水污染與固體廢物污染控制技術(shù)(ppt 33頁).ppt

1、環(huán)境保護(hù)與綠色技術(shù),主講人：馮流北京化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院環(huán)境工程系fengliu-buc三、水污染控制技術(shù),1、概述1.1水和水體污染水體：河流、湖泊、沼澤、水庫、地下水、冰川和海洋等“貯水體”的總稱，包括水及水中的懸浮物、底泥、水生生物等水體的環(huán)境容量或自凈能力：指一定程度范圍內(nèi)水體對(duì)污染物具有的承受能力，或者說水體對(duì)排入其中的污染物具有一定的自凈能力,水體自凈過程及機(jī)理：包括物理過程、化學(xué)或物理化學(xué)過程、生物化學(xué)過程水體污染：污染物在數(shù)量上超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量，即超出了水體的自凈能力，從而導(dǎo)致水體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征發(fā)生不良變化，破壞了水體中固

2、有的生態(tài)系統(tǒng)及水體的正常功能時(shí)所發(fā)生的一種現(xiàn)象水污染和水體污染的區(qū)分及其意義,1.2廢水來源及特性造成水體污染的主要因素：廢水的產(chǎn)生及排放廢水：使用過程中混入各種污染物，導(dǎo)致使用價(jià)值喪失而廢棄外排的水廢水來源：生活污水和工業(yè)廢水兩大類廢水中的污染物：可大致區(qū)分為化學(xué)性污染物、物理性污染物和生物性污染物三大類,1.3水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)水質(zhì)：水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性水質(zhì)指標(biāo)：表示水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)，也可間接表示水體受污染的程度水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目繁多，可分為物理性、化學(xué)性和生物性三大類,物理性指標(biāo)：色度、嗅和味、濁度、透明度、溫度、總固體、懸

3、浮物、電導(dǎo)率化學(xué)性指標(biāo)：有毒化學(xué)性指標(biāo)（重金屬、酚、氰化物等）、氧平衡指標(biāo)（COD、BOD、TOC、TOD、DO、高錳酸鹽指數(shù)）、一般性化學(xué)指標(biāo)（酸度、堿度、硬度、pH值等）生物性指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原菌及病毒等,1.4廢水處理技術(shù)廢水處理技術(shù)分類：按作用原理分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物處理法；按污染物質(zhì)變化情況可分為分離法和轉(zhuǎn)化法分離法：離子交換、汽提、超濾、離心分離等轉(zhuǎn)化法：化學(xué)轉(zhuǎn)化和生物轉(zhuǎn)化,2、懸浮物及膠體的分離處理沉淀法：主要去除原有的懸浮固體或次生的懸浮固體混凝法：絮凝+凝聚，主要去除水中高分子物質(zhì)、呈懸浮狀或膠體狀的有機(jī)污染物和某些重金屬浮力浮上法：自然浮

4、上法、氣浮法、藥劑浮選法，主要去除相對(duì)密度小于或接近水的細(xì)微顆粒物離心分離過濾：篩濾、粒狀介質(zhì)過濾磁力分離：分離具有磁性的懸浮固體,3、有機(jī)污染物的生物轉(zhuǎn)化處理3.1生物轉(zhuǎn)化法類型,3.2影響生物轉(zhuǎn)化處理的因素pH值：適宜值為pH69的弱酸性到弱堿性范圍溫度：好氧生物處理一般在1525C，厭氧生物處理則控制在3035C（中溫）或5055C（高溫）營養(yǎng)物質(zhì)：一般要求C:N:P=100:5:1有毒物質(zhì)：重金屬離子或某些有毒非金屬物質(zhì)會(huì)破壞或抑制微生物的代謝功能適當(dāng)?shù)目臻g,3.3好氧生物處理法好氧生物處理：在充分供氧的條件下，借助好氧微生物或兼性微生物（主要是好氧菌）將有機(jī)污染物氧化分解成較穩(wěn)定的無

