21種污染物來(lái)源及治理方法(一)
1. 有機(jī)氮和氨氮
鋼鐵、煉油、化肥、無(wú)機(jī)化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工和飼料生產(chǎn)等行業(yè)排放含有氨氮的工業(yè)廢水,皮革、動(dòng)物排瀉物等新鮮廢水中氨氮初始含量并不高,但由于廢水中有氮的脫氨基反應(yīng),在廢水貯存或在排水管道中駐留一段時(shí)間后,氨氮的濃度會(huì)迅速增加。
對(duì)有機(jī)氮工業(yè)廢水可采用生物法處理,在微生物去除有機(jī)碳的同時(shí),高級(jí)氧化通過(guò)生物同化及生物礦化作用,將廢水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮。
氨氮廢水的處理方法有汽提、空氣吹脫、離子交換、活性炭吸附、生物硝化和反硝化等。
2. 磷和有機(jī)磷
生活污水中磷的主要來(lái)源是含磷洗滌產(chǎn)品的使用、人類排泄物、生活垃圾。
洗滌產(chǎn)品主要采用磷酸鈉和聚合磷酸鈉,洗滌劑中的磷隨污水流入水體。
工業(yè)廢水是造成水體中磷超標(biāo)的主要因素之一,工業(yè)廢水具有污染物濃度高、污染物種類多、難降解、成分復(fù)雜等特點(diǎn),若工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)水體造成巨大沖擊,對(duì)環(huán)境和居民健康造成不良影響。
磷的去除一般有利用聚磷菌的生化法(AO、A2O、氧化溝等)和化學(xué)除磷(PAC、PFS等),而工業(yè)污水中有部分的次磷及有機(jī)磷,必須用到高級(jí)氧化預(yù)處理之后才能正常除磷。
3. 酸堿廢水
含酸含堿廢水來(lái)源很廣,化工、化纖、制酸、電鍍、煉油以及金屬加工廠酸洗車間等都會(huì)排出酸性廢水。
有的廢水含有無(wú)機(jī)酸如硫酸、鹽酸等,有的則含有蟻酸、醋酸等,有機(jī)酸有的則兼而有之。
廢水含酸濃度差別很大,從小于1%到10%以上都有。
造紙、印染、制革、金屬加工等生產(chǎn)過(guò)程會(huì)排出堿性廢水,大多數(shù)情況下含有無(wú)機(jī)堿,也有些廢水含有有機(jī)堿。某些廢水的含堿濃度很高*高可達(dá)百分之幾。
廢水中除含有酸、堿外還可能含有酸式鹽和堿式鹽以及其他的酸性或堿性的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物等物質(zhì)。
將含有酸/堿的廢水隨意排放不僅會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和破壞,而且也是一種資源的浪費(fèi)。
因此對(duì)酸、堿廢水首先考慮回收和綜合利用。
當(dāng)酸、堿廢水濃度較高時(shí),例如:含酸廢水含酸量達(dá)到4%以上、含堿廢水含堿量達(dá)到2%以上時(shí),就存在回收和綜合利用的可能性,可以用以制造硫酸亞鐵、石膏、化肥,也可以回用或供其他工廠使用。
濃度低于4%的酸性廢水和濃度低于2%的堿性廢水因?yàn)榛厥绽玫囊饬x不大才考慮進(jìn)行中和處理。
4. 油類污染物
含油廢水的主要工業(yè)來(lái)源是石油工業(yè)、石油化工工業(yè)、紡織工業(yè)、金屬加工業(yè)和食品加工業(yè)。
石油開(kāi)采、煉制、儲(chǔ)存、運(yùn)輸或使用石油制品的過(guò)程中均會(huì)產(chǎn)生含有石油類污染物的廢水。
肉類加工、牛奶加工、洗衣房、汽車修理等過(guò)程排放的廢水中都含有油或油脂。
一般的生活污水中油脂占總有機(jī)質(zhì)的10%左右,每人每天產(chǎn)生的油脂約15g左右。
廢水中所含的油類除了重焦油的相對(duì)密度可達(dá)1.1以上外,其余都小于1,污水處理含油廢水的重點(diǎn)就是去除其中相對(duì)密度小于1的油類。
廢水中油類污染物的種類按存在形式可劃分為5種物理形態(tài):
(1)游離態(tài)油靜止時(shí)能迅速上升到液面形成油膜或油層的浮油,這種油珠的粒徑較大一般大于100μm約占廢水中油類總量的60%-80%。
(2)機(jī)械分散態(tài)油,油珠粒徑一般為10μm-100μm的細(xì)微油滴,在廢水中的穩(wěn)定性不高,靜置一段時(shí)間后往往可以相互結(jié)合形成浮油。
