工业污染控制工程原理讲义ppt课件

1,污染控制工程原理,2,授课安排,第一章 前言重点：目前国内外的工业污染及其现状，我国石油，石化工业污染及其治理状况。第二章 工业污染源及其主要污染物重点：油气田、炼油厂、石油化工厂的主要污染源及其污染物；石油工业的特征污染物。,3,第三章 废水的水质控制基础与水质（排放）标准重点：废水处理的基本方法、原理废水治理的原则流程及选择原则水质（排放）标准,4,第四章 几种主要的废水治理单元 及其设备简介重点：除油技术基本原理及其应用隔油技术与设备浮选技术与设备化学混凝技术生化处理技术及应用生物反应动力学生物反应器设计基本原理,5,第五章 油气田废水治理技术,重点： 关于油田水的一些关键问题含油污水治理技术含聚合物污水处理技术高矿化度油田污水治理技术油田污水的深度处理与回用技术钻井污水治理技术井下作业废水治理技术气田水治理技术,6,第六章 炼油厂与石油化工厂废水治理技术、水优化与回用技术,重点：炼厂含油污水治理技术石油化工厂特种污水治理技术炼厂水优化与回用处理技术,7,第七章 循环冷却水及 其水质控制技术,重点：循环冷却水系统循环冷却水的结垢、腐蚀、控菌技术,8,第八章 固体废弃物处理 与处置技术 重点：炼厂“三泥”处理与处置 油田含油污泥与含油土壤处理 生活垃圾填埋与垃圾滤液处理,9,第九章 油汽回收技术,10,课程成绩,本课程的总成绩由以下三部分组成：课内基本情况（25）（课内专题讨论）结业论文（60）（格式、文字表达、参考文献、独立完成情况）结业报告（15）（以pp的形式在课内完成学术交流与讨论）,11,命题论文题目,1.我国城市生活污水处理技术的发展现状 2.生活垃圾处理技术进展 3.垃圾渗滤液污染防治技术 4.含油污水回注处理技术现状 5.油田含油污水生化处理技术进展 6.含油污水深度处理回用注汽锅炉处理技术 7.炼厂污水深度处理与回用技术 9.炼厂含碱废水处理技术进展 9.炼厂“三泥”处理技术的研究与应用进展,12,10.石油化工“特种”污水处理技术 11.含油污泥处理与利用技术进展 12.废水脱氮除磷技术 13.废水生物处理动力学研究进展 14.钻井废水处理技术进展 15.井下作业废水处理技术现状 16.厂矿设备噪声污染治理技术 17.新型高效污水处理剂的研究现状 18.含聚合物污水处理技术,13,论文写作要求,查阅2000年以后的资料，至少20篇； 按正规发表的论文格式写作； 字数控制在7000字以内； 图、表不超过6个； 参考文献引用格式正确； 杜绝抄袭。,14,教学参考书,1.w.wesley Eckenfelder,Jr. Industrial Water Pollution Control (Third Edition)(清华） 2.D.W.Sundstrom.Waste Water Treatment 3.顾夏声等编.水处理工程，清华大学出版社（1989） 4.唐受印主编.废水处理工程，化学工业出版社（1998） 5.张兴儒主编.油气田环境保护，石油工业出版社（1995）,15,中英文期刊,1.环境科学、环境科学学报、环境工程、工业水处理、中国给排水等； 2.Environmental Pollution 3. Environmental Engineering 4. Environmental Progress 5. Environmental Science & Technology 6.Journal of Environmental Engineering 7. Water Resources Research 8.Water Environmental Research 9.Water,Air & Soil Pollution,16,第一章 前言,1.国外环境污染现状与历史现状西方发达国家目前的人居环境优良空气质量优良森林资源丰富城市绿化面积大饮水质量高居住条件良好,17,历史先污染，后治理八大公害事件（20世纪4060年代） 1.马斯河谷事件（比利时马斯河谷工业区，有害气体和粉尘污染，7日内死亡60多人） 2.多诺拉烟雾事件（美国宾夕法尼亚多诺拉镇，大气污染，17人死亡） 3.洛杉机光化学烟雾事件 4.伦敦烟雾事件（1952年，4天中死亡人数较常年同期多4000人）,18,5.四日市哮喘事件：1961年，日本四日市 6.