污水處理中溫室氣體排放的核算方法

1、污水處理中溫室氣體排放的核算方法調(diào)查報(bào)告2012年10月前言1一 IPCC優(yōu)良做法2、廢水處理CO2核算方法2、廢水處理CH4核算方法21 生活廢水22 工業(yè)廢水5 廢水處理N2O核算方法61 間接排放估算72 源自高級(jí)集中廢水處理廠的子類排放計(jì)算方法7二 其他方法8 方法對(duì)比8 綜合生化反應(yīng)過程法與耗電量折算法91 廢污水處理直接碳排量估算方法92 廢污水處理間接碳排量估算方法11三 附件13前言隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民的生活水平在不斷提高，同時(shí)生活污水和工業(yè)污水的排放量在不斷增加，城市污水處理廠的數(shù)量及處理能力也在逐年上升，逐年增加的污水處理廠在運(yùn)行過程中不可避免地排放出大量溫室氣體，

2、在處理過程中，廢水的厭氧處理會(huì)產(chǎn)生甲烷（CH4），廢水中氮的去除會(huì)產(chǎn)生氧化亞氮（N2O）。而CH4和N2O的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中留存時(shí)間長(zhǎng)，百年全球增溫潛勢(shì)分別為25和298（CO2為1），全球變暖趨勢(shì)是以CO2輻射強(qiáng)迫為依據(jù)的通用換算方法表示這些變暖影響的程度，而輻射強(qiáng)迫是由于氣候變化外部驅(qū)動(dòng)因子的變化，如CO2濃度或太陽輻射量的變化等造成對(duì)流層頂凈輻照度發(fā)生變化，所以它們的排放會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。污水處理中的CO2排放是生物成因，在IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南中未予考慮，沒有納入國(guó)家排放總量。為了更好地控制溫室氣體的排放，需要對(duì)它們的排放量進(jìn)行核算，而目前針對(duì)污水處理這一行業(yè)所排放溫室

3、氣體的核算方法在國(guó)內(nèi)研究相對(duì)較少，估算溫室氣體排放量時(shí)參數(shù)的選擇主要是參考2006年IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南，以及中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)、中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒和相關(guān)文獻(xiàn)。在此對(duì)國(guó)內(nèi)外的估算方法進(jìn)行了比較，并總結(jié)了綜合生化反應(yīng)過程法與耗電量折算法對(duì)溫室氣體的估算，以供參考。一IPCC優(yōu)良做法、廢水處理CO2核算方法由于廢水的CO2排放是生物成因，不應(yīng)納入國(guó)家排放總量，所以IPCC指南中未予考慮。廢水處理產(chǎn)生的CO2排放主要是微生物分解有機(jī)物而產(chǎn)生的，而有機(jī)物是由具有光合作用或化能作用的生物利用二氧化碳合成而來，所以污水中CO2的排放是生物成因，無需進(jìn)行核算。、廢水處理CH4核算方法1 生活廢水估算源自生活

4、廢水的甲烷排放如下：其中：CH4排放=清單年份的CH4排放量，單位為kgCH4/年TOW=清單年份廢水中有機(jī)物總量，單位為kgBOD/年S =清單年份以污泥清除的有機(jī)成分，單位為kgBOD/年U i=清單年份收入群體 i的人口比例Tij =清單年份每個(gè)收入群體比例 i 利用處理/排放途徑或系統(tǒng) j 中的程度i =收入群體：鄉(xiāng)村、城市高收入和城市低收入j =各個(gè)處理/排放途徑或系統(tǒng)EFj=排放因子，單位為kg CH4/ kg BODR=清單年份回收的CH4量，單位為kgCH4/年1.1 排放因子的選擇廢水處理和排放的途徑和系統(tǒng)的排放因子，可衡量廢水處理和排放系統(tǒng)的甲烷修正因子（MCF）和最大產(chǎn)生