5、機(jī)物的處理過程,3.3.1活性污泥法活性污泥：有機(jī)廢水經(jīng)過一段時(shí)間的曝氣后，水中會(huì)產(chǎn)生一種褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，主要由菌膠團(tuán)細(xì)菌、原生動(dòng)物和后生動(dòng)物組成活性污泥法：以活性污泥為主體，利用其吸附凝聚和氧化分解作用來凈化水中有機(jī)污染物的一種生物轉(zhuǎn)化處理方法系統(tǒng)組成：主要包括初沉池、曝氣池、曝氣系統(tǒng)、二沉池、污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng),基本流程：改進(jìn)與發(fā)展：曝氣池混合反應(yīng)型式、進(jìn)水點(diǎn)位置、污泥負(fù)荷率、曝氣技術(shù)等方面進(jìn)行改進(jìn)；粉末炭-活性污泥法、SBR法等,3.3.2生物膜法使細(xì)菌等好氧微生物和原生及后生動(dòng)物附著在某些物料載體（如碎石、煤渣、塑料等）上進(jìn)行生長繁殖，形成生物膜，廢水

6、通過與生物膜接觸，水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)物被膜中生物攝取并分解，從而使廢水得到凈化的生物轉(zhuǎn)化處理方法基本流程：,潤壁型生物膜法：廢水和空氣沿固定的或轉(zhuǎn)動(dòng)接觸介質(zhì)表面的生物膜流過，典型的裝置包括生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤浸沒型生物膜法：接觸濾料介質(zhì)固定在曝氣池內(nèi)，完全浸沒在水中，在鼓風(fēng)曝氣作用下，依靠濾料介質(zhì)上的生物膜凈化廢水，典型的裝置如生物接觸氧化池流動(dòng)床型生物膜法：使附著有生物膜的活性炭、砂等小粒徑接觸介質(zhì)懸浮流動(dòng)于曝氣池內(nèi)，如三相生物流化床,3.4厭氧生物處理法厭氧生物處理：在無氧條件下，利用兼性或厭氧微生物將有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化成比較簡單的無機(jī)物或有機(jī)物的處理過程,類型：懸浮生長型厭氧處理（如厭氧

7、消化、厭氧接觸法和USAB）；附著生長型厭氧處理（厭氧生物濾池、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤等）厭氧與好氧處理的聯(lián)合：厭氧-好氧（A1-O）、缺氧-好氧（A2-O）、厭氧-缺氧-好氧（A1-A2-O）3.5自然生物處理法利用水體和土壤中廣泛分布的微生物的作用，進(jìn)行廢水生物處理的方法主要包括水體凈化法（生物塘）和土壤凈化法兩種,4、溶解態(tài)污染物的處理4.1化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中和法：酸堿廢水中和；藥劑中和；過濾中和化學(xué)沉淀法：氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鹵化物沉淀法、鐵氧體沉淀法氧化還原法：空氣氧化、臭氧氧化、氯氧化、還原除鉻、汞等電化學(xué)法：電化學(xué)氧化、電化學(xué)還原、電

8、解凝聚等,4.2物化分離處理熱過程法：蒸發(fā)、結(jié)晶、冷凍等吹脫法：脫除溶解氣體和某些極易揮發(fā)溶質(zhì)汽提法：主要分離回收高濃度揮發(fā)性溶質(zhì)，不宜用來處理低濃度廢水萃取法：處理含重金屬離子的廢水及某些有機(jī)廢水吸附法：去除有毒物質(zhì)，脫色除臭等離子交換法：鹽類物質(zhì)的去除膜分離法：反滲透、電滲析、超濾、液膜分離等,5、污水處理流程廢水處理系統(tǒng)或流程：由單元處理設(shè)備合理配置形成的整體類型：依據(jù)不同的處理程度和要求，廢水處理流程包括一級(jí)處理、二級(jí)處理和三級(jí)處理三個(gè)層次一級(jí)處理有時(shí)也稱作為機(jī)械處理，主要去除廢水中較粗大的懸浮物質(zhì)，COD去除率30%左右，常作為預(yù)處理使用。主要設(shè)備包括格柵、沉砂池和沉淀池,二級(jí)處理也

