水体污染的种类及危害(污水处理知识总结1)

Posted 2023-05-30

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水体污染的种类及危害(污水处理知识总结1)

污水处理工艺的目的是使污水得到有效的处理。污水处理是指将污水中含有的污染物（化学污染物与微生物）通过物理或者化学等方法去除，达到净化污水，防止水体污染和环境恶化，改善生态环境条件的过程。污水处理工艺有传统生物处理和新生物处理两种，前者包括传统生物处理和新型生物处理两种。前者包括生物滤池和活性污泥法两种形式。前者是将污水中污染物通过物理和化学两种方法去除，而后者是通过生物处理过程。由于生物滤池是一个处理单元，所以一般称之为一体化装置。

一、城市污水处理的技术工艺

目前，城市污水处理的技术主要有传统的生物处理工艺和新型生物处理工艺。传统的生物处理工艺是在传统的厌氧发酵基础上发展起来的，如“氧化沟”技术；新型的生物处理工艺是指具有一定规模的生物处理设施技术，如“二级生物滤池”技术、“三级沉淀法”技术、“四位一体”等。目前处理技术比较成熟的是二级处理技术，它是将污泥与活性污泥分离起来，使污泥得到进一步的浓缩、脱水和无害化处理，以达到一定的出水标准。我国自上世纪70年代起开始研究厌氧-好氧生物滤池技术，并取得了良好的效果，但由于设备昂贵、占地面积大、操作管理不方便、运行费用高等缺点而不能大规模推广使用。近年来采用膜分离技术对生活污水进行深度处理取得了良好效果。国外常用组合型生物滤池以及膜生物反应器技术用于城市污水处理。我国采用活性污泥法对城市污水处理也取得了良好效果。

1、活性污泥的生物量随着过滤介质的种类不同而变化，如微孔树脂，多孔树脂，超滤膜等。

活性污泥的比表面积和负荷随过滤介质的种类不同。用常规的组合型生物滤池来进行城市污水处理，可以节省出水水质高、污泥产量少、能耗低、管理方便。我国对多介质生物滤池有一定的研究。其中最常用的是膜生物反应器技术。膜生物反应器技术是一种高效去除污水中有机污染物的工艺。具有良好的去除率及投资低。缺点是对生物膜有一定的依赖性。

2、絮凝的作用由于絮凝作用可以使活性污泥中的有机污染物进一步分解，从而达到净化污水的目的。

在絮凝过程中，对水中的悬浮物，大分子有机物，以及其它难处理的物质或颗粒都有很好的去除作用，一般是用混凝为主、外加絮凝剂为辅。其基本原理是：混凝过程是在污泥负荷较高时，污泥水力停留时间较长，而微生物细胞对絮凝材料的需求也相应增加，因此需要通过絮凝提高污泥负荷以保证出水效果。此外，在污泥消化过程中如果混凝物质增多或者絮凝剂加入量过多均会对污水处理设备造成一定的冲击甚至破坏作用。因此在选择絮凝填料时必须考虑到这一点来确定其用量或设计的最佳用量。常用高分子絮凝剂有聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PAM)等；絮凝前投加混凝剂（如 DMF或 TDI)、活性污泥絮凝填料等等。

3、曝气池和泥水分离在曝气池中加入适量的微生物（菌种在一定浓度下，微生物生长繁殖可消耗水中溶解氧，从而使污水净化效率有所提高。

由于微生物在缺氧环境中生长繁殖，而出水水质又受微生物浓度的影响),可使污水中的污染物达到去除率90%以上。在曝气池中添加少量的化学药剂，如石灰、碳酸钙、硫酸镁等，可使出水水质更好。对含磷废水则采用投加磷酸二钠或溴化铵溶液等方式抑制微生物生长，从而降低污水的脱氮效率，但这两种药剂需定期进行处理才能达到水质要求。由于曝气池内存在大量溶解氧，当废水排出后，溶解氧被完全消耗而造成污泥膨胀现象。因此为了防止产生泥渣现象并保持污水澄清、无异味，应将池子底部设置排泥装置和排水沟。

二、城市污水预处理系统的主要功能

(1)沉淀：污水中污染物通过重力作用，沉降在地表以下，将有机物沉淀下来。(2)过滤：将污水中 SS去除；同时，水在一定条件下会继续沉降，以减少污染物浓度，净化水质。(3)消毒作用可以去除污水中的部分悬浮物或胶体；消毒后，还可排放到自然水体。

1、污水处理系统对污水进行预处理，能有效去除水中的悬浮物、胶体及其他悬浮固体。

(1)沉淀：污水泵送入生物接触氧化池，沉淀池污泥不断的与水中污染物混合、沉淀。污染物通过污泥泵作用与被分离的金属颗粒接触，溶解后被沉淀下来。污水流入后续处理设备时，经泵送入污水预处理设备。其中所需的污泥量为污泥产量的1%~3%左右。(2)过滤：主要是过滤去除水中可悬浮固体、悬浮物以及胶体颗粒；主要是过滤水的色度及其他污染物。

