污废水运营管理

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1、 第六章第六章 厌氧生物处理厌氧生物处理 从1896年英国出现第一座用于处理生活污水的厌氧消化池以来，已有100余年历史；1906年德国学者开发了双层沉淀池。此后，近一个世纪内，经历了从处理有机污泥、到处理高浓度有机工业废水、到处理低浓度污水（如城市污水），以及从常温条件下到控温（中温或高温）条件下进行厌氧生物处理的发展过程成果显著。原来常温下处理污泥，现已发展成为高速高效人工控温下的厌氧生物处理，并回收生物能：沼气。厌氧生物处理技术，从理论到生产实践日趋成熟且被广泛应用。第1页/共101页 在处理高浓度工业废水方面，自1929年丹麦建成的酵母废水处理厂开始了厌氧处理法从处理污泥到处理废水领域

2、的发展。至20世纪70年代初期，由荷兰学者G.Lettinga等人研究成功的上流式厌氧污泥床，使厌氧生物处理技术的发展步伐加快。目前，上流式厌氧污泥床(UASB)已成为最广泛的厌氧处理方法。第六章 厌氧生物处理第2页/共101页 第六章第六章 厌氧生物处理厌氧生物处理 1 厌氧微生物处理法的基本原理 废水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下，通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态的氧作为受氢体,而以化合态的氧、碳、硫、氢等为受氢体。第3页/共101页 化学处理法、物理处理法、生物化学处理

3、法 生物化学处理法：厌氧还原法 污废水处理 好氧氧化法 其它 第4页/共101页 水解产酸细菌 产氢产乙酸细菌 产甲烷细菌等 废水的厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，三大主要类群的细菌联合作用完成的.具体过程是：三大主要类群细菌第5页/共101页 （1）厌氧消化的第一阶段厌氧消化的第一阶段 水解酸化阶段水解酸化阶段 废水中的不溶性大分子有机物(如蛋白质、多糖类、脂类等)经发酵细菌水解后，分别转化为氨基酸、葡萄糖和甘油等水溶性的小分子有机物。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。由于简单碳水化合物的分解产酸作用，要比含氮有机物的分解产氨作用迅速，故蛋

4、白质的分解在碳水化合物分解后产生。第6页/共101页 （2）厌氧消化的第二阶段）厌氧消化的第二阶段 -产氢产乙酸阶段产氢产乙酸阶段 在产氢产乙酸细菌作用下，第一阶段产生的各种有机酸被分解转化为乙酸、氢气。在降解奇数碳数有机酸时除了产氢产乙酸外还产生二氧化碳。第7页/共101页 （3）厌氧消化的第三阶段）厌氧消化的第三阶段 -产甲烷阶段产甲烷阶段 产甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、CO2和H2等转化为甲烷。这一过程由两组生理上不同的产甲烷菌完成：一组把氢和二氧化碳转化为甲烷；4H2+CO2 CH4+2H2O(约占总量1/3)另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷；CH3COOH CH4+CO2 CH3COON

5、H4 CH4+NH4HCO3产甲烷菌 产甲烷菌产甲烷菌（约占总量2/3）第8页/共101页 虽然厌氧消化过程从机理上可分为以上三个阶段，但在厌氧反应器中，三个阶段是同时进行的，并保持着某种程度的动态平衡。这种动态平衡一旦被pH、温度、有机负荷等外加因素破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程 的异常变化，甚至会导致整个厌氧消化过程停滞。第9页/共101页第10页/共101页 2.2.厌氧微生物处理影响因素厌氧微生物处理影响因素 影响厌氧微生物处理效率的因素包括：温度 pH值 有毒物质 营养物质配比 搅拌第11页/共101页 温度温度 温度是控制厌氧消化的主要因

6、素。温度适宜时，细菌发育正常，有机物分解完全，产气量高。细菌对温度的适应性可分为低温、中温和高温三个区：低温消化1030；中温消化3035；高温消化5056；在0-56 的范围内，甲烷细菌没有特定的温度限制，然而在一定温度范围被驯化后，温度的变化就会防碍甲烷细菌活动，因此消化过程要保持一个相对稳定的消化温度。尤其是高温消化对温度更为敏感。第12页/共101页 pH pH 甲烷细菌生长适宜的pH范围约在6.87.2之间。如pH小于6 或高于8，生长繁殖将大受影响。产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，适宜范围pH4.58.0之间，范围较广。厌氧法处理污泥和废水时，由于有机物的酸性发酵和碱性发酵在同一

7、构筑物内进行，为了维持酸和产生的甲烷之间的平衡，pH6.57.5（最好在6.87.2）的范围内。如pH值低，可加石灰或碳酸钠，但不应加太多，加多会产生CaCO3沉淀。第13页/共101页 有毒物质有毒物质 主要有毒物质是重金属和某些阳离子，如：硫酸铝、铜、镍、六价铬、三价铬、苯、甲苯、三硝基甲苯、甲醇、丙酮、硫化物等等。第14页/共101页 厌氧微生物的生长繁殖需要按一定的比例摄取碳、氮、磷即其它微量元素。工程上主要控制进料的碳、氮、磷比例。不同的微生物在不同的环境条件下所需的碳、氮、磷控制为（200-300）：5：1为宜。此比值大于好氧法中的100：5：1。厌氧微生物对碳等养分的利用率比好氧

