工程六生物技術(shù)應(yīng)用在食品工業(yè)廢水處理方式中得科學(xué)應(yīng)用概述

1、工程六生物技術(shù)應(yīng)用在食品工業(yè)廢水處理方式中得科學(xué)應(yīng)用概述中國(guó)水資源現(xiàn)狀人均占有量少總量位世界第6。人均占世界平均水準(zhǔn)的1/4，排名88。空間分布不均 81的水資源分布在長(zhǎng)江流域及其以南降水量最高可達(dá)1600mm，少的地區(qū)不到200mm 年內(nèi)及年際變化大 6080降水集中在夏季，年際變化差36倍許多地區(qū)缺水嚴(yán)重 在640個(gè)城市中，300多個(gè)城市缺水。被列為全球最貧水12個(gè)國(guó)家前列。主要參考書(shū) 水污染控制與設(shè)備運(yùn)行 郭正 高等教育出版社 水污染控制工程 張希衡 冶金工業(yè)出版社 工業(yè)廢水處理技術(shù) 皺家慶 化學(xué)工業(yè)工出版社 廢水生物處理新技術(shù)理論與應(yīng)用 沈耀良 中 國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社第一章 廢水處理技術(shù)

2、概述工廠排污口1工業(yè)污染水污染來(lái)源水污染來(lái)源2. 生活污染源水污染來(lái)源1農(nóng)業(yè)污染赤潮是在特定的環(huán)境條件下，海水中某些浮游植物、原生動(dòng)物或細(xì)菌爆發(fā)性增殖或高度聚集而引起水體變色的一種有害生態(tài)現(xiàn)象。赤潮是一個(gè)歷史沿用名，它并不一定都是紅色。 水污染來(lái)源4.面污染源 廢水：自然水在使用過(guò)程中改變了原來(lái)的組成，甚至喪失了使用價(jià)值而廢棄外排的水稱(chēng)為廢水。 根據(jù)來(lái)源不同，廢水可分為生活污水和工業(yè)廢水兩大類(lèi)。根據(jù)污染物類(lèi)別不同，廢水可分為有機(jī)廢水和無(wú)機(jī)廢水兩大類(lèi)。根據(jù)毒物的種類(lèi)不同，廢水可分為含汞廢水和含酚廢水等。return一 廢水及其分類(lèi)第一章 概論 廢水中的污染物種類(lèi)較多，按廢水對(duì)環(huán)境造成的危害不同，

3、大致可分：固體污染物、需氧污染物、營(yíng)養(yǎng)性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類(lèi)污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染等。 return二、水中污染物質(zhì)及危害第一章 概論 為了準(zhǔn)確反映水體被污染的程度，常用水質(zhì)指標(biāo)表示。 水質(zhì)指標(biāo)是對(duì)水體進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)價(jià)、利用以及污染治理的主要依據(jù)。分物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)三種。 主要有有毒物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、懸浮物總數(shù)、pH值、色度、溫度等。 一種水質(zhì)指標(biāo)可能包括幾種污染物；而一種污染物也可影響幾種水質(zhì)指標(biāo)。 三 廢水的水質(zhì)指標(biāo)第一章 概論第一章 概論三 廢水的水質(zhì)指標(biāo)物理性指標(biāo)感官性指標(biāo)，水的色度來(lái)源于金屬化合物或有機(jī)化合物感官性指標(biāo)，水的異臭來(lái)源于還原性硫

4、和氮的化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)揮發(fā)性固體VS溶解固體DS固定性固體FS懸浮固體SS加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少工業(yè)廢水常引起水體熱污染色度固體物質(zhì)TS嗅和味溫度第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo) 化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)無(wú)機(jī)物指標(biāo)生化需氧量（BOD）化學(xué)需氧量（COD）總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）油類(lèi)污染物酚類(lèi)污染物植物營(yíng)養(yǎng)元素PH值重金屬第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)生化需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量 主要污染特性（以mg/L為單位）。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解的過(guò)程，一般可分為 兩個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)

5、物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、 水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所 需的氧量，全部生物氧化需要20100d完成。實(shí)際中，常以5d作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱(chēng)5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。化 學(xué) 性 指 標(biāo)有機(jī)物BOD: biological oxygen demand在規(guī)定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機(jī)物所 需要的氧量（20，5d）P174。 有機(jī)物中一般含有C、N、O、P等元素。在有氧的條件下發(fā)生分解： 有機(jī)物 H2 O+CO2+NH3 （第一階段需氧量） NH3 NO2- NO3- （第

