城市污水

城市污水

城市污水是排入城鎮污水系統的污水的統稱。載合流制排水系統中,還包括生產廢水和截留的雨水。城市污水主要包括生活污水和工業污水,由城市排水管網匯集並輸送到污水處理廠進行處理。城市生活污水、工業廢水和城市徑流污水匯流而成的污水。

基本信息

結構

城市污水城市污水
城市污水中90%以上是水,其餘是固體物質。水中普遍含有以下各種污染物:
懸浮物:一般為200~500毫克/升,有時候可超過1000毫克/升。其中無機污染物和膠體顆粒容易吸附有機毒物、重金屬、農藥、病原菌等,形成危害大的複合污染物。懸浮物可經過混凝、沉澱、過濾等方法與水分離,形成污泥而去除。
病原體:包括病菌、寄生蟲、病毒三類。常見的病菌是腸道傳染病菌,每升污水可達幾百萬個,可傳播霍亂、傷寒、腸胃炎、嬰兒腹瀉、痢疾等疾病。常見的寄生蟲有阿米巴、麥地那絲蟲、蛔蟲、鞭蟲、血吸蟲、肝吸蟲等,可造成各種寄生蟲病。病毒種類很多,僅人糞尿中就有百餘種,常見的是腸道病毒、腺病毒、呼吸道病毒、傳染性肝炎病毒等。每升生活污水中病毒可達50萬到7000萬個。
需氧有機物:包括碳水化合物、蛋白質、油脂、胺基酸、脂肪酸、酯類等。其濃度常用五日生化需氧量(BOD5)來表示。也可用總需氧量(TOD)、總有機碳(TOC)、化學需氧量(COD)等指標結合起來評價。常用BOD5與COD的比例來反映污水的可生化降解性,用微生物呼吸氧量隨時間變化曲線來反映生化降解的快慢,據此選擇處理方案(見圖)。城市污水BOD5一般為每升300~500毫克,造紙、食品、纖維等工業廢水可高達每升數千毫克。植物營養素:生活污水、食品工業廢水、城市地面徑流污水中都含有植物的營養物質──氮和磷。城市污水中磷的含量原先每人每年不到1千克,由於大量使用含磷洗滌劑,含量顯著增加。來自洗滌劑的磷占生活污水中磷含量的30~75%,占地面徑流污水中磷含量的17%左右。氮素的主要來源是食品、化肥、焦化等工業的廢水,以及城市地面徑流和糞便。硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽、磷酸鹽和一些有機磷化合物都是植物營養素,能造成地面水體富營養化、海水赤潮和地下肥水。硝酸鹽含量過高的飲水有一定的毒性,能在腸胃中還原成亞硝酸鹽而引起腸原性青紫症。亞硝酸鹽在人體內與仲胺合成亞硝胺類物質可能有致畸作用、致癌作用。
城市污水中除含以上四類普遍存在的污染物外,隨污染源的不同還可能含有多種無機污染物和有機污染物,如氟、砷、重金屬、酚、氰、有機氯農藥、多氯聯苯、多環芳烴等。
如果城市污水不經處理就排入地面水體,會使河流、湖泊受到污染。但城市污水水量非常大,如全部進行污水二級處理,投資極大。因此,結合具體情況研究經濟有效的處理措施,是環境保護的重大課題之一。

