污废水处理设施运行管理讲座.pptx
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1、第一章 污废水处理与维护管理概述第1页/共259页一、污水的分类 人们在日常生活和生产中需要用大量的水,这些水在使用过程中,受到了不同程度的污 染,改变了原有的化学成分和物理性质,故将其称为污水。生活污水:指居民在日常生活中排出的废水。主要来源于居住建筑和公共建筑,例如,住宅、机关学校、医院、商店、公共场所及工业企业卫生问等。生活污水中含有大量的有机物和大量的病原微生物,可导致传染病蔓延流行。因此,生活污水在排放前,需要进行处理。工业废水:指生产过程中排出的废水,它包括生产废水和生产污水。生产废水:指未受污染或受轻微污染的及水温稍有升高的工业废水。生产污水:指被污染的工业废水,还包括水温过高,
2、排放后造成热污染的工业废水。第2页/共259页 工业废水通常的分类有三种方法。按行业的产品加工对象分类。如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、纺织印染废水、制革废水、农药废水、化学肥料废 水等。按工业废水中所含主要污染物的性质分类。含有无机污染物为主的称为无机废水,含有有机污染物为主的称为有机废水。例如,电镀和矿物加工过程的废水是无机废水,食品或石油加工过程的废水是有机废水。这种分类方法比较简单,对考虑处理方法有利。如对易生物降解的有机废水一般采用生物处理法,对无机废水一般采用物理、化学和物理化学法处理。不过在工业生产过程中,一种废水往往既含无机物,也含有机物。按废水中所含污染物的
3、主要成分分类。如酸性废水、碱性废水、含酚废水、含镉废水、含铬废水.第3页/共259页 除上述分类方法外,还可以根据工业废水处理的难易程度和废水的危害性,将废水中的主要污染物分为3类。(a)易处理、危害性小的废水。如生产过程中产生的热排水或冷却水,对其稍加处理,即可排放或回用。(b)易生物降解无明显毒性的废水。可采用生物处理法。(c)难生物降解又有毒性的废水。如含重金属废水,含多氯联苯和有机氯农药废水等。实际上,一种工业可能排出几种不同性质的废水,而一种废水又可能含有多种不同的污染物。例如染料工业,既排出酸性废水,又 排出碱性废水。纺织印染废水由于织物和染料的不同,其中的污染物和浓度往往有很大差
4、别。第4页/共259页 降水:指地面径流的雨水和融化的冰雪水。雨水比较清洁,一般不需要处理可直接排入水体,但是降雨初期的雨水却挟带着空气中、地面上和屋面上的各种污染物质,因此,应经适当处理后才能排入水体。第5页/共259页 二、排水系统体制 前所3种污水,是采用一套管渠系统,还是采用两套及两套以上各自独立的管渠系统来排除,各种不同的排除方式所形成的排水系统,称为排水体制。排水体制分为分流制和合流制两种类型,在城市情况比较复杂时,也可以采用两种体制混合的排水系统。第6页/共259页 1、分流制排水系统 将生活污水、工业废水和雨水分别采用两套及两套以上各自独立的排水系统进行排除的方式称为分流制排水
5、系统。其中排除生活污水及工业废水的系统,称为污水排水系统;排除雨水的系统,称为雨水排水系统。按雨水的排除方式不同,分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制两种排水系统。完全分流制排水系统,具有污水排水系统和雨水排水系统。不完全分流制排水系统,只有污水排水系统,未建雨水排水系统,雨水沿地面坡度和道路边沟及明沟来排泄,可以在城市进一步发展的同时,再修建雨水排水系统,从而转变为完全分流制排水系统。工业企业一般采用分流制排水系统。然而,由于工业废水的成分和性质很复杂,不但不能与生活污水相混合,而且不同的工业废水之问也不宜混合,否则将给污水和污泥的处理及回收利用造成困难。第7页/共259页第8页/共
6、259页 2、合流制排水系统 将生活污水、工业废水和雨水在同一管渠系统内排除的方式,称为合流制排水系统。3、混合制排水系统 在同一个城市中,既有合流制排水系统也有分流制排水系统,称为混合制排水系统。这种排水系统一般是在具有合流制的城市排水系统改建或扩建后出现的。在大城市中,由于各区的自然条件及建设情况差别很大,因而,因地制宜地采用混合排水系统也是合理的。第9页/共259页三、排水系统的基本组成 (1 1)城镇排水系统的基本组成)城镇排水系统的基本组成 室内排水系统及设备室内排水系统及设备 其作用是收集建筑内部用水设备所排出的污其作用是收集建筑内部用水设备所排出的污废水,并将其通过室内排水管道输
