制浆造纸废水的厂外治.ppt

第三章 制浆造纸废水的厂外治理第一节概述1.需要进行厂外治理的废水性质碳水化合物降解产生的低聚糖类和有机酸类，这是废水中形成BOD的主要因素；木素在化学药品下的降解产物，以及多种无机盐类，这是废水中形成COD的主要因素；悬浮于废水中的细小纤维、填料、涂料类固形物；由木素降解产物、颜料和染料等产生的色度；由有机硫化物等产生的臭气等；漂白废水中的含氯有机化合物是形成AOX的主要因素2.废水厂外治理应遵从的原则（一）基本原则（一）基本原则实行清洁生产实行清洁生产加强污染物的回收利用加强污染物的回收利用对最终排放的废水进行处理对最终排放的废水进行处理（二）废水处理的一般原则（二）废水处理的一般原则“三同时三同时”原则：同时设计、同时施工、同时投产原则：同时设计、同时施工、同时投产先大块垃圾先大块垃圾漂浮物漂浮物悬浮物悬浮物胶体物和溶解物。胶体物和溶解物。含病原体的废水须经消毒合格后方可排放。含病原体的废水须经消毒合格后方可排放。重污染和轻污染分开处理，避免冲击深处理设备。重污染和轻污染分开处理，避免冲击深处理设备。据有关法规、标准及受纳水体情况，经预实验，比较技术、经济、效据有关法规、标准及受纳水体情况，经预实验，比较技术、经济、效益，择优方案。益，择优方案。3.废水处理方法及选择（1）按作用原理划分：物理法、化学法、物理化学法、生物法。（2）按处理程度划分：一级处理、二级处理、三级处理。（1）按作用原理的分类物理处理（PhysicalTreatment）v定义：定义：应用物理作用，没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。v操作单元（操作单元（Operating UnitsOperating Units）：）：调节（Adjust）、离心分离（Centrifugal Separation）、除油（Oil Elimination）、过滤（Filtration）、沉降（Sedimentation）、气浮（Floatation）等。v废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。常用于废水的一级处理或预处理,它既可作为独立的处理方法,也可用作化学处理、生物处理的预处理方法。物理法简单经济,但往往不能达到理想的处理效果,还需要配合使用其他方法。化学处理（Chemical Treatment）v定义：定义：应用化学原理和化学作用以去除或回收废水中溶解物或胶体物质的方法,可达到回收有用物质,降低废水中的酸、碱度,去除金属离子,氧化某些有机物等目的。v操作单元（操作单元（Operating UnitsOperating Units）：混凝（Coagulation）、中和（Neutralization）、化学沉淀（Chemical Precipitation）、药剂氧化还原（Chemical Oxidation Reduction）、臭氧氧化(Ozone Oxidation)、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo-Oxidation)等。v污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。由于化学处理法常需采用化学药剂和材料,处理费用较高。生物处理（Biological Treatment）v定义：定义：是利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。v操作单元（操作单元（Operating UnitsOperating Units）：好氧生物处理(Aerobic Biological Treatment)、厌氧生物处理(Anaerobic Biological Treatment)。v 生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。物理化学处理（Physic-chemical Treatment）v定义：定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。v操作单元（操作单元（Operating UnitsOperating Units）：吸附(Adsorption)、离子交换(Ion Exchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(Diffusion Dialysis)、反渗透(Reverse Osmosis)、超滤(Ultra Filtrate)等v污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。