(3)乳化態(tài)油油珠,粒徑小于10μm一般為0.1μm-2μm,這種油滴具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性,往往會(huì)因水中含有表面活性劑而成為穩(wěn)定的乳化液。
(4)溶解態(tài)油極細(xì)微分散的油珠,油珠粒徑比微電解乳化油還小,有的可小到幾個(gè)nm,也就是化學(xué)概念上真正溶解于廢水中的油。
(5)固體附著油,吸附于廢水中固體顆粒表面的油珠。
廢水中的油類存在形式不同、處理的程度不同采用的處理方法和裝置也不同。
常用的油水分離方法有:隔油池、普通除油罐、混凝除油罐、粗?;劢Y(jié)除油法、氣浮除油法等。
5. 耗氧有機(jī)物
污水中耗氧有機(jī)物主要有腐植酸、蛋白質(zhì)、酯類、糖類、氨基酸等有機(jī)化合物。
這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于廢水中,在微生物的作用下可以分解為簡(jiǎn)單的CO2等無(wú)機(jī)物。
這些有機(jī)物在天然水體中分解時(shí)需要消耗水中的溶解氧因而稱為耗氧有機(jī)物。
含有這些物質(zhì)的污水一旦進(jìn)入水體會(huì)引起溶解氧含量降低進(jìn)而導(dǎo)致水體變黑變臭。
生活污水和食品、造紙、石油化工、化纖、制藥、印染等企業(yè)排放的工業(yè)廢水都含有大量的耗氧有機(jī)物。
據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)造紙業(yè)排放的耗氧有機(jī)物約占工業(yè)廢水排放的耗氧有機(jī)物總量的1/4。
城市污水的有機(jī)物濃度不高但因水量較大城市污水排放的耗氧有機(jī)物總量也很大。
污水二級(jí)生物處理要重點(diǎn)解決的問(wèn)題就是將這些物質(zhì)的絕大部分從污水中去除掉。
耗氧有機(jī)物成分復(fù)雜,分別測(cè)定其中各種膠、有機(jī)物的濃度相當(dāng)困難,實(shí)際工作中常用CODCr、BOD5、TOC、TOD等指標(biāo)來(lái)表示。
一般來(lái)說(shuō),上述指標(biāo)值越高,消耗水中的溶解氧越多,水質(zhì)越差。自然水體中,BOD5低于3mg/L時(shí)水質(zhì)良好,達(dá)到7.5mg/L時(shí)水質(zhì)已較差,超過(guò)10mg/L時(shí)表明水質(zhì)已經(jīng)很差,其中的溶解氧已接近于零。
易降解有機(jī)物利用生化法就可以去除,有推流式活性污泥法(例如曝氣池),序批式活性污泥法(例如SBR、CASS工藝)、生物膜或者M(jìn)BR等。
6. 難生物降解有機(jī)物
難生物降解有機(jī)物指的是不能被未馴化的活性污泥所降解、而經(jīng)過(guò)一定時(shí)間馴化后能在某種程度上降解的有機(jī)化合物。
廢水中的一些有毒大分子有機(jī)物,如:有機(jī)氯化物、有機(jī)磷農(nóng)藥、有機(jī)重金屬化合物、芳香族為*表的多環(huán)及其他長(zhǎng)鏈有機(jī)化合物都屬于難以被微生物降解的有機(jī)物。
還有一些有機(jī)化合物,根本不能被微生物降解可稱為惰性有機(jī)物。
因此,對(duì)含有這類有機(jī)物的廢水,應(yīng)采取培養(yǎng)特種微生物等形式對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理,或?qū)ζ洳捎脜捬醯忍厥夤に囂幚?,使其部分CODCr轉(zhuǎn)化為BOD5、提高可生化性,然后再混合其他污水一起進(jìn)行二級(jí)生物處理。
7. 致病微生物
一般認(rèn)為廢水中的致病微生物有細(xì)菌、病毒、立克次氏體、原生動(dòng)物和真*等五種,立克次氏體介于細(xì)菌和病毒之間,一些微生物學(xué)家把以致梅毒體為*表的致病螺旋體歸納為第六種致病微生物,而螺旋體介于細(xì)菌和原生動(dòng)物之間。
有些高于原生動(dòng)物的微生物,如線蟲(chóng)也能致病。
生活污水及屠宰、生物制品、醫(yī)院、制革、洗毛等工業(yè)廢水中常含有這些能傳染各種疾病的致病微生物。
對(duì)致病病原體較為集中和含量較大的污水*好進(jìn)行單獨(dú)消毒處理,然后再和其他污水一起進(jìn)行二級(jí)生化處理,這樣可以減少消毒劑的消耗量。