5、潛勢(shì)（Bo）。Bo是CH4的最大量，可產(chǎn)生于廢水中一定數(shù)量的有機(jī)物。MCF表示每種處理和排放的途徑和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的CH4產(chǎn)生能力（Bo）范圍。因此，它又表明系統(tǒng)的厭氧程度。各個(gè)生活廢水處理/排放途徑或系統(tǒng)的CH4排放因子計(jì)算如下：其中：EFj=排放因子，單位為kgCH4/kgBODj=各個(gè)處理/排放途徑或系統(tǒng)Bo=最大的CH4產(chǎn)生能力，單位為kgCH4/kgBODMCFj=甲烷修正因子（比例），參見表1優(yōu)良作法是應(yīng)用Bo的特定國(guó)家數(shù)據(jù)（如果可以獲?。硎緸榍宄膋gCH4/kgBOD，應(yīng)與活動(dòng)水平數(shù)據(jù)一致。如果國(guó)家特定數(shù)據(jù)不能獲取，則可以利用缺省值0.6kgCH4/kgBOD。對(duì)于生活廢水，基于

6、COD的Bo值乘以因子2.4，便能轉(zhuǎn)化成基于BOD的值。表2介紹了生活廢水的缺省最大CH4產(chǎn)生能力（Bo）。表2 生活廢水的缺省最大CH4產(chǎn)生能力（Bo ）0.6 kg CH4/kg BOD0.25 kg CH4/kg COD1.2 活動(dòng)數(shù)據(jù)的選擇此源類別的活動(dòng)數(shù)據(jù)是廢水中有機(jī)可降解材料的總量（TOW）。此參數(shù)是人口和人均BOD產(chǎn)生量的函數(shù)。以生化需氧量（kgBOD/年）表示。生活廢水中有機(jī)可降解材料的總量的計(jì)算公式為：其中：TOW=清單年份廢水中的有機(jī)物總量，單位為kgBOD/年P(guān)=清單年份的國(guó)家人口，（單位為人）BOD=清單年份特定國(guó)家人均BOD，單位為g/人/天0.001=從gBOD到k

7、gBOD的換算I=排入下水道的附加工業(yè)BOD修正因子（收集的缺省值是1.25，未收集的缺省值是1.00）表1 生活廢水的缺省MCF值處理和排放途徑或系統(tǒng)的類型備注MCF范圍未處理的系統(tǒng)海洋、河流和湖泊排放有機(jī)物含量高的河流會(huì)變成厭氧的0.10-0.2不流動(dòng)的下水道露天而溫和0.50.4-0.8流動(dòng)的下水道快速移動(dòng)，清潔源自抽水站的少量CH400已處理的系統(tǒng)集中耗氧處理廠必須管理完善。一些CH4會(huì)從沉積池和其他料袋排放出來。00-0.1集中耗氧處理廠管理不完善。過載。0.30.2-0.4污泥的厭氧浸化槽此處未考慮CH4 回收0.80.8-1.0厭氧反應(yīng)堆此處未考慮CH4回收0.80.8-1.0淺

8、厭氧化糞池深度不足2米，采用專家判斷。0.20-0.3深厭氧化糞池深度超過2米0.80.8-1.0化糞系統(tǒng)半分BOD沉降到厭氧池。0.50.5廁所干燥氣候、地下水位低于小家庭（3-5人）的廁所0.10.05-0.15廁所干燥氣候、地下水位低于公共廁所（多用戶）0.50.4-0.6廁所潮濕氣候/流溢的水用途，接地水面高于廁所0.70.7-1.0廁所化肥的常規(guī)污泥清除0.10.12工業(yè)廢水估算源自工業(yè)廢水的CH4排放的通用公式如下：其中：CH4排放量=清單年份的CH4排放量，單位為kgCH4/年TOWi=清單年份源自工業(yè)i的廢水中可降解有機(jī)材料總量，單位為kgCOD/年I=工業(yè)部門Si=清單年份以