8、微生物低。营养物质配比第15页/共101页 搅拌搅拌 新鲜污泥投入污泥池后，应该及时加以搅拌，使新、熟污泥充分接触，整个消化池内的温度、底物、甲烷细菌分布均匀，避免消化池表面结成污泥壳，加速消化气的释放。第16页/共101页 在运行中特别注意安全，因为沼气为易燃易爆气体，甲烷在空气中含量达到5-16时遇明火即爆炸。因此，厌氧处理装置的消化池、贮气罐、沼气管道必须密闭，周围严禁电器火花；检修消化池时，事先排除消化池内气体；消化池的所有仪表（压力表、真空表等）应定期检修。沼气为易燃易爆气体第17页/共101页 3.3.厌氧生物处理的特点厌氧生物处理的特点处理方法处理方法适用范围适用范围 能耗能耗

9、负荷负荷 杀菌杀菌氮磷营氮磷营 养需要养需要 好氧生物好氧生物 处理法处理法 适合适合中低浓度中低浓度废水废水 充氧，耗能充氧，耗能有机容积有机容积负荷负荷2-4Kg BOD2-4Kg BOD/(m/(m3 3.d).d)-BOD:N:P=BOD:N:P=100:5:1100:5:1 厌氧生物厌氧生物处理法处理法 适合适合高浓度高浓度废水废水 不充氧，产不充氧，产生沼气生沼气有机容积有机容积 负荷负荷2-2-10Kg BOD10Kg BOD/(m/(m3 3.d).d)杀死寄生虫杀死寄生虫卵和病毒卵和病毒 BOD:N:P=BOD:N:P=（200200300300）:5:1:5:1第18页/共

10、101页 厌氧处理法与好氧处理法相比不足之处：厌氧处理法与好氧处理法相比不足之处：a)启动处理时间长，厌氧微生物生长缓慢；b)出水难以达标，一般串接好氧法；c)操作控制复杂，条件严格。第19页/共101页 4.4.厌氧生物处理法分类厌氧生物处理法分类 （1）厌氧接触法，又称厌氧活性污泥法 （2）厌氧生物滤池法 （3）上流式厌氧污泥床反应器法 （4）厌氧流化床法 （5）两相厌氧法 （6）水解(酸化)法第20页/共101页 4.4.厌氧生物处理法分类厌氧生物处理法分类 （1）厌氧接触法，又称厌氧活性污泥法 该法特点：允许废水中含有较多的悬浮固体。和好氧的完全混合活性污泥法一样，废水进入消化池后，迅

11、速与池内混合液混合，泥、水充分接触。由厌氧池排出的混合液在沉淀池中进行固液分离，废水由沉淀池上部排出，沉淀污泥回流至消化池。污泥回流可使污泥不流失，从而使运行稳定，还可提高消化池内污泥浓度，在一定程度上提高了消化池的有机负荷和处理效率。第21页/共101页（2 2）厌氧生物滤池法）厌氧生物滤池法 厌氧生物滤池的构造：类似于一般的好氧生物滤池，池内放置填料，池顶封闭。废水从池底进入，池顶排出。填料浸没在水中，微生物附着生长在填料上，滤池中的微生物量较高，可达到较高的处理效果。滤料可采用拳状滤料，如碎石、卵石等，也可使用塑料填料。塑料填料具有较高的空隙率，重量也较轻，但价贵。一般滤料粒径在40mm

12、左右。厌氧生物滤池主要优点：处理能力高，出水悬浮物较低，设备简单，操作方便，不需要搅拌，不需要另设搅拌设备和泥水分离设备。缺点：滤料容易堵塞，滤池下部生物膜浓度大，容易堵塞。滤池清洗还没有简单有效的方法。适用：含悬浮物很低的溶解性有机物污染的废水。第22页/共101页（3 3）厌氧流化床法）厌氧流化床法 厌氧流化床工艺是借鉴流态化技术的一种生物反应装置。它以小粒径载体为流化粒料，废水作为流化介质。当废水以升流式通过床体时，与床中附着于载体上的厌氧微生物膜不断接触反应，达到厌氧生物降解目的，产生的沼气，于床顶部排出。床内填充细小固体颗粒载体，废水以一定流速从池底部流入，使填料处于流态化，每个颗粒

13、在床层中自由运动，而床层上部保持着清晰的泥水界面。为使填料层流态化，一般需要用循环泵将部分出水回流，以提高床内水流上升速度。第23页/共101页 为降低动力消耗，宜采取质轻载体，常用的填充载体有：石英砂、无烟煤、活性炭、聚氯乙烯颗粒、陶粒和沸石，粒径一般为200-1000微米，大多在300-500微米。（流化床 是利用流态化的概念进行传质或传热操作的一类反应器。它与传统的固定床反应器不同，床体固体微粒始终悬浮于液(气)体中并剧烈运动，强化了物质的扩散过程，提高了反应速度）。第24页/共101页 (4)4)两相厌氧法两相厌氧法 两相厌氧法是一种将水解酸化的过程和甲烷化过程分开在两个反应器进行，从

14、而使两类微生物都能在各自最佳条件下生长繁殖，进行厌氧消化的方法。第一个反应器的作用是水解和酸化有机物使之成为可被甲烷菌利用的有机酸；第二个反应器的作用是严格保持适当的pH值和厌氧条件，以利于甲烷菌的生长。优点：耐冲击负荷能力强；两段反应不在同一反应器中，互相影响小，可更好的控制工艺条件；消化效率高，适于处理含悬浮物多、难消化降解的高浓度有机废水。缺点：设备较多、流程操作复杂。第25页/共101页 （5 5）水解酸化法）水解酸化法 水解是指有机物（底物）进入微生物细胞前，在胞外进行的生物化学反应，这一阶段的基本特征是生物化学反应发生在细胞外，微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶完成

