废水的危害与处理

　　一、概念

　　废水(wastewater)是指居民活动过程中排出的水及径流雨水的总称。它包括生活污水、工业废水和初雨径流入排水管渠等其它无用水，一般指没有利用或没利用价值的水。

　　二、废水污染物性质及危害

　　1. 固体污染物

　　水中的固体污染物主要以悬浮状态、胶体状态和溶解状态的形态存在于水体中。悬浮状态的固体污染物通常称为悬浮物，是指杂质、泥沙类的无机物、动植物体腐败而产生的有机质和浮游生物。一般所指的固体污染物，主要是指固体悬浮物，它会造成水体外观恶化、混浊度升高，改变水的颜色。悬浮物沉积于河底淤积河道，危害水底栖生生物的繁殖，影响渔业生产;沉积于灌溉的农田，则会堵塞土壤毛细管，影响通透性，造成土壤坂结，不利于农作物的生长。

　　2. 有机污染物

　　指以碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸等形式存在的天然有机物质及某些其它可生物降解人工合成的有机物质。这些有机物质主要来自生活污水和一部分工业废水。 有机污染物进入水体后，使水体中的物质组成发生了变化，破坏了原有的物质平衡状态。在有氧即溶解氧水平较高的情况下，排入水体的有机污染物质，通过物理、化学、物理化学和生物化学反应，而被分离和分解，使水体基本或完全恢复到原来的平衡状态。这称之为水的自我净化能力。如果排入到水体中的有机污染物质含量较高，大量消耗了水中的溶解氧，水也就失去了自我净化能力。这时有机污染物便转入厌氧腐败状态，产生H2S、甲烷气等还原性气体，使水中动植物大量死亡，而且可使水体变黑变混，发生恶臭，严重污染地球生态环境。 水中的有机物始终是造成水体污染比较严重的污染物，它是水变质、变黑、发臭的主要罪魁祸首。一般用生物的方法是除去水中有机物比较经济有效的手段，特别是对BOD含量较高的有机废水，采用生物的办法更为适宜。

　　3. 油类污染物

　　油类污染物主要来自含油废水，当水体含油量达0.01mg/L可使鱼肉带有一种特殊的油腻气味而不能食用。水体中的油量稍多时，在水面上形成一层油膜，使大气与水面隔绝，破坏了正常的充氧条件，导致水体缺氧;油膜还能附着于鱼鳃上，使鱼类窒息而死;当鱼类产卵期，在含有油类污染物质废水中孵化的鱼苗，多数为畸形，生命力低下，易于死亡。含油污染物对植物也有影响，妨碍通气和光合作用，使水稻蔬菜等农作物大量减产，甚至绝收。 含有油类污染物的废水进入海洋后，造成的危害很为严重，不仅影响海洋生物的生长，降低海洋的自我净化能力，而且影响海滨环境。

　　4. 有毒污染物

　　废水中的有毒污染物主要指无机化学毒物、有机化学毒物和放谢性物质。 无机化学毒物主要指重金属及其化合物。大多数重金属离子及其化合物易于被水中悬浮颗粒所吸附，而沉淀于水底的沉积层中，长期污染水体。某些重金属及其化合物在鱼类及水生生物体内以及农作物组织内沉积，富集而造成危害。人通过饮用或食物链的作用，使重金属在体内累积富集而中毒，甚至导致死亡。 有机化学毒物，主要是指酚、苯、硝基物、有机农药、多氯联苯、多环芳烃、合成洗涤剂等。这些物质具有较强的毒性。如多氯联苯具有新脂性，易溶于脂肪和油中可致癌，多环芳烃是致癌物质。 放射性物质是指具有放射性核素的物质。这类物质通过自身的衰变可放射出α、β、γ等射线。放射性物质进入人体后会继续放出射线，危害机体，使人患贫血、恶性肿瘤等疾病。

　　5. 生物污染物

　　指废水中含有的有害微生物。生活 废水、制革废水、医院废水中都含有相当数量的有害微生物，如病原菌、炭疽菌、病毒及寄生性虫卵等。它们在水中会使有机物腐败、发臭，是引起水质恶化的罪魁祸首。对人和动植物也会引起病害，影响健康和正常的生命活动，严重时会造成死亡。 特别是在当今地球生态环境恶变的条件下，给有害微生物也产生了适宜的生存环境，助长了有害微生物的蔓延，整个地球特别是水生态环境受有害微生物的控制，这是水域生态环境恶化的根源。

