污水处理工艺分析.ppt 24页

'污水处理工艺流程及分析项目检测 氮肥废水排放现状氮肥企业作为国家工业发展的一个大行业，其污染物负荷排在化工各行业前面，其中废水排放负荷位居化工行业之首，其中氨氮、氰化物的排放总量在全国各工业行业位居第一位。近几年由于氮肥行业的不断发展，氮肥行业对环境的污染更加严重；据统计，化肥企业的废水排放量约占整个化工企业废水排放量的43％，可见，氮肥企业污染的广度和深度都远远超过其他工业企业。 氮肥生产简单工艺流程 生产中废水种类及特点氮肥生产过程中主要有以下几种废水：造气废水:包括半水煤气洗气箱、洗气塔排放的洗涤水和电除尘的洗涤水。造气废水的特点是水量大，水温高，废水中主要污染物为COD、挥发酚、氰化物、硫化物、NH3一N、油等，是合成氨生产系统的主要废水污染源。若直接外排，不仅造成地表水环境污染，而且将不可避免地带来水资源的浪费。脱硫废水：主要产生于半水煤气夹带和脱硫液再生后熔硫过程中产生的脱硫废液，其杂质多、含有硫泡沫及焦油、沉淀物黏性大、水质差。其主要污染物为碱性物质、盐类、SS、COD等;锅炉废水：为锅炉排污水和用水膜除尘的除尘水，污水中含有Na2CO3、盐类、SS、COD等物质。 废水水质及排放标准废水水质及排放标准《合成氨工业水污染物排放标准》（GB13458-2001）表1 进水水质及排放标准名称排放标准mg/LPH6～9悬浮物200化学需氧量200氨氮60总氰化物1.0挥发酚0.2硫化物1.0石油类10 污水处理方法介绍污水处理流程主要包括：1) 去除粗大颗粒悬（漂）浮物：格栅和筛网；2) 去除大颗粒沉淀物：沉砂池；3) 脱除油脂和漂浮物：除油池、浮选池，带隔油设备的沉淀池或沉砂池；4) 去除细微悬浮物：沉淀池、浮选池、化学絮凝沉淀、砂滤池；5) 去除溶解、半溶解和极细微的有机物以及特殊的无机物：各种生物处理设施、物理处理设施或化学处理设施 氨氮废水处理方法氨氮废水吹脱、汽提法折点氯化法催化湿式氧化法生物脱氮法化学沉淀法化肥厂废水中的主要超标污染物指标为氨氮、硫化物和总氰化物，污水可生化性较差。氨氮引起水体富营养化，如何有效去除化肥工业废水中的氨氮已成当今废水处理中的一个重要问题. 处理方法介绍1、生物脱氮法生物脱氮通常包括生物硝化和生物反硝化。NH4++2O2→NO3-+2H++H2O反硝化就是在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，将NO3-和NO2-还原为N2的过程。其过程的电子供体是各种碳源，若以甲醇作碳源为例，其反应式为：生物硝化是在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。总的反应式为：NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O6NO2-+CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH- 处理方法介绍2、吹脱、汽气提法吹脱、汽提法：将气体通入水中，使气水相互充分接触，使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为吹脱，后者称为汽提。氨吹脱、汽提是一个传质过程，即在碱性情况下，使废水与空气密切接触从而降低废水中氨浓度的过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差。 处理方法介绍3、化学沉淀法化学沉淀法：经研究，沉淀剂最好使用H3PO4和MgO。基本原理：向NH4+废水中投加Mg2+和PO43-，使之和NH4+生成难溶复盐MgNH4PO4·6H2O简称MAP结晶，再通过重力沉淀使MAP从废水中分离。这样可以避免往废水中带入其它有害离子，而且MgO还起到了一定程度的中和的作用，节约了碱的用量。 处理方法介绍4、折点加氯法折点氯化法：投加过量的氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为N2的方法。其反应可表示为NH4++1.5HOCl-→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-当氯气通入废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量最低，而氨的浓度降为零。当Cl2通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此，该点为折点。 5、催化湿式氧化法催化湿式氧化法：催化湿式氧化法是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术。