2、工业废水处理技术详解.ppt
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1、2019/7/7,1,工业废水处理技术,授课讲师:杨保永 E-mail:,2019/7/7,2,主 要 内 容,一、水资源与水污染 二、工业废水处理概论 三、工业废水的物理处理 四、工业废水的生物处理 五、工业废水的化学处理 六、工业废水的物理化学处理,2019/7/7,3,第一部分、水资源与水污染 1、中国的水资源,人均占有量少:中国是水资源比较贫乏的国家之一,人均水资源量为2200立方米,仅为世界平均水平的1/3。 时空分布不均:仅有的水资源在时空上严重分配不均。生态环境破坏,水土流失严重,皆有河枯。 水资源浪费严重:生产工艺落后、利用方式粗放、相同生产规模是发达国家2-5倍。 环境污染严
2、重:有水皆污。,2019/7/7,4,2、国际水污染概况,全世界约有10亿多人由于饮用水被污染,受到疾病传染的威胁,世界卫生组织的调查表明,全世界每年至少有1500万人死于水污染引起的疾病。 据世界卫生组织(WHO)调查,人类疾病的80%与水有关。 联合国提供的材料表明,如果不能设法提供干净安全的饮用水,到2025年世界上无法获得安全饮用水的人数将增加到23亿,而由饮用水不卫生致死的人数将大大超过目前的每年1500万。,2019/7/7,5,3、我国水污染现状,近年来全国年排放污水量近亿吨,其中部分未经处理直接排入水域。使得全国90的城市水环境恶化,加剧了可利用水资源的不足。 据对全国条河流污
3、染状况调查,已有条河流受到不同程度的污染,占调查总数的, 我国七大水系中近一半河段污染严重,86%的城市河段水质普遍超标。全国7亿多人饮用大肠杆菌超标的水,1.64亿人饮用有机污染严重的水,3500万人饮用硝酸盐超标的水。,2019/7/7,6,2019/7/7,7,2007年末,污水处理厂总数为1206座,平均月增40座,截止到2010年底,我国至少将有近3000座污水处理厂达到运营状态,工业污染处理系统有数万个 。但未能充分发挥效益。原因: (1)设计上的严重缺陷:主体工程盲目上马,环保设施只是应付验收,采用技术不先进、设计参数不合理、导致运行不正常、出水不能达标。 (2)运营管理缺少专业
4、人员:企业不重视环保设施技术人员引进与培养,废水处理设施运行不得当,或无人管理,没有运行技术规范、规程。 (3)运行资金不足,运行费用投入不够。 (4)执法不严,监督管理不到位。,为什么水污染局部还在恶化?,2019/7/7,8,第二部分、工业废水处理概论,一、工业废水的含义和分类 定义:工业废水是指在生产过程中排放的被污染了的水和废弃水。 生产污水:指在生产过程中所形成的,被有机、无机性、放射性生产废料所污染的废水(包括温度过高而造成热污染的工业废水)。 生产废水 :指在生产过程中形成的,但未直接参与生产工艺,只起辅助作用,未被污染物污染或污染很轻的水。如间接冷却水。,2019/7/7,9,
5、二、工业废水的分类、监测指标,(一)工业废水的分类 1、按行业的产品加工对象:化工、石油、矿山、冶金、机械、造纸、纺织、印染、电子、食品、农药等。 2、按工业废水中主要污染物分: 无机废水(电镀、矿物加工) 有机废水(化工、食品加工) 混合废水(机械、电子工业),2019/7/7,10,4、按处理难易程度和危害性分: (1)易处理危害性小的废水 (2)易生物降解无明显毒性的废水 (3)难生物降解又有毒有害的废水。,3、按废水中污染物的主要成分: 含有酸性、碱性、酚、重金属、氰化物、氮磷营养物、有毒有害等。,2019/7/7,11,(二)工业水污染监测的常规指标 物理因素:悬浮物(SS);温度;
6、色度。 化学因素: pH值;化学需氧量(COD);生化需氧量(BOD);氮的化合物(氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮);磷化物(P);硫化物(S);其他有毒有害的无机、有机化合物。 生物因素:粪大肠菌群。 见工业废水综合排放标准和行业排放标准,2019/7/7,12,三、废水的排放标准 1、国家标准:污水综合排放标准GB8978-1996 适用范围:适用于现有单位水污染物的排放管理,以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。 按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则,除以下的工业污水外,其他水污染物排放均执行本标准。新增国家行业水污染物排放标准
