水处理基本知识

水质分析指标
温度 物 理 性 色度
工业废水 常引起水 体热污染
Dissolved Oxygen (DO)
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
感官性指标，水的色度来源 于金属化合物或有机化合物 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
有
机
物
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。




初期雨水：是雨雪降至地面形成的初期地 表径流。初期雨水的水质水量随区域环境、 季节和时间变化，成分比较复杂。 影响初期雨水污染的主要因素有大气质量， 气候条件、地面及建筑物环境质量等。 城镇污水：是指由城镇排水系统收集的生 活污水、工业废水及部分城镇地表径流， 是一种综合污水。
国际通用三大类污水污染指标： 物理性指标 化学性指标 生物性指标
污水水质与污水出路
●污水性质与污染指标 ●污水出路与排放标准 ●废水处理方法综述
污水水质指标
污水处理
方案确定 处理标准（用户要求、排 放标准）
污水性质与污染指标
污水的类型与特征

污水分为：生活污水、工业废水、初期污 染雨水、城镇污水。
生活污水：来自家庭、机关、学校、医院 等。含有机物质、氮磷等无机盐类、泥沙、 微生物和病原体等。 工业废水：污染物质种类多，具有较高的 毒性，需做预处理才能排入城镇管网。
细菌总数
Biblioteka Baidu
大肠菌群
融会贯通各水质指标间的关系
污水出路与排放标准
水质标准
水质标准是用水对象(包括饮用和工业用水对象等) 所要求的各项水质参数应达到的限值。可分为国际标 准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标准等不 同等级。 生活饮用水水质标准的制定主要是根据人们终生 用水的安全来考虑的，水中不得含有病原微生物，水 中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康，水 的感官性状良好。
污水排放标准制定的依据 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低划分 为5类： 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地表水源地一级保 护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼 的梭饵场等； Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保 护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水 域及游泳区； Ⅳ类 主要适用于一般工业用水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。
有
机
物
有机碳量
需氧量
BOD5=70%BODL
TOC
TOD CODcr BODL BOD5 CODMn
污水有机物指标之间的关系
在污水有机物组成相对稳定时，BOD与COD之间存在一定比例关系。
化 学 性 指 标
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（厨房污水）和食品工业。
return
一、分离法
废水中的污染物有各种存在形式，大致有离子态、 分子态、胶体和悬浮物多样性和污染物特性的各异性，决 定了分离方法的多样性。 表1-3 污染物存在形式 分离法分类一览表 分 离 方 法
离子态
分子态 胶 体 悬浮物
离子交换法、电解法、电渗析法、离子吸 附法、离子浮选法 萃取法、结晶法、精馏法、吸附法、浮选 法、反渗透法、蒸发法 混凝法、气浮法、吸附法、过滤法 重力分离法、离心分离法、磁力分离法、 筛选法、气浮法 return
含氮化合物在水体中的转化 第一步：有机氮------NH3 (有氧或无氧)-------氨化阶段 第二步：NH3------NO2--------NO3-(有氧)------硝化阶段
第三步：NO3----------N2-------缺氧----------反硝化阶段
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。
有机磷 含磷化合物
无机磷
有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等。
磷酸盐:正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-) 、 磷酸二氢盐（H2PO4- ) 、偏磷酸盐(PO3-) 聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O74－) 、三磷酸盐(P3O105-) 、 三磷酸氢盐(HP3O92-)
生 物 性 指 标
来源及 危害
价格应比自来水低廉
应有安全使用的保障
城 市 污 水 回 用 的 几 个 方 面
城市生活用水 和市政用水 农业、林业、 渔业和畜牧业 工 业
供
水
城 市绿地灌 溉
市政与建筑用水
城 市 景 观 工 艺生产用 水
地下水回灌 其他方面
冷 却 用 水 锅 炉补充 水 其 他杂用 水
废水处理方法综述
废水处理方法按对污染物实施的作用不同，大 体上可分为两类：一类是通过各种外力作用，把有 害物从废水中分离出来，称为分离法。 另一类是通过化学或生化的作用，使其转化为 无害的物质或可分离的物质。后者再经过分离予以 除去，称为转化法。习惯上也按处理原理不同，将 处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物 化学法四类。
二、转化法
转化法可分为化学转化和生化转化两类。 现代废水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和 三级处理。 一级处理，主要去除废水中悬浮固体和漂浮物质，同时 还通过中和或均衡等预顶处理对废水进行调节以便排入受纳水 体或二级处理装置。主要包括筛滤、沉淀等物理处理法。经过 一级处理后，废水的BOD一般只去除30％左右，达不到排放标 准，仍需进行二级处理。 二级处理，主要去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污 染物质主要采用生物处理等方法，BOD去除率可达90％以上， 处理水可以达标排放。 三级处理，是在一级、二级处理的基础上，对难降解的 有机物、磷、氮等营养性物质进一步处理。采用的方法可能有 混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。
无 机 性
pH和碱度
指
标
重金属
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。 NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。

