污水处理基础知识.ppt

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1、第一章 总 论1.1.常用术语常用术语1.1 污水 人类在生活和生产活动中，要使用大量的水。水在使用过程中会受到不同程度的污染，被污染的水称为污水。污水也包括降水。 按照来源不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水三类。 生活污水是人类日常生活中用过的水，包括厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出的水，来自住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂中生活间，生活污水含有较多的有机物如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物和氨氮等，还含有肥皂和洗涤剂以及病原微生物菌、寄生虫卵等。这类污水需经处理后才能排入水体、灌溉农田或再利用。 工业废水在工业生产中排出的污水，来自车间和矿场。由于生产类别、工艺过程和使用

2、原材料不同，工业废水的水质繁杂多样。其中如冷却水，只受轻度污染或只是水温增高，稍做处理即可回用，它们被称为生产废水。而使用过程中受到较严重污染的水，其中大多有危害性，如含有大量有机物的；含氰化物、汞、铅、铬等有毒物质的；含合成有机化学物质的；含放射性物质的等等。另外也有物理性状十分恶劣如有臭味、有色、产生泡沫等。这些称为生产污水，大多需经适当处理后才能排放或回用。生产污水中所含有毒有害物质往往是宝贵的原料，应尽量回收利用。 降水是指在地面上流泄的雨水、冰雪融化水。这类水虽然较清洁，但径流量大，若不及时排除，会造成对人类生活、生产的巨大影响。降水一般不需处理，可直接排入水体，但初降的雨水可携带大

3、量地面上、屋顶上积存的污染物，并可能带有工厂排放出的有毒有害粉尘，污染程度较重的也要经过处理后排放。1.2 城市污水 城市污水是指排入城市排水管道中的生活污水和城镇生活区的工业污水，实际上是混合污水，这种污水随各种污水的混合比例和工业污水中污染物质的特殊而异，这类污水也需经处理后才能排放。城市污水组成如下（一）城市污水组成 家庭污水（粪便、杂用污水） 生活污水 公共污水（公共场所污水）城市污水 医院污水（经消毒予处理） 工业废水（经予处理.去除重金属等） 初雨径流1.3 生物化学需氧量（BOD） 生化需氧量是指在温度、时间都一定的条件下，微生物在分解、氧化水中有机物的过程中，所消耗的游离氧数量

4、，单位为mgL或kg/m3。有机物生物降解的过程，可分为两个阶段。第一阶段，有机物在好氧微生物作用下被降解，转化为CO2、H2O和NH3，在自然条件下，一般1020天可以完成。第二阶段是NH3转化为硝酸盐的硝化反应，大约需百日可以完成。在第一阶段完成后，已不影响环境卫生，因此，水体只要保 持第一阶段需要的氧，就可达到卫生要求。测定第一阶段污水降解的需氧量，需要20天，时间太长，一般都以五日为测定生化需氧量的标准，写为BOD5。而以第一阶段所需20天时间，近似地认为是全生化需氧量，写为BODu或BOD20。，生活污水的BOD5约为BODu的70，工业废水差别极大，应实地测定BOD5值。1.4 化

5、学需氧量（COD） COD是污水水质的重要指标之一。污水中某些有机污染物不具备被微生物降解的条件，无法用生化需氧量测定，可以用化学需氧量指标测定。 用强氧化剂重铬酸钾在酸性条件下，把有机物氧化为H2O和CO2，此时所测定的耗氧量即为化学需氧量，写为COD。与生化需氧量比较，测定需时短，不受水质限制。1.5 总有机碳（TOC） TOC是目前在国内、外开始广泛使用的表示污水被有机物污染的综合指标。它所显示的数值是污水中有机物的总含碳量。1.6 1.6 总需氧量（总需氧量（TODTOD） 由于有机物主要组成元素是C、H、O、N、S等，当被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量称

