水污染控制技术(第二版)

2．污水的物理性质及指标
（1）水温 （2）色度 （3）臭味 （4）固体含量
3．污水的化学性质及指标
（1）无机物 无机物指标主要包括氮、磷、无机盐类和重金属离子及酸碱度等。 （2）有机物指标 城市污水中含有大量的有机物，其主要是碳水化合物、蛋白质、 脂肪等物质。由于有机物种类极其复杂，难以逐一定量。但上述有机 物都有被氧化的共性，即在氧化分解中需要消耗大量的氧，所以可以 用氧化过程消耗的氧量作为有机物的指标。所以在实际工作中经常采 用生物化学需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）、 总需氧量（TOD）等指标来反映污水中有机物的含量。 （3）生物性质及其指标 污水中生物污染物是指污水中能产生致病的微生物，以细菌和病 毒为主。主要来自生活污水，制革污水、医院污水等含有病原菌、寄 生虫卵及病毒的污水。污水中的绝大多数微生物是无害的，但有一部 分能引起疾病，如肝炎、伤寒、霍乱、痢疾、脑炎、脊髓灰质炎、麻 疹等。
新世纪高职高专
化工类课程规划教材
主 编
苏少林
大连理工大学出版社
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章
水污染控制概论 水的物理处理技术 水的化学处理技术 水的物理化学处理技术 水的生物处理技术 污泥处理技术 污水处理工程设计 污水处理厂（站）的运行管理 课程综合实训
第一章
二、水环自净化
污染物质排入自然水体后，破坏了水体中原有的物质 平衡。同时，污染物质参与水体中的物质转化和循环过程， 通过一系列物理、化学、物理化学和生物化学反应，污染 物质被分离或分解，水体基本上或完全恢复到原有的状态， 使原有的生态平衡得到恢复，这个过程就是水体自净过程。 水体受污染后能自行恢复原有状态的能力称水体自净能力。
4．污水处理技术
（1）污水处理方法 ①物理处理法。利用物理作用分离污水中呈悬浮状态的固 体污染物质。方法有：筛滤法，沉淀法，上浮法，气浮法， 过滤法和反渗透法等。 ②化学处理法。利用化学反应的作用，分离回收污水中处 于各种形态的污染物质(包括悬浮的、溶解的、胶体的等)。 主要方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、 吸附、离子交换和电渗析等。化学处理法多用于处理生产 污水。 ③生物化学处理法。是利用微生物的代谢作用，使污水中 呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
3.生物性污染
病原体污染，来源于粪便、医院污水、屠宰畜牧、制革生物制品等工 厂排水。 霉素污染，来源于制药、酿造、制革等工厂的排水。
四、污水的性质及污染指标
1．污水的来源
（1）生活污水 生活污水，是指居民在日常生活中排出的废水。生活污水的成分 取决于居民的生活状况及生活习惯。我国地域广阔情况复杂，即使生 活状况相似，但各地污水中杂质的成分和浓度也不尽相同。 （2）工业废水 工业废水，是在生产过程中排出的废水。其成分主要决定于生产 工艺过程和使用的原料，其中也包括高温(水温超过60℃)而形成热污 染的工业废水。不同的工业生产产生不同性质的废水，同类工业采用 不同的生产工艺过程，产生的废水也不相同。 （3）城市污水 城市污水是排入城镇排水系统污水的总称，是生活污水和工业废 水的混合液。我国多数城市污水均属此类。在合流制排水系统中，城 市污水还包括降水。城市污水中各类污水所占的比例，因城市的排水 体制不同而异。城市污水的水质指标、污染物组成、形态及含量也因 城市不同而异。
（3）污水处理工艺流程 ①城市污水处理流程
（2）污水处理程度
①一级处理。主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质， 物理处理法大部分只能完成级处理的要求。经过一级处理 后的污水，BOD一般可去除30％左右，达不到排放标准。 一级处理属于二级处理的预处理。 ②二级处理。主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污 染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90％以上，使有机污 染物达到排放标难。 ③三级处理。是在一级、二级处理后，进一步处理难降解 的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机 物等。
