目 录 第一章总论 咔非非 第四节离子交换设备及计算 47 第一节废水来派与特性…… 1第九章禀分高… 第二节水质标准…………… 第一节概述…… 第三节废水处理方法综述… 7第二节电渗析………… 50 第四节废水处理反应器及动力学 第三节反滲透… 基础 8 第四节超滤…………………… 第二章预处理 第一节水质和水量调节 第二节筛滤… ……3十章其他相转移分离法……………175 第一节吹脱、汽提法…………… 第二节萃取法 第三节中和 第三节蒸发法…… 第三章混概…………… 第四节结晶法 第一节胶体的特性与结构……第一章循环冷却水处理 第二节胶体的脱稳与凝聚 第一节概述 193 第三节混凝剂与助凝剂… 第二节水垢及其控制 第四节影响混凝的因素 第三节腐蚀及其控制……… 第五节混凝设备 第四节徽生物及其控制…205 第四章沉淀与上浮 36第十二章废水生化处理理论 第一节沉淀的基本理论 基础 第二节沉淀池 第一节废水处理微生物基础………207 第三节隔油池 第二节及酶反应 第四节气浮池 第三节微生物生长动力学 第五节化学沉淀 第四节废水的可生化性… 第五章深层过滤 第五节废水生化处理方法总论 第一节普通快滤池的构造 15959 第十三章活性污泥法 第二节过滤理论… 第一节基本原理与分类 第三节快滤池的运行……………481 第二节活性污泥法参数 第四节快滤池的设计… 第三节曝气… 第五节其他滤池 240 第六章化学氯化还原 85第四节曝气池的构造与设计…………247 第五节运行与管理… 第一节概述 第二节化学氧化法 ………………………89第十四章生物膜法……………………262 第一节基本原理 单262 第三节化学还原法 第四节电解…………… 第二节生物滤池… 第三节生物转盘 276 第七章吸附………… 113第四节生物膜法的运行管理………… 第-一节吸附的基本理论…… 113 第五节其他型式的生物膜法处理 第二节吸附剂及其再生………………121 设备 第三节吸附工艺与设计… …126第十五章厌氧生化法 第四节吸附法的应用……… 第一节厌氧法的基本原理 第八章离子交换 28 第二节厌氧法的影响因素 第一节离子交换剂… 第三节厌氧法的工艺和设备 第二节离子交换的基本理论…………140 第四节厌氧消化过程动力学 第三节离子交换工艺 302 第五节厌氧产气量计算…………
第六节厌氧反应器的设计…………………308 第五节焚烧 第七节厌氧设备的运行管理………………309 第六节综合利用…………………………326 第十六章污泥处理与处量……………311第十七章废水处理厂设计…………328 第一节污泥的来源与特性 311 第一节设计程序… 第二节污泥调理……………………313第二节流程选择 第三节浓缩 第三节废水处理厂平面及高程布置 第四节脱水………18第四节城市污水处理厂实例 333
第一章总论 第一节废水来源与特性 水是人类生活和生产活动中不可缺少的物质资源。水资源在使用过程中由于丧失了使用 价值而被废弃外排,并以各种形式使受纳水体受到影响,这种水就称为废水。 一、废水的来源 根据来源不同,废水可分为生活污水和工业废水两大类。 生活污水是人们在日常生活中所产生的废水主要包括厨房洗涤、冲洗厕所和沐浴等 污水 工业废水是在工业生产过程中所排出的废水其成分主要决定于生产过程中采用的原料 以及所应用的工艺工业废水又可分为生产污水和生产废水所谓的生产废水是指较清洁,不 经处理即可排放或回用的工业废水(例如冷却水而那些污染较严重,须经过处理后方可排 放的工业废水就称为生产污水。 ニ、废水的特性 了解废水特性(即其中污染物的种类、性质和浓度)对于废水的收集、处理和处置设施 的设计和操作以及环境质量的技术管理都是重要的。 