給排水科學(xué)與工程概論

1、城市供水水庫(kù)污水處理廠城市供水廠城市河段景觀水體給排水科學(xué)與工程專業(yè)課程設(shè)置水處理工程管網(wǎng)工程建筑給水排水工程儀器儀表與設(shè)備六大模塊水工程經(jīng)濟(jì)水資源利用與保護(hù)給水排水科學(xué)與工程氮磷等污染物的排放導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化氮磷等污染物的排放導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化Red tide Algae bloom 引言水生態(tài)災(zāi)難水生態(tài)災(zāi)難引言引言 1.1 物理指標(biāo) 溫度- 色度-倍 濁度（也叫渾濁度）-度(相當(dāng)于NTU) 臭味 電導(dǎo)率(cm/s) 總固體(mg/L) 溶解性固體(mg/L)1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 1.2 有機(jī)污染指標(biāo) 表征有機(jī)污染的指標(biāo)主要有BOD、COD、TOD、TOC等。 （1）BOD5（生物化學(xué)需氧量）：

2、在20OC的條件下， 由于微生物（主要是細(xì)菌）的生命活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無機(jī)物所消耗的溶解氧量。它代表了第一類有機(jī)物，即可生物降解有機(jī)物的數(shù)量。 （2）CODCr（化學(xué)需氧量）：在酸性條件下利用強(qiáng)氧化劑（我國(guó)法定用重鉻酸鉀）將有機(jī)物氧化成CO2與H2O所消耗的氧量。 （3）高錳酸鹽指數(shù)：用高錳酸鉀作為氧化劑.水中的還原性物質(zhì)，如亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等無機(jī)物同有機(jī)物一起均消耗高錳酸鉀。高錳酸鉀指數(shù)也被作為水體受還原性（有機(jī)和無機(jī)）物質(zhì)污染程度的綜合指標(biāo)。高錳酸鹽指數(shù)是一種很不完全的有機(jī)物氧化，因此只能用于估測(cè)BOD分析時(shí)的稀釋倍數(shù)。 此外還有總需氧量（TOD）、總有機(jī)碳（TOC）等。1、水質(zhì)

3、與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 1.3營(yíng)養(yǎng)性指標(biāo) 營(yíng)養(yǎng)性污染物會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，富營(yíng)養(yǎng)化式水體衰老的表現(xiàn)。表征營(yíng)養(yǎng)性指標(biāo)的污染物主要有總磷、總氮。 （1）總磷(TP)：污水中含磷化合物的總和。包括有機(jī)磷與無機(jī)磷兩類。污水中有機(jī)磷的存在形式主要有：葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等；無機(jī)磷都以磷酸鹽的形式存在，包括正磷酸鹽(PO43-)、偏磷酸鹽(PO3 )、磷酸氫鹽（HPO42-）、磷酸二氫鹽(H2PO4 )等。 (2) 總氮(TN):污水中含氮化合物的總和。它包括有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。 凱氏氮（KjN）：是有機(jī)氮與氨氮的總和。它可用來判斷污水在進(jìn)行生物處理時(shí)，氮營(yíng)養(yǎng)是否充足的依據(jù)。 氨

4、氮(NH3-N):污水中以游離氨（NH3-N）與氨鹽(NH4=)的總和。1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 1.4其它指標(biāo)： 重金屬：銅、鋅、鉛、鎳、砷、汞、鉻、鎘 SS 無機(jī)酸堿 非重金屬無機(jī)有毒物質(zhì) 各種難降解的特殊有機(jī)物（二惡英、PCB等） 1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 目前已有的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有： 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。 1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （1）生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB57492006 規(guī)定了規(guī)定了生活飲用水生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生要求、生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生要求、生活飲用水水源水源水質(zhì)衛(wèi)生要求、集中式供水單位衛(wèi)生要求、二次水質(zhì)衛(wèi)生要求、集中式供水單位衛(wèi)生要求、二次供水衛(wèi)生要求、涉及生活飲用水衛(wèi)生

5、安全產(chǎn)品衛(wèi)生要供水衛(wèi)生要求、涉及生活飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品衛(wèi)生要求、求、水質(zhì)監(jiān)測(cè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和和水質(zhì)檢驗(yàn)方法水質(zhì)檢驗(yàn)方法。 適用于城鄉(xiāng)各類集中式供水的生活飲用水，也適用于城鄉(xiāng)各類集中式供水的生活飲用水，也適用于分散式供水的生活飲用水。適用于分散式供水的生活飲用水。 共共106106項(xiàng)，其中微生物指標(biāo)項(xiàng)，其中微生物指標(biāo)6 6項(xiàng)、飲用水消毒項(xiàng)、飲用水消毒劑劑4 4項(xiàng)、毒理指標(biāo)中無機(jī)化合物項(xiàng)、毒理指標(biāo)中無機(jī)化合物2121項(xiàng)、有機(jī)化合項(xiàng)、有機(jī)化合物物5353項(xiàng)項(xiàng)( (原標(biāo)準(zhǔn)僅原標(biāo)準(zhǔn)僅5 5項(xiàng)項(xiàng)) )、感官性狀和一般理化指、感官性狀和一般理化指標(biāo)標(biāo)2020項(xiàng)項(xiàng) 、放射性指標(biāo)2項(xiàng)1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (2) 水環(huán)境