9、污泥清除的有機(jī)成分，單位為kgBOD/年EFi=工業(yè)i的排放因子，單位為kgCH4/kgCOD(如果一家工業(yè)采用了不止一個(gè)處理做法，則此因子需要一個(gè)加權(quán)平均值)Ri=清單年份回收的CH4量，單位為kgCH4/年2.1 排放因子的選擇不同類型工業(yè)廢水的CH4排放潛勢(shì)差異很大。因此，應(yīng)盡可能收集數(shù)據(jù)以確定各工業(yè)的最大CH4生產(chǎn)能力（Bo）。如前所述，MCF表示每種處理方法中的CH4 產(chǎn)生潛勢(shì)（Bo）范圍。因此，它又表明系統(tǒng)的厭氧程度。工業(yè)廢水的CH4排放因子計(jì)算如下：其中：EFj=各處理/排放途徑或系統(tǒng)的排放因子，單位為kgCH4/kgBODj=各個(gè)處理/排放途徑或系統(tǒng)Bo=最大CH4產(chǎn)生能力，單

10、位為kgCH4/kgBODMCFj=甲烷修正因子（比例），參見表3表3 工業(yè)廢水的MCF值處理和排放途徑或系統(tǒng)的類型備注MCF范圍未處理海洋、河流和湖泊排放有機(jī)物含量高的河流可能變成厭氧的，但不考慮0.10-0.2已處理耗氧處理廠必須管理完善。一些CH4會(huì)從沉積池和其他料袋排放出來00-0.1耗氧處理廠管理不完善，過載0.30.2-0.4污泥的厭氧浸化槽此處不考慮CH4回收。0.80.8-1.0厭氧反應(yīng)堆此處不考慮CH4回收。0.80.8-1.0淺的厭氧化糞池深度不足2 米，采用專家判斷0.20-0.3深厭氧化糞池深度超過2 米0.80.8-1.02.2活動(dòng)數(shù)據(jù)的選擇此源類別的活動(dòng)數(shù)據(jù)是廢水中

11、有機(jī)可降解材料的總量（TOW）。此參數(shù)可衡量工業(yè)產(chǎn)出（產(chǎn)品）P（單位為噸/年）、廢水產(chǎn)生量W（單位為產(chǎn)品m3/噸）和廢水COD可降解有機(jī)質(zhì)濃度（單位為kgCOD/m3）。工業(yè)廢水中的有機(jī)可降解材料計(jì)算公式如下：其中：TOWi=工業(yè)i的廢水中可降解有機(jī)材料總量，單位為kg COD/ 年i=工業(yè)部門Pi=工業(yè)部門i的工業(yè)產(chǎn)品總量，單位為t/年Wi=生成的工業(yè)廢水量，單位為m3/ 噸產(chǎn)品CODi=化學(xué)需氧量，單位為kgCOD/m3 廢水處理N2O核算方法2006IPCC清單指南指出：N2O可產(chǎn)生于廢水處理廠硝化和反硝化過程的直接排放，或?qū)U水排入水道、湖泊或海洋后產(chǎn)生的間接排放。通常直接排放小于間接

12、排放，可視為次要來源，且可能只涉及有高級(jí)集中處理廠并采用硝化作用和反硝化作用步驟的國(guó)家。在有條件的地區(qū)，可以統(tǒng)計(jì)源自高級(jí)集中處理廠的N2O排放。1 間接排放估算：其中：N2O排放=清單年份的N2O排放量，單位為kgN2O/年N污水=排放到水生環(huán)境的污水中的氮含量，單位為kgN/年EF污水=源自排放廢水的N2O排放的排放因子，單位為kgN2O-N/kgN系數(shù)44/28是kgN2O-N到kgN2O的轉(zhuǎn)化污水排放的含氮量N污水通過下式計(jì)算：其中：N污水=廢水排污中氮的年度總量，單位為kgN/年P(guān)=人口蛋白質(zhì)=每年人均蛋白質(zhì)耗量，單位為 kg/人/年FNPR= 蛋白質(zhì)中氮的比例，缺省值=0.16,，單

