污水處理和處理工藝中常見的污染物

廢水中的污染物種類繁多，包括重金屬污染物、微生物污染物等來源。他們怎么都處理 ？

1.耗氧有機物(易生化)

污水耗氧有機物(易生物降解)主要有腐殖酸、蛋白質(zhì)、酯類、糖類、氨基酸等化合物，以懸浮或溶解狀態(tài)存在于廢水中。在微生物的作用下，這些有機物可以分解成CO2等簡單的無機物，但由于在天然水中分解時需要消耗水中的溶解氧，所以稱之為耗氧有機物。

含有這些物質(zhì)的污水一旦進(jìn)入水體，就會導(dǎo)致溶解氧含量降低，進(jìn)而水體變黑發(fā)臭。生活污水和食品、造紙、石化、化纖、制藥、印染企業(yè)排放的工業(yè)廢水中含有大量耗氧有機物。

據(jù)統(tǒng)計，我國造紙工業(yè)排放的耗氧有機物量約占工業(yè)廢水排放總量的1/4。城市污水的有機物濃度不高，但是城市污水因為水量大，排出的耗氧有機物量也很大。污水次生生物處理要解決的關(guān)鍵問題是去除污水中的大部分這類物質(zhì)。

耗氧有機物成分復(fù)雜，測量各種膠體有機物的濃度相當(dāng)困難。實踐中常用cODCr、BOD5、TOC、TOD等指標(biāo)來表示。一般來說，上述指標(biāo)值越高，消耗的水中溶解氧越多，水質(zhì)越差。當(dāng)天然水中的BOD5低于3mg/L，水質(zhì)良好，達(dá)到7.5 mg/L時，水質(zhì)已經(jīng)差于10mg/L，說明水質(zhì)已經(jīng)很差，其中的溶解氧接近于零。

可生物降解有機物可通過生化方法去除，如推流式活性污泥法(如曝氣池)、序批式活性污泥法(如SBR、CASS工藝)、生物膜或MBR等。

2.不可生物降解的有機物

可生物降解有機物是指不能被未馴化的活性污泥降解，但經(jīng)過一定時間馴化后能得到一定程度降解的有機物。廢水中的一些有毒大分子(如有機氯化物、有機磷農(nóng)藥、有機重金屬化合物、多環(huán)等以芳香族化合物為代表的長鏈有機化合物)屬于難被微生物降解的有機化合物，還有一些可稱為惰性有機化合物，根本不能被微生物降解。

含有這類有機物的廢水應(yīng)通過培養(yǎng)特殊微生物等方法進(jìn)行單獨處理。處理，或采用工藝處理等特殊厭氧方法將其部分CODCr轉(zhuǎn)化為BOD5，提高其可生化性，然后與其他污水混合進(jìn)行二級生物處理處理。

3.有機氮和氨氮

有機氮主要以蛋白質(zhì)的形式存在，也有帶或不帶氨基的化合物，如尿素、胞壁酸、脂肪胺、尿酸、有機堿等。有些有機氮難以生物降解，如樹膠、甲殼素和季銨化合物。或者以這些有機氮為原料生產(chǎn)的工業(yè)廢水都會含有這些有機氮。

鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工、飼料生產(chǎn)等行業(yè)排放含氨氮的工業(yè)廢水。皮革、動物排泄物等新鮮廢水中氨氮的初始含量不高，但廢水中氮的脫氨反應(yīng)在廢水中儲存或在排水管道中停留一段時間后，氨氮的濃度會迅速升高。

有機氮工業(yè)廢水可以用生物法處理處理。微生物去除有機碳的同時，高級氧化通過生物同化和生物礦化將廢水中的氮轉(zhuǎn)化為氨氮。氨氮廢水的處理處理方法有吹脫法、空氣吹脫法、離子交換法、活性炭吸附法、生物硝化反硝化法等。

4.磷和有機磷

國內(nèi)污水磷的主要來源是含磷洗滌用品的使用、人類排泄物和生活垃圾。洗滌產(chǎn)品主要使用磷酸鈉和多聚磷酸鈉，洗滌劑中的磷隨污水流入水中。工業(yè)廢水是造成水體中磷超標(biāo)的主要因素之一，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。如果工業(yè)廢水不經(jīng)處理直接排放，將對水體產(chǎn)生巨大影響，對環(huán)境和居民健康造成不利影響。

