水處理工程師必懂的廢水處理知識

為(wei) 什麽(me) 要汙水處理？

一般來說，當環境和資源遭到破壞，生態平衡失調後，沒有十幾年、幾十年，甚至上百年的時間，是難以恢複的，而且有時是無法恢複的。

ISO14000係列標準是由國際標準化組織的環境管理技術委員會(hui) 製定的環境管理標準，其指導思想是“全麵管理、預防汙染、持續改進”，是環境管理思路與(yu) 方法的創新。ISO14000有非常嚴(yan) 格的標準和條例，從(cong) 購進原料開始到產(chan) 品出廠每個(ge) 生產(chan) 工序和管理環節均有相應的核查標準，它從(cong) 製度上嚴(yan) 格地預防了汙染物質在生產(chan) 過程中的產(chan) 生和保證汙染物質的有效治理。廢水治理僅(jin) 僅(jin) 是ISO14000係列標準中的一個(ge) 部分。目前ISO14000係列標準正在國內(nei) 某些大城市和大型企業(ye) 開始試點和執行。

ISO14000環境質量認證被稱為(wei) 國際市場認可的“綠色護照”，誰通過認證，無疑就獲得了“國際通行證”。許多國家紛紛宣布，沒有環境管理認證的商品和產(chan) 品，將在進口時受到數量和價(jia) 格上的限製。因此，隨著與(yu) 國際市場的逐步接軌，ISO14000環境質量認證在國內(nei) 所有的企業(ye) 中全麵推廣執行，如同ISO9000（質理管理標準）一樣。

因此，從(cong) 環境管理標準的角度出發，我們(men) 不僅(jin) 要努力做好汙染源末端的廢水處理工作，實行科學的環保管理，保證處理出水達標排放；更應該化大力氣狠抓汙染源前端的清潔生產(chan) 管理，預防汙染，減少汙染。

保護環境已經成為(wei) 我國經濟持續發展的基本國策，因此，廢水處理應符合我國製定的環境保護法規和方針政策。在環保的規劃設計中，必須把生產(chan) 觀點和生態觀念、環境保護結合起來統籌考慮，把治理廢水和改進生產(chan) 工藝、實行清潔生產(chan) 結合起來統籌考慮。通過係統的分析和考證，尋求比較合理的治理方案。環保管理的主要原則歸納起來有以下幾點：

（1）淘汰不合理的產(chan) 品

對於(yu) 一些傳(chuan) 統的、低產(chan) 值的、廢水治理難度極大的垃圾產(chan) 品應該下決(jue) 心用高產(chan) 值的、技術含量高的產(chan) 品置換掉。如果某產(chan) 品的年利潤還抵不上每年用於(yu) 廢水的治理成本，這樣的產(chan) 品應下決(jue) 心停止生產(chan) ，換上汙染少且易於(yu) 治理達標的產(chan) 品。

（2）加強管理，減少汙染

企業(ye) 管理也是防治汙染的一個(ge) 重要因素。如設備的跑、冒、滴、漏；不按操作規程辦事造成的生產(chan) 事故或產(chan) 品報廢等導致的大量高濃度廢水的產(chan) 生；用大量的水衝(chong) 洗設備與(yu) 地麵，造成廢水量的增加；冷卻水與(yu) 生產(chan) 廢水未做到“清濁分流”，都會(hui) 增加廢水的水量和廢水的治理難度。

（3）建立區域性的小型汙水處理廠

對工廠比較集中的地方，不必套用“誰汙染，誰治理”的原則，而應該加強各企業(ye) 間的聯係，統籌考慮汙染的治理對策，若有必要和可能，可將各個(ge) 工廠的廢水集中處理，建立統一的汙水處理廠，實行“誰汙染，誰出錢”的治理方法。因為(wei) 各個(ge) 工廠由於(yu) 產(chan) 品的不同，廢水的水質也不是一樣的，如有的工廠的廢水是酸性的，而有的工廠的廢水卻是堿性的，放在一起處理可以減少中和藥劑的處理費用；有的工廠排出的高鹽分低COD的廢水，而有的工廠的廢水卻是高濃度易生物降解的，如果單獨處理的話，都是治理難度很大的廢水，但如果放在一起進行生化處理，由於(yu) 水質條件的改善，不僅(jin) 可以減少廢水的處理難度，而且可以提高處理效率。