13、位為kgN/kg蛋白質(zhì)FNON-CON=填加到廢水中的非消耗蛋白質(zhì)因子FIND-COM =共同排放到下水道系統(tǒng)的工業(yè)和商業(yè)廢水中的蛋白質(zhì)因子N污泥=隨污泥清除的氮（缺省值=0），單位為 kg N/年2 源自高級(jí)集中廢水處理廠的子類排放計(jì)算方法源自高級(jí)集中廢水處理廠的排放量通常遠(yuǎn)小于排污產(chǎn)生的排放量，且可能僅涉及主要有高級(jí)集中處理廠并采用可控的硝化作用和反硝化作用步驟的國(guó)家。估算源自這種工廠排放的綜合排放因子是3.2 g N2O/人/年。此排放因子是美國(guó)北部的生活廢水處理廠現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試期間確定的（Czepiel等，1995）。在僅接受生活廢水的工廠獲得排放數(shù)據(jù)。這種廢水已包括非消耗蛋白質(zhì)，但不包括任

14、何共同排放的工業(yè)和商業(yè)廢水。不可獲得任何其他特定排放因子。源自集中廢水處理過程的N2O排放，計(jì)算如下：其中：N2O工廠= 清單年份工廠的N2O排放總量，單位為kgN2O/年P(guān)=人口T工廠=現(xiàn)代集中的WWT工廠的利用程度，單位為%FIND-COM=共同排放的工業(yè)和商業(yè)蛋白質(zhì)的比例（缺省值=1.25，基于Metcalf和Eddy（2003）以及專家判斷的數(shù)據(jù)）EF工廠=排放因子，單位為3.2gN2O/人/年注：如果某個(gè)國(guó)家選擇納入工廠的N2O排放，則與這些排放相關(guān)的氮含量（NWWT）必須追溯計(jì)算，并從N污水中減去。NWWT計(jì)算可通過將N2O工廠乘以28/44，采用分子加權(quán)值。二其他方法 方法對(duì)比I

15、PCC所提出的各個(gè)領(lǐng)域的碳排放計(jì)算方法是溫室氣體排放計(jì)算的一個(gè)基本框架，為了核算總體的碳排量，很多子工序因?yàn)榉彪s或缺乏數(shù)據(jù)便被經(jīng)驗(yàn)值與折算參數(shù)所取代。國(guó)外計(jì)算污水處理碳排量方法主要有經(jīng)驗(yàn)參數(shù)折算法和能源消耗折算法兩種。IPCC所推薦的廢污水處理碳排量估算方法就是一種經(jīng)驗(yàn)參數(shù)折算法，需要大量的參數(shù)校正。能源消耗折算法是把所有的溫室氣體折算成CO2，其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為能源消耗量，涉及的參數(shù)主要包括能源消耗比例系數(shù)及單位能耗的溫室氣體排放量。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在基本就是參考IPCC所推薦的方法，趙天濤等（2009）提出了基于碳平衡的核算方法，但這種方法主要考慮的是直接排放而忽略了間接排放，王曦溪等（2012）對(duì)我國(guó)1