6、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002） 地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14848-93） 海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-1999）1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (3) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996） 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002） 其它行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)等。1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) (2) 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）。 (3) 污水排放標(biāo)準(zhǔn) 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）及其它行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)等。 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002） 1、水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 水處理方法包括：物理處理、化學(xué)處理、物

7、理化學(xué)處理、生物處理。 水廠從河里抽上的水源水中水廠從河里抽上的水源水中, ,會(huì)有各種不同的雜質(zhì)，例如會(huì)有各種不同的雜質(zhì)，例如常會(huì)含有粘土、砂、水草、腐殖質(zhì)、某些鹽類，還有細(xì)菌、常會(huì)含有粘土、砂、水草、腐殖質(zhì)、某些鹽類，還有細(xì)菌、病毒、寄生蟲、有機(jī)污染物等對(duì)人體有害物質(zhì)，生活飲用水病毒、寄生蟲、有機(jī)污染物等對(duì)人體有害物質(zhì)，生活飲用水對(duì)水質(zhì)的要求是無色、無嗅、無味、不渾濁、無有害物質(zhì)、對(duì)水質(zhì)的要求是無色、無嗅、無味、不渾濁、無有害物質(zhì)、不含傳染病菌，所以水在送往用戶前，必須經(jīng)過澄清、消毒不含傳染病菌，所以水在送往用戶前，必須經(jīng)過澄清、消毒等工藝環(huán)節(jié)的處理，使之符合用戶對(duì)水質(zhì)的要求。等工藝環(huán)節(jié)的處

8、理，使之符合用戶對(duì)水質(zhì)的要求。飲用水處理工藝流程圖飲用水處理工藝流程圖水源水源取水取水泵房泵房混混 合合絮凝絮凝反應(yīng)反應(yīng)沉沉 淀淀過濾過濾消毒消毒絮凝劑絮凝劑用戶用戶消毒劑消毒劑2.水處理方法凈水處理混凝過程混凝過程是混凝劑與水及膠體和細(xì)微懸浮物之間相互是混凝劑與水及膠體和細(xì)微懸浮物之間相互作用的復(fù)雜物理化學(xué)過程。作用的復(fù)雜物理化學(xué)過程。 影響影響混凝的混凝的因素因素主要有水溫、主要有水溫、pH值、混凝劑的種值、混凝劑的種類和用量，以及攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。類和用量，以及攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。 主要設(shè)備主要設(shè)備：混合反應(yīng)器和澄清設(shè)備混合反應(yīng)器和澄清設(shè)備 水處理方法包括：物理處理、化學(xué)處理、物理化學(xué)

9、處理、生物處理。 水廠從河里抽上的水源水中水廠從河里抽上的水源水中, ,會(huì)有各種不同的雜質(zhì)，例如會(huì)有各種不同的雜質(zhì)，例如常會(huì)含有粘土、砂、水草、腐殖質(zhì)、某些鹽類，還有細(xì)菌、常會(huì)含有粘土、砂、水草、腐殖質(zhì)、某些鹽類，還有細(xì)菌、病毒、寄生蟲、有機(jī)污染物等對(duì)人體有害物質(zhì)，生活飲用水病毒、寄生蟲、有機(jī)污染物等對(duì)人體有害物質(zhì)，生活飲用水對(duì)水質(zhì)的要求是無色、無嗅、無味、不渾濁、無有害物質(zhì)、對(duì)水質(zhì)的要求是無色、無嗅、無味、不渾濁、無有害物質(zhì)、不含傳染病菌，所以水在送往用戶前，必須經(jīng)過澄清、消毒不含傳染病菌，所以水在送往用戶前，必須經(jīng)過澄清、消毒等工藝環(huán)節(jié)的處理，使之符合用戶對(duì)水質(zhì)的要求。等工藝環(huán)節(jié)的處理，使

