污水处理—庄冬.ppt

污 水 处 理,主讲人：庄冬,污 水 处 理,一、污水处理在现实生活中的意义。二、污水处理的几种划分形式。三、污水处理中各项指标的意义。四、污水处理中常见的微生物。五、污水处理工艺的发展。,一、污水处理在现实生活中的意义。,1、什么叫污水处理？污水处理是处理水污染的重要过程。采用物理、生物、及化学的方法对工业废水和生活污水进行处理以分离水中的固体污染物并降低水中的有机污染物和富营养物（主要为氮、磷化合物），从而减轻污水对环境的污染。,一、污水处理在现实生活中的意义。,污水：污水是由于某些有害化学物质的混入，或者由于温度的升高而造成水的使用价值降低或丧失，造成环境污染。污水分为生活污水、工业废水以及受污染的雨水三类。废水：废水(wastewater)是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水，一般指没有利用或没利用价值的水。,一、污水处理在现实生活中的意义。,2、我国水资源的分布。中国水资源分布的主要特点是：总量并不丰富，人均占有量更低。中国水资源总量居世界第六位，人均占有量为2240立方米，约为世界人均的1/4，在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。,一、污水处理在现实生活中的意义。,地区分布不均，水土资源不相匹配。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国水资源总量的19%。年内年际分配不匀，旱涝灾害频繁。大部分地区年内连续四个月降水量占全年的70%以上，连续丰水或连续枯水较为常见。,一、污水处理在现实生活中的意义。,3、我国水资源的现状。我国水资源现状：人均仅为世界平均水平1/4 我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的14、美国的15，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。,一、污水处理在现实生活中的意义。,扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。,一、污水处理在现实生活中的意义。,水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大。,一、污水处理在现实生活中的意义。,4、污水处理的意义。随着的发展，城市水资源短缺的压力越来越大，追究城市水危机的根本原因，人们越来越认识到，是水的社会循环超出了水的自然循环可承载的范围。因此，只有充分尊重水的自然运动规律，合理地使用水资源，使上游地区的用水循环不影响下游水域的水体功能、社会循环不损害自然循环的客观规律，从而维系或恢复城市乃至流域的良好水环境，才是水资源可持续利用的有效途径。这就要求我们从“取水输水用户排放”的单向开放型的用水模式转变为“节制地取水输水用户再生水”的反馈式循环流程，提高水的利用效率。实现这一重大用水模式的转变，加强污水再生利用是关键。随着科学技术的进步，城市污水已不再是废水，而是一种宝贵的资源。既然是一种资源，就要最大程度的利用。提高城市污水的再生利用率，一是可以减少污染物排放，二是节约了有限的水资源。,一、污水处理在现实生活中的意义。,水利部水资源司副司长程晓冰在由清华大学和中国水网主办的“2010城市水业战略论坛”上发表讲话，他指出，我国水资源短缺，城市缺水问题突出，污水处理回用是战略选择，意义重大。城市污水处理回用在替代清洁水源的同时减少了污水排放量，降低了城市排污负荷，具有水量稳定、输水距离短、制水成本低等特点，可以提供安全可靠的替代水源，是解决城市缺水问题的战略选择。推进污水处理回用工作充分体现了科学发展观以人为本的要求，反映了广大人民群众的迫切愿望，是推进城市化建设的客观需要，是实现水资源合理配置、科学保护、循环利用的重要手段，对建设资源节约型、环境友好型社会意义重大，对我国经济又好又快发展意义重大。,一、污水处理在现实生活中的意义。,5、含氮、含磷污水的危害。水体中含氮量过高时，由于此生物营养元素的增加，促进了藻类等浮游生物的繁殖。大量繁殖的藻类会在水面上形成密集的“水花”或“红潮”。而藻类的死亡和腐化又会大量消耗水体中的溶解氧，导致水中溶解氧含量降低，使水质恶化，鱼类死亡，这就是水体的富营养化。由水体富营养化还会进而产生一系列危害，一方面有些藻类本身的腥味会引起水质恶化使水变得腥臭难闻;另一方面有些藻类所含的蛋白质毒素会富集在水产物体内，并通过食物链影响人体的健康，甚至使人中毒。,一、污水处理在现实生活中的意义。,含氮含磷污水的来源随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源，并引起各界的关注。水体中氮的来源分为天然来源和人为来源。天然来源主要是各种形式的氮经由大气降尘、降水而进入地面水体。其中，大气中的氮也可以通过蓝绿藻等植物和某些细菌的生物固氮作用进入水体。含磷污水的主要来源为日常生活中清洁剂的使用。,一、污水处理在现实生活中的意义。,人为来源主要是以下几个方面:(l)工业污水:许多工业污水中含有大量的氮，而其中氮的形态和含量与工业类别、生产工艺等密切相关。