Chapter10-工业废水处理概论.ppt

1、8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,1,Section 3 工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,2,主要内容：,工业废水处理概论 Introduction 工业废水的物理处理 Physical Treatment 工业废水的化学处理 Chemical Treatment 工业废水的物理化学处理 Physic-Chemical Treatment 工业废水的生物处理 Biological Treatment,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,3,Chapter 10 工业废水处理概论,10.1 概述 10.1.1 工业废水(Indu

2、strial Wastewater)的含义和分类 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(包括生活污水)和生产废水两大类。,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,4,10.1.1 工业废水的含义和分类,生产污水(Production Sewage)：指在生产过程中所形成的，被有机或无机性生产废料所污染的废水(包括温度过高而造成热污染的工业废水)。 生产废水(Production Wastewater) ：指在生产过程中形成的，但未直接参与生产工艺，只起辅助作用，未被污染物污染或污染很轻的水。(如冷却水),8/15/2020 6:00 PM,水质工程学I

3、I,5,10.1.1 工业废水的含义和分类,生产污水(Production Sewage)：指在生产过程中所形成的，被有机或无机性生产废料所污染的废水(包括温度过高而造成热污染的工业废水)。 生产废水(Production Wastewater) ：指在生产过程中形成的，但未直接参与生产工艺，只起辅助作用，未被污染物污染或污染很轻的水。(如冷却水),8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,6,工业废水的特点 污染物的多样性； 污染物的复杂性； 污染物的行业性； 一些种类的废水具有难除解性； 污染的严重性； 资源性。,10.1.1 工业废水的含义和分类,8/15/2020 6:00

4、PM,水质工程学II,7,工业废水的分类 一般有三种分类方法 按行业的产品加工对象分类； 冶金、造纸、纺织、印染、农药等。 按主要污染物的性质分类； 无机废水(电镀、矿物加工) 有机废水(食品加工) 按主要污染物的成分分类。 酸性、碱性、含酚、含汞、含放射性等,10.1.1 工业废水的含义和分类,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,8,工业废水的分类 按难易处理和毒性分类 易处理、危害性小的废水，如冷却水； 易生物降解无明显毒性的废水； 可采用生物法 难生物降解又有毒性的废水。 如含重金属的废水，含多氯联苯和有机氯农药的废水等,10.1.1 工业废水的含义和分类,8/15/20

5、20 6:00 PM,水质工程学II,9,工业废水对环境的污染 污染的共性几乎所有物质排入水体后都有产生污染的可能性，所以在处理废水不要引入污染物。 污染的个性不同物质的污染作用和环境容量不同。了解主要污染物的污染特性。,10.1.2 工业废水对环境的污染,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,10,造成水体污染的水质指标 物理因素 总固体含量(Total Solids)悬浮性固体(Suspended Solid)+可溶性固体(Soluble Solid) ；温度(temperature)；色度(color) 。 生理或生物因素 臭气(Odor)；微生物(Microorganis

6、m)。,10.1.2 工业废水对环境的污染,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,11,造成水体污染的水质指标 化学因素 化学需氧量(Chemical Oxygen DemandCOD)；总需氧量(Total Oxygen DemandTOD)；总有机碳(Total Organic CarbonTOC)；生化需氧量(Bio-chemical Oxygen DemandBOD)；pH (Hydrogen-ion Concentration)；氮的化合物(Nitrogen Compound)；含磷化合物(Phosphate Compound)；硫化合物(Sulfur Compound

7、)；其他有毒有害的无机化合物；气体。,10.1.2 工业废水对环境的污染,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,12,10.2.1 控制工业废水污染源的基本途径 减少废水排出量 废水进行分流； 节约用水； 改进生产工艺； 避免工业废水的间歇排放。,10.2 工业废水污染源调查,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,13,降低污染物的浓度 改造生产工艺，尽量不产生污染物的工艺； 改进装置的结构和性能； 废水进行分流； 废水进行均和； 回用有用物质，如电镀的回收槽； 排出系统的控制。,10.2.1 控制工业废水污染源的基本途径,8/15/2020 6:00 PM,水质工