水俣病事件：1953年1956年，日本熊本县水俣市，甲基汞废水 7.骨痛病事件：1955年1972年，日本富山县，含Cd废水 8.米糠油事件：1968年日本九州，多氯联苯结果：政府重视、民众关心、国际社会反响强烈。60年代后期，开始从技术上和管理上重视污染的防治问题。,19,以水污染治理为例，国外主要重视以下工作：,1.加强污染源的控制与治理，采用清洁生产工艺。 2.推广水的优化利用和重复使用技术，发展循环用水系统；工业水的循环使用率一般在65以上。 3.开发多种水处理新工艺、新设备、新材料并向定型化、商品化、高效化、简单化方向发展。总体情况： 末端治理 源头控制终端治理 总量控制清洁生产工艺或污染最小化,20,2.国内工业废水的污染现状与治理情况,“三废”治理现状：以废水治理为主；废气主要以SO2治理为主；废渣许多企业尚未开展治理，城市生活垃圾主要以卫生填埋为主，开始重视垃圾渗滤液的处理。总水量1.4×1019m3 咸水98；冰川、积雪1.7%;淡水0.3%，4×1016m3;我国可用水总量11000亿方。,21,水资源分布不平衡：淡水资源位居世界五，人均占量为1/4，排第88位。,22,资源型缺水，污染型缺水，有水不能用,几组数据：1m3污染污染15m3好水；全国流域面积在100Km2以上河流5万多条，1000Km2以上的河流1000多条。被污染河段占7080；1t钢用45t水，日本仅3t；炼1t油用13t水，日本仅0.5t；65的人口喝着不适饮用的水（世界卫生组织）水价普遍上调（北京1m3为3.5元）,23,几个观点：,中国未来发展的根本制约因素为能源和水，水资源的短缺甚至是比能源短缺更严重的问题。南方似乎水不少，但现在是污染型缺水，有水不能用。水环境是环境的主体，必须优先保护。一方面缺水，一方面水的利用问题很多。调整供水经济政策保护水资源，首先是节约用水关于水，我们的意识有几多？！,24,我国工业水的排放情况,25,石油天然气工业的废水排放量,26,总体形势,1.城市生活污水加大治理力度，许多城市开始新建污水处理厂;城市污水面临的问题是如何开展中水回用，另外提高N,P的去除效果。 2.工业废水在加大了治理力度，但一些行业特殊污水治理还缺乏相应的技术和设备； 3.炼油行业污水全部实现达标排放，关键在节水和重复用水；稳定达标排放； 4.油田采出水主要实现回注，但外排量又有加大的趋势，尚需开发高效的处理设备和先进的工艺技术； 5.工业固废治理基本还处于起步阶段，尚有一些技术问题需要解决； 6.废气治理还主要关注SO2； 7.污染治理速度不及经济发展速度，污染有所加剧； 8.环境污染治理技术、设备、管理还有诸多改进之处。,27,发展方向,1.源头控制2.有效治理3.循环与回用4.清洁生产任重道远，前途光明,28,第二章 工业污染源及主要污染物 （石油石化工业）,1.油气田及石油加工过程主要环境污染源 总体构成：油气生产及加工单位及其配套机构。主要包括：油气勘探、开发、集输过程油田炼厂、机加工厂、自备电厂机动车、生活设施,29,油气田勘探开发集输过程污染源,地震勘探（爆炸、振动、噪音、探井的废水，废气，废渣）钻井过程（废弃钻井液、井场污水、柴油机烟气、振动及噪音、井喷事故）井下作业过程（反排的酸化压裂液、洗井废水、放射性污染、柴油机烟气、振动与噪音）采油过程（落地原油、烃类气体、含硫气体、机械噪音等）油气集输过程（含油污水、含油污泥、伴生气、加热炉烟气）,30,石油加工过程污染源,常减压装置（电脱盐排水、塔顶冷凝器分离水、油品酸洗碱洗废水、机泵冷却水）催化裂化装置（塔顶油水分离器切水、富气水洗水、汽油水洗水、液态烃切水、泵房冷却水）催化重整装置（分馏塔顶切水、蒸发脱水塔顶切水、减压塔塔顶切水、苯塔塔顶切水）加氢装置（塔顶回流罐切水、汽油碱洗水、机泵冷却水）,31,2.油气田与石油加工过程主要污染物,按污染物的形态可分为五种：水体污染物、大气污染物、固体废弃物、噪声和放射性污染物。2.1 水体污染物组成：油田采出水、钻井污水、洗井污水、井下作业污水和矿区生活污水,32,油田采出水来源与主要污染物：来源：采出液脱水，包括计量站、联合站、放水站。主要源自联合站。主要污染物：油（浮油、分散油、乳化油、溶解油）、采油过程和采出液地面处理过程中加入的化学添加剂（聚驱的聚合物、三元复合驱的表面活性剂、原油脱水破乳剂等）、悬浮物、细菌、盐类等。