主要來源

城市污水處理城市污水處理
城市污水是通過下水管道收集到的所有排水,是排入下水管道系統的各種生活污水、工業廢水和城市降雨徑流的混合水。生活污水是人們日常生活中排出的水。它是從住戶、公共設施(飯店、賓館、影劇院、體育場館、機關、學校和商店等)和工廠的廚房、衛生間、浴室和洗衣房等生活設施中排放的水。這類污水的水質特點是含有較高的有機物,如澱粉、蛋白質、油脂等,以及氮、磷、等無機物,此外,還含有病原微生物和較多的懸浮物。相比較於工業廢水,生活污水的水質一般比較穩定,濃度較低。工業廢水是生產過程中排出的廢水,包括生產工藝廢水、循環冷卻水沖洗廢水以及綜合廢水。由於各種工業生產的工藝、原材料、使用設備的用水條件等的不同,工業廢水的性質千差萬別。相比較於生活廢水,工業廢水水質水量差異大,具有濃度高、毒性大等特徵,不易通過一種通用技術或工藝來治理,往往要求其在排出前在廠內處理到一定程度。降雨徑流是由降水或冰雪融化形成的。對於分別敷設污水管道和雨水管道的城市,降雨徑流匯入雨水管道,對於採用雨污水合流排水管道的城市,可以使降雨徑流與城市污水一同加以處理,但雨水量較大時由於超過截留乾管的輸送能力或污水處理廠的處理能力,大量的雨污水混合液出現溢流,將造成對水體更嚴重的污染。

物理性質

城市污水的物理性質包括顏色、氣味、水溫、氧化還原電位等指標。[1]

⑴顏色:以生活污水為主的污水廠,進水顏色通常為灰褐色,這種污水比較新鮮,但實際上進水的顏色通常變化不定,這取決於城市下水管道的排水條件和排入的工業廢水的影響。如果進水呈黑色且臭味特別嚴重,則污水陳腐,可能在管道中存積太久。如果進水中混有明顯可辨的其他顏色如紅、綠、黃等,則說明有工業廢水進入。對一個已建成的污水廠來說,只要它的服務範圍與服務對象不發生大的變化,則進水的污水顏色一般變化不大。要按流程逐個觀測各污水池上的污水。活性污泥的顏色也有助於判斷構築物運轉狀態,活性污泥正常的顏色為黃褐色,正常的氣味應為土腥味,運行人員在現場巡視中應有意識地觀察與嗅聞。如果顏色變黑或聞到腐敗氣味,則說明供氧不足,或污泥已發生腐敗。
⑵氣味:污水廠的浸信會除了正常的糞臭味外,有時在集水井附近有臭雞蛋味,這是管道內因污水腐化而產生的少量硫化氫氣體所致。活性污泥混合液也有一定氣味,當操作工人在曝氣池旁嗅到一股土腥味時,則就能斷定曝氣池運轉良好。若城市污水中有汽油、溶劑、香味,可能是有工業廢水排入。
⑶水溫“水溫對曝氣生化反應有著很大的影響。一個污水廠的水溫時隨季節逐漸緩慢變化的,一天內幾乎無甚變化。如果有一天內變化很大,則要進行檢查,是否有工業冷卻水進入。
⑷氧化還原電位:正常的城市污水具有約+100mV的氧化還原電位,小於+40mV的氧化還原電位或負值氧化還原電位說明污水已經厭氧發酵或有工業還原劑的大量排放。氧化還原電位超過+300mV,說明有工業氧化劑廢水大量排入。

