第八章化学工业与环境保护(2)

8.2.1.2废水的污染控制指标
《国家污水综合排放标准》按污染 物对人体健康的影响程度，将污染物分 为两类。
1、第一类污染物
• 指能在环境或生物体内积累，对人体健康产生 长远不良影响的污染物。《国家污水综合排放 标准》中规定的此类污染物有9种，即总汞、 烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、 总镍、苯并()芘。含有这一类污染物的废水， 不分行业和排放方式，也不分受纳水体的功能 差别，一律在车间或车间处理设施的排出口取 样，其最高允许排放浓度必须符合表8-l中的规 定。
物理化学法是综合利用物理和化学作用除去废 水中的污染物，如吸附法、离子交换法和膜分 离法等。近年来，物理化学法处理废水已形成 了一些固定的工艺单元，得到了广泛的应用。
生物法是利用微生物的代谢作用，使废水中呈 溶解和胶体状态的有机污染物转化为稳定、无 害的物质，如H2O和CO2等。生物法能够去除 废水中的大部分有机污染物，是常用的二级处 理法。
制 •厌氧生物处理主要依靠水解产酸细菌、产氢、
作 者：
产乙酸细菌和产甲烷细菌的联合作用来完成。厌
黄 德
氧生物处理过程可粗略地分为水解酸化阶段、产
春 氢、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
4%
H2
制 作
24%
28%
制
作
者： 黄
复杂有机物
76%
简单有机物 (有机酸、醇和醛等)
德
52%
者：
CH4
黄
德
春
春
72%
20%
（2）pH值
• 微生物的生长繁殖都有一定的pH值条件。pH值 不能突然变化很大，否则将使微生物的活力受 到抑制，甚至造成微生物的死亡。对好氧生物 处理，废水的pH值宜控制在6～9的范围内；对 厌氧生物处理，废水的pH值宜控制在6.5～7.5 的范围内。
• 微生物在生活过程中常常由于某些代谢产物的 积累而使周围环境的pH值发生改变。因此，在 生物处理过程中常加入一些廉价的物质(如石灰 等)调节废水的pH值。
8.1.2我国防治污染的方针政策
• 我国先后完善和颁布了《环境保护法》、《大 气污染防治法》、《水污染防治法》、《海洋 环境保护法》、《固体废物污染环境防治法》、 《环境噪声污染防治法》以及与各种法规相配 套的行政、经济法规和环境保护标准，基本形 成了一套完整的环境保护法律体系。
• 凡是新建、扩建和改造项目都必须按国家基本 建设项目环境管理办法的规定,切实执行环境 评价报告制度和“三同时”制度，做到先评价, 后建设,环保设施与主体工程同时设计、同时 施工、同时投产,防止发生新的污染。
（2）厌氧生物处理
• 厌氧生物处理是在无氧条件下，利用厌氧微生 物，主要是厌氧菌的作用，来处理废水中的有 机物。厌氧生物处理中的受氢体不是游离氧， 而是有机物或含氧化合物，如SO42-、NO3-、 NO2-和CO2等。因此，最终的代谢产物不是 简单的CO2和H2O，而是一些低分子有机物、 CH4、H2S和NH4+等。
3.0
二级标准 新扩建 现 有
三级标准
6~9 6~9 6~9
200
400
60
80
300
150
200
500
10
20
30
0.5
1.0
2.0
0.5
3.5
1.0
1.0
2.0
2.0
10
15
20
3.0
5.0
5.0
• 按地面水域的使用功能要求和排放去向，对向地 面水域和城市下水道排放的废水分别执行一、二、 三级标准。对特殊保护水域及重点保护水域，如 生活用水水源地、重点风景名胜和重点风景游览 区水体、珍贵鱼类及一般经济渔业水域等执行一 级标准；对一般保护水域，如一般工业用水区、 景观用水区、农业用水区、港口和海洋开发作业 区等执行二级标准；对排入城镇下水道并进入二 级污水处理厂进行生物处理的污水执行三级标准； 对排入未设置二级污水处理厂的城镇污水，必须 根据下水道出水受纳水体的功能要求，分别执行
一级或二级标准。
8.2.2废水处理的基本方法
• 废水处理技术很多，按作用原理一般可分为物 理法、化学法、物理化学法和生物法。
• 物理法是利用物理作用将废水中呈悬浮状态的 污染物分离出来，在分离过程中不改变其化学 性质，如沉降、气浮、过滤、离心、蒸发、浓 缩等。物理法常用于废水的一级处理。