如钢铁、无机化工、铁合金、炼油、肉类加工和饲料生产等行业排出的污水主要为氨氮;牲畜饲料厂、家禽加工厂等处排出的污水则含有较高浓度的硝酸盐氮;羊毛加工、印染、制革、食品加工等行业排出的污水主要为有机氮。此外，人工合成的含氮化肥是水体中氨氮营养元素的主要来源。(2)生活污水:自然界中的氮素主要以NH3、N2、N2O、NO2-、NO2、No3-和有机氮等形式存在，不同的生物作用可使氮素在不同形态之间相互转化，构成氮循环。污水中的氮以有机氮和无机氮的形式存在。有机氮包括氨基酸、蛋白质、核酸、尿素等含氮有机物。有一机氮在好氧和厌氧的条件下均可矿化为氨氮。无机氮主要有氨态氮和硝态氮。氨态氮又包括游离性氨氮NH3-N和铰盐态氮NH4气N。硝态氮包括硝酸氮(NO3-N)和亚硝酸氮(NO2-N)。而在生活污水中，主要含有有机氮和氨态氮，它们均来源于人们食物中的蛋白质。有机氮在微生物的氨化作用下被转化为氨氮。在有氧存在的条件下，氨氮在微生物作用下被转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。,一、污水处理在现实生活中的意义。,碳源的来源及危害 化工污水中会含有大量的cod和bod，由于它们的存在对水质造成严重影响，也是水污染的源头，如果你路过一条河，水质污浊发臭，有刺鼻熏天的臭味，基本上都和工业废水污染离不开。,二、污水处理的几种划分形式。,按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：漂浮和悬浮的大小固体颗粒；胶状和凝胶状扩散物；纯溶液。,二、污水处理的几种划分形式。,按水污的质性来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：未经处理而排放的工业废水；未经处理而排放的生活污水；大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；水土流失；矿山污水。,二、污水处理的几种划分形式。,现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理，一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。,二、污水处理的几种划分形式。,一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。,二、污水处理的几种划分形式。,二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准，目前使用比较广泛的是短纤维，悬浮物去除率达95%出水效果好。,二、污水处理的几种划分形式。,三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。,二、污水处理的几种划分形式。,按污水的处理工艺，分为三大类：物理处理、生物处理和化学处理。,二、污水处理的几种划分形式。,1、物理处理主要是利用物理学中的气浮、沉淀、吹脱、油水分离等原理来去除水中的浊度、悬浮物、无机氨氮及油类物质。2、生物处理是指利用生物亦即细菌、霉菌或原生动物的代谢作用处理污水的方法，称为生物处理，生物处理可分为好气性和厌氧性处理两种。,二、污水处理的几种划分形式。,好气处理是在污水中含有充分溶解氧的条件下，利用好气性微生物使水中的有机物分解成二氧化碳、氨及水等，一般采用活性污泥法、滴滤池法、曝气法以及灌溉田法等进行处理。厌氧处理是在污水中缺氧的条件下，利用厌氧性微生物使水中的有机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮及水等，一般采用甲烷发酵法（消化法）等进行处理。,二、污水处理的几种划分形式。,3、化学法处理是利用化学原理和方法，去除污水中污染物的污水处理方法。主要有强氧化剂氧化有机物和对人身体有害的病菌。,三、污水处理中各项指标的意义。,污水处理系统的各项指标：COD、BOD、NH3-N、SV、SVI、MLSS、MLVSS、SS、HRT、SRT、PH、TOC、NS、DO、温度。COD：化学需氧量。是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。,三、污水处理中各项指标的意义。,BOD：生化需氧量。表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标，它说明水中有机物出于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量，其单位以ppm或毫克升表示。污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间，总共约需一百天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量以被检验的水样在20下，五天内的耗氧量为代表，称其为五日生化需氧量，简称BOD5，对生活污水来说，它约等于完全氧化分解耗氧量的70%。,三、污水处理中各项指标的意义。,NH3-N：氨氮。动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氨。当氨溶于水时，其中一部分氨与水反应生成铵离子，一部分形成水合氨，也称非离子氨。