7、的行业,按其适用范围执行相应的国家水污染物行业标准,不再执行本标准。,2019/7/7,13,2、行业污水排放标准: 造纸工业造纸工业水污染物排放标准GB3544-92 船舶执行船舶污染物排放标准GB3552-83 船舶工业船舶工业污染物排放标准GB4286-84 海洋石油开发海洋石油开发工业含油污水排放标准GB4914-85 肉类加工工业肉类加工工业水污染物排放标准GB13457-92 合成氨工业合成氨工业水污染物排放标准GB13458-92 钢铁工业钢铁工业水污染物排放标准GB13456-92 航天推进剂使用航天推进剂水污染物排放标准GB14374-93 磷肥工业磷肥工业水污染物排放标准G
8、B15580-95 烧碱、聚氯乙烯工业烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准GB15581-95,2019/7/7,14,3、工业废水排入不同的水体应符合水体功能标准 废水排入农田灌溉用水应符合农田灌溉水质标准(GB5084-92) 废水排入渔业水体时应符合渔业水质标准(试行1979-03发布); 废水排入海洋时应符合海水水质标准(GB3097-83)。 4、符合总量控制指标,2019/7/7,15,5、污染物其性质与控制方式 第一类污染物:指总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并()芘、总铍、总银、总 放射性和放射性等毒性大、影响长远的有毒物质。 污染产生的车间、工段、系统未端
9、监测、管理 第二类污染物:指pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类等。 企业总排污口监测、管理,2019/7/7,16,四、水污染控制对策,方针:“防治结合、以防为主、综合治理” 原则:PPP原则。谁污染谁治理;谁开发谁保护;谁破坏谁恢复;谁排污谁付费; 制度:环境管理、“三同时”、环境影响评价、排污费;总量控制制度;区域限批制度;监测制度;联防制度;环境公益诉讼制度等 措施:清洁生产和循环经济。,2019/7/7,17,作用:放置在污水处理系统之前,或设在泵站前,用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物,防止其后处理构筑物的管道、阀门或水泵堵塞;并保证后续处理设施能正常运行。,第三部分、工
10、业废水的物理处理 一、格栅,2019/7/7,18,检查: 机械电动部分是否正常,栅前后水位是否正常,除渣机运行是否正常。,除渣的类型有: 机械自动除渣 手动除渣,2019/7/7,19,二、调节池 作用:调节水量、均化水质。保证后续的处理系统稳定运行,消除水量和水质的波峰,是一座水位上下浮动的贮水池。 主要设计因素:按平均流量612小时设计、泵的设计流量按后续处理量;,2019/7/7,20,事故池(事故调节池)为防止非正常生产、生产事故,或污水处理系统事故停止运行。事故池平时保证泄空备用。(2005-11-13吉林苯厂爆炸教训),可以将降温、pH调整、沉砂相结合。 设计方式:沟渠混合式、动
11、力混合式、水流自然混合式。 运行检查:生产是否正常、沉淀物定期清理,保证有效溶积。,对角线型沟渠调节池,2019/7/7,21,三、沉淀,沉砂池 作用:分离较大的无机颗粒,保护机件免受磨损,减轻沉淀池的负荷且能使无机颗粒和有机颗粒分离,便于分别处理和处置。 主要形式:平流式沉砂池、曝气沉砂池、竖流沉砂池、多尔沉砂池及钟式沉砂池等。,2019/7/7,22,强化沉淀斜板沉淀池,斜板沉池 是应用浅层理论,改变沉淀池结构以提高悬浮物去除率的典型工艺,斜板沉淀器按液流方向可分为同向流、异向流和横向流三种方式、一般在水处理中采用异向流,水流由下向上流、污泥倾斜向下滑。,2019/7/7,23,检查: 机
12、械电器设备 刮吸泥设备 排砂排泥设备 沉淀池有效溶积 运行记录等,2019/7/7,24,作用:分离去除污水中的不溶于水的重油、乳化油、油脂等。 检查:是否及时刮油、除油,分离的油的去向。,四、隔油,进水,出水,2019/7/7,25,五、过滤 作用:进一步去除废水二级处理后的生物絮体和胶体物质,显著降低出水的悬浮物含量和浊度。 种类:砂滤、离心、板框、带滤 叠片、纤维球,传统沙滤,离心,纤维球过滤机,2019/7/7,26,带式污泥脱水滤机,叠螺式污泥脱水(叠片),板框过滤机,大型离心脱水机,2019/7/7,27,新型连续流沙滤介绍,砂滤机理 沉淀、碰撞、截获、粘附: (化学吸附:键吸附,