因?yàn)椴≡w在水中的存活時(shí)間較長(zhǎng),有的病毒和寄生蟲(chóng)卵用一般的消毒方法難以殺死。
消毒殺菌的方法有氯、二氧化氯、臭氧等氧化法、石灰處理、紫外線照射、加熱處理、超聲波等,另外超濾處理也可以除去水中大部分的細(xì)菌。
就細(xì)菌、病毒的去除而言,臭氧氧化、紫外線照射等方法效果很好,但處理后的水中沒(méi)有類似余氯的剩余消毒劑,無(wú)法防止微生物的再繁殖,通常需要在處理后再補(bǔ)充加氯處理。
8. 硝酸鹽和亞硝酸鹽
化肥制造、鋼鐵生產(chǎn)、*藥制造、飼料生產(chǎn)、肉類加工、電子元件及核燃料生產(chǎn)等工業(yè)排放的廢水中含有高濃度的硝酸鹽和亞硝酸鹽。
某些含有有機(jī)氮或氨氮的工業(yè)廢水起初也許不含硝酸鹽和亞硝酸鹽,但對(duì)這些廢水進(jìn)行好氧生物處理時(shí)就有可能轉(zhuǎn)化成硝酸鹽或亞硝酸鹽。
亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物,在水中的穩(wěn)定性很差,在有氧和微生物的作用下可被氧化成硝酸鹽,在缺氧或無(wú)氧條件下可以被還原為氨。
因此在清潔的水體中,亞硝酸鹽的含量很低。
含氮有機(jī)物無(wú)機(jī)化分解*終階段的*表產(chǎn)物是硝酸鹽,因此當(dāng)水中的氮主要以硝酸鹽形式為主時(shí),可以表明水中含氮有機(jī)物含量已很少,水體已達(dá)到自凈。
如果水中含有較多的硝酸鹽而又含其他各種含氮化合物時(shí),表明水體的自凈過(guò)程正在進(jìn)行或水體正在受到硝酸鹽廢水的污染。
同時(shí)測(cè)定體中的氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等三種無(wú)機(jī)氮,并結(jié)合有機(jī)氮和總氮的分析化驗(yàn)結(jié)果,可以分析水體受含氮化合物污染的程度和自凈狀況。
同樣可以利用這些氮化物的分析結(jié)果,判斷污水處理的效果,指導(dǎo)調(diào)整脫氮工藝的運(yùn)行。
亞硝酸鹽在胃里可與仲銨作用,形成強(qiáng)致*物,亞硝銨是人體健康的毒理學(xué)指標(biāo)。
硝酸鹽在人體內(nèi)可以還原為亞硝酸鹽,所以飲用硝酸鹽濃度較高的水對(duì)人體健康也有危害。兒童飲用高硝酸鹽含量的水會(huì)使血液中變性血紅蛋白增加而出現(xiàn)中毒。
因此,國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水體中硝酸鹽濃度做了規(guī)定,其中,飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硝酸鹽*高允許濃度為20mg/L(以N計(jì)),《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定集中式生活飲用水地表水源的硝酸鹽*高允許濃度為10mg/L(以N計(jì))。
處理含硝酸鹽或亞硝酸鹽工業(yè)廢水的常規(guī)方法是微電解填料生物反硝化脫氮,對(duì)于少量的含硝酸鹽或亞硝酸鹽工業(yè)廢水還可以采用電滲析、反滲透、離子交換等方法。
9. 氟化物
含氟產(chǎn)品的制造、焦炭生產(chǎn)、電子元件生產(chǎn)、電鍍、玻璃和硅酸鹽生產(chǎn)、鋼鐵和鋁的制造、金屬加工、木材防腐及農(nóng)藥化肥生產(chǎn)等過(guò)程中都會(huì)排放含有氟化物的工業(yè)廢水。
含氟化物廢水的處理方法可分為沉淀法和吸附法兩大類。
沉淀法適于處理氟化物含量較高的工業(yè)廢水,但沉淀法處理不徹底,往往需要二級(jí)處理處理,所需的化學(xué)藥劑有石灰、明礬、白云石等。
吸附法適于處理氟化物含量較低的工業(yè)廢水或經(jīng)沉淀處理后氟化物濃度仍不能符合有關(guān)規(guī)定的廢水。
10. 硫化物
煉油、紡織、印染、焦炭、煤氣、紙漿、制革及多種化工原料的生產(chǎn)過(guò)程中都會(huì)排含有硫化物的工業(yè)廢水,含有硫酸鹽的廢水在厭氧條件下也可以還原產(chǎn)生硫化物成為含有硫化物的廢水。
含硫化物廢水的處理方法有將硫化物轉(zhuǎn)化為硫化鹽進(jìn)行絮凝沉淀和將硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫汽提兩類。