经超过12000种,而且每年以500种的速度递增 毒物是重要的水质指标,各类水质标准对主要的毒物都规定了限值。 废水中的毒物可分为三大类:无机化学毒物、有机化学毒物和放射性物质。 1.无机化学毒物 无机化学毒物包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、锌、镍、钢、钴 锰、钛、钒、钼和铋等,特别是前几种危害更大。如汞进入人体后被转化为甲基汞,在脑组 织内积累,破坏神经功能,无法用药物治疗,严重时能造成死亡。镉中毒时引起全身疼痛腰 关节受损、骨节变形,有时还会引起心血管病。 金属毒物具有以下特点:①不能被微生物降解,只能在各种形态间相互转化、分散,如 无机汞能在微生物作用下,转化为毒性更大的甲基汞;②其毒性以离子态存在时最严重,金 属离了在水中容易被带负电荷的胶体吸附,吸附金属离子的胶体可随水流迁移,但大多数会 迅速沉降,因此重金属一般都富集在排污口下游一定范围内的底泥中;⑧能被生物富集于体 內,既危害生物,又通过食物链危害人体。如淡水鱼能将汞富集1000倍、镉300倍、铬200 倍等;④重金属进入人体后,能够和牛理高分子物质,如蛋白质和酶等发生作用而使这些生 理高分子物质失去活性,也可能在人体的某些器官积累造成慢性中毒,其危害,有时需10~20 年才能显露出来 重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亚硝酸根等。如砷中毒时能引起中枢神经紊 乱,诱发皮肤癌等。亚硝酸盐在人体内还能与仲胺生成亚硝胺,具有强烈的致癌作用 必须指出的是许多毒物元素,往往是生物体所必需的微量元素,只是在超过一定限值时 才会致毒。 2.有机化学毒物 这类毒物大多是人工合成有机物,难以被生化降解,并且大多是较强的三致物质(致癌、 致突变、致畸)’毒性很大。主要有:农药(DDT、有机氯、有机磷等)、酚类化合物、聚氯 联苯、稠环芳烃(如苯并芘)、芳香族氨基化合物等。以有机氯农药为例,首先其具有很强的 化学稳定性,在自然坏境中的半衰期为十几年到几十年,其次它们都可能通过食物链在人体 内富集,危害人体健康。如DDT能蓄积于鱼脂中,浓度可比水体中高12500倍。 3.放射性物质 放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性。主要包括X射线、a射线、β射线,Y射 线及质子束等。废水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属生产和使用过程,如核试 验、核燃料再处理、原料冶炼厂等。其浓度一般较低,主要引起慢性辐射和后期效应,如诱 发癌症、对孕妇和婴儿产生损伤,引起遗传性伤害等。 (六)油类污染物 油类污染物包括“石油类”和“动植物油”两项。油类污染物能在水面上形成油膜,隔 绝大气与水面,破坏水体的复氧条件。它还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表,影响养分 的吸收和废物的排出。当水中含油0.01~0.1mg/L,对鱼类和水生生物就会产生影响。当水 中含油0.3~0.5mg/L,就会产生石油气味,不适合饮用 (七)生物污染物 生物污染物主要是指废水中的致病性徵生物,它包括致病细菌、病虫卵和病毒。未污染 的天然水中细菌含量很低,当城市污水、垃圾淋溶水、医院污水等排入后将带入各种病原微 生物。如生活污水中可能含有能引起肝炎、伤寒、霍乱、痢疾、脑炎的病毒和细菌以及蛔虫
卵和钩虫卵等。生物污染物污染的特点是数量大,分布广,存活时间长,繁殖速度快。必须 予以高度重视 水质标准中的卫生学指标有细菌总数和总大肠菌群数两项,后者反映水体受到动物粪便 污染的状况。 〈八)感官性污染物 废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质,虽无严重危害,但能引起人们感 官上的极度不快,被称为感官性污染物。对于供游览和文体活动的水体而言,感官性污染物 的危害则较大。 异色、浑浊的废水主要来源于印染厂、纺织厂、造纸厂、焦化厂、煤气厂等。恶臭废水 来源于炼油厂、石化厂、橡胶厂、制药厂、屠宰厂、皮革厂等。当废水中含有表面活性物质 时,在流动和曝气过程中将产生泡沫,如造纸废水、纺织废水等。 各类水质标准中,对色度、臭味、浊度、漂浮物等指标都作了相应的规定。 (九)热污染 废水温度过高而引起的危害,叫做热污染,热污染的主要危害有以下几点。 ①由于水温升高,使水体溶解氧浓度降低,相应的亏氧量随之减少,故大气中的氧向水 体传递的速率也减慢;另一方面,水温升高会导致生物耗氧速度加快,促使水体中溶解氧更 快被耗尽,水质迅速恶化,造成鱼类和水生生物因缺氧而死亡。 ②由于水温升高,加快藻类繁殖,从而加快水体富营养化进程 ③由于水温升高,导致水体中的化学反应加快,使水体的物化性质如离子浓度、电导率 腐蚀性发生变化,可能对管道和容器造成腐蚀 ④由于水温升高,加速细菌生长繁殖,增加后续水处理的费用。如取该水体作为给水水 源,则需要增加混凝剂和的投加量,且使水中的有机氯化物量增加。 第二节水质标准 水体是国家的宝贵资源,必须严格保护,免受污染。因此当废水需要排入水体时,应处 理到允许排入水体的程度,以降低或消除其对水体水质的不利影响。我国有关部门为此制定 了废水的各种排放标准。可分为一般排放标准与行业排放标准两类 般排放标准有《工业“三废”排放试行标准(GBJ4-73)》、《污水综合排放标准 (GB8978-88)》、《农用污泥中污染物控制标准(GB4284-84)》等。行业排放标准涉及各种 行业,如《石油炼制工业水污染物排放标准(GB3551-83)》、《制革工业水污染物排放标准 (GB3549-83)》、《医院污水排放标准(GBJ48-83)》、《造纸工业水污染物排放标准 (GB354-92》》、《钢铁工业水污染物排放标准(GB13456-92)》、《纺织染整工业水污染物排 放标准(GB4287-92)》、《肉类加工工业水污染物排放标准(GB13457-92)》、《合成工业 水污染物排放标准(GB13458-92)》等,可作为规划、设计、管理与监测的依据。 此外,当废水作某种用途时,应满足相应的用水水质标准,如《农田灌溉水质标准 (GB5084-85)》、《渔业水质标准(B11607-89)》等。 下面重点介绍一下应用最广泛的《污水综合排放标准(GB8978-88)》。该标准根据废水 污染物危害程度把污染物分为两类。 第一类污染物能在环境或在动植物体内积蓄,对人类健康产生长远的影响。规定含此类 污染物的污水必须在车间或车间处理设施排放口处取样分析,同时其含量必须符合表11的
规定。第二类污染物的长远影响小于第一类,规定的取样地点为排污单位的排出口,其最高 允许排放浓度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向,分别执行表1-2中的一、二、三级 标准 夜1-1第一类污染物最高允许排放浓度(mg/L 污染物 最高允许排放 污染物 最高允许排放 最高允许排放 浓度,mg/L 浓度,mg/L 1总汞 0.050 4总铬 2烷基汞 不得检出5六价铬 0.5 8总镍 9苯并(a)芘 0.c0003 ①烧碱行业(新建、扩建改建企业)采用0005mg/L ②为试行标准,二级、三级标准区暂不考核 丧12第二类污染物最高允许排放浓度(mg/L) 标准分级 级标准 二级标准 标准值 规樊 三级标准 新扩改 现有 新扩改 污染物 1pH值 6~9 6~9 2色度(稀释倍数) 3悬浮物 70 4生化需辄量(OD3) 300 化学需氧量(CODc 6石油类 15 7动植物油 8挥发酚 1.0 2.0 9氰化物 硫化物 1.0 l.0 1.0 2.0 l1氨氮 2氟化物 15 13磷酸盐(以P计 l.0 甲醛 3.0 15苯胺类 2.0 16硝基苯类 2.0 3.0 3.0 7阴离子合成洗涤剂LAS) 19锌 2.0 2.0 4.0 5.0 ①现有火电厂和粘胶纤维工业,二级标准pH值放宽到9.5。 ②磷肥工业悬浮物放宽至30ng/ ③对排入带有二级污水处理厂的城镇下水道的造纸、皮革、食品洗毛限造、发酵生物制药、肉类加工、纤维板等工 业废水BOD可放宽至60mg/L,;CODc可放宽至1000mg/,具体限度还可以与市政部门协商。 ④为低氟地区(系指水体含氟量<0.5mg/L)容许排放浓度。 ⑤为排入蓄水性河流和封闭性水域的控制指标。 合成脂肪酸工业新扩改为5ng/L,现有企业为7.5mg/L 上面提到的排放标准都是浓度标准。这类标准存在明显的缺陷;它不论废水接纳水体的 大小和状况,不论污染源的大小,都采取同一个标准。因此即使满足排放标准,如果排放总 t大大超过接纳水体的环境容量,也会对水体造成不可逆的严重后果。此外,浓度标准也无