6、二階段需氧量）好氧微生物硝化菌亞硝化菌第一章 概論第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)化 學(xué) 性 指 標(biāo)有機(jī)物化學(xué)需氧量（COD）常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀K2Cr2O7 （稱(chēng) CODCr )和高錳酸 鉀KMnO4 (稱(chēng)CODMn 或OC ) 。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強(qiáng)。廢水中無(wú)機(jī)的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧 量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.40.5。 COD: chemical oxygen demand用化學(xué)方法氧化分解廢水水樣中有機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2）（mg/L）。廢水可生化性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)BOD5/

7、COD0.45可生化性難生化可生化易生化第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)化 學(xué) 性 指 標(biāo)有機(jī)物總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC: total organism carbon在950高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測(cè)定氣體 中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測(cè)定中應(yīng)該去除無(wú)機(jī)碳的含量。各種水質(zhì)之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條 件基本不變的條件下，BOD與TOC或TOD 之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。TOD: total oxygen demand在900950高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機(jī)物， 包括難分解的有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)還原物質(zhì)），

8、燃燒氧化成穩(wěn)定的氧 化物后，測(cè)量載氣中氧的減少量，稱(chēng)為總需氧量（TOD）。TOD測(cè)定方便而快速。第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)化 學(xué) 性 指 標(biāo)有機(jī)物油類(lèi)污染物石油類(lèi)：來(lái)源于工業(yè)含油污水。動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過(guò)程和食品工業(yè)。油類(lèi)污染物進(jìn)入水體后影響水生生物的生長(zhǎng)、降低水體的資源價(jià)值。油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。油類(lèi)污染物進(jìn)入海洋，改變海水的反射率和減少進(jìn)入海洋表層的日光輻射，對(duì)局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定影響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進(jìn)入水體，從而降低水體的自?xún)裟芰?。石油污染?duì)幼魚(yú)和魚(yú)卵的危害很大，堵塞魚(yú)的鰓部，能使魚(yú)蝦類(lèi)產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價(jià)值。

9、破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥(niǎo)類(lèi)生活。第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)化 學(xué) 性 指 標(biāo)有機(jī)物酚類(lèi)污染物酚污染來(lái)源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹(shù)脂 等工業(yè)廢水。原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒。酚濃度低時(shí)，能影響?hù)~(yú)類(lèi)的洄游繁殖。酚濃度達(dá)0.10.2mg/L時(shí)，魚(yú)肉有酚味。酚濃度高會(huì)引起魚(yú)類(lèi)大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長(zhǎng)速度，有時(shí)甚至使其停 止生長(zhǎng)。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強(qiáng)烈異臭（0.001mg/L即 有異味，排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L ）。灌溉用水酚濃度超過(guò)5mg/L時(shí), 農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)化 學(xué) 性 指 標(biāo)無(wú)機(jī)性指標(biāo)植物營(yíng)

10、養(yǎng)元素pH重金屬 過(guò)多的氮、磷進(jìn)入天然水體，易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化，使水生植物尤其是藻類(lèi)大量繁殖，造成水中溶解氧急劇變化，影響?hù)~(yú)類(lèi)生存，并可能使某些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。 一般要求處理后污水的pH在69之間。當(dāng)天然水體遭受酸堿污染時(shí)，pH發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長(zhǎng)，妨礙水體自?xún)簦€可腐蝕船舶。 五毒金屬：汞、鎘、鉛、鉻、砷以及它們的化合物重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長(zhǎng)，使蛋白質(zhì)凝固;逐級(jí)富集至人體，影響人體健康。第一章 概論三、廢水的水質(zhì)指標(biāo)生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、寄生蟲(chóng)卵等制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病，影響衛(wèi)生，

11、導(dǎo)致水體缺氧生 物 性 指 標(biāo)來(lái)源及危害 水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染程度和受細(xì)菌污染的程度。常以細(xì)菌個(gè)數(shù)/mL計(jì)。飲用水：100個(gè)/ mL，醫(yī)院排水： 500個(gè)/ mL細(xì)菌總數(shù) 大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。常以大腸菌群數(shù)/L計(jì)。飲用水：不得檢出，城市排水：10000個(gè)/L，游泳池： 1000個(gè)/L大腸菌群第一章 概論四、廢水處理的基本原則和方法（一）廢水處理的基本原則宏觀性控制技術(shù)性控制管理性控制推行清潔生產(chǎn)節(jié)水減污實(shí)行污染物排放總量控制實(shí)行工業(yè)廢水與城市生活污水集中處理實(shí)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度和“三同時(shí)”制度第一章 概論（二）廢水凈化的基本方法廢水

