目录 第一章绪言 1) 第一节水在地球上的分布……………”………(1 第二节水受污染的主要因 3) 第三节太的特点……………………(4 第四节污染水质的物质……………(8) 第二章废水的一级处理… (13 第一节截岡………“………·(13) 第二节沉玖…………"…M"(11) 第三节沉淀………(15 第三章废水的二级处理……(26冫 第一节浮上分高法……sow";….(26) 第二节礙聚沉淀法………ww“(33氵 第三节氧化还原法……ww(60 第四节生物化学法…M(R7) 第四章废水的三级处理(深度处瑶)……(1?5 第-带电渗析法…(175 第二节反渗透法 第三节吸附法处理废水 号看萨命导命 第节高子交换法…………w"(215) 第五节液膜分离法 都单的“·〔227) 第六节电凝聚法………"(233 第七节泡沫分离法…M(236: 第五章废水的过滤…e"(24 第一节慢速过滤法…www(241)
第二节快速过滤法………………(2!4) 第三节多层伕速过滤法…………………(24了 第四节预滤层过滤法 (248) 第五节~过滤中和法……………………………(249) 第六节滤材…………………………(250) 第六章污泥处理……………………(254) 第一节污泥的性质与种类………………t……(254) 第二节污泥的处置方法………………(256) 第三节污泥处理方法……………(258) 第四节污泥的浓缩及预处理…………………(282) 第五节污泥的管道输透…………(265) 第六节污泥脱水及干化………………………〔266) 第七节污泥焚烧炉…………(272 第八节污泥的最终处置…………………(275) 第七章废水中氮和磷的去除………(280) 第一节用凝聚剂除去磷……………………(280) 第二节用汽提法除去氮 命非面。D合。告售。D咖物每D·●非自看 第三节用离子交换体除去氮和碑…………(281) 第四节用绿藻除去氮和碑………………………(28t) 第五节用赤泥除去磷 282 第六节用凝聚剂、汽提、活性炭综合法除去氮磷…(282 第八章含酚废水的危害及治理…(284) 第一书生物化学氧化法处理含酚废水…(287) 第二节萃取法处理焦化厂、煤气厂含酚废水…(292) 第三节吸附法处理含酚废水w…“(297) 第四节含酚废水循环使用…297) 第五节臭氧氧化法处理含酚水… (299) 第六节从土法炼焦低温煤焦油中提酚…………(299) 第七节其他处理含酚废水的方法…(301)
第八节国外含酚废水处理技术及其动向………(301) 第九章含汞废水的危害及处理…(309) 第一节氯乙烯催化含汞水的处理…4(311) 第二市明矾净化含汞废水……… 314) 第三节离子交换纤维净化含汞废水 (31) 第四节碗化铗净化含汞废水 〔315) 第五节铁粉还原法处理含汞废水………(316) 第六节国外几种含汞废水的处理方法…(317)
第一章绪言 第一节水在地球上的分布 水是一种宝贵的自然资源,工业生产、农业灌溉、交通 运输和目常生活都需要水。水在地球上不断循环,为地球表 面调节气候。在雨雪降落时,又具有清洗大气,净化环境的 作用。地球上任何一个生态系统都离不开水 水也是地球上最车富的化合物,约占地球外层五公里地 壳中的50%以上,覆篮着71%平均深度为38km的地球衣 面,总休积约有13,6亿km3。其中,不能直接使用的海水 973%,分布在世界各海洋中。陆地上的地面水(除了无法 取用的占2.14%的冰山和高山顶上的冰冠以外),只占 0017%左右,其中又有一半在盐碱湖内海,淡水湖和河流 的水量仅占地球总水量的0.0091%。大气中的水气约占 0.001%。地下水约占0,61%。 当前人类便于取用的水只是河水、淡水湖和浅层地下水 这三者加在一起,总量约为300多万km3,仅占地球总舒水 的0·2%。目前地球上人类能够利用的淡水储量是极其引限 的。由于世界各地的水文、气忽条件的差异,地区和季节的 不冋同,水源的分布也很不均衡,以致地球上人口的分 雨量或水量的分布不成比例。地球上谈水的根本来源主要 是天空中降落到地面的雨雪。估计世界毎年总蒸发水量为
