《水污染防治技術(shù)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《水污染防治技術(shù)（29頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、水污染防治技術(shù)簡介 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)科體系環(huán)境科學(xué)與工程環(huán)境地學(xué)環(huán)境化學(xué)環(huán)境生物環(huán)境物理環(huán)境工程環(huán)境醫(yī)學(xué)環(huán)境管理環(huán)境法學(xué)環(huán)境經(jīng)濟(jì)規(guī)劃評價 環(huán)境工程水污染控制大氣污染控制固廢處理處置噪聲污染防治放射性熱污染等土壤污染修復(fù) 環(huán)境污染生物凈化的原理本章將討論以下內(nèi)容：環(huán)境污染凈化概述生物對污染凈化原理 n地表水體污染物生活污水工業(yè)廢水農(nóng)業(yè)廢水和灌溉水n大氣污染物氣溶膠狀態(tài)污染物 粉塵、煙、飛灰、霧 飄塵、降塵、總懸浮顆粒氣體狀態(tài)污染物 含硫化合物、含氮化合物、碳?xì)浠衔?、碳氧化合物、鹵素化合物 一次污染物和二次污染物 n固體廢棄物 n污水處理方法物理法：沉淀法、過濾法、離心分離法、浮選法、吸附法、萃
2、取法、吹脫法、蒸發(fā)結(jié)晶法、反滲透法化學(xué)法：化學(xué)凝聚法、中和法、氧化還原法、離子交換法物化法：電解法、電滲析法生物法：好氧法、厭氧法等 n BOD5n CODn TOCn固體物質(zhì)n含氮化合物n pH值n生物污染指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)n大腸菌群總數(shù) 生化需氧量BODn生化需氧量BOD（Biological Oxygen Demand）概念：在20條件下，微生物好氧分解水樣（廢水或受污染的天然水）中有機(jī)物所消耗的溶解氧量。BOD5：微生物5天好氧分解有機(jī)物所消耗的溶解氧量。n有機(jī)物生化耗氧過程的兩個階段碳化階段：將有機(jī)物分解成CO2、H2O、NH3，碳化作用消耗的氧量稱為碳化需氧量。硝化階段： NH 3被轉(zhuǎn)化
3、為亞硝酸鹽和硝酸鹽，硝化作用消耗的氧量稱為硝化需氧量。 化學(xué)需氧量COD（Chemical Oxygen Demand）n概念COD是指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的毫克/升來表示。它反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，水中還原性物質(zhì)包括：有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等。水被有機(jī)物污染是很普遍的，故COD也作為有機(jī)物相對含量的指標(biāo)之一。在規(guī)定條件下，強(qiáng)氧化劑重鉻酸鉀K 2Cr2O7可氧化大多數(shù)常見的有機(jī)污染物，故在實際使用中常把COD Cr 的測定值近似地代表廢水中的全部有機(jī)物。 n微生物對物質(zhì)降解與轉(zhuǎn)化的特點n微生物對污染物降解與轉(zhuǎn)化的途徑n影響微生物對物質(zhì)降解
