环境工程概论.doc

水体污染的概念
污染物进入河流、海洋、湖泊或地下水等水体后,使水体的水质和水体沉积物的物理、化学性质或生物群落组成发生变化,从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。
评价水质的指标
浑浊度
电导率
pH
硬度
微生物学指标
耗氧量:化学耗氧量(COD)和生物耗氧量(BOD)
COD:是在一定的条件下,采用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。也作为衡量水中有机物质含量多少的指标,即污染程度指标。
BOD:水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解,使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。作为衡量水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。在20℃条件下培养5天的生物化学过程需要氧的量为指标,记为BOD5(生化需氧量的测定常采用的经验方法)。
BOD/COD=可生化性>
<
总有机碳量(TOC):水体中所有有机物的含碳量
总需氧量(TOD)
有机污染物的生物化学氧化作用分为两个阶段完成:
第一阶段:主要是有机物转化为无机物的二氧化碳、水和氨等,反应式:
RCH(NH2)COOH+O2=RCOOH+CO2+NH3
第二阶段:主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐,反应式:
2NH3+3O2=2HNO3+2H2O
2HNO2+O2=2HNO3
废水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物化学氧化所需的氧量
氧垂曲线图
废水处理
好氧处理
定义:指有分子氧存在的条件下,利用好氧微生物的新陈代谢降解有机物为无机物,使其稳定、无害化的处理方法。
流程:把1/3有机物通过代谢分解为无机物,把2/3有机物合成为微生物自身,后随活性污泥进入二沉池时,作为剩余污泥排放
处理对象:以胶体或溶解态存在的有机物。
适用范围:中、低浓度有机废水(BOD5小于500mg/l)。
特点:反应速度较快,反应时间较短,故处理构筑物容积小,处理过程散发臭气较少。
厌氧处理
定义:在厌氧条件下,利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生化作用,对有机物进行生物降解的过程。
流程:大分子有机物(不溶性)→小分子有机物(溶解性) 、无机物【水解酸化】→有机酸、无机物【产氢产乙酸】→CH4、CO2、NH3、H2S【产甲烷】
处理对象:高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便等。
适用范围:有机污泥和高浓度有机废水(一般BOD5≥2000mg/l)
特点:反应速度慢,反应时间长,不需加氧,故运行费用低,剩余污泥少,可回收能量,处理构筑物容积大。
活性污泥(吸附阶段+稳定阶段)
定义:由细菌、菌胶团、原生动物、后生动物等微生物群体及吸附的污水中有机性及无机性物质组成的、有一定活力的、具有良好的净化污水功能的絮绒状污泥。
污水处理流程
格栅→泵房→曝气沉砂池→初次沉淀池(去除50%沉淀物+25%悬浮物)→曝气池→二次沉淀池(去除80%悬浮物+有机污染物)→(三次沉淀池)
污泥处理
……→初沉池→曝气池→二次沉淀→……
生物脱氮基本原理(水处理)
☞废水中的脱氮处理
进行生物脱氮可分为氨化-硝化-反硝化三个步骤。由于氨化反应速度很快,在一般废水处理设施中均能完成,故生物脱氮的关键在于硝化和反硝化。
生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体的过程。
1)后置反硝化
a、传统三级脱氮工艺
各段有自己的沉淀池与污泥回流系统,反硝化投加外加碳源。
b、二级后置脱氮工艺(倒置反硝化)
2)前置反硝化(A/O工艺,缺氧-好氧工艺)
该工艺不需设中沉池和投加C源,在反硝化段反硝化后回收部分碱度,同时降解部分有机物,对好氧段有利,减少供氧量,并有利于难降解有机物降解。
3)A2/O工艺(厌氧-缺氧-好氧工艺)
该工艺具有脱氮除磷功能。厌氧段形成厌氧环境,使聚磷菌释放磷,利用其在好氧段加倍吸收磷;在缺氧段进水与回流硝酸氮和亚硝酸氮混合,在反硝化菌的作用下进行反硝化,并降解部分有机物,回收部分碱度;在好氧段进行有机物的降解、氨氮的硝化和磷的吸收。
化学除磷工艺
流程:初沉池(厌氧)--à曝气池(好氧)--à沉淀池--à剩余污泥+处理水
1、前置沉淀:在初沉池前投加金属沉淀剂到原水中
2、同步沉淀:在生物处理过程中投加金属沉淀剂
3、后置沉淀:作为三级处理过程,向水中投加金属沉淀剂,之后混合沉淀
富营养化污染
定义:指水流缓慢和更新期长的地表水中,由于接纳大量的生物所需要的氮磷等营养物引起藻类等浮游生物迅速繁殖,最终可能导致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象。
处理方法:
油污染
定义:指沿海及河口石油的开发、油轮运输、炼油工业废水的排放等所造成的污染,而且当油在水