15、生物催化反应。生物催化反应主要表现为大分子物质的断链和水溶，自然界许多物质（如蛋白质、糖类、脂肪）能在好氧、缺氧和厌氧条件进行水解。酸化是一类典型的发酵过程。这一阶段的基本特征是微生物的代谢产物主要为各种有机酸（如乙酸、丙酸、丁酸等）。在厌氧条件下的混合微生物系统中，即使再严格的控制条件，水解和酸化也无法截然分开。如果废水中同时存在不溶性和溶解性有机物时，水解和酸化更是不可分割的进行。第26页/共101页 （6 6）上流式厌氧污泥床反应器法上流式厌氧污泥床反应器法 上流式厌氧污泥床反应器Upflow Anaerobic Sludge Blanker 简称UASB反应器。于19721978年间由

16、荷兰人开发研制的。UASB反应器具有运行费用低、投资省、水力停留时间短、省去沉淀池、不需要搅拌和填料，可处理所有高浓度有机废水，是一种具有发展前途的厌氧处理设备。第27页/共101页 处理废水类型处理废水类型 上流式厌氧污泥床反应器（UASBUASB反应器）可处理几乎所有以有机污染物为主的废水。例如：各类发酵工业、淀粉加工、制糖、罐头、饮料、牛奶与乳制品、蔬菜加工、豆制品、肉类加工、皮革、造纸、制药及石油精炼、石油化工等各种来源的废水。第28页/共101页 UASBUASB反应器总体结构及运行流程反应器总体结构及运行流程:UASB反应器 主要包括主体部分、水封、沼气处理主体部分、水封、沼气处理

17、部分。主体部分 从功能上可分为两个区域，即反应区和分离区。反应区 包括厌氧污泥床和悬浮污泥层，含有大量沉降性能 良好的颗粒污泥或絮状污泥。分离区 在反应器上部，分离区主要设有三项相分离器，在 含有颗粒污泥的废水进入分离区后，附着在颗粒污 泥上的气泡和自由气泡撞击在分离区中的三相分离 器气体反射板底部，与污泥和废水发生分离。第29页/共101页 废水均匀地从反应器底部进入，向上通过厌氧污泥床，与颗粒污泥充分接触，发生厌氧反应，在厌氧状态下产生沼气。废水向上流动和产生的沼气上升对反应器内颗粒污泥起到了良好的自然搅拌作用，引起污泥循环运动。气体被收集在三相分离器的集气室内；颗粒污泥由于重力作用沉淀到

18、污泥层的表面，返回反应区；液体经过水堰流出反应器。第30页/共101页 污泥床污泥床 污泥床位于整个UASB器底部。污泥床内具有很高的污泥生物量，污泥浓度一般为40 000-80 000mg/L。污泥床的容积一般占整个反应区容积的30左右，生物降解量可占到整个反应器的70-90，污泥床对有机物的如此有效的降解作用，使得污泥床内产生大量的沼气。微小的沼气气泡经过不断的积累，合并形成较大的气泡，并通过其上升的作用而将整个污泥床层得到良好混合。对UASB处理效率起着极为重要的作用。第31页/共101页 污泥悬浮层污泥悬浮层 在污泥床的上部由于气体的搅动而形成一个污泥浓度相对较小的悬浮层，即为污泥悬浮

19、层，它占据UASB反应区容积的70左右，其中的污泥浓度要低于污泥床，通常为15000-30000mg/L，主要由高度絮凝的污泥组成，一般为非颗粒状污泥，其沉速明显小于颗粒污泥的沉速。污泥悬浮层中絮凝污泥浓度呈自下而上逐渐减小的分布状态，担负着UASB反应器有机物降解量的10-30。第32页/共101页 沉淀区（分离区）沉淀区（分离区）沉淀区位于UASB反应器顶部，其作用是使由于水流夹带作用进入出水区的固体颗粒/絮凝性污泥在沉淀区沉淀下来，沿着沉淀区底部的斜壁滑下重新回到反应区，即污泥床和污泥悬浮层。保证反应器中污泥不致流失并同时保证污泥床中污泥浓度。UASB反应器最具特色部分三相分离器就设在这

20、个区域。第33页/共101页 三相分离器三相分离器 三相分离器是UASB反应器中最重要的设备。安装于反应器的顶部。将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。三相分离器作用是完成气、液、固三相分离。将附着在颗粒污泥上的气体分离，收集反应区产生的沼气，通过集气室排出反应器；使分离区中的悬浮物沉淀下来，回落于反应区，有效地防止厌氧污泥流失，保证反应器中足够的生物量，降低出水中悬浮物的含量。第34页/共101页 布水系统布水系统 布水系统是UASB反应器的关键部分之一。布水系统兼有配水和水力搅拌的作用，使进水与污泥充分接触，最大限度的利用反应器内的厌氧污泥，防止进水在通过污泥床时出现沟流和死角。由于厌氧

21、反应产生的沼气对污泥床中的颗粒污泥有一定的搅拌作用，在一定程度上可防治沟流的形成。布水系统各式各样，主要包括进水方式和布水点的布置。进水方式大致分为间隙式进水、脉冲式进水、连续均匀进水和连续进水与间隙回流相结合的进水方式。第35页/共101页一管一点是指一根布水管线仅为一个布水点供水，如图一管一点是指一根布水管线仅为一个布水点供水，如图c d;一管多点是指一根布水管线进水反应器后，直接以穿孔管的形式为一管多点是指一根布水管线进水反应器后，直接以穿孔管的形式为多个布水点供水，如图多个布水点供水，如图a b.第36页/共101页 （4 4）厌氧微生物的培养和驯化）厌氧微生物的培养和驯化 厌氧消化系