9、叫生化處理或生物處理，用于對(duì)出水水質(zhì)要求較高的場(chǎng)合，主要采用各種生物處理方法，去除水中呈膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物，COD去除率90%以上，常用設(shè)備為生物曝氣池和二沉池三級(jí)處理是在一級(jí)、二級(jí)處理基礎(chǔ)上，對(duì)難降解的有機(jī)物及氮、磷等營養(yǎng)性物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理。采用的方法有混凝、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。也稱做高級(jí)處理或深度處理,流程選擇依據(jù)：廢水性質(zhì)、處理后廢水的歸宿、接納水體的環(huán)境功能區(qū)劃及執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)可行性等典型流程：城市污水處理流程、工業(yè)廢水處理流程,四、固體廢物污染控制技術(shù),1、固體廢物污染概述1.1固體廢物定義固體廢物是指人類在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的，在一定時(shí)

10、間和地點(diǎn)無法利用而被丟棄的，以固態(tài)和泥狀賦存的物質(zhì)是“放錯(cuò)地方的原料”,1.2來源與分類城市生活垃圾：含城市污水處理廠污泥工業(yè)固體廢物：冶金、能源工業(yè)、礦業(yè)、輕工等危險(xiǎn)廢物：具有易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性、急性毒性、浸出毒性、放射性、疾病傳染性等1.3固體廢物管理三化原則：減量化、資源化、無害化全過程管理或生命周期管理,2、固體廢物的預(yù)處理固體廢物的預(yù)處理：通過濃縮或相變化改變固體廢物的結(jié)構(gòu)，使之成為便于運(yùn)輸、利用或處置形態(tài)的過程壓實(shí)：目的在于減少容積破碎：剪切破碎、沖擊破碎、濕式破碎等分選：篩分、重力分選、磁力分選等濃縮與脫水：主要用于污泥處理固化：瀝青固化、玻璃固化、水泥固化等,3、化學(xué)處理技

11、術(shù)化學(xué)處理法：通過化學(xué)反應(yīng)將固體廢物變成安全和穩(wěn)定的物質(zhì)，使廢物的危害性降到盡可能低水平的處理手段。主要包括氧化、還原、中和、化學(xué)沉淀、化學(xué)溶出、水解等技術(shù)中和法處理廢堿液還原法處理鉻渣水解法處理氰渣,4、生物處理技術(shù)依靠微生物，通過生物轉(zhuǎn)化，將固體廢物中易于生物降解的有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)肥料、沼氣或其它化學(xué)產(chǎn)品，如飼料蛋白、乙醇或糖類，從而達(dá)到固體廢物無害化的一種處理方法。包括：堆肥化厭氧發(fā)酵技術(shù),5、熱處理技術(shù)通過高溫破壞和改變固體廢物組成和結(jié)構(gòu)，同時(shí)達(dá)到減容、無害化或綜合利用目的的方法。包括：焚燒：適用于有機(jī)組分多、熱值高的廢物。需滿足三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)熱解：適用于有機(jī)固體廢物的處理,6、固體廢物

12、的最終處置技術(shù)6.1處置方法總論固體廢物處置主要有陸地處置和海洋處置兩大類海洋處置包括深海投棄和海上焚燒，現(xiàn)已被國際公約禁止陸地處置包括土地耕作、永久貯存或貯留地貯存、土地填埋三種類型土地填埋處置技術(shù)應(yīng)用最廣泛,6.2土地填埋處置技術(shù)土地填埋處置：從傳統(tǒng)的堆放和填地處置發(fā)展而來，但并非簡單的堆、填、埋，而是按照工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn)對(duì)固體廢物進(jìn)行有控管理的綜合性科學(xué)工程方法類型：按地形、填埋場(chǎng)地水文氣象條件、填埋廢物轉(zhuǎn)化過程等有多種劃分方法。常采用的分類依據(jù)是處置的廢物種類及特性及控制有害物質(zhì)釋放所需的等級(jí)要求。包括如下六種類型：,一級(jí)填埋場(chǎng)：惰性廢物的填埋場(chǎng)或堆放場(chǎng)，是最簡單的土地填埋處置方法，分淺埋、深埋兩種二級(jí)填埋場(chǎng)：礦業(yè)廢物處置場(chǎng)，主要用于處置粉煤灰等對(duì)水域有輕微、暫時(shí)影響的