（2）按废水处理程度的分类废水预处理一级处理二级处理三级处理消毒处理水（混凝剂）沉渣生物污泥包含物理作用和一般化学作用。去除漂浮物和部分悬浮物，调节废水pH。悬浮固体去除约70-80%，BOD去除约30%，达不到排放标准，一般作为预处理。主要的作用有：筛滤、水质水量调节、沉淀、上浮、预曝气（10-20分钟）。调节池有调节水量、水质（pH）作用，还有预曝气作用。一级处理(Primary treatment)二级处理(Secondary treatment)即生物处理，去除大量有机物。BOD去除75-95%，出水浓度20mg/l-30mg/l，一般可排放。（1）好氧处理活性污泥法：传统法、阶段曝气法、渐减曝气法、生物吸附法、延时曝气法、完全混合法等。生物膜法：普通生物滤池、生物滤塔、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床等。自然生物处理法：氧化塘（好氧塘、兼性好氧塘、厌氧塘、曝气塘）、土地处理（灌溉、渗滤、漫流、毛细管净化等）。（2）厌氧处理：即生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥，主要构筑物是消化池，或沼气池、三格化粪发酵池。三级处理(Tertiary treatment)即高级处理、深度处理。进一步去除二级处理未能去除的污染物。如未能降解的有机物、可溶性无机物以及氮、磷等。所使用的方法有生物脱氮法、活性炭过滤法、离子交换法等。三级处理只是在严重缺水地区,要求工业废水闭路循环或接纳废水的水体作为水源时才考虑。第二节 废水的物理处理物理法处理技术：物理法处理技术：不改变污染物的化学形式而将其从水中不改变污染物的化学形式而将其从水中分离。分离。物理法设备简单、运行费用低、工艺成熟，主要用于去除物理法设备简单、运行费用低、工艺成熟，主要用于去除水中难溶解的大颗粒污染物，为污水一级处理的首选技术。水中难溶解的大颗粒污染物，为污水一级处理的首选技术。物理法包括物理法包括过滤、沉降、气浮过滤、沉降、气浮等。等。制浆废水中含有树皮、纤维、纤维碎屑、填料、涂料、油墨粒子等悬浮物，还有泥、制浆废水中含有树皮、纤维、纤维碎屑、填料、涂料、油墨粒子等悬浮物，还有泥、砂等非原料杂物。常采用三类简明的方法对这些杂物进行分离。对于比重较大的可用砂等非原料杂物。常采用三类简明的方法对这些杂物进行分离。对于比重较大的可用重力沉降法；对于比重较轻的采用气浮法；对形状较大的可采用过滤法。为提高分离重力沉降法；对于比重较轻的采用气浮法；对形状较大的可采用过滤法。为提高分离效率常采取措施加大与水之间比重差，如气浮、离心沉降、絮凝沉降等。效率常采取措施加大与水之间比重差，如气浮、离心沉降、絮凝沉降等。（一）废水的预处理格栅井混合池一沉池均质池曝气池二沉池中和池冷却塔事故池污泥浓缩池储泥池脱水机酸性废水中性废水碱性废水排放漂白硫酸盐浆厂废水处理系统流程简图预处理调节装置的功能：主要作用：调节水量；均和水质。辅助作用：调整PH值（中和池）；降低水温（冷却塔）；临时贮存事故排水（事故池）；生物预处理（如预曝气）设置位置：一般设在一级处理（如格栅、沉砂池）之后，二级处理之前。均质池利用外加动力（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）而进行的强制调节，它设备较简单，效果好，但运行费用高进水进水曝气均和池利用差流方式使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合，基本没有运行费，但设备结构复杂。差流均质池不同时间不同地点的进水,在同一时间同一地点出水差流调节方式折流均质池差流调节方式方法名称方法名称主要设备主要设备主要处理对象主要处理对象物物理理处处理理法法过滤法过滤法格栅、过滤机格栅、过滤机纤维、填料、树皮屑纤维、填料、树皮屑等等沉淀法沉淀法沉淀池沉淀池沉淀的污染物质沉淀的污染物质气浮法气浮法气浮池气浮池纤维、填料、树皮屑纤维、填料、树皮屑等等几种废水处理物理方法（二）过滤法当悬浮液流经多孔介质或滤网时，尺寸大于孔眼的悬浮物颗粒被截留，当使用一段时间滤水阻力增大时，用反冲洗或机械方法将截留物从过滤介质中除去。1.格栅作用：阻截粗大的漂浮物和悬浮物。