1、包头轻工职业技术学院毕业论文题 目：水污染现状及其治理技术 专 业：环境监测与治理技术 班 级：环保 073003 班 学生姓名：逯苗 张耀强 谭帅琦 刘泰岩 指导教师：郭俊刚 王文华 张寅桃 2009 年 3 月 30 日包头轻工职业技术学院毕业论文 前言- 2 -前言人 一 直 以 为 地 球 上 的 陆 、 空 是 无 穷 尽 的 ， 所 以 从 不 担 心 把 千 万 吨 废 气 送 到 天 空 去 ，又 把 数 以 亿 吨 计 的 垃 圾 倒 进 海 洋 。 大 家 都 认 为 世 界 这 么 大 ， 这 一 点 废 物 算 什 么 ？ 我 们 错了 ， 其 实 地 球 虽 大 （
2、半 径 6300 多 公 里 ） ， 但 生 物 只 能 在 海 拔 8 千 米 到 海 底 11 千 米的 范 围 内 生 活 ， 而 占 了 95%的 生 物 都 只 能 生 存 在 中 间 约 3 公 里 的 范 围 内 ， 人 类 竟 肆意 地 从 三 方 面 来 弄 污 有 限 的 生 活 环 境 。 海 洋 污 染 ： 主 要 是 从 油 船 与 油 井 漏 出 来 的 原 油 ， 农 田 用 的 杀 虫 剂 和 化 肥 ， 工 厂 排 出的 污 水 ， 矿 场 流 出 的 酸 性 溶 液 ； 它 们 使 得 大 部 分 的 海 洋 湖 泊 都 受 到 污 染 ， 结 果 不 但
3、海 洋生 物 受 害 ， 就 是 鸟 类 和 人 类 也 可 能 因 吃 了 这 些 生 物 而 中 毒 。 陆 地 污 染 ： 垃 圾 的 清 理 成 了 各 大 城 市 的 重 要 问 题 ， 每 天 千 万 吨 的 垃 圾 中 ， 好 些 是 不能 焚 化 或 腐 化 的 ， 如 塑 料 、 橡 胶 、 玻 璃 、 铝 等 废 物 。 它 们 成 了 城 市 卫 生 的 第 一 号 敌 人 。 空 气 污 染 ： 这 是 最 为 直 接 与 严 重 的 了 ， 主 要 来 自 工 厂 、 汽 车 、 发 电 厂 等 等 放 出 的 一氧 化 碳 和 硫 化 氢 等 ， 每 天 都 有 人
4、 因 接 触 了 这 些 污 浊 空 气 而 染 上 呼 吸 器 官 或 视 觉 器 官 的 毛病 。 我 们 若 仍 然 漠 视 专 家 的 警 告 ， 将 来 一 定 会 落 到 无 半 寸 净 土 可 住 的 地 步 。环 境 污 染 是 指 人 类 直 接 或 间 接 地 向 环 境 排 放 超 过 其 自 净 能 力 的 物 质 或 能 量 ， 从 而使 环 境 的 质 量 降 低 ， 对 人 类 的 生 存 与 发 展 、 生 态 系 统 和 财 产 造 成 不 利 影 响 的 现 象 。 具 体包 括 ： 水 污 染 、 大 气 污 染 、 噪 声 污 染 、 放 射 性 污 染
5、 等 。 水 污 染 是 指 水 体 因 某 种 物 质 的 介入 ， 而 导 致 其 化 学 、 物 理 、 生 物 或 者 放 射 性 污 染 等 方 面 特 性 的 改 变 ， 从 而 影 响 水 的 有效 利 用 ， 危 害 人 体 健 康 或 者 破 坏 生 态 环 境 ， 造 成 水 质 恶 化 的 现 象 。 大 气 污 染 是 指 空 气中 污 染 物 的 浓 度 达 到 有 害 程 度 ， 以 致 破 坏 生 态 系 统 和 人 类 正 常 生 存 和 发 展 的 条 件 ， 对 人和 生 物 造 成 危 害 的 现 象 。 噪 声 污 染 是 指 所 产 生 的 环 境 噪
6、 声 超 过 国 家 规 定 的 环 境 噪 声 排 放标 准 ， 并 干 扰 他 人 正 常 工 作 、 学 习 、 生 活 的 现 象 。 放 射 性 污 染 是 指 由 于 人 类 活 动 造 成 物料 、 人 体 、 场 所 、 环 境 介 质 表 面 或 者 内 部 出 现 超 过 国 家 标 准 的 放 射 性 物 质 或 者 射 线 。 例如 ， 超 过 国 家 和 地 方 政 府 制 定 的 排 放 污 染 物 的 标 准 ， 超 种 类 、 超 量 、 超 浓 度 排 放 污 染 物 ；未 采 取 防 止 溢 流 和 渗 漏 措 施 而 装 载 运 输 油 类 或 者 有 毒