,33,钻井污水来源及主要污染物,来源：废弃钻井液、振动筛冲洗水、钻台钻具冲洗水、钻井泵冷却水、柴油机泵冷却水、井场生活污水等。主要污染物：钻井泥浆添加剂（有机高分子、无机物、油、醇类）、悬浮物。,34,井下作业废水来源及主要污染物,来源：酸化、压裂后的反排液，注水井洗井废液主要污染物：石油类、悬浮物、压裂酸化过程加入的添加剂（表面活性剂、酸。碱、聚合物等）。,35,石油加工过程污水来源及主要污染物,来源：含油污水、含硫污水、含酚污水、含盐污水、含碱废水、循环冷却水系统的排污水主要污染物：油、硫化物、酚、氰、氨、醇、盐、酸、碱、细菌、有机溶剂等。,36,2.2 大气污染物,组成：设备燃烧排放的烟气（如加热炉、锅炉、柴油机燃烧烟气等），生产工艺废气（石油加工过程产生的无机与有机废气、井口挥发、储罐大小“呼吸”、管线泄漏）、车辆尾气等。主要污染物：NOX，SO2，CO，HC，烟尘（设备燃烧）；C1-C4，H2S，硫醇等（采油过程废气）；SO2，H2S，NOX、NH3、HC、硫醇、硫醚、有机胺类、粉状催化剂等(石油加工过程废气）；挥发烃类（大小呼吸）,37,2.3 固体废弃物,组成：废弃钻井液、钻井岩屑(钻井）含油土壤（钻井、采油井场）落地原油（采油井场）油砂、油泥（联合站）碱渣、酸渣、“三泥”、废催化剂（石油加工）,38,第三章 废水水质控制基础 及水质标准,39,2.几个主要指标概念,1COD: CODMn与CODCr (KMnO4, K2Cr2O7)2BOD: BOD5,BOD5,BOD50,Carbon Demand,(Nitrogen +Carbon) Demand,20，有机物完全降解大约要100d以上。,5d,50d,40,Carbon Demand:(110d)CxHyOzNcPm+O2 CO2+NH3Nitrogen Demand (10d)NH3+3/2O2 H2O+HNO2(Nitrosomonas)HNO2+1/2O2 HNO3(Nitrobacter),microorganism,41,3ThOD(theory oxygen demand)按化学反应方程式计算得到的有机物被完全氧化所需的氧量例1： 300mg/L葡萄糖溶液的ThOD?C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O180 6×32300 ThODThOD=320mg/L,42,例2 300mg/L氨基乙酸溶液的ThOD?CH2(NH2)COOH+3/2O2 NH3+2CO2+H2ONH3+3/2O2 HNO2+H20HNO2+1/2O2 HNO3ThOD=192+192+64=448mg/L,43,计算有机废水ThOD的一般方法？4 TOD (total oxygen demand)有机物在COD测试条件下，并非完全能够被氧化，例如对水中的多环芳烃、卤代烃、高分子化合物等。此时测定的COD不能很好的代表污水中有机物的含量。TOD：高温下完全燃烧污染中的有机物所消耗的氧量,44,5 TOC (total organic carbon)污水有机物高温燃烧，有机碳被氧化为CO2，由其总量可以计算污水中有机物的含碳量。可还原无机组分的影响？6ThOC(theory organic carbon)计算方法与ThOD相同,45,7 有机污染指标的大致关系生活污水：B/C=0.40.8B/TOC=0.81.6日本对河流的研究结果：B0D5=1.04TOC+4.2TOD=1.15BOD5+10.4有机污水：CODCr=1.69BOD5+CODNB NB:Nonbiochemical油田污水：B/C=0.10.3炼油污水：B/C=0.30.45,46,8 固体含量的表征NonsettleableTotal suspendedsolids SettleableTotal SolidsTotal dissolved Volatile solidsFixed,Volatile,Volatile,Fixed,Fixed,47,废水的水质由上述水质表征指标定量给出。通常对于石油工业废水，常测定的指标有：石油类（油含量）mg/L(红外、紫外、重量）CODcr mg/LBOD5 mg/L悬浮物mg/LpH硫化物mg/L挥发酚mg/LNH3-NTP,48,3.