2．城市供水行业水质标准
建设部根据我国各地区发展不平衡及城市的规模，于 1992年将自来水公司划分为4类： 第一类为最高日供水量超过100万m³ /d的直辖市，对外开 放城市，重点旅游城市和国家一级企业的自来水公司（以 下简称水司）； 第二类水司为最高日供水量超过50万m³ /d的城市，省会城 市和国家二级企业的水司； 第三类为最高日供水量为10万m³ /d以上，50万m³ /d以下的 水司；
实际水体中，这几项作用互相交织在一起互相影响、 互相制约，如图1-1所示。
图1-1 河水自净示意图
第四节 水污染控制的原则和方法 一、水污染控制原则 1．宏观控制 2．技术控制 3．管理控制 二、水处理技术 1. 水处理的目的 2．给水处理技术 3．污水处理技术
（1）给水处理的方法 ①去除水中的悬浮杂质。 ②变革水中的溶解杂质。 ③降低水的温度。
（2）给水处理的工艺 ①澄清和消毒。 ②除臭、除味。 ③除铁、除锰。 ④软化。 ⑤淡化和除盐。
（3）给水处理的流程 ①一般水源。指原水水质基本符合生活饮用水卫生标准。 原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒 ②除藻。适用于水库、湖泊水。因其浊度较低，含藻较高，在除 浊的同时需要考虑除藻。 除藻药剂 ↓ 原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒 ③受微量有机污染的水源。 原水→贮存改善→混凝沉淀或澄清→氧气接触氧化→过滤 →活性炭吸附→过滤→消毒 ④含铁锰的水源。在选择除铁锰工艺时，应掌握详细的水质分析 资料，凡有条件的地方应先进行小型试验。 原水→曝气→过滤→曝气→过滤 ⑤含氟水源。当原水超过规范规定时必须进行除氟处理。 药剂 ↓ 原水→混凝→沉淀→过滤
二、水体污染
水体因接受过多的杂质，使其在水体中的含量超过了 水体的自净能力，而导致其物理、化学及生物学特性改变 和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人体健康的 现象称为水体污染。在自然情况下，天然水的水质也常有 一定变化，但这种变化是一种自然现象，不属于水体污染。
三、水体污染的类型
水体污染源，是指向水体排放污染物的场所、设备和 装臵等。按造成水体污染原因的不同可将水体污染源分为 天然污染源和人为污染源；按受污染的水体的不同可分为 地面水污染源、地下水污染源和海洋污染源；按污染源释 放的有害物质种类不同分为物理性污染源、化学性污染源、 生物性污染源；按污染的分布特征不同可分为点污染源、 面污染源、扩散污染源。
第四类为最高日供水量小于10万m³ /d以下的水司。
3．生活饮用水水源水质标准
1.
2. 3.
4.
生活饮用水标准所列的水质项目主要有四项： 第一类为感官性状指标，这项指标主要包括水的浊度、色度、臭和味 及肉眼可见物等，这类指标虽然对人体健康无直接危害，但能引起使 用者的厌恶感。浊度高低取决于水中形成浊度的悬浮物多寡，并且有 些病菌和病毒及其它一些有害物质可能裹胁在悬浮物中，因此饮用水 水质标准中尽量降低水的浊度。 第二类指标为化学物质指标。水中含有一些如钠、钾、钙、铁、锌、 镁、氯等人体必需的化学元素，但这些物质的浓度的过高，能使人们 的正常使用产生不良影响。 第三类为毒理学指标。主要是水源污染造成的，如源水中含有汞、镉、 铬、氰化物、砷及氯仿等物质，这些物质对人体的危害极大，常规的 给水处理工艺很难去除这些物质，因此，要想控制这些有害物质在饮 用水中的浓度，主要控制水源的污染。 第四类指标为细菌学指标，这类指标主要列出细菌总数及总大肠菌数 和游离余氯量；另外还有一类为放射性指标，这类指标含两项即总α 放射性、总β放射性。放射性指标为最近两次水质标准修订所增项目， 这两项指标过高能使人体引起白血病及生理变异等现象。
