序 由上海市环境保护局组织专家、教授编写的废水处理系列 训教材终于问世。该套书是我国实施环保操作人员培训工作的成 果展示,又是环境教育百花园中一枝盛开的鲜花 90年代初,上海市环境保护局会同市经委、市劳动局、市工业 技术发展基金会和高等院校等单位,开展了上海市环保设施操作 工技术等级标准的调研,并编制了相应的标准草案。经多方协调 后,上海市劳动局和环境保护局联合颁发了上海市《工业废水生化 法处理操作工技术等级标准》和《工业废水物化法处理操作工技术 等级标准》(试行),为废水处理设施操作人员的培训工作提供了法 规依据,在该领域里堪称范例。在总结培训实践经验的基础上,历 时两年,数易其稿,编写成选材恰当、内容丰富、通俗易懂且具有可 操作性的系列培训教材。 众所周知,工欲善其事,必先利其器,器欲尽其利,必先习其 技。有了系统的教材,加上良好的培训,可以较大程度地提高环保 操作工的知识、技能,更好地发挥环保设施的效益。我相信,这套 教材的推广,必将对完成上海市乃至全国各地的工业污染源达标 排放的任务产生巨大的推动作用,进而为环境保护与经济建设的 协调发展作出贡献。 1999年10月
目录 序 吕淑萍 第一章绪论 (1) 1-1水循环与水资源 1-2水污染及其危害性 (4) -3控制水体污染的途径 ,鲁甲.甲甲,·甲《. …(9) -4废水处理的方法 (10) 1-5操作管理人员的职责 …(11) 第二章废水的性质 ………(16) 2-1废水的性质及指标…………… 22废水的浓度指标和净化度指标 …(20) 第三章废水生物处理的原理 (27) 3-1微生物的特点与废水的生物处理…… (27) 3-2天然污染水体的自净现象 (30) 33有机污染物的生物降解性 (33) 34有机污染物生物降解性的测试方法……(35) 35污染物的微生物降解与转化 36废水好氧生物处理的作用原理 45) 37废水厌氧生物处理的原理 …(57 第四章废水生物处理的方法 ………(52) 4-活性污泥法…
4-2生物膜法 4-3氧化塘 …(82) 4-4土地处理法 4-5厌氧生物处理… 46废水生物处理的新进展 (100) 第五章废水生物处理中主要的微生物类群………(129) 5-1细菌 5-2真菌…………………(140) 5-3微型动物… ………(141) 5-4微型藻类…… 第六章环境因子对污泥微生物及处理效果 的影响 (148) 6-1温度 ……………………………(148) 62酸碱度 6-3营养物质… (152) 64毒物…………………………(153) 6-5溶解氧 ·,,,·..··白由., (156) 第七章活性污泥的培养和驯化 (158) 7-1培菌前的准备工作 ··,······.·······,··,·,··. …(158) 72培菌方法 ………(158) 7-3培菌过程中生物相的演替 (160) 74驯化…………… ……(16) 7-5挂膜 (163) 第八章废水生物处理系统运行状况的评价……(164) 8-巡视 …(165)
8-2污泥性状 …(166) 8-3活性污泥生物相的观察及其对运行状况 的指标作用 由由d由由, ……(75) 84水质的化学测定及其对运行的指导意义 (178) 第九章活性污泥系统的调节与控制 (185) 9-1气——维持曝气池合适的溶解氧 ……(185) 92水——保持匀质匀量地进水及合适的营养 (188) 9-3泥——改善污泥的质量,维持系统中污泥合 适的数量 (195) 第十|章废水生物处理系统的运行管理………(209) 10-1生物膜系统微生物的特点及与运行管理的关系 102生物滤池的运行及管理…(14) 10-3生物转盘的运行管理………………………(22) 04氧化塘的运行管理及异常问题的解决对策 228) I0-5土地处理场的运行及管理 …(238) 10-6生物脱氮系统的运行管理 (240) 10-7生物除磷系统的运行管理 ……(245) 108厌氧生物处理的运行管理方法……………(247) 第十一章生物处理系统运行中的异常问题及 解决对策 1]-1污泥性状异常及解决对策…… 11-2机械设备异常及解决对策 113水质测定中的异常现象及解决对策……(258) 114工业废水处理中生产不正常时的运行对策……(260) 115沉淀池的操作管理、异常现象及解决对策……(262)