水质标准,重点关注：地表水环境质量标准居民饮用水水质标准污水综合排放标准油田注水水质标准循环冷却水水质标准,49,碎屑岩油藏注水水质推荐指标,50,稠油油田采出水用于蒸汽发生器给水处理设计规范（SY/T00972000 ）,51,美国和日本城市污水回用冷却水的水质标准,52,美国回用电厂冷却水的污水水质标准,53,4 废水水质控制的基本方法,总体分为三类： （1）分离处理（物理法） （2）转化处理（化学或生物化学法） （3）稀释处理（物理）,54,分离处理法,污染物在水中存在状态：离子态、分子态、胶体态、悬浮态,离子分离法（离子交换法，离子吸附法，离子浮选法，电解沉积法，电渗析法）分子分离法（吹脱法，气提法，萃取法，吸附法，浮选法，结晶法，反渗透法）胶体分离法（化学絮凝法，生物絮凝法，电泳法）悬浮物分离法（重力分离法，离心分离法，阻力截留法，粒状介质截留法，磁力分离法）,55,转化处理,化学转化（pH调节法，氧化还原法，电化学法，化学沉淀法，水质稳定法）生物转化法（厌氧与好氧）消毒转化法（药剂消毒法，能源消毒法）,56,5.废水处理系统（Wastewater treatment processes) 由作用各不相同的废水处理单元组成 通常分为三级处理： 一级处理（Primary treatment or Pretreatment) 二级处理(Secondary treatment) 三级处理(tertiary treatment or advanced treatment) 根据水质和处理任务的不同，组合成体系，构成一级三级处理系统。,57,一级处理 主要处理对象：较大的悬浮物、分散油、固体沉降物等 格栅(Bar racks):漂浮物、粗粒悬浮物 筛网过滤(Screening and grinding)：纤维、纸浆等 沉砂(Grit chamber):固体沉降物 均衡(Equalization):调节水质水量 中和(Neutralization):酸碱度调节 油水分离(Oil separation):浮油、粗分散油 气浮(Flotation):细分散油、细小悬浮物 絮凝或凝聚（Flocculation and Coagulation):固体悬浮物、分散油,58,二级处理 在一级处理的基础上，再进行生物化学处理，其处理对象是废水中的溶解态和胶体态的有机物(Removes soluble biodegradable organics) 主要方法有：活性污泥法（Activated sludge)氧化塘(Aerated lagoon)氧化沟(Oxidation ditch)生物转盘(Rotating biological contactor)生物滤池(Trickling filter)SBR法(Sequencing batch reactor)生物膜接触氧化法（Aerobic contact reactor),59,厌氧池(Anaerobic lagoon） 厌氧滤池（Anaerobia filter reactor) 厌氧接触反应器（Anaerobic contact reactor) 厌氧流化床（ Anaerobic fluidized-bed reactor) 上流式厌氧污泥床（Upflow anaerobic sludge blanket,UASB),60,三级处理 在二级处理流程以后进行。主要对象：营养物质N,P，溶解性物质、细菌等(Removes non-biodegradable organics, ions, macromolecules, nutrients, color, odor, living organisms)。主要方法有： 活性炭吸附(Carbon adsorption) 离子交换(Ion exchange) 杀菌(Disinfection) 反渗透(Reverse osmosis) 臭氧氧化(Ozonation) 消毒(Chlorination) 砂滤(Sand filtration),61,污泥的处理与处置（Sludge treatment or disposal)ThickingWaste sludge,GravityFlotationCentrifugationRotary drumGravity belt,Dewatering Incineration CentrifugesVacuum filtersBelt filtersFliter presses,Landfill Ocean,62,6.