7、送至室外污水管废水,并将其通过室内排水管道输送至室外污水管中。中。第10页/共259页 室外污水管渠系统室外污水管渠系统 室外污水管渠系统包括街坊、庭院或厂区内的污水管渠系统室外污水管渠系统包括街坊、庭院或厂区内的污水管渠系统(又又称街区污水管渠系统称街区污水管渠系统)和街道污水管渠系统两部分。和街道污水管渠系统两部分。第11页/共259页 污水泵站及压力管道 污水在管道中一般靠重力流排除,因此管道需按一定坡度敷设。当受到地形限制,需要将低处污水提升至高处时,就必须设置污水泵站。泵站后的污水如果需要压力输送,应设置压力管道。污水处理厂 污水处理厂是为了处理和利用污水、污泥所建造的一系列处理构筑
8、物及设施的综合体。污水厂一般设在城市的河流下游地段,以利于最终污水的排放。排出口及事故排出口 污水排入水体的出口称为排出口,是整个城市排水系统终点设施。事故排出口是在污水排水系统中途,易于发生故障部位设置的辅助性出口。第12页/共259页 (2 2)工业废水排水系统的基本组成)工业废水排水系统的基本组成 车间内部管道系统及设备、厂区管道系统、厂区泵站及压力管道、废水处理站、车间内部管道系统及设备、厂区管道系统、厂区泵站及压力管道、废水处理站、排出口排出口第13页/共259页 (3 3)雨水排水系统的基本组成)雨水排水系统的基本组成 房屋雨水管道系统、街区雨水管渠系统、街道雨水管渠系统、排洪沟、
9、雨水泵站、房屋雨水管道系统、街区雨水管渠系统、街道雨水管渠系统、排洪沟、雨水泵站、雨水排出口雨水排出口第14页/共259页四、污废水的性质及水质指标 物理性质及指标、化学性质及指标、生物性质及指标物理性质及指标、化学性质及指标、生物性质及指标 1、污水物理性质的主要指标是:水温;色度;臭味;固体含量。悬浮固体(英文缩写SS)或叫悬浮物。把水样用滤纸过滤后,被滤纸截留的滤渣,在105110烘箱中烘干至恒重,所得重量称为悬浮固体;滤液中存在的固体物即为胶体和溶解性固体。悬浮固体中,有一部分可在沉淀池中沉淀,形成沉淀污泥,称为可沉淀固体。第15页/共259页 2 2、污水化学性质的主要指标、污水化学
10、性质的主要指标 污废水中的污染物质,按化学性质可分为无机物与有污废水中的污染物质,按化学性质可分为无机物与有机物;按存在的形态可分为悬浮状态与溶解状态。机物;按存在的形态可分为悬浮状态与溶解状态。(1)无机化学性质及指标 酸碱度;氮、磷;硫酸盐与硫化物;氯化物;非重金属无机有毒物质;重金属离子。酸碱度用pH表示。pH等于氢离子浓度的负对数。氮及其化合物 污水中含氮化合物有四种:有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。四种含氮化合物的总量称为总氮(英文缩写为TN,以N计)。第16页/共259页(2)(2)有机物化学性质及指标有机物化学性质及指标 有机物按被生物降解的难易程度,可分为两类4种:第一类是
11、可生物降解有机物,可分为对微生物无毒害或抑制作用和对微生物有毒害或抑制作用两种。第二类是难生物降解有机物,也可分为对微生物无毒害或抑制作用和对微生物有毒害或抑制作用两种。第17页/共259页(3)(3)有机物污染指标有机物污染指标 生物化学需氧量或生化需氧量BOD 在水温为20的条件下,由于微生物(主要是细菌)的生活活动,将有机物氧化成无机物所消耗的容解氧量,称为生物化学需氧量或生化需氧量。生物化学需氧量代表了第一类有机物,即可生物降解有机I勿的数量。化学需氧量C0D COD的测定原理是用强氧化剂(我国法定用重铬酸钾)在酸性条件下,将有机物氧化成C02与H2O所消耗氧量,即称为化学需氧量,用C
12、OD表示。此外,也可用高锰酸钾作为氧化剂,用CODMn表示。COD的优点是较精确地表示污水中有机物的含量,测定时间仅需数小时,且不受水质的限制。缺点是不能像BOD那样反映出微生物氧化有机物,直接从卫生学角度阐明被污染的程度。此外,污水中存在的还原性无机物(如硫化物)被氧化也需消耗氧,所以COD值也存在一定误差。上述分析可知,COD的数值大于BOD,两者的差值大致等于难生物降解有机物量。差值越大,难生物降解的有机物含量越多,越不宜采用生物处理法。因此BODCOD的比值,可作为该污水是否适宜于采用生物处理的判别标准。故把BODCOD的比值称为可生化性指标,比值越大,越容易被生物处理。一般认为比值大
13、于03的污废水,才适于采用生物处理。第18页/共259页 (4)污废水的生物性质及指标 大肠菌群数(大肠菌群值)与大肠菌群指数 大肠菌群数(大肠菌群值)是每升水样中所含有的大肠蔺群的数目,以个L计;大肠菌群指数是查出1个大肠菌群所需的最少水量,以毫升(mL)计。可见大肠菌群数与大肠菌群指数是互为倒数。第19页/共259页五、水环境法规与标准 (一)、环境保护立法 我国自1979年颁布中华人民共和国环境保护法(试行),并于1989年12月26日经第七届全国人民代表大会常务委员会通过中华人民共和国环境保护法以来,环境保护立法工作有了很大进展。国家制定了预防为主、防治结合,污染者出资治理和强化环境管