（4）提高水的循環利用率

為(wei) 了減少廢水水量，首先應該在廢水產(chan) 生的源頭上多做文章。如可以考慮水的循環利用、或多次重複利用，提高水的循環利用率，盡量減少外排水量。在國外，某些先進企業(ye) 水的循環利用率已經達到96%以上，而上海生產(chan) 企業(ye) 水的循環利用率還停留在20-30%的較低水平，尚有很大的潛力可以挖掘。提高生產(chan) 用水的循環利用率不僅(jin) 可以減輕環境汙染，而且還能減少新鮮水的補充用量，在一定程度上可以緩和日益緊張的水資源問題。在廢水處理時，也應該盡量考慮處理出水的循環使用。

（5）回收利用和綜合利用

廢水中的汙染物，都是在生產(chan) 過程中進入水中的原材料、半成品、成品和反應介質（如溶劑），特別是精細化工生產(chan) 中一些化學反應往往不能十分安全，產(chan) 品的分離過程也不可能十分徹底，因此在廢水中尤其是在反應母液中常含有一定數量的有用物質。排放這些汙染物質，就會(hui) 汙染環境，造成危害。但若加以回收利用或綜合利用，便可以變廢為(wei) 寶，化害為(wei) 利；或以廢治廢，取長補短，綜合治理，就可以節省水處理的費用。

針對當前環保行政執法和環境管理與(yu) 群眾(zhong) 投訴不相適應的狀況，上海市開通了環保應急熱線62863110，即所謂的“環保110”。今後電話號碼將簡化為(wei) 63110（“綠色110”的諧音）。這是全國環保係統中首個(ge) “環保110”。隨著環保力度的加強，全國各地將先後推行環保應急熱線。

環保應急熱線的職責範圍是：受理和組織在全市範圍內(nei) 發生的重大汙染事故受理對排汙單位汙染非法排放的舉(ju) 報，如偷排、直排等；受理和處理由環境問題引發的可能造成社會(hui) 不穩定的事件；協助有關(guan) 部門處理可能對環境造成影響的重大事件；其它無需到現場處理的環境汙染問題，環保應急熱線可24小時接受上述範圍內(nei) 的全市群眾(zhong) 的投訴。

對於(yu) 汙染排放單位來說，環保110的開通既是壓力又是動力，我們(men) 隻有認真做好汙染的管理和治理工作，才能經受住環保執法機構和群眾(zhong) 的監督考驗。

廢水和其中的汙染物是生產(chan) 工藝過程的產(chan) 物，因此改革生產(chan) 工藝，實行清潔生產(chan) 是消滅或減少廢水危害的根本措施。通過工藝及設備的改革可以把廢水消滅於(yu) 生產(chan) 過程之中，這樣既可以提高原輔材料的利用率，又可減少廢水的處理費用。這方麵工作應由生產(chan) 工藝工程師及環境工程師共同合作完成。應該認識到保護環境不隻是環境工程師的工作，而是要從(cong) 汙染源頭進行控製，這樣才能真正把廢水治理好。因此，在工藝設計、產(chan) 品試製時就要考慮今後可能發生的環境汙染問題。在選擇合成路線時，盡量采用無公害、少公害的生產(chan) 工藝，要選擇原料利用率最高的路線，在生產(chan) 工藝中不用或少用生物難降解性物質或有毒有害物質，包括原輔材料及溶劑，並加強溶劑及副產(chan) 品的回收及綜合利用工作。具體(ti) 的辦法大致有下列幾種：

（1）采用新工藝、新技術、新路線

采用新工藝、新技術、新路線。首先可對生產(chan) 工藝中配料比作一核實，應把汙染較大，而又超過理論配比的原料降低，以增加原料的利用率以及廢水的可處理性。

在化工生產(chan) 中，有時采取了新的路線，不但可提高生產(chan) 水平，也可以解決(jue) 廢水處理問題。例如以往抗結核藥物原料異煙酸，需由硫酸作電解液進行電解氧化製備，過程中產(chan) 生的酸性廢水水量較大且較難處理。現采用空氣催化氧化新技術，在流化床中進行反應，廢水水量也較少，汙染問題也比較容易解決(jue) 。

（2）更換原輔材料

這是常用的方法，如用無毒或低毒的原料代替高毒或劇毒的原料，用生物可降解物質代替生物難降解物質等。此外要盡可能地不用和少用排放標準中規定限止性物質，特別是一些要求嚴(yan) 格的物質，這樣就可以減輕廢水處理的負擔。例如現在對廢水中的氨氮濃度有較嚴(yan) 格的要求，這樣就要求在生產(chan) 中盡可能少用氨水或液氨。例如以前在調節廢水pH時，有的處理工藝用氨水調節，則出水中的氨氮就會(hui) 大大超標，也增加了廢水的生化處理的難度。同樣的原理我們(men) 應少用重鉻酸鉀做氧化劑，少用硝基化合物、氯代烴做溶劑。

