水污染控制工程讲解

第一章绪论§1－1 概述一、水循环1. 水的自然循环(1)自然循环在太阳能及其他自然力的作用下，通过降水、径流、渗流和蒸发等方式，构成水的自然循环。

(2)海洋小循环(3)陆地小循环2. 水的社会循环人类为了生活和生产，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。

二、废水、废水污染及水污染1.自然界水质的变化云层中的小水滴和冰晶基本上是纯净的.降水的组成决定于它接触的大气质量，降水对于大气有良好的清洁作用。

降水着落后，汇集到地面水体，有的成为地下水，由于土壤层的过滤作用，地下水一般是清澈的。

在城镇用水循环中，水质的变化更大。

2. 废水、废水污染及水污染•水在社会循环中，由于种种原因而丧失了使用价值而外排，这种废弃外排的水称为废水。

“废水”是指废弃外排的水，强调废弃的一面。

•“污水”是被污染物污染了的水，强调其脏的一面。

实际上有相当数量的废水是不脏的，如冷却水。

因而用“废水”一词统称所有排水比较合适。

•废水污染是指废水对水体、大气、土壤或生物的污染，这里废水是污染的原因。

•水污染是指水体受到废水、废气、固体废弃物中污染物的污染，这里水体是受害者。

但造成水体污染的主要原因是废水。

水污染定义：从理论上从使用上从工程上§1－2 污水水质和污水出路一、污水的分类污水按其来源可分为：①生活污水：主要影响因素有：生活水平、生活习惯、卫生设备、气候条件等②工业废水：主要是在工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料污染的水。

需局部处理后才能排入城镇排水系统。

是城镇污水中有毒有害污染物的主要来源。

主要影响因素：工业类型、生产工艺、生产管理水平③初期污染雨水：主要影响因素：大气质量、气候条件、地面及建筑物环境质量等④城镇污水：是指由城镇排水系统收的及生活污水、工业废水以及部分城镇地表径流。

主要影响因素：所采用的排水体制、所在地区生活污水与工业废水的特点和比例等。

三、污水的性质和污染指标⒈水质污染指标：是评价水质污染程度、进行污水处理工程设计、反应污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据⒉污染指标⑴物理指标温度:工业废水常引起水体热污染---造成水中溶解氧减少---加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化色度:感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物嗅和味:感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质溶解物质固体物质；悬浮固体物质挥发性物质固定性物质固体污染物：:总固体:是指废水中在100°C时不能蒸发的所有物质（水中所有残渣的总和）溶解性固体（DS）：水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体。

用特制的微孔滤膜（孔径0.45 μm）来过滤，能透过的。

一般表示盐类含量悬浮性固体（SS）：滤渣烘干所得的固体被膜截留的为悬浮性固体。

表示水中不溶解的固态物质含量。

危害:造成沟渠、管道和抽水设备的阻塞、淤积和磨损；造成水生生物的呼吸困难；造成给水水源浑浊；干扰废水处理设施和回收设备的工作；有些悬浮物还有一定的毒性。

分为：①可沉降固体：能在2小时内靠重力沉降的固体②难沉降固体：两小时内不能沉降的称为难沉降固体固渣根据挥发性能可分为：挥发性固体（VS）将固体在600℃高温下灼伤，挥发掉的量即是，反应了固体的有机成分含量。

固定性物质（FS）灼烧残渣则是质量浓度：废水中固体污染物的多少用单位体积的水中所含质量表示。

废水中悬浮物含量的多少也可用浊度表示.在水质分析中规定，1 L水中含有1 mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度⑵化学指标有机指标①生化需氧量（BOD）在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的氧量（20℃，5d）。

反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量主要污染特性（以mg/L为单位）。

有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。

污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。

实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃为测定的标准温度。

②化学需氧量（COD）用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量（O2）（mg/L）。

常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（较强)和高锰酸钾KMnO4。

酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。

废水中无机的还原性物质同样被氧化。

③总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。

测定中应该去除无机碳的含量。

TOD在900～950℃高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。

TOD测定方便而快速。

各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。

在水质条件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。

如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.4～0.5。

④油类污染物石油类：来源于工业含油污水。

动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。

油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。

油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。

油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。

大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。

石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。

破坏风景区，危害鸟类生活。

⑤酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水。

原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。

酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。

酚浓度达0.1～0.2mg/L时，鱼肉有酚味。

酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。

酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。

酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001 mg/L即有异味，排放标准0.5mg/L ）。

灌溉用水酚浓度超过5mg/L时, 农作物减产甚至枯死。

无机指标①植物营养元素：过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。

含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。

污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。

危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。

关于氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素。

TN：一切含氮化合物以N计量的总称。

TKN：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。

氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。

NO x-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。

含磷化合物磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。

磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。

危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。

含磷化合物包括：有机磷：包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷：磷酸盐和聚合磷酸盐②pH和碱度：一般要求处理后污水的pH在6～9之间。

当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。

碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。

③重金属：作为微量金属元素。

重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。

生物性指标来源：生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧①细菌总数：反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。

②大肠菌群：可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。

③病毒四、五类水体Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区。

Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。

Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。

Ⅳ类：主要适用于一般工业区及人体非直接接触的娱乐用水区。

Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。

五、水体的自净作用⒈定义：是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。

⒉根据净化机制分为三类①物理净化：稀释、扩散、沉淀或挥发②化学净化：氧化、还原、分解③生物净化：水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用⒊污水排入河流的混合过程：①竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。

②横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。

经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。

③断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。

河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。

六、污水出路⒈最终出路：排放水体、工农业利用、地下水回灌⒉城市污水回用的几个方面：⑴城市生活用水和市政用水：供水、城市绿地灌溉、市政与建筑用水、城市景观⑵农业、林业、渔业和畜牧业：⑶工业：工艺生产用水、冷却用水、锅炉补充水、其他杂用水七、污水排放标准⒈环境容量是水环境质量标准制定的依据。

水环境质量标准是污水排入水体时采用排放标准等级的重要依据⒉污水排放标准：根据控制形式可分为：浓度标准：规定了排出口向水体排放污染物的浓度限值总量控制标准：以与水环境质量标准相适应的水体环境容量为依据而设定的根据地域管理权限可分为：国家排放标准、行业排放标准、地方排放标准第二章废水处理基本方法与系统§2－1 废水处理基本方法一、基本方法废水处理的基本任务是采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化1．废水处理方法的分类⑴按废水中污染物的除去方式：①分离处理：通过各种方法使污染物从废水中分离出来，一般不改变污染物的化学本性②转化处理：通过化学或生物化学的方法，使废水中的污染物转化为无害的物质，或是转化为易于分离的物质然后再分离。