法防止某些工厂用清水稀释来降低排放浓度以满足排放标准的现象。 针对这一状况,近年来总量控制标准受到了重视。这种标准根据一定范围内的水体环境 容量和自净能力,计算出允许排入该水域的污染物总量,然后再按照一定的原则,将这些允 许的排污总量合理地分配给区内各污染源 按照适用范围的大小,总量控制可分几个层次:规定一个工厂(或企业)每个排放口的 排污总量;规定一个范围内(包括若千工厂)的排污总量,由各厂协商分配,只要各厂总量 不超过该范围所允许的排放总量郡可;·条河流的流域往在地理上与若干城市有关,可以 规定流经某城市的河段所允许的排污总量。 总量控制可以避免浓度标准的缺点,但要实行总量控制先需做很多基础工作,如污染源 调査,环境质量评价,水体自净规律和污染物迁移转化规律的研究、污染治理边际费用研究 等。在没有这些条件以前,总量控制难以实施或奏效。 第三市废水处理方法综述 废水处理方法按对污染物实施的作用不同,大体上可分为两类:一类是通过各种外力作 用,把有害物从废水中分离出来,称为分离法。另类是通过化学或生化的作用,使其转化 为无害的物质或可分离的物质,后者再经过分离予以除去,称为转化法。习惯上也按处理原 理不同,将处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法四类 、分离法 废水中的污染物有各种存在形式,大致有离子态、分子态、胶体和悬浮物。存在形式的 多样性和污染物特性的各异性,决定了分离方法的多样性,详见表1-3。 衰1-3分离法分类一览 污染物存在形式 离子态 离子交换法、电解法、电渗析法、离子吸附法、高子浮选法 分子态 萃取法、结晶法、精馏法、吸附法、浮选法、反渗透法、烈发法 胶体 混凝法、气浮法、吸附法、过滤法 悬浮物 重力分离法、高心分离法、磁力分离法、筛滤法、气浮法 转化法 转化法可分为化学转化和生化转化两类。具体见表1-4 现代废水处理技术,按处理程 表1-4转化法分类一览 度划分,可分为一级、二级和三级 方法原理 转化方法 处理。 一级处理,主要去除废水中悬 化学转化|中和法、氧化还原法、化学沉淀法、电化学法 生化转化活性污泥法、生物膜法,厌氧生物处理法、生物塘等 浮固体和漂浮物质,同时还通过中 和或均衡等预处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。主要包括筛滤、沉淀 等物理处理方法。经过一级处理后,废水的BOD一般只去除30%左右,达不到排放标准,仍 需进行二级处理。 级处理,主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质,主要采用各种生物处理 方法,BOD去除率可达90%以上,处理水可以达标排放 三级处理,是在一级、二级处理的基础上,对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进
8 步处理。采用的方法可能有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。 废水中的污染物组成相当复杂,往往需要采用几种方法的组合流程,才能达到处理要求 对于某种废水,采用哪几种处理方法组合,要根据废水的水质、水量,回收其中有用物质的 可能性,经过技术和经济的比较后才能决定,必要时还需进行试验。 图1-2是城市污水处理的典型流程。 级处理 二级处理 三级处理 格栅沉沙池 淀池 物曝气池 二次沉淀池 混凝、过滤 生物滤池 回流污泥 级处理出水 级处理出 (排放灌溉 放、灌 (排放、再 处 粪棍嬷设器·〖蝉池 沉渣处理 图1-2城市污水典型处理流程 第四节废水处理反应器及动力学基础 废水处理中所用的构筑物与设备均可视作某一类型的反应器。例如,水处理中的快速混 合适用连续流搅拌反应器基本原理;推流反应器基本原理可应用于沉淀、过滤、吸附以及离 千交换等处理系统;活性污泥法则具有连续流搅拌反应器或推流反应器的特征。学习和运用 反应器及动力学知识,将有助于提高水处理理论水平,对水处理设备的设计、改进、操作管 理、问题分析等都是有益的。 、反应器形式 用于废水处理的反应器,按其水力特性可划分为:(1)间歇反应器;(2)推流反应器 (3)连续流搅拌反应器;(4)任意流反应器。这四种反应器进行的都是均相反应,另外还有 两种非均相反应器:填料床反应器和流化床反应器。对这些反应器的说明见表1-5。 表L5废水处理中的主要反应器形式 反应器形式 说 间歌反应器 问歇式反应器采用一次加料,搅拌反应,待反应结束后再同时放出,所有物料反应时间相同, 且浓度均匀,但随着时间而变化,因而悬在非稳态条件下操作的 推流反应器 物料按前后顺序沿流动方向推流,反应时间是反应器长度的函数,因而反应物浓度沿路程而 变化。但在反应器内所有物料的停留时间相同 连续流搅摔反应器连续流搅拌反应器又称全混式反应器,物料边进边出,连续流动,因充分搅拌,各处浓度均 匀,出口浓度与反应器内浓度一致。在稳态条件下,整个系统不随时间而变化 任意流反应 Z器 任意流是介于推流和连续流搅拌反应器之间的某种程度的局部混合流 填料床 填料床反应器是在反应器内装入填料。填料或者完全充满液体(如厌氧滤池)或者间断接受 废水(如生物滤池) 流化床 流化床反应器在许多方面都与填料床反应器类似,只是在流体向上流动时,填料处于流化状 态、并可通过调节流体的速度改变填料的孔家率