目的：防止管道及处理设备阻塞；保护抽水机刮泥机等 设备；便于后续之处理 1.1格栅的结构格栅的结构格栅的隙缝：格栅的隙缝：进水泵站前进水泵站前50 mm沉砂池或沉淀池前沉砂池或沉淀池前1530mm，最大为最大为40mm若水泵前格栅隙缝不大于若水泵前格栅隙缝不大于 25 mm，则处理则处理系统前不再设格栅。系统前不再设格栅。1.2 格栅的分类格栅的分类按栅条间隙分按栅条间隙分粗格栅粗格栅细格栅细格栅中格栅中格栅按清除方式分按清除方式分人工清除格栅人工清除格栅水力清除格栅水力清除格栅机械清除格栅机械清除格栅平面格栅平面格栅曲面格栅曲面格栅 按格栅形状分按格栅形状分简单格栅简单格栅水头损失水头损失机械格栅XG型旋转式格栅除污机螺旋压榨细格栅阶梯式细格栅1.3格栅设计安装要求格栅设计安装要求通过格栅的水流速度应保持在通过格栅的水流速度应保持在0.61.0ms之间，一般可取之间，一般可取0.7ms(平均流量时平均流量时)。一般当通过格栅时的水头损失达一般当通过格栅时的水头损失达1015cm时应予清捞。为了避免时应予清捞。为了避免造成壅水现象，栅后的渠底应比栅前低造成壅水现象，栅后的渠底应比栅前低1015cm。如果只安装一套格栅时，应设置溢流旁通道。旁通道进口处设有间距如果只安装一套格栅时，应设置溢流旁通道。旁通道进口处设有间距为为75一一l00m的垂直栅条。的垂直栅条。2、多圆盘白水过滤机多圆盘白水过滤机主要特点：u过滤过程连续，稳定，对抄造工艺没有负面影响；u适应性好，对各种白水中纤维和填料的回收都具有良好的效果；u设备占地面积小，对老厂改造具有良好的适应性和灵活性；u运行费用低，除非特殊情况，一般可不用真空泵；u纤维和填料的回收率高，可达95以上；清滤液的固形物含量低，小于50mg/l，过滤后的尾浆和水可直接进入抄纸工艺过程中。（三）沉淀法（三）沉淀法1）原理）原理利用废水中悬浮颗粒或液滴密度比水大，利用废水中悬浮颗粒或液滴密度比水大，借助重力作用产生下沉而实现固液分离的一种借助重力作用产生下沉而实现固液分离的一种处理方法（一般适用于去除处理方法（一般适用于去除20100m以上以上的颗粒）。的颗粒）。自由沉淀悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。2）根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型 悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀 悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。自由沉降自由沉降 絮凝沉降絮凝沉降 区域沉降区域沉降 压缩沉降压缩沉降沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法 沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。3 3）沉淀装置的作用）沉淀装置的作用4）沉淀池的类型平流式沉淀池平流式沉淀池的进水区整流措施基本要求基本要求：使污水尽可能地在沉淀区各个断面均匀分布，既有利于沉降，：使污水尽可能地在沉淀区各个断面均匀分布，既有利于沉降，又要使出水中不携带过多的悬浮物。又要使出水中不携带过多的悬浮物。入流区：挡板需高出水面入流区：挡板需高出水面0.150.150.2m0.2m，淹没深度不小于，淹没深度不小于0.2m0.2m，距离进水，距离进水口口0.50.51.0m1.0m。为了减弱射流对沉降的干扰，整流墙的开孔率应在为了减弱射流对沉降的干扰，整流墙的开孔率应在101015%15%，孔口的边长，孔口的边长或直径应为或直径应为5050150mm150mm，最上一排孔口的上缘应在水面以下，最上一排孔口的上缘应在水面以下0.120.15m0.120.15m处，处，最末一排的下缘应在污泥层以上最末一排的下缘应在污泥层以上0.30.30.5m0.5m处处.平流式沉淀池的出流装置出流区：出流堰前若设挡板，可用以稳流和阻挡浮渣，挡板出流区：出流堰前若设挡板，可用以稳流和阻挡浮渣，挡板淹没深度为淹没深度为0.30.30.4m0.4m，距溢流堰，距溢流堰0.25 0.25 0.5 m0.5 m；平流式沉淀池设计竖流式沉淀池进水排泥出水辐流式沉淀池辐流式沉淀池的构造及特点辐流式沉淀池剖面进水进水出水出水排泥排泥类型优点缺点适用条件平流式沉淀稳定效果好；对水量和温度的变化有较强的适应能力；处理流量大小不限；施工方便；可兼作上浮去除废物功能池子配水不易均匀；采用多斗排泥时，每个泥斗需单设排泥管排泥，操作工作量大；采用机械排泥时，设备和机件浸没于水中，易锈蚀；占地面积大适用地下水位较高和地质条件较差的地区；大、中、小型水厂和污水处理厂均可采用；适宜粗大颗粒辐流式对大型制浆废水处理流量Q5万m3/d比较经济适用；机械排泥设备已定型化，排泥较方便排泥设备复杂，要求高水平的运行管理；施工质量要求高适用地下水位较高地区；适用于大、中型水厂和污染水处理厂竖流式占地面积小；排泥方便，运行管理简单池深大，施工困难；对水量和温度的变化适应性较差；池子直径不宜过大适用于小型污水处理厂沉淀池特点及适用条件5）沉淀池池型的选择废水量大小：量大，采用平流式、辐流式；量小，采用竖流式。