　　6. 营养物质污染

　　营养物质是指N、P、K等。在人类生产生活活动的影响下，大量的有机物和化肥用量的50%以上未能被作物吸收利用的N、P、K等营养物质大量进入河流、湖泊、海湾等缓流水域，引起不良藻类和其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧含量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡。这种现象叫富营养化。水体出现富营养化时浮游生物大量繁殖，因占优势的生物颜色不同，水面往往呈蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在江河湖泊中称为水华，在海洋中则称为赤潮。

　　7. 感官污染

　　感官污染是指废水中能引起人们感官上不愉快的污染现象，如水的混浊、恶臭、异味、颜色、泡沫等。 坏信息污染物 水质的污染，被认为是水接触了污染源后，描绘下来的坏信息，如雨水经过污染的大气、接触到污染的土壤、流入污染的河流等，就已经将坏的污染信息描绘了下来。这种坏信息很顽固，用一般的方法是很难解除的，就是几百度的高温也很难解除，电磁波、远红外、光催化、雷电、臭氧可能会解除这种坏信息的污染，但成本太高，设备复杂。比较近研究表明，利用有益微生物技术，是完全可以轻而易举的解除这种坏信息的污染。 另外，还有酸碱污染物、热污染等其他污染物。

　　三、废水处理方法

　　废水处理过程是将废水中所含有的各种污染物与水分离或加以分解，使其净化的过程。废水处理法大体可分为：物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法。

　　1、物理处理法

　　废水物理处理法通过物理作用分离和去除废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜、油珠)的方法。处理过程中，污染物的化学性质不发生变化。方法有：①重力分离法，其处理单元有沉淀、上浮(气浮)等，使用的处理设备是沉淀池、沉砂池、隔油池、气浮池及其附属装置等。②离心分离法，其本身是一种处理单元，使用设备有离心分离机、水旋分离器等。③筛滤截留法，有栅筛截留和过滤两种处理单元，前者使用格栅、筛网，后者使用砂滤池、微孔滤机等。此外，还有废水蒸发处理法、废水气液交换处理法、废水高梯度磁分离处理法、废水吸附处理法等。物理处理法的优点：设备大都较简单，操作方便，分离效果良好，故使用极为广泛。

　　2、废水化学处理法

　　废水化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等;以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗吸和反渗透等。有废水中和处理法、废水混凝处理法、废水化学沉淀处理法、废水氧化处理法、废水萃取处理法等。与生物处理法相比，能较迅速、有效地去除更多的污染物，可作为生物处理后的三级处理措施。此法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点。化学处理法能有效地去除废水中多种剧毒和高毒污染物。

　　3、废水物理化学处理法

　　废水物理化学处理法系运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。它是由物理方法和化学方法组成的废水处理系统，或是包括物理过程和化学过程的单项处理方法，如浮选、吹脱、结晶、吸附、萃取、电解、电渗析、离子交换、反渗透等。如为去除悬浮的和溶解的污染物而采用的化学混凝——沉淀和活性炭吸附的两级处理，是一种比较典型的物理化学处理系统。和生物处理法相比，此法优点：占地面积少;出水水质好，且比较稳定;对废水水量、水温和浓度变化适应性强;可去除有害的重金属离子;除磷、脱氮、脱色效果好;管理操作易于自动检测和自动控制等。但是，处理系统的设备费和日常运转费较高。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

　　4、废水生物处理法

　　废水生物处理法又称“废水生物化学处理法”，简称“废水生化法”，是利用微生物的代谢作用，使废水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质，以实现净化的方法。可分为废水需氧生物处理法和废水厌氧生物处理法，前者主要有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、废水灌溉等。

　　通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同，生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法，按传统，需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及比较近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法 。厌氧生物处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。

　　用生物接触氧化法处理废水，即用生物接触氧化工艺在生物反应池内充填填料，已经充氧的废水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，废水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，废水中有机污染物得到去除，废水得到净化。比较后,处理过的废水排入生物接触氧化处理系统与生活废水混合后进行处理,氯消毒后达标排放。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对废水进行充氧，并使池体内废水处于流动状态，以保证废水同浸没在废水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在废水与填料接触不均的缺陷。