環保知識培訓資料（內部使用）基本概念及基本知識環境保護：采取行政的、法律的、經濟的、科學技術的各方面措施，合理地利用自然資源，防止環境污染和破壞，以求保護和發展生態平穩，擴大有用自然資源的再生產，保障人類社會的發展。環境污染：是指有害物質或因子進入環境，并在環境中擴散、遷移、轉化，使環境系統的生存和發展產生不利影響的現象。水污染：又稱水體污染。污染物進入河流、湖泊、海洋或地下水等水體后，使水體的水質和水體底泥的物理、化學性質或生物群落組成發生變化，從而降低水體的使用價值和使用功能的現象。污水水質指標一般分為大類。1.物理性指標物質的三種存在形態：懸浮的、膠體的、溶解的。用總固體(TS)作為指標，污水處理中常用懸浮固體(SS)表示固體物質的含量。2.化學性指標化學需氧量(COD)：指用強化學氧化劑(國法定用重鉻酸鉀)在條件下，將有機物氧成消耗的氧量mg/L)，用示，簡寫為。越高，表示水中有機污染物越多，污染越嚴重。生化需氧(BOD)：水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量(mg/L)。如果污水成分相對穩定，則一般來說COD>BOD5。一般BOD5/COD大于，認為適宜采用生化處理。(TOD)有機物主要元素是C等當有機物被全部氧化時將分別產生、H2O、NO、SO2等，此時需氧量稱為總需氧量TOD)。(TOC)包括水樣中所有有機污染物質的含碳量，也是評價水樣中有機物質質的一個綜合參數。(TN)：污水中含氮化合物分為有機氮亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮，四種含氮化合物總量稱為總氮(TN)。凱氏氮(TKN)有機氮與氨氮之和。(TP)：包括有機磷與無機磷兩類。pH值噪聲：從物理學觀點來看，噪聲是指聲強和頻率的變化都無規律，雜亂無章的聲音；從生物學觀點來看，只要使人煩躁的不受人歡迎的聲音都可看作是噪聲。持續發展：既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展。6、清潔生產：指即可滿足人們的需要，又可合理使用自然資源和能源，并保護環境的使用生產方法和措施，其實質是一種物料和能耗最少的人類生產活動的規劃和管理，將廢物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產過程之中。它包括三個方面的內容：采用清潔的能源、少廢或無廢的清潔生產過程以及對環境無害的清潔產品。中國環境保護的三大政策預防為主，防治結合”誰污染誰治理”和“強化環境管理環境影響評價制度：是指在建設項目動工興建之前，對該項目的選址、設計和建成投產使用后可能對周圍環境產生的不良影響進行調查、預測和評定，提出防治措施，按照法定程序進行報批的法律制度，環境影響報告書或環境影響報告表則是環境影響評價的文字表現形式。“三同時”制度：是指新建、改建、擴建的基本建設項目、技術改造項目、區域開發項目或自然資源開發項目，其防治環境污染和生態破壞的設施，必須與主體工程同時設計、同時施工、同時投產或使用的制度，簡稱“三同時”制度。化學需氧量：通常記作COD”，用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克數表示（），COD值越高，表示水中有機污染物污染越嚴重。生化需氧量：通常記作BOD地面水水體中微生物分解有機化合物過程中消耗的溶解氧，以每升水被消耗的氧的毫克數表示。