高濃度有機廢水處理第1頁，課件共66頁，創作于2023年2月2【主要內容】前言高濃度有機廢水介紹高濃度有機廢水處理技術介紹工程應用1234第2頁，課件共66頁，創作于2023年2月前言

當前，水資源是世界各國普遍面臨急需解決的問題之一。隨著經濟的發展，工業、生活用水量越來越大。據統計全球2006年全球工業用水量為2.07萬億立方米，同時全世界每年排向自然水體的工業和生活廢水為4200億立方米，造成35%以上的淡水資源受到污染，因而治理水體污染將尤為重要。第3頁，課件共66頁，創作于2023年2月前言（續）

在我國，大量工業廢水不達標外排，絕大部分生活污水不經處理直接排放，廣大農村地區不合理使用化肥、農藥等農用化學物質，對地表水影響日趨嚴重。全國大部分城市和地區的淡水資源己受到水質惡化和水生態系統被破壞的威脅。北京北小河污水處理廠處理前后對河流生態影響

全國80%左右的污水未經任何處理直接排入水域，造成全國1/3以上的河段受到污染，90%以上的城市水域污染嚴重，近50%的重點城鎮水源地不符合飲用水標準。第4頁，課件共66頁，創作于2023年2月前言（續）

造成水資源受到嚴重污染的根本原因是大量生產/生活廢水未經處理或雖經處理但未達標直接排入水體。這些未得充分利用的廢水既污染環境，又浪費資源，迫切需要進行資源化利用。水中的各種污染物中，有機污染物，尤其是高濃度的有機污染物，不僅在水中存在時間長、遷移范圍廣，而且危害大、處理難度大，一直是環保領域的一個重要研究課題。海洋赤潮湖泊水華第5頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水介紹高濃度有機廢水來源COD在2000mg/L

以上的廢水。這些廢水中含有大量的碳水化合物—脂肪、蛋白質、纖維素等有機物,如果直接排放,會造成嚴重污染。垃圾滲濾液印染食品焦化制藥化工皮革造紙高濃度有機廢水第6頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水介紹廢水生活廢水工業廢水有機廢水無機廢水垃圾滲濾液焦化印染制藥化工……有機廢水第7頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水介紹（續）高濃度有機廢水按其性質可分為三大類易于生物降解的高濃度有機廢水;

有機物可以降解,但含有害物質的廢水;

難生物降解的和有害物質的高濃度有機廢水。高濃度有機廢水第8頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水介紹（續）高濃度有機廢水水質特點有機物濃度高——COD一般在2000mg/L以上,有的甚至高達幾萬乃至幾十萬mg/L,相對而言,BOD較低,很多廢水BOD與COD的比值小于0.3。成分復雜——含有毒性物質廢水中有機物以芳香族化合物和雜環化合物居多,還多含有硫化物、氮化物、重金屬和有毒有機物。色度高,有異味——有些廢水散發出刺鼻惡臭,給周圍環境造成不良影響。第9頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水介紹（續）高濃度有機廢水水質特點具有強酸強堿性——工業產生的超高濃度有機廢水中,酸、堿類眾多,往往具有強酸或強堿性。所含的有機污染物結構復雜——如蔡環是由10個碳原子組成的離域共扼鍵，結構相當穩定，難以降解。這類廢水中大多數的BOD5/COD極低，生化性差，且對微生物有毒性，難以用一般的生化方法處理。第10頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水介紹（續）高濃度有機廢水危害需氧性危害。由于生物降解作用,高濃度有機污水會使受納水體缺氧甚至厭氧,多數水生物將死亡,從而產生惡臭,惡化水質和環境。感觀性污染。高濃度有機污水不但使水體失去使用價值,更嚴重影響到水體附近人民的正常生活。致毒性危害。高濃度有機污水中含有大量有毒有機物,會在水體、土壤等自然環境中不斷累積、儲存,最后進入人體,從而危害人體健康。第11頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術高濃度有機廢水處理技術粗略分為3類高濃度有機廢水處理技術物化處理技術化學處理技術生物處理技術各種處理技術組合處理。第12頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1物化處理技術