7、 货 物 致 使 货 物 落 水 造 成 水 污 染 ；非 法 向 大 气 中 排 放 有 毒 有 害 物 质 ， 造 成 大 气 污 染 事 故 ， 等 等 。由 于 人 们 对 工 业 高 度 发 达 的 负 面 影 响 预 料 不 够 ,预 防 不 利 ， 导 致 了 全 球 性 的 三大 危 机 : 资 源 短 缺 、 环 境 污 染 、 生 态 破 坏 . 人 类 不 断 的 向 环 境 排 放 污 染 物 质 。 但 由于 大 气 、 水 、 土 壤 等 的 扩 散 、 稀 释 、 氧 化 还 原 、 生 物 降 解 等 的 作 用 。 污 染 物 质 的 浓 度和 毒 性 会 自
8、 然 降 低 ， 这 种 现 象 叫 做 环 境 自 净 。 如 果 排 放 的 物 质 超 过 了 环 境 的 自 净 能力 ， 环 境 质 量 就 会 发 生 不 良 变 化 ， 危 害 人 类 健 康 和 生 存 ， 这 就 发 生 了 环 境 污 染本论文主要根据当前环境现状以及相对明显的环境污染和破坏问题有计划的进行规划分析,当中涉及环境污染的种类其中包括水污染及其治理、大气污染与治理、噪声污染、固体废弃物的污染以及治理.主要是讨论现在存在的以及现有的治理技术和状况,还有一些对未来环境可能出现的破坏情况的展望和设想，本文主要以水污染为主！包头轻工职业技术学院毕业论文 摘要- 3 -摘
9、要现代经济的飞速发展，也给水资源带来了巨大的冲击，目前为止，我国水污染情况已十分严重，符合饮用水卫生标准的水仅占 10%，全国水资源流域已污染告高达 50%。而且现代水污染种类不断增加，水体污染的程度一步步加深，我们面临的情况十分严峻。面对以上情况，本论文着手水污染的现状、等级、以及污染种类进行剖析和初步治理方法，并且以极具有代表性的活性污泥法和生物膜法为例，进行深入介绍与分析，为治理水污染方面知识进行巩固与积累，为将来水污染的治理及其建设项目进行储备。关键词：活性污泥法、生物膜法、水污染的种类包头轻工职业技术学院毕业论文 目录- 4 -目录第一章 水污染等级、种类及其现状4第一节 水污染的等
10、级介绍4第二节 水体污染种类4第三节 水体污染现状5第二章 水污染治理技术5第一节 活性污泥法5第二节 生物膜法6第三节 其他处理方法10参考文献11包头轻工职业技术学院毕业论文 第一章 水污染等级、种类及其现状- 5 -第一章 水污染等级、种类及其现状第一节 水污染的等级为评价我国地表水水质，我国有关部门曾对全国 878 条河流，总长度为 87100km 的河流水体进行综合评价。评价结果表明我国地表水可分为五级，其污染程度和可利用情况如下。 一级水：水质良好符合饮用水，渔业用水标准，占评价河流总长度 281； 二级水：轻度污染，符合地面水水质卫生标准，可作渔业用水，经处理后可作饮用水，占总长
11、度 395； 三级水：较重污染，可作农业灌溉用水，占总长度 19.5； 四级水：重污染，不符合农业灌溉要求，占总长度 6.8； 五级水，严重污染，占总长度 6.1。1第二节 水污染的种类1.2.1 污染源的分类方法污染源分类方法有下列几种：(1)按造成水体污染原因分为天然污染源和人为污染源；(2)按受污染的水体分为地面水污染源，地下水污染源和海洋污染源，(3) 按污染源释放的有害物质种类分为物理性污染源( 如热或放射性物质等) 、化学性污染源 (如无机物或有机物)、生物性污染源(如细菌或霉素 )；(4)按污染源的分布特征分为点污染源(如城市污水、工矿企业和排污的船舶等)、面污染源 (如雨水的地
12、面径流、水土流失以及农田大面积排水等 )、扩散污染源( 随大气扩散的污染物通过沉降或降水等途径进入水体，如放射性沉降物、酸雨等) 。2 1.2.2 按污染源分细菌和微生物污染。这类污染特点是数量大，分布广。特别是以地表水作为取水源头的供水企业，其污染主要来自城镇生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等。每升生活污水中细菌总数可达几百万个以上，每克粪便中大约就有 100 多万个，细菌的种类也达百种包头轻工职业技术学院毕业论文 第一章 水污染等级、种类及其现状- 6 -之多。若只经加氯消毒就供饮用的水源，大肠菌群每升也不会少于千个。 有机物污染。这类污染主要是由于化肥农药及有机化学污染造成的。一般水中