• 化学法是利用化学反应原理来分离、回收废水 中各种形态的污染物，如中和、凝聚、氧化和 还原等。化学法常用于有毒、有害废水的处理， 使废水达到不影响生物处理的条件。
表8-2 第二类污染物最高允许排放浓度 单位：mg L-1
污染物
pH值 悬浮物
生化需氧量 化学(B需OD氧5)量
(石CO油D类Cr) 挥发酚 氰化物 硫化物 氟化物 硝基苯类
一级标准
新扩建 现 有
6~9 6~9
70
100
30
60
100 150
10
15
0.5
1.0
0.5
0.5
1.0
1.0
10
15
பைடு நூலகம்
2.0
2、清污分流
• 清污分流是指将清水(如间接冷却用水、雨水和 生活用水等)与废水(生产过程中排出的各种废 水)分别用各自不同的管路或渠道输送、排放或 贮留，以利于清水的循环利用和废水的处理。 采取清污分流，不仅可以节约大量的清水，而 且可大幅度降低废水量，提高废水的浓度，从 而大大减轻废水的输送负荷和治理负担。
制 5 六价铬
0.5
制
作
作
者：
者：
黄
黄
德
德
春
春
2、第二类的污染物
• 指其长远影响小于第一类的污染物。在《国家 污水综合排放标准》中规定的有pH值、化学 需氧量、生化需氧量、色度、悬浮物、石油类、 挥发性酚类、氰化物、硫化物、氟化物、硝基 苯类、苯胺类等共20项。含有第二类污染物 的废水在排污单位排出口取样，根据受纳水体 的不同，执行不同的排放标准。
制
酶 CxHyOz + O2
CO2 + H2O + 能量
作 者： 黄
德
在好氧生物处理过程中，有机物的分解比较彻底， 春
最终产物是含能量最低的CO2和H2O，故释放的能 量较多，代谢速度较快，代谢产物也很稳定。从废
制 水处理的角度考虑，这是一种非常好的代谢形式。
作
制 作
者：
者：
黄
黄
德
德
春
春
•好氧生物法处理有机废水，基本上没有臭气产生， 所需的处理时间比较短，在适宜的条件下，有机 物的生物去除率一般在80～90%左右，有时可达 95%以上。因此，好氧生物法已在有机废水处理 中得到了广泛应用，活性污泥法、生物滤池、生 物转盘等都是常见的好氧生物处理法。好氧生物 法的缺点是对于高浓度的有机废水，要供给好氧 生物所需的氧气(空气)比较困难，需先用大量的 水对废水进行稀释，且在处理过程中要不断地补 充水中的溶解氧，从而使处理的成本较高。
2、生物处理对水质的要求
• （1）温度
• 温度是影响微生物生长繁殖的一个重要的外界 因素。当温度过高时，微生物会发生死亡；而 温度过低时，微生物的代谢作用将变得非常缓 慢，活力受到限制。一般地，好氧生物处理的 水温宜控制在20～40℃。而厌氧生物处理的 水温与各种产甲烷菌的适宜温度条件有关，其 适宜水温可分别控制在10～30℃ 、35～ 38℃和50～55℃。
• 二级处理 主要指生物处理法。二级处理适用于 处理各种含有机污染物的废水。废水经二级处 理可后以， 达B到O规D定5可的降排至放2标0～准3。0mgL-1，水质一般
• 三级处理 是一种净化要求较高的处理，目的是 除去二级处理中未能除去的污染物，包括不能 被微生物分解的有机物、可导致水体富营养化 的可溶性无机物(如氮、磷等)以及各种病毒、病 菌等。三级处理所使用的方法很多，如过滤、 活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电渗析、 反渗透以及生物法脱氮除磷等。废水经三级处 理后，BOD5可从20～30mgL-1降至5mgL-1 以下，可达到地面水和工业用水的水质要求。
• 是表征废水性质的参数。比较重要的有：pH 值、悬浮物（SS)、生化需氧量（BOD)、化 学需氧量（COD)等。
• pH值 反映废水酸碱性强弱的重要指标。处理 后的废水应呈中性或接近中性。
• 悬浮物 指废水中呈悬浮状态的固体，是反映 水中固体物质含量的一个常用指标，可用过滤 法测定，单位为mg·L-1。
8.2.3生物法处理废水技术
废水的生物处理
好氧生物处理 厌氧生物处理
活性污泥法 生物膜法
1、基本原理
制
作
者： （1）好氧生物处理
黄
