水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù) 精品.doc

水質(zhì)凈化與水污染控制技術(shù)水污染：又稱水體污染，各種污染物進(jìn)入水體，其數(shù)量超過水體自凈能力的現(xiàn)象。水體自凈：以河水為例，指河水中的污染物質(zhì)在河水向下游流動過程中濃度自然降低的現(xiàn)象?？煞譃橐韵聨最?。(1) 物理凈化：指污染物質(zhì)由于稀釋、擴(kuò)散、沉淀或揮發(fā)作用而使河水污染物質(zhì)濃度降低的過程。(2) 化學(xué)凈化：指污染物質(zhì)由于氧化、還原、分解等作用而使河水污染物質(zhì)濃度降低的過程。(3) 生物凈化：指由于水中生物活動，尤其是水中微生物對有機(jī)物的氧化分解作用而使污染物質(zhì)濃度降低的過程。水體中的主要污染物及其危害根據(jù)污染物的物理形態(tài)，水污染物可分為：懸浮固體（SS：粒徑0.10.45um以上）、膠體性物質(zhì)（粒徑0.0010.1um）和溶解性物質(zhì)。根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)，水污染物可分為：無機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩類。有機(jī)污染物又可分為可生物降解性污染物和難生物降解污染物。無機(jī)污染物包括N、P等植物性營養(yǎng)物質(zhì)、非金屬（As、氰等）、金屬與重金屬（Hg、Cd、Cr）以及主要因無機(jī)物的存在而形成的酸堿度。N、P是導(dǎo)致湖泊、水庫、海灣等封閉性水域富營養(yǎng)化的主要元素。許多重金屬對人體和水生生物有直接的毒害作用?？缮锝到庑杂袡C(jī)污染物排入水體以后，在微生物的作用下得到降解，從而消耗了水中的溶解氧，引起水體的缺氧和水生動物的死亡，破壞水體功能。在厭氧條件下有機(jī)物被微生物降解產(chǎn)生H2S、NH3、低級脂肪酸等有害或惡臭物質(zhì)。難生物降解性污染物，如農(nóng)藥、鹵代烴、芳香族化合物、聚氯聯(lián)苯等，一般具體毒性大、化學(xué)及生物穩(wěn)定性強(qiáng)、易于在生物體內(nèi)富集等特點，排入環(huán)境以后長時間滯留，并通過食物鏈對人體造成危害。污水的污染指標(biāo)水質(zhì)污染指標(biāo)是評價水質(zhì)污染程度、進(jìn)行污水處理工程設(shè)計、反應(yīng)污水處理廠處理效果、開展水污染控制的基本依據(jù)。污水污染指標(biāo)一般可分為物質(zhì)性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)三類。（一） 污水物理性質(zhì)的污染指標(biāo)表示污水物理性質(zhì)的污染指標(biāo)有溫度、色度、嗅和味、固體物質(zhì)等。1. 溫度許多工業(yè)企業(yè)排出的污水都有較高的溫度，排放這些污水會使水體水溫升高，引起水體熱污染。危害：氧在水中的飽和溶解氧隨水溫升高而減少，較高的水溫又加速耗氧反應(yīng)，可導(dǎo)致水體缺氧與水質(zhì)惡化。2. 色度色度是一項感官性指標(biāo)。主要來源于金屬化合物或有機(jī)化合物。所含雜質(zhì)不同，色度不同。危害：色度升高，透光性下降，水生植物的光合作用受到影響，水體自凈作用減弱。3. 嗅與味主要來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等。4. 固體物質(zhì)水中所有殘渣的總和稱為總固體（TS），總固體包括溶解性固體（DS）和懸浮固體（SS）危害：產(chǎn)生色度，堵塞魚腮，消耗溶解氧，惡化水質(zhì)，吸附其他物質(zhì)隨水流遷移。TS測量：定量水樣在105110烘箱中烘干至恒重所得重量。水樣過濾可過濾固體FS（溶解性固體DS）懸浮固體SS揮發(fā)性可過濾固體VFS：尿素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)以及洗滌劑等有機(jī)物質(zhì)非揮發(fā)性可過濾固體FFS：碳酸鹽、氨鹽、磷酸鹽、氧化物等無機(jī)物揮發(fā)性懸浮固體VSS：在馬福爐中灼燒至恒重所失去的重量非揮發(fā)性懸浮固體FSS：灰分水樣 蒸發(fā) 總固體（TS）（二） 污水化學(xué)性質(zhì)污染指標(biāo)1. 無機(jī)物（1） 酸堿度一般要求后污水的pH值在69之間。當(dāng)天然水體遭受酸堿污染時，pH值發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水體自凈，還腐蝕船舶。（2） 植物性營養(yǎng)元素過多的氮、磷進(jìn)入天然水體易導(dǎo)致富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水體植物尤其是藻類的大量繁殖，造成水中溶解氧的急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。含氮化合物：氮是有機(jī)物中除碳以外的一種主要元素，也是微生物生長的重要元素。它消耗水體中的溶解氧，促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，形成水花、赤潮，引起魚類死亡，水質(zhì)迅速惡化。關(guān)于氮的幾個指標(biāo)：有機(jī)氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素總氮（TN）一切含氮化合物以氮計的總稱凱氏氮（TKN）：總氮中的有機(jī)氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮；氨氮（NH3-N）：有機(jī)化合物的分解或直接來自含氮工業(yè)廢水NOX-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮含磷化合物：磷也是有機(jī)物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素，主要來自于人體排泄物以及合成洗滌劑，牲畜飼養(yǎng)及含磷工業(yè)廢水。