废水中的污染物种类大致可如下区分:固体污染物、需氧污染物、营养性污染物、酸碱 污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官性污染物和热污染等 为了表征废水水质,规定了许多水质指标。主要有有毒物质、有机物质、悬浮物、细菌 总数、pH值、色度、温度等。一种水质指标可能包括几种污染物;而种污染物也可以属于 几种水质指标。 (一)固体污染物 固体污染物常用悬浮物和浊度两个指标来表示。 悬浮物是一项重要水质指标,它的存在不但使水质浑浊,而且使管道及设备阻塞、磨损, 于扰废水处理及回收设备的工作。由于大多数废水中都有悬浮物,因此去除悬浮物是废水处 理的一项基本任务。 浊度是对水的光传导性能的一种测量,其值可表征废水中胶体和悬浮物的含量 固体污染物在水中以三种状态存在:溶解态(直径小于1nm)、胶体态(直径介于1 100nm)和悬浮态(直径大于100m)。水质分析中把固体物质分为两部分:能透过滤膜(孔 径约3~10μm)的叫溶解固体(DS);不能透过的叫悬浮固体或悬浮物(SS),两者合称为总 固体(TS)。必须指出,这种分类仅仅是为了水处理技术的需要。 (二)需氧污染物 废水中能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质,统称为需氧污染物。 绝大多数的需氧污染物是有机物,无机物主要有Fe、Fe2+、、C-等因而在一般情 况下,需氧物即指有机物 由于有机物的种类非常多,现有的分析技术难以将其区分与定量。在工程实际中,采用
以下几个综合水质污染指标来描述 生化需氧量(BOD) 在有氧条件下,由于微生物的活动,降解有机物所需的氧量,称为生化需氧量,单位为 单位体积废水所消耗的氧量(mg/L)。图1-1表示有机物氧化过程的需氧关系。 合成 新细胞 (氧化 O.CO,H1O能,NH3自养菌 (可生物降解 HO,能,NO2自养割 残存物质 成 合成 新细胞 CO2,H2O,能,NH1 内源呼吸 图1-1好氧生物降解示意图 注:L.假定有机物仅含C、H、O、N元素,因P、S等极少,未予考虑 2.内源呼吸产生的氨的氧化和硝化菌内源呼吸消耗的氧未考虑。 可见,废水中有机物的分解,一般可分为两个阶段。第一阶段(碳化阶段)是有机物中 的碳氧化为二氧化碳,有机物中的氮氧化为氨的过程。碳化阶段消耗的氧量称为碳化需氧量 用L或BOD表示,其值等于O和O之和。第二阶段(硝化阶段),氨在硝化细菌作用下 被氧化为亚硝酸根和硝酸根。硝化阶段的耗氧量称为硝化需氧量,用Lx或NOD表示,其值 等于O和O4之和。 上述有机物生化耗氧过程与温度、时间有关。在一定范围内温度越高,微生物活力越强, 消耗有机物越快,需氧越多;时间越长,微生物降解有机物的数量和深度越大,需氧越多。由 于温带地区地面平均温度接近于20℃,故在实际测定生化需氧量时,温度规定为20℃。此时 般有机物需20天左右才能基本完成第一阶段的氧化分解过程,其需氧量用BOD2表示,它 可视为完全生化需氧量L。在实际测定时,20天仍嫌太长,一般采用5天作为测定时间,称 为BOD。各种废水的水质差别很大,其BOD2与BOD3相差悬殊,但对某一种废水而言,比 值相对固定,如生活污水的BOD3约为BOD2的07左右。因此把20℃,5天测定的BOD作 为衡量废水的有机物浓度指标。 BOD:作为有机物浓度指标,基本上反映了能被微生物氧化分解的有机物的量,较为 直接、确切地说明了问题。但仍存在一些缺点:(1)当污水中含大量的难生物降解的物 质时,BOD3测定误差较太;(2)反馈信息太慢,每次测定需5天,不能迅速及时指导实 际工作;(3)废水中如存在抑制微生物生长繁殖的物质或不含微生物生长所需的营养时, 将影响测定结果。 2.