废水处理系统的选择原则 废水的性质决定处理流程的选择：水质不同，污染物种类和含量不同，客观上要求组合的处理流程不同。 Characteristics of wastewater or wastewater quality principle 废水处理要求原则 Required effluent quality principle 经济原则 Cost principle 其他（availability of land; options of sludge disposal; stability, reliability and flexibility),63,7.典型的废水处理系统 城市生活废水处理流程废水格栅·沉砂池沉淀池活性污泥二沉池消毒排水,污泥消化池,污泥处置,一级处理,二级处理,三级处理,64,炼厂含油污水处理流程（大港炼油厂）常减压隔油池气浮A/O生化处理过滤出水催化重整废水气提塔,一级处理,二级处理,65,采油污水回注处理流程含油污水隔油池化学混凝过滤出水,一级处理,66,石化厂二甲基甲酰胺废水处理流程废水格栅混凝沉淀池调节池生物处理臭氧氧化外排,一级处理,二级处理,三级处理,采油废水外排达标处理流程电脱水隔油混凝过滤生物膜水解酸化中沉池接触氧化二沉池外排,一级处理,二级处理,67,第四章 几种重要的污水处理单元石油工业污水通常采用“隔油气浮/混凝（生化）过滤”流程进行处理。涉及几个重要的单元操作，即“隔油”，“气浮”，“化学混凝”，“生物处理”，“过滤”。这些个单元操作在炼油、化工污水处理，油田采出水处理方面已得到广泛应用。 本章主要介绍这些单元操作过程的基本原理，主要设备的结构，应用现状及当前业内关注的热点问题。,68,隔油(isolation oil or oil separation)含油污水的状态：（以oil droplets表示） （1）悬浮状态：油珠粒径大oil droplets 60m （2）乳化状态：以w/o或o/w的乳状液形式存在oil droplets 0.525m （3）溶解状态,69,隔油单元的处理对象：悬浮状态的油浮油、粗分散油 设备：oil separator，isolation oil tank 油珠分离的原理：重力沉降（上浮）原理 Stokes公式：,Reynolds number0.5,70,Stokes 公式是油水分离，固液分离设备设计计算的基础，对于实际的油水体系，油水分离速度应进行修正（考虑污水含悬浮物等对油珠上浮的影响）：,考虑废水中含悬浮物颗粒时对油珠上浮速度的影响 0.90.95,考虑水流不均等因素影响的修正系数 1.351.50,设计的油粒上浮速度,71,隔油池的油粒分离工作原理：,influent,effluent,v,u,油粒临界上浮速度,72,隔油池类型：API 平流式隔油池 CPI 斜板式隔油池（同向流斜板，异向流斜板，横向流斜板） API/CPI 平流/斜板组合式隔油池 研究热点：如何强化隔油池的分离效能；含聚污水除油处理；稠油超稠油油分离技术横向流除油器（由聚结区和分离区组成，聚结区内含交叉板型的聚结器，分离区内含可使水流横向流动的独特通道）,73,API隔油池,74,CPI隔油池,75,76,隔油池的一般处理效果,77,隔油池去除油粒的粒径范围,78,部分油田及炼厂隔油池处理效果(1999.78),79,2. 气浮 气浮单元的处理对象：污水中细小的悬浮物、细分散油和乳化油。 基本原理： 利用高度分散的微小气泡作载体，使其与污水中的悬浮物、细分散油和乳化油（加破乳剂）吸附粘结，形成整体密度比水轻的浮体，并依靠浮力上浮到水面。实现气浮分离的两个必要条件：（1）足够数量的微小气泡，理想的气泡直径为1530m;（2）污染物呈悬浮物态或具疏水性，气泡与污染物能自动粘附。,80,必要条件（1）涉及气泡的形成机制，与气泡的形成方式密切相关。 