420000m,而降到陆地上的水量为105000km3,其中约2为 植物蒸腾或白地面上蒸发掉,只有37500km3,约/3的水供人 们用于生活、工业和农业方面。按地球现有40亿人口计算,平 均每人每年矿得到水9000多万m3,折算每人每天可得到水 250001。据估计,过去般国家平均每人每F在T、农业 广和家庭等各方面需水量只不过几千升。但是,在近儿十年 来,由于工农业郎迅速发展,仝世界用水景迅速增。点然 1业单位产品用水量有所下降,但工业总耗水最却在不增 加。例如日木工业用水量由1965年的每天5000万m3增加到 1974年的1.2亿m3。全世界农业灌溉而积从1967年到1977年 扩大了242%。近年来世界总需水量每年大约递增4%,有 些阆家用水量10年即增加1倍。日前全世羿都面临水源不 姓。据统讦现在有43个国家出现了水荒。联合国估讦,到 2300年世界灌溉用水量将比现在增加1倍。美国政府的 200年的地球研究》预测,从1975年到2000年这个时 期,世界淡水需要量至少增加200%~300%,增加最多的是农 业灌溉用水。另一方面,人们在用水方面往往有浪费,特别 是大量废水、废弃物未经恰当处理,就直接排入水体屮, 成许多淡水源的污染,降低了水质,减少了这些水源的利用 价值亦加剧了水荒。例如,拥有9%世界流量,而人∏只占 世界0.7%的加拿大,也存在供水紧张的问题。有的专家预 计,到21世纪,水源问题将会代替能源问题而居各种问题之 首。为了解决水荒,一些国家不惜付出高昂代价,采用污水 深变处理或海水淡化的方法来解决。 1973年送合国经济合作与发展组织理事会向成员提出 告诫,要求进一步全面加强水资源管理。主要内容是:制订 水源管理的长期计划;保进清洁的饮用水源;对水域进行有
效管理;运用立法和经济手段,挖制水资源的污染和损; 评介水源和监测污水中的污染物组分;宝传和取群众对水 资源管理的攴侍。 许多国家为了保护资源.防止水源危机,已经褙手对水 资涼进行科学管理,包括建立国家级、地区级和水系级的水 源管理机构,对水源开发、分配等进行统一管理,制订与执 行保护水资源的法规、标准,积极开展节约用水、降低、 农业耗水量,控制污水排放,减少废水对水源的污染,舡黑 污水的净化处理。在认真采取了科学管理水资源的国家、地 区和水系中,有的已经初见成效。有的河水巳经变多年 不记的鱼虾又出现,水源不断地供应沿上农业户及人 民生活的需娶。 我国在环境污染方面,以水体污染较为突岀。水资受 污染不但使水产品产量和质量下降,而且使工业产晶质量下 降成不稳定。据上海籌7个城市统计,每年因水资源受污染 造成的经济损失达27亿元,全国每年因水资源受污染造成的 经济损失超过100亿元。根据对44个城市的调查统计,目前 已有41个城市的地下水受到不同程度的污染,主要的污染物 质是酚、氰、砷、、铬。例如北京、西安、太原、保定、石 家庄等城市,硬度超标积逐渐扩大 第二节水受污染的主要庐因 在现代工业出现以前,水受污染的要原丙是由自然因 素所产生的所谓自然污染。例如,日本秋田县玉川温泉水含 盐酸的浓度达0,1mo1/1,流到当地稻田,使玉川沇域4000~ E00ha的上地不长庄稼,流到附近的湖,使湖里的红鳟鱼灭
紇。此外,山于火山爆发和于旱地区的风蚀作用所产生的大 量灰尘进入大气中,在雨雪降落时转入水体遣成污染;海水 对谈水的侵蚀;深水湖在阳光照射下产生上层的水温差而招 致一系列的沓质变化,也都属于自然污染现象 人为造成水质污染的原因也是多方面的。现在,各种各 式的污染物质已随着水的转运而逐渐蔓延开来。例如,滴滴 涕、多氯联苯和铅等的污染物质几乎在地球上的毎一角落都 发觋它的踪迹。按污染源分,有业废水污染、城市污水污 染、农业回流水污染、固体废物污染等方面。 第三节废水的特点 工业废水的特点是种类繁多,成为复杂,常含有不数 最的原材料、中间产品、成品、半成品和副产品等。例如, 用汞电极电解食盐工业废水中含有汞重金属治炼工业水 中含有各种重金属;电镀废水中含有氰化物和各种重金属 煤焦和石油炼制废水中含有酚;农药工业废水中含有各种农 药;造纸、纤维、制糖、食品等工业废水中含有大量有机 物质;亚硫酸盐纸浆废水排入水域,就会因有机物被需氧微 生物分解而大量消耗水中的溶解氧,使靠呼吸溶解氧而获得 生存的水生物遭到危害,而当溶解氧消耗完后,有机物又通 过水中厌气微生物的分解而引起腐败现象、产生甲烷、碗化 氢、硫醇等恶臭物质,使水发臭变黑;从发电和各种工业 徘出的玉业冷却水,由于不与原料直接接触,含杂质较少, 但因温度较髙,也会使接受水体的水温升高,造成热污染, 给生活在水中的鱼奖等水生动物带来不利的影响。虽然工业 废水成分复杂,但仍可以生化需氧量、化学耗氧量、浑泊
