工业废水处理工业废水处理理论

工业废水处理工业废水处理理论第1页/共50页全国COD排放总量（万吨）

年份总量工业废水生活污水19952233.21622.9（72.7%）610.3（27.3%）199717571073（61.1%）684（38.9%）19981499806（53.8%）693（46.2%）19991389692（49.8%）697（50.2%）20001445704.5（48.8%）740.5（51.2%）第2页/共50页我国在60年代开始污染治理，到90年代已经修建了3万多套工业废水处理设施。但未能充分发挥效益。原因：（1）技术：由于设计和技术原因，导致处理效率低下，也缺少工业废水处理设计规范、严格的设计审核制度和资格审查制度，运行和维修存在困难。（2）管理：主管部门对工业废水处理设施缺乏了解：企业废水处理设施未纳入企业管理计划；基层环保人员业务能力和管理水平上层次低。（3）设备方面：环保设备厂技术弱，材料质量不过关，售后服务差，一旦设备损坏就放置。（4）污泥处理和处置：工业处理设施中有10%的污泥，易造成二次污染。第3页/共50页第十章工业废水处理理论第4页/共50页一、工业废水（IndustrialWastewater）的含义和分类

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定义：指工业企业各行业生产过程中产生和排放的废水。

包括：生产污水、生活污水和冷却水三大类。第6页/共50页

工业废水的分类工业生产过程中产生的废水、污水和废液．其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物以及生产过程中产生的污染物。1.按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类:含无机污染物为主的无机废水.电镀废水和矿物加工过程的废水是无机废水．含有机污染物为主的有机废水。食品或石油加工过程的废水是有机废水。2.按工业企业的产品和加工对象可分:造纸废水、纺织废水、制革废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等。3.按废水中所含污染物的主要成分可分为：酸性废水、碱性废水、含酚废水、含铬废水、含有机磷废水和放射性废水等。第7页/共50页4.从废水处理的难易度和废水的危害性出发，将废水中主要污染物归纳为三类：第一类为易处理、危害小的废水，主要来自冷却水，冷却水可以回用；第二类为常规污染物，即无明显毒性而又易于生物降解的物质，包括生物可降解的有机物，可作为生物营养素的化合物等；第三类为有毒污染物，即含有毒性而又不易生物降解的物质，包括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。第8页/共50页一种工业可以排出几种不同性质的废水，而一种废水又会有不同的污染物和不同的污染效应。例如染料工厂既排出酸性废水，又排出碱性废水。纺织印染废水，由于织物和染料的不同，其中的污染物和污染效应就会有很大差别。即便是一套生产装置排出的废水，也可能同时含有几种污染物。如炼油厂的蒸馏、裂化、焦化、叠合等装置的塔顶油品蒸气凝结水中，含有酚、油、硫化物。在不同的工业企业，虽然产品、原料和加工过程截然不同，也可能排出性质类似的废水。如炼油厂、化工厂和炼焦煤气厂等，可能均有含油、含酚废水排出。第9页/共50页

二、工业废水造成环境污染的种类第10页/共50页1.含无毒物质的有机废水和无机废水的污染；第11页/共50页2.含有毒物质的有机废水和无机废水的污染；第12页/共50页3.含有大量不溶性悬浮物废水的污染；

第13页/共50页第14页/共50页原油泄露4.含油废水产生的污染；（美国石油钻井）

第15页/共50页5.含高浊度和高色度废水产生的污染；第16页/共50页6.酸性和碱性废水产生的污染；7.含有多种污染物质废水产生的污染；第17页/共50页8.含有氮、磷等工业废水产生的污染。第18页/共50页（三）造成水体污染的水质指标物理因素：总固体含量（TotalSolids）[悬浮性固体（SuspendedSolid）+可溶性固体（SolubleSolid）]；温度（temperature）；色度（color）。化学因素：化学需氧量（ChemicalOxygenDemand——COD）；总需氧量（TotalOxygenDemand——TOD）；总有机碳（TotalOrganicCarbon——TOC）；生化需氧量（Bio-chemicalOxygenDemand——BOD）；ph（Hydrogen-ionConcentration）值；氮的化合物（NitrogenCompound）；磷的化合物（PhosphateCompound）；硫化合物（SulfurCompound）；其他有毒有害的无机化合物；气体。生理或生物因素：臭气（Odor）；微生物（Microorganism）。第19页/共50页三、工业废水污染源调查第20页/共50页（一）控制工业废水污染源的基本途径1、减少废水排放量（1）废水进行分流（2）节约用水（3）改革生产工艺（4）避免间断排出工业废水2、降低废水污染物的浓度（1）改革生产工艺，尽量采用不生产污染物的工艺（2）改进装置的结构和性能（3）废水进行分流（4）废水进行均和（5）回收有用物质（6）排出系统的控制第21页/共50页化粪池里掏秽物提炼金粉铁铲刮取铁球滚压纱布过滤药水沉淀有人每年出14万承包清理一栋大楼的化粪池，从下水道清理的一车烂泥可以卖5000元，从厕所里掏出一车臭手纸可以卖2000元……