化学需氧量(COD) 化学需氧量是指在酸性条件下,用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。氧 化剂一般釆用重铬酸钾。由于重铬酸钾氧化作用很强,所以能够较完全地氧化水中大部分有 机物和无机性还原物质(但不包括硝化所需的氧量),此时化学需氧量用COD或COD表示。 如采用高锰酸钾作为氧化剂,则写作CODM。 与BODs相比,COD能够在较短的时间内(规定为2h)较精确地测出废水中耗氧物质的 含量,不受水质限制。缺点是不能表示可被微生物氧化的有机物量,此外废水中的还原性元 机物也能消耗部分氧,造成一定误差
如果废水中各种成分相对稳定,那么COD与BD之间应有一定的比例关系。一般说来 COD>BOD23>BOD2>CODM。其中BOD/COD比值可作为废水是否适宜生化法处理的一个 衡量指标。比值越大,越容易被生化处理。-般认为BOD3/(OD大于03的废水才适宜采用 生化处理 3总需氧量(TOD 有机物主要元素是C、H、O、N、S等。在高温下燃烧后,将分别产生CO2、H2O、NO2 和SO2,所消耗的氧量称为总需氧量TOD。TOD的值一般大于COD的值。 TOD的测定方法是:向氧含量已知的氧气流中注入定量的水样,并将其送入以铂为触媒 的燃烧管中,在900℃高温下燃烧,水样中的有机物即被氧化,消耗掉氧气流中的氧气,剩余 氧量可用电极测定并自动记录。氧气流原有氧量减去剩余氧量即得总需氧量TOD。TOD的测 定仅需几分钟。 4.总有机碳(TOC) 有机物都含有碳,通过测定废水中的总含碳量可以表示有机物含量。总有机碳(TOC)的 测定方法是:向氧含量已知的氧气流中注入定量的水样,并将其送入以铂为触媒的燃烧管中 在900℃高温下燃烧,用红外气体分析仪测定在燃烧过程中产生的CO2量,再折算出其中的含 碳量,就是总有机碳TOC值。为排除无机碳酸盐的干扰,应先将水样酸化,再通过压缩空气 吹脱水中的碳酸盐。TOC的测定时间也仅需几分钟 三)营养性污染物 废水中所含的N和P是植物和微生物的主要营养物质。当废水排入受纳水体,使水中N 和P的浓度分别超过02和0.02mg/L时,就会引起受纳水体的富营养化,促进各种水生生 物(主要是藻类)的活性,刺激它们的异常增殖,这样会造成一系列的危害。 ①藻类占据的空间越来越大,使鱼类活动空间越来越小,衰死藻类将沉积水底,增加水 体有机物量。 ②藻类种类逐渐减少,从以硅藻和绿藻为主转为以迅速繁殖的蓝藻为主,蓝藻不是鱼类 的良好饲料,并且有些还会产生出毒素。 ③藻类过度生长,将造成水中溶解氧的急剧减少,使水体处于严重缺氧状态,造成鱼类 死亡,水体腐败发臭 N的主要来源是氮肥厂、洗毛厂、制革厂、造纸厂、印染厂、食品厂和饲养厂等。P的主 要来源是磷肥厂和含磷洗涤剂等。生活污水经普通生化法处理,也会转化出无机N和P。此 外BOD、温度、维生素类物质也能促进和触发营养性污染。 (四)酸碱污染物 酸碱污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。水质标准中以pH值来反映其含 量水平。 酸碱污染物使水体的pH值发生变化,破坏自然缓冲作用,抑制微生物生长,妨碍水体自 净,使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。各种生物都有自己的pH适应范围,超过该范围,就会 影响其生存。对渔业水体而言,pH值不得低于6或高于9.2,当pH值为5.5时,一些鱼类 就不能生存或生殖率下降。农业灌溉用水的pH值应为55~8.5。此外酸性废水也对金属和 混凝土材料造成腐蚀。 (五)有毒污染物 废水中能对生物引起毒性反应的化学物质,称有毒污染物。工业上使用的有毒化学物已