污染控制的基本原则

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BODu≈（1/3）CODB ＋ (2/3)×0.8CODB = 0.87 CODB
式中：
CODB为化学需氧量中的可生物降解部分。 （可看成能量）
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∵BOD5≈（2/3）BODu ∴BOD5 =（2/3）×0.87CODB
= 0.58CODB 因而 BOD5/COD = 0.58 CODB/ COD
污染控制的基本原则:
(1)环境工程技术； (2)科学管理。
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工业废水的处理
一、工业废水水质与生物降解性 二、工业废水处理的基本原则 三、工业废水处理方法与技术
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一、工业废水水质与生物降解性
（一）工业废水水质特点 ●工业企业各行业生产过程中排出的废水， 统称“工业废水”，包括：冷却水、生产污 水、工业企业内的生活污水。 ●水质成分复杂，浓度、水量变化大，性质 不稳定。 ●对环境污染大，必需妥善处理，达标排放。 ●有机工业废水——量大、面广、多难处理。
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（1）有机物数量（浓度）的减少
●振荡培养试验法
﹡反应瓶中加入：
——受试有机物
——接种物（生活污水沉淀上清液，活
性污泥）
——营养液（N、P、K、Ca、Mg、Fe、
痕量元素）
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﹡恒温下振荡培养 ﹡定时测定有机物浓度C，或TOC、DOC
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（2）氧的消耗 ●水质指标比较法 ﹡最常用的是水样的 BOD5/COD
或 CODB/ COD=1.72（BOD5/COD）
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﹡可见，按照McKinney的假设，当 有机物可全部为微生物所利用（即 CODB ≈ COD） 时，BOD5/COD约为0.58左右
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﹡令：CODNB为COD中的不可生物降解部分， 则：COD = CODB ＋ CODNB
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工厂污染——工程治理
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1、工艺改革——清洁生产 2、有用资源回收 3、物理化学处理 4、生物化学处理 5、深度处理
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1、清洁生产与污染预防 ①污染控制的两种模式： ——终端治理(End-of-pipe Control)
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（三）生物降解性鉴定方法
1、好氧生物降解性
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鉴定方法是什么？
（考虑有机物和好氧微生物在一起时
发生了什么变化？）
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四种变化—— （1）有机物数量（浓度）的减少； （2）氧的消耗； （3）降解产物数量增加； （4）微生物数量增多或活性增强。
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2005 1414.2 554.8(39%) 859.4(61%)
2006
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工业废水COD排放比例虽然下降，从 1995年的72.7%到2005年的 39% ，总量仍然很大。
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（二）生物降解性
定义：在微生物的作用下使某一有 机物改变其原来的物理、化学性质， 在结构上引起变化所能达到的程度。
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由上可知，当BOD5/COD值大 于0.45时，不可生物降解的有机物 仅占全部有机物的20%以下，表 现出良好的可生化性。
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BOD5/COD值小于0.20 时，不可 生物降解的有机物占全部有机物 的 60% 以上，这种废水不宜采用 生物降解的方法。
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* COD——约略表示水中的全部有机物 * BODu（完全的生化需氧量）——
水中可被微生物氧化分解的那部分有机物
* BOD5 ——只是BODu的2/3左右
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BOD5/COD值如何衡量有机物生物降解性？ 用评B价O指D标5/C时O，D值一作般为的有标机准物：生物降解性的
new cells dregs
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美国环保局标准测试法
﹡反应瓶（500mL）中加入： ——受试有机物 ——接种物（污水厂厌氧污泥） ——营养液（N、P、K、Ca、Mg、
Fe、痕量元素） ﹡恒温（35~37℃）下培养 ﹡定时测定气体产量
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二、工业废水处理的基本原则
-32.2 -32.2
-14.2(kJ/mole)
或 -7.3 -7.3
-3.2(kcal/mole)
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ATP 只存在于活的生物体细胞中。当 生物体死亡之后，它迅速从死亡的细胞 中扩散出去，随即被水解消失。
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ATP 作为微生物活性的一 种指示， 能够表征生物降解过程中微生物数量 的多少和新陈代谢速度的快慢。
CODNB/ COD = （COD － CODB）/COD = 1－（CODB /COD） = 1－1.72（BOD5/COD）
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﹡因此，可列出以下关系：
CODNB/ COD 0 0.1 0.2 0.3 BOD5/COD 0.58 0.52 0.46 0.41
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.35 0.29 0.23 0.17 0.12
（IO） ——水质指标BOD5/COD， （IB） ——降解产物CO2， （IA） ——微生物生理生化指标ATP，
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分别从有机物生物降解的速度、 浓度、消耗的氧量和微生物活性、能 量增长等多个方面反映了影响生物降 解性的主要因素。
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﹡综合评价指标：
IW ＝ IO×Wo ＋ IB×Wb ＋ IA ×Wa
﹡反应瓶（2L）中加入：
——受试有机物
——接种物（污水厂活性污泥）
——营养液（N、P、K、Ca、Mg、 Fe、痕量元素）
——通入经碱液吸收去除CO2后的空
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﹡另做一内源反应瓶，一空白反应瓶 ﹡恒温下培养 ﹡定时测定CO2气体产量
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（4）微生物数量或活性
●三磷酸腺苷（ATP）测试法