一般來說，除磷包括生化法(AO、A2O、氧化溝等。)和化學(xué)除磷(PAC、PFS等。)利用聚磷菌。但工業(yè)污水中的部分次磷酸鹽和有機磷，在正常除磷之前，必須經(jīng)過高級氧化pre-[/K31/]處理。

5.酸堿廢水

高濃度含酸、含堿廢水來源廣泛，化工、化纖、制酸、電鍍、煉油、金屬加工廠、酸洗車間都會排放酸性廢水。有的廢水含有硫酸、鹽酸等無機酸，有的含有甲酸、乙酸等有機酸，有的兩者都有。

廢水中酸的濃度變化很大，從不到1%到超過10%不等。造紙、印染、制革、金工等生產(chǎn)過程都會排放堿性廢水。大多數(shù)情況下，它含有無機堿和一些有機堿。一些廢水的堿濃度高達(dá)百分之幾。除了酸和堿之外，廢水還可能含有酸式鹽和堿式鹽，以及其他酸性或堿性無機和有機物質(zhì)。

隨意排放含酸、堿的廢水不僅污染和破壞環(huán)境，而且浪費資源。因此，首先要考慮酸堿廢水的回收和綜合利用。

當(dāng)酸堿廢水濃度較高時，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，有回收和綜合利用的可能?？捎糜谥圃炝蛩醽嗚F、石膏和肥料，也可重復(fù)利用或用于其他工廠。濃度小于4%的酸性廢水和濃度小于2%的堿性廢水由于回收意義不大處理將被中和。

6.石油污染物

高濃度含油廢水的主要工業(yè)來源是石油工業(yè)、石化工業(yè)、紡織工業(yè)、金屬加工業(yè)和食品加工業(yè)。石油開采、提煉、儲存、運輸或使用石油產(chǎn)品過程中會產(chǎn)生石油污染物；來自肉類加工、牛奶加工、洗衣、汽車修理和其他過程的廢水也含有油或油脂。

一般生活污水中，油占總有機質(zhì)的10%左右，每人每天產(chǎn)油約15g。除重質(zhì)焦油的相對密度外，廢水中所含的油類均小于1。因此污水處理含油廢水的重點是去除相對密度小于1的油類。

廢水中油類污染物的種類按其存在形式可分為五種物理形態(tài)。

(1)游離油靜止時，能迅速上升到液面形成油膜或浮油。這種油珠的粒徑一般大于100μm，約占廢水中油總量的60%-80%。

(2)機械分散油，即粒徑為10μm-100μm的細(xì)小油滴，在廢水中穩(wěn)定性差，靜置一段時間后往往會相互結(jié)合形成浮油。

(3)乳化油滴，粒徑小于10μm的一般為0.1-2 μ m，這類油滴化學(xué)穩(wěn)定性較高，往往因為水中的表面活性劑而成為穩(wěn)定的乳狀液。

(4)溶解油的油滴分散得很細(xì)。油滴的粒徑比微電解乳化油小，有的可以小到幾個納米，也就是化學(xué)概念上真正溶解在廢水中的油。

(5)固體附著油，油珠吸附在廢水中固體顆粒的表面。

廢水中不同形態(tài)的油和不同程度的處理采用不同的處理方法和裝置。常用的油水分離方法有隔油池、普通隔油池、混凝隔油池、粗顆粒聚結(jié)除油法、氣浮除油法等。

7.病原微生物

一般來說，廢水中有五種病原微生物:細(xì)菌、病毒、立克次體、原生動物和真菌。Kirstigmatis介于細(xì)菌和病毒之間，有微生物學(xué)家將梅毒為代表的致病螺旋體歸為第六種致病微生物，而螺旋體則介于細(xì)菌和原蟲之間。一些高于原生動物的微生物，如線蟲，也會致病。屠宰、生物制品、醫(yī)院、制革、洗毛等產(chǎn)生的生活污水和工業(yè)廢水中往往含有這些致病微生物，可感染各種疾病。

對致病病原體集中、含量較大的污水最好單獨消毒處理，然后與其他污水一起進(jìn)行二次生化處理，以減少消毒劑用量。由于病原體長期生活在水中，一些病毒和寄生蟲卵很難被普通消毒方法殺死。