德 •是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用将废水
春 中的有机物分解为CO2和H2O，并释放出能量的
代谢过程。有机物(CxHyOz)在氧化过程中脱出的
氢是以氧作为受氢体的，如下式所示：
（3）营养物质
• 微生物的生长繁殖需要多种营养物质，如碳源、 氮源、无机盐及少量的维生素等。生活废水中 具有微生物生长所需的全部营养，而某些工业 废水中可能缺乏某些营养。当废水中缺少某些 营养成分时，可按所需比例投加所缺营养成分 或加入生活污水进行均化，以满足微生物生长 所需的各种营养物质。
(4)有毒物质
第八章 环境保护
• 8.1概述 • 8.2废水处理技术 • 8.3废气处理技术 • 8.4废渣处理技术 • 8.5噪声控制技术
8.1概述
8.1.1环境保护的重要性 环境是人类赖以生存和社会经济可持续发
展的客观条件和空间。随着现代工业的高速发 展，环境保护问题已引起人们的极大关注。
环境污染直接威胁人类的生命和安全，也 影响了经济的顺利发展，成为严重的社会问题。
• 我国目前粗放型的经济格局和经济的持续高速 发展,造成了能源和资源消耗强度过大,加上人们 对环境污染严重性的认识不足,致使我国工业污 染的治理远远落后于工业生产的发展。
• 面对日益严重的环境污染，传统的先污染后治 理的治污方案往往难以奏效，必须采取切实可 行的措施，走高科技、低污染的跨越式产业发 展之路，治理和保护好环境，促进我国经济的 可持续发展。
表8-1 第一类污染物最高允许排放浓度 单
制 作
位：mgL-1
者：
黄 德
序号 污染物
最高允许 排放浓度
春
序号 污染物
最高允许 排放浓度
1 总汞
0.05
6 总砷
0.5
制 作
2 烷基苯 不得检出
7
总铅
者：
黄 德
3
总镉
0.1
8 总镍
春
制
1.0
作
者：
黄
1.0
德
春
4 总铬
1.5
9 苯并()芘 0.00005
乙酸
制
水解酸化阶段
产氢产乙酸阶段
产甲烷阶段
制
作
作
者：
者：
黄
图10-1 厌氧生物处理的三个阶段和COD转化率
黄
德
德
春
春
• 厌氧生物处理过程中不需要供给氧气(空气)，故 动力消耗少，设备简单，并能回收一定数量的 甲烷气体作为燃料，因而运行费用较低。目前， 厌氧生物法主要用于中、高浓度有机废水的处 理，也可用于低浓度有机废水的处理。该法的 缺点是处理时间较长，处理过程中常有硫化氢 或其它一些硫化物生成，硫化氢与铁质接触就 会形成黑色的硫化铁，从而使处理后的废水既 黑又臭，需要进一步处理。
• 除清污分流外，还应将某些特殊废水与一般废 水分开，以利于特殊废水的单独处理和一般废 水的常规处理。
3、废水处理级数
• 分为一级、二级和三级处理
• 一级处理 通常是采用物理方法或简单的化学方 法除去水中的漂浮物和部分处于悬浮状态的污 染物，以及调节废水的pH值等。在大多数场合， 废水经一级处理后仍达不到国家规定的排放标 准，常作为废水的预处理。
• 生化需氧量 指在一定条件下，微生物氧化分 解水中的有机物时所需的溶解氧的量，单位为 mgL-1。微生物分解有机物的速度和程度与时 间有直接关系。实际工作中，常在20℃的条 件下，将废水培养5日，然后测定单位体积废 水中溶解氧的减少量，即5日生化需氧量作为 生化需氧量的指标，以BOD5表示。BOD反映 了废水中可被微生物分解的有机物的总量，其 值越大，表示水中的有机物越多，水体被污染 的程度也就越高。
• 在全国推行环境保护目标责任制、城市环境综 合整治定量考核、污染物排放许可证制度、污 染集中控制和污染限期治理等制度。
8.2.废水处理技术
化工厂产生的污染物中，废水数量最 大，种类最多，危害最重。是化工厂污染 物无害化处理的重点和难点。
8.2.1废水的污染控制指标
• 8.2.1.1基本概念 • 1、水质指标
• 化学需氧量 是指在一定条件下，用强氧化 剂氧化废水中的有机物所需氧的量，单位为 mgL-1。我国的废水检验标准规定以重铬酸 钾作氧化剂，标记为CODCr。COD与BOD均 可表征水被污染的程度，但COD能够更精确 地表示废水中的有机物含量，而且测定时间 短，不受水质限制，因此常被用作废水的污 染指标。COD和BOD之差表示废水中没有被 微生物分解的有机物含量。