物化處理技術萃取法——適于處理有回收價值的有機物；有機溶劑可能造成二次污染吸附法——有機廢水中常用的吸附劑有活性炭和大孔樹脂；再生困難、費用高濃縮法——適合于處理高濃度含鹽有機廢水。該法的缺點是能耗高超聲波法——利用超聲輻射產生的空化效應，將水中的難降解有機污染物分解為環境可以接受的小分子物質。是一種極具產業前景的清潔凈化方法物化法常作為一種預處理的手段應用于有機廢水處理，預處理的目的是通過回收廢水中的有用成分，或對一些難生物降解物進行處理，從而達到去除有機物，提高生化性，降低生化處理負荷，提高處理效率。第13頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.1萃取法在眾多的預處理方法中，萃取法具有效率高、操作簡單、投資較少等特點。特別是基于可逆絡合反應的萃取分離方法，對極性有機稀溶液的分離具有高效性和高選擇性，在難降解有機廢水的處理方面具有廣闊的應用前景。溶劑萃取法利用難溶或不溶于水的有機溶劑與廢水接觸,萃取廢水中的非極性有機物,再對負載后的萃取劑進一步處理。近年來為了避免有機溶劑對環境的污染,又開發了超臨界二氧化碳萃取。第14頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.1萃取法該法簡單易行,適于處理有回收價值的有機物,但只能用于非極性有機物,被萃取的有機物和萃取后的廢水需要進一步處理,有機溶劑還可能造成二次污染。萃取只是一個污染物的物理轉移過程,而非真正的降解。第15頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.2吸附法吸附劑的種類很多，有活性炭、大孔樹脂、活性白土、硅藻土等。在有機廢水中常用的吸附劑有活性炭和大孔樹脂。雖然活性炭具有較高的吸附性，但由于再生困難、費用高而在國內較少使用。例如將活性炭投加到難降解染料廢水的試驗容器中，當活性炭的投加濃度為200mg/L時，色度的去除率為77%;而投加質量濃度增加到400mg/L時，色度的去除率達到86%。第16頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.3濃縮法濃縮法是利用某些污染物溶解度較小的特點，將大部分水蒸發使污染物濃縮并分離析出的方法。濃縮法操作簡單，工藝成熟，并能實現有用物質的部分回收，適合于處理高濃度含鹽有機廢水。該法的缺點是能耗高，如有廢熱可用或降低能耗，則該法是可行的。第17頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.4超聲波降解采用超聲波降解水體中有機污染物，尤其是難降解有機污染物，是20世紀90年代興起的新型水污染控制技術。該技術利用超聲輻射產生的空化效應，將水中的難降解有機污染物分解為環境可以接受的小分子物質，不僅操作簡便、降解速度快，還可以單獨或與其它水處理技術聯合使用，是一種極具產業前景的清潔凈化方法。第18頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.4超聲波降解它集高級氧化技術、焚燒、超臨界水氧化等多種水處理技術的特點于一身,具有反應條件溫和、速度快、適用范圍廣等特點,可以單獨或與其它技術聯合使用,具有很大的發展潛力超聲波能在水中引起空化,產生約4000K和100MPa的瞬間局部高溫高壓環境(熱點),同時以約110m/s的速度產生具有強烈沖擊力的微射流和沖擊波。水分子在熱點達到超臨界狀態,并分解成羥基自由基、超氧基等,羥基自由基是目前所發現的最強的氧化劑。第19頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）1.4超聲波降解有機物在熱點發生化學鍵斷裂、水相燃燒、高溫分解、超臨界水氧化、自由基氧化等反應。這些效應加上聲場中的質點振動、次級衍生波等為有機物提供了其他方法難以達到的多種降解途徑。第20頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2化學處理技術