14、理的三大政策。颁布了28件环境法规和70余件环境规章,地方性环境法规达900余件,制定了375项环境标准,确定了环境影响评价、城市环境综合整治定量考核、污染物总量控制等有效的环境管理制度,基本形成了符合国情的环境政策、法律、标准和管理体系。我国环境保护立法,从纵向分共有6个层次:即环境保护根本法层次、基本法层次、单行法层次、行攻法规层次、部门规章层次和地方性法规 第20页/共259页第21页/共259页(二二)水污染防治立法水污染防治立法 我国1984年5月颁布首 部水污染防治法,1996年5月进行了修正。水污染防治法作出了以下政策措施规定。(1)国家在开发、利用和调度水资源的时候,应当统筹兼
15、顾,维护江河的合理流量和湖泊、水库以 及地下水体的合理水位,维护水体的自然净化能 (2)国家施行水环境质量标准和污染物排放标准及地方补充排放标准,控制水污染,保护水环境。(3)按流域或者区域进行统一规划,防治水污染。(4)合理规划工业布局,对造成水污染的企业进行整顿和技术改造,采取综合措施,提高水的重复 利用率,合理利用水资源,减少废水和污染物排放量。(5)建设项目必须进行环境影响评价,对可能产生的水污染物和对生态环境的影响作出评价,规定 防治的措施。在运河、渠道、水库等水利工程内设置排污口,应经水利部门同意。建设项目中防治污染的设施,必须执行“三同时”规定。(6)实行排污申报登记制度。直接或
16、问接向水体排放污染物的企事业单位必须向环境保护部门登记。(7)实行向水体排放污染物缴纳排污费和超标排污费制度。(8)对实现水污染物达标排放仍不能达到国家规定的水环境质量标准的水体,实施熏点污染物排放的总量控制制度。(9)对造成水体严重污染的排污单位,限期治理。(10)城市污水应当进行集中处理。城市污水集中处理设施按照国家规定向排污者提供污水处理的有偿服务,收取污水处理费。第22页/共259页(三)污水排放标准污水综合排放标准(GB 89781996)该标准按污水排放去向,分年限规定了69种污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。该标准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
17、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。该标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为两类。第一类污染物是指总汞、烷基汞、总镉、总铬、总砷、总铜、总镍、苯并(Q)芘、总铍、总银、总仅放射性和p放射性等毒性大、影响长远的有毒物质。含有此类污染物的废水,不分行业和污水排放方式,也不分受纳水体的功能类别,一律在车间或车问处理设施排放口采样,其最高允许排放浓度必须达到该标准要求(采矿行业的尾矿坝出水口不得视为车间排放口)。第23页/共259页 第二类污染物,指pH、色度、悬浮物、BOD,、COD、石油类等。这类污染物的排放标准,按污水排放去向分别执行一、二、三级标准,这样就使该排放
18、标准与地面水环境质量标准(cB383888)和海水水质标准(GB 309782)有机地联系起来。第24页/共259页 该标准按年限规定了第一类污染物和第二类污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。1997年12月31日之前建设(包括改、扩建)的单位,水污染物的排放必须同时执行标准中表1、表2和表3的规定;1998年1月1日起建设(包括改、扩建)的单位,水中污染物的排放必须同时执行表l、表4和表5的规定。第25页/共259页 在地表水环境质量标准中对水域功能进行了分类,依据地表水域使用目的和保护目标将其划分为I、V类;在海水水质标准中,按海水的用途,海水水质分为三类,并依此对海域进行了功
19、能划分。为适应地面水环境功能区和海洋功能区保护的要求,国家对污水综合排放标准划分为三级。对排人_类水域和排人二类海域的污水执行一级标准;排人、V类水域和排入三类海域的执行二级标准;对排人设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水,执行三级标准;对排人未设二级污水处理厂的城镇排水系统的污水,按其受纳水域的功能要求,分别执行一级排放标准或二级排放标准。第26页/共259页城镇污水处理厂污染物排放标准(GB l 891 82002)该标准根据污染物的来源及性质,将污染物控制项目分为基本控制项目和选择控制项目两类。基本控制项目主要包括影响水环境和城镇污水处理厂一般处理丁艺可以去除的常规污染物以及部分一类污