悬浮物质的沉降性能与泥渣性能：流动性差、相对密度大的污泥，不宜采用竖流式，可采用平流式，辐流式。总体布置与地质条件：用地紧张的地区，宜用竖流式。地下水位高、施工困难的地区，宜用平流式。造价高低与运行管理水平：平流式造价低，竖流式造价较高。（四）气浮1）原理：在水中通过或产生大量微细气泡，水中的悬浮粒）原理：在水中通过或产生大量微细气泡，水中的悬浮粒子与气泡吸附在一起，形成密度小于水的子与气泡吸附在一起，形成密度小于水的“气泡颗粒气泡颗粒”复合体，靠气泡的浮力一起浮升至水面，形成浮渣，复合体，靠气泡的浮力一起浮升至水面，形成浮渣，从而将杂质从水中分离出去。从而将杂质从水中分离出去。作用：作用：去除去除比重和水差不多比重和水差不多的悬浮物质。的悬浮物质。基本条件：基本条件：l必须在水中产生足够量的微小气泡；必须在水中产生足够量的微小气泡；l必须使待分离物质形成不溶性的固态或液态悬浮体，必要时可采用必须使待分离物质形成不溶性的固态或液态悬浮体，必要时可采用混凝剂；混凝剂；l必须使气泡与杂质颗粒产生粘附作用，否则应采用表面活性剂等对必须使气泡与杂质颗粒产生粘附作用，否则应采用表面活性剂等对颗粒进行改性。颗粒进行改性。气浮原理900，疏水性物质，易于气浮900，亲水性物质，不易气浮，可加浮选剂，将其转换成疏水性物质必要条件：污染物必须黏附在气泡上。水中悬浮颗粒的疏水性是气浮的最基本条件。接触角2）气浮分类（1）加压气浮2）气浮分类(2)射流气浮 超效浅层气浮法（1）工艺流程（2）特点强制布水，进、出水都呈静态，消除横向干扰溶气罐设计独特，体积小，停留时间短，溶气效率高。废水在池内停留时间很短，仅35min（传统气浮池1520min）浮渣瞬时清除，隔离排除，水体扰动小，浮渣浓度高（35%）表面负荷高812m3/(m2.h)传统气浮池25 m3/(m2.h)气浮池池深不超过650mm（传统气浮池2.02.5m）SS去除率高达99%，出水SS机械浆；草浆木浆；不含填料含填料白水浓度：8.5；温度500C絮凝剂的应用：处理效率可提高510应用案例：再生纸板厂的废水处理以废纸为原料生产瓦楞原纸等产品。处理水量12000m3/d，系统进水CODCr2000mg/L，SS 2500mg/L，BOD5 350mg/L；系统出水CODCr200mg/L，SS 250mg/L，BOD5 80mg/L。处理后出水可回用90，吨废水运行成本为0.15元。再生纸板厂的废水处理工艺流程图收浆网集水池生物接触氧化池水池超效浅层气浮沉淀池清水池污泥浓缩集泥池中段废水泥饼外运污泥上清液外排循环回用废水处理设施监测数字pHCODCr/（mg/L）BOD5/（mg/L）SS/（mg/L）超效浅层气浮装置进水6.71195286783出水6.92169828生物接触氧化装置进水6.92169828出水6.864.829.618处理效率/%94.690.097.7第三节第三节 废水的化学处理废水的化学处理化学法处理技术：化学法处理技术：利用化学反应原理及方法分离废水中的污染物，或改利用化学反应原理及方法分离废水中的污染物，或改变其性质，使之无害化的处理方法。变其性质，使之无害化的处理方法。处理对象：处理对象：可溶解的无机物可溶解的无机物难以生物降解的有机物难以生物降解的有机物胶体物质胶体物质化学法处理技术包括：化学法处理技术包括：pH调整化学混凝浓缩燃烧法化学氧化法光催化氧化化学沉淀化学中和氧化、还原（一）混凝法对于制浆造纸废水中溶解性的胶体或木质素、糖类大分子物质等颗粒较小的污物，可采用添加絮凝剂与助凝剂的方法，使废水中污物颗粒变大、同时提高其疏水性，创造与水分离的条件。这类方法称混凝法。混凝法通常依靠混凝剂在反应池中或反应管道或反应罐（器）中完成。1.