第22页/共50页2，国外水污染控制对策（1）采用无害化生产工艺，不排或少排废水；（2）推广水的重复利用技术；（3）研究开发水处理新工艺、设备、材料；（4）重视污泥的处理、处置与利用；（5）重视水资源评价；（6）水污染防治由点源走向区域；（7）水污染监测精确化、快速、连续、自动。第23页/共50页（二）污染源调查1、现场调查（1）查明工厂在正常和高负荷操作条件下的水平衡状况；（2）记下所有用水工序，并编制每个工序的水平衡明细表；（3）从各排水工序和总排水口取水样进行水质分析；（4）确定排放标准2、资料分析，应明确事项（1）能否通过改进工艺或设备减少废水量和降低浓度；（2）有无回收有用物质的可能性；（3）有无可能将需处理废水和不需处理就可排放或利用的废水进行分流第24页/共50页四、废水的排放标准第25页/共50页1、国家标准《污水综合排放标准》（GB8978-1996)2、部级标准《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86)3、国家标准《农田灌溉水质标准》（GB5084-92)第26页/共50页（1）国家标准：《污水综合排放标准》GB8978-1996（IntegratedWastewaterDischargeStandard）

适用范围：适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。按照国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则，除以下的工业水外，其他水污染物排放均执行本标准。新增国家行业水污染物排放标准的行业，按其适用范围执行相应的国家水污染物行业标准，不再执行本标准。

第27页/共50页除以下专项标准外：造纸工业《造纸工业水污染物排放标准》GB3544-92船舶执行《船舶污染物排放标准》GB3552-83船舶工业《船舶工业污染物排放标准》GB4286-84海洋石油开发《海洋石油开发工业含油污水排放标准》GB4914-85肉类加工工业《肉类加工工业水污染物排放标准》GB13457-92合成氨工业《合成氨工业水污染物排放标准》GB13458-92钢铁工业《钢铁工业水污染物排放标准》GB13456-92航天推进剂使用《航天推进剂水污染物排放标准》GB14374-93磷肥工业《磷肥工业水污染物排放标准》GB15580-95烧碱、聚氯乙烯工业《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》GB15581-95第28页/共50页污染物其性质与控制方式分为：第一类污染物：指总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并（）芘、总铍、总银、总放射性和放射性等毒性大、影响长远的有毒物质。第二类污染物：指pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类等。（2）部级标准《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86）。标准规定如下：

A、严禁排入腐蚀下水道设施的污水；

B、严禁向城市下水道倾倒垃圾、积雪、粪便、工业废渣和排放易于凝集堵塞下水道的物质；第29页/共50页

C、严禁向城市下水道排放剧毒物质（氰化物）、易燃、易爆物质（汽油、醚类等）和有害气体；

D、医疗卫生、生物制品、科学研究、肉类加工等含有病原体的污水，必须经过严格消毒处理，除遵守本标准外，还必须按有关专业标准执行；

E、放射性污水向城市下水道排放，除遵守本标准外，还必须按《放射防护规定（内部执行）》（GBJ8-74）执行；

F、水质超过本标准的污水，不得用稀释法降低其浓度，排入城市下水道。第30页/共50页（3）国家标准《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）

适用范围：适用于全国以地面水、地下水和处理后的城市污水及与城市污水水质相近的工业废水作为水源的农田灌溉用水，不适用于医药、生物制品、化学试剂、农药、石油炼制、焦化和有机化工等处理后的废水进行灌溉。废水排入渔业水体时应符合《渔业水质标准》（试行1979-03发布）；废水排入海洋时应符合《海水水质标准》（GB3097-83）。第31页/共50页

五、工业废水处理方法概述第32页/共50页1工业废水的物理处理

（PhysicalTreatment）定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法；操作单元（OperatingUnits）：调节（Adjust）离心分离（CentrifugalSeparation）除油（OilElimination）过滤（Filtration）等。废水经过物理处理过程后并没有改变污染物的化学本性，而仅使污染物和水分离。第33页/共50页2工业废水的化学处理（ChemicalTreatment）定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。操作单元（OperatingUnits）中和（Neutralization）化学沉淀（ChemicalPrecipitation）药剂氧化还原（ChemicalOxidationReduction）臭氧氧化(OzoneOxidation)电解(Electrolysis)光氧化法(Photo-Oxidation)等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。第34页/共50页3工业废水的物理化学处理（Physic-chemicalTreatment）定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。操作单元（OperatingUnits）混凝（Coagulation）气浮（Floatation）吸附(Adsorption)离子交换(IonExchange)电渗析(Electro-dialysis)扩散渗析(DiffusionDialysis)反渗透(ReverseOsmosis)超滤(UltraFiltrate)等。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。第35页/共50页4工业废水的生物处理（BiologicalTreatment）定义：是利用微生物的代谢作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。操作单元（OperatingUnits）：好氧生物处理(AerobicBiologicalTreatment)厌氧生物处理(AnaerobicBiologicalTreatment).生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。第36页/共50页各种污染物处理技术的基本方法表