12、集中處理工程物理法 化學(xué)法生物法江河湖海處置工程城市污水土地處理四、廢水處理的基本原則和方法第一章 概論 廢水處理是指根據(jù)水體自?xún)粼?，在人工控制下，?qiáng)化物質(zhì)循環(huán)的一段過(guò)程，使經(jīng)過(guò)處理的水中的雜質(zhì)和污染物被分離出去或轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)，同時(shí)可導(dǎo)致病原菌的死亡的過(guò)程。 （1）按照廢水處理的作用原理分類(lèi)： 物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法 （2）按照廢水處理程度劃分： 一級(jí)處理（包括預(yù)處理） 二級(jí)處理（生物處理） 三級(jí)處理（深度處理） 五、廢水集中處理技術(shù)水體自?xún)糇饔茫褐柑烊凰w受到污染后，在無(wú)人為處理?xiàng)l件下，借助水體自身的能力使之得到凈化的過(guò)程。該過(guò)程中包括稀釋、沉降等物理作用，氧化、還原、分解、

13、凝聚等化學(xué)作用，還有更重要的生物作用，即生物對(duì)無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的同化和異化作用。 物理法 利用物理作用使懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)與廢水分離，在處理過(guò)程中污染物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生變化。 處理對(duì)象：懸浮物 處理方法： a 截留 b 沉淀 c 過(guò)濾 d 氣浮 e 離心分離 f 膜分離第一章 概論化學(xué)法、物理化學(xué)法 利用某種化學(xué)反應(yīng)使廢水中污染物質(zhì)的性質(zhì)或形態(tài)發(fā)生改變，而從水中除去的方法。 處理對(duì)象：溶解性污染物質(zhì)或膠體物質(zhì)。 處理方法： a 混凝 b 中和 c 氧化還原 d 電解 e 萃取 f 吸附 g 離子交換第一章 概論生化法（生物法） 利用微生物的作用去除廢水中膠體和溶解性有機(jī)物的方法。 A、好氧生物

14、處理法（如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等） B、厭氧生物處理法第一章 概論 預(yù)處理 主要任務(wù)： 為某種意圖而進(jìn)行的污水處理。去除污水中某些特殊有害物質(zhì)或降低其濃度。 處理方法： 機(jī)械法、物化法、生化法（多用厭氧法，如水解酸化法）。第一章 概論一級(jí)處理 （物理處理） 主要任務(wù)： 從廢水中去除漂浮物和懸浮物，調(diào)節(jié)廢水pH值，減輕廢水的腐化程度和后續(xù)處理的工藝負(fù)荷。 常用方法： 篩濾法、重力沉淀法、上浮法（如隔油法）、氣浮、離心分離、濾池、微濾機(jī)等。第一章 概論二級(jí)處理 （生物處理） 主要任務(wù)： 大幅度地去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)物。 處理方法： 以生化處理為主體工藝。 主要有活性污泥和生物膜

15、法。第一章 概論三級(jí)處理 （深度處理或高級(jí)處理） 主要任務(wù)：防止受納水體發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化和受到難降解的有毒化合物的污染。/污水回用。 去除對(duì)象：污水中的N、P及難生物降解的有機(jī)物、病原菌、礦物質(zhì)（鹽類(lèi)）等。 處理方法：生物處理、活性炭吸附、離子交換、電滲析、反滲透、消毒等。第一章 概論典型的廢水處理流程簡(jiǎn)介 廢水中的污染物是多種多樣的，不能預(yù)期只用一種處理方法就能夠把所有的污染物質(zhì)去除殆盡，一種廢水往往需要把幾種處理方法聯(lián)合成有機(jī)整體，并合理配置其主次關(guān)系和前后順序，才能達(dá)到最經(jīng)濟(jì)有效地處理要求的程度。這種處理系統(tǒng)，叫廢水處理流程(廢水處理系統(tǒng))。第一章 概論典型城市污水處理流程第一章 概論工業(yè)廢水的水質(zhì)千差萬(wàn)別，處理要求也極不一致。大多以生物處理為主，但常有前處理（調(diào)節(jié)、氣浮除油、中和）根據(jù)需要有后處理：混凝、過(guò)濾、活性炭吸附工業(yè)廢水廢水一般的處理程序： 澄清回收污染物處理再用或排放第一章 概論 大多數(shù)食品在其加工過(guò)程中，需要大量用水，大量的是用來(lái)對(duì)各種食物原料的清洗、燙漂、消毒、冷卻以及容器和設(shè)備的清洗。因此，食品工業(yè)排放的廢水量是很大的。由于食品工業(yè)的原料廣泛，產(chǎn)品種類(lèi)繁多，排出的廢水水質(zhì)、水量差異也很大。廢水中含的主要污染物有：漂浮在廢水中的固體物質(zhì)，如茶葉、肉和骨的碎屑、動(dòng)物