循環經濟：就是以循環利用的物質為基礎，以資源的高效利用和循環利用為核心，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，是提高經濟增長質量的一種經濟模式。它的基本精神是清潔生產，三個原則準繩是減量、再用和循環。第二章生化處理技術第一節厭氧生物處理技術隨著世界能源的日益短缺、廢水污染負荷的日益加大，廢水中污染物種類的日益復雜化，廢水厭氧生物處理技術以其投資省、能耗低、可回收利用沼氣能源、負荷高、產污少、耐沖擊負荷等諸多優點而受到環保人士的重視。厭氧生物處理技術是利用厭氧微生物的代謝特性分解有機污染物，在不需要外源能量的條件下，以被還原有機物作為受氫體，同時產生有能源價值的甲烷氣體的一種水處理技術。2.1．1厭氧生物處理的基本原理厭氧生物處理又被稱為厭氧消化厭氧發酵是指在厭氧調件下由多種厭氧或兼性微生物的共同作用下，使有機物分解產CHCO的程。厭氧微生物學的研究結果表明，產甲烷42菌是一類非常特別的細菌只能利用一些簡單的有機物如甲酸酸醇基胺類/CO22等，而不能利用除乙酸以外的含兩個以上脂肪酸和甲醇以外的醇類。世紀70代，研究發現，原來被稱為“奧氏產甲烷菌”的細菌，實際是有兩種細菌共同組成的，其中一種細菌先將乙醇氧化為乙酸和氫氣，在工程中設為水解酸化池，水解酸化池的作用是把大分子物質分解為小分子物質減少厭氧處理負荷，另一種細菌則利用氫氣、二氧化碳以及乙酸產生，4由此可把厭氧消化過程概述為三階段理論也就是整個厭氧消化可以分為三個階段即水解、發酵、產氫產乙酸階段和產甲烷階段，該理論將厭氧發酵微生物分為發酵細菌群、產氫產乙酸菌群和產甲烷菌群。2.1.2厭氧生物處理的特點1、厭氧生物處理的特點厭氧生物處理與好氧生物處理相比有許多優點，簡要介紹如下：厭氧生物處理進水COD范圍廣，菌種馴化后抗沖擊負荷能力強。廢水處理后厭氧消化工藝比好氧工藝產生的污泥量少而且剩余污泥脫水性能好，污泥處理比較容易。厭氧生物處理工藝的副產品之一是清潔能源沼氣，沼氣熱值高，燃燒后釋放的碳氫化合物較少，可減少對大氣環境的污染。鎮平分公司沼氣利用作為今年環保一項工作。厭氧生物處理可以節省動力消耗，由于細菌分解有機物是無氧呼吸，所以不必給系統提供氧氣，這樣就節省了曝氣設備所消耗的電能，可以同時獲得經濟效益與環境效益。2、厭氧生物處理的缺點厭氧生物啟動時間較長由于厭氧生物的世代期長長速率較低污泥增長緩慢，因此啟動時間較長，一般達—6個月甚至更長。厭氧生物處理后的廢水不能達到排放標準。厭氧法雖然負荷高，去除有機物的絕對量和進液濃度高，但其出水度高于好氧處理，菌群的物質決定去除有機物不徹底，因此必須與好氧處理結合起來使用。厭氧有機物對有毒物質較為敏感。厭氧生物處理可能造成二次污染，廢水中含有硫酸鹽，由于還原反應會產生HS氣2體HS是一種有毒和惡臭的氣體，如果系統密閉不嚴易散發引起二次污染。鎮平分公司調試2階段已發生這種情況，我們正在考慮沼氣綜合利用，消除臭氣，減少污染。2．厭氧生物處理工藝廢水厭氧生物處理技術已取得了很大的進展，已開發了很多種類的厭氧反應器，達到近10種，下面結合我公司實際，介紹和IC反應器。1、上流式厭氧污泥床反應器（簡稱UASBUASB反應器由三個功能區構成，即底部的布水區，中部的反應區，頂部的分離流出區，其中反應區為UASB反應器的工作主體。廢水進入UASB反應器，布水區的功能是將待理的廢水均勻地分布在反應取得橫斷面上，反應區則包括污泥床區和懸浮區，污泥床區位于反應器的最底部，其懸浮物質量濃度可高達60具有良好的沉降性能和凝聚性能。