消毒方法有氯氣、二氧化氯、臭氧、石灰處理、紫外線照射、加熱處理、超聲波等氧化法。另外，超濾處理也可以去除水中的大部分細(xì)菌。就去除細(xì)菌和病毒而言，臭氧氧化、紫外線照射等方法有效，但處理后的水中沒有類似余氯的殘留消毒劑，無法阻止微生物的繁殖。通常需要在處理之后加氯。

8.硝酸鹽和亞硝酸鹽

來自微電解包裝肥料制造、鋼鐵生產(chǎn)、火藥制造、飼料生產(chǎn)、肉類加工、電子元件和核燃料生產(chǎn)的廢水含有高濃度的硝酸鹽和亞硝酸鹽。有些含有機氮或氨氮的工業(yè)廢水，一開始可能不含這些，但在廢水好氧時可能轉(zhuǎn)化為硝酸鹽或亞硝酸鹽處理

亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物，在水中穩(wěn)定性差。在氧氣和微生物的作用下可被氧化成硝酸鹽，在缺氧或厭氧條件下可被還原成氨。所以清水中的亞硝酸鹽含量很低。硝酸鹽是含氮有機物無機分解最后階段的代表性產(chǎn)物。因此，當(dāng)水中的氮主要以硝酸鹽形式存在時，說明水中含氮有機物含量較低，水體已達(dá)到自凈狀態(tài)。

如果水中含有較多的硝酸鹽等含氮化合物，說明水體的自凈過程正在進(jìn)行中，或者水體正在受到硝酸鹽廢水的污染。同時，通過測定氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮三種無機氮，結(jié)合有機氮和總氮的分析結(jié)果，可以分析含氮化合物對水體的污染程度和自凈狀況。

這些氮化物的分析結(jié)果也可以用來判斷污水處理的效果，指導(dǎo)脫氮工藝運行的調(diào)整。亞硝酸鹽可與胃中的次銨反應(yīng)生成強致癌物，硝酸鹽在人體內(nèi)可還原為亞硝酸鹽，所以飲用硝酸鹽濃度高的水對人體健康也是有害的。兒童飲用硝酸鹽含量高的水，會使血液中變性血紅蛋白增加，導(dǎo)致中毒。

因此，國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水中硝酸鹽的濃度，其中《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定較高允許濃度為20mg/L，《地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 3838-2002規(guī)定集中式飲用水地表水源中硝酸鹽的較高允許濃度為10mg/L，按n計。

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脫氮。對于少量含硝酸鹽或亞硝酸鹽的工業(yè)廢水，也可采用電滲析、反滲透、離子交換等方法。

9.氟化物

在制造含氟產(chǎn)品、焦炭生產(chǎn)、電子元件生產(chǎn)、電鍍、玻璃和硅酸鹽生產(chǎn)、鋼鐵和鋁制造、金屬加工、木材防腐以及農(nóng)藥和肥料生產(chǎn)過程中將排放含氟工業(yè)廢水。

含氟廢水的處理處理方法可分為沉淀法和吸附法兩大類。沉淀法適用于處理中含氟量較高的工業(yè)廢水，但不完全沉淀法往往需要二次處理，需要的藥劑有石灰、明礬、白云石等。吸附法適用于含氟量低的工業(yè)廢水處理或經(jīng)沉淀后氟濃度仍不能滿足相關(guān)規(guī)定的廢水處理處理。

10.硫化物

在煉油、紡織、印染、焦炭、煤氣、紙漿、制革以及各種化工原料的生產(chǎn)過程中，都會排放含有硫化物的工業(yè)廢水。在厭氧條件下，含硫酸鹽的廢水也可以被還原成含硫化物的廢水。

含硫化物廢水的處理方法有兩種:將硫化物轉(zhuǎn)化為硫化物鹽進(jìn)行絮凝沉淀和將硫化物轉(zhuǎn)化為硫化氫進(jìn)行反萃。

1.氰化物

天然水一般不含氰化物。如果水中發(fā)現(xiàn)氰化氫，那一定是人類活動造成的。

水中氰化物的主要來源是工業(yè)污染。氰化物和氰尿酸是廣泛使用的工業(yè)原料。含氰廢水由采礦提煉、照相洗印、電鍍、金屬表面處理、焦?fàn)t、煤氣、染料、制革、塑料、合成纖維、工業(yè)煤氣洗滌等行業(yè)排放。此外，石油的催化裂化和焦化過程也會排放含氰廢水，其中電鍍行業(yè)是排放含氰廢水較多的行業(yè)。