13、的碳水化包头轻工职业技术学院毕业论文 第二章 水污染治理技术- 7 -合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂类等都可造成水中有机物含量偏高，水质变差，导致水体污染。水中有机物含量可以用五日生化需氧量（BOD5）或化学需氧量（COD）来表示。一般的有机污染物进入水中后就进行化学氧化分解，然后在微生物作用下进行生物化学氧化分解，这个过程会随温度、有机浓度、微生物种类的变化相应发生改变。含氮有机物就被硝化成亚硝酸盐、硝酸盐。溶解氧就是衡量有机污染程度和划分指标等级的依据，污染越严重溶解氧就越少。 富营养化污染。主要指以水库、湖泊为取水源头的污染。在水库与湖泊中由于水流缓慢，在有机物作用下引起藻类、浮游生物的
14、急剧增长。水体富营养化没有统一指标规定。富营养化的水体藻类较多，水体呈绿或棕绿色，且伴有臭味，引起人体感官不适，对水质的净化和处理带来很大的麻烦。 此外，在工业较为发达的地区，水污染还包括有毒物污染、化学物质类污染、热污染、放射性污染等。 第三节水污染的现状我国符合饮用水卫生标准的水仅占 10%，基本符合标准的占 20%，不符合饮用水标准的达 70%。以地下水为饮水的城市， 90%以上的地下水受到不同程度的污染，而且污染逐年加重。如在苏南地区 16 个饮用水池中，已检测出 154 种有机污染物，其中几十种化合物超标。工业废水中有机物排放量，特别是化学成分逐年增加，流经主要城市的河流普遍受到不同
15、程度的污染。有的河流成为排污沟的污水塘。一位全国人大代表，高级农艺师曾经说过，我国农药年均使用量 50 万吨，其中 30%被农作物吸收，35 万吨流入江河，进入人的食物链。中国环境报有一篇文章说：“截至目前，我国浅层地下水资源污染比较普遍，大约有 50%的地区遭到一定程度的污染，约有一半城市市区的地下水污染比较严重，地下水水质呈下降趋势” 。中国科学院 1996 年发布的国情研究报告指出：中国 532 条河流的污染状况进行的调查表明已有 436 条河流受到不同程度的污染。中国湖泊达到富营养水平的已超过 63.6%。在中国人口密集的地区，湖泊、水库已全部受到了污染。 所以我国的水污染现状令人堪忧
16、啊！3第二章 水污染治理技术第一节活性污泥法1.1 活性污泥法的简介活性污泥法 法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水包头轻工职业技术学院毕业论文 第二章 水污染治理技术- 8 -中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。activated sludge process 污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后时污泥与水分离，大部分污泥再回流
17、到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。影响活性污泥过程工作效率(处理效率和经济效益) 的主要因素是处理方法的选择与曝气池和沉淀池的设计及运行1.2 流程第一阶段，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积和多糖类黏性物质。同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物。 第二阶段，微生物在氧气充足的条件下，吸收这些有机物，并氧化分解，形成二氧化碳和水，一部分供给自身的增殖繁衍。活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。 经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和
18、其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度；增殖的微生物从系统中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。41.3 工艺流程1.4 污泥膨胀现象及其处理方法包头轻工职业技术学院毕业论文 第二章 水污染治理技术- 9 -污泥膨胀现象：污泥体积和污泥指数增高；静止 30 分钟,污泥量筒内的污泥不下沉或很少下沉；筒内泥水分不清，排泥后污泥浓度降低而污泥体积仍不降低；污泥絮状结构被破坏，颗粒细小极散；严重时沉淀区下部的污泥体积增