化學處理技術是應用化學原理和化學作用將廢水中的污染物成分轉化為無害物質,使廢水得到凈化的方法。化學氧化強氧化劑氧化高溫高壓過氧化氫高錳酸鉀次氯酸鈉臭氧超臨界水氧化濕空氣氧化結果：廢水中的有機物氧化成二氧化碳和水第21頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2化學處理技術特點化學氧化法反應速度快、控制簡單,但成本較高通常難以將難降解的有機物一步氧化到無機物質目前對中間產物的控制的研究較少。該技術也常常作為生化處理的預處理方法使用。其主要的方法有焚燒法、Fenton氧化法、臭氧氧化法、電化學氧化法等。第22頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2.1焚燒法焚燒法利用燃料油、煤等助燃劑將有機廢水單獨或者和其他廢物混合燃燒,焚燒爐可采用各種爐型。效率高,速度快,可以一步將有害廢水中有機物徹底轉化為二氧化碳和水。但設備投資大,處理成本高,除某些特殊廢水(如醫院廢水)以外難以采用第23頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2.2Fenton氧化法Fenton試劑具有很強的氧化能力,因此Fenton氧化法在處理廢水有機物過程中發揮了巨大的作用。但由于體系中含有大量的Fe2+離子,H2O2的利用率不高,使有機物降解不完全。后來,人們對傳統的Fenton氧化法進行了改進。如光助反應就是在反應體系中輔以紫外線和可見光,在低濃度亞鐵離子、理論雙氧水加入量、紫外線和可見光的汞燈的照射下,反應0.5h,溶解性有機碳去除率高達90%。第24頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2.3臭氧氧化法臭氧在水處理方面具有氧化能力強,反應速度快,不產生污泥,無二次污染等特點,在去除合成洗滌劑以及降低水中的BOD/COD等方面都具有特殊的效果。臭氧對難降解有機物的氧化通常是使其環狀分子的部分環或長鏈分子部分斷裂,從而使大分子物質變成小分子物質,生成易于生化降解的物質,提高廢水的可生化性。第25頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2.3臭氧氧化法臭氧氧化技術在難生物降解有機廢水處理過程中常作為預處理。研究發現,臭氧氧化法對多數染料能取得很好的脫色效果,但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。第26頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2.4電化學氧化法電化學氧化又稱電化學燃燒,它是在電極表面的電氧化作用下或由電場作用而產生的自由基作用下使有機物氧化。電化學氧化分為直接電化學氧化和間接電化學氧化。直接電化學氧化是使難降解有機物在電極表面發生氧化還原反應。目前,已證實對氯苯酚、五氯化酚均可在陽極上徹底分解。第27頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）2.4電化學氧化法陰極還原過程已被用于一氯乙烷、三氯乙烷和芳香氯化物等的脫氯處理。間接電化學氧化就是利用電化學反應產生氧化劑或還原劑使污染物降解的一種方法。據報道,采用電解生成次氯酸鹽氧化劑,可氧化去除氨氮及難降解的有機污染物。第28頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）3生物處理技術第29頁，課件共66頁，創作于2023年2月處理對象：1、有機物；2、氮；3、磷；4、重金屬

可生化判斷：BOD/COD≤0.3難生化，0.3和0.5可生化，大于0.5易生化。高濃度有機廢水處理技術（續）

原理：廢水中的有機物、氮、磷等物質對人類來說是污染物，但對微生物來說是營養物質，生物處理就是借助于微生物的新陳代謝活動，使有機污染物轉化成為穩定的無害物質，氮、磷得到釋放或富集，從而從廢水中去除的過程。