22、统试运行的一个重要任务是培养厌氧活性污泥，即消化污泥。厌氧活性污泥培养的主要目标是厌氧消化所需要的甲烷细菌和产酸菌，当两菌种达到动态平衡时，有机质才会被不断的转化为甲烷气，即厌氧沼气。第37页/共101页 1 1）甲烷细菌培菌方法）甲烷细菌培菌方法 接种培养法 接种污泥一般取自：正在运行的厌氧处理装置；机械脱水后的干污泥；废坑塘中腐化有机底泥；接种培养法是向厌氧消化装置中投入容积为总容积10-30厌氧菌种污泥，接种污泥一般为含固率为3-5的湿污泥，再加入新鲜污泥加热再调节酸碱度。第38页/共101页 逐步培养法逐步培养法 逐步培养法指向厌氧消化池逐步投入生泥，使生污泥自行逐步转化为厌氧活性污泥

23、过程。这是使活性污泥由好氧向厌氧的转变过程，厌氧微生物生长速率比好氧微生物低的多，因此培养时间要很长，一般要6-10个月。第39页/共101页 2 2）驯）驯 化化 驯化的目的就是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物.对于厌氧生物处理工艺来说，就是使厌氧菌成为优势菌种。通过控制厌氧池zh溶解氧在0.1mg/L以下，外回流比内回流比，排除剩余污泥等，直至达到设计要求。第40页/共101页 5.5.厌氧生物处理的运行管理厌氧生物处理的运行管理 （1）UASB反应器运行的三个重要前提是：1）反应器内形成沉降性能良好的颗粒污泥或絮状污泥；2）由产气和进水的均匀分布形成良好的自然搅拌作用；3）

24、设计合理的三相分离器，使沉降性能良好的污泥能保 留在反应器内。第41页/共101页 （2 2）水质分析项目和运行控制指标）水质分析项目和运行控制指标 1）反映处理效果的项目：进出水COD、BOD、SS、NH3-N 2）反映污泥情况的项目：SV:污泥沉降比 MLSS:混合液悬浮固体。SVI:污泥容积指数.DO、微生物观察等 第42页/共101页 3）反映污泥营养和环境条件的项目：氮（N）、磷(P)、pH值、水温等。各项分析项目和运行控制指标都有具体的允许范围和最佳 范围。第43页/共101页 （3 3）UASBUASB反应器的启动反应器的启动 由于厌氧微生物，特别是甲烷菌增殖很慢，厌氧反应器的启

25、动 器需要较长时间，这也是厌氧反应器的不足之处。但是，一旦初次启 动完成，停运后再次启动可以迅速完成。初次启动要点：初次启动是一个需要熟练技艺和经验的过程。第44页/共101页 1）UASB启动初期，不能追求处理效果、产气率和出水效果。2）进液浓度 最好COD浓度5000mg/L左右。3）负荷增加 最初负荷可以从0.5-1.5KgCOD/(m3.d)开始，当COD去除率达到80后再逐步增大负荷。启动初期目标要目确：第45页/共101页 UASBUASB二次启动二次启动 二次启动，进液浓度在开始一般与初次启动相当。可以迅速增大进液浓度，负荷与浓度增加的模式与初次启动类似。产气、出水挥发性（VFA

26、）等仍是重要的控制参数；COD去除率、pH等是重要的监测指标。第46页/共101页 主要包括两点：有机负荷 厌氧消化时间 有机负荷 在厌氧法中，有机负荷通常指容积有机负荷，简称容积负荷，即消化反应器单位有效容积每天接受的有机物量，KgCOD/(m3.d),习 惯上以投配率或进料率。厌氧消化时间 厌氧消化时间即微生物固体停留时间。（4）UASB反应器污泥厌氧消化控制参数第47页/共101页 （5 5）水质异常现象以及解决对策水质异常现象以及解决对策活性污泥生长过于缓慢；反应器过负荷；污泥产甲烷活性不足；颗粒污泥洗出；絮状的污泥或表面松散“起毛”的颗粒污泥形成并被洗出的原因；厌氧消化水质异常现象；

27、颗粒污泥破裂分散；针对厌氧消化过程中各种异常现象，可参考P283一一解决。第48页/共101页 第十章第十章 污废水监测污废水监测第49页/共101页 水质监测的意义水质监测的意义 水样分类水样分类 水样采集水样采集 水样保存水样保存 水质主要监测项目及其监测方法水质主要监测项目及其监测方法 常用便携式仪器常用便携式仪器 重点学习内容重点学习内容第50页/共101页 1.1.污废水监测意义与目的污废水监测意义与目的 废水监测是污废水处理设施运行与管理操作废水监测是污废水处理设施运行与管理操作的重要内容。及时、准确的水质监测结果是指导污的重要内容。及时、准确的水质监测结果是指导污废水处理设施安全