19、长，污泥沉淀性能恶化，污泥面上升至接近于水面的部位，污泥外溢。污泥是轻飘飘的羽毛状，难于沉淀，镜检可以发现大量丝状菌，菌胶团减少，结构不紧密，处理效果严重下降。污泥膨胀的主要原因：（1）丝状菌繁殖引起的膨胀 原因：污泥中丝状菌过渡增长繁殖的结果，丝状菌作为菌胶团的骨架，细菌分泌的外酶通过丝状菌的架桥作用将千万个细菌凝结成菌胶团吸附有机物形成活性污泥的生态系统。但当丝状菌大量生长繁殖，活性菌胶团结构受到破坏，形成大量絮体而漂浮于水面，难于沉降。这种现象称为丝状菌繁殖膨胀。 丝状菌增长过快的原因： a、溶解氧过低， 0.72.0mg/l b、冲击负荷有机物超出正常负荷，引起污泥膨胀 c、进水化学条
20、件变化： 一是营养条件变化，一般细菌在营养为 BOD5：N ：P 100：5：1 的条件下生长，但若磷含量不足，CN 升高，这种营养情况适宜丝状菌生活。 二是硫化物的影响，过多的化粪池的腐化水及粪便废水进入活性污泥设备，会造成污泥膨胀。含硫化物的造纸废水，也会产生同样的问题。一般是加 510mL/L 氯加以控制或者用预曝气的方法将硫化物氧化成硫酸盐。 处理方法：解决办法： a、保持一定的活性污泥浓度，控制每天排除污泥的净增量，控制回流比。 b、控制 F/M（污泥负荷） 调节进水和回流污泥 c、保持污泥龄不变 Lo进水有机物浓度；X MLSS 浓度； Sr回流污泥浓度；Qw回流污泥量 d、污泥膨
21、胀严重时投加铁盐絮凝剂或有机阳离子凝聚剂 （2）非丝状菌膨胀 非丝状菌膨胀原因是污泥含有大量表面附着水，水质含有很高的碳水化合物而含 N 量低，当这些碳水化合物被细菌降解时形成多糖类物质，使代谢产物表面吸附表面水，说明 C/N比失调或水温过低。 解决办法：增加 N 的比例，引进生活污水以增加蛋白质的成分，调节水温不低于 5 度1.5 活性污泥法的总结活性污泥废水生物处理系统的传统方式，也是最常见的一种方法。系统由曝气池、二次沉淀池和污泥回流管线和设备三部分组成。液流为有回流的推流式。初次沉淀后的废水津水域由二次沉淀池来的回流污泥混合后再抱起吃起段进入池内，大约曝气 6 小时，进水与回流污泥通过
22、扩散曝气或机械曝气作用进行混合，混合液推流前进，曝气强度不变。流动过程中进行有机物的吸附、絮凝和氧化作用。从曝气池流出的混合液在二次沉淀池沉淀包头轻工职业技术学院毕业论文 第二章 水污染治理技术- 10 -后，沉淀出的活性污泥以进水量的 25-50%返回曝气池（即污泥回流比为 25-50%） 。这种方法常用于低浓度生活污水处理，对冲击负荷很敏感，生化需氧量的去除率达 85-95%。 所以要详细了解其原理及其个流程环节才可以使出水水质达到最佳4第二节生物膜法2.1 生物膜法简介及其特点生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌
23、氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为庆气层、好气层、附着水层、运动水层。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附着水层有机物，由好气层的好气菌将其分解，再进入厌气层进行厌气分解，流动水层则将老化的生物膜冲掉以生长新的生物膜，如此往复以达到净化污水的目的。 生物膜法具有以下特点：（1）对水量、水质、水温变动适应性强；（2）处理效果好并具良好硝化功能；（3）污泥量小（约为活性污泥法的 34）且易于固液分离；（4）动力费用省。2.2 生物膜的形成前提条件：起支撑作用的载体物填料或称滤料；营养物质有机物、N、 P 以及其它；接种微生物生物膜的形成过程：含有营养物质和接种微生物的污水在填料的表面流动，一定时间后，微生物会附着在填料表面而增殖和生长，形成一层薄的生物膜。生物膜的成熟：在生物膜上由细菌及其它各种微生物组成的生态系统以及生物膜对有机物的降解功能都达到了平衡和稳定。对于城市污水，在 20C 条件下，生物膜从开始形成到成熟，一般需要 30 天左右。 4
