污水处理与回用技术

中国水资源情况与节水措施
人均水资源占有量不到世界平均水平的1/3（全国 水资源总量约28000×108m3,人均2281 m3;世界 人均6918 m3）。 目前有400多个城市缺水，正常年份城市缺水60 亿m3。预计2010年,总用水量达7300×108 m3, 总供水可达(6200～6500) ×108 m3，缺水约 1000×108 m3; 2030年需水达10000×108 m3, 缺水(3000～4000)×108 m3。 节水措施 加强水资源管理、节水与治污工作，研 制与开发适合国情的污水处理与回用技术。
依治理程度的要求
一级处理：主要是预处理，用机械方法或简单的化学方法,使废 水中的悬浮态或胶体态物质沉淀,并初步中和酸碱度。 二级处理：将一级处理后的出水再进行生物化学处理,一般可除 去90%左右的可被生物降解的有机物,90 ～ 95%的固体悬浮物以 及80 ～ 95% BOD,能明显改善水质,甚至可达到出水排放标准。 三级(或深度)处理：将二级处理后的水再用物理化学方法等去除 可溶性无机物、不能分解的有机物、病毒、病菌、磷、氮及其它 杂质,以达到地面水或生活用水标准。污泥处理即对污水处理过 程产生的污泥进行无害化处理。 污水处理单元操作与工艺流程：粗格栅、细格栅、沉砂池、厌氧 或好氧生物反应器、混凝沉淀、过滤、吸附消毒等分步工艺技术 称为单元操作。要达到回用水水质标准，需将各种处理方法或单 元技术结合使用。 污水回用方式： 林业灌溉、农业灌溉、景观用水、湿地用水、 工业冷却用水及工艺用水、城市生活杂用水、饮用水及锅炉给水 等。
3.2 膜技术应用 3.2.1 膜的种类与性能
膜分离技术分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗 透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体渗透(GP)和渗透气化(PV) 等
3.2.2 膜组件
膜装置的核心元件是膜组件,目前有管式、中空纤维式、板框式、 卷式四种
3.2.3 膜分离技术的应用 3.2.4 需研究内容
0
治理程度 回用方式） 1 2 3 ）
水资源危机的原因
水资源分布与人囗、土地分布的极不平衡。 工农业发展迅速,人囗增长过快,需水量超出可供水源。 天然存在的劣质水体,以及水资源污染造成的污染水体 所占水资源比例过高,造成“水质型”缺水。 水资源开发不合理、利用率低、浪费严重。 大量抽取地下蓄水层中的水。 城市公路等使地球表面的硬壳化、全球气候变暖、大量 砍伐森林、大规模水库水的蒸发使淡水资源减少等原因， 全球许多国家与地区已严重缺水，人类面临。
MBR工艺流程
7 3 3 6
2
2
1 1 5 4 6 5 8 4
1.空气 2.生化反应器 3.生化反应器进水 4.污泥排出5.生化反应器出水 6.膜分离 器 7.膜分离器浓水返回生化反应器 8.膜分离器淡水出水 图3 膜生物反应器（分体式）
1.空气 2.生化反应器 3.生化反应器进水 4.污泥排出 5.膜分离器 6.膜分离器淡水出水 图4 膜生物反应器（一体式）
1.2 污水中污染物的种类及危害
污水中的污染物 有机物质、酸碱及无机盐、有 毒物质三大类，如有毒的合成有机物(多环苯烃 类化合物、多氯联苯、有机磷农药、有机氯农药、 增塑剂)、重金属、氰化物、酚类、放射性物质、 油类物质、悬浮性物质、带色的污染物、微生物、 热污染等。 各种污染物进入水体带来水体污染,危害农牧渔 业及人类健康,破坏自然生态环境及景观,并带来 其它方面的危害。
2.3 我国城市污水处理与回用概况
2.3.1 发展过程 2.3.2采用工艺与技术 20世纪60-70年代，氧化沟和SBR工艺为我国城市污水 处理厂主导性工艺 80年代末、90年代初，曝气生物 滤池和一级强化工艺、水解-好氧生物处理工艺。 2.3.3 污水处理率与投资估算 机械加工等传统产业(机电产品：如水泵、风机等)占了 大约15-30%的份额，建筑业占35-45%的份额；这两者 之和占总投资的60%以上，自控和仪表和技术服务所占 的比例在8-15%左右，相对产值较高；运行管理费用约 占投资的10％。
1.1污水的种类
生活污水、工业废水、雨水与渗流、自然界中其它被污染水。
工业废水及其来源
废水种类 重金属废水 放射性废水 含铬废水 含氰废水 含油废水 含酚废水 硝基苯类废水 有机废水 含砷废水 酸性废水 碱性废水
废水来源 采矿、冶炼、金属处理、电镀、电池、特种玻璃及化工等工业 铀、钍、镭矿的开采加工、核动力站运转、医院同位素试验室等 采矿冶炼、电镀、制革、颜料、催化剂等
