工业污水处理技术 40页

'工业水处理技术污水处理和循环水系统简介LOGO 第一章我国水资源特点1.人均占有量少淡水总量在全世界占第6位。但人均占有量只有2340m3/人年（以12亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。2.空间分布不均81％的水资源分布在长江流域及其以南东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm3.年内及年际变化大60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差3－6倍（大时）4.许多地区缺水严重三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）在640个城市中，300多个城市缺水。 第二章水污染现状及来源河流变黑鱼类大面积死亡损害农田城市恶臭 一、水污染现状污水处理率低：污水排放排放量接近400亿m3。工业废水处理率约80％，达标排放的只有60％城市污水处理率<15％90％以上的城市水域受到污染，特别严重的水系：三河：淮河、海河、辽河湖泊富营养化严重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江苏）50％左右地下水水质受到污染50％以上的重点城镇饮用水源不符合标准 二、废水水质指标1)物理性质：色度，温度，SS2)化学性质：pH、有机物、溶解性固体、有毒物、N、P有机物：综合指标：BOD、COD、TOD（总需氧量）单项指标3)生物学指标：细菌总数、大肠菌数 三、水污染防止战略对策与保障措施1．加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源2．尽快实现从末端治向源头控制的的战略转移，大力推行清洁生产3．从单纯的点污染源治理转向点源、内源和面源的流域综合综合治理4．切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性战略对策：1.严格以法治水，制定并实施有效的法律、规章、制度2.完善水的管理体系，改变“多龙管水”的现象3.加大水污染治理投资4.采取有利于水污染防治的经济政策保障措施： 四、给水处理的基本方法和常规工艺给水处理的基本方法1．去除水中的悬浮物：混凝、澄清、沉淀、过滤、消毒2．变革水中溶解物质：减少、调整如软化、除盐、水质稳定3．降低水温：冷却4．去除微量有机物常规处理工艺以没有受到污染的地面水源为生活饮用水水源时：原水－混凝－沉淀－过滤－消毒－饮用水工业用除盐水：滤过水－阳离子交换－阴离子交换――除盐水 第二节废水处理（一）基本处理方法1．物理法：沉淀、气浮、筛网2．化学法：处理溶解性物质或胶体中和、吹脱、混凝、消毒3．生物处理方法：好氧、厌氧 第二节废水处理（二）工业废水处理根据水质不同、处理程度工艺而异。一般大多以生物处理为主，但常有前处理（调节、气浮除油、中和）根据需要有后处理：混凝、过滤、活性炭吸附*****重要课题：难降解有机物工业废水的治理技术 一、工业水预处理的基本工艺预处理---混凝絮凝1．凝聚（coagulation）带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和――ζ电位↓――脱稳――凝聚，生长成约d=10μ特点：剧烈搅拌，瞬间完成→→在混合设备中完成2．絮凝（flocculation）高聚合物的吸附架桥脱稳胶粒――生长成大矾花d=0.6-1.2mm特点：需要一定时间，搅拌从强→弱→→在絮凝中设备完成 一、工业水预处理的基本工艺 一、工业水预处理的基本工艺沉淀利用颗粒与水的密度之差，比重>1，下沉比重<1，上浮沉淀工艺简单，应用极为广泛，主要用于去除100um以上的颗粒给水处理――混凝沉淀，高浊预沉废水处理――沉砂池（去除无机物）初沉池（去除悬浮有机物）二沉池（活性污泥与水分离） 二、废水生物处理简介一、废水生物处理的目的和重要性1、废水生物处理的目的废水生物处理的主要目的有以下3点：①絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；②稳定和去除废水中的有机物；③去除营养元素氮和磷。2、废水生物处理的重要性①城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；②废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；③目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；④大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。 