16、998-2008年的廢污水碳排量進(jìn)行了估算，同時(shí)提出一種綜合的核算法，即綜合生化反應(yīng)過程法與耗電量折算法，分別計(jì)算了我國(guó)廢污水處理過程中相關(guān)生化反應(yīng)所伴隨的碳排量（直接碳排）和廢污水處理過程中的能耗所對(duì)應(yīng)的碳排量（間接碳排）。生化反應(yīng)過程法運(yùn)用物質(zhì)守恒定律并結(jié)合生化過程的基本參數(shù)對(duì)碳排量進(jìn)行核算；耗電量折算法主要是通過計(jì)算廢污水處理的總耗電量，進(jìn)一步講耗電量折算成碳排量。生化反應(yīng)過程與耗電量折算法均為理論估算法，在計(jì)算時(shí)采用的假設(shè)、限定條件及參數(shù)的取舍均會(huì)對(duì)計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生影響。且這種方法的碳排量計(jì)算結(jié)果是基于對(duì)可生化性較強(qiáng)的廢污水采用好氧生物處理方法，產(chǎn)生的溫室氣體為二氧化碳，污泥處理主要采用厭

17、氧生物處理法，產(chǎn)生的主要溫室氣體為二氧化碳與甲烷。沒有考慮廢污水除磷脫氮工藝產(chǎn)生的氧化亞氮排放問題。綜合生化反應(yīng)過程法與耗電量折算法1廢污水處理直接碳排量估算方法廢污水處理過程碳排量的計(jì)算主要運(yùn)用物質(zhì)的量守恒定律、物質(zhì)傳遞、傳統(tǒng)生化處理的基本公式與參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算。在計(jì)算過程中有3個(gè)假設(shè)條件：所有廢污水經(jīng)由處理后排放，忽略處理后廢污水中殘留有機(jī)物質(zhì)；廢污水中的總有機(jī)碳最終歸趨為分解消耗碳與微生物生命組成含碳；廢污水處理主要方式為好氧處理，有機(jī)碳分解主要以二氧化碳形式排放。根據(jù)上述基本原理和假設(shè)條件，結(jié)合已有的研究得出表4所示公式。表4 生化反應(yīng)過程法廢污水處理碳排量推算參考公式公式符號(hào)意義、參數(shù)

18、取值及相關(guān)說明1SC：廢污水處理碳排量（mg）；HC：有機(jī)物分解消耗量（mg）；3.66為CO2折算系數(shù)（mg·mg-1）2TOC：廢污水排放總有機(jī)碳量（mg）；ZC：微生物組成含碳量（mg）；公式來自質(zhì)量守恒定律3TOC2：生活污水總有機(jī)碳量（mg）；TOC3：可生化的工業(yè)廢水總有機(jī)碳量（mg）4TOC1：工業(yè)廢水總有機(jī)碳量（mg）；0.645為工業(yè)廢水可生化系數(shù)（mg·mg-1）5COD1：工業(yè)廢水COD（mg）6COD2：生活污水COD（mg）7：干泥產(chǎn)量（mg）；0.531為微生物生命組成C5H7O2N的C含量參數(shù)（mg·mg-1）8：剩余污泥量（mg）；

19、公式對(duì)含水污泥與干污泥進(jìn)行折算9：剩余泥產(chǎn)量變化量（mg·d-1）；：生化需氧量變化量（mg·d-1）；Xv:泥濃度（mg·L-1）；V：曝氣池體積（L）；Y：理論產(chǎn)率系數(shù)（mg·mg-1）；Kd：泥自身氧化率（d-1）10：泥齡（d）；：實(shí)際生化需氧量變化量（mg）11Nv：泥負(fù)荷（mg·mg-1·d-1）；公式由公式（9）、（10）推算而來，用于選取更合理的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)；Y=0.7mg·mg-1；Kd=0.04d-1；Nv=0.41mg·mg-1·d-112計(jì)算目標(biāo)是生活污水及工業(yè)廢水處理的碳排量，已知量