在選用溶劑時，除了需滿足生產(chan) 工藝上的要求外，還需考慮溶劑的生物可降解性及其毒性。

（3）選用新的後處理工藝，將汙染減輕或消滅在生產(chan) 工藝中

這種方法對於(yu) 從(cong) 事化學化工生產(chan) 的技術人員來說，是大有用武之地的。例如，在有機合成工業(ye) 中，常用加水稀釋反應物料的方法（水析）使反應產(chan) 物從(cong) 反應有機溶劑中析出，水析所產(chan) 生的母液，由於(yu) 水量較大，其中有機溶劑（如甲醇、乙醇等水溶性溶劑）較難回收，帶入廢水流中造成汙染。如果在稀釋前，先用蒸餾法回收大部分溶劑，再用水稀釋，則廢水中有機物的含量可明顯下降。

為(wei) 了使所得的產(chan) 品保證較好的質量，反應產(chan) 物或中間產(chan) 物常需進行洗滌，以除去產(chan) 物中夾帶的雜質。洗滌操作是否合理，對廢水汙染程度有相當大的影響。但是，如果采用新的後處理技術即可以使洗滌廢水全部消滅於(yu) 工藝操作過程中，實現零排汙。廢水中的鹽分含量太高會(hui) 抑製微生物的生長繁殖，影響生化處理的效果。我們(men) 也可以采用新的後處理工藝來解決(jue) 廢水處理中的這一難點。例如某廠將對硝基氯苯在甲醇溶劑中與(yu) 氫氧化鈉反應製備對硝基苯甲醚。原先的後處理操作工藝是用水洗滌去除反應物料中的NaCl鹽分，該操作的結果是廢水水量大，廢水中的鹽分含量高，導致後續的生化處理發生困難。後來該廠改進了後處理的操作工藝，先將反應物料（有機相）中的NaCl過濾掉，再用水洗滌並析出對硝基苯甲醚，改進後的操作工藝不僅(jin) 可以減少廢水水量的50%，而且可以回收廢水中鹽分的97.4%，削減廢水有機負荷58.7%，廢水的生物降解性能得到了很大的改善。

（4）加強溶劑回收工作

在大多數化工原料生產(chan) 廠，溶劑在原輔料中的使用比例是相當高的，可以說，許多生產(chan) 廢水中的有機負荷基本上來自溶劑，因此，重視和做好溶劑的回收工作不僅(jin) 是防治汙染、減少汙染的重要措施，也是降本增效、提高利潤的重要途徑，具有環境和經濟的雙重效益。如上海某生產(chan) 激素的製藥廠，有機負荷（COD）的日排放總量為(wei) 8噸，是地區的汙染大戶。該廠的環保治理首先從(cong) 溶劑的回收工作做起，將含有相同溶劑的母液廢水集中起來加以回收，結果廢水中的有機負荷日排放總量從(cong) 8噸降至3噸，回收溶劑的收益超過了廢水處理站的運行費用。

廢水中有許多有機物質，含有十幾種、幾十種，甚至上百種有機物質的廢水也是能經常遇到的，如果對廢水中的有機物質一一進行定性定量的分析，既耗時間，又耗藥品。那麽(me) 能不能隻用一個(ge) 汙染指標來表示廢水中所有的有機物質及其它們(men) 的數量呢？環境科學工作者經過研究發現，所有的有機物質都有二個(ge) 共性：一是它們(men) 至少都由碳氫組成；二是絕大多數的有機物質能夠化學氧化或被微生物氧化，它們(men) 的碳和氫分別與(yu) 氧形成無毒無害的二氧化碳和水。廢水中的有機物質不論是在化學氧化過程中還是在生物氧化過程中都要消耗氧，廢水中的有機物質愈多，則消耗的氧量也愈多，二者之間是呈正比例關(guan) 係的。於(yu) 是環境科學工作者們(men) 將廢水用化學藥劑氧化時所消耗的氧量稱為(wei) 化學需氧量，即COD；而將廢水用微生物氧化所消耗的氧量稱為(wei) 生物需氧量，即BOD。由於(yu) COD和BOD能夠綜合性地反映廢水中所有有機物質的數量，且分析比較簡單，因此被廣泛地應用於(yu) 廢水分析和環境工程上。