、浮固体量等作统一的参考指标。 工厂的用水主要分成两部分,一种是工艺用水,一种是 循环使用的冷却水。工艺用水指的是和反应物求中间产物直 接相接触水。例如裂解产物从裂解炉排出后进入急冷设备 急冷用水,凝析液体,洗涤水等工艺用水常含有油类、硫化 物、酚、氰化物和其它有机化合物。循环水是指在生产过程 用过又问用于本生产过程的水,这些水在循环使用过程巾, 不断积累直接或间接与原料、反应生成物、中间产品和剛产 品接触。为了维持循环水和工艺用水的水质,一般都要采取 处珙措施,法除水中的杂质。 城市污水主要指人们日常生活产生的生活污水。这些污 水除含有躜水化合物、蛋白质和氨基酸、动植物脂昉、尿素 和氨、肥皂和合成洗涤剂等物质外,还含有细閑、病毒等使 人致病的微生物。这种污水会消耗掉水体的溶解氧,也会产 生泡沫妨碍空气溶于水中,使水发臭变黑。例如,日杯尔 京、大阪、名古屋、福岗等城市的市内河流,BOD都超过了 10PPm,有的甚至高达几十Ppm 农业废水的污染有牲帝污水、冲刷地表水、灌溉用水 农业上:最大的用水量是灌溉,其中60~90%蒸发损失,10 40%渗入地下或从地表流走。由于耕种、噴洒农药、施肥等 作业,会使这种薇溉回流水中含有较高浓度的矿物质、肥料和 农药,也会使永体污染。特别是像滴滴涕那祥的有机农药 化学稳定性极高,在自然界中需要十年以上的时间,才能完 全分解为无害的物质,成为环境中常期存在的污染物质;这 种物质又易溶解于脂肪,能在动物和人体脂肪组织巾积累起 来造成危害,同时难溶于水,往往还借助水的流动迁移到 其他地方,使得许多没有使用过农药的地区,基至南极也出
觋滴涕 农业废物、工业废物和城市垃圾的数量和种类都非常 多,它们到了水中也会污染水质,这类污染情况桕当复杂。 有钒物质经水中微生物分解会消耗水中祢溶解氦,各种有毒 物质使接受水体具有毒性。特别是各种各样的污染物质同时 流进水域,有些可能会工相发生化学作用,从而产生具有更 大危险性的物质,例如含无机汞的各种废物排到水体后在水 底沉积下来,经微生物分解作用,多数可以转变为会引起水 俣病的甲基汞。此外,垃圾经雨淋和雪溶后可能溶于水中, 或发生化学作用、产生有毒物质,最后渗入地下,污染地下 水 第四节污染水质的物质 污染水质的物质极其复杂,来源甚广、般分为以下十 类:1)氰化物、有机农药、酚、砷及其化合物、重金属 物质和致癌物质等有毒物质。2)各种生活污水的各种病毒、细 菌、原生动物和能传染疾病并具有繁殖能力的致病微生物。 3)主要是生物可分解的天然有机物和亚硫酸盐、硫化物、 亚铁盐、氮、无机物等耗氧废弃物。4)来自合成洗祿剂、化 学肥料、饲料和生活污水等方面的植物生长所需的营养成 分,如氮、磷、碳等化合物。5)比水轻,又不溶于水,设 盖在水面形成膜层,阻止空气中的氧气溶于水,使水溶解 氧减少,造成恶是,影响到水产质量的油类物质。6)包括 准于分解,通过食物链逐步浓縮造成危害的物质,以多氯联 湊(PCB)、合成洗涤剂(ABS)等一些高稳定有机合成化 学物质。了)各种水溶性氯化物、盐类和其它各种酸性、碱
性物质的无机化合物和矿物质。8)出分水岭冲下的砂上、 粘土等冲积物和其他不溶性固体物质。9)热电厂、原子能 发电厂和冬种工业过程的冷却水等具有较高温度会引起水城 热污染的热流出物质。10)各种原子能反应填工业部门排 出的各种放射性物质。此外,还有各种废水混合后,互相作 用生成新的有害物质。 天然水质含有的杂质可分为三獒,邸悬浮物、胶体和溶 解物(溶解物包括溶解固体和溶解气体)。工业废水中同样 含有上述三种杂质 所谓悬浮物是指粒径大于100mm的杂质,这种杂质有显 蓍的混浊现象,在静置卟会自行沉降。颗粒较重的多数是泥 沙的无机物质,以悬浮状态存在于水流中。颗粒较轻的多 为动植物腐败而产生的有机物质,浮在水面上。浮物还包 括浮游生物(如蓝藻类、硅藻类)及微生物。悬浮物中的细 砂、粗砂、砂跞,这些都可以用肉眼看见,而泥浆和徽生物 则需用普通显微镜才能看见。水中细菌,有少于0.2m,也 有大至几十微米,如果不把工业用水中的细菌除去,便会逐 渐堵塞生产设备和管子。例如,在热力管道中常看到堵塞现 象,其中铁绌菌繁殖是堵塞管道的一个重要因素。这种细菌 是以溶解的铁化合物为养料,并排泄在细胞外面形成不溶解 的粘泥性氧化铁,最后堵塞管道 所谓胶体杂质,是指大致为1~100nm大小的杂质。胶 体杂多数是粘士性无机胶体和高分子有机体。高分子有机 胶体是分子量很大的物质,一般是水中的植物残骸,经过腐 烂,分解的产物,例如,腐植酸、腐植质等。粘土性无乱胶 休则是造成水质混浊的主要原因。水中的胶体杂质会使生产 设备和产品出现料附堵塞现象,影响生产操作的正常进行和