根据气泡产生的方式把气浮选分为： 溶气气浮100150m 喷射气浮20100 m 机械细碎空气气浮1000 m 多孔材料鼓风布气气浮8001000 m 电解气浮1060 m目前应用较多的是溶气气浮（全部废水加压溶气气浮、部分废水加压溶气气浮、部分回流出水加压溶气气浮）,81,必要条件（2）涉及气、液、固三相介质问题，其核心是界面能，牵涉到表面化学、表面张力的基本理论和概念。当废水中存在气泡时，悬浮颗粒力图粘附在气泡上而降低其界面能，但是并非所有的颗粒都能够粘附上去，这取决于悬浮颗粒的润湿性。一般规律疏水性颗粒易与气泡粘附，亲水性颗粒难与气泡粘附。 通常在气浮操作过程中，要选择性的投加混凝剂、浮选剂，助剂等改变污染物的润湿性，加大其与气泡的附着力。,82,主要设备： 我国炼厂主要采用部分废水加压溶气气浮流程（3050）和部分回流废水加压溶气气浮（1020）流程。加压溶气气浮系统的主要设备（构筑物）包括： 加压水泵、溶气罐、空压机、减压阀、浮选池、浮渣收集装置有关气浮处理单元流程、设备特点与作用、药剂等请自学研究热点：气泡的细化、设备的小型化与高效化、药剂,83,84,85,86,87,88,溶气气浮法的处理效果,89,3.化学混凝（自学）胶体态的污染物 重点：混凝剂与混凝设备混凝剂,无机混凝剂：铝盐、铁盐 有机高分子：天然高分子改性高分子合成高分子 生物絮凝剂,混凝设备：如何创造有利的反应、絮体分离水力条件,90,4.过滤（自学）除去悬浮物、部分油和部分CODcr 重点：过滤工艺，过滤滤料，过滤器分类：重力过滤与压力过滤；单向过滤与双向过滤；慢滤与快滤过滤工艺：过滤与反冲洗过滤滤料：石英砂、核桃壳、活性炭主要问题：如何强化滤料的洗涤（含聚污水、滤料外循环洗涤，气力洗涤），满足注水和回用锅炉用水的精滤过滤器,91,5. 污水的生物处理技术 5.1 生物处理分类,生物处理法,好氧处理,厌氧处理,自然条件下,水体自净：氧化塘、天然水体土壤自净：污水灌溉,人工条件下,活性污泥：曝气池 生物膜法：生物接触氧化、生物曝气滤池、生物转盘,自然条件下,人工条件下,高温堆肥厌氧塘,化粪池、消化池,92,好氧与厌氧的主要区别： 1.起作用的微生物群不同：好氧处理由好氧微生物和兼性微生物起作用；厌氧处理由产酸厌氧菌和兼性菌，甲烷厌氧菌起作用。 2.降解产物不同: 好氧处理时有机物被转化为CO2,H2O,NH3,NO2-,NO3-,PO43-,SO42-。厌氧处理时，有机物被转化为CH4,NH3,N2,H2S等。 3.反应速率不同：好氧速度快，HRT短，设备体积小；厌氧处理速度慢，HRT长，设备体积大。 4.对环境要求不同：好氧要求O2充分，对环境条件要求不严格；厌氧对温度、pH、DO等要求严格。,93,废水生物处理方法,按微生物种类：好氧与厌氧,按微生物生长方式：悬浮生长和附着生长,按操作反应器：完全混合式（CSTR)推流式（PFR)固定床流化床间歇式转盘式,94,微生物,藻类：蓝藻、绿藻、硅藻 细菌：下等细菌（球菌、杆菌、螺旋菌），高等细菌（放线菌、铁细菌、硫细菌、球衣细菌） 真菌：酵母菌、霉菌 原生动物：肉足类、鞭毛类、纤毛类 后生动物：轮虫、线虫、甲壳虫、钟虫,95,5.2 微生物新陈代谢,微生物氧有机物,合成代谢 2/3,新的微生物，微生物繁殖,分解代谢 1/3,CO2,H2O,NH3,SO42-,PO43-+能量,排除,好氧微生物代谢过程,96,有机物微生物,合成代谢,新的微生物，微生物的增长,分解代谢,有机酸、有机醇 H2、乙酸、乙醇能量,合成代谢,分解代谢,新的微生物，微生物的增长,CH4,CO2,NH3,N2,H2S+能量,少量,少量,厌氧微生物代谢过程,97,有机物,H2,4%,有机酸,24,76,乙酸,20,52,甲烷,72,28,水解酸化阶段,产氢产乙酸阶段,产甲烷阶段,有机物厌氧过程的物料平衡,98,5.3 微生物的生长营养及影响因素 5.3.1 微生物的元素组成 大量研究表明，微生物细胞是由有机物（90）和无机物（10）组成。有机物中：C:53.1%O:28.3%N:12.4%H2:6.2% 为此，微生物细胞的化学式常写为：C5H7O2N。若考虑微量的P，则可写为：C60H87O23N12P无机物中 P：50，S：15%，Na：11，Ca：9，Mg：8，K：6，Fe：1,99,5.3.2 微生物生长的营养及其影响因素 主要营养要素：C,N,P。三者需要保持一定比例 对好氧生物处理：BOD5:N:P=100:5:1 对厌氧消化处理：C:N=(1020）：1 其中碳源用BOD5表示，N源用NH3-N表示，P源PO43-表示。 