污水處理基礎(chǔ)知識
1、 常見基本概念
1. 污水處理
就是采用各種技術(shù)和手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，為使污水達(dá)到排入某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，對其進(jìn)行 物理的、化學(xué)的、生物的處理 ，使水得到凈化的過程。
2. 污水水量
在一定的時(shí)間內(nèi)排放污水的量，常用 m 3 /d 或 m 3 /h 表示。
3. 污水水質(zhì)
用各種指標(biāo)表征的污水的 物理、化學(xué)或生物 性質(zhì)。
常見的指標(biāo)有 PH 、 SS 、 COD 、 BOD 、 NH3-N 、 TP 、 TN 、油類物質(zhì)、重金屬、大腸桿菌、色度、溫度等。
1） SS
固體懸浮物 ，一般單位 mg/L ，一般指用濾紙過濾水樣，將濾后截留物在 105 ℃溫度中干燥恒重后的固體重量。
2） COD
化學(xué)需氧量 ，一般單位 mg/L 。 是指在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑分析水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量 。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量（ COD ）又 往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。 化學(xué)需氧量越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。
3） BOD
生化需氧量 ，一般單位 mg/L 。 有機(jī)污染物經(jīng)微生物分解所消耗溶解氧的量 。生物需氧量（ BOD ）指在有氧的條件下，由于微生物的活動(dòng)，將水中的有機(jī)物氧化分解所消耗的氧的量，稱生化需氧量簡稱 BOD 。通常是指在 20 溫度下，經(jīng) 5 天培養(yǎng)后所消耗的溶解氧的量，用 BOD5 表示， BOD5 常用來表示可被微生物分解的有機(jī)物的含量。
4） NH3-N
氨氮 ，一般單位 mg/L 。 氨氮是指水中以游離氨（ NH3 ）和銨離子（ NH4+ ）形式存在的氮 。動(dòng)物性有機(jī)物的含氮量一般較植物性有機(jī)物為高。同時(shí)，人畜糞便中含氮有機(jī)物很不穩(wěn)定，容易分解成氨。氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。
5） DO
溶解氧是指溶解在水里氧的量，通常記作 DO ，用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個(gè)指標(biāo)。
6） TN
即水中有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮之和；
7） TP
有機(jī)磷和無機(jī)磷之和；
4. 厭氧
污水生物處理中，沒有溶解氧也沒有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在 0.2mg/L 以下。
5. 缺氧
污水生物處理中，溶解氧不足或沒有溶解氧但有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在 0.2~0.5mg/L 左右。
6. 好氧
污水生物處理中，有溶解氧或兼有硝態(tài)氮的環(huán)境狀態(tài)。溶解氧在 2.0mg/L 以上。
7. 曝氣
指將空氣中的氧強(qiáng)制向液體中轉(zhuǎn)移的過程，其目的是獲得足夠的溶解氧。 此外，曝氣還有防止池內(nèi)懸浮體下沉，加強(qiáng)池內(nèi)有機(jī)物與微生物及溶解氧接觸的目的 , 從而保證池內(nèi)微生物在有充足溶解氧的條件下，對污水中有機(jī)物的氧化分解。
8. 活性污泥
由 細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物等各種生物和金屬氫氧化物等無機(jī)物所形成的污泥狀的絮凝物。 有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。
9. 活性污泥法
利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除廢水中有機(jī)污染物的一種廢水處理方法。
10. 生物膜法
使廢水 接觸生長在固定支撐物表面上的生物膜 ，利用生物降解或轉(zhuǎn)化廢水中有機(jī)污染物的一種廢水處理方法。
11. 氣浮
氣浮法是在水中通入或產(chǎn)生大量的微細(xì)氣泡，使其附著在懸浮顆粒上，造成密度小于水的狀態(tài)，利用浮力原理使它浮在水面，從而獲得固、液分離的方法。產(chǎn)生微氣泡的方式有曝氣和溶氣等。
12. 混凝
混凝的目的在于 通過向水中投加一些藥劑 （通常稱為混凝劑及助凝劑），使水中難以沉淀的膠體顆粒物能互相聚合，長大至能自然沉淀的程度，這個(gè)方法稱為混凝沉淀。在給水處理和廢水處理中混凝沉淀都是最常用的方法之一。
13. 過濾