常用的處理方法有氯氣氧化法、臭氧氧化法和電解氧化法。當(dāng)處理含有氰化物污水時，通常加入一定量的氧化劑次氯酸鈉，先轉(zhuǎn)化為氯化氰再水解成氰酸鹽，然后在堿性條件下氧化成二氧化碳，在酸性條件下氧化成銨鹽。

12.苯酚

煉油、化工、炸藥、樹脂、焦化等行業(yè)都會排放含酚廢水，其中土法焦化排放的廢水中酚的濃度較高。此外，機械維修、鑄造、造紙、紡織、陶瓷、煤氣化等行業(yè)也排放大量含酚廢水。

含高酚廢水的處理方法有萃取法、活性炭吸附法和焚燒法。

中濃度含水的方法有生物法、活性炭吸附法和化學(xué)氧化法。

低濃度含酚廢水也可以用臭氧氧化或活性炭處理吸附。

13.銀

銀是一種銀白色的貴金屬。唯一可溶的銀鹽是硝酸銀，它是廢水中銀的主要成分。硝酸銀廣泛應(yīng)用于無線電、化工、機器制造、陶瓷、攝影、電鍍、油墨制造等行業(yè)。含銀廢水的主要來源是電鍍和攝影。

從廢水中去除銀有四種基本方法:沉淀法、離子交換法、還原置換法和電解回收法。也使用吸附、反滲透和電滲析。由于從廢水中回收銀的經(jīng)濟(jì)價值很高，為了達(dá)到高回收率，常常將各種方法結(jié)合起來。例如含銀較多的電鍍廢水，可以通過離子交換、蒸發(fā)或電解還原等方法完全回收。

14.鎳

微電解鎳是一種銀白色金屬，延展性好，磁性高。廢水中的鎳主要以二價離子形式存在，如硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無機和有機絡(luò)合物形成的鎳鹽。

含鎳廢水的工業(yè)來源很多，其中電鍍工業(yè)是主要來源。此外，采礦、冶金、機械制造、化學(xué)、儀器儀表、石油化工、紡織等行業(yè)以及鋼廠、鑄鐵廠、汽車、飛機制造、印刷、油墨、陶瓷、玻璃等行業(yè)排放的廢水中也含有鎳。

處理含鎳廢水的方法有微電石灰沉淀法或硫化物沉淀法、離子交換法、反滲透法、蒸發(fā)回收法等。

15.鉛

純鉛是工業(yè)上廣泛使用的有色金屬之一。在電池、電鍍、顏料、橡膠、殺蟲劑、燃料、涂料、鉛玻璃、炸藥、火柴等制造業(yè)中，它經(jīng)常被用作原材料。鉛制版工藝排放的酸性廢水鉛濃度高，電鍍行業(yè)傾倒電鍍廢液產(chǎn)生的廢水鉛濃度也高。

處理含鉛廢水常用的方法有沉淀法、混凝法、吸附法、電偶鐵氧化法等。

16.鉻

純鉻是一種鋼灰色耐腐蝕金屬，硬度高。隨著工業(yè)的發(fā)展，鉻及其化合物的應(yīng)用日益廣泛，含鉻廢水的排放量也越來越大。含鉻緩蝕劑是循環(huán)冷卻系統(tǒng)中最有效的藥劑之一，已被大規(guī)模使用。

油墨、染料和油漆顏料的制造，鉻革的制作，電鍍，鋁處理的陽極氧化，其他金屬的清洗，都離不開鉻化合物，鉻化合物還可以用作木材的阻燃劑和阻燃劑。這些工業(yè)廢水自然會含有不同量的鉻。鉻在水中以六價(CrO42-)和三價(CrO2-)離子存在，工業(yè)廢水主要以六價形式存在。

含鉻廢水的處理法是先將六價鉻還原為三價鉻，形成氫氧化物沉淀后再去除三價鉻。蒸發(fā)回收高濃度含鉻廢水是一種高濃度有機廢水，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都是可行的。離子交換法可以將含鉻廢水的排放濃度降低到較低水平。