非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨离子相对基本无毒。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害。,三、污水处理中各项指标的意义。,SV：污泥沉降比。是指将混匀的曝气池 活性污泥混合液迅速倒进1000ml量筒中至满刻度，静置沉淀30分钟后，则沉淀污泥与所取混合液之体积比为污泥沉降比（%），又称污泥沉降体积（SV30）以mL/L表示。,三、污水处理中各项指标的意义。,SVI：污泥体积指数。曝气池出口处的混合液在静置30min后，每克是悬浮固体所占的体积（mL）称为污泥体积指数（SVI）MLSS混合液悬浮固体浓度它表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总重量（mg/L),三、污水处理中各项指标的意义。,MLVSS混合液挥发性悬浮固体浓度是混合液活性污泥中有机性固体物质部分的浓度。相对于MLSS而言，在表示活性污泥活性部分数量上，本指标在精度方面进了一步。SS悬浮在水中的固体物质悬浮在水中的固体物质包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。悬浮物是造成水浑浊的主要原因。水体中的有机悬浮物沉积后易厌氧发酵，使水质恶化。,三、污水处理中各项指标的意义。,HRT：水力停留时间。是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。SRT：污泥龄。是指曝气池中微生物细胞的平均停留时间。PH：PH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。pH的应用范围在0-14之间，当pH7时水呈中性；pH7时水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；当pH7时水呈碱性，pH愈大，水的碱性愈大。,三、污水处理中各项指标的意义。,TOC总有机碳水中的有机物质的含量，以有机物中的主要元素一碳的量来表示，称为总有机碳。NS污泥负荷是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M比值，单位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d）,三、污水处理中各项指标的意义。,DO：溶解氧。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压、水的温度都有密切关系。在自然情况下，空气中的含氧量变动不大，故水温是主要的因素，水温愈低，水中溶解氧的含量愈高。在20、100kPa下，纯水里大约溶解氧9mgL。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值降到5mgL时，一些鱼类的呼吸就发生困难。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。,四、污水处理中常见的微生物。,微生物在调试过程中起着很重要的指示左右，通过镜检而根据活性污泥中的微生物可以发现该活性污泥的好差，其指示作用有：(1)着生的缘毛目多时，处理效果良好，出水BOD5和浊度低。(如小口钟虫、八钟虫、沟钟虫、褶钟虫、瓶累枝虫、微盘盖虫、独缩虫)这些缘毛目的种类都固定在絮状物上，并随窗之而翻动，其中还夹杂一些爬行的 栖纤虫、游仆虫、尖毛虫、卑气管叶虫等，这说明优质而成熟的活性污泥。(2)小口钟虫在生活污水和工业废水处理很好时往往就是优势菌种。,四、污水处理中常见的微生物。,(3)如果大量鞭毛虫出现，而着生的缘毛目很 少时，表明净化作用较差。(4)大量的自由游泳的纤毛虫出现，指示净化作用不太好，出水浊度上升。(5)如出现主要有柄纤毛虫，如钟虫、累枝虫、盖虫、轮虫、寡毛类时，则水质澄清良好，出水清澈透明，酚类去除率在90%以上。(6)根足虫的大量出现，往往是污泥中毒的表现。,四、污水处理中常见的微生物。,(7)如在生活污水处理中，累枝虫的大量出现，则是污泥膨胀、解絮的征兆。(8)而在印染废水中，累枝虫则作为污泥正常或改善的指示生物。(9)在石油废水处理中钟虫出现是理想的效果。(10)过量的轮虫出现，则是污泥要膨胀的预兆。,四、污水处理中常见的微生物。,各种微生物照片1、变形虫（阿米巴）amoeba.,四、污水处理中常见的微生物。,2、太阳虫目（Heliozoan）,四、污水处理中常见的微生物。,3、草履虫,四、污水处理中常见的微生物。,四、污水处理中常见的微生物。,4、栉毛虫,四、污水处理中常见的微生物。,5、轮虫,四、污水处理中常见的微生物。,四、污水处理中常见的微生物。,6、线虫,四、污水处理中常见的微生物。,7、钟形虫,四、污水处理中常见的微生物。,四、污水处理中常见的微生物。,8、累枝虫,四、污水处理中常见的微生物。,9、喇叭虫,五、污水处理工艺的发展。,污水处理中生化系统主要工艺主要有：A/0、A2/O、氧化沟、SBR、MBR、CASS、UASB等。随着污水行业的不断发展，各种处理工艺日趋成熟。相信不久的将来，碧水蓝天将不再是梦想。,谢 谢！,