6、为总需氧量TOD。1.7 1.7 溶解氧（溶解氧（DODO） 溶解于水中的分子氧。一般以每升水所含氧的毫克数表示。水中溶解氧饱和含量与水温、大气压力和水的化学组成有密切关系。在一个大气压条件下，0的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14.62mgL，在20时则为9.17mgL。海水中溶解氧含量约为淡水的80%。溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的物质。溶解氧低于 4 mgL时，鱼类则难以生存。当水源被有机物污染后，由于好氧菌氧化有机物，从而 消耗了水中的溶解氧，如果不能从空气中及时补充消耗的氧，则水中溶解氧不断减少，甚至接近于零。此时厌氧菌就会大量繁殖，使有机物腐败，水产生臭气。在静止的水中

7、，水面的氧靠扩散作用进入水层，因此，湖、塘水溶解氧含量与深度成反比。在流动的水中，湍流使氧迅速进入水中，湍流越大，氧溶解于水中的速度越快。1.8 1.8 污水中的固体废物污水中的固体废物 固体废物的组成包括有机性物质（又称为挥发性固体，习惯简写为（VS）和无机性固体。固体物质又可分为悬浮固体（SS）和溶解固体两类，二者在组成上又都包括着挥发性和固体两种。 悬浮固体（SS）是污水的重要污染指标。它包括水面的漂浮物和水中的悬浮物以及沉于底部的可沉物。悬浮固体要通过过滤法测定，滤后截留在滤纸或滤布的物质即悬浮固体。可沉物是能够通过沉淀加以分离的固体物质。可沉物用沉淀筒或量筒测定，沉淀时间取1-2小时

8、。几乎所有污水都含有可沉物，成分复杂。主要以有机物性质形成的可沉物称为污泥，主要是无机性物质的称为沉渣。1.9 PHPH值值 一般来说，酸性污水是PH值小于6的污水，碱性污水是PH大于9的污水。酸碱污水进入污水处理厂后，会导致活性污泥中的微生物生长受抑制，直接影响二级出水水质。酸性水还会对输送管道、设备、构筑物等均有腐蚀作用。 水的酸度是指水中所含有的能与强碱发生中和作用的物质的量。这些物质归纳起来有以下三类：第一类是能全部离解出H+的强酸，如：HCI、H2SO4等；第二类是强酸弱碱组成的盐类，如NH4CI、FeSO4等；第三类是弱酸，如：H2CO3，H2SiO3等。 酸度是用强碱的标准溶液（

9、如 0.lmolL NaOH）滴定所测得。滴定时用甲基橙作指示剂测得的酸度称甲基橙酸度，只包括第一类和第二类强酸酸度：用酚酞作指示剂测得的酸度是上述三类酸度的总和，称为总酸度，也称酚酞酸度。 天然水中由于含有碳酸盐或重碳酸盐等，而使水呈碱性，故一般天然水中不含强酸酸度。当有酸度存在时，即表示水可能被酸污染。1.10 水体自净水体自净 受污染的水体在经过一段时间后，由于物理、化学和生物的作用，水中污染物浓度降低，水体恢复到污染前的状态，称为水体自净。水体自净包括沉淀、稀释、混合等物理过程、氧化还原、分解化合、吸附凝聚等物理化学过程和生物化学过程。各种过程相互影响，同时发生并相互交织进行。1.11

10、 1.11 富营养化富营养化 在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖；水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，先变为沼泽，再变为陆地。不过这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起水体富营养化现象，可以在短时期内出现。 水体出现富营养化现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，在海中则叫赤潮。 天然水体中磷

11、和氨（特别是磷）的含量在一定程度上是浮游生物数量的控制因素。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质 增多，促使自养型生物旺盛生长，某些藻类的个体数量迅速增加，而藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把生物所 需

12、的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。藻类既然源源不断地得到营养物质，一代一代繁殖下去，死亡的藻类残体沉人水底，一代一代堆积，湖泊就逐渐变浅，直至成为沼泽。水体中氮含量超过0.20.3mgL，磷含量大于0.010.02 mgL，生化需氧量大于 10mgL，PH值 79的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10 mgL时发即认为此水体已为富营养化水体。 富营养化造成水的透明度降低，阳光就难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放，而表层水面植物的光合作用，可能