在水處理過程中， 過濾一般指以石英砂等粒狀填料層截留水中懸浮物質(zhì) ，從而使水獲得澄清的工藝過程。過濾的主要作用是去除水中的懸浮或膠態(tài)物質(zhì)，特別是能有效去除沉淀技術(shù)不能去除的微小粒子和細(xì)菌等，對 BOD 和 COD 等也有某種程度的去除效果。
14. 沉淀
利用懸浮物和水的密度差，重力沉降作用去除水中懸浮物的過程。
15. 幾種常用藥劑
PAC ：聚合氯化鋁
PAM ：聚丙烯酰胺
純堿： NaCO3
燒堿： NaOH
熟石灰： Ca （ OH ） 2
生石灰： CaO
16. 常用設(shè)備
格柵（人工格柵、機(jī)械格柵）
刮渣機(jī)（刮油、刮渣）
水泵（潛污泵、管道泵等）
風(fēng)機(jī)（羅茨風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)）
填料（彈性填料、組合填料等）
曝氣設(shè)備（曝氣管、曝氣頭等）
氣浮設(shè)備（淺層氣浮、渦凹?xì)飧〉龋?/span>
過濾設(shè)備（一般過濾、超濾、反滲透等）
消毒設(shè)備（ CLO2 消毒、紫外消毒等）
污泥脫水設(shè)備（板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心機(jī)等）
儀器、儀表（ PH 計(jì)、壓力、 DO 、 MLSS 、液位計(jì)、在線監(jiān)測儀等）
2、 廢水來源與特性
1. 廢水的來源
根據(jù)來源不同，廢水可分為 生活污水 和 工業(yè)廢水 兩大類。
1 ）生活污水
生活污水是人們?nèi)粘Ｉ钪信懦龅乃?。它是從住戶、公共設(shè)施 ( 飯店、賓館、影劇院、體育場館、機(jī)關(guān)、學(xué)校和商店等 ) 和工廠的廚房、衛(wèi)生間、浴室和洗衣房等生活設(shè)施中排放的水。這類污水的 水質(zhì)特點(diǎn) 是 含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等，以及氮、磷、等無機(jī)物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物 。
2 ）工業(yè)廢水
在工業(yè)生產(chǎn)過程中所排出的廢水。包括生產(chǎn)工藝廢水、循環(huán)冷卻水沖洗廢水以及綜合廢水。由于各種工業(yè)生產(chǎn)的工藝、原材料、使用設(shè)備的用水條件等的不同，工業(yè)廢水的性質(zhì)千差萬別。
2. 廢水的特性
廢水中的污染物種類大致可如下區(qū)分：固體污染物、有機(jī)污染物、營養(yǎng)性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染等。
為了表征廢水水質(zhì)，規(guī)定了許多水質(zhì)指標(biāo)。
主要有 SS 、 COD 、 BOD 、 pH 、 N 、 P 、油含量、色度、溫度、重金屬、大腸桿菌 等。
1) 固體污染物
固體污染物常用懸浮物（ SS) 和濁度兩個(gè)指標(biāo)來表示。
濁度：水的透明程度的量度。指水溶液中所含顆粒物對光的散射情況。
2) 有機(jī)污染物
主要用生化需氧量 (BOD) 、化學(xué)需氧量 (COD) 等指標(biāo)來描述。
3) 營養(yǎng)性污染物
主要是氮、磷化合物 (NH3-N 、 TP ），引起富營養(yǎng)化
4) 酸堿污染物
主要由工業(yè)廢水排放的酸堿以及酸雨帶來。
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中以 pH 值來反映其含量水平。
3、 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是用水對象 ( 包括飲用和工業(yè)用水對象等 ) 所要求的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達(dá)到的限值?？煞譃?國家標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 等不同等級。
1. 污水排放標(biāo)準(zhǔn)
1 ）國家標(biāo)準(zhǔn)
《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 GB3838-2002
《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB18918-2002 ）
《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB8978-1996 ）
2） 地方標(biāo)準(zhǔn)
3） 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
4、 廢水處理方法
（一）按處理方式分為： 物理處理、化學(xué)處理、生物處理。
1. 物理處理
物理法主要是利用 物理作用 分離廢水中呈 懸浮狀態(tài) 的污染物質(zhì)，在其處理過程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。常用的物理法有 采用格柵、篩網(wǎng)、砂濾 等方法截留各類漂浮物、懸浮物等；利用 沉淀、氣浮等 方法分離比重與水不同的各類污染物質(zhì)；利用離心法分離各類懸浮物質(zhì)等。