混凝法基础1.1 废水中胶体微粒及其稳定性悬浮粒子(粒径大于1m)粒径大于10m 为可沉降胶体(colloid)(粒径介于110-3m)溶解性物质(小于10-3m)胶体结构示意图胶体胶体结结构及其构及其电电位示意位示意图图1电电位离子；位离子；2反离子；反离子；3滑滑动动面；面；4胶胶团边团边界；界；5胶粒；胶粒；6吸附吸附层层；7扩扩散散层层 a a电性中和作用机理电性中和作用机理 电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电中和作用机电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电中和作用机理。理。（1 1）压缩双电层）压缩双电层 电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层作用，使作用，使电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚作用。聚作用。该机理认为该机理认为 电位最多可降至电位最多可降至0 0。因而不能解释以下两。因而不能解释以下两种现象：种现象：混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；与胶与胶粒带同样电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。粒带同样电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。1.2 混凝作用机理 （2）吸附电性中和）吸附电性中和 这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低来降低 电位。其特点是：当药剂投加量过多时，电位。其特点是：当药剂投加量过多时，电位可反号。电位可反号。b吸附架桥吸附架桥 吸附架桥作用是指高分子物质和胶粒，以及胶粒与吸附架桥作用是指高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥，架桥模型示意见图。胶粒之间的架桥，架桥模型示意见图。高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；但投加过多，会出现但投加过多，会出现“胶体保护胶体保护”现象。现象。c网捕或卷扫网捕或卷扫金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕与卷扫。金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕与卷扫。所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原水胶体含所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。量少时，所需混凝剂多，反之亦然。例如：硫酸铝的混凝机理例如：硫酸铝的混凝机理 不同不同pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理不同。条件下，铝盐可能产生的混凝机理不同。何种作用机理为主，决定于铝盐的投加量、何种作用机理为主，决定于铝盐的投加量、pH、温、温度等。实际上，几种可能同时存在。度等。实际上，几种可能同时存在。pH3 简单的水合铝离子起压缩双电层作用；简单的水合铝离子起压缩双电层作用；pH=45 多核羟基络合物起吸附电性中和；多核羟基络合物起吸附电性中和；pH=6.5-7.5 氢氧化铝起吸附架桥；氢氧化铝起吸附架桥；2、常用混凝剂种类状态pH使用性能硫酸铝（明矾）白色粉末或块状5.77.8混凝效果较好，使用方便；最佳PH值范围窄；使用水温：2030聚合氯化铝（PAC）无色或黄色固体，无色或黄褐色液体59适用于低温低浊及高浊度水；投药量少，混凝效果好；适用PH值范围广；产品腐蚀性强硫酸亚铁（绿矾）蓝绿色颗粒或粉末状8.511适用碱度及硬度均较高的水；水温对混凝效果影响较小；絮凝体形成快，较稳定；产品及溶液腐蚀性强 三氯化铁片状或块状8.511处理高浊度水；絮凝体较坚固，沉淀性较好；固体产品吸湿性强，对包装运输不利 聚合硫酸铁511适用于低温低浊及高浊度水；易溶于水；适用PH值范围广；净化后水的PH值与碱度变化幅度较小；宜当日配置当日投加 聚丙烯酰胺（PAM）视不同离子情况而定 聚合度高；对胶体表面有强吸附作用，在胶粒之间形成桥联 助凝剂助凝剂助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可药剂可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：不参加混凝。