28、稳定运行的依据。废水处理设施安全稳定运行的依据。处理设施进水口出水口水质怎样？处理设施进水口出水口水质怎样？各个处理单元处理效果如何？各个处理单元处理效果如何？各个工艺过程运行是否达到设计要求？各个工艺过程运行是否达到设计要求？各项水质指标是否达到污水排放标准要求各项水质指标是否达到污水排放标准要求？这些都需要进行监测来回答！这些都需要进行监测来回答！第51页/共101页 污废水监测包括：污废水监测包括：水样的采集与保存、水质分析、数据处理、水质结果评价等几个环节。第52页/共101页 2.2.水样的分类水样的分类 对于污水处理厂来说，生产周期性决定着污染物排放的规律性，决定污染物排放的种类和

29、浓度水平。样品采集技术关键是样品的代表性,即时间代表性和空间代表性,采样点位的确定还是采样时间确定都要体现水样代表性。第53页/共101页 1）平均污水样 性质稳定样品在一个或几个生产周期内，按时间间隔分别采集数次，将数次样品混合均匀，一次测定。性质不稳定样品，每次采样后分别测定，然后取各次测定值的平均值。2）定时污水样 根据污水排放规律，在一 个生产周期内每小时采集一次，每个水样分别测定，找出污水 量最大、污染物浓度最高、危 害最大的排放高峰。可以作出 时间与浓度排放曲线，也可以 计算一个生产周期的平均值。第54页/共101页 3)混合污水样 在排放流量不稳定下 按不同时间采集样品，根 据流

30、量大小，按比例混合 水样，进行分析测试，得 到评价浓度，这是最常采 用的方法。4）瞬时水样 当污水的组分随时间、空间发生变化时，或因为某种需要在适当时间间隔或相应的部位采集瞬时样品，测定水质的变化程度或瞬时状态。第55页/共101页 （1）采样位置 1)按污染物性质及控制方式分别采样 污染物按其性质及控制方式可分为两类。第一类污染物 国家排放标准规定的第一类污染物，取样点位一律设在车间车间处理设施的排放口或专门处理 此类污染物设施的排放口。第一类污染物包括：总汞、烷基汞、T-CdT-Cd、T-CrT-Cr、CrCr+6+6、T-AsT-As、T-PbT-Pb、T-NiT-Ni、苯并（a）芘、T

31、-BiT-Bi、T-T-Ag Ag、T-T-、T-T-3 3 水样的采集第56页/共101页 第二类污染物污染物 取样点位一律设在排污单位外排口。2）对污水处理设施整体效果监测时，在总入口和总排口。3）对污水处理设施各处理单元监测时，在各处理单元入口和出口。4）进入集中式污水处理厂和进入城市污水管网的污水取样点位应根 据地方环境保护行政主管部门的要求确定。在污水处理设施入口和出口，设置水量监测点。第57页/共101页 （2 2）取样频率）取样频率 1）国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002GB18918-2002）规定城镇污水处理厂取样频率至少2小时1次。取24小时混合样。

32、2）根据污水综合排放标准GB8978-1996 规定，根据生产 周期确定。生产周期：8小时以内每2小时采样一次；生产周期：大于8小时每4小时采样一次；其它污水样品：24小时不少于2次；污染物排放浓度表达评价按日均值计。污染物排放浓度表达评价按日均值计。第58页/共101页 （3）采样器具 具塞玻璃瓶（无色、棕色）、具塞聚乙烯瓶、水桶、长把勺、采样器。还有连续自动采样器。（4）取样量 原则上根据监测项目多少计算水样量。按照需要量的1-1.5倍即可。单个监测项目的采样体积应在50-500ml50-500ml。第59页/共101页 （5 5）取样方法）取样方法 样品采集关键是样品的代表性。1）四定：

33、定时间、定地点、定数量、定方法；2）取样勺在污水中荡洗一下；取样勺不要刮集水槽或壁；水样瓶先用污水荡洗；油类瓶不要用污水荡洗；3）水样瓶采样分析后必须及时清洗整理；4）取样后水样放在避光的地方，防止灰尘、小虫进入；5）取样尽快送达实验室分析测试。第60页/共101页 （6 6）水样采集注意事项）水样采集注意事项 样品瓶根据需要最好专用，如：油类、重金属、溶解氧等；采样记录，专用记录本；记录采样点、样品编号、样品名称、采样时间等；如果水样供细菌检验，采样瓶必须事先灭菌；取管道水样，应该放流一会再采集；如果排污管道很粗大，要采到中间部位 水样；沟、渠、塘等要考虑深度宽度；采样人员要带胶皮手套，防污

34、染、防腐蚀。第61页/共101页4 水样保存水样保存 由于环境条件：包括温度、压力单位，微生物的新陈代谢活动，物理、化学作用的影响，能引起水样组分的变化。为减小水样组分变化，真实反映污水水质状况，最有效的方法 就是缩短存放时间，尽快分析。一般污水样品保存时间不得超过48小时，严重污染 水样不得超过12小时。超过时间，水样作废。第62页/共101页 水样保存需要掌握以下水样保存需要掌握以下4 4个方面内容个方面内容：影响水质变化的因素 水样的贮存容器 水样保存方法 水样保存条件 第63页/共101页 (1)(1)影响水质变化的因素影响水质变化的因素 1）物理作用 易挥发成分的挥发、逸失，如AsC

35、l3、NH3N、苯系物、卤代烃的挥发损失；容器器壁和水中悬浮物的吸附；待测成分从器壁或悬浮物溶出；2）化学作用 发生氧化还原作用，如Fe2+、S2-、CN-、Mn2+被氧化，Cr+6被还原；水样从空气中吸收CO2、SO2、酸性或碱性气体，使水样pH发生变化;水样中某些组分发生水解、聚合、沉淀、解析、络合作用。第64页/共101页 3 3）生物作用）生物作用 细菌等微生物和藻类活动，使待测成分发生改变，如硝化菌的硝化与反消化作用，而使水样中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的转换；又如嗜硫细菌使S2-氧化或使SO42-还原；微生物和藻类以氮、磷、钾、碳作为养分，不断从水中吸收这些成分，使这些成分浓度不断