13、化学的相互作用; 物理吸附:静电作用,动电作用) 检查:机械电子设备、反洗效果、出水水质,2019/7/7,28,六、气浮 1、作用:自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物,以及比重接近1的固体颗粒,气浮工艺图,2019/7/7,29,2019/7/7,30,2、气浮分类 A、电解气浮法:有竖流式和平流式装置。 B、散气气浮法: 扩散板曝气气浮:压缩空气通过扩散装置以微小气泡形式进入水中。简单易行,但容易堵塞,气浮效果不高。 叶轮气浮法:适用于处理水量不大,污染物浓度高的废水. C、溶气气浮法: 根据气泡析出时所处的压力不同,分为:溶气真空气浮和加压溶气气浮 D、生化气气浮法: 生物产气,化学产气等,
14、2019/7/7,31,3、加压溶气气浮法的特点: 加压条件下,空气的溶解度大,能提供足够的微气泡,确保气浮效果。 减压释放,产生微细气泡(20-100),粒径均匀,密集度大,而且上浮稳定,对液体扰动小。 特别适合于疏松絮凝体,细小颗粒的固液分离。 工艺设备和流程较为简单,便于管理维护。 对回流加压,处理效果显著、稳定,节约能耗。,2019/7/7,32,4 、 气浮法在废水处理中的应用 含油废水(石油化工、机械加工、食品工业废水等):悬浮油(10m,隔油池);乳化油(10m,一般0.1-2m气浮) 溶解性 。 造纸厂白水回收纤维; 染色废水等 毛纺工业洗毛废水羊毛脂及洗涤剂 浓缩污泥(效果比
15、沉淀法高),检查:出水水质悬浮物和浊度,气压是否正常,浮渣刮除情况,岗位操作记录等,2019/7/7,33,物理处理方法综合表,2019/7/7,34,第四部分、工业废水的生物处理 一、 工业废水的生物处理概述 1.是通过微生物的新陈代谢作用,将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质,另一部分转化为比较稳定的化学物质(无机物或简单有机物)的方法。 2.生物处理的三大要素 作用者:微生物细菌; 作用对象:有机物; 条件:适合于微生物生长的条件。,2019/7/7,35,3、生物处理基本原理,2019/7/7,36,BOD5/COD值作为有机物生物降解性的评价指标: BOD5/COD0.45时
16、为易生物降解; 首先选择生物处理。 BOD5/COD0.30 时为可生物降解; 应选择生物处理,采用多段曝气,处长停留时间 BOD5/COD0.30 时为较难生物降解; 可选择生物处理应考虑厌氧水解酸化 BOD5/COD0.10时为不宜生物降解。 不能采用生物处理工艺,应用采用化学和物理化学法。,2019/7/7,37,二、好氧处理系统,2019/7/7,38,城市污水处理厂的典型流程,2019/7/7,39,好氧生物处理方法种类:,活性污泥系统: 完全混合式 氧化沟 延时曝气法 SBR反应器 MBR膜生物反应器 好氧塘 AOA2O UCTMUCT除磷脱氮,生物膜系统: 接触氧化池 弹性填料硬
17、性填料组合填料 生物滤池 普通高效滤池 塔式生物滤池 生物流化床 生物转盘,2019/7/7,40,(一)、活性污泥主要工艺介绍,(1)活性污泥完全混合工艺 控制主要参数:MLSS、HRT、NS、NV、pH、泥龄、微生种群、DO、N、P、进出水COD、BOD5等,2019/7/7,41,(2)氧化沟工艺流程,硝化池/去除BOD/氨氮 好氧,污水,污泥回流,排泥,排水,初沉池,二沉池,控制的参数与完全混合系统相同,2019/7/7,42,正在运行的氧化沟,隔墙,曝气转刷,2019/7/7,43,Carrousel (卡鲁赛尔)氧化沟,平行多渠形氧化沟; 60年代末,荷兰DHV公司; 采用竖轴低速
18、表面曝气器; 水深44.5m,沟内流速0.30.4m/s; 混合液在沟内每520min循环一次; 沟内混合液总量是进水量的3050倍; BOD5去除率可达95%以上; 总氮去除率可达90%; 总磷去除率可达50%;,2019/7/7,44,Carrousel 氧化沟,2019/7/7,45,Orbal式(奥贝尔)氧化沟又称同心圆型氧化沟,圆形或椭圆形的沟渠,能充分利用水流惯性,节省能耗;,多沟串联可减少水流短路现象;,容积为6070%,DO 约0mg/l,反硝化和磷释放,容积为2030%,DO 约1mg/l,容积为10%,DO 约2mg/l,进水,2019/7/7,46,Orbal氧化沟,曝气