廢水進入反應器首先與該部分污泥混合，廢水中有的有機物被污泥中的微生物分解沼氣，由于甲烷不溶于水，形成微小氣泡不斷上升，在上升過程中相互碰撞結合成交大的氣泡，在這種氣泡的碰撞、結合上升的攪拌作用下，使污泥床以上的污泥呈松散懸浮狀態，并與廢水充分混合接觸，廢水中的大部分有機物在這個區域被分解轉化，此區域被簡稱為反應區。反應器的上部設有固、液、氣三相分離器，含有大量氣泡的混合液，不斷上升，到達三相分離器下部，首先將氣體進行分離，被分離出來的氣體進入氣室，并由管道引出，固液混合液進入分離器，失去氣泡攪動作用的污泥發生絮凝，顆粒逐漸增大，并在重力作用下沉淀至底部反應區，保持反應器內足夠的生物量以去除廢水中的有機物，分理出污泥的處理水進入澄清區，混合液中的污泥得到進一步分離，澄清水經溢流堰排出，在這個區域內發生泥、水、氣的分離，得到澄清的處理水和高熱值的沼氣，因此將此區稱為分離區。三相分離器UASB的核心，但布水器的作用不容小視，布水均勻不形成死角能使污水與底部污泥充分混合，有效利用池容，布水方式等阻力布水、大阻力布水、逐點脈沖布水和堰式布水四種，我公司的厭氧裝置均采用等阻力布水。2、IC反應器：反應器與以UASB為代表的第2代厭氧反應器相比，在容積負荷、電耗、工程造價、占地面積等諸多方面，具有絕對的優勢，是對現代高效厭氧反應器的一種突破，有著重大的理論意義和實用價值進一步研究和開發反應器推廣其應用范圍已成為當前廢水厭氧處理的重點內容之一。IC反應器的基本構造IC反應器可以看作是由2UASB反應器疊加串聯構成，高徑比一般為4一8，高度可達16一25m。由5部分組成:混合、第1反應區、第2應區、內循環系統和出水區。其中內循環系統是IC反應器的核心部分，由一級三相分離器、沼氣提升管、氣液分離器和污泥回流管組成。參見圖1。進液和混合布水系統廢水通過布水系統泵入反應器內，進入布水器的廢水與從IC反應器上部返回的循環水、反應器底部的污泥有效地混合，由此產生對進液的稀釋和均質作用。為了進水能夠均勻的進入IC反應器的流化床反應室，布水系統采用了一個特別的結構設計。流化床反應室在此部分，廢水和顆粒污泥混合物在進水與循環水的共同推動下，迅速進人流化床室。廢水和污泥之間產生強烈而有效的接觸。這導致很高的污染物向生物物質即顆粒污泥)的傳質速率。在流化床反應室內，廢水中的絕大部分可生物降解的污染物被轉化為生物氣。這些生物氣在被稱為一級沉降的下部三相分離器處收集并導入氣體提升器，通過這個提升裝置部分泥水混合物被傳送到反應器最上部的氣液分離器，氣體分離后從反應器導出。內循環系統在氣體提升器中，氣提原理使氣、水、污泥混合物快速上升，氣體在反應器頂部分離之后，剩余的泥水混合物經過一個同心的管道向下流入反應器底部，由此在反應器內形成循環流。氣體動力來自于上升的和返回的泥水混合物中氣體含量的巨大差別，因此，這個泥水混合物的內循環不需要任何外加動力。有意思的是，這個循環流的流量隨著進液中COD的量的增大而自然增大，因此反應器具有自我調節的作用，原因是在高負荷條件下，產生更多的氣體，從而也產生更多的循環水量，導致更大程度的進水的稀釋。這對廠穩定的運行意義重大。深度凈化室經過一級沉降之后上升水流的主體部分繼續向上流入深度凈化室廢水中殘存的生物可降解的COD被進一步降解，因此這個部分等于一個有效的后處理過程。產生的氣體在稱為二級沉降的上部三相分離器中收集并導出反應器，由千在深度凈化室內的污泥負荷較低、相對長的水力保留時間和接近于推流的流動狀態，廢水在此得到有效處理并避免了污泥的流失。廢水中的可生物降解COD幾乎得到完全的去除。