定義：利用微生物的代謝作用除去廢水中有機污染物的一種方法叫做廢水生物處理方法，分好氧生物處理法和厭氧生物處理法兩種。特點：1、用生物方法去除水中有機物最經濟；2、90%廢水處理工藝屬于生物處理工藝；3、水中氨氮用生物處理方法去除最有效；4、絕大多數工業廢水也是以生物處理方法為主。第30頁，課件共66頁，創作于2023年2月有機物的降解和微生物新細胞合成過程有機物（可生物降解）異養菌CO2,H2O,NH3能量呼吸（氧化）合成新細胞殘存物質CO2,H2O,能，NH3OaOb內源呼吸第31頁，課件共66頁，創作于2023年2月有機物的降解和微生物新細胞合成過程H2O,能，NO2-NH3自養菌新細胞合成OcOd合成自養菌新細胞能NO3-第32頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）3.1活性污泥法在污水處理中,活性污泥法是應用最廣的技術之一,它是自然界水體自凈的人工模擬,是對水自凈作用的強化,利用懸浮生長的微生物絮凝體(Floc)處理有機污水。效果：好，BOD達90%以上，穩定工藝：不很復雜占地：大脫氮除磷：無運行費用：高（主要曝氣部分）管理：污泥膨脹等，較低第33頁，課件共66頁，創作于2023年2月傳統活性污泥工藝流程廢水混合液反應器（需氧生物氧化）二次沉淀池（固液分離）處理后廢水沉淀污泥回流污泥廢棄污泥氧源分散空氣或O2混合作用廢棄污泥第34頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.1.1氧化溝(oxidationditch)(loop)1.特點：①氧化溝中形成富氧區和缺氧區，可以脫氮除磷；②池型較大，占地面積較大，多在室外；③BOD負荷低，處理效果好、產泥量少；④抗沖擊負荷能力強；⑤常不設初沉池。活性污泥處理系統工藝第35頁，課件共66頁，創作于2023年2月氧化溝(oxidationditch)(loop)第36頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.1.2序批式（間歇式）活性污泥法（SBR法）效果：一般工藝：簡單，較老占地：少，土建費用低脫氮除磷：可運行費用：運行費用低管理：操作靈活，對管理員素質要求高第37頁，課件共66頁，創作于2023年2月第38頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.1.3A-A-O生物脫氮除磷工藝：第一個A厭氧，第二個A缺氧，O好氧第39頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.1.4A－O生物脫氮工藝：反硝化成氮氣排放，應用廣泛。必須有混合液回流，實現反硝化。缺氧池反硝化，去氨氮，好氧池去BOD、硝化第40頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.1.5A－O生物除磷工藝：必須有回流污泥。厭氧池微生物釋放磷，好氧池微生物吸收磷，磷沉淀污泥中。第41頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）3.2好氧生物膜法好氧生物膜法是與活性污泥法并列的一種污水好氧生物處理法。這種方法的實質是使細菌、真菌、原生動物、后生動物等微生物附著在濾料或某些載體上生長繁育,并在其上形成膜狀生物污泥———生物膜(Biofilm)。第42頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）3.2.1生物膜法處理類型—生物濾池效果：較差，一般不能達到1級A工藝：同活性污泥占地：少，土建費用低脫氮除磷：有一定效果運行費用：低管理：易控制，味大，蚊蠅多第43頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.2.2生物膜法處理類型—生物轉盤第44頁，課件共66頁，創作于2023年2月生物膜法處理類型—生物轉盤第45頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.2.3生物膜法處理類型—接觸氧化第46頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.2.4MBR：（MembraneBiologicalReactor），膜生物反應器膜生物：以膜為主；廢水生物處理技術與膜分離技術結合。生物膜：以生物為主。膜作為一種介質，生物附著在上面。膜生物：用于中水回用，處理效果好，高濃度有機廢水，糞便，滲濾液。生物膜：處理低濃度廢水的效果好，運行管理簡單，運行費用低。效果：出水極好，可直接回用工藝：隨膜技術發展而提高脫氮除磷：效果好運行費用：運行費用高第47頁，課件共66頁，創作于2023年2月3.2.5BAF：(BiologicalAeratedFilter)，曝氣生物濾池曝氣生物濾池開發設計時作為三級處理，現二級，處理水質好。節省了后續沉淀池，容積負荷高、水力負荷，水力停留時間短，基建投資較少。曝氣生物濾池在國內正處在推廣應用之中；具有快速啟動運行能力；展望：廢水深度處理、微污染水源水預處理、難降解有機物處理中的應用以及與其它工藝組合。推廣難度：技術保密第48頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理技術（續）廢水厭氧生物處理是指在無分子氧條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物）的作用，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化成甲烷和二氧化碳等物質的過程，也稱為厭氧消化(anaerobicdigestion)。與好氧過程的根本區別：不以分子態氧作為受氫體，而以化合態氧、碳、硫、氮等作為受氫體。厭氧生物處理是一個復雜的微生物化學過程，依靠三大主要類群的細菌，即水解產酸細菌、產氫產乙酸細菌和產甲烷細菌的聯合作用完成。3.3厭氧生物處理法第49頁，課件共66頁，創作于2023年2月厭氧生物處理原理含可溶性、不溶性碳水化合物、脂肪、蛋白質的廢水水解階段溶解性單體（糖、氨基酸）發酵階段H2、CO2、有機酸乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和乙醇產氫產乙酸階段H2、CO2、乙酸產甲烷階段CH4、CO2第50頁，課件共66頁，創作于2023年2月厭氧生物處理的主要特征主要優點：能耗低，且還可回收生物能（沼氣）；污泥產量低；可間歇運行；負荷高，占地省；厭氧微生物有可能對好氧微生物不能降解的某些有機物進行降解或部分降解；第51頁，課件共66頁，創作于2023年2月厭氧生物處理的主要特征主要缺點：設備啟動和處理時間長；對溫度、pH等環境因素較敏感；出水水質較差，需進一步利用好氧法進行處理；氣味較大；對氨氮的去除效果不好。第52頁，課件共66頁，創作于2023年2月好氧生物降解與厭氧生物降解的比較好氧生物降解厭氧生物降解微生物種類:好氧微生物(較簡)厭氧微生物(復雜)降解速率:快慢降解途徑:碳降解、氨降解碳降解對氧的要求:適當的溶解氧無溶解氧溫度要求:常溫常溫-中溫-高溫環境條件:適應范圍寬適應范圍較窄營養物質:100:5:1200:5:1最終產物:H2O、CO2CH4、H2O、CO2基建費用:較低較高運行費用:較高較低、回收能源第53頁，課件共66頁，創作于2023年2月厭氧生物處理工藝早期處理工藝：處理城市污水的化糞池、雙層沉淀池等；處理剩余污泥的各種厭氧消化池等。現代高速厭氧反應器：70年代后發展起來的用于處理高濃度有機廢水的厭氧接觸法、厭氧濾池、上流式厭氧污泥層（床）反應器、厭氧流化床、