在一定温度、压力条件下,在催化剂作用下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2,N2和H2O等无害物质，从而达到净化废水的目的。处理方法介绍 污水处理分析项目组成一、污水处理中的水质质量控制指标1、什么是BOD5？BOD5即生化需氧量，指在指定的温度和指定的时间段内，微生物在分解、氧化水中有机物过程中所需要的氧的数量。微生物的耗氧分解速度开始很快，约至5天后就能达到完全分解的70%左右，因此在实际操作中常用5天生化需氧量来衡量污水中有机污染物的浓度。压差法，在培养瓶中样品用氧饱和，保证足够的溶解氧，样品中的有机物经过生物氧化作用，转变为氮、碳、硫的氧化物，二氧化碳唯一从水中逸出气体，用氢氧化钠吸收，因此经密封后瓶中空气、压力减少的量，相当于微生物所消耗的溶解氧量，BOD5值，与瓶中样品上方空气压力减少程度成正比，可由空气压力减少值来测定。 污水处理分析项目组成2、什么是CODcr？CODcr即化学需氧量，它是指用强氧化剂氧使被测污水中有机物进行化学氧化时所消耗的氧气量，单位为mg/l。常用的氧化剂为重铬酸钾（K2Cr2O7），CODcr不仅氧化污水中的有机物，而且对部分无机物（如：Fe2+、S2-等）也有氧化作用，另外，污水中Cl-也会消耗一部分氧化剂，因此造成测定时CODcr数值偏高。重铬酸钾法，在强酸（硫酸）溶液中以银盐作催化剂（硫酸银）一定量的重铬酸钾氧化水中的还原物质，过量的重铬酸钾以试铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵溶液回滴。需要指出：城市生活污水的COD一般大于BOD，两者的差值可反映废水中存在难以被微生物降解的有机物。在城市生活污水分析中，常用BOD/COD的比值来分析污水的可生化性，可生化性好的生活污水的BOD/COD>0.3,小于此值的污水应考虑生物技术以外的污水处理技术。 污水处理分析项目组成5、什么是高锰酸钾指数？用高锰酸钾作为氧化剂测得的化学需氧量称为高锰酸钾指数，简写为CODMn或OC,单位为mg/L。高锰酸钾的氧化能力比重铬酸钾要弱，同一水样的CODMn一般都低于其CODcr。CODMn只能表示水中容易氧化的有机物或无机物。所以一般用CODcr作为控制有机物污染的综合指标。但由于CODMn测定简单、迅速。所以，对较清洁的地表水进行污染评价时，仍使用CODMn。 污水处理分析项目组成3、什么是SS？SS即悬浮物，SS包括了漂上水面的漂浮物，多为油脂、木屑、果核等；悬于水中的悬浮物如奶、浮化油等，而沉于底部的沉淀物如砂、泥、石、纸、布、食物质等。SS是将污水过滤，把滞留在过滤材料上的物质，通过烘干、称重测得。另外，还要强调几个关于固体物质的概念：（1）总固体（TS）：TS是指单位体积的水样，在103—105OC蒸发干后，残留物质的重量。（2）溶解性固体（DS）废水经过滤器过滤后即可将TS分成两部分，被过滤器截留的固体称为悬浮固体SS，通过过滤器进入滤液中的固体称为溶解性固体DS。（3）挥发性固体（VS）和非挥发性固体（FS）将水样中的固体物置于马福炉内，于650OC灼烧一小时，固体中的有机物即被气化挥发，此时为挥发性固体VS；残剩的固体即为非挥发性固体FS，后者大体是砂、石、无机盐等类无机组分。需要指出，废水中的TS、SS、DS皆可用这一方法进一步分成VS和FS两部分。 污水处理分析项目组成4、含氮化合物（氨氮、TN、TKN、NOX-N）有机氮：主要指蛋白质和尿素；氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水；总氮TN：一切含氮化合物以N计量的总称；凯式氮TKN:TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。氨氮测定—酸碱滴定法，调节水样PH在6.0～7.4，加入氧化镁使呈微碱性，加热蒸馏，释放出氨被硼酸溶液吸收，以甲基红-亚甲蓝为指示剂，用硫酸标准滴定溶液滴定馏出液中的氨。氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。污水中氮有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮，四者之间通过生物化学作用可以相互转化，测定各种形态含氮化合物，有助于评价水体被污染和自净状况。水中的氨氮是指以游离氨和离子氨形式存在的氮，两者的组成比决定于水的pH值。氨氮含量较高时，消耗水体中溶解氧，促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水花、赤潮，引起鱼类死亡，水质迅速恶化。 污水处理分析项目组成6. 