由于大量的已在流化床反應室中去除，深度凈化室的產氣量很小，不足以產生很大的流體湍動，加之，內循環流動不通過深度凈化室，因此流體的上流速度很小。這兩個原因使生物污泥能很好地保留在反應器內，即使反應器負荷數倍于UASB時也如此由于深度凈化室的污泥濃度通常較低有相當大的今間允許流化床部分的污泥膨脹進人其中，這就防止了高峰負荷時污泥的流失。工作流程廢水首先通過布水系統進人反應器底部的混合區與來自泥水下降管的內循環泥水混合液充分混合后進人顆粒污泥床進行的生化降解，此處的COD容積負荷很高，大部分進水COD在此處被降解.產生大量沼氣沼氣由一級三相分離器收集。由于沼氣產生氣提作用，使得沼氣、污泥和水的混合物沿沼氣提升管上升至反應器頂部的氣液分離器，沼氣在該處與泥水分離并被導出處理系統水混合物則沿泥水下降管進人反應器底部的混合區.并與進水充分混合后進人污泥膨脹床區，形成內循環，內循環流量可達進水流量的一倍經膨脹床處理后的廢水除一部分參與內循環外，其余污水通過一級三相分離器后，進人精處理區的顆粒污泥床區，進行剩COD降解與產沼氣過程，提高和保證了出水水質。由于大部分OD已被降解，所以精處理區的COD負荷較低產氣量也較少精處理區產生的沼氣由二級三相分離器收集，通過集氣管進人氣液分離器并被導出處理系統。經過精處理區處理后的廢水經二級三相分離器作用后，上清液經出水區排走，顆粒污泥則返回精處理區污泥床IC的內循環技術巧妙地利用污泥顆粒化、污泥回流和分級處理，大幅度提高了容積負荷，實現了泥水間的良好接觸，強化了傳質效果。第三節好氧生物處理技術好氧生物處理技術近年來發展很快，有氧化塘生物處理，周期循環活性污泥法，生物接觸氧化等多種處理方法。下面只對生物接觸氧化法做一介紹。2.2.1生物接觸氧化法的特點具有較高的處理效率。一方面具有活性污泥法和生物膜法的特點，另一方面，單位體積生物量比活性污泥多，因而有機負荷較高，接觸停留時間短，處理效率高，有利于縮小處理構筑物容積。污泥不需回流，不會發生污泥膨脹，運行管理簡便。耐沖擊負荷能力強。這種方法由于在填料上生長著大量生物膜，對負荷的變化適應性強。．2生物接觸氧化法的設計生物接觸氧化法的處理流程選擇生物接觸氧化法有多種處理流程根據廢水類型、處理程度、管理水平、基建投資和地方條件等因素來確定。在工業廢水處理中，為了適應在不同負荷下的微生物生長，提高總的處理效率，多采用推流式或多格的一段法，這樣在高負荷和低負荷各格的填料密度和曝氣強度等不一定相同，使裝置的設計更合理。填料的選擇：它不僅關系到自理效果，而且影響著建設投資。填料的比表面積、生物附著性、是否易于堵塞無疑是重要條件，而且經濟性也是重要因素。接觸停留時間的確定：接觸停留時間越長，處理效果越好，但需池容積和填料多，停留時間應根據水質、處理程度要求、填料的種類來確定。氣水化的確定：確定氣水比時應留有余地。處理BOD度較高的工業廢水時，一方面由于BOD負荷高，生物膜數量多，耗氧速率高；另一方面由于進水不均勻，有機負荷變化大，以及鼓風機使用年限和電力供應等因素的影響，氣水比應適當留有余地，增加運行上的靈活性。好氧污泥指標1.色、嗅運行正常的活性污泥一般呈黃褐色,2.氣泡量、色澤、粘度在污泥負荷適當,污泥活性良好時,池內泡沫量較少且均勻分散在曝氣池表面,泡沫外觀呈新鮮的乳白色。用手粘一些氣泡檢查是否容易破碎,如果不易破碎,說明負荷過高有機物分解不完全,這時需要加大曝氣量或降低進水水量以減輕處理負荷。3.污泥沉降比SV30污泥沉降比SV是評定活性污泥數量和質量的重要指標SV越小,污泥沉降性越好理論數據3030為,SV應在15%～30%之間。