8、程学II,14,现场调查 废水量调查平均流量和最大流量，单位：m3/h； 污染物调查记录不同工序排水水量和主要污染物种类，相同工序不同工艺的排水量和主要污染物种类，并水平衡明细表。,10.2.2 污染源调查,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,15,工艺调查了解生产工艺对水质的要求，提出节水降污方案； 取样分析 从各工序取样时要注意更换周期，从总排水口取样时要注意浓度的平均。 主要污染物相同的工序，只对最大浓度和最小浓度的工序进行分析。 只分析难处理水质的工序。 有机物主要分析COD和BOD值。 根据处理工艺的特殊性进行分析。,10.2.2 污染源调查,8/15/2020 6:

9、00 PM,水质工程学II,16,确定排放标准 了解排水去向 资料分析 有机废水要分析其可生化性。 无机废水要分析是否有络合物存在。 废水回用； 无处理排放； 废水分流。,10.2.2 污染源调查,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,17,10.3废水的排放标准,地面水环境质量标准按地面水域使用目的和保护目的分成五类 第类源头水、国家自然保护区。 第类集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,18,第类集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。 第类一般工业用水区及人体非接触的娱乐用水区

10、。 第类农业用水区及一般景观要求水域。,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,19,污水综合排放标准按对人体的健康时效分为两类 类污染物 分类依据在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响。 具体污染物为总汞、烷基汞、总隔、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并(a)芘、总铍、总银、总a放射性和b放射性物质。,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,20,类污染物 分类依据长期影响小于类的污染物。 具体污染物如pH值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类和阴离子表面活性剂等。,10.3废水的排放标准,8/15/2

11、020 6:00 PM,水质工程学II,21,标准的使用 排放标准是设计的依据，要写在设计方案中。 排放标准是分等级的，下一级要比上一级严格。 设计标准的采用要按着当地政府要求。 要注意标准的版本。 要关注将颁布新标准。,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,22,国家污水综合排放标准GB 8978-1996 Integrated Wastewater Discharge Standard 要执行的行业标准 (1) 造纸工业造纸工业水污染物排放标准 (GB3544-92) (2) 船舶船舶污染物排放标准 (GB3552-83) (3) 船舶工业船舶工业污染

12、物排放标准 (GB4286-84） (4) 海洋石油开发工业海洋石油开发工业含油污水排放标准 (GB4914-85),10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,23,(5) 合成氨工业合成氨工业水污染物排放标准 (GB13458-92) (6) 钢铁工业钢铁工业水污染物排放标准 (GB13456-92) (7) 航天推进剂使用航天推进剂水污染物排放标准 (GB14374-93) (8) 兵器工业兵器工业水污染物排放标准 (GB14470.1 14470.3-93和 GB4274 4279-84) (9) 磷肥工业磷肥工业水污染物排放标准 (GB15580-95

13、) (10) 肉类加工工业肉类加工工业水污染物排放标准 (GB13457-92,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,24,(11) 纺织染整工业纺织染整工业水污染物排放标准 (GB4287-92) (12) 磷肥工业磷肥工业水污染物排放标准 (GB15580-95) (13) 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) (14) 其他水污染物排放均执行本标准,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,25,名词定义 污水指在生产与生活活动中排放的水的总称。 排水量指在生产过程中直接用于

14、工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。 一切排污单位指本标准适用范围所包括的一切排污单位。 其他排污单位指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位。,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,26,表 第一类污染物最高允许排放浓度 单位： mg/L,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,27,表 第一类污染物最高允许排放浓度 单位： mg/L,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,28,表 第二类污染物最高允许排放浓度 （年月日后建设的单位） 单位： mg/L

15、,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,29,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,30,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,31,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,32,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,33,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,34,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,35,10.3废水的排放标准,