36、降低；另外，微生物和藻类死亡又不断向水中释放出某些成分。这些作用或单独或同时发生，使水样成分发生改变。在水样不能尽快测试的情况下，应该妥善保存水样。第65页/共101页 (2)(2)水样的贮存容器水样的贮存容器 1)常用的容器 常用的容器有：聚乙烯和硼硅玻璃容器。聚乙烯耐酸碱、不怕碰撞、便于运输和携带；对大多数金属离子都 很少吸附，适合贮存无机污染物样品。玻璃容器耐硝酸、盐酸、硫酸、强氧化剂、以及有机溶剂的侵蚀。不耐HF和强碱。因此，玻璃容器常用来保存监测有机污染物的水样贮存器。2)容器的清洗 用酸浸泡，自来水冲洗；取油类物的玻璃瓶用萃取剂（四氯甲烷等）荡洗；清洗玻璃瓶，要先外壁，后内壁。第6

37、6页/共101页 (3)水样保存方法 1）充满容器或单独取样 充满容器减少运输过程中水样晃动，减少Fe+2被氧化，氰、氨及挥发性有机物的挥发损失；某些项目单独取样，如悬浮物，全部样品都进行分析，防止样品不均匀或吸附瓶壁。2）冷藏 水样在4冷藏，在此温度条件下,抑制微生物活动，减少水样变化。3）加入化学保存剂 加入抑制剂，抑制生物作用；调节pH值；加氧化剂；加还原剂；具体加入什么保存剂，按照技术规定进行。第67页/共101页 （4）水样保存条件水样保存条件 由于各种污水样品的成分不同，同样的保存条件下，很难 保证对不同类型样品中待测物都是可行的。因此，在采样前应根据样品的性质，组成和环境条件，监

38、 测分析方法或选用的保存剂的可靠性，来确定样品的保存条件。第68页/共101页 4.4.水质监测方法及监测项目水质监测方法及监测项目 (1(1）监测分析方法）监测分析方法 基本以化学法和生物法为主。1 1）化学法也可分为化学法和仪器分析法）化学法也可分为化学法和仪器分析法 化学分析法 a）准确度高，其相对误差一般为0.1-0.2；b）仪器设备简单，成本低；c）灵敏度仅适用于高含量，达不到痕量要求；d）选择性差，样品组分复杂需前处理。第69页/共101页 仪器分析法 a）灵敏度高，适用痕量、微量；b）选择性好。如原子吸收-元素灯；c）响应速度快；d）仪器组合使用定性、定量，如GC/MS;e）仪器

39、设备成本高，维修保养复杂。第70页/共101页 2)2)生物生物法法 可以反映环境质量与生态系统影响关系；价格低廉，不需要大型仪器设备；精度不高，半定量；受环境条件影响大，季节温度都有很大限制。第71页/共101页（2 2）监测方法选择原则监测方法选择原则 同一个项目，监测方法往往很多，如何选择，有如下原则：1）标准化 一是国家统一颁布的标准方法，比如国家标准、行 业标准、推荐标准、等效标准；二是国家和地方（行业）环境质量或 污染物排放浓度、排放速率有标准限值。2）专用化 污染因子往往和其他成分混杂，有条件最好选用专 用仪器，如：pH计、TOC、IC、煤质分析仪等。3）自动连续 获得信息量大、

40、实时监测、可以得到污染物浓度 和时间时时对应关系。第72页/共101页 各行业由于生产原料、生产工艺不相同，污废水含有的污染物是 不相同的，要有针对性的确定开展监测的污染物。一般常规开展的污废水主要监测项目有：pH值、色度、COD、BOD5、NH3-N、总氮、SS、挥发酚、石油 类、大肠菌群、重金属等。1）pH值 pH值表示水样的酸碱度。国家污水综合排放标准规定pH值为6-9。仪器便携式-在现场使用；台式玻璃电极式-实验室使用。(3)(3)水质监测项目水质监测项目第73页/共101页 2）化学需氧量（COD）化学需氧量（COD）是在强酸并加热条件下，用重铬酸钾作为氧化剂处理水样时消耗氧化剂的量

41、，以氧的 毫克/升来表示。化学需氧量反映了水中受还原性物质污染的程度，水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。水被有机物污染是很普遍的，因此化学需氧量也作为有机物相对含量的指标之一，但只能反映能被氧化的有机物污染，不能反映全部有机物。COD COD 是我国实施排放总量控制的主要指标。第74页/共101页 国家标准方法有2个：重铬酸盐法 经典方法、通用。加入过量重铬酸钾作氧化剂，加热消解2小时，冷却，用硫酸亚铁胺回滴。根据硫酸亚铁胺用量计算，得到COD含量。仪器法 本方法是在消解体系中加入催化剂，然后在加压条件下密闭消解，大大缩短了消解时间，消解后即可采用滴定法又可采用光度法。目前