對同一類污泥,濃度越高SV值也越大。30304.污泥體積指數SVISVI反映了活性污泥的松散程度,是判斷污泥沉降濃縮性能的一個常用參數常的活性污泥沉降良好,含水率在99%左右。一般80<SVI<180時,污泥沉降濃縮性能良好。5.VSS/SS值污泥的總固體(TS)可分為溶解性固體(DS)和懸浮固體SS)．通常SS占TS的90％以上，它包括有機懸浮固體揮發性懸浮固體VSS)無機懸浮固體FSS)占污泥有機物的95％以上，對于剩余活性污泥VSS主要是由細菌、真菌、原生動物及后生動物組成，對于混合污泥(初沉污泥和剩余活性污泥，還包括一些顆粒狀蛋白質、粗纖維等。VSS/SS值是表征微生物性能的重要指標，其值越大，說明活性污泥中活性成份越多，一般其值應大于5%。6.生物相的指示作用成熟的活性污泥,絮粒大,邊緣緊密,具有良好的吸附及沉降性能。在微生物中原生動物是廣棲性的,大量生長著肉足類、鞭毛類、纖毛類等低等單細胞的動物他們是水處理效果較好的指示生物。反映活性污泥和微生物的質量及污水凈化效果。以微型動物鐘蟲為例;當水中溶解氧含量適中時很活躍當鐘蟲前端出現一個大氣泡,說明充氧不正常或充氧過多,質將要變壞,要及時調整曝氣池溶解氧;當鐘蟲尾柄脫落蟲體變形,甚至成為圓柱形,說明環境條件惡劣要檢驗是否有機負荷突變或進水中含有有毒物質果不及時采取措施,蟲體越變越長以至于死亡,運行工藝將受到嚴重破壞曝氣池中的纖毛蟲數量很多(在原生動物中占絕對優勢時,說明活性污泥成型性好,處理效果最佳。如果鞭毛蟲數量劇增,纖毛蟲數量下降就預示著活性污泥活性下降,處理效果下降。另外曝氣池中一旦輪蟲大量出現時,預示著活性污泥老化結構松散而污泥上浮,處理效果變差要及時調整剩余污泥排放量,縮短污泥泥齡果發生有毒污水沖擊時,鐘蟲數量會大大減少,只出現少量不活躍的纖毛蟲。比:等枝蟲(Epistylis)對惡劣環境的耐受力比普通鐘蟲強當污水中含硫較多時,(一般硫含量達到100mg/L時),其它原生動物均不出現了,普通鐘蟲大大減少而等枝蟲仍正常生活。厭氧污泥指標1.表觀形狀顆粒污泥多種多樣,在不同基質中或不同操作條件下培養出的顆粒污泥在外型、組成菌群、密實程度等方面有所不同。顆粒污泥出現初,顆粒較小,通常直徑在～mm,隨著顆粒化的進行,顆粒逐漸長大,到顆粒污泥成熟后,直徑一般在～mm之間大部分在mm以上,最大可達7mm粒污泥的顏色通常是黑色或灰色,取決于處理條件,特別是與Fe,Ni,Co等金屬的硫化物有關不同溫度下形成的顆粒污泥形態也有差異常溫顆粒污泥表面較光滑,有孔隙,污泥表面菌體排列較緊密,菌體較飽滿,顆粒污泥中心有明顯的空洞。高溫顆粒污泥表面凹凸不平,有裂縫,像有一層厚殼包裹著污泥,“殼”是微生物的分泌物在“殼”上觀察到少量的球菌、短桿菌和絲狀菌。2.物理化學特征顆粒污泥多種良好的沉降性是顆粒污泥主要的物理特征。隨著直徑的增大沉降速度隨之增大。分為主要元素和微量元素。主要元素為,H,N其比例大致為40%；還有微量元素為P,S,Ni,Fe,Zn,Co,Ca等,其中Fe和Ca的含量最大。顆粒污泥還可以按菌體和礦物質劃分,菌體含量約為70%～90%,其余的為礦物質。其中Fe,Ca,Si,P,S均為大量元素,Ca,Mg,Fe和他一些金屬離子可能以碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽或硫化物的形式存在于顆粒污泥中。顆粒污泥的干重TSS)是揮發性懸浮物(VSS)與灰分(ASH)之和。一般顆粒污泥灰分含量為%成熟顆粒污泥通常VSS與SS比值在左右。3.