廢水的危害與處理
一、概念
廢水(wastewater)是指居民活動過程中排出的水及徑流雨水的總稱。它包括生活污水、工業廢水和初雨徑流入排水管渠等其它無用水，一般指沒有利用或沒利用價值的水。
二、廢水污染物性質及危害
1. 固體污染物
水中的固體污染物主要以懸浮狀態、膠體狀態和溶解狀態的形態存在于水體中。懸浮狀態的固體污染物通常稱為懸浮物，是指雜質、泥沙類的無機物、動植物體腐敗而產生的有機質和浮游生物。一般所指的固體污染物，主要是指固體懸浮物，它會造成水體外觀惡化、混濁度升高，改變水的顏色。懸浮物沉積于河底淤積河道，危害水底棲生生物的繁殖，影響漁業生產;沉積于灌溉的農田，則會堵塞土壤毛細管，影響通透性，造成土壤坂結，不利于農作物的生長。
2. 有機污染物
指以碳水化合物、蛋白質、脂肪、氨基酸等形式存在的天然有機物質及某些其它可生物降解人工合成的有機物質。這些有機物質主要來自生活污水和一部分工業廢水。 有機污染物進入水體后，使水體中的物質組成發生了變化，破壞了原有的物質平衡狀態。在有氧即溶解氧水平較高的情況下，排入水體的有機污染物質，通過物理、化學、物理化學和生物化學反應，而被分離和分解，使水體基本或完全恢復到原來的平衡狀態。這稱之為水的自我凈化能力。如果排入到水體中的有機污染物質含量較高，大量消耗了水中的溶解氧，水也就失去了自我凈化能力。這時有機污染物便轉入厭氧腐敗狀態，產生H2S、甲烷氣等還原性氣體，使水中動植物大量死亡，而且可使水體變黑變混，發生惡臭，嚴重污染地球生態環境。 水中的有機物始終是造成水體污染最嚴重的污染物，它是水變質、變黑、發臭的主要罪魁禍首。一般用生物的方法是除去水中有機物最經濟有效的手段，特別是對BOD含量較高的有機廢水，采用生物的辦法更為適宜。
3. 油類污染物
油類污染物主要來自含油廢水，當水體含油量達0.01mg/L可使魚肉帶有一種特殊的油膩氣味而不能食用。水體中的油量稍多時，在水面上形成一層油膜，使大氣與水面隔絕，破壞了正常的充氧條件，導致水體缺氧;油膜還能附著于魚鰓上，使魚類窒息而死;當魚類產卵期，在含有油類污染物質廢水中孵化的魚苗，多數為畸形，生命力低下，易于死亡。含油污染物對植物也有影響，妨礙通氣和光合作用，使水稻蔬菜等農作物大量減產，甚至絕收。 含有油類污染物的廢水進入海洋后，造成的危害很為嚴重，不僅影響海洋生物的生長，降低海洋的自我凈化能力，而且影響海濱環境。
4. 有毒污染物
廢水中的有毒污染物主要指無機化學毒物、有機化學毒物和放謝性物質。 無機化學毒物主要指重金屬及其化合物。大多數重金屬離子及其化合物易于被水中懸浮顆粒所吸附，而沉淀于水底的沉積層中，長期污染水體。某些重金屬及其化合物在魚類及水生生物體內以及農作物組織內沉積，富集而造成危害。人通過飲用或食物鏈的作用，使重金屬在體內累積富集而中毒，甚至導致死亡。 有機化學毒物，主要是指酚、苯、硝基物、有機農藥、多氯聯苯、多環芳烴、合成洗滌劑等。這些物質具有較強的毒性。如多氯聯苯具有新脂性，易溶于脂肪和油中可致癌，多環芳烴是致癌物質。 放射性物質是指具有放射性核素的物質。這類物質通過自身的衰變可放射出α、β、γ等射線。放射性物質進入人體后會繼續放出射線，危害機體，使人患貧血、惡性腫瘤等疾病。
5. 生物污染物
指廢水中含有的有害微生物。生活廢水、制革廢水、醫院廢水中都含有相當數量的有害微生物，如病原菌、炭疽菌、病毒及寄生性蟲卵等。它們在水中會使有機物腐敗、發臭，是引起水質惡化的罪魁禍首。對人和動植物也會引起病害，影響健康和正常的生命活動，嚴重時會造成死亡。 特別是在當今地球生態環境惡變的條件下，給有害微生物也產生了適宜的生存環境，助長了有害微生物的蔓延，整個地球特別是水生態環境受有害微生物的控制，這是水域生態環境惡化的根源。
6. 營養物質污染
營養物質是指N、P、K等。在人類生產生活活動的影響下，大量的有機物和化肥用量的50%以上未能被作物吸收利用的N、P、K等營養物質大量進入河流、湖泊、海灣等緩流水域，引起不良藻類和其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧含量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡。這種現象叫富營養化。水體出現富營養化時浮游生物大量繁殖，因占優勢的生物顏色不同，水面往往呈藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現象在江河湖泊中稱為水華，在海洋中則稱為赤潮。
7. 感官污染