它易導(dǎo)致藻類等浮游生物大量繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡，使水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。（3） 重金屬：微量金屬元素危害：生物毒性，抑制微生物生長，使蛋白質(zhì)凝固；逐級富集至人體，影響人體健康。（4）無機(jī)性非金屬有害有毒物：水中無機(jī)性非金屬有害有毒污染物主要有砷、含硫化合物、氰化物等。2. 有機(jī)物（1）BOD（生化需氧量）：在水溫為20的條件下，由于微生物（主要是細(xì)菌）的生活活動，將有機(jī)物氧化成無機(jī)物所消耗的氧量。反映了在有氧的條件下水中可生物降解的有機(jī)物的量，主要污染特性（以mg/L為單位）。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一般可分為兩個階段：第一個階段有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天100天完成。實際中，常以5天作為測定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時間，稱五日生化需氧量（BOD5）。（2）COD（化學(xué)需氧量）：用強(qiáng)氧化劑在酸性條件下，將有機(jī)物氧化成二氧化碳和水所消耗的氧量。實驗測定COD時，強(qiáng)氧化劑一般采用K2Cr2O7,此時的COD可寫作CODCr,可近似代表廢水中的全部有機(jī)物含量；（如采用高錳酸鉀作為氧化劑，則以CODMn表示） COD是廢水中有機(jī)污染物的濃度指標(biāo)； 同BOD一樣，是天然水、用水、廢水的經(jīng)常性監(jiān)測的水質(zhì)指標(biāo)；（3）TOC（總有機(jī)碳）：水樣中所有有機(jī)物的含碳量。TOC近似等于理論有機(jī)碳量值，是一濃度指標(biāo)；根據(jù)燃燒過程中釋放出CO2量的測定值求得。（4）TOD（總需氧量）：有機(jī)物中的主要元素C、H、O、N、S等，在高溫下燃燒時，將分別產(chǎn)生CO2、H2O、NO2、SO2所消耗的氧量。有機(jī)物指標(biāo)的關(guān)系：（對特定的水，表示有機(jī)物含量的各指標(biāo)間有一定的關(guān)系）TODCOD BODBOD5BOD5/COD可大致表示有機(jī)物的可生化降解特性：BOD5COD0.3，水中有機(jī)物可生化降解 BOD5COD0.5，水中有機(jī)物易生化降解COD/TOC2.67，說明樣品中有部分有機(jī)物不能被氧化劑氧化；COD/TOC 2.67，表明廢水中含較多的無機(jī)還原態(tài)物質(zhì)。（三）污水的生物性質(zhì)污染指標(biāo)污水生物性質(zhì)的檢測指標(biāo)有大腸菌群數(shù)、病毒及細(xì)菌總數(shù)。細(xì)菌總數(shù)：水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染物程度和受細(xì)菌污染的程度，大腸菌群數(shù)、病原菌、病毒及其他細(xì)菌數(shù)的總和。細(xì)菌總數(shù)愈多，表示病原菌與病毒存在的可能性愈大。但細(xì)菌總數(shù)不能說明污染的來源，所以結(jié)合大腸菌群數(shù)、病毒及細(xì)菌總數(shù)等3個衛(wèi)生指標(biāo)來評價污水受生物污染的嚴(yán)重程度。常以：細(xì)菌個數(shù)/mL計。如：飲用水: 100個/mL，醫(yī)院排水: 500個/mL大腸菌群：可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。 常以：大腸菌群數(shù)/L計如：飲用水: 3個/L，城市排水: 10000個/L，游泳池: 1的顆粒物離心分離離心沉降作用氣浮浮力作用相對密度1的顆粒物過濾（砂濾等）物理阻截作用懸浮物過濾（篩網(wǎng)過濾）粗大顆粒、懸浮物反滲透滲透壓無機(jī)鹽等膜分離物理截留等較大分子污染物蒸發(fā)濃縮水與污染物的蒸發(fā)差異性非揮發(fā)性污染物（二） 化學(xué)法化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用處理水中污染物的一種方法，通過改變污染物在水中的存在形式，使之從水中去除，或者使污染物徹底氧化分解、轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而達(dá)到水質(zhì)凈化和污水處理的目的。表2.1水的化學(xué)處理法（三） 生物法生物法是利用生物特別是微生物的作用，使水中的污染物分解、轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)的一種方法。表3.1水的生物處理法第一講：污水的物理處理污水的物理處理法去除對象是污水中的飄浮物和懸浮物，采用的主要方法有：篩濾截留法-篩網(wǎng)、格柵、過濾等；重力分離法-沉砂池、沉淀池、隔油池、氣浮池等；離心分離法-旋流分離器、離心機(jī)等。1.1格柵和篩網(wǎng)格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水管道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理廠的前端，用來截留污水中較大飄浮物和懸浮物。篩網(wǎng)主要應(yīng)用于小型污水處理系統(tǒng)，主要用于短小纖維回收。1.2沉砂池沉砂池是以重力分離或離心分離為基礎(chǔ)，即控制進(jìn)入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相對密度大的無機(jī)顆粒下沉，而有機(jī)懸浮顆粒則隨水流帶走。沉砂池形式有平流式沉砂池、曝氣沉砂池、旋流沉砂池等。 旋流沉砂池1.3沉淀池沉淀池是利用水中懸浮顆粒和水的密度差，在重力作用下產(chǎn)生下沉作用，以達(dá)到固液分離的一種過程。按工藝布置的不同，可分為初沉池和二沉池。按池內(nèi)水流方向不同分為平流式、豎流式及輻流式。 1.4隔油池隔油池是利用油與水的比重差異，分離去除污水中顆粒較大懸浮油和重油的一種處理構(gòu)筑物。隔油池有平流式和斜板式兩種。1.5氣浮池氣浮法是在水中形成微小氣泡形式，使微小氣泡與水中懸浮的顆粒粘附，形成