可生化性指标：BOD5/COD比值


>45% 可生化性较好； >30% 可以生化； <30% 较难生化； <25% 不宜生化； <20% 难生化。
化 学 性 指 标
总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）
TOC: total organism carbon 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: total oxygen demand 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。
化 学 性 指 标
酚类污染物 有
Phenol, 通式ArOH
机
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）。 灌溉用水酚浓度超过5mg/L时, 农作物减产甚至枯死。
化 学 性 指 标
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。 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。 重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及 汞、镉、铅、铬、镍等生物毒素显著； 类金属砷等生物毒性显著的元素，一般指 重金属的主要危害：生物毒性，抑制 序号21－83，比重大于4的金属，也包括 微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人 具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、 体，影响人体健康。 钴、锡等。
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。 水中细菌总数反映了水体有机污染程度和 受细菌污染的程度。 常以细菌个数/mL计。 饮用水：<100个/ mL 医院排水： <500个/ mL 大肠菌群的值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。 常以大肠菌群数/L计。 饮用水：<3个/L 城市排水：<10000个/L 游泳池： <1000个/L
污水的 最终出路
工农业利用
进行深度处理并达到国家标准； 解决干旱地区城镇缺水问题； 减少城镇对优质饮用水资源的消耗。
地下水回灌
进行深度处理并达到国家标准； 补充地下水层缺失。
对人体健康不应产生不良影响
污 水 回 用 应 满 足 的 要 求
对环境质量和生态系统不应产生不良影响
对产品质量不应产生不良影响 应符合应用对象对水质的要求或标准 应为使用者和公众所接受 回用系统在技术上可行，操作简便
臭和味
指 标 固体物质
溶解物质 悬浮固体物质
挥发性物质
固定性物质
水 和 污 水 中 固 体 成 分 的 内 部 相 关 性
3-10µ m
黏土
水和污水中杂质颗粒分布
化学性指标
生化需氧量（BOD）
BOD: biological oxygen demand 在规定条件下微生物氧化分解污水中有机物所需要的氧量(溶解氧） （20℃，5d）。BOD值高，则水中耗氧有机污染物多。
化 学 性 指 标
化学需氧量（COD） 有
COD: chemical oxygen demand •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）。
机
物
COD值越高，则代表水中有机污染物越多。 常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7 （称 CODCr )和高锰酸钾 KMnO4 (称CODMn 或OC ) 。 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。 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。
return
污水综合排放标准GB8978—1996
污 水 排 放 水 体 的 限 制 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 18918—2002 地表水环境质量标准 GB 3838—2002 海洋水质量标准GB3097-97
排放水体
排放需达到国家标准； 少量污染能够被稀释、降解、自净； 排污口应设在城镇江河下游。
有
机
物
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（碳化阶段）；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐 和硝酸盐（硝化阶段） 。 •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。