20、為城鎮(zhèn)生活污水及工業(yè)廢水排放的總COD，關(guān)鍵是算出廢污水的總有機(jī)碳量及微生物組成含碳量，即表4中公式（1）和（2）。微生物生命組成含碳計(jì)算是通過對(duì)剩余泥進(jìn)行折算得到，折算辦法見表4中公式（7）與（8）。泥處理直接碳排量計(jì)算 表5給出了泥處理碳排量具體的計(jì)算公式，計(jì)算目標(biāo)是泥消化過程中所排放的溫室氣體折合成二氧化碳的量，已知量是污水處理產(chǎn)干污泥量（來自表4的計(jì)算結(jié)果）。表5 生化反應(yīng)過程法泥處理碳排量推算參考公式公式與參數(shù)符號(hào)意義、參數(shù)取值及相關(guān)說明1：產(chǎn)氣量（m3）；K1：干泥產(chǎn)氣參數(shù)，取值為1000m3·g-1；：干泥產(chǎn)量（mg）；公式對(duì)厭氧消化產(chǎn)氣量進(jìn)行推算2K2：濕泥產(chǎn)氣參數(shù)（

21、m3·L-1）；：含水率為96%的泥量（L）；公式為另一種產(chǎn)氣量推算式，用于選取更合理的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)3Qj：排放CH4體積（m3）；60%為污泥厭氧消化產(chǎn)CH4比例4Qe：排放CO2體積（m3）；40%為污泥厭氧消化產(chǎn)CO2比例5Mj：排放CH4質(zhì)量（kg）；0.77為CH4密度（kg·m-3）6Me：排放CO2質(zhì)量（kg）；1.977為CO2密度（kg·m-3）7NC：泥處理的總碳排量（kg）；20為CH4產(chǎn)生的溫室效應(yīng)折算系數(shù)（kg·kg-1）2廢污水處理間接碳排量估算方法在此介紹耗電量折算法估算廢污水間接排放的碳排量，該計(jì)算方法有兩個(gè)假設(shè)：忽略污泥處理

22、耗電量；忽略污水運(yùn)輸過程耗電量。 生活污水處理間接碳排量估算 生活污水較容易降解，主要以生物處理為主要處理方式。根據(jù)國(guó)家污染減排的規(guī)定，污水處理廠用電量必須達(dá)到0.02-0.35 kWh/m3以上方可認(rèn)定處理量，常用生物處理方法的平均耗電量約為0.30kWh/m3，則生活污水處理的總耗電量為：SHH=s×ST，其中，SHH為生活污水處理的總耗電量（kWH），s為生活污水的好電系數(shù)（kWh/m3），ST為生活污水總量（m3）。再將耗電量折算成碳排量，每發(fā)1度（kWh）電產(chǎn)生的溫室氣體折算后二氧化碳量為8.448×10-4t，設(shè)其為電力排放因子b，該系數(shù)來源于美國(guó)能源部（EIA

23、）發(fā)布的我國(guó)1999-2002年的電力排放因子，則處理生活污水的間接碳排量為：SHP=b×SHH，其中，SHP為處理生活污水的間接碳排量（kg），b為電力排放因子。工業(yè)廢水處理間接碳排量估算工業(yè)廢水水質(zhì)差別很大，處理方式也不盡相同，因此，采用了將不同行業(yè)的工業(yè)廢水處理碳排量依次計(jì)算后再求其總和的方法來計(jì)算間接碳排量。各行業(yè)碳排量計(jì)算公式為；GYPi=b×gi×Ii，其中，GYPi為各行業(yè)廢水處理碳排量（kg），gi為各行業(yè)耗電系數(shù)（kWh/m3），Ii為各行業(yè)廢水排放量（m3）。各行業(yè)的耗電系數(shù)是在參考相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，選取的處理體積廢水所需要的耗電量范圍，具體見

24、表6。表6 各行業(yè)工業(yè)廢水耗電系數(shù)行業(yè)耗電系數(shù)(kWh/m3)計(jì)算取值(kWh/m3)采礦業(yè)0.14-3.100.4飲食制造業(yè)0.4-3.90.4紡織、皮毛及其加工業(yè)0.4-1.30.4造紙及相關(guān)制品業(yè)0.5-2.01.0石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)0.1-6.50.2化學(xué)、醫(yī)藥制品業(yè)0.40-1.850.6冶金業(yè)0.015-15.5000.2設(shè)備制造業(yè)0.6-3.11.3水電氣供應(yīng)業(yè)0.29-1.101.1其它行業(yè)0.20.2三附件附件1：污水處理技術(shù)概述廢水處理的目的，就是利用各種方法將污水中所含的污染物質(zhì)分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。按廢水凈化程度可將處理分成三級(jí)