16、8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,36,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,37,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,38,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,39,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,40,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,41,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,42,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:0

17、0 PM,水质工程学II,43,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,44,注：其他排污单位：指除在该控制项目中所列行业以外的一切排污单位。 * 指 50 个床位以上的医院。 * 加氯消毒后须进行脱氯处理，达到本标准。,10.3废水的排放标准,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,45,10.4工业废水的污染现状,1. 国内外工业废水污染 早期的“八大公害” 马斯河谷事件， 多诺拉事件； 洛杉矶光化学烟雾事件； 伦敦烟雾事件； 四日市哮喘事件； 米糠油事件； 水俣病事件； 骨痛病事件。,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,46

18、,10.4工业废水的污染现状,10.4.1 国内外工业废水污染 米糠油事件：1968年日本北九洲市、爱知县一带生产米糠油采用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体，由于生产管理不善，混入米糠油，食用后中毒，患病者约13000人，其中16人死亡。 水俣病事件：19531956年日本熊本县水俣市含甲基汞的工业废水污染水体，使水俣湾海域的鱼虾和贝类等水生物体内富集了汞和甲基汞，人食用后，造成近万人的中枢神经疾病，其中甲基汞中毒患者283人中有60余人死亡。 骨痛病事件：19551972年，日本富山县神通川流域锌、铅冶炼厂等排放的含镉废水污染了神通川水体，两岸居民用河水灌溉农田，使稻米和饮用水含镉而中毒，患者约

19、130人，其中81人死亡。,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,47,10.4工业废水的污染现状,10.4.1 国内外工业废水污染 水环境日益污染严重工业生产的高投入、低产出、高消耗和低效率 我国淮河流域污染：每年有15108m3工业废水排入淮河流域（包括造纸、化肥、皮革、酿造等小企业排放的工业废水，年排放COD负荷达150104吨，致使流域内80%的干支河流变黑发臭，47.6%的河段不符合渔业用水标准。 目前全国532条主要河流有82%受到不同程度的污染，这些主要是由工业废水造成的；流经全国42个大城市的44条河流，有93%受到污染。,8/15/2020 6:00 PM,水质

20、工程学II,48,全国COD排放总量（万吨） 工业废水COD排放比例虽然下降，总量仍然很大,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,49,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

21、）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。,10.4工业废水的污染现状,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,50,10.4.2 国内外水污染控制对策,1，我国的对策 方针：“防治结合、以防为主、综合治理” 对策：执行“三同时”和环境影响评价制度； 制订规划，调整布局，环境补偿，技术改造； 实施排污总量控制制度和征收排污费； 鼓励对“三废”进行综合利用，使其资源化,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,51,2. 国外控制水污染的对策 （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

22、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。,10.4.2 国内外水污染控制对策,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,52,10.5.1 废水处理方法 物理法调节、离心分离、沉淀、除油、过滤。 化学法中和、化学沉淀、氧化还原。 物理化学法混凝、气浮、吸附、离子交换、膜分离。 生物法好氧生物法和厌氧生物法。,10.5 工业废水处理方法概述,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,53,（1）工业废水的物理处理（Physical Treatment） 定义：应用物理作用没有

23、改变废水成分的处理方法称为物理处理法； 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。 操作单元（Operating Units）：调节（Adjust）、离心分离（Centrifugal Separation）、除油（Oil Elimination）、过滤（Filtration）等。,10.5.1 废水处理方法,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,54,（2）工业废水的化学处理（Chemical Treatment） 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。 污染物在经过化学处理过程后改变了化学

24、本性，处理过程中总是伴随着化学变化； 操作单元（Operating Units） ：中和（ Neutralization）、化学沉淀（ Chemical Precipitation）、药剂氧化还原（Chemical Oxidation Reduction）、臭氧氧化(Ozone Oxidation )、电解(Electrolysis)、光氧化法(Photo- Oxidation)等。,10.5.1 废水处理方法,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,55,（3）工业废水的物理化学处理 （Physic-chemical Treatment） 定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相