化學性質

生活污水生活污水
化學指標:城市污水的化學指標很多,它包括酸鹼度(PH)、鹼度、生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、固體物質、氨氮(NH3-N)、總磷(TP)、重金屬含量等。
⑴酸鹼度(PH)城市污水PH值一般為6.5—7.5。PH值的微小降低可能是由於城市污水輸送管道中的厭氧發酵。雨季時進水較低的PH值往往是城市酸雨造成的,這在合流系統尤其突出。PH值的突然大幅度變化不論是升高還是降低,通常是由於工業廢水的大量排入造成的。
⑵生化需氧量(BOD)城市污水處理中,常用生化需氧量BOD指標反映污水中有機污染物的濃度。生化需氧量是在制定的溫度和制定的時間段內,微生物在分解、氧化水中有機物的過程中所需要的樣的數量,單位為mg/L。由於微生物的好氧分解速度開始很快,約5天后其需氧量即達到完全分解需氧量的70%左右,因此在實際操作中常用5d生化需氧量(BOD5)來衡量污水中有機物的濃度。
⑶化學需氧量(COD)化學需氧量是指用強氧化劑使被測廢水中有機物進行化學氧化時所消耗的氧量。COD測定速度快,不受水質限制,用它指導生產較方便。常用的氧化劑為KMnO4和K2Cr4O7。KMnO4的氧化能力較弱,往往只有一部分被氧化,因此需所測定的結果與實際情況有很大的差別,而K2Cr4O7的氧化能力很強,能使污水中的絕大部分有機物氧化,故常用K2Cr4O7來測定。在城市污水處理分析中,把的BOD5/COD比值作為可生化性指標。當BOD5/COD≥0.3時,可生化性較好,適宜採用生化處理工藝。城市污水的BOD5和COD的均值之間保持著一定的相關關係,通過大量的數據分析對比,可以近似地從COD推求BOD5。
⑷溶解固體(DS)和懸浮固體(SS)城市污水中含有大量的固體物質,按其物理性質可分為懸浮固體SS和溶解固體DS。懸浮固體(SS)簡稱懸浮物,是檢測污水的重要指標。SS指標的意義為:①表示污水的污染情況,SS含量的多少直接影響著水環境的外觀情況,也不利於水的復氧過程;②可以反映用簡單沉澱法去除污染物的效果和難易程度。
⑸總氮(TN)、氨氮(NH3-N)和總磷(TP)氮、磷含量是重要的污水水質指標之一,在污水生化處理過程中微生物的新陳代謝需要消耗一定量的氮、磷。如果氮、磷排入到水體中,將會導致水體中藻類的超量增長,造成富營養化為題。總氮是污水中各類有機氮和無機氮的總和。氨氮是無機氮的一種,總磷是污水中各類有機磷和無機磷的總和。
3.生物指標:套用較多的生物指標是細菌總數和總大腸桿菌數,在生活污水、醫院污水中常可檢測到。
城市污水的水質在主要方面具有生活污水的一切特徵。但在不同的城市,因工業的規模和性質不同,城市污水的水質也受工業廢水和水量的影響而明顯變化。

具體分類

城市污水按來源可分為生活污水、工業廢水和徑流污水。

生活污水

生活污水主要來自家庭、機關、商業和城市公用設施。其中主要是糞便和洗滌污水,集中排入城市下水道管網系統,輸送至污水處理廠進行處理後排放。其水量水質明顯具有晝夜周期性和季節周期變化的特點。

工業廢水

工業廢水在城市污水中的比重,因城市工業生產規模和水平而不同,可從百分之幾到百分之幾十。其中往往含有腐蝕性、有毒、有害、難以生物降解的污染物。因此,工業廢水必須進行處理,達到一定標準後方能排入生活污水系統。生活污水和工業廢水的水量以及兩者的比例決定著城市污水處理的方法、技術和處理程度。