4、轉(zhuǎn)化作用的因素n微生物對常見污染物的降解與轉(zhuǎn)化n有機(jī)污染物的生物可降解性及其評價方法 微生物對物質(zhì)降解與轉(zhuǎn)化的特點:n微生物個體微小，比表面積大，代謝速率大；n種類繁多，分布廣泛，代謝類型多樣；n微生物具有多種降解酶；n微生物繁殖快，易變異，適應(yīng)性強(qiáng)；n微生物具有巨大的降解能力； 微生物分解有機(jī)物的作用n微生物分解有機(jī)物的作用可總括成如下圖式：復(fù) 雜 有 機(jī) 物 簡 單 有 機(jī) 物 需 氧 微 生 物胞 內(nèi) 酶厭 氧 微 生 物胞 內(nèi) 酶微 生 物胞 外 酶 CO2、 H2OCO 2、 H2O、 H2、CH4、 H2S及 有 機(jī)酸 、 醇 、 酮 、 醛 等未 完 全 氧 化 產(chǎn) 物圖 微 生
5、 物 分 解 有 機(jī) 物 的 作 用 示 意 圖 n什么是水體自凈作用（water selfcleansing，selfpurification）水體自凈作用指天然水體受到污染后，在無人為處理條件下，借助水體自身的能力使之得到凈化的過程。該過程中包括稀釋、沉降等物理作用，氧化、還原、分解、凝聚等化學(xué)作用，還有更重要的生物作用，即生物對無機(jī)物和有機(jī)物的同化和異化作用。生物中最活躍的是細(xì)菌，捕食細(xì)菌的原生動物和微型生物亦起很大作用。 水體自凈過程的三個階段和三個變化n三個階段階段一：有機(jī)物進(jìn)入河流，有機(jī)物濃度，異養(yǎng)菌數(shù)量，DO ；階段二：有機(jī)物濃度，異養(yǎng)菌數(shù)量 ，原生動物數(shù)量 ，DO ；階段三：有
6、機(jī)物濃度，異養(yǎng)菌數(shù)量 ，原生動物數(shù)量 ，藻類數(shù)量 ，DO ；n三個變化變化一：有機(jī)污染物濃度由高降至低； 變化二：生物相發(fā)生一系列變化：異養(yǎng)菌 原生動物數(shù)量 藻類 ；變化三：DO的變化： DO DO 恢復(fù)原有水平 n廢水生物處理實際是水體的自凈原理在水污染治理中的應(yīng)用，即模擬天然水體自凈作用的生物過程。在特定構(gòu)筑物中人工創(chuàng)造適宜條件，充分發(fā)揮微生物的作用以高速度、高效率凈化污水，通過微生物代謝產(chǎn)生的酶來降解轉(zhuǎn)化有機(jī)物，將有機(jī)物最終轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水，從而使廢水得到凈化。 n活性污泥法的原理活性污泥法是利用懸浮生長的微生物絮體處理有機(jī)廢水的一類好氧生物處理方法。注：微生物絮體由好氣性微生物
7、（細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物）及其代謝和吸附的有機(jī)物、無機(jī)物組成。n活性污泥的凈化反應(yīng)過程活性污泥系統(tǒng)對有機(jī)底物的降解是通過幾個階段和一系列作用完成的。包括以下階段：絮凝和吸附階段活性污泥中微生物的代謝和增殖活性污泥的凝聚、沉淀和濃縮 n形成活性污泥絮狀體的細(xì)菌菌膠團(tuán)細(xì)菌菌膠團(tuán)：狹義指動膠菌屬形成的細(xì)菌團(tuán)塊，廣義指所有具有莢膜或粘液或明膠質(zhì)的絮凝性細(xì)菌互相絮凝聚集形成的菌膠團(tuán)塊。菌膠團(tuán)細(xì)菌是活性污泥的主體，它的作用：n具有很強(qiáng)的吸附、氧化分解有機(jī)物的能力。菌膠團(tuán)的形成可使細(xì)菌避免被微型動物所吞噬，并且與污泥的沉降性能和二沉池能否有效泥水分離密切相關(guān)； n為原生動物、微型后生動物提供了良好的