厭氧附著膜膨脹床、厭氧生物轉盤、擋板式厭氧反應器。新型厭氧反應器：90年代以后，在UASB反應器基礎上又發展起來了EGSB和IC反應器。EGSB反應器，處理低溫低濃度的有機廢水；IC反應器，處理高濃度有機廢水，可達到更高的有機負荷。第54頁，課件共66頁，創作于2023年2月UASB反應器的工作原理與構造(1)進水配水系統(2)反應區

(3)三相分離器(4)出水系統沼氣出水進水(5)集氣罩懸浮污泥區顆粒污泥區第55頁，課件共66頁，創作于2023年2月工程應用按處理的程度一級處理(primary)：也叫初級處理，該過程只能除去廢水中的大顆粒的懸浮物及漂浮物，很難達到排放標準。

二級處理(secondary)：一般可以除去細小的呈膠體態的懸浮物及溶解的有機物，一般能達到排放標準。

三級處理(tertiary)，也稱高級(advanced)處理：進一步除去廢水中的膠體及溶解態的污染物，一般可達到回用的目的。

第56頁，課件共66頁，創作于2023年2月工程應用視污水水質條件而定：

混凝沉淀/氣浮——進水SS/膠體濃度高； 混凝過濾/炭濾——進水SS/膠體濃度低；

A/O工藝——進水難降解有機物濃度高，考慮水解酸化；

AB工藝——進水有機物濃度高，分段處理以提高效率；

A2/O工藝——協同考慮脫氮除磷工藝； 化學氧化——除色度及分解有機物；第57頁，課件共66頁，創作于2023年2月工程實例第58頁，課件共66頁，創作于2023年2月高濃度有機廢水處理前景(1)改造常規的污水處理工藝。強化混凝處理過程,研制經濟實用的強化混凝設備,是適合我國國情，高濃度難降解有機污水處理技術的重要發展方向之一。

(2)多種處理技術聯合應用。如先用絮凝、微電解、電化學催化氧化等技術破壞水中難降解的有機物,提高有機污水的可生化性,再交叉耦合生化方法進行深度處理。

(3)發展具有高效能、多功能、設備小型化以及更便于操作的組合處理裝置。另外還須推行清潔生產,讓污染在生產過程中得到減少或消除。

(4)開發污水凈化生物強化技術。即向系統中投加從自然界中篩選的優勢種群或通過基因工程改良的能夠快速“吃”污的高效降解菌,以強化高濃度有機污水的處理效果。高濃度有機污水的處理技術正向高效、節能、環保的方向發展。好氧處理技術與厭氧處理技術的聯合工藝將具有廣闊的前景。第59頁，課件共66頁，創作于2023年2月復習項目名稱水的類型：生活污水、工業廢水主要控制項目：污染物（COD/重金屬/NH4-N…….）水量：每天的處理水量場地要求：提供多大的建設場所，周圍環境和地質條件排放標準（用戶要求）建設形式:總包、施工、設計投資形式：BOT/BT/一般的甲方投資形式場地：地點、可用面積、注意事項第60頁，課件共66頁，創作于2023年2月本章作業1.列出四種來源的高濃度有機廢水種類。2.高濃度有機廢水處理方法都有哪幾種？第61頁，課件共66頁，創作于2023年2月附表BOD測定一般采用標準法測定。水樣(或稀釋水樣)在微生物作用下，在20℃、培養5天的條件下，所消耗的溶解氧量即為BOD5。測定方法標準GB7488-87。其檢測范圍