第十二章废水生物处理生产实例……………(274) 12[上海石化总厂水质净化厂简介 (274) 122塔式滤池处理腈纶废水(高桥石化公司化 二厂) ……(279) 123对苯二甲酸生产废水处理(上海石化总厂 涤纶厂) 勹 124屠宰废水的处理(龙华肉类联合加工厂)………(288) 12.5上海试剂总厂污水的处理 (292) 附录 …………………………(298) 实验·活性污泥生物相观察……………………(298) 实验二废水生化处理的模型试验… (301) 实验三活性污泥耗氧速率、废水可生化性及毒 性的测定…………………………………(304) 参考文献 ……(307)
第一章绪论 废水生物处理是19世纪末出现的治理污水的技术,发展至今 已成为世界各国处理城市生活污水和工业废水的主要手段。目 前,国内已有近万座污水生物处理厂(站)投人运行。但调查数据 显示,这些污水生物处理厂运行情况良莠不齐,从存在的问题分析 有:原设计工艺不当;投入运行后水质水量与原设计指标有较大出 入;设备质量差、损坏后未及时修复等。此外,其存在的问题均与 操作管理不当有关。国内工业废水生物处理系统大多从80年代 以后投入运行,操作人员绝大多数由本厂其他工种人员转行而来, 未经系统培训,故大多以主观经验来进行运行管理,因此有必要对 上岗操作人员进行系统的培训,以提高操作管理水平,为达标运行 提供必要的保证。 1-1水循环与水资源 水是地球上人类最宝贵的一种自然资源,生命起源于古代的 海水之中,一切生物皆离不开水。水既是人体组成的基础物质,又 是新陈代谢的主要介质,其含量占体重的2/3。生物体内的化学 反应皆在水溶液中进行。由于水有极大的热容量,因此,水在调节 地球上的气温起着巨大的作用,它可以避免温度的剧变。 -1-1水循环 地球表面的水在太阳照射下,不断地被蒸发,并汽化为水蒸 气,植物亦可借助蒸腾作用进行这一过程。水蒸气上升到空中形 成公,又在大气环流的作用下飘移到各处,遇适当的条件时,即成 为丽或雪等而降落到海洋和陆地。由于陆地地形的关系,迎风坡
等地面降水量大于其他地面,陆地地表降水量大于海洋洋面。这 些降落下来的水分一部分渗入地下成为土壤水或地下水;一部分 叮顺着地表径流汇人江河、湖泊,并最终汇廴海洋。因此,在陆地 表面存在着水向海洋的流动,在大气高空水蒸气从海洋上空向陆 地运动。地表水经植物吸收后再经枝叶蒸腾进入人气层,地面、洋 面水又可经蒸发进入大气层。这种过程循环往复,永无止境,构成 了自然界中的水循环(图1-1)。 1降水 蒸腾 蒸发 湖泊 河流 山t川 毛细作用 海洋 下渗 图1-1自然界中的水循环 1-1-2水资源 地球上的水总量为1.36×10km2,似乎是取之不尽用之不竭的, 但其中卯%以上为海洋的咸水,地球上淡水总量为3.8×10km3,只占 全球总水量的3%。在这些淡水中,南、北极的冰帽和冰川又占去 了3/4,江、河湖泊等地面水总量约为23×103km3,约占全球总水 量的001%,地表土壤和地下岩层中含有多层淡水,总计约为 84×105km3。因此,人类易于利用的淡水约占全部淡水的20%左 右,而直接能取用的江湖淡水仅占全部淡水的0.5%,可见,能供 人类直接利用而且易于取得的淡水资源是十分有限的(表1-1)
