2019年給排水工程師考試基礎知識：水體富營養(yǎng)化簡介

現(xiàn)代的生產和生活中大量含氮、磷肥料的生產和使用，食品加工、畜產品加工等造成的工業(yè)廢水和大量城市生活廢水，特別是含磷洗滌劑產生的污水未經處理即行排放，使海水、湖水中富含氮、磷等植物營養(yǎng)物質，稱為水體富營養(yǎng)化。在富營養(yǎng)化水體中，由于有了充足的養(yǎng)料保證，藻類等浮游植物一有適宜條件即瘋狂繁殖。此時魚類等生物的消費能力趕不上藻類的繁殖速度，水中藻類越長越多，藻類生物集中在水層表面，光合作用釋放出的o2溶解在海水表層，表層海水形成飽和溶液，從而阻止了大氣中的o2溶入深層海水。與此同時大量死亡的海藻在分解時卻要消耗水中的溶氧，這樣水中的溶氧就會急劇減少(甚至可降至零)導致水中的魚類等動物大量窒息死亡。某些藻類甚至還會釋放出一些有毒物質使魚類中毒死亡。此外由于死亡藻類分解時會放出ch4、h2s等氣體，使海水變得腥臭難聞。這種情況如果是在海洋中，赤潮就發(fā)生了;如果是發(fā)生在淡水中，又叫“水華”。這種現(xiàn)象叫做水體的富營養(yǎng)化。

水體富營養(yǎng)化是世界性問題，大量的研究已經證明，污水中的氮和磷是導致受納水體富營養(yǎng)化的主要原因之一。常規(guī)的污水處理技術主要去除有機物和懸浮固體，對氮和磷的去處效率較低。許多發(fā)達國家對排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水處理廠達到除氮除磷的要求。污水脫氮除磷的技術可分為物理法、化學法和生物法。相對而言，生物脫氮除磷技術投資少、運行操作簡單、無二次污染而被廣泛應用。

工業(yè)鍋爐水處理行業(yè)背景

工業(yè)鍋爐是一種常見的能量裝換設備，是生產蒸汽或加熱水的設備，廣泛地應用于電力、機械、化工等工業(yè)部門及人們的日常生活中。按照鍋爐產生的蒸汽壓力和流量可分為：高壓鍋爐、中壓鍋爐、低壓鍋爐及大容量(大型)鍋爐、中容量 (中型) 鍋爐、小容量(小型) 鍋爐。工業(yè)鍋爐一般是低壓小容量鍋爐，其所產生的蒸汽或熱水均不需要過高的壓力和溫度，容量也不太大，壓力一般在2.5 mpa (25個大氣壓)以下，溫度一般為飽和蒸汽溫度(或有過熱，過熱蒸汽溫度也不太高，一般400oc以下) 。

水是工業(yè)的血液，鍋爐是工業(yè)的心臟，鍋爐水處理則是為心臟提供合格血液，保證鍋爐安全經濟運行的必不可少的手段。水處理不當給鍋爐所造成的后果可概括為結垢、腐蝕和汽水共騰。結垢直接影響傳熱和汽水正常循環(huán)，輕則造成垢下腐蝕、燃料浪費和縮短鍋爐壽命，重則引發(fā)脹管、變形或爆管事故。腐蝕直接影響材料強度，輕則縮短鍋爐壽命，重則造成裂紋、泄漏甚至爆炸事故。汽水共騰直接影響蒸汽質量，可能導致過熱器及其它用汽設備結垢甚至引起安全事故。因此鍋爐水質處理工作，具有十分重要的現(xiàn)實意義。

近幾十年來，以安全和節(jié)能為發(fā)展戰(zhàn)略的鍋爐水處理技術獲得了長足進步，許多重大研究開發(fā)成果已轉化成一系列技術標準和法規(guī)。對低壓鍋爐，普遍采用軟化水以防止結垢，果用機械除氧器一化學除氧劑(亞硫酸鈉)疑以防止腐蝕。對中、高壓鍋爐，普遍采用去離子水以防止結垢，采用機械除氧器～化學除氧劑(亞硫酸鈉或聯(lián)氨) 除氧以防止腐蝕。對更高壓力特別是亞臨界壓力和超臨界壓力鍋爐。普遍采用全揮發(fā)處理技術。這些技術使鍋爐的安全經濟性大大提高。

我國對鍋爐水處理采用了與國際上大致相同的先進技術標準和法規(guī)，鍋爐水處理技術近年有了很大提高和發(fā)展，但還存在著種種問題，與發(fā)達國家相比還有較大差距。

選礦行業(yè)背景

礦業(yè)是我國歷史最悠久的產業(yè)，同時又是國民經濟發(fā)展的基礎產業(yè)，涉及到農業(yè)、輕工、化工，冶金、機械、建筑、能源、交通、國防及人們日常生活的多個領域，而且已經滲透到航天航空，信息等高科技產業(yè)之中。可見，礦業(yè)對我國經濟的發(fā)展均有不可替代的重要作用。然而，在大力開發(fā)礦產資源的同時，將會產生大量的選礦廢水，從而造成了生態(tài)環(huán)境的破壞和污染，帶來了一系列的負面影響。

選礦廠碎礦和選礦過程中外排的廢水稱為選礦廢水。在有色金屬選礦中，處理lt礦石浮選法用水4~7m，重選用水20~26m，浮磁聯(lián)選用水23~27m，重浮聯(lián)選用水20~30m，除去循環(huán)使用的水量，絕大部分消耗的水量伴隨尾礦以尾礦漿的形式從選礦廠流出口。尤其在浮選過程中，為了有效地將有用組分選出來，需要在不同的作業(yè)加入大量的浮選藥劑，主要有捕收劑、起泡劑、有機和無機的活化劑、抑制劑、分散劑等，同時，部分金屬離子、懸浮物、有機和無機藥劑的分解物質等，都殘存在選礦廢棄溶液中，形成含有大量有害物質的選礦廢水。直接排放該選礦廢水，將對環(huán)境造成嚴重污染，這使得我國礦山每年采礦與選礦排出的污水達l2~l5億t，占有色金屬工業(yè)廢水的30%左右。如何防止選礦廢水對水體和農田的污染，是當前人們關注的熱點問題之一。

cast工藝論述

二十世紀七十年代美國irvine開發(fā)序批式活性污泥法(sbr)，在流程中只采用一個基本單元，將調節(jié)池，曝氣池和二沉池的功能集中于一池，進行水質質量調節(jié)、微生物降解有機物和固液分離等，典型的sbr反應器的運行過程為進水-曝氣-潷水-待機。而cast工藝按充水-排水以及曝氣-非曝氣順序不斷重復進行處理過程，故是sbr工藝的一種改進。

cast工藝在sbr工藝的基礎上，增加了選擇器及污泥回流設施，并對時序做了調整，從而提高了sbr工藝的可靠性及效率。cast工藝每一操作循環(huán)由進水/曝氣、進沉淀、撇水、閑置四個階段組成，每個階段組成一個循環(huán)，并不斷重復。循環(huán)開始時，由于充水，池中的水位由一最低水位開始上升，經過一定時間的曝氣和混合后，停止曝氣，以使活性污泥進行絮凝并在一個靜止的環(huán)境及其應用特性中沉淀。在完成沉淀后，由移動式撇水堰排出已處理的上清液，使水位下降至淀子所設定的最低水位，然后再重復上述過程，為保持池子中有一個合適的污泥濃度，需根據產生的污泥量排水相應的剩余污泥，排除剩余污泥一般在沉淀階段結束后進行。

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