而这两个方面正好表达了微生物降解 有机物的能力和速度，即有机物被氧 化分解得越多越完全，放出的能量就 越多，生成的ATP 也越多。
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可以通过检测生物降解过程中 ATP 含量的变化来评价有机物的生物降解 性。
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﹡反应瓶（2L）中加入： ——受试有机物 ——接种物（污水厂活性污泥） ——营养液（N、P、K、Ca、
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按降解程度分类：
（1）初级降解——原结构发生部分变 化，变成较简单的有机物（中间产物） 如：脂肪的酸化。
（2）环境可接受的降解——降解产物 对环境已无害，如：长链卤化有机物 断链。 溴代十二烷
（3）完全降解——降解产物无机化： 好氧条件下CO2、H2O…；厌氧条件 下CO2、CH4…
ATP(Adenosine Triphosphate), 是生物体 内一种特定的高能磷酸盐化合物。
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ATP在水解时，三个磷酸基(Pi)可分别断裂, 生成二磷酸腺苷(ADP),单磷酸腺苷(AMP) 和腺苷 (A)，并放出大量的自由能：
-Pi
-Pi
-Pi
ATP → ADP → AMP → A
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全国COD排放总量（万吨）
年份 总量
工业废水
生活污水
1995 2233.2 1997 1757 1998 1499 1999 1389 2000 1445
1622.9（72.7%） 610.3（27.3%） 1073 （61.1%） 684 （38.9%） 806 （53.8%） 693 （46.2%） 692 （49.8%） 697 （50.2%） 704.5 （48.8%） 740.5（51.2%）
Mg、Fe、痕量元素） ——通入空气
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﹡另做一内源反应瓶，一空白反应瓶 ﹡恒温下培养 ﹡定时取样测定ATP含量
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（5）综合测试评估法
﹡鉴定途径、测试条件各不相同，所 得结果之间的可比性不强，有时甚 至会得到相反的结果。
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﹡选择三个评估因子:
BOD5/COD＞0.45 时为易生物降解； BOD5/COD＞0.30 时为可生物降解； BOD5/COD＜0.30 时为较难生物降解； BOD5/COD＜0.20 时为不宜生物降解。
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Hale Waihona Puke Baidu
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﹡ McKinney: 对一般有机物，生物氧化时， ——用于呼吸产生能量的约1/3， ——合成细胞物质的约占2/3， ——而内源呼吸全部完成时，残留物约为细 胞物质的20%。因此， BODu≈（1/3）CODB ＋ (2/3)×0.8CODB = 0.87 CODB
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﹡降所解以性，的可评用价BO指D标5/C：OD值作为有机物生物
BOD5/COD＞0.45时为易生物降解； BOD5/COD＞0.30 时为可生物降解； BOD5/COD＜0.30 时为较难生物降解； BOD5/COD＜0.20时为不宜生物降解。
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（3）降解产物数量增加
●二氧化碳生成量测试法
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IO
IB
IA
IW
58（易） 231（易） 410（易） 250（易）
46（易） 229（易） 203（易） 163（易）
47（易） 237（易） 157（易） 148（易） 31（可） 160（可） 123（可） 106（可） 44（可） 226（易） 83（可） 114（可） 36（可） 233（易） 224（易） 170（可） 89（易） 228（易） 410（易） 258（易）
污染控制的基本原则
----以工业废水处理为例
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环境工程专业
按照教育部1998年目录---环境工程（081001）包括:环境工
程,环境监测,水文地质与工程地质(部 分)和农业环境保护(部分)。
环境科学（0714）包括:环境科学, 环境学,环境规划与管理和生态学。
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IW 80（可） 51（难） 80（可） 84（可） 86（可） 73（可） 55（难） 77（可）
112（可） 42（难） 41（难）
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2、厌氧生物降解性
degradation Organics
microorganism synthesis
CO2, CH4, H2O, ...+ Energy
IO
IB
32（可） 140（可）
13（难） 122（可）
33（可） 137（可）
44（可） 164（可）
37（可） 175（可）
56（易） 115（可）
28（难） 124（可）
47（易） 185（可）
71（易） 205（易）
5（难） 129（可）
4（难） 127（可）
IA 72（可） 25（难） 72（可） 54（可） 56（可） 54（可） 24（难） 18（难） 82（可） 6（难） 6（难）
35（可） 114（可） 39（难） 60（可） 76（易） 219（易） 240（易） 186（易） 46（易） 175（可） 149（可） 125（可） 38（可） 162（可） 42（难） 77（可）
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（续）
有机物 对硝基苯酚 邻硝基苯酚 对氨基苯酚 邻甲酚 邻二酚 苯胺 间苯二胺 邻苯二甲酸 城市污水 H酸废母液 吐氏酸废母液
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﹡评价标准：
评价 指数
易降解
IO ＞ 45
IB ＞ 200
IA ＞ 150
IW ＞ 140
可降解
难降解
30~45 ＜30 100~200 ＜100 50~150 ＜50 60~140 ＜60
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综合评估法的评价结果
有机物 葡萄糖 正丁醇
正丙醇 异丙醇 丙三醇 乙酸 草酸 乙二胺 苯酚 对氯苯酚 对溴苯酚
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年份 总量 工业废水
生活污水
2001 1407 608(43.2%) 799(56.8%)
2002 1367 584(47.7%) 783(52.3)
2003 1333.6 511.9(38.4%) 821.7(61.6)
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年份 总量 工业废水
生活污水
2004 1339.2 509.7(38%) 829.5(62%)
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理论上讲，几乎所有有机物都能被微生 物降解（筛选驯化特定微生物；营养； 长时间）。
但废水处理实际条件限制，要实现完全 降解是困难的。
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按降解的难易程度分类：
（1）易生物降解的； （2）可生物降解的； （3）难生物降解的（不可生物降解
的）。
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