2、在此基础上，将污水中的杂质去除。

城市污水的主要污染物有有机物、氮、磷、铅、钾、钠、钙、镁、硫、氯等，以及对水体和人体健康有严重危害的铅、砷、汞、镉、铬、铅元素等都属于这类杂质。如果污水直接排入河道或湖泊中，就会对环境造成严重危害。为此，城市污水预处理系统必须首先去除这些杂质。例如生活污水及工业废水的污染物主要是无机污染物（泥沙与胶体、有机物）及有机物混合的废水中污染物含量在2-20 mg/L),其主要成分是无机和有机胶体及有机物。目前采用预处理效果较好的有:(1)预处理工艺：采用絮凝剂和沉淀介质;(2)絮凝作用：吸附;(3)生物处理：污水中的有机污染物在一定条件下能被微生物分解。同时也可以用吸附法将废水中已有的有机物吸附到预处理设备上去。我国近年来应用的滤膜技术就是一种常用的预处理技术之一。

3、在污水预处理阶段，可以对污水进行各种微生物的培养、筛选及氧化还原等处理，以达到控制 SS、氨氮、总氮等污染物的目的。

(1)生化处理：采用厌氧处理的污水，必须有好氧或厌氧条件。在好氧条件下生物膜具有很好的耐性和抗逆性，可以有效的吸附并降解污染物。但曝气是一种快速且耗能的操作。当系统压力突然增加到足以使微生物处于缺氧状态时，厌氧微生物便迅速死亡，而活性污泥处于缺氧状态时，厌氧微生物才会大量繁殖并将污水进行降解。因此，曝气系统必须有好氧微生物和厌氧微生物的共同作用。

4、污水经预处理后，经过滤及消毒处理后达到国家排放标准。

城市污水预处理主要包括沉淀、消毒、除磷等。其中沉淀是污水处理的第一步。去除污泥(BOD)主要有两种方法，一是生物膜法，二是过滤法。生物膜法主要适用于城市污水处理。过滤法是通过填料去除悬浮物和部分固体悬浮物。沉淀后的水可进入曝气池，待污水流到曝气池时，因填料呈絮状的悬浮状态，从而在填料表面形成一层薄薄的污泥层（通常称为固液接触床）或半固态的絮状物（俗称沙包）。

5、预处理后的水可直接排放或调节地下水水质。

废水经处理后，水质指标均达到国家规定的标准，可以直接排放到地表水体，也可以通过渗滤、反渗透等方式直接排放到地下。城市居民生活污水预处理系统主要包括 A/O法和生物处理法。A/O法：是将污水（或废水）经厌氧消化，使 COD （化学需氧量）降到一定程度的方法；通过控制填料的投加量以控制其生物量（或生物量）而达到净化水质的目的。生物过滤法：是将污水（或废水）经过预处理（即厌氧消化或反渗透）后得到的水，经隔渣或过滤后排入自然界的方法。生物过滤法的基本原理是让污水通过微生物接触氧化而消除 COD (化学需氧量);生物滤池的作用是过滤水中含有大量污染物（如 COD)和悬浮物。

三、城市污水预处理系统中常见工艺

(1)生物接触氧化法：将活性污泥法和生物膜法有机结合，在不同程度上发挥了两者的优势。其主要原理是：首先在生化反应器中使用曝气池对污水进行充分搅拌，使污水中各种悬浮物或污染物在好氧池降解并通过生物膜与微生物接触，使大部分水解细菌被去除，同时部分 COD得以降低；然后利用曝气池对污水进行高剪切作用及一定的化学吸附和生物膜截留作用，使污水中各种污染物得到去除，然后进入调节池进行再循环利用。(2)氧化还原法：主要指将污水进行预处理时将水中有机物转化为无机物，形成稳定的腐殖质和氮磷等养分。氧化氧化后的水在出水进入调节池进行 pH调节、微生物的生长和繁殖以及营养物质的循环利用。(3)化学沉淀法：采用化学原理将工业废水中悬浮物吸附到污泥中，从而使大量营养物质被除去，提高出水水质。

(1) A/O法

A/O法是指在曝气池进行厌氧分解，然后通过生物膜截留和过滤的方法除去有机物和悬浮物。该方法比 A/O法能耗低，操作简便，易实现废水循环再利用；但是由于有可能存在较高的氨氮浓度，需要在池内设置硝化细菌。因此，该方法存在着运行费用高、操作管理困难、占地面积大、处理效果不稳定等缺点。我国经过近几年的研究和开发，普遍使用 A/O方法解决城市污水预处理问题，主要用于大中城市污水处理厂。A/O法对处理出水水质要求较高，一般要求不高于国家一级 A排放标准；并且 A/O工艺还具有占地面积小、易实现自动化（可根据需要设定自动运行模式）等优点；然而该工艺在对有机物去除的同时会使废水中 COD有所上升，影响后续处理的效率和出水水质。