总需氧量（TOD）总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以O2的mg/L表示。用TOD测定仪测定TOD的原理是将一定量水样注入装有铂催化剂的石英燃烧管，通入含已知氧浓度的载气(氮气)作为原料气，则水样中的还原性物质在900℃下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量，便可求得水样的总需氧量值。TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成CO2、H2O、NO2、SO2等所需要的氧量。它比BOD、COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。 污水处理分析项目组成7.含磷化合物（TP等）无机磷：磷酸盐包括正磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐；聚合磷酸盐：焦磷酸盐、三磷酸盐、三磷酸氢盐总磷TP：一切含磷化合物以P计量的总称；正磷酸盐-分光光度法，酸性条件下，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑钾，生成磷钼杂多酸，被抗坏血酸还原为磷钼蓝，于710nm处测定。磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素，磷主要来自人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。磷促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，水质迅速恶化，危害水产资源 污水处理分析项目组成8.挥发酚挥发酚：根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。常根据酚的沸点、挥发性和能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。通常认为沸点在230℃以下为挥发酚，一般为一元酚；沸点在230℃以上为不挥发酚。苯酚、甲酚、二甲酚均为挥发酚，二元酚、多元酚属不挥发酚。酚类为原生质毒，属高毒物质,人体摄入一定量会出现急性中毒症状; 污水处理分析项目组成8.挥发酚挥发酚：根据酚类能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。常根据酚的沸点、挥发性和能否与水蒸气一起蒸出，分为挥发酚和不挥发酚。通常认为沸点在230℃以下为挥发酚，一般为一元酚；沸点在230℃以上为不挥发酚。苯酚、甲酚、二甲酚均为挥发酚，二元酚、多元酚属不挥发酚。测定方法：分光光度法，酚类化合物于PH=10的介质，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应，生成橙红色的安替比林染料，其水溶液在510nm波长处测定。酚类为原生质毒，属高毒物质,人体摄入一定量会出现急性中毒症状; 污水处理分析项目组成9.氰化物水中氰化物分为简单氰化物和络合氰化物，存在CN及HCN，属于剧毒物质。测定方法：硝酸银滴定法，水样中加入磷酸和EDTA，在PH<2条件下，利用金属离子与EDTA络合能力比氰离子强的特点使络合氰化物解离出氰离子，以氰化氢形式蒸馏出来，经氢氧化钠吸收，用硝酸银标准液滴定，过量的银离子与试银灵指示剂反应，溶液由黄色变为橙红色，即为终点。 分析单位换算ppm ——part per million，即百万分之一，是一个无量纲量，如果相知道ppm是何种含义，还需了解是体积比还是质量比或重量比。1ppm=1000ppb、1ppb=1000ppt1ppm=10-6=一百万分之一1ppb=10-9=十亿分之一1ppt=10-12=万亿分之一1、质量浓度：ppm即：mg/L（毫克/升）、ppb即：ug/L（微克/升）ppt即：ng/L（纳克/升）2、体积浓度 体积浓度是用每立方米的大气中含有污染物的体积数（立方厘米）或（ml/m3）来表示。常用的表示方法是ppm，即1ppm=1立方厘米/立方米=10-6。3、重量比：1ppm=1mg/kg、1ppb=1ug/kg 课后习题1、氮肥厂污水处理主要处理物是（氨氮）。2、SS代表（悬浮物），TS代表（总固体），DS代表（溶解性固体），VS代表（挥发性固体），FS代表（非挥发性固体）。3、污水中氮有哪4种（有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）。4、1ppm=10（-6）=（1mg/L）质量浓度=（1立方厘米/立方米）体积浓度'