对于低碳工业废水，可加生活污水补充碳源 对N不足废水，可加尿素，(NH4)2SO4补充 对P不足废水，可加Na3PO4,Na2HPO4或NaH2PO4补充 微量元素：K，Cu，Zn，Fe等，加量由实验确定或经验决定,100,微生物生长的主要影响因素：营养元素温度（高温型5060，中温型3040，常温型1030，低温型510）好氧生物处理2035厌氧生物处理3038，特别是3537pH：好氧处理pH=6.58.5，厌氧处理pH=6.77.4Do：好氧处理24mg/L，水解酸化0.2mg/L，厌氧处理应严格控制氧含量。毒物：重金属，具有杀菌作用有机物和无机物,101,5.4 废水的可生化性,微生物有机物,有针对性,可生物降解,无针对性,不可生物降解,驯化、培养特效菌种,102,废水可生化性的评价方法 （1）B/C法B/C0.45 可生化性良好 （2）B/TOD法B/TOD0.4 易生化,103,乙醚,吡啶,几种有机物的可生化性（未接种）,104,吡啶的可生化性,专门培养的吡啶降解菌,105,（3） 好氧速率法,好氧量mg/L,时间/d,1,2,3,可生化性：123 (除废水水质不同外，其他条件相同）,106,时间/d,微生物浓度,对数增长期,减速增长期,内源呼吸期,微生物浓度变化曲线,107,基质3基质1可生化性；基质2对微生物有抑制作用，不可生化降解；基质4不被微生物所分解，但对微生物也无抑制作用。,108,（4）摇床实验与模型实验,COD 或 BOD,时间,废水1,废水2,109,5.5 难生物降解的有机物降解技术 （1）生物处理技术改进、提高、扩展生物处理工艺；通过培养、改性、调节、变异和接种等手段，培制变异细菌和特效细菌。 （2）生物炭吸附降解工艺 （3）化学氧化电化学氧化、湿式催化氧化 （4）物理法处理工艺等离子体技术、微波技术、光氧化技术等。,110,5.6 活性污泥法 （1）.活性污泥的组成与特点组成：菌胶团细菌、霉菌、原生动物、后生动物（主体）分解中的有机物和未分解的有机物无机物和微生物代谢的残留物特点：结构特点：结构疏松、表面积大、黄褐色对有机物有强烈的吸附、氧化分解的能力自身的凝聚和沉降性能,111,（2）.活性污泥法流程,（3）.活性污泥性能的评价指标 SV 污泥沉降比 SVI 污泥容积指数 MLSS 污泥浓度 生物相指标,112,SV=混合液经30min静置沉淀后的污泥体积/混合液体积SV与活性污泥的沉降性能与絮凝性能有关，当污泥性能正常时，其大小可以间接表示污泥的数量，可用SV作为控制污泥回流量和排放量的指标。SV应控制在1530。,SVI=混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占沉淀污泥的体积数。 SVI=SV%×10/MLSS SVI: mL/gMLSS: g/L 在一定污泥量下，SVI ,SV ,污泥沉淀性 SVI ,污泥无机化程度 ，沉淀性 。,113,SVI200 沉淀性差，污泥易膨胀； SVI应控制在50150之间。MLSS: 一般为26g/L 生物相指标：细菌、真菌、原生动物、后生动物 在正常情况下，细菌以菌胶团形式存在，并存在丝状细菌（与菌胶团交织在一起）。丝状菌过渡繁殖，会使SVI ,沉淀性 ，污泥膨胀。钟虫、轮虫常作为正常活性污泥的特征指示物。,114,（4）. 活性污泥法净化废水的机理/过程A 活性污泥的培养与驯化B 活性污泥的吸附/吸收过程C 活性污泥的氧化分解与合成代谢D 活性污泥的自聚与泥水分离过程（5）.曝气原理（aeration principle)DO是影响活性污泥法处理效果的重要因素。一般在曝气池溶解氧应控制在24mg/L。DO是通过曝气池内被分散的细小空气泡溶解在水里获得的。它涉及到空气向液体中的传质，涉及到溶解到污水里的氧被微生物细胞利用的问题。,115,（5.1） 双膜理论（two-film theory),气相主体,液相主体,气液界面,气膜,液膜,Po2,PiCi,Co2,116,（5.2） 氧气在清水中的传质速率和传质系数 O2由气相主体向液相主体的转移，服从双膜理论：,Henrys law:,117,若液体体积为V，则：,液膜氧的总传质系数,溶解度,水中氧气的浓度,如何实验求得？,