42、市场有现成仪器。两个方法比较说来重铬酸钾法准确，但耗时长；仪器法高含量误差较小，50毫克/升以下有一定误差。第75页/共101页 3 3）生生化需氧量化需氧量 （BODBOD5 5）生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在水中某些可氧化物质，特别是有机物所进行的生物化学过程中消耗溶解氧量。生物氧化全过程进行的时间很长，如在20培养时，完成此过程需100多天。目前国内外普遍规定201培养5天，分别测定样品培养前后的溶解氧，而这之差即为BOD5值，以氧的毫克/升表示。第76页/共101页 对某些地表水及大多数工业废水，因含有较多有机物，需要稀释后再培养测定，以降解其浓度和保证有充分的溶解氧。稀释

43、水通常要通入空气进行曝气（或通入氧气），稀释水中溶解氧接近饱和。稀释水还应加入一定量的无机营养盐和缓冲物质（磷酸盐、镁和铁），以保证微生物生长的需要。BOD5测定需要培养瓶和培养葙（恒温）。目前都是化学法，也有专门仪器应用较少。第77页/共101页 造纸、皮革、冲渣、选矿、喷淋除尘各行业生产废水、城 市生活污水一般都含有悬浮物。悬浮物：指不能通过孔径0.45m 滤膜的固体物。即用0.45m滤膜过滤水样，经103105烘干后得到不可滤的含量。国家标准方法是重量法：定量取水样全部过滤烘干称重。4 4）悬浮物（）悬浮物（SSSS）第78页/共101页 5 5）氨氮（）氨氮（NHNH3 3-N-N）指

44、游离氨（或称非离子氨，NH3）或离子氨（NH4）形态存在的氨。来源于化肥、化工、石化、炼焦等行业；生活污水含有大量的氨氮，是生活污水主要污染物。氨氮分析测试都是先进行蒸馏，如果浓度高，则滴定法；浓度低则分光光度法。第79页/共101页 7）石油类 国家规定是“红外分光光度法”，以四氯化碳作萃取剂，萃取物用硅酸镁吸附，然后在红外分光光度计上通过三个波段分别测量石油类含量，可分别得到石油类和动植物油类含量。6）挥发酚 炼油、煤气洗涤、炼焦、造纸、合成氨、木材防腐和化工废水。挥发酚指在蒸馏过程中与水蒸汽一起蒸出来的酚类物质。经典方法是国家标准4氨基安替比林分光光度法。分为高浓度和低浓度两种方法。第8

45、0页/共101页 8）重金属 铅、镉、镍、锌、铁、锰等采用原子吸收光谱法。汞、砷、硒等原子荧光法；9）大肠菌群 大肠菌群数是指每升水样中所含的大肠菌群的总数目。水中大肠菌群数的多少，表明水体被粪便污染的程度，并间接的表明有肠道致病菌存在的可能性。大肠菌群数采用的分析方法为“多管发酵法”（水和废水监测分析方法 第四版）第81页/共101页 5 便携式仪器法便携式仪器法 目前便携式仪器主要有:pH计、溶解氧测量仪、浊度测量仪、COD快速测量仪、紫外曝气快速COD/BOD测定仪、电导率测定仪等等第82页/共101页第十一章第十一章 环境保护与安全卫生环境保护与安全卫生第83页/共101页 1.1.主

46、要环境问题主要环境问题 污水处理厂虽然是防治污废水污染的重要环境保护设施，但是在污废水处理过程中及其附属设施也会同时带来一些环境污染问题。例如：污废水处理过程中会产生恶臭和异味 机械设备运转会产生噪声和振动 供热锅炉会排放烟尘、二氧化硫等大气污染物第84页/共101页 (1)1)恶臭与恶臭污染防治恶臭与恶臭污染防治 在污废水处理过程中，会产生恶臭气体和异味。1）定义 恶臭污染物：一切刺激嗅觉器官，引起人们不愉快及损害生活环境的气体物质。臭气浓度：恶臭气体用无臭空气进行稀释，稀释到刚好无臭时，所需的稀释倍数。无组织排放源：没有排气筒或排气筒高度低于15米的排放源。第85页/共101页 2)2)臭

47、气发生源臭气发生源 臭气发生源格栅、沉淀池、格栅渣滓、沉沙堆积处、暴气池、沉淀池、污泥浓缩脱水、脱水泥饼污泥堆积场。不同来源的臭气，有各种不同气味，不同气味有不同组分，一般都含有硫化物和氨类组分。国家有臭气排放标准、厂界最高限值标准。除臭也有很多方法：洗涤法、氧化法、燃烧法、吸附法等，可根据实际情况采取经济实用的方法解决恶臭问题。第86页/共101页（2)2)噪声与振动噪声与振动 噪声与振动也是污废水处理设施影响环境要素之一。噪声与振动发生源鼓风机、泵站、锅炉、空气压缩机、冷却塔、排气管等。控制噪声和振动的措施:设置消声器、采取隔声和吸声措施、隔振与阻尼等，即可单独使用，最好是综合运用才能取得

48、好的效果。第87页/共101页 （3)3)锅炉大气污染物控制锅炉大气污染物控制 国家控制锅炉大气污染物主要指标有：国家控制锅炉大气污染物主要指标有：烟尘、二氧化烟尘、二氧化硫、林格曼黑度，硫、林格曼黑度，同时标准还规定了锅炉烟囱排放高同时标准还规定了锅炉烟囱排放高度。度。锅炉大气污染物控制包括锅炉大气污染物控制包括除尘和脱硫。除尘和脱硫。除尘技术方法很多：离心去除设备、湿法除尘脱硫设除尘技术方法很多：离心去除设备、湿法除尘脱硫设备等。备等。第88页/共101页 2.2.污废水处理厂的劳动安全卫生污废水处理厂的劳动安全卫生 污废水处理不但是物理、化学和生物等单元组成的工艺过程，也是一个由人机器环