项目方法悬浮物溶解的无机物溶解的有机物微生物物理法筛滤法、自然沉降、自然上浮、粒状介质过滤、超滤、微滤、混凝气浮、混凝沉降电渗析、反渗透、曝气、萃取、离子交换、吸附萃取、活性炭吸附超过滤化学法酸碱中和、氧化还原湿式氧化、曝气、氧化、焚烧加氧、加氯生化法甲烷消化法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、污水灌溉生物硝化、生物反硝化甲烷发酵法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、污水灌溉第37页/共50页5废水处理方法的选择5.1污染物在废水中存在状态悬浮物——粒径1~100μm——沉淀、过滤等；胶体和溶解物——胶体粒径1nm~100μm，溶解物粒径小于1nm——利用特殊的物质使之凝聚或通过化学反应使其粒径增大到悬浮物的程度，或利用微生物或特殊的膜等将其分解或分离。5.2废水处理工艺流程设计预处理（一级处理）+二级处理+三级处理的组合。第38页/共50页预处理的目的：将废水中对微生物有抑制、有毒害作用的有机物尽可能地削减、去除或转化为对微生物无害或有利的有机物，以保证生化池中微生物能正常工作。在预处理过程中削减COD负荷，以减轻生化池的运行负担。生化处理后的深度处理一般是针对生化出水中的污染物达不到国家规定的排放标准而设计的，以确保处理出水达标排放。第39页/共50页（3）废水处理方法的确定可参考已有的相同工厂的工艺流程确定。若无资料可参考时，可通过试验确定。¤

有机废水

Ⅰ.含悬浮物时，用滤纸过滤，测定滤液的BOD5、COD。若滤液中的BOD5、COD均在要求值以下，则可采用物理处理方法，在悬浮物的去除同时，也能将BOD5、COD一道去除。

Ⅱ.若滤液中的BOD5、COD高于要求值，则需考虑采用生物处理方法。进行生物处理试验时，确定能否将BOD5、COD同时去除。

Ⅲ.若经生物处理后COD不能降低到排放标准时，就要考虑采用深度处理。第40页/共50页¤

无机废水

Ⅰ.含悬浮物时，需进行沉淀试验，若在常规的静置时间内达到排放标准时，则可采用自然沉淀法。

Ⅱ.若在规定的静置时间内答不到要求值时，则需进行混凝沉淀试验。

Ⅲ.当悬浮物去除后，废水中仍含有有毒物质时，可考虑采用调节pH值、化学沉淀、氧化还原等化学方法。

Ⅳ.对上述方法仍不能去除的溶解性物质，为了进一步去除，可考虑采用吸附、离子交换等深度处理方法。¤

含油废水首先做静置上浮试验分离浮油，再进行分离乳化油的试验。

第41页/共50页2.现代污水处理程度划分：（1）一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。（2）二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD、COD），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。（3）三级处理，是在一级、二级处理后，进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。第42页/共50页

3，清洁生产与污染预防①污染控制的两种模式：

——终端治理(End-of-pipeControl)

——污染预防(PollutionPrevention)

与清洁生产(CleanerProduction)终端治理

——不小的效果，仍将是一个重要方面

——资源和能源未充分利用

——只能减少排放、不能阻止产生

——污染物转移而不是消除

——耗能耗资、多无附加经济效益

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污染预防与清洁生产

“废物最小化”、“无废工艺”、“零排放”

“绿色化学”、“环境无害化学”、“环境友好设计”等GreenChemistry,EnvironmentalBenignChemistry,EnvironmentalFriendlyTechnology,DesigningChemistryfortheEnvironment,BenignbyDesign----AlternativeSyntheticDesignforPollutionControl90‘初联合国环境署在全球推动清洁生产概念第44页/共50页

②清洁生产

•什么叫清洁生产？

《中国21世纪议程--中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中指出：“所谓清洁生产，是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的实用生产方法和措施，其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，或消灭于生产过程之中。同时对人体和环境无害的绿色产品的生产亦将随着可持续发展进程的深入而日益成为今后产品生产的主导方向。”第45页/共50页联合国环境规划暑的完善后定义为：指将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。因此，清洁生产的含义为：对生产过程：要求节约原材料和能耗，淘汰有毒原材料，减降所有废弃物的数量和毒性；对产品：要求减少从原材料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响：对服务：要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。第46页/共50页

例1，工艺改革：