水体自净过程复杂，从机理来看，水体自净由下列几 个过程组成：
1.物理过程
物理过程包括稀释、扩散、挥发、沉淀等过程，在 一系列过程的作用下污染物浓度得以降低；
2.化学和物理化学过程
污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应， 污染物浓度得到降低；
3.生物化学过程
污染物质中的有机物质被水中微生物的代谢活动分解、 氧化、转为无害、稳定的无机物，使污染物浓度降低。
水污染控制概论
第一节 水体污染
第二节 水质标准
第三节 水环境容量及水体自净化
第四节 水污染控制的原则和方法
第一节 水体污染 一、天然水体 1．天然水体中的杂质
2．天然水体的性质
按照水源的分类，概括说来有以下几种情况： 江河水易受自然条件影响，水较混浊，细菌较多，含 盐量和硬度较低。而地下水因受地层渗滤过程的净化，水 质较清，细菌较少，特别是深层井水细菌更少，但含盐量 和硬度较高。 由于湖泊及水库水多由河水供给形成，水质与河水类 似。但由于湖(或水库)水流动性小，贮存时间长，经过长 期自然沉淀，一般浊度较低，多数含藻类较多。湖(或水 库)水受风浪冲击后水质变化较大，受生活污水污染后易 产生富营养化。 海水含盐量高，而且所含各种盐类或离子的重量比例 基本一定，这是海水与其它水源不同的一个显著特点。其 中氯化物含量最高，约占总含量89%左右，硫化物次之， 再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。海水一般须经淡化处 理后方可作为居民生活用水。
第二节 水质标准
一、给水水质标准 1．地表水环境质量标准
国家环保总局于1999年颁布《地表水环境质量标准》 （GHZB-1999）。该标准规定项目为 75项，其中基本项目 31项，特定项目4项以及控制地表水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水与有 机化学物质项目40项。
依据地表水使用目的和保护目标，水域划分为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用水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。


二、排水水质标准
1．污水综合排放标准 2．污水排入城市下水道水质标准 3．城镇污水处理厂污染物排放标准
第三节 水环境容量及水体自净化 一、水环境容量
环境容量通常是指不破坏区域生态环境，环境体系中 各污染指标不超过环境标准时可以容纳各种杂质的最大量， 不考虑环境自净化功能时称之为静容量，考虑自净化时称 之为动容量。
4．工业用水标准
不同的工矿企业用水，对水质的要求各不相同，即使 是同一种工业，不同生产工艺过程，对水质的要求也有差 异。一般应该根据生产工艺的具体要求，对原水进行必要 的处理以保证工业生产的需要。 食品工业用水水质标准与生活饮用水基本相同。 在纺织和造纸工业中，水直接与产品接触，要求水质清澈， 否则会使产品产生斑点，铁锰过多能使产品产生锈斑。 石油化工、电厂、钢铁等企业需要大量的冷却水。这类水 主要对水温有一定要求，同时对易于发生沉淀的悬浮物和 溶解性盐类不宜过高，以防止堵塞管道和设备，藻类和微 生物的滋长也要控制，还要求水质对工业设备无腐蚀作用。 电子工业用水要求较高，半导体器件洗涤用水及药液的配 制，都需要高纯水。
1.物理性污染
热污染，主要来源于热电站、核电站、冶金和石油化工等工厂的排水。 放射性污染，来源于核生产废物、核试验沉降污染包括：重金属污染，来源于矿物开采、冶炼、电镀、仪表、 电解以及化工等工厂排水；砷污染，来源于含砷矿石处理、制药、农 药和化肥等工厂的排水；氰化物污染，来源于电镀、冶金、煤气、洗 涤、塑料、化学纤维等工厂的排水；氮和磷污染，来源于农田排水、 粪便排水、化肥、制革、食品、毛纺等工厂排水；酸碱和盐污染，来 源于矿山、石油、化工、化肥、造纸、电镀工厂排水酸雨。 有机污染包括：酚类化合物污染，来源于炼油、焦化、树脂等化工厂 的排水；苯类化合物污染，来源于石油化工、焦化、农药塑料、染料 等化工厂的排水；油类，来源于采油、炼油、船舶以及机械、化工等 工厂的排水。