工业电镀、提取金银、选矿、煤气洗涤、焦化、金属清洗、有机玻璃等
炼油、机械厂、选矿厂及食品厂等 焦化、炼油、化工、煤气、染料、木材防腐、塑料、合成树脂等 染料工业、炸药生产等 化工、酿造、食品、造纸等 制药、农药、化工、化肥、采矿、冶炼、涂料、玻璃等 化工、矿山、金属酸洗、电镀、钢铁等 制碱、造纸、印染、化纤、制革、化工、炼油等
a 膜应用工艺设计 b膜污染形成机理与控制 c 膜生物反应器(MBR)的设计计算与优化
膜技术的作用原理和功能
膜 MF UF NF 膜功能 推动力 作用机理 膜孔径 透过物质 被截留物质膜机理
RO
D ED
去除微粒子；压力差；筛分；>0.1～5.0 um； 水、溶剂、溶解物；悬浮物、细菌类、较大颗粒。 去除溶液中的胶体及各类大分子；压力差；筛分；0.01～0.1 um； 水、微小粒子；蛋白质、酶、细菌、病毒、乳酸、较大颗粒、胶体。 去除溶液中的多价盐类及低分子物质；压力差；筛分，扩散； 0.001～0.01 um；水、较微小粒子、溶质；离子无机盐、糖类、 氨基酸、BOD、COD、离子型无机物。 去除溶液中盐类及低分子物质；压力差；扩散、不相容； 0.0001～0.001 um；水、非常微小粒子、溶质； 粒子无机盐、糖类、氨基酸、BOD、COD、离子型无机物。 去除溶液中的胶体及各类大分子；浓度差；扩散；水、溶质离子； 蛋白质、酶、细菌、胶体、离子型无机物。 去除溶液中的离子；电位差；离子交换；水、溶质离子；无机及有机 带电颗粒。
污水处理与回用技术
南大傲拓科技

污水处理与回用技术及计算机模拟的研究
概述 水资源危机的原因 中国水资源情况与节水措施 1 污水种类、污水中污染物危害及污水回用标准 1.1污水的种类 1.2 污水中污染物的种类及危害 1.3 污水水质指标项目 1.4 污水回用标准 2 污水处理技术与回用方式 2.1 污水处理技术与回用方式分类 （作用原理 2.2 常见的污水处理技术与回用方式 2.3 我国城市污水处理与回用概况 （处理工艺 2.4 工业污水处理与回用方法 3 研究方向 3.1 城市污水处理与回用 3.2 膜技术应用 （作用原理 MBR工艺 ） 3.3 计算机模拟
3.1 城市污水处理与回用
城市污水处理厂普遍采用以除磷脱氮为重 点的强化二级生物处理技术并增加三级处 理流程，包括多种类型的过滤技术和现代 消毒技术。 采用当代高新技术如微滤膜过滤、反渗透、 膜生物反应器等。 处理后的再生水达到市政杂用、生活杂用、 园林绿化、生态景观、工业冷却、回注地 下水、发电厂锅炉补给水等多种用途要求。
物化处理工艺（适用优质杂排水）
生物处理和物化处理相结合工艺
(适用溶解性有机物低和LAS较低的杂排水）
当利用含有生活污水的排水作为中水水源时，宜采 用二段生物处理与物化处理相结合的处理工艺流程
利用污水处理站二级处理出水作为中水水源时，应选用物化 或与生化处理结合的深度处理工艺流程。
(a)物化法深度处理 (b) 物化与生化结合的深度处理
1.3 污水水质指标项目
（1）物理指标: 色度、气味、电导率、温度等。 （2）化学指标: PH值、碱度、固体物质(SS)、总氮(TN)、总磷 (TN)、硫、蛋白质、碳水化合物、动植物油脂、石油类、表面活 性剂、酚、农药及农用化学药品、金属与重金属[镍(Ni)、锰 (Mn)、铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、锌(Zn)、铜(Cn)、铁(Fe)、汞 (Hg)等]等。 （3）生物化学指标: 生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总 氧量(TCD)、总有机碳(TOC) （4）毒理学指标: 有毒性的化学物质,包括氟化物、有毒重金属、 酚、汞、砷、硒等和各类致癌、致畸、致基因实变的有机污染物 等。 （5）细菌学指标: 大肠杆菌、细菌总数、寄生虫卵、余氯等。 （6）其它指标: 工农业生产与生活中对水质有要求的其它指标。
2.1 污水处理技术与回用方式分类
根据作用原理
物理法: 利用物理过程分离或回收污水中的悬浮性物质,不 改变污染物质 的组成和化学性质。常用的有沉降与气浮、隔截与过滤、离心分 离与蒸发浓缩 化学法: 利用化学反应分离污(废)水中的胶体物质、溶解性物质等。如化 学沉淀与混凝法、中和法、氧化还原法等。 物理化学法: 利用物理化学原理（如传质过程）来分离污水中的溶解性物质。 如吸附法、萃取法、电解法、汽提法、吹脱法、膜分离法等。 生物化学法: 利用微生物的作用将污(废)水中的有机物氧化分解为无机物。如 好氧活性污泥法、厌氧消化池法、生物膜法、天然生物治理法等。