2. 化學(xué)處理
化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用，去除污染物或改變污染物的性質(zhì)。它包括 向廢水中投加各類絮凝劑 ，使之與水中的污染物起化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水或難溶于水的化合物，析出沉淀，使廢水得到凈化的化學(xué)沉淀法； 利用中和過程處理 酸性或堿性廢水的中和法； 利用液氯、臭氧等強(qiáng)氧化劑 氧化分解廢水污染物的化學(xué)氧化法； 利用電解的原理 ，在陰陽兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，使水體達(dá)到以凈化的電解法等。
3. 生物處理
生物法也稱為生物化學(xué)法，簡稱為 生化法 。生化處理法是處理污水中應(yīng)用最廣泛且比較有效的一種方法，它是利用自然界中存在的各種 微生物 ，將污水中有機(jī)物分解和向無機(jī)物轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化水質(zhì)、消除其對環(huán)境污染和危害的目的。
（二）按處理程度分主要分為 預(yù)處理，一級處理、二級處理、深度處理 。
1. 預(yù)處理（物理處理）
主要包括溫度調(diào)節(jié)、水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、預(yù)曝氣、隔油等；
格柵機(jī)、刮油刮渣機(jī)、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。
2. 一級處理（物化處理）
主要去除廢水中懸浮固體和漂浮物質(zhì)，同時(shí)還通過中和或均衡等預(yù)頂處理對廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)。
主要采用物化處理，中和、混凝沉淀；
3. 二級處理（生物處理）
主要去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)。
好氧 ：主要采用生化處理，包括活性污泥法和生物膜法。
厭氧 ：厭氧接觸工藝、厭氧生物轉(zhuǎn)盤、厭氧流化床等。
其他
高級氧化技術(shù)：光催化氧化技術(shù)、濕式氧化技術(shù)、微波技術(shù)
土地處理技術(shù)：植物修復(fù)法、人工濕地
新技術(shù)：磁分離技術(shù)、固定化微生物法等
1） 活性污泥法
例如 傳統(tǒng)活性污泥法、 A/O 、 A2/O 、 SBR 、 CASS 、氧化溝 等。
傳統(tǒng)活性污泥法
A/O 工藝：用于脫氮，工藝如下：
A/O 工藝：用于除磷，工藝如下：
④ A2/O （脫氮除磷），工藝如下：
SBR
SBR 是 間歇式活性污泥法 的簡稱，是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。
CASS
CASS （循環(huán)式活性污泥法）是將序批式活性污泥法（ SBR ）的反應(yīng)池沿長度方向分為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后部為主反應(yīng)區(qū)。在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的潷水裝置，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行，集曝氣沉淀、排水于一體。
氧化溝
傳統(tǒng)活性污泥法污水處理技術(shù)的改良，外形呈封閉環(huán)狀溝，其特點(diǎn)是混合液在溝內(nèi)不中斷地循環(huán)流動(dòng)，形成厭氧、缺氧和好氧段，且將傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣改為表面機(jī)械曝氣。
2） 生物膜法
例如 生物接觸氧化法、生物濾池、 BAF 、生物流化床、 MBR 、生物轉(zhuǎn)盤 等。
原理 ：含有營養(yǎng)物質(zhì)和接種微生物的污水在填料的表面流動(dòng)，一定時(shí)間后，微生物會附著在填料表面而增殖和生長，形成一層薄的生物膜。
接觸氧化法
接觸氧化法是一種兼有活性污泥法和生物膜法特點(diǎn)的一種新的廢水生化處理法。這種方法的主要設(shè)備是生物接觸氧化濾池。在不透氣的曝氣池中裝有焦炭、礫石、塑料蜂窩等填料，填料被水浸沒，用鼓風(fēng)機(jī)在填料底部曝氣充氧 , 這種方式稱謂鼓風(fēng)曝氣裝置；空氣能自下而上，夾帶待處理的廢水，自由通過濾料部分到達(dá)地面，空氣逸走后，廢水則在濾料間格自上向下返回池底?；钚晕勰喔皆谔盍媳砻?，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈攪動(dòng)，不斷更新，從而提高了凈化效果。
MBR 膜生物反應(yīng)器