二、废水生物处理简介二、微生物在废水生物处理中的作用微生物在废水生物处理中主要有三个作用：①去除溶解性有机物（以COD或BOD5表示）（将其转化成CO2和H2O），去除其它溶解性无机营养元素如N（最终转化为N2气）、P（转化为富含磷的剩余污泥从水中分离出来）等；②絮凝沉淀和降解胶体状固体物（某些难降解颗粒或胶体状有机物，可以通过微生物产生的胞外多聚物等具有絮凝效果的物质发生沉淀，与剩余污泥一同被排出系统；或通过吸附较长期地滞留在系统内而被缓慢降解）；③稳定有机物（某些有毒有害难降解有机物可以被微生物初步分解或部分降解，而减轻毒性作用或得到部分稳定，或最终被完全转化为无机物而得到稳定）。 二、废水生物处理简介三、微生物代谢过程简介1、废水生物处理过程中微生物代谢过程示意图 二、废水生物处理简介三、微生物代谢过程简介2、微生物代谢的基本要素①能源：化学能，或光能——化能营养型、光能营养型；②碳源：有机碳，或无机碳——异养型、自养型；③无机营养元素——又分为宏量元素，如：N、P、S、K、Ca、Mg等，在处理工业废水时，N、P元素与所需要去除的有机污染物之间的营养平衡问题有时会很关键，必要时就需要在进行中投加一定量的N、P；以及微量元素，如Fe、Co、Ni、Mo等，微量元素对于某些特殊的细菌如产甲烷细菌等的生长十分重要，因此在设计和运行厌氧生物反应器时，应给予足够的重视，否则会出现所谓的“微量元素缺乏症”；④特殊有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等）：对于某些特殊细菌，某些特殊的维生素对其生长的影响会很大，因此，在必要时应考虑补充。 第一节好氧生物的处理原理一、好氧生物处理的基本生物过程所谓“好氧”：是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；所谓“厌氧”：是能在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。好氧生物处理过程的生化反应方程式： 第一节好氧生物的处理原理二、影响好氧生物处理的主要因素溶解氧（DO）②水温：③营养物质：④pH值⑤有毒物质（抑制物质）⑥有机负荷率⑦氧化还原电位好氧生物处理过程的生化反应方程式： 第二节厌氧生物的处理原理废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。 第二节厌氧生物的处理原理第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO2和H2等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸菌；这些微生物的特点是：1）生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH等）强。第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2 第二节厌氧生物的处理原理三、厌氧生物处理的影响因素产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段，因此，一般来说，在讨论厌氧生物处理的影响，因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素；主要影响因素有：温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、F/M比、有毒物质等。氨氮：氨氮是厌氧消化的缓冲剂；但浓度过高，则会对厌氧消化过程产生毒害作用；抑制浓度为50~200mg/l，但驯化后，适应能力会得到加强。四、反硝化反应的影响因素①碳源：一是原废水中的有机物，当废水的BOD5/TKN大于3~5时，可认为碳源充足；二是外加碳源，多采用甲醇；②pH值：适宜的pH值是6.5~7.5，pH值高于8或低于6，反硝化速率将大大下降；③溶解氧：反硝化菌适于在缺氧条件下发生反硝化反应，但另一方面，其某些酶系统只有在有氧条件下才能合成，所以反硝化反应宜于在缺氧、好氧交替的条件下进行，溶解氧应控制在0.5mg/l以下；④温度：最适宜温度为20~40°C，低于15°C其反应速率将大为降低。 对比表 第三节序批式间歇反应器（SBR）工艺空气处理水进水时段进水曝气时段沉淀时段排水时段闲置时段空气一、SBR的工作原理在SBR工艺中，主要的反应器只有一个曝气池，在该曝气池中循序完成进水、曝气、沉淀、排水等功能，因此在SBR工艺中反应池内的运行一般可以分为如下的五个工序：①进水；②曝气反应；③沉淀：静止沉淀，效果良好；④排水；⑤闲置 第四节A/O生物处理混凝沉淀后自流进入A/O生化池。A/O生化处理采用活性污泥法，由于进生化系统Cl－浓度在8000mg/l左右，略高于生化允许浓度，因此在生化培菌期间需对活性污泥进行驯化培养，以使其适应氯离子的浓度。