(2”组合工艺- SBR工艺）

在污水处理工艺中，生物膜分离法与化学沉淀法相结合的方式称为组合工艺。通常把组合工艺分为三种：一种是纯生物接触氧化法；一种是活性污泥法；另一种是组合工艺。这种工艺可以充分发挥各方面复合技术的优势，适用于不同水质条件，如低 COD水或不含氮、磷、低浓度有机物的处理。为了达到良好的处理效果，使水力停留时间达到30~40 min,还可以增加曝气池次数或延长混合池时间等等。SBR处理工艺由前两种工艺结合而成，其主要特点是：在好氧池中引入活性污泥(Seafood-based)将污水进行预处理；采用“活性污泥- SBR”处理工艺组合后的出水水质可达到《城市污水再生利用城市建成区排水管网规划技术导则》中有关的要求[1]。SBR系统具有以下优点：既可使污水中大量有机物得到降解，又减少了混合搅拌、降低了废水 PH值和氨氮含量以及总磷含量；同时还可以提高处理效率并减轻操作人员的劳动强度；其对处理大流量时反应效果好并容易出水水质稳定而且能实现连续运行；对 SBR系统适应性强，能够适应不同污水的处理。

(3)生物接触氧化法

与活性污泥法相比，生物接触氧化法的优点在于:(1)运行稳定，不需要另建生化池;(2)污水处理量大、无污泥膨胀现象;(3)可实现自控运行，不需要人工看管;(4)不需要添加任何营养盐产品，因而对环境污染较小;(5)能同时处理好活性污泥与微生物;(6)处理效果稳定。在城市集中式污水处理厂中通常采用生物接触氧化法(BAF)来达到该目的。BAF是由德国工程师科克于70年代初发明的一种用于污水处理的生物接触氧化法。BAF工艺以其独特的优越性已被越来越多的应用于污水处理之中。目前, BAF工艺主要有四种基本类型：一是曝气池处理污水；二是调节池处理含磷污水；三是生物接触氧化法和厌氧发酵法；四是采用生物滤池处理含难降解废水；五是使用 AO/O技术来进行废水处理的工业废水处理。由于这四种处理工艺各有优缺点或其各自的优缺点结合起来使用会产生一定的作用效果。

四、城市污水预处理技术设备性能指标

a、接触氧化法：此种技术是通过接触氧化法去除污水中的有机污染物，从而达到净化水质的目的。在预处理阶段，应充分利用好氧的生物作用。b、厌氧消化法适用于要求较高的处理厂工艺。由于在厌氧区，微生物主要以有机物为食，所以其自身消化和排泄所需要的有机物比厌氧区要多。c、沉淀法：此种技术主要是将填料上的污染物溶解于水中，然后通过沉淀物絮凝而沉降下来。e、氧化沟：此种方法属于物理方法。

1、厌氧消化

厌氧消化是一种消化生物过程的总称，厌氧消化法是利用厌氧微生物细胞内部的沼气进行消化的一种方法。其工艺是在污水处理厂进水处安装一个经过厌氧型消化池处理过的污水，然后根据需要再向厌氧池排放有有机物的污水。厌氧区的设置应以“底面有流速是50~60 mL/(min. m)”为宜。当进水水质变化大或污泥浓度高时，应设置调整时间功能；当出水水质变化不大时，应设置相应的调节时间功能。厌氧消化法有两个主要优点：①有较好的降解效果；②可以减少处理成本；③不需动力消耗；④能够避免氧化沟的运行费用；⑤厌氧区较高的处理能力和较好的污泥浓度对环境十分友好；⑥具有很好的耐冲击负荷能力；⑦对细菌不具有毒副产物、毒素的去除能力比较强。

2、沉淀法

沉淀法是将废水先经过沉淀，再进一步沉淀，过滤、消毒、浓缩，从而达到净化水质的目的。沉淀法利用好氧生物接触氧化器具有良好的除磷效果，与厌氧消化相比，好氧处理后出水的磷含量很低。采用此法处理城市污水，需要先将污水入预处理设备，而后用生物接触氧化器去除污水中的磷含量。常用沉淀法水处理设备有：生物氧化池、水解池、混合池等。沉淀技术常用作污水前一阶段预处理。它适用于水量小、水质差、难以脱磷的污水。

3、氧化沟

一种氧化沟，它是一种介于污水与硝化污泥之间的生物处理工艺。这种处理方式的特点是：a、节省占地面积，不需任何填料，只需一座大型设备；b、处理效果好，不需要额外的二次设施；c、无动力、占地面积小；d、容易管理，自动化程度高；e、操作简单，维护方便。

4、二沉池

二沉池是一种常用的污水净化设备。在一个厌氧消化池内，设有2个较大的池子。在二沉池内，污水被分为两部分，一部分进入二沉池，另一部分进入厌氧池。随着二沉池内污水浓度和污水量的增加，厌氧池内的沉淀物就会很快沉降下来。在二沉池内部一般设置1个曝气头（有较大开口),1个出水阀（也可采用1个出水阀）。