8、生存環(huán)境、附著場所。 n絲狀細(xì)菌它的作用有兩方面：n一方面：是活性污泥的重要組分，交叉穿織與菌膠團(tuán)內(nèi)，或附著生長于絮狀體表面，具有強(qiáng)氧化分解有機(jī)物能力，起到一定的凈化作用。n另一方面：當(dāng)絲狀菌的數(shù)量超過菌膠團(tuán)細(xì)菌時，可使絮狀體沉降性能下降，嚴(yán)重時可引發(fā)污泥膨脹（bulking）現(xiàn)象。 n原生動物及微型后生動物凈化作用：腐生性營養(yǎng)的原生動物可吸收溶解性有機(jī)物，動物性營養(yǎng)的原生動物可吞食有機(jī)顆粒、游離細(xì)菌及其它微小生物促進(jìn)絮凝和沉淀作用指示作用：可作為處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)管理的指標(biāo)n真菌活性污泥中的微生物 活性污泥凈化反應(yīng)的影響因素n溶解氧（DO）曝氣池出口處的混合液的DO濃度保持在2mg/L左右，可使活
9、性污泥保持良好的凈化功能。n水溫活性污泥微生物的最適溫度范圍：1530。n營養(yǎng)物質(zhì)微生物對氮和磷的需要量可按BOD：N：P100：5：1來考慮。n pH活性污泥微生物的最適pH范圍：6.58.5。 n有毒和有抑制物質(zhì)如重金屬、氰化物、硫化氫、酚、醇、醛、染料等n有機(jī)負(fù)荷率（BOD污泥負(fù)荷） 活性污泥法的基本工藝流程圖 活 性 污 泥 法 的 基 本 流 程 幾種活性污泥法的工藝流程n推流式活性污泥法n完全混合式活性污泥法n短時曝氣法（漸減曝氣法）n階段曝氣法（多點進(jìn)水法）n生物吸附法（AB法）n序批式間歇反應(yīng)器（SBR法）n氧化溝法（Oxidation Ditch） n深水曝氣活性污泥法 圖
10、生 物 吸 附 法 的 工 藝 流 程 IV 排 水 階 段I 進(jìn) 水 階 段 II 反 應(yīng) 階 段III 沉 淀 階 段V 待 機(jī) 階 段SBR法 的 五 個 運(yùn) 行 階 段圖 SBR法 的 五 個 運(yùn) 行 階 段 示 意 圖 n什么是厭氧生物處理在厭氧條件下，利用厭氧微生物分解廢水中的有機(jī)物并產(chǎn)生甲烷、二氧化碳的過程，又稱厭氧發(fā)酵。與好氧生物處理的區(qū)別：不以分子氧為受氫體（最終電子受體），以無機(jī)物、化合態(tài)鹽、碳、硫、氮為受氫體，如CO、CO2、SO4 2、NO3等。n厭氧生物處理的優(yōu)缺點優(yōu)點：耐有機(jī)負(fù)荷高；可生成甲烷；剩余污泥量少；無需充氧，能耗低；缺點：污泥量增長慢，工藝過程啟動時間長；
11、對負(fù)荷變化、毒物敏感；故厭氧處理一般只用于預(yù)處理，要使廢水達(dá)標(biāo)排放，還需要進(jìn)一步處理 厭氧生物處理的過程（三個階段）n水解階段：復(fù)雜有機(jī)物水解和發(fā)酵性細(xì)菌 n酸化階段 ：簡單有機(jī)物（可溶態(tài)） 產(chǎn)氫、產(chǎn)乙酸細(xì)菌 n甲烷化階段： 簡單有機(jī)酸類、醇類產(chǎn)甲烷菌 CH 4、CO2 厭氧反應(yīng)器內(nèi)的微生物n不產(chǎn)甲烷菌細(xì)菌（以厭氧菌、兼性菌為主）、真菌，參與產(chǎn)甲烷階段以前所有分解有機(jī)物過程，并產(chǎn)生小分子有機(jī)酸n產(chǎn)甲烷菌其形態(tài)有八疊球狀、桿狀、球狀、螺旋狀其特點：嚴(yán)格厭氧，代謝活動所需最佳pH值為6.77.2，只能利用少數(shù)的幾種簡單化合物 厭氧生物處理的影響因素n溫度中溫發(fā)酵3538 ，高溫發(fā)酵52 55 n pH值中性環(huán)境，甲烷化階段7.07.5n營養(yǎng)成分BOD 5 ：N ：Pn有機(jī)負(fù)荷 厭氧生物處理的類型n普通厭氧反應(yīng)器n厭氧接觸反應(yīng)器n上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）n厭氧生物濾池n厭氧流化床反應(yīng)器
水污染防治技術(shù)