顆粒污泥的微生物相性狀良好的顆粒污泥表面可以看到絲狀菌形成良好的網絡結構八疊甲烷球菌粘附生長在絲狀菌形成的網絡結構上此外絲狀菌上也附著了大量的晶核結構粒污泥其內部有成束的甲烷絲菌生長在一起在產甲烷絲狀菌形成的網絡的空隙間還會生長大量的球菌和桿菌以及細小的污泥顆粒總體而言當顆粒污泥表面和內部的細菌種類和數量很豐富,主要以絲狀菌、桿菌和球菌的形式存在時，說明顆粒污泥性狀很好。4.比產甲烷活性比產甲烷活性指單位質量的厭氧污泥產甲烷的最大速率其單位為毫升甲烷（克揮發性懸浮物?天甲烷活性是評價厭氧顆粒污泥活性的最常用的方法之一通常以FA混合液為底物作比產甲烷活性測定。通常產甲烷活性應大于SS?d。第三節溫度對生化處理效率的影響溫度是除PH值另一影響生化處理的重要因素。與所要的化學反應一樣，微生物降解過程也受到溫度和溫度波動的影響。溫度主要是通過對微生物體內某些酶活性的影響而影響微生物的生長速率和微生物對基質的代謝速率，因而會影響到廢水處理中污泥的產生量和有機物的去除率。科學研究表明：好氧生物過程中只有一個最適宜溫度區，在5—35℃范圍內，好氧生化過程的產氣量（主要是CO）隨溫度的上升而上升，在此范圍內，溫升—15℃，生化速率約2增快1—2，溫度高于—40℃之后，隨溫度升高，好氧生化速率將迅速下降，并在接近45℃之后，基本停止反應。厭氧生物過程有兩個最適宜溫度區，中溫發酵反應大致在20—48℃之間，其有機物處理量在30℃之前隨著溫度的升高而緩慢提高30℃之后則迅速增加，38—40℃時達到最佳，而當溫度超過39℃后進一步升高有機物處理量就會迅速下降發酵大致在—60℃之間其有機物去除量達到最高值時的溫度約在—53℃之間當溫度在—50℃之間逐漸升高的過程中，有機物處理量也逐漸增大，而超過53℃以后，其有機物處理量則迅速下降；45℃是處在中溫和高溫的交叉點，厭氧微生物如果處在這個溫度范圍，其活性往往很低。有報道說45℃運行是有問題的，因此厭氧處理適宜中溫35℃或高溫55℃）下運行。但由于厭氧出水不達標，還需有好氧設施，好氧運行的溫度范圍—35℃，這樣厭氧最好選擇中溫。所謂最適宜溫度指在溫度附近與厭氧消化的微生物有最高的產氣速率或者是最佳的有機物消耗速率。厭氧細菌超過最適宜生長溫度，細菌生長速率迅速下降。溫度高出細菌的生長溫度上限，將導致細菌死亡，如果溫度過高或持續時間足夠長，溫度恢復后，細胞或污泥的活性也不能恢復。而當溫度下降并低于溫度范圍下限，細菌不會死亡，而只是逐漸停止或減弱其代謝活動，菌種處于休眠狀態，其生命力可維持相當長時間。第三章氣浮氣浮法就是向廢水中通入空氣并以微小氣泡形式從水中析出成為載體使水中的微小懸浮顆粒，不易生化的小分子物質，乳化油等污染物黏附在氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成泡沫—氣、水、顆粒三相混合體，通過收集泡沫或浮渣達到分離雜質、凈化廢水的目的。氣浮法主要用來處理廢水中靠自然沉降或上浮難以去除的相對密度近于的微小懸浮顆粒。3.1氣浮的過程氣浮過程包括氣泡的產生，氣泡與顆粒（固體或液滴）附著以及上分離等連續步驟，下面對這幾個過程分別進行介紹。1、氣浮的產生：產生微氣泡的方法主要有電解法、分散空氣法和溶解空氣釋放法三種，主要介紹一下溶解空氣釋放法。溶解空氣釋放法：是使空氣在一定壓力下溶于水中呈飽和的狀態，然后使廢水壓力驟然降低，這種溶解的空氣便以微小的氣泡從水中解析出并進行氣浮，氣泡的釋放對整個氣浮效果的好壞有很大影響因此氣泡釋放器常常作為關鍵的專利技術高效釋放器有一個共同特點，就是使溶氣水