固體,3、有機(jī)污染物的生物轉(zhuǎn)化處理3.1生物轉(zhuǎn)化法類(lèi)型,3.2影響生物轉(zhuǎn)化處理的因素pH值：適宜值為pH69的弱酸性到弱堿性范圍溫度：好氧生物處理一般在1525C，厭氧生物處理則控制在3035C（中溫）或5055C（高溫）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：一般要求C:N:P=100:5:1有毒物質(zhì)：重金屬離子或某些有毒非金屬物質(zhì)會(huì)破壞或抑制微生物的代謝功能適當(dāng)?shù)目臻g,3.3好氧生物處理法好氧生物處理：在充分供氧的條件下，借助好氧微生物或兼性微生物（主要是好氧菌）將有機(jī)污染物氧化分解成較穩(wěn)定的無(wú)

5、機(jī)物的處理過(guò)程,3.3.1活性污泥法活性污泥：有機(jī)廢水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的曝氣后，水中會(huì)產(chǎn)生一種褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，主要由菌膠團(tuán)細(xì)菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物組成活性污泥法：以活性污泥為主體，利用其吸附凝聚和氧化分解作用來(lái)凈化水中有機(jī)污染物的一種生物轉(zhuǎn)化處理方法系統(tǒng)組成：主要包括初沉池、曝氣池、曝氣系統(tǒng)、二沉池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng),基本流程：改進(jìn)與發(fā)展：曝氣池混合反應(yīng)型式、進(jìn)水點(diǎn)位置、污泥負(fù)荷率、曝氣技術(shù)等方面進(jìn)行改進(jìn)；粉末炭-活性污泥法、SBR法等,3.3.2生物膜法使細(xì)菌等好氧微生物和原生及后生動(dòng)物附著在某些物料載體（如碎石、煤渣、塑料等）上進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖，形成生物膜，廢水

6、通過(guò)與生物膜接觸，水中的有機(jī)污染物作為營(yíng)養(yǎng)物被膜中生物攝取并分解，從而使廢水得到凈化的生物轉(zhuǎn)化處理方法基本流程：,潤(rùn)壁型生物膜法：廢水和空氣沿固定的或轉(zhuǎn)動(dòng)接觸介質(zhì)表面的生物膜流過(guò)，典型的裝置包括生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤(pán)浸沒(méi)型生物膜法：接觸濾料介質(zhì)固定在曝氣池內(nèi)，完全浸沒(méi)在水中，在鼓風(fēng)曝氣作用下，依靠濾料介質(zhì)上的生物膜凈化廢水，典型的裝置如生物接觸氧化池流動(dòng)床型生物膜法：使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質(zhì)懸浮流動(dòng)于曝氣池內(nèi)，如三相生物流化床,3.4厭氧生物處理法厭氧生物處理：在無(wú)氧條件下，利用兼性或厭氧微生物將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化成比較簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物或有機(jī)物的處理過(guò)程,類(lèi)型：懸浮生長(zhǎng)型厭氧處理（如厭氧

7、消化、厭氧接觸法和USAB）；附著生長(zhǎng)型厭氧處理（厭氧生物濾池、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)等）厭氧與好氧處理的聯(lián)合：厭氧-好氧（A1-O）、缺氧-好氧（A2-O）、厭氧-缺氧-好氧（A1-A2-O）3.5自然生物處理法利用水體和土壤中廣泛分布的微生物的作用，進(jìn)行廢水生物處理的方法主要包括水體凈化法（生物塘）和土壤凈化法兩種,4、溶解態(tài)污染物的處理4.1化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中和法：酸堿廢水中和；藥劑中和；過(guò)濾中和化學(xué)沉淀法：氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鹵化物沉淀法、鐵氧體沉淀法氧化還原法：空氣氧化、臭氧氧化、氯氧化、還原除鉻、汞等電化學(xué)法：電化學(xué)氧化、電化學(xué)還原、電

8、解凝聚等,4.2物化分離處理熱過(guò)程法：蒸發(fā)、結(jié)晶、冷凍等吹脫法：脫除溶解氣體和某些極易揮發(fā)溶質(zhì)汽提法：主要分離回收高濃度揮發(fā)性溶質(zhì)，不宜用來(lái)處理低濃度廢水萃取法：處理含重金屬離子的廢水及某些有機(jī)廢水吸附法：去除有毒物質(zhì)，脫色除臭等離子交換法：鹽類(lèi)物質(zhì)的去除膜分離法：反滲透、電滲析、超濾、液膜分離等,5、污水處理流程廢水處理系統(tǒng)或流程：由單元處理設(shè)備合理配置形成的整體類(lèi)型：依據(jù)不同的處理程度和要求，廢水處理流程包括一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理三個(gè)層次一級(jí)處理有時(shí)也稱(chēng)作為機(jī)械處理，主要去除廢水中較粗大的懸浮物質(zhì)，COD去除率30%左右，常作為預(yù)處理使用。主要設(shè)備包括格柵、沉砂池和沉淀池,二級(jí)處理也