MBR 又稱膜生物反應(yīng)器（ Membrane Bio-Reactor ） , 是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。
4. 深度處理（物化處理）
一級、二級處理的基礎(chǔ)上，對難降解的有機(jī)物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)進(jìn)一步處理。
主要包括過濾、消毒等，砂濾、活性炭過濾、精密過濾器、離子交換、反滲透膜、超濾、二氧化氯消毒、次氯酸鈉消毒、紫外消毒、臭氧消毒等。
5、 廢水項(xiàng)目資料收集
1 工程規(guī)模
1 ） 設(shè)計(jì)規(guī)模
依據(jù) 新疆科賽德薯業(yè)有限責(zé)任公司 提供，該項(xiàng)目廢水主要是 淀粉生產(chǎn)廢水 ，項(xiàng)目 廢水排水量 約為 150m3/h ，即日排放量為 3600m3/d 。
2 ） 進(jìn)水水質(zhì)
表 3-1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)
水質(zhì)指標(biāo) | CODcr mg/L | BOD 5 mg/L | SS mg/L | TN mg/L | pH （無量綱） |
數(shù)據(jù) | |||||
3 ） 出水水質(zhì)
處理后的廢水各污染因子均滿足 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（ GB8978-2015 ）表 1 中二級標(biāo)準(zhǔn) 要求。
表 3-2 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表 4 中二級標(biāo)準(zhǔn)要求
水質(zhì)指標(biāo) | CODcr mg/L | BOD 5 mg/L | SS mg/L | 氨氮 mg/L | pH （無量綱） |
數(shù)據(jù) | 100 | 20 | 70 | 15 | 6.0~9.0 |
2 工程類型
1） 改造項(xiàng)目
2） 新建項(xiàng)目
6、 各類廢水常用處理工藝
1 生活污水
這類污水的水質(zhì)特點(diǎn)是含有較高的有機(jī)物，如淀粉、蛋白質(zhì)、油脂等，以及氮、磷、等無機(jī)物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物。
主體工藝：接觸氧化， SBR ， AO ， A2O ，氧化溝工藝等，后面可接消毒、人工濕地、微濾等。
2 食品廢水
食品工業(yè)原料廣泛，制品種類繁多，排出廢水的水量、水質(zhì)差異很大。廢水中主要污染物有：
(1) 漂浮在廢水中固體物質(zhì)，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等；
(2) 懸浮在廢水中的物質(zhì)有油脂、蛋白質(zhì)、淀粉、膠體物質(zhì)等；
(3) 溶解在廢水中的酸、堿、鹽、糖類等：
(4) 原料夾帶的泥砂及其他有機(jī)物等；
(5) 致病菌毒等。
食品工業(yè)廢水的特點(diǎn)是有機(jī)物質(zhì)和懸浮物含量高，易腐敗，一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養(yǎng)化，以致引起水生動(dòng)物和魚類死亡，促使水底沉積的有機(jī)物產(chǎn)生臭味，惡化水質(zhì)，污染環(huán)境。
主體工藝：行業(yè)不同，處理工藝不同
氧化溝、穩(wěn)定塘、 SBR 、 UASB 、 CASS 、生物接觸氧化工藝。
3 屠宰廢水
具有水量大、排水不均勻、濃度高、雜質(zhì)和懸浮物多、可生化性好等特點(diǎn)。同時(shí)，相對于其他高濃度有機(jī)廢水的最大不同在于它的 NH3-N 濃度較高 ( 約 120mg/l) 。
隔油 + 水解酸化 +CASS+ 消毒
氣浮 +UASB/AF+SBR + 消毒
氣浮 + 二級接觸氧化
4 番茄廢水
主要以新鮮番茄為原料生產(chǎn)蕃茄制品。生產(chǎn)期由番茄成熟期所決定，一般生產(chǎn)時(shí)間范圍在每年 8 月至 10 月， 污水期短而集中。污水中污染物主要為：多糖、蔗糖、葡萄糖、果膠和纖維素等有機(jī)物，且污染物濃度隨時(shí)間是呈線性上升的，而番茄醬廢水的 pH 偏低，其值一般在 5.86~6.95 之間。
厭氧 ABR+ 生物接觸氧化
UASB+ 好氧
厭氧 AF+ 接觸氧化
④ 氣浮 + 厭氧 +CASS
5 垃圾滲濾液
垃圾滲濾液是指來源于垃圾填埋場中垃圾本身含有的水分、進(jìn)入填埋場的雨雪水及其他水分，扣除垃圾、覆 土層 的 飽和持水量 ，并經(jīng)歷垃圾層和覆土層而形成的一種高濃度的有機(jī)廢水。
垃圾滲濾液的性質(zhì)隨著填埋場的運(yùn)行時(shí)間的不同而發(fā)生變化 ，這主要是由填埋場中垃圾的穩(wěn)定化過程所決定的。垃圾填埋場的穩(wěn)定化過程通常分為五個(gè)階段，即初始化調(diào)整階段、過渡階段、酸化階段、甲烷發(fā)酵階段和成熟階段。
UASB+ 兩級 AO+ 膜處理
氨吹脫 + 厭氧 +MBR+ 膜處理
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