13、造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物（主要是鱼类）有害，造成鱼类大量死亡。富营养化水体中底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体，以及一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。富营养化水中含有亚硝酸盐和硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，会中毒致病。1.12 MLSS1.12 MLSS混合液悬浮固体混合液悬浮固体 它表示1升混合液中活性污泥的毫克数（mg/L）。即每升混合液中所含干污泥（包括有机物和无机物）的总重量。通称污泥浓度。焦化污水生化处理池中的MLSS一般在2g/L以上，它与进水负荷密切相关，有机负荷愈高，则MLSS值愈大。若采用强化处

14、理手段，其MLSS值将大幅度增加。1.13 MLVSS- MLVSS-混合液挥发性悬浮固体混合液挥发性悬浮固体 通常以污泥中有机物的含量来近似地代表活性污泥中的微生物量。MLVSS即为污泥中的有机部分，可以认为：MLSS灰分=MLVSS。在讨论活性污泥的沉降性能时，在评价活性污泥的活性和有效性时，MLVSS具有重要意义。1.14 SV-污泥体积污泥体积 将曝气池混合均匀的混合液（一般取100mL）静置30分钟后，沉降污泥所占体积用所占混合液体积的百分数（%）表示。 污泥体积SV与污泥浓度MLSS一起显示出污泥指数SVI，是生化处理装置操作管理的重要控制参数之一。通过SV值的大小和测定过程中污泥

15、是否上浮、是否是大絮凝沉降、污泥与上澄液之间是否有明显的分界面等现象来判断污泥的质量和生化处理操作是否正常。 1.15 SVI-1.15 SVI-污泥体积指数污泥体积指数 指曝气池固体混合液经30分钟沉淀后，1g污泥固体所占污泥层的体积（以mL计）。 1L混合液沉淀30min后的污泥体积SVI= 混合液污泥浓度 在实际生产中，常取100mL混合液进行测定，则污泥体积指数为： 沉降30min后污泥体积*10 SVI= 混合液污泥浓度 SVI偏高，说明污泥可能过氧化，此时污泥细碎、松散、体积大，在二次沉定池中难以沉降。预示着活性污泥有大量流失的可能，出水水质将会恶化，习惯上把这种现象称为污泥膨胀。

16、SVI过低，说明污泥中的无机杂质多（灰分多）、密实，此时沉降体积小，污泥缺乏活性，对污染物的生物降解能力差。一般情况下，SVI200时，沉降性不好，易膨胀。1.16 污泥膨胀污泥膨胀 在活性污泥通过自然沉降进行分离时，其压缩性下降，沉淀性能恶化，称为污泥膨胀。其结果造成大量活性污泥在二次沉淀池随出水流失，使出水水质恶化，致使污水处理不能进行下去。造成污泥膨胀的原因有如下3点。（1）丝状菌大量繁殖而产生膨胀。丝状菌的优势增殖妨碍了污泥的压缩。典型的丝状菌是球衣细菌属。此外，芽胞杆菌属、贝氏硫细菌属、枝丝细菌层等的存在也能使污泥产生膨胀现象。但对于焦化污水由于含氮较高而很少发生丝状菌的增殖。(2) 进水负荷很低，而搅拌强度过大。此时，由于污泥的过氧化而变得细碎，最终解体，使上澄液十分混浊。(3) 由厌氧发酵使污泥的比重减小而造成污泥膨胀。在构筑物的死角，污泥厌氧分解产生H2S和CO2，过度搅拌和脱氮产生的气泡等都是携带污泥上浮的因素。1.17 1.17 污泥的泥龄污泥的泥龄 活性污泥混合液悬浮物新老（旧）交替时间长短的参数。可按下式计算： 混合液浓度*氧化沟溶积污泥泥龄（d）= 氧化沟进水