9、叫生化處理或生物處理，用于對(duì)出水水質(zhì)要求較高的場(chǎng)合，主要采用各種生物處理方法，去除水中呈膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，COD去除率90%以上，常用設(shè)備為生物曝氣池和二沉池三級(jí)處理是在一級(jí)、二級(jí)處理基礎(chǔ)上，對(duì)難降解的有機(jī)物及氮、磷等營(yíng)養(yǎng)性物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理。采用的方法有混凝、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。也稱(chēng)做高級(jí)處理或深度處理,流程選擇依據(jù)：廢水性質(zhì)、處理后廢水的歸宿、接納水體的環(huán)境功能區(qū)劃及執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)可行性等典型流程：城市污水處理流程、工業(yè)廢水處理流程,四、固體廢物污染控制技術(shù),1、固體廢物污染概述1.1固體廢物定義固體廢物是指人類(lèi)在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的，在一定時(shí)

10、間和地點(diǎn)無(wú)法利用而被丟棄的，以固態(tài)和泥狀賦存的物質(zhì)是“放錯(cuò)地方的原料”,1.2來(lái)源與分類(lèi)城市生活垃圾：含城市污水處理廠污泥工業(yè)固體廢物：冶金、能源工業(yè)、礦業(yè)、輕工等危險(xiǎn)廢物：具有易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、急性毒性、浸出毒性、放射性、疾病傳染性等1.3固體廢物管理三化原則：減量化、資源化、無(wú)害化全過(guò)程管理或生命周期管理,2、固體廢物的預(yù)處理固體廢物的預(yù)處理：通過(guò)濃縮或相變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，使之成為便于運(yùn)輸、利用或處置形態(tài)的過(guò)程壓實(shí)：目的在于減少容積破碎：剪切破碎、沖擊破碎、濕式破碎等分選：篩分、重力分選、磁力分選等濃縮與脫水：主要用于污泥處理固化：瀝青固化、玻璃固化、水泥固化等,3、化學(xué)處理技

11、術(shù)化學(xué)處理法：通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將固體廢物變成安全和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢物的危害性降到盡可能低水平的處理手段。主要包括氧化、還原、中和、化學(xué)沉淀、化學(xué)溶出、水解等技術(shù)中和法處理廢堿液還原法處理鉻渣水解法處理氰渣,4、生物處理技術(shù)依靠微生物，通過(guò)生物轉(zhuǎn)化，將固體廢物中易于生物降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)肥料、沼氣或其它化學(xué)產(chǎn)品，如飼料蛋白、乙醇或糖類(lèi)，從而達(dá)到固體廢物無(wú)害化的一種處理方法。包括：堆肥化厭氧發(fā)酵技術(shù),5、熱處理技術(shù)通過(guò)高溫破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時(shí)達(dá)到減容、無(wú)害化或綜合利用目的的方法。包括：焚燒：適用于有機(jī)組分多、熱值高的廢物。需滿(mǎn)足三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)熱解：適用于有機(jī)固體廢物的處理,6、固體廢物

12、的最終處置技術(shù)6.1處置方法總論固體廢物處置主要有陸地處置和海洋處置兩大類(lèi)海洋處置包括深海投棄和海上焚燒，現(xiàn)已被國(guó)際公約禁止陸地處置包括土地耕作、永久貯存或貯留地貯存、土地填埋三種類(lèi)型土地填埋處置技術(shù)應(yīng)用最廣泛,6.2土地填埋處置技術(shù)土地填埋處置：從傳統(tǒng)的堆放和填地處置發(fā)展而來(lái)，但并非簡(jiǎn)單的堆、填、埋，而是按照工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)固體廢物進(jìn)行有控管理的綜合性科學(xué)工程方法類(lèi)型：按地形、填埋場(chǎng)地水文氣象條件、填埋廢物轉(zhuǎn)化過(guò)程等有多種劃分方法。常采用的分類(lèi)依據(jù)是處置的廢物種類(lèi)及特性及控制有害物質(zhì)釋放所需的等級(jí)要求。包括如下六種類(lèi)型：,一級(jí)填埋場(chǎng)：惰性廢物的填埋場(chǎng)或堆放場(chǎng)，是最簡(jiǎn)單的土地填埋處置方法，分淺埋、深埋兩種二級(jí)填埋場(chǎng)：礦業(yè)廢物處置場(chǎng)，主要用于處置粉煤灰等對(duì)水域有輕微、暫時(shí)影響的