25、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。 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。 操作单元（Operating Units） ：混凝（Coagulation）、气浮（Floatation）、吸附(Adsorption)、离子交换(Ion Exchange)、电渗析(Electro-dialysis)、扩散渗析(Diffusion Dialysis)、反渗透(Reverse Osmosis)、超滤(Ultra Filtrate)等。,10.5.1 废水处理方法,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,56,（

26、4）工业废水的生物处理（Biological Treatment） 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。 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。 操作单元（Operating Units） ：好氧生物处理(Aerobic Biological Treatment)、厌氧生物处理(Anaerobic Biological Treatment).,10.5.1 废水处理方法,8/15/20

27、20 6:00 PM,水质工程学II,57,表2 各种污染物处理技术的基本方法,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,58,（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

28、凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。,10.5.2 废水处理程度的划分,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,59,清洁生产与污染预防 污染控制的两种模式： 终端治理(End-of-pipe Control) 污染预防(Pollution Prevention) 与清洁生产(Cleaner Production),10.5.3 关于工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,60,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,10.5.3 关于

29、工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,61,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 Green Chemistry, Environmental Benign Chemistry, Environmental Friendly Technology, Designing Chemistry for the Environment, Benign by Design-Alternative Synthetic Design for Pollution Control 90初联合国环境署在全球推动

30、清洁生产概念,10.5.3 关于工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,62,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。”,10.5.3 关于工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,63,清洁生产 什么

31、叫清洁生产？ 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。,10.5.3 关于工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,64,例1，工艺改革：熄焦水改气 水熄焦：浪费热源（1000 100 ) 焦炭质量降低（强度） 产生大量废水（含酚、氰、氨） 干熄焦：冷氮气“气浴”

32、 升温后的氮气经热交换器产生 蒸气进入热力管网（成了清洁 能源） 节水，消灭废水，减少粉尘,10.5.3 关于工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,65,例2, “以废治废”:钢厂焦化废水与烟道气 含氨的焦化废水自上而下从雾化器顶部喷下，含SO2的高温烟道气则从雾化器底部送入， 两者化合生成硫酸铵（化肥） 热量被利用，水被雾化蒸发 例3，用复合改性矿物纤维替代部分植物纤 维（40：60）造纸，不改变造纸设备，减 轻黑液污染。（云南非金属矿产应用所）,10.5.3 关于工业废水处理,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,66,表3 我国20002020年

33、工业废水防治战略目标的预测和建议,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,67,工业废水的处理原则 1革新工艺、减少排污量 2考虑回收利用 3从全局出发，对污水妥善处理 4采取先进技术，经济合理,10.5.4 工业废水处理方法的选择,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,68,工业废水与城市污水的区别 1城市污水中主要为BOD、COD，可采用生物处理方法 沉淀生物处理泥水分离排放 2工业污水需不同污水采取不同方法,10.5.4 工业废水处理方法的选择,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,69,工业废水的处理途径 1. 工业污水单独处理后排放 （1） C

34、OD、BOD很高， （2） 具有一定量的H2S、NH4有毒物质 （3） 含有强酸、强碱 （4） 可回收一些产品 2. 工业污水排入城市污水处理厂一同处理 （1） 与城市污水性质大致相同 （2） 无有毒有害类物质 3工业污水预处理后进入城市污水处理厂 （1） 可回收产品 （2） 含少量可去除的有毒有害物质,10.5.4 工业废水处理方法的选择,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,70,处理方法选择的原则 达标是前提； 在达标的前提下，充分考虑成本； 应综合分析处理成本； 要应用成熟的工艺； 要充分考虑工艺的可操作性； 多采用自己已做过的工艺。,10.5.4 工业废水处理方法的选择,8/15/2020 6:00 PM,水质工程学II,71,1）污染物在废水中存在状态 悬浮物粒径1100m沉淀、过滤等；