广义上可分为以下几类：酸碱类：调整水的酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等；，如石灰、硫酸等；加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2 nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂；）、骨胶、高分子絮凝剂；氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加如投加Cl2、O3等。等。3.影响因素1)污水水质：胶体杂质浓度、PH值、水温、共存杂质2)混凝剂的影响：混凝剂的分子形态、混凝剂的投加量、混凝剂的投加顺序3)水利条件的影响：搅拌4.混凝法在制浆造纸废水处理中的应用应用实例1：再生纸板厂废水处理项目1#2#3#4#5#6#7#8#PAC用量/（kg/t）0.51.00.40.30.2000PAM用量/（kg/t）000.010.010.0100.010.01硫酸铝用量/（kg/t）000000.80.80.4成本/（元/t水）0.450.550.951.050.450.550.350.450.250.350.350.450.350.450.250.35处理后CODCr/（mg/L）376297350380385397317400处理后浊度/FAU7065687272746675CODCr去除率/%65.0272.3767.4464.6564.1963.0770.5162.79浊度去除率/%77.0578.6977.776.3976.3975.7478.3675.41应用实例2：混凝法脱色工艺生化出水混凝剂 絮凝剂空气气浮分离混凝剂回收混凝剂返回去黑液碱回收工段Stone法脱色工艺流程出水漂白化学木浆废水的脱色处理废水处理系统的各级废水特性废水参数一级处理后二级处理后三级处理后BOD5/（mg/L）19821.215.7CODCr/（mg/L）874480364TSS/（mg/L）41.921.540.2AOX/（mg/L）8.34.83.7色度/C.U635655257（二）高级氧化技术 高级氧化技术（Advanced Oxidation Technology，简称AOT)是指在水处理过程中可产生氢氧自由基（.OH），使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2 和H20，接近完全矿化。废水处理中的高级氧化技术化学氧化O3，H2O2，ClO2Fenton氧化电化学氧化湿式空气氧化超临界水氧化光催化氧化几种方法的联用高级氧化技术-光催化氧化法 光催化氧化以n型半导体为催化剂，利用紫外光照射半导体催化剂（如：TiO2），在水中产生氢氧自由基，氧化水中的污染物。而作为催化剂的n型半导体中，以TiO2性质最优。而且TiO2的化学性质，光化学性质均十分稳定，且无毒廉价，货源充足。催化剂作为光的吸收剂，在光照后产生电子-空穴e-h)对，诱发水分子被氧化产生氧化能力极强的活性基团OH。TiO2的光催化反应机理 TiO2 hv e-+h+h+H2O OH+H+e-+O2 O2-H+HO2 2HO2 O2+H2O2H2O2+O2-OH+HO-+O2 高级氧化技术-光催化氧化法TiO2半导体在溶液中的基本反应式光催化氧化特点：设备结构简单，反应条件温和，操作条件容易控制氧化还原性强，COD去除率高，无二次污染可利用太阳光TiO2化学稳定性高、无毒、价廉高级氧化技术-光催化氧化法光催化氧化的应用有机污染物废水有机污染物催化剂光源产物烃类脂肪烃芳香烃TiO2紫外灯CO2,H2O卤代化合物卤代烷烃卤代烯烃卤代脂肪酸卤代芳香化合物CDD，DCDDTiO2Fe2O3TiO2ZnOCdSPt/TiO2紫外灯紫外灯HCl,H2OHCl,H2O光催化氧化的应用有机污染物废水羧酸乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，乳酸TiO2CdSZnOFe2O3WO3Pt/TiO2紫外灯氙灯CO,H2,烷烃，醇，酮，酸表面活性剂DBSSDSBSTiO2日光灯CO2,HCl,SO32-农药废水atrazineDDT敌敌畏，敌百虫有机磷农药TiO2Pt/TiO2紫外灯光催化氧化的应用有机污染物废水有机污染物废水染料酸性红G直接耐酸大红4BS活性艳红X-3B酸性艳蓝G卡普隆5GS阳离子艳红5GN直接耐晒翠蓝RGL甲基蓝，罗丹明B染料中间体H酸中性黑，一品红TiO2紫外灯日光灯CO2,H2O无机离子中间产物催化氧化法-芬顿（Fenton）试剂 UV-Fe2+-H2O2系统：Fe2+在UV光照下，部分转化为三价铁离子，它在pH=5条件下可以水解生成Fe(OH)2+，它在紫外线作用下又可转化为Fe2+，同时产生OH。