25、：一級(jí)處理：除去油類、酸堿物質(zhì)以及可以截留的懸浮物。二級(jí)處理：除去可溶性有機(jī)物和部分可溶性無機(jī)物以及經(jīng)一級(jí)處理殘留的懸浮物。三級(jí)處理：除去難降解的有機(jī)物和較高程度的除去可溶性N和P等無機(jī)物。按廢水處理時(shí)的作用性質(zhì)，可分成物理法、化學(xué)法和生物法。1. 物理法物理法主要是利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在其處理過程中不改變污染物的化學(xué)性質(zhì)。常用的物理法有采用格柵、篩網(wǎng)、砂濾等方法截留各類漂浮物、懸浮物等；利用沉淀、氣浮等方法分離比重與水不同的各類污染物質(zhì)；利用離心法分離各類懸浮物質(zhì)等。2. 化學(xué)法化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用，去除污染物或改變污染物的性質(zhì)。它包括向廢水中投加各類絮凝劑，使

26、之與水中的污染物起化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水或難溶于水的化合物，析出沉淀，使廢水得到凈化的化學(xué)沉淀法；利用中和過程處理酸性或堿性廢水的中和法；利用液氯、臭氧等強(qiáng)氧化劑氧化分解廢水污染物的化學(xué)氧化法；利用電解的原理，在陰陽兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，使水體達(dá)到以凈化的電解法等。3. 生物法生物法也稱為生物化學(xué)法，簡(jiǎn)稱為生化法。生化處理法是處理污水中應(yīng)用最廣泛且比較有效的一種方法，它是利用自然界中存在的各種微生物，將污水中有機(jī)物分解和向無機(jī)物轉(zhuǎn)化，達(dá)到凈化水質(zhì)、消除其對(duì)環(huán)境污染和危害的目的。附件2：好氧、厭氧和脫氮機(jī)理一、好氧生物處理的基本生物過程所謂“好氧”：是指這類生物必須在有分子態(tài)氧氣（O2）的

27、存在下，才能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)，主要包括大部分微生物、動(dòng)物以及我們?nèi)祟悾凰^“厭氧”：是能在無分子態(tài)氧存在的條件下，能進(jìn)行正常的生理生化反應(yīng)的生物，如厭氧細(xì)菌、酵母菌等。好氧生物處理過程的生化反應(yīng)方程式：分解反應(yīng)（又稱氧化反應(yīng)、異化代謝、分解代謝）異氧微生物 CHONS + O2CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量（有機(jī)物的組成元素） 合成反應(yīng)（也稱合成代謝、同化作用） C、H、O、N、S+ 能量C5H7NO2 內(nèi)源呼吸（也稱細(xì)胞物質(zhì)的自身氧化）微生物 C5H7NO2 + O2 CO2 + H2O + NH3 + SO42- +¼+能量二、厭氧生物

28、處理的基本生物過程廢水厭氧生物處理在早期又被稱為厭氧消化、厭氧發(fā)酵；是指在厭氧條件下由多種（厭氧或兼性）微生物的共同作用下，使有機(jī)物分解并產(chǎn)生CH4和CO2的過程。一、厭氧生物處理中的基本生物過程階段性理論1、兩階段理論：20世紀(jì)3060年代，被普遍接受的是“兩階段理論”圖1厭氧反應(yīng)的兩階段理論圖示內(nèi)源呼吸產(chǎn)物堿性發(fā)酵階段酸性發(fā)酵階段水解胞外酶胞內(nèi)酶產(chǎn)甲烷菌胞內(nèi)酶產(chǎn)酸菌不溶性有機(jī)物可溶性有機(jī)物細(xì)菌細(xì)胞脂肪酸、醇類、H2、CO2其它產(chǎn)物細(xì)菌細(xì)胞CO2、CH4第一階段：發(fā)酵階段，又稱產(chǎn)酸階段或酸性發(fā)酵階段；主要功能是水解和酸化，主要產(chǎn)物是脂肪酸、醇類、CO2和H2等；主要參與反應(yīng)的微生物統(tǒng)稱為發(fā)酵