A池控制DO0.2-0.5mg/l利用兼氧菌的酸化水解作用破坏环状结构物质提高废水的可生化性，O池控制DO2.0-4.0mg/l利用好氧菌彻底降解可生化物质。同时通过A池投加碳源，O池补充碱度，A/O池实行泥水回流进行生物脱氮确保生化出水氨氮浓度达标。污泥回流剩余污泥原污水曝气池空气沉淀池处理水脱氮池 ChartDocumentsexample12ndQtr3rdQtr4thQtr92%70%50%example2example3example41stQtr 污水处理达标排放的水质指标处理水出水指标：氨氮≤10mg/L；COD≤80mg/L；浊度SS≤70mg/LPH6--9化工生化进水：氨氮≤20mg/L；COD≤3500mg/L大氮肥气化来水：COD≤600mg/l氨氮≤300mg/lPH7--9温度≤40℃PH6--9 第三章、循环冷却水系统简介：循环冷却水（工业冷却水）用于工艺介质，通过水冷器与工艺介质间接换热。在是有化工、电力、冶金的系统冷却水用量占总用水量的85%以上，循环冷却水系统中的冷却水流经水冷器后被工艺介质加热成热水，回到循环冷却塔，（通过风机、冷却塔、冷却池和冷却喷头）与空气直接接触被冷却变为凉水再返回系统循环使用。 第三章、循环冷却水系统简介：冷却塔对回热水的传热方式主要有1.对流传热：当水温与空气温度相差较大，且空气温度较低时，冷水塔主要通过对流传热实现冷却循环水，主要发生在冬季，空气温度较低，对流传热可增加到50%，严寒时可达到70%2.蒸发传热：指不饱和的空气与水接触时会时部分水蒸气被空气带走，同时带走热量，实现循环水的冷却。春、夏、秋三季空气温度较高，因此以蒸发传热为主，尤其到了炎热的夏天，总传热量达到90%以上。 第三章、循环冷却水系统$循环水系统的运行参数关系1.循环水系统的水量平衡为了维持水量的平衡需要向水站投加循环水，投加量的计算:M=E+B+DM-补充水量，B-排污水量，D-冷却塔风吹损失水量，E-蒸发损失水量2.蒸发损失量的计算（E）及浓缩倍率E=（0.1+0.002θ）R∆t/100m3/hE-蒸发损失水量，∆t-冷却塔进出水温差，θ-空气的干球温度，R-循环水量 第三章、循环冷却水系统$循环水系统的运行参数关系在循环冷却水运行时，由于水蒸发浓缩，循环水的含盐量会增加，通过计算浓缩倍数来实现保证设备安全稳定的同时达到节水和节药的目的。3.N=CR/CMN-浓缩倍率，CR–补充水的含盐量CM-循环冷却水的含盐量。循环水在系统的停留时间4.T=V/（B+D）V-循环水系统的系统容积，B-排污水量，D-冷却塔的风吹损失，T-水或药剂的平均停留时间。5.循环水的系统容积一般情况下系统容积小于循环水量的1/3。 第三章、循环冷却水系统几种常见的换热器 第三章、循环冷却水系统几种常见的换热器 第三章、循环冷却水系统几种常见的换热器 第三章、循环冷却水系统几种常见的换热器 循环水系统的两个严重问题：1.污垢沉淀问题一、循环水系统污垢沉淀的危害和控制水垢的危害：不管是硬垢（水垢）还是软垢（污泥），沉积在水冷器上都会影响传热。使得水冷器效率下降，生产的能耗增加，设置产量下降。此外软垢还会促进垢下腐蚀，这种局部性的腐蚀比全面腐蚀危害更大。能垢导致水冷器腐蚀穿孔，特别时微生物黏泥所引起的垢下腐蚀能在短时间内使水冷器泄露。通常认为污泥附着、水垢和腐蚀时危害循环系统的三大问题。也是化学处理需要解决的三大问题。二、水垢的形成和控制：水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶的无机盐组成。去除部分垢离子（离子交换法、石灰软化法、）加酸或通二氧化碳气，减低PH，温度碳酸氢盐加阻垢剂，破坏成垢盐类的结晶生长。（主要机理晶格畸变、络合增溶、凝聚与分散） 循环水两个严重问题：2.金属腐蚀问题1.腐蚀的形成过程 循环水两个严重问题：2.金属腐蚀问题2.冷却水中常见的金属腐蚀类型A.溶解氧腐蚀---碳钢在水中的全面腐蚀B.局部腐蚀—点蚀C.局部腐蚀—缝隙腐蚀及垢下腐蚀D.局部腐蚀—磨损腐蚀与气蚀E.局部腐蚀—应力腐蚀开裂F.微生物腐蚀G.点偶腐蚀 循环水两个严重问题：2.金属腐蚀问题3.腐蚀控制的方法（一）化学处理法—添加缓蚀剂（二）提高循环水系统运行的PH值（三）涂料覆盖法（四）使用耐腐蚀换热器（五）电化学保护法—阴离子保护法 循环水系统的工艺控制指标循环水岗位工艺指标序号类别指标名称单位指标检测周期1C循环水正磷mg/L≤4.0（10-4月）1次／班≤4.5（5-9月）2B循环水总有机磷mg/L4.0－9.01次／班3C循环水浊度PPm≤301次／班4C循环水碱度mmol/L6-121次／班5B循环水Cl-mg/L≤5001次／班6C循环水异养菌数个／mL≤5×105检验计划7C循环水水温℃15--25（10-4月）1次／1小时≤35（5-9月）8C循环水PH7.8-8.81次／班9C循环水总铁mg/L≤2.01次／天10C循环水压力MPa0.42-0.551次／1小时 主要内容就是这些谢谢大家'