产生的.OH可和有机物发生反应，氧气或空气的加入可大大降低H2O2的用量。UV-Fe2+-H2O2系统具有明显的优势:降低了Fe 2+的用量，保持H2O2较高的利用率;紫外光和亚铁离子对工业化取得催化分解存在协同效应，即:过氧化氢的分解速率远大于亚铁离子或紫外催化过氧化氢的分解速率的简单加和。这主要是由于铁的某些络合物可发生反应生成HO等自由基。但该系统存在问题:Fe2+浓度大，处理后的水可能带有颜色;Fe2+与过氧化氢反应降低了过氧化氢的利用率;该系统对pH有较高的要求，故对某些废水处理存在难度;该系统难用于饮用水的处理。第四节 废水的生物处理（一）生物处理废水基础知识1.生物处理中常见的微生物微生物微生物植物藻类植物藻类动物动物原生动物单细胞动物：肉足虫类、鞭毛虫类、纤毛虫类原生动物单细胞动物：肉足虫类、鞭毛虫类、纤毛虫类后生动物多细胞动物：轮虫、线虫后生动物多细胞动物：轮虫、线虫菌类菌类细细 菌菌放线菌放线菌酵母菌酵母菌霉霉 菌菌病病 毒毒原核生物原核生物真核生物（真菌）真核生物（真菌）一组活性污泥图片（细菌）菌胶团菌胶团污泥细碎污泥细碎菌胶团菌胶团菌胶团菌胶团肉足虫（变形虫）肉足虫（变形虫）游泳型纤毛虫游泳型纤毛虫固着型纤毛虫（累枝虫）固着型纤毛虫（累枝虫）一组活性污泥图片（原生动物）游泳型纤毛虫（草履虫）游泳型纤毛虫（草履虫）轮虫轮虫轮虫轮虫 一组活性污泥图片（后生动物）原生动物和后生动物可以作为指示微生物2.细菌的新陈代谢11）营养物及作用）营养物及作用80809090水水10102020干物质干物质1010无机物无机物9090有机物有机物Fe 1%Fe 1%K 6%K 6%MnMn 8%8%P 50%P 50%S 15%S 15%Na 11%Na 11%Ca 9%Ca 9%C 53.1%C 53.1%O 28.3%O 28.3%N 12.4%N 12.4%H 6.2%H 6.2%2）营养类型菌类碳源氮源能源代表异养菌有机物有机物或无机物有机物分解释放的化学能大多数细菌自养菌CO2或碳酸盐氨或硝酸盐光能或化学能硫化细菌硝化细菌兼性菌无机物或有机物有机物或无机物光能或有机物释放的化学能氢细菌、红螺菌3）微生物的呼吸类型a.异养型微生物：有机物为底物，终点产物是无机物C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O+2817.3KJb.自养型微生物：无机物为底物，终点产物是无机物H2S+2O2=H2SO4+能量NH4+2O2=NO3-+2H+H2O+能量（1）好氧呼吸（2）厌氧呼吸a.发酵：供氢体和受氢体都是有机物C6H12O6=2CH3COCOOH+4H2CH3COCOOH=2CO2+2CH3CHO4H+2CH3CHO=2CH3CH2OH总反应式：C6H12O6=2CH3CH2OH+2CO2+92KJb.无氧呼吸：受氢体是无机氧化物C6H12O6+6H2O=6CO2+24H24H+4NO3-=2N2+12H2O总反应式：C6H12O6+4NO3-=6CO2+6H2O+2N2+1755.6KJ3.微生物的生长规律（1）AB段：停滞期（2）BC段：对数期（3）CD段：静止期（4）DE段：衰老期活细菌数对数停滞期对数期静止期衰老期培养时间微生物的生长曲线DBCA0E4.微生物的生长环境（1）微生物的营养：碳源、氮、磷营养，BOD:N:P=100:5:1。（2）温度：类型最低温度最适温度最高温度存在环境嗜冷微生物05102030水冷藏物中嗜温微生物525374550大多数环境中嗜热微生物3050607080土壤、温泉、堆肥中微生物生长的温度范围 单位：0C（3）pH值：微生物种类最低pH值最适pH值最高pH值细菌和放线菌5.07.08.010.0酵母菌2.53.86.08.0霉菌1.53.06.010.0微生物生长的pH范围（4）毒物：重金属、硫化物、氰氢酸、木材提取物等毒物名称容许浓度（mg/l）毒物名称容许浓度（mg/l）锌520游离氯0.11铜520氯苯100铅1硝酸根50000铬酸盐520硫酸根5000氰520醋酸根100150硫1030苯100氨1001000酚100亚砷酸盐5甲醛100150砷酸盐20丙酮9000废水生物处理的毒物容许浓度5.