20、染物,共19项。选择控制项目包括对环境有较长期影响或毒性较大的污染物,共43项。基本控制项目必须执行。选择控制项目,由地方环境保护行政主管部门根据污水处理厂接纳的工业污染物的类别和水环境质量要求选择控制。根据城镇污水处理厂排放的地表水域环境功能和保护目标以及污水处理厂的处理工艺,将基本控制项目的常规污染物标准值分为一级标准、二级标准、三级标准。一级标准分为A标准和B标准,部分一类污染物和选择控制项目不分级。第27页/共259页行业水污染物排放标准 为控制水污染物排放,除污水综合排放标准外,国家根据行业的特点,还制定了一系列行业水污染物排放标准。如:造纸工业、纺织染整工业、钢铁工业、肉类加工工业
21、、合成氨工业、啤酒工业、海洋石油开发工业、船舶工业、兵器工业、磷肥工业、烧碱、聚氯乙烯工业、船舶、航天推进剂、医疗机构等。第28页/共259页污水排人城市下水道水质标准(cJl 886)为了保护城市下水道设施不受破坏,保护城市污水处理厂的正常运行,保障养护管理人员的人身安全,保护环境,防止污染,充分发挥设施的社会效益、经济效益、环境效益,制定了污水排人城市下水道水质标准。标准规定:(a)严禁排人腐蚀下水道设施的污水。(b)严禁向城市下水道倾倒垃圾、积雪、粪便、工业废渣和排放易于凝集堵塞下水道的物质。(C)严禁向城市下水道排放剧毒物质(氰化钠、氰化钾)、易燃、易爆物质(汽油、煤油、重油、润滑油、
22、煤焦油、苯系物、醚类及其他有机溶剂)和有害气体。(d)医疗卫生、生物制品、科学研究、肉类加工等含有病原体的污水,必须经过严格消毒处理,除遵守本标准外,还必须按有关专业标准执行。(e)放射性污水向城市下水道排放,除遵守本标准外,还必须按放射防护规定GB874(内部试行)执行。(f)水质超过本标准的污水,不得用稀释法降低其浓度,排人城市下水道。第29页/共259页六、减少污废水排水量和降低污染物浓度的途径 减少废水量的途径:废水分流、节约用水、更改生产流程、避免间断排出工艺过程废水;降低废水浓度:更新生产工艺、改进装置的结构和性能、废水分流系统、废水的均质、回收副产品、控制废水的比例、排水系统的监
23、控 采用清洁生产工艺。第30页/共259页七、污废水处理基本方法与工艺流程 (一)污废水处理基本方法概述 现代污废水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。物理处理法:利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固体污染物质。方法有:筛滤法、沉淀法、上浮法、气浮法、过滤法和反渗透法等。第31页/共259页 化学处理法:利用化学反应的作用,分离回收污废水中处于各种形态的污染物质(包括悬浮的、溶解的、胶体的等)。主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离子交换和电渗析等。上述两种方法合并称为物理化学处理法。第32页/共259页 生物化学处理法:利用微生物代谢作用,使
24、污废水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。主要方法可分为两大类,即利用好氧微生物作用的好氧法(好氧氧化法)和利用厌氧微生物作用的厌氧法(厌氧还原法)。前者广泛用于处理城市污水及有机性生产污水,其中有活性污泥法和生物膜法两种;后者多用于处理高浓度有机污水与污水处理过程中产生的污泥,现在也开始用于处理城市污水与低浓度有机污水。第33页/共259页 除上述两类生物处理法外,还有利用池塘和土壤处理的自然生物处理法。自然生物处理法又分为稳定塘和土地处理两种方法。稳定塘又称“生物塘”,是经过人工适当修整的土地,设同堤和防渗层的污水塘,主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水生物处理
25、技术。稳定塘又分为好氧塘、厌氧塘、精度处理塘、曝气塘等;土地处理是在人工控制条件下,将污水投配在土地上,通过土壤植物,使污水得到净化的一种污水处理的自然生物处理技术。土地处理法又可分为湿地、慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、污水灌溉等。第34页/共259页(二)污废水处理工艺流程 第35页/共259页(三)污废水处理工艺流程的选定 污水处理的工艺流程最多,根据污废水的种类和处理目的,选定最适合的工艺是很重要的 第36页/共259页(四)污泥处理与处置 1污泥的分类 污泥是污水处理过程中的产物。污泥按成分不同分为:(1)污泥 污泥,以有机物为主要成分的称为污泥。污泥的性质是易于腐化发臭,颗粒较细,比
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