城市徑流污水

城市徑流污水是雨雪淋洗城市大氣污染物和沖洗建築物、地面、廢渣、垃圾而形成的。這種污水具有季節變化和成分複雜的特點,在降雨初期所含污染物甚至會高出生活污水多倍。

處理方法

城市污水處理工藝一般根據城市污水的利用或排放去向並考慮水體的自然淨化能力,確定污水的處理程度及相應的處理工藝。處理後的污水,無論用於工業、農業或是回灌補充地下水,都必須符合國家頒發的有關水質標準。
現代污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處理套用物理方法,如篩濾、沉澱等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質。污水二級處理主要是套用生物處理方法,即通過微生物的代謝作用進行物質轉化的過程,將污水中的各種複雜的有機物氧化降解為簡單的物質。生物處理對污水水質、水溫、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。污水三級處理是在一、二級處理的基礎上,套用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養性物質。污水中的污染物組成非常複雜,常常需要以上幾種方法組合,才能達到處理要求。
污水一級處理為預處理,二級處理為主體,處理後的污水一般能達到排放標準。三級處理為深度處理,出水水質較好,甚至能達到飲用水質標準,但處理費用高,除在一些極度缺水的國家和地區外,套用較少。目前我國許多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠,以解決日益嚴重的水污染問題。
污水處理的主要方法有物理、化學、物理化學和生物方法。這些方法可以單一使用,也可以針對不同的污水水質組合使用。污水生物處理法是19世紀末出現的污水治理技術,現今已成為世界各國處理污水的主要手段。我國現階段的城市污水處理主要以生物法為主,物理法和化學法起輔助作用。目前我國城市污水處理廣泛使用的水污染治理技術有傳統活性污泥法,延時曝氣活性污泥法,SBR,AB,UNITANK和氧化溝工藝,AO和A2O等。這些工藝被證明是行之有效的水污染控制技術。

傳統活性污泥法

傳統活性污泥法已經有近90年的歷史,其主要處理構築物是曝氣池和沉澱池。污水中的有機物在曝氣池內停留一段時間後,絕大部分被曝氣池中的微生物吸附,隨即氧化分解成無機物。在沉澱池中,呈絮狀的微生物絮體———活性污泥下沉,而上部的清液溢流排放。為了保持曝氣池中污泥的濃度,沉澱後的部分活性污泥又回流到曝氣池中。該工藝的特點是有機物去除率高、污泥負荷高、池容積小、電耗省、運行費用低。此法穩定可靠,已經積累了豐富的設計和管理經驗,但普通曝氣法占地多,建設投資大,僅能滿足BOD5,CODCr,SS三項出水指標,且該工藝容易產生污泥膨脹現象,除磷和脫氮效果差。

SBR法

間歇式活性污泥法又被命名為序列間歇式反應器法(SequencingBatchReactor)或序列間歇式(序批式)活性污泥法,簡稱SBR法。它是一種按間歇曝氣方式運行的活性污泥處理技術,採用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉澱替代傳統的動態沉澱。它的主要特徵是運行的有序和間歇操作,SBR技術的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於一池,無污泥回流系統。
該工藝具有以下優點:
第一,理想的推流過程使生化反應推動力增大,污水在理想的靜止狀態下沉澱,需要的時間短、效率高,運行效果穩定,出水水質好;
第二,耐衝擊負荷,池內有滯留的處理水,對污水有稀釋、緩衝作用,有效抵抗水量和有機污物的衝擊;
第三,反應池記憶體在DO,BODS濃度梯度,有效控制活性污泥膨脹;
第四,SBR法系統本身也適合於組合式構造方法,利於污水廠的擴建和改造;
第五,實現好氧、缺氧、厭氧狀態的交替,具有良好的脫氮除磷效果;
第六,工藝流程簡單、占地面積小、造價低。
存在的缺點是:對自動控制技術和連續線上分析儀表要求高,操作複雜,難於管理。該方法適用於水量、水質排放均勻的工業廢水。

氧化溝法

氧化溝法是活性污泥法的一種變形,屬於低負荷、延時曝氣活性污泥法。廢水和活性污泥的混合液在環狀的曝氣渠道中不斷地循環流動,因此又被稱為“循環曝氣池”。氧化溝法具有處理工藝及構築物簡單、無初沉池和污泥消化池?一體式氧化溝還可以取消二沉池和污泥回流系統?、有機物去除率較高、脫氮、除磷?溝前增設厭氧池?、綜合指標較優、泥齡長、剩餘污泥少且容易脫水、處理效果穩定等優點,但存在負荷低、占地大、電耗大、運轉費用偏高的缺點,適用於中小規模的低負荷污水處理廠。