49、境构成的一个复杂系统。可靠的系统需要安全生产来保证。污水处理设施运行中，有地下和高空作业、水池和水槽作业、使用动力和可燃油或气体设备的作业，伴随有电器和机械设备运转的作业。这些作业多半有危险，同时污水中含有的的病原菌、有毒有害物质，也带来一些卫生方面问题。第89页/共101页 1）全员接受安全教育和培训 安全教育分三级进行：一级安全教育-厂级 二级安全教育-车间级 三级安全教育-岗位 2）参与安全生产管理，履行安全生产职责必须 经过技术培训，生产实践和安全教育，考试合格后方 能上岗。（1)1)污废水厂安全教育与管理污废水厂安全教育与管理第90页/共101页 (2)(2)污废水处理常见事故与安全

50、卫生对策污废水处理常见事故与安全卫生对策 常见事故与危害 污废水处理设施配置的电器设备很多，如不注意用电安全，可能会发生触电事故。污废水池、检查井易产生和积累有毒有害气体，清理废水池，井下清淤作业，易发生中毒甚至死亡。未按操作规程和设备检修程序进行巡查，易发生人身事故；第91页/共101页 长期接触污废水、污泥等污染物，如卫生防护措施不当，易感染各种病菌，严重者可能会发生疾病，影响身体健康。机械设备运转产生噪声污染，使人感觉不愉快。第92页/共101页 废水处理设施安全卫生对策废水处理设施安全卫生对策 机械操作中的安全措施 严格按照操作规程对机械设备、格栅和皮带传送机等进行维护保养。动手进行设

51、备检修时原则上要关机。设备维修时，因设备拆卸地面产生较大孔洞时，要加盖盖板封闭。在狭长场所进行设备检修时，即使无旋转设备也存在危险，要采取 人员防护措施。第93页/共101页 防触电 触电原因：充电部分裸露、绝缘表面受损、不正确的 操作方法等。在贮水较多场所（沉沙池、泵房等地）要特别注意防触电；电器设备以及裸线附近不得放置可燃物；当闪电雷鸣时不要靠近 设备、管线及避雷器。配电室及泵房安全措施，要设立标志、设置消防器材，各种 警报装置（指示灯、警铃）必须始终处于良好状态。电器操作中的安全措施第94页/共101页 对缺氧与中毒等危险的防治对缺氧与中毒等危险的防治 缺氧 污水和污泥中生长的微生物，在

52、吸收和分解周围有机物时会消耗大量氧气，产生大量二氧化碳等气体。如果变成厌氧状态，由于硫酸盐还原菌的作用会生成硫化氢。在通风不畅的场合会导致氧气浓度下降而缺氧，有时会发生硫化氢中毒。人脑需要持续消耗氧气。当吸入的气体含氧浓度降低时，血液中含氧量也会减少，对脑部供氧量也会减少，从而使脑的活动变得迟钝，停止供氧时脑的活动会立即停止，持续2分钟大脑皮层细胞发生不可逆坏死，经过6-8分钟会波及全脑并最终导致死亡。第95页/共101页 硫化氢中毒 硫化氢毒性很强。当废水和污泥中不存在溶解氧时，硫酸根离子被有机物还原而产生硫化氢，另外蛋白质中硫元素的还原也能产生硫化氢。在不供给氧气的压送管和有堆积污泥的导虹

53、管等管道设施中以及沉淀池、集水井、初沉池、污泥浓缩池等设施中,容易产生硫化氢。在这些设施中尤其受到海水或硫酸根含量高的地下水侵蚀，硫化氢的产生量显著增多。第96页/共101页：采取措施 经常监测工作环境、泵站集水井、蔽口出水井硫化氢浓度；下池、下井应连续监测硫化氢浓度，发现异常，及时采取措施。在作业场所要保持氧气浓度在18以上，硫化氢浓度在10ppm 以下。必要时进行通风。如因存在爆炸危险而不能通风时，要使用呼吸保护器。第97页/共101页 防治氯气中毒 氯气用于对一级或二级处理出水进行消毒。氯气消毒时要注意安全；发生氯气泄漏事故时，要佩戴毒气面具等保护用具并关闭氯瓶阀门；在场人员要往上风向上

54、风向躲避；眼睛受到刺激时可用喷水器冲洗。第98页/共101页 防止药品中毒 污水消毒、污泥脱水脱臭时，要使用次氯酸钠、氢氧化钙、三氯化铁、盐酸、氢氧化钠等多种药品。这些药品与人体接触会发生危险，所以，使用时要特别小心。防溺水和防高空坠落 污水厂职工常在废水池上工作，防溺水非常重要。废水池边必须有栏杆，栏杆高度1.2米。在没有栏杆的废水池上工作时，必须穿救生衣。池上走道不能太光滑，也不能高低不平。第99页/共101页 防火防爆 在污泥消化池中固态有机物被分解为甲烷等气体，池内和管道都充满高浓度可燃气体，因此比其它设施危险性高。甲烷的爆炸极限5-15，一旦空气中甲烷达到这个比例，则会发生爆炸。防雷击 雷雨天气尽量在室内，并关好窗户；在室外工作的人员应躲入建筑物内；不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器；避免接触水管、天线、铁丝网；避免使用电话和无线电话；户外人员应离开水面及空旷场地，留在室内。第100页/共101页感谢您的观看！第101页/共101页