感官污染是指廢水中能引起人們感官上不愉快的污染現象，如水的混濁、惡臭、異味、顏色、泡沫等。 壞信息污染物 水質的污染，被認為是水接觸了污染源后，描繪下來的壞信息，如雨水經過污染的大氣、接觸到污染的土壤、流入污染的河流等，就已經將壞的污染信息描繪了下來。這種壞信息很頑固，用一般的方法是很難解除的，就是幾百度的高溫也很難解除，電磁波、遠紅外、光催化、雷電、臭氧可能會解除這種壞信息的污染，但成本太高，設備復雜。最近研究表明，利用有益微生物技術，是完全可以輕而易舉的解除這種壞信息的污染。 另外，還有酸堿污染物、熱污染等其他污染物。
三、廢水處理方法
廢水處理過程是將廢水中所含有的各種污染物與水分離或加以分解，使其凈化的過程。廢水處理法大體可分為：物理處理法、化學處理法、物理化學處理法和生物處理法。
1、物理處理法
廢水物理處理法通過物理作用分離和去除廢水中不溶解的呈懸浮狀態的污染物(包括油膜、油珠)的方法。處理過程中，污染物的化學性質不發生變化。方法有：①重力分離法，其處理單元有沉淀、上浮(氣浮)等，使用的處理設備是沉淀池、沉砂池、隔油池、氣浮池及其附屬裝置等。②離心分離法，其本身是一種處理單元，使用設備有離心分離機、水旋分離器等。③篩濾截留法，有柵篩截留和過濾兩種處理單元，前者使用格柵、篩網，后者使用砂濾池、微孔濾機等。此外，還有廢水蒸發處理法、廢水氣液交換處理法、廢水高梯度磁分離處理法、廢水吸附處理法等。物理處理法的優點：設備大都較簡單，操作方便，分離效果良好，故使用極為廣泛。
2、廢水化學處理法
廢水化學處理法是通過化學反應和傳質作用來分離、去除廢水中呈溶解、膠體狀態的污染物或將其轉化為無害物質的廢水處理法。以投加藥劑產生化學反應為基礎的處理單元有混凝、中和、氧化還原等;以傳質作用為基礎的處理單元有萃取、汽提、吹脫、吸附、離子交換以及電滲吸和反滲透等。有廢水中和處理法、廢水混凝處理法、廢水化學沉淀處理法、廢水氧化處理法、廢水萃取處理法等。與生物處理法相比，能較迅速、有效地去除更多的污染物，可作為生物處理后的三級處理措施。此法還具有設備容易操作、容易實現自動檢測和控制、便于回收利用等優點。化學處理法能有效地去除廢水中多種劇毒和高毒污染物。
3、廢水物理化學處理法
廢水物理化學處理法系運用物理和化學的綜合作用使廢水得到凈化的方法。它是由物理方法和化學方法組成的廢水處理系統，或是包括物理過程和化學過程的單項處理方法，如浮選、吹脫、結晶、吸附、萃取、電解、電滲析、離子交換、反滲透等。如為去除懸浮的和溶解的污染物而采用的化學混凝——沉淀和活性炭吸附的兩級處理，是一種比較典型的物理化學處理系統。和生物處理法相比，此法優點：占地面積少;出水水質好，且比較穩定;對廢水水量、水溫和濃度變化適應性強;可去除有害的重金屬離子;除磷、脫氮、脫色效果好;管理操作易于自動檢測和自動控制等。但是，處理系統的設備費和日常運轉費較高。
4、廢水生物處理法
廢水生物處理法又稱“廢水生物化學處理法”，簡稱“廢水生化法”，是利用微生物的代謝作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物轉化為無害物質，以實現凈化的方法。可分為廢水需氧生物處理法和廢水厭氧生物處理法，前者主要有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法、廢水灌溉等。
通過微生物的代謝作用，使廢水中呈溶液、膠體以及微細懸浮狀態的有機污染物，轉化為穩定、無害的物質的廢水處理法。根據作用微生物的不同，生物處理法又可分為需氧生物處理和厭氧生物處理兩種類型。廢水生物處理廣泛使用的是需氧生物處理法，按傳統，需氧生物處理法又分為活性污泥法和生物膜法兩類。活性污泥法本身就是一種處理單元，它有多種運行方式。屬于生物膜法的處理設備有生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池以及最近發展起來的生物流化床等。生物氧化塘法又稱自然生物處理法 。厭氧生物處理法，又名生物還原處理法，主要用于處理高濃度有機廢水和污泥。使用的處理設備主要為消化池。
用生物接觸氧化法處理廢水，即用生物接觸氧化工藝在生物反應池內充填填料，已經充氧的廢水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料。在填料上布滿生物膜，廢水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，廢水中有機污染物得到去除，廢水得到凈化。最后,處理過的廢水排入生物接觸氧化處理系統與生活廢水混合后進行處理,氯消毒后達標排放。生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝，其特點是在池內設置填料，池底曝氣對廢水進行充氧，并使池體內廢水處于流動狀態，以保證廢水同浸沒在廢水中的填料充分接觸，避免生物接觸氧化池中存在廢水與填料接觸不均的缺陷。
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