化學法

聚合氯化鋁
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑,由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑)的特點主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的,使這一乾燥系統有它自己的特點。由於壓力式噴霧乾燥所得產品是多孔微粒狀或空心微粒狀,採用壓力式噴霧乾燥,陰離子聚丙烯醯胺,多以獲得顆粒狀產品為目的,所得顆粒狀產品具有優良的防塵性能和流動性能。
性能
a、淨化後的水質優於硫酸鋁絮凝劑,淨水成本與之相比低15-30%。
b、絮凝體形成快、沉降速度快,比硫酸鋁等傳統產品處理能力大。
c、消耗水中鹼度低於各種無機絮凝劑,因而可不投或少投鹼劑。
d、適應的源水PH5.0-9.0範圍均可凝聚。
e、腐蝕性小,操作條件好。
f、溶解性優於硫酸鋁。
g、處理水中鹽分增加少,有利於離子交換處理和高純制水。
h、對源水溫度的適應性優於硫酸鋁等無機絮凝劑
聚合氯化鋁形態分類
聚合氯化鋁分為形態分為兩種
a、液體聚合氯化鋁未乾燥的形態,有不用稀釋,裝卸使用方便,價格相對便宜的優點,缺點是運輸需要罐車,單位運輸成本增加(每噸固體相當於2-3噸液體)
b、固體聚合氯化鋁乾燥後的形態,有運輸方便的優點,不需要罐車,缺點是使用時還需要稀釋,增加工作強度.

工藝分類

a,滾筒式聚(合)氯化鋁:鋁含量一般,水不溶物高,多用於污水處理。
b,板框式聚(合)氯化鋁:鋁含量高,水不溶物低,用於污水處理和飲用處理。
c,噴霧乾燥聚(合)氯化鋁:鋁含量高,水不溶物低,溶解速度快.用於飲用水及更高標準水處理。

用途

⒈城市給排水淨化:河流水、水庫水、地下水。
⒉工業給水淨化。
⒊城市污水處理。
⒋工業廢水和廢渣中有用物質的回收、促進洗煤廢水中煤粉的沉降、澱粉製造業中澱粉的回收。
⒌各種工業廢水處理:印染廢水、皮革廢水、含氟廢水、重金屬廢水、含油廢水、造紙廢水、洗煤廢水、礦山廢水、釀造廢水、冶金廢水、肉類加工廢水、污水處理。
⒍造紙施膠
⒎糖液精製
⒏鑄造成型
⒐布匹防皺
⒑催化劑載體
⒒醫藥精製
⒓水泥速凝
⒔化妝品原料
聚合硫酸鐵
聚合硫酸鐵形態性狀是淡黃色無定型粉狀固體,極易溶於水,10%(重量)的水溶液為紅棕色透明溶液,吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛套用於飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的淨化處理。
特點:聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點
1.新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑;
2.混凝性能優良,礬花密實,沉降速度快;
3.淨水效果優良,水質好,不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質,亦無鐵離子的水相轉移,無毒,無害,安全可靠;
4.除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著;
5.適應水體PH值範圍寬為4-11,最佳PH值範圍為6-9,淨化後原水的PH值與總鹼度變化幅度小,對處理設備腐蝕性小;
6.對微污染、含藻類、低溫低濁原水淨化處理效果顯著,對高濁度原水淨化效果尤佳;
7.投藥量少,成本低廉,處理費用可節省20%-50%。
聚丙烯醯胺

主要指標

※外觀:白色顆粒
※固含量:≥88%
※分子量:500-800萬
※陽離子度:30-50%
※溶解時間:40-90分鐘

產品套用

陽離子聚丙烯醯胺廣泛套用於城市污水處理廠的污泥脫水絮凝劑。
注意事項
本品無毒,在通常使用條件下對皮膚無刺激,儲運時注意防熱、防潮。有效儲存期為2年。
包裝與規格
採用25KG襯塑編織袋或紙塑複合袋包裝,也可根據用戶要求包裝。

環境保護專業辭彙

環境保護已經成為今天比較熱門的話題,簡單的可以把環境保護工作分為污水處理,大氣污染處理和固體廢棄物處理和其他物理污染處理等幾個大的方向,其中也涉及到一些專業領域的辭彙。

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