表11 地球上水资源的分布 分布类型 体积(km3) 地表水 淡水湖 125000 0.009 咸水湖 I0400 0.0o8 河流 1250 0.0001 地表以下的水 土壤及渗透水 67000 0.005 地下水(地面至地下800m) 4170000 0.3I 地下水(深层) 4170000 0.31 其他水 冰帽及冰川 29200000 大气 I300 海洋 1320000000 97.2 生物体内 6000 0.0005 总计 357856250 100 -1-3我国水资源的特点 (-)水量在地区上分布不平衡 我国年均降水总量约为6×10亿m3,其中约有56%的水量为 植物蒸腾或地表水分蒸发所消耗,只有44%形成径流。全国河川 年均径流量约为2.6×104亿m3,加上冰川融雪和地下水补给,初 步估算全国水资源总量约为27×104亿m3。 与世界各国相比,我国河川年径流总量虽占第六位,但如按人 口平均占有径流量计算,每人每年平均约为2670m3,只相当于世 界人均有量的1/4,位于世界各国的第88位,因此,我国水资源 并不丰富。 此外,由于我国地域辽阔,地形复杂,南北、东两气候差异大
水资源还存在如下特点:水资源分布与降水分布基本-致,呈东南 多、西北少,由东南沿海地区向西北内陆递减,分布不均匀。 (二)水量在时程分配上很不均匀 由于受季风气候影响,降水量在年内分配不匀,年际变化很 大。我国大部地区冬春少雨,多春旱;夏秋多雨,多洪涝。全年降 水多集中在夏季。此外年际变化也很大,丰水年、枯水年降水量可 相差5~6倍之多。 (三)水土资源组合不相适应 东北、西北、黄淮河流域径流量只占全国总量的17%,但土地 面积却占全国的65%;长江以南江河径流量占全国的83%,土地 面积仅占35%。此外,对水资源的开发利用各地也很不平衡,南 方多水地区水的利用程度较低,北方少水地区地表水、浅层地下水 开发利用程度较高。 1-2水污染及其危害性 人类对水的使用主要是生活用水、工业用水及农业灌溉用水。 其中除极少一部分被饮用进入产品、锅炉蒸发植物吸收、蒸腾以 外,大部分仅是用于地面冲刷、洗涤或简单地用于冷却,在这过程 中,又混入了一部分工业生产中的原料、中间体、产物及各类污染 物等,它们重新排入受纳水体,并造成污染。随着工农业生产的增 长、人口的增长,造成了所谓的“环境危机”。水资源的不足,加上 地表水、浅层地下水的污染又减少了可供利用水资源的数量,形成 了所谓的污染性缺水,造成了“水荒”。水污染对人体健康及工农 业生产的持续发展带来了极大的危害
1-2-1水污染现状 我国水污染现状是“局部有所改善,整体仍在恶化”。目前,我 国大江大河干流水质尚好,但临近大城市河段及城市附近的小河 支流均已程度不同地受到了污染,严重的已成了臭水沟。目前,随 着乡镇企业的发展和工业重心的转移,污染已有向农村、向内地转 移的趋势,由地表水受污染向地下水受污染转移。目前,我国的湖 泊大多呈富营养化,面积也不断萎缩,近海水域亦因受污染,赤潮 频发。 例如,由于沿准河数省数千家工厂的废水未经处理直接排放, 使淮河水质已劣干三类水标准,有时污水团沿河下溯时迫使水厂 暂时关门,老弃姓饮用水都发生问题;太湖、滇池、巢湖等富营养化 日趋严重,有时疯长的藻类使水厂的取水管道造成堵塞;上海的苏 州河及大多数攴流均已终年黑臭。为此,我国政府已下决心在“九 五”期间治理辽河海河、淮河、太湖、巢湖、滇池等水域,上海市政 府也提出了彻底综合整治苏州河的总体规划。 1-2-2水污染的危害性 水体受污染后,对环境的生态系统会造成很大的危害,严重时 会使水体生态平衡破坏,物质循环中止,水生动物因急性或慢性中 毒而死亡,甚至危及人类生命,并使经济严重受损。据专家预测,我 国每年由于水污染造成的直接经济损失约150亿元,在1985-00 年间,水污染造成的损失将达2735亿元。 (一)需氧污染物 生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪 和木质素等有机化合物可在微生物作用下最终分解为简单的无机 物质,这些有机物在分解过程中要消耗大量的氧气,故被称为需氧 污染物。以淀粉纤维素为例,其被微生物彻底氧化分解时反应式