7.汞

水銀又稱水銀，是一種銀白色的液態(tài)金屬，具有升華特性。汞因其特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于氯堿、電子、石化、化工、冶煉、儀器儀表、造紙、炸藥、農(nóng)藥、紡織、印染、化肥、電器、制藥、油漆、毛皮加工等行業(yè)的生產(chǎn)過程中。例如，在化學(xué)和石油化工行業(yè)，汞被用作塑料生產(chǎn)和氫化、脫氫、磺化等反應(yīng)的催化劑，這些行業(yè)排放的生產(chǎn)廢水自然會含有不同量的汞。

處理含汞廢水常用的方法有硫化物沉淀法、微電解離子交換法、吸附混凝法、還原過濾法、活性炭吸附法和微生物濃縮法等。

18.有機氯

有機氯化合物包括氯代烷烴、氯代烯烴、氯代芳烴、有機氯農(nóng)藥，其中有機氯農(nóng)藥和多氯聯(lián)苯對環(huán)境影響較大，主要來自農(nóng)藥、染料、塑料、合成橡膠、化學(xué)品、化纖等行業(yè)排放的廢水。

有機氯廢水主要采用處理焚燒，焚燒產(chǎn)物為氯化氫和二氧化碳。為了回收和處理焚燒產(chǎn)生的氯化氫，具體的焚燒方法包括焚燒-煙氣堿中和、焚燒-回收無水氯化氫和焚燒-煙氣回收鹽酸。

9.苯并芘

苯并芘，簡稱BaP，是一種代表性的多環(huán)芳烴PAH，具有很強的致癌性。天然水中BaP的來源可分為人工來源和自然來源。前者主要來源于有機物的不完全燃燒，后者主要來源于生物合成的自然規(guī)律。因此，有機物燃燒不完全的行業(yè)，如煉油、焦化等行業(yè)的工業(yè)廢水和合成氨廠、磚廠、機場排放的廢水，都不同程度地存在BaP。

雖然BaP是有毒的，但是它的去除相對簡單和容易。臭氧、液氯和二氧化氯的高級氧化、活性炭吸附、絮凝沉淀和活性污泥法處理可有效去除廢水中的BaP。

20.鎘

鎘是一種灰白色金屬，在自然界中主要以二價形式存在。電鍍可以為鋼、鐵等提供耐腐蝕的保護(hù)層。具有吸附性好、涂層均勻光滑的特點。因此，工業(yè)中90%的鎘用于電鍍、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合金和電池等行業(yè)。含鎘廢水的來源還包括金屬開采、冶煉、電解、農(nóng)藥、醫(yī)藥、涂料、合金、陶瓷和無機顏料制造、電鍍、紡織印染等生產(chǎn)過程。

含鎘廢水的處理方法有氫氧化物或硫化物沉淀法、吸附法、離子交換法、氧化還原法、氧化鐵法、膜分離法和生化法等。對于離子交換后的高濃度或濃縮含鎘廢水，電解和蒸發(fā)回收法也是比較實用的方法。

1.砷

砷具有灰色金屬光澤，不溶于水，但許多含砷化合物易溶于水。無機砷主要以亞砷酸根離子和亞砷酸根離子的形式存在于水中。在溶解氧的存在下，亞砷酸鹽可以被氧化成低毒性的砷酸鹽。砷酸和砷酸鹽存在于冶金、玻璃儀器、陶瓷、皮革、化工、化肥、煉油、合金、硫酸、毛皮、染料和農(nóng)藥等工業(yè)廢水中。

砷的常規(guī)處理方法是石灰或硫化物沉淀，或氫氧化鐵或氫氧化鋁共沉淀。廢水處理的傳統(tǒng)絮凝工藝也能有效去除廢水中的砷。此外，活性炭或氧化鋁的吸附和離子交換在去除廢水中的砷方面也取得了不同程度的成功。

近年來，生化法處理處理含砷廢水的研究取得了進(jìn)展。實驗表明，活性污泥法除砷速度非?？?，0.5小時內(nèi)可去除總量的80%左右，1 ~ 2小時左右達(dá)到平衡狀態(tài)，即與污泥短時間接觸即可去除大量砷。但活性污泥對低濃度砷的去除率明顯高于高濃度砷，這也說明污泥對砷的去除能力有限。

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