2019年给排水工程师考试基础知识：水体富营养化简介

现代的生产和生活中大量含氮、磷肥料的生产和使用，食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水，特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理即行排放，使海水、湖水中富含氮、磷等植物营养物质，称为水体富营养化。在富营养化水体中，由于有了充足的养料保证，藻类等浮游植物一有适宜条件即疯狂繁殖。此时鱼类等生物的消费能力赶不上藻类的繁殖速度，水中藻类越长越多，藻类生物集中在水层表面，光合作用释放出的o2溶解在海水表层，表层海水形成饱和溶液，从而阻止了大气中的o2溶入深层海水。与此同时大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的溶氧，这样水中的溶氧就会急剧减少(甚至可降至零)导致水中的鱼类等动物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外由于死亡藻类分解时会放出ch4、h2s等气体，使海水变得腥臭难闻。这种情况如果是在海洋中，赤潮就发生了;如果是发生在淡水中，又叫“水华”。这种现象叫做水体的富营养化。

水体富营养化是世界性问题，大量的研究已经证明，污水中的氮和磷是导致受纳水体富营养化的主要原因之一。常规的污水处理技术主要去除有机物和悬浮固体，对氮和磷的去处效率较低。许多发达国家对排放污水中的氮和磷含量都做了限定，并要求污水处理厂达到除氮除磷的要求。污水脱氮除磷的技术可分为物理法、化学法和生物法。相对而言，生物脱氮除磷技术投资少、运行操作简单、无二次污染而被广泛应用。

工业锅炉水处理行业背景

工业锅炉是一种常见的能量装换设备，是生产蒸汽或加热水的设备，广泛地应用于电力、机械、化工等工业部门及人们的日常生活中。按照锅炉产生的蒸汽压力和流量可分为：高压锅炉、中压锅炉、低压锅炉及大容量(大型)锅炉、中容量 (中型) 锅炉、小容量(小型) 锅炉。工业锅炉一般是低压小容量锅炉，其所产生的蒸汽或热水均不需要过高的压力和温度，容量也不太大，压力一般在2.5 mpa (25个大气压)以下，温度一般为饱和蒸汽温度(或有过热，过热蒸汽温度也不太高，一般400oc以下) 。

水是工业的血液，锅炉是工业的心脏，锅炉水处理则是为心脏提供合格血液，保证锅炉安全经济运行的必不可少的手段。水处理不当给锅炉所造成的后果可概括为结垢、腐蚀和汽水共腾。结垢直接影响传热和汽水正常循环，轻则造成垢下腐蚀、燃料浪费和缩短锅炉寿命，重则引发胀管、变形或爆管事故。腐蚀直接影响材料强度，轻则缩短锅炉寿命，重则造成裂纹、泄漏甚至爆炸事故。汽水共腾直接影响蒸汽质量，可能导致过热器及其它用汽设备结垢甚至引起安全事故。因此锅炉水质处理工作，具有十分重要的现实意义。

近几十年来，以安全和节能为发展战略的锅炉水处理技术获得了长足进步，许多重大研究开发成果已转化成一系列技术标准和法规。对低压锅炉，普遍采用软化水以防止结垢，果用机械除氧器一化学除氧剂(亚硫酸钠)疑以防止腐蚀。对中、高压锅炉，普遍采用去离子水以防止结垢，采用机械除氧器～化学除氧剂(亚硫酸钠或联氨) 除氧以防止腐蚀。对更高压力特别是亚临界压力和超临界压力锅炉。普遍采用全挥发处理技术。这些技术使锅炉的安全经济性大大提高。

我国对锅炉水处理采用了与国际上大致相同的先进技术标准和法规，锅炉水处理技术近年有了很大提高和发展，但还存在着种种问题，与发达国家相比还有较大差距。

选矿行业背景

矿业是我国历史最悠久的产业，同时又是国民经济发展的基础产业，涉及到农业、轻工、化工，冶金、机械、建筑、能源、交通、国防及人们日常生活的多个领域，而且已经渗透到航天航空，信息等高科技产业之中。可见，矿业对我国经济的发展均有不可替代的重要作用。然而，在大力开发矿产资源的同时，将会产生大量的选矿废水，从而造成了生态环境的破坏和污染，带来了一系列的负面影响。

选矿厂碎矿和选矿过程中外排的废水称为选矿废水。在有色金属选矿中，处理lt矿石浮选法用水4~7m，重选用水20~26m，浮磁联选用水23~27m，重浮联选用水20~30m，除去循环使用的水量，绝大部分消耗的水量伴随尾矿以尾矿浆的形式从选矿厂流出口。尤其在浮选过程中，为了有效地将有用组分选出来，需要在不同的作业加入大量的浮选药剂，主要有捕收剂、起泡剂、有机和无机的活化剂、抑制剂、分散剂等，同时，部分金属离子、悬浮物、有机和无机药剂的分解物质等，都残存在选矿废弃溶液中，形成含有大量有害物质的选矿废水。直接排放该选矿废水，将对环境造成严重污染，这使得我国矿山每年采矿与选矿排出的污水达l2~l5亿t，占有色金属工业废水的30%左右。如何防止选矿废水对水体和农田的污染，是当前人们关注的热点问题之一。

cast工艺论述

二十世纪七十年代美国irvine开发序批式活性污泥法(sbr)，在流程中只采用一个基本单元，将调节池，曝气池和二沉池的功能集中于一池，进行水质质量调节、微生物降解有机物和固液分离等，典型的sbr反应器的运行过程为进水-曝气-滗水-待机。而cast工艺按充水-排水以及曝气-非曝气顺序不断重复进行处理过程，故是sbr工艺的一种改进。

cast工艺在sbr工艺的基础上，增加了选择器及污泥回流设施，并对时序做了调整，从而提高了sbr工艺的可靠性及效率。cast工艺每一操作循环由进水/曝气、进沉淀、撇水、闲置四个阶段组成，每个阶段组成一个循环，并不断重复。循环开始时，由于充水，池中的水位由一最低水位开始上升，经过一定时间的曝气和混合后，停止曝气，以使活性污泥进行絮凝并在一个静止的环境及其应用特性中沉淀。在完成沉淀后，由移动式撇水堰排出已处理的上清液，使水位下降至淀子所设定的最低水位，然后再重复上述过程，为保持池子中有一个合适的污泥浓度，需根据产生的污泥量排水相应的剩余污泥，排除剩余污泥一般在沉淀阶段结束后进行。

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