19、转碟,2019/7/7,47,Orbal氧化沟,直径:1400mm;比重:0.95t/m3 单碟重量:10kg 单碟最大供氧能力:1.45kgO2/h 最大动力效率:2.11kgO2/kw.h 浸没水深:230530mm(500mm) 转速:3060rpm( 50rpm ),2019/7/7,48,(3)AB段工艺流程,工艺流程,2019/7/7,49,AB法的主要特点, 未设初沉池,由吸附池和中间沉淀池组成的A段为一级处理系统; B段由曝气池和二沉池组成; A、B两段各自拥有独立的污泥回流系统,两段完全分开,各自有独特的微生物群体,有利于功能稳定。,2019/7/7,50,SBR的主要反应器
20、只有一个曝气池,同时完成曝气沉淀等的功能,其运行可以分为五个工序:,(4)间歇式活性污泥法(SBR)工艺 序批式间歇反应器,2019/7/7,51,进水,出水,停止进水 曝气反应,静止沉淀,典型序批反应 (SBR) 活性污泥法工艺示意图,进水,出水,排泥,操作步骤,2019/7/7,52,滗水器,2019/7/7,53,SBR工艺污水处理厂,2019/7/7,54,(5)A/O脱氮工艺,A/O(缺氧/好氧)工艺也称为前置反硝化生物脱氮工艺,是目前广泛应用的一种脱氮工艺。,2019/7/7,55,A/O优缺点,对城市污水可不投加碱调节pH值;流程短,无需外加碳源,建设运行费用低;,需双循环系统(
21、污水循环,污泥循环),出水中含有一定量的NOx-,沉淀池运行不当易产生二沉池污泥脱氮而使污泥上浮,为了提高脱氮效率,须加大混合液的回流比,致使运行费用增高,同时使硝化反应器难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化。,2019/7/7,56,(5)A2O脱氮工艺,2019/7/7,57,(6)除磷脱氮工艺UCT,2019/7/7,58,(二)、生物膜法工艺,滤料 或填料 或载体,生物膜,空 气,附着 水层,流动 水层,生物膜的性质: 高度亲水,存在着附着水层;,微生物高度密集:各种细菌以及微型动物,形成了有机污染物细菌原(后)生动物的食物链。,厌氧膜的出现: 生物膜厚度不断增加,氧气不能透入的内部深处
22、将转变为厌氧状态;,成熟的生物膜由厌氧膜和好氧膜组成; 好氧膜是有机物降解的主要场所,一般厚度为2mm。,2019/7/7,59,生物膜的主要特点,(1)适应冲击负荷变化的能力强;,(2)反应器内微生物的浓度高;,(3)无污泥回流系统,剩余污泥产量低;,(4)同时存在硝化和反硝化,氨氮去除效率高;,(5)操作管理简单,运行费用低;,2019/7/7,60,生物膜法的影响因素,(1)温度:1035。,(2)pH:6.58.5,避免pH值的突然变化。,(3)水力负荷:水力负荷愈小,污水与生物膜接触时间愈长,处理效果愈好。,(4)溶解氧:一般应维持在4mg/L左右。,(5)填料类型:影响填料载膜性质
23、的因素有表面及大小、表面亲水性、表面电荷、表面粗糙度、载体的密度、孔隙率、强度等等。,(6)生物膜量及活性:,(7)有毒物质:重金属离子、酚、氰等。,(8)营养物质:BOD5:N:P=100:5:1;微量元素。,2019/7/7,61,(1)生物滤池,(1)普通生物滤池,(2)高负荷生物滤池,(3)塔式生物滤池,(4)曝气生物滤池,生物膜法的几个主要工艺,2019/7/7,62,生物滤池与填料,2019/7/7,63,(2)生物转盘,组成和构造,生物转盘有盘片、转轴和驱动装置以及接触反应槽三部分组成。,盘片:具有轻质高强、耐腐蚀、耐老化、易于挂膜、不变形,比表面及大等性质,盘片为圆型、正多角型
24、。直径为2.03.6m之间,盘片间距30mm。35%侵没于水中。,驱动装置:动力设备,减速设备以及传动链条等,电力机械传动、空气机械传动和水力机械传动,转速0.83.0r/min,外缘线速度以1518m/min为宜。,2019/7/7,64,(3)接触氧化,生物接触氧化的特征,较强额耐冲击负荷能力,间歇运行的条件下,能够保证良好的运行效果,对排水不均匀的企业 更具有实际意义。,操作简单、运行方便,易于管理,无需污泥回流,无污泥膨胀;污泥少,颗粒大,易沉降。,具有多种净化功能,能够脱氮,可作为深度处理技术;,2019/7/7,65,硬性填料,软性填料,2019/7/7,66,半软性填料,球状悬浮
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