實際上，COD並不是單單表示水中的有機物質的，它還能表示水中具有還原性質的無機物質，如：硫化物、亞(ya) 鐵離子、亞(ya) 硫酸鈉，甚至氯根離子等。譬如講，如果鐵炭池出水中的亞(ya) 鐵離子在中和池中沒能完全被去除掉的話，則生化處理出水中由於(yu) 有亞(ya) 鐵離子的存在，出水COD可能會(hui) 超標。

化學需氧量（COD）是指廢水中能被氧化的物質在被化學氧化劑氧化時，所需要的氧量，以氧的毫克/升作為(wei) 單位。它是目前用來測定廢水中有機物含量的一種最常用的手段。COD分析中常用的氧化劑有高錳酸鉀（錳法CODMn）和重鉻酸鉀（鉻法CODCr），現在常用重鉻酸鉀法。廢水在強酸加熱沸騰回流條件下對有機物實行氧化，用硫酸銀作催化劑時可以使大多數的有機物的氧化率提高到85-95%。如果廢水中含有較高濃度的氯根離子，應該用硫酸汞將氯離子屏蔽掉，以減少對COD的測定幹擾。

什麽(me) 叫BOD5（生化需氧量）？

生化需氧量也可以表征廢水被有機物汙染的程度，最常用的為(wei) 5日生化需氧量，以BOD5表示，它表示廢水在微生物存在下進行生化降解5日內(nei) 所需要的氧的數量。今後我們(men) 將經常使用5日生化需氧量。

有的有機物是可以被生物氧化降解的（如葡萄糖和乙醇），有的有機物隻能部分被生物氧化降解（如甲醇），而有的有機物是不能被生物氧化降解的而且還具有毒性（如銀杏酚、銀杏酸、某些表麵活性劑）。因此，我們(men) 可以把水中的有機物分成2個(ge) 部分，即可以生化降解的有機物和不可生化降解的有機物。

通常認為(wei) COD基本上可表示水中的所有的有機物。而BOD為(wei) 水中可以生物降解的有機物，因此COD與(yu) BOD的差值可以表示廢水中生物不可降解部分的有機物。

什麽(me) 叫B/C？B/C表示什麽(me) 意義(yi) ？

B/C是BOD5與(yu) COD比值的縮寫(xie) ，該比值可以表示廢水的可生化降解特性。如果CODNB表示COD中的不可生物降解部分，則廢水中不可為(wei) 微生物生物降解的有機物所占的比例可用CODNB/COD表示。

BOD5/COD與(yu) CODNB/COD之間有如下表所示的關(guan) 係：

當BOD5/COD≥0.45時，不可生物降解的有機物僅(jin) 僅(jin) 占全部有機物的20%以下，而當BOD5/COD≤0.2時，不可生物降解的有機物已占全部有機物的60%以上。

因此，BOD5/COD值常常被作為(wei) 有機物生物降解性的評價(jia) 指標。

B/C在環境工程上有著非常重要而實用的意義(yi) 。

pH實際上是水溶液中酸堿度的一種表示方法。平時我們(men) 經常習(xi) 慣於(yu) 用百分濃度來表示水溶液的酸堿度，如1%的硫酸溶液或1%的堿溶液，但是當水溶液的酸堿度很小很小時，如果再用百分濃度來表示則太麻煩了，這時可用pH來表示。pH的應用範圍在0-14之間，當pH＝7時水呈中性；pH＜7時水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；當pH＞7時水呈堿性，pH愈大，水的堿性愈大。

世界上所有的生物是離不開水的，但是適宜於(yu) 生物生存的pH值的範圍往往是非常狹小的，因此國家環保局將處理出水的pH值嚴(yan) 格地規定在6-9之間。

水中pH值的檢測經常使用pH試紙，也有用儀(yi) 器測定的，如pH測定儀(yi) 。

一般來說，廢水中的有機物質和無機物質的含量是很小很小的，如果用百分濃度或其他濃度來表示則太麻煩太不方便了，譬如一噸廢水中往往隻有幾克、幾十克、幾百克甚至幾千克汙染物質，其單位即為(wei) 克/噸（g/T），如將噸換算成升即為(wei) 毫克/升（mg/L）。計算時可參考下表換算：

生化處理前的處理一般都習慣地叫作預處理。由於生化法處理費用比較低、運行比較穩定，因此一般的工業廢水都采用生化法處理，廢水的治理也以生化法作為主要的處理手段。但廢水中含有某些對微生物有抑製、有毒害的有機物質，因此廢水在進入生化池之前必須進行必要的預處理，目的是將廢水