废水的生物处理5.1 5.1 废水的好氧生物处理废水的好氧生物处理有机物氧微生物（C.O.H.N.S.P）原生质（微生物的增长）CO2.H2O.NH3SO42-.PO43-能热合成分解2/31/3.随水排出好氧生物处理过程中有机物转化示意图5.废水的生物处理5.2 5.2 废水的厌氧生物处理废水的厌氧生物处理有机物微生物（C.O.H.N.S.P）原生质（微生物的增长）有机酸、醇、CO2、NH3、H2S等 能原生质（微生物的增长）CH4、CO2、NH3、H2S能产气阶段产酸阶段厌氧生物处理过程中有机物转化示意图合成合成分解分解好氧处理与厌氧处理的区别好氧处理厌氧处理微 生物 种群 好氧微生物和兼性微生物先是厌氧菌和兼性菌，后是另一类厌氧菌产 物CO2、H2O、NO3或NO2、NO3、PO43-、SO42-分解彻底，产能多；基本无害，出水无异臭。CH4、NH3、胺化物或N2、H2S等，氧化不彻底，产能少；产物复杂，出水异臭。反 应速 率有机物转化快，停留时间短，设备体积小。有机物转化慢，停留时间长，设备体积大。对 环境 要求要求充分供氧，对环境要求不太严。绝对厌氧，对环境pH、温度等要求严格。5.3 厌氧与好氧比较之优点(1)不需设置曝气装置这样既节省能量，又减少设备投资；厌氧厌氧废水处理技术在废水处理成本上比好氧处理便宜得多；废水处理技术在废水处理成本上比好氧处理便宜得多；(2)降解单位质量有机污染物，产生的生物固体量较少，仅相当于好氧处理法中的1/31/5；厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法厌氧方法产生的剩余污泥量比好氧法少得多；少得多；(3)厌氧生物质中约有11N与20的P，生物质产量较少，厌氧方厌氧方法对营养物的需求量小；法对营养物的需求量小；(4)每降解1kg的COD，产CH4约为0.35m3；既消除污染，又回收了能源，一举两得；(5)厌氧方法的菌种（例如厌氧颗粒污泥）可以在中止供给废水和厌氧方法的菌种（例如厌氧颗粒污泥）可以在中止供给废水和营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上；营养的情况下保留其生物活性与良好的沉淀性能至少一年以上；(6)厌氧法具有较强的耐有机物冲击负荷能力。可处理高浓度的有可处理高浓度的有机废水，当废水浓度较高时，不需要大量稀释水。机废水，当废水浓度较高时，不需要大量稀释水。5.4 厌氧与好氧比较之缺点(1)相对每单位生物质的基质去除率较低，为同一基质好氧处理时的1/41/10；出水出水COD浓度高于好氧处理，原则上仍需浓度高于好氧处理，原则上仍需要后处理才能达到较高的排水标准；要后处理才能达到较高的排水标准；(2)污泥增长慢，去除1kg的COD，产生0.040.08kg的悬浮固体。因此厌氧反应器初次启动缓慢，一般需要一般需要812周时间，周时间，而且在正常运行时，突然废水流量下降时，维持系统生物污泥量是十分重要的问题。(3)厌氧过程中会产生硫化氢、有机酸、醛类等化学物质，其中有的物质既有恶臭又有腐蚀性；(4)某些氧化性的物质对厌氧微生物有一定的毒性和抑制作用。好氧生物处理技术及其设备活性污泥法活性污泥法生物膜法生物膜法普通活性污泥法普通活性污泥法阶段曝气法阶段曝气法渐减曝气法渐减曝气法吸附再生活性污泥法吸附再生活性污泥法完全混合活性污泥法完全混合活性污泥法序批式活性污泥法序批式活性污泥法生物滤池生物滤池生物转盘生物转盘生物接触氧化生物接触氧化生物流化床生物流化床好氧生物好氧生物处理技术处理技术生物膜法与活性污泥法均属于好氧生物处理技术。生物膜法与活性污泥法均属于好氧生物处理技术。共共同同特特点点：是是在在有有氧氧的的条条件件下下，利利用用好好氧氧微微生生物物来来氧化分解污水中可生物降解的有机物。氧化分解污水中可生物降解的有机物。不不同同之之处处：微微生生物物在在处处理理构构筑筑物物中中的的生生存存方方式式有有所所不同。不同。微生物生存方式：微生物生存方式：活活性性污污泥泥法法：曝曝气气池池中中微微生生物物以以絮絮状状体体形形式式，悬悬浮浮于于曝曝气气池池混混合合液中不断生长繁殖（悬浮生长）。液中不断生长繁殖（悬浮生长）。生生物物膜膜法法：反反应应器器中中微微生生物物附附着着在在载载体体的的表表面面上上形形成成一一种种生生物物膜膜，当当废废水水流流经经其其表表面面时时，生生物物膜膜、水水和和空空气气相相互互接接触触，发发生生生生物物化学反应（附着生长）。化学反应（附着生长）。固固着着于于固固体体表表面面上上的的微微生生物物对对废废水水水水质质、水水量量的的变变化化有有较较强强的的适适应应性性；和和活活性性污污泥泥法法相相比比，管管理