29、細(xì)菌或產(chǎn)酸細(xì)菌；這些微生物的特點(diǎn)是：1）生長(zhǎng)速率快，2）對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)性（溫度、pH等）強(qiáng)。第二階段：產(chǎn)甲烷階段，又稱堿性發(fā)酵階段；是指產(chǎn)甲烷菌利用前一階段的產(chǎn)物，并將其轉(zhuǎn)化為CH4和CO2；主要參與反應(yīng)的微生物被統(tǒng)稱為產(chǎn)甲烷菌（Methane producing bacteria）；產(chǎn)甲烷細(xì)菌的主要特點(diǎn)是：1）生長(zhǎng)速率慢，世代時(shí)間長(zhǎng)；2）對(duì)環(huán)境條件（溫度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。2、三階段理論對(duì)厭氧微生物學(xué)的深入研究后，發(fā)現(xiàn)將厭氧消化過程簡(jiǎn)單地劃分為上述兩個(gè)過程，不能真實(shí)反映厭氧反應(yīng)過程的本質(zhì)；厭氧微生物學(xué)的研究表明，產(chǎn)甲烷菌是一類十分特別的古細(xì)菌（Archea），除了在分類學(xué)

30、和其特殊的學(xué)報(bào)結(jié)構(gòu)外，其最主要的特點(diǎn)是：產(chǎn)甲烷細(xì)菌只能利用一些簡(jiǎn)單有機(jī)物作為基質(zhì)，其中主要是一些簡(jiǎn)單的一碳物質(zhì)如甲酸、甲醇、甲基胺類以及H2/CO2等，兩碳物質(zhì)中只有乙酸，而不能利用其它含兩碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇類；上世紀(jì)70年代，Bryant發(fā)現(xiàn)原來認(rèn)為是一種被稱為“奧氏產(chǎn)甲烷菌”的細(xì)菌，實(shí)際上是由兩種細(xì)菌共同組成的，一種細(xì)菌首先把乙醇氧化為乙酸和H2（一種產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌），另一種細(xì)菌則利用H2和CO2產(chǎn)生CH4（一種真正意義上的說明：1）I、II、III為三階段理論，I、II、III、 IV為四類群理論； 2）所產(chǎn)生的細(xì)胞物質(zhì)未表示在圖中III發(fā)酵性細(xì)菌脂肪酸、醇類產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌II同型產(chǎn)乙酸菌IV有機(jī)物乙酸H2+CO2CH4I產(chǎn)甲烷菌圖2厭氧反應(yīng)的三階段理論和四類群理論產(chǎn)甲烷細(xì)菌嗜氫產(chǎn)甲烷細(xì)菌）；因而，Bryant提出了厭氧消化過程的“三階段理論”：水解、發(fā)酵階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段：產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，將丙酸、丁酸等脂肪酸和乙醇等轉(zhuǎn)化為乙酸、H2/CO2；產(chǎn)甲烷階段：產(chǎn)甲烷菌利用乙酸和H2、CO2產(chǎn)生CH4；一般認(rèn)為，在厭氧生物處理過程中約有70%的CH4產(chǎn)自乙酸的分解，其余的則產(chǎn)自H2和CO2。3、四階段理論（四菌群學(xué)說）：幾乎與Bryant提出“三階段理論”的同時(shí)，又有