10、之符合用戶對(duì)水質(zhì)的要求。飲用水處理工藝流程圖飲用水處理工藝流程圖水源水源取水取水泵房泵房混混 合合絮凝絮凝反應(yīng)反應(yīng)沉沉 淀淀過濾過濾消毒消毒絮凝劑絮凝劑用戶用戶消毒劑消毒劑2.水處理方法凈水處理混凝過程混凝過程是混凝劑與水及膠體和細(xì)微懸浮物之間相互是混凝劑與水及膠體和細(xì)微懸浮物之間相互作用的復(fù)雜物理化學(xué)過程。作用的復(fù)雜物理化學(xué)過程。 影響影響混凝的混凝的因素因素主要有水溫、主要有水溫、pH值、混凝劑的種值、混凝劑的種類和用量，以及攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。類和用量，以及攪拌強(qiáng)度和攪拌時(shí)間。 主要設(shè)備主要設(shè)備：混合反應(yīng)器和澄清設(shè)備混合反應(yīng)器和澄清設(shè)備 2.水處理方法凈水處理過濾：過濾：水通過粒狀濾料層

11、時(shí)，其中的一些懸浮物質(zhì)和膠體水通過粒狀濾料層時(shí)，其中的一些懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)就被截留在孔隙中或介質(zhì)表面上，這種通過粒狀介質(zhì)物質(zhì)就被截留在孔隙中或介質(zhì)表面上，這種通過粒狀介質(zhì)層分離不溶性污染雜質(zhì)的方法，也稱為粒狀介質(zhì)過濾。層分離不溶性污染雜質(zhì)的方法，也稱為粒狀介質(zhì)過濾。粒狀介質(zhì)截留污染物的粒狀介質(zhì)截留污染物的機(jī)理機(jī)理有三，即篩濾作用、沉降作用有三，即篩濾作用、沉降作用和吸附凝聚作用。和吸附凝聚作用。 影響影響濾池過濾性能的濾池過濾性能的因素因素主要有兩個(gè)方面：主要有兩個(gè)方面：(1) 水質(zhì)水質(zhì); (2) 濾層構(gòu)造及工藝參數(shù)濾層構(gòu)造及工藝參數(shù) 過濾設(shè)備：過濾設(shè)備：濾池濾池水源水源取水取水泵房泵房混混

12、 合合絮凝絮凝反應(yīng)反應(yīng)沉沉 淀淀過濾過濾消毒消毒絮凝劑絮凝劑用戶用戶消毒劑消毒劑2.水處理方法凈水處理消毒是指消毒是指通過投加消毒劑或其它手段，殺滅水中致病通過投加消毒劑或其它手段，殺滅水中致病微生物的處理過程。水中的致病微生物包括病毒、細(xì)微生物的處理過程。水中的致病微生物包括病毒、細(xì)菌、真菌、原生動(dòng)物、腸道寄生蟲及其卵等。菌、真菌、原生動(dòng)物、腸道寄生蟲及其卵等。 影響影響消毒的消毒的因素因素主要有：（）致病微生物的種主要有：（）致病微生物的種類及存在狀態(tài)；（）消毒劑的種類與濃度；（）類及存在狀態(tài)；（）消毒劑的種類與濃度；（）水質(zhì)特征；（）接觸時(shí)間水質(zhì)特征；（）接觸時(shí)間 主要設(shè)備主要設(shè)備：加氯

13、裝置，如真空加氯機(jī)：加氯裝置，如真空加氯機(jī) 水源水源取水取水泵房泵房混混 合合絮凝絮凝反應(yīng)反應(yīng)沉沉 淀淀過濾過濾消毒消毒絮凝劑絮凝劑用戶用戶消毒劑消毒劑生活，商業(yè)和工業(yè)污水生活，商業(yè)和工業(yè)污水需處理的自然降水需處理的自然降水無需處理的自然降水無需處理的自然降水城外區(qū)域，引流水，泉城外區(qū)域，引流水，泉水，井水水，井水混合水混合水-下水道下水道停滯停滯, 利用利用, 保險(xiǎn)保險(xiǎn), 分流分流混合水處理混合水處理污水處理廠污水處理廠 水體水體 水體水體 水體水體 / 地下水地下水生活，商業(yè)和工業(yè)污水生活，商業(yè)和工業(yè)污水污水污水下水道下水道l污水處理廠污水處理廠需處理的自然降水需處理的自然降水雨水雨水下水

14、道下水道雨水處理雨水處理無需處理的自然降水無需處理的自然降水城外區(qū)域，引流水，泉城外區(qū)域，引流水，泉水，井水水，井水停滯停滯, 利用利用, 保險(xiǎn)保險(xiǎn), 分流分流2.水處理方法污水處理污水處理廠降雨降雨地下水RB 排放 納污水體納污水體滲漏 混合污水管網(wǎng)水上休閑 設(shè)施設(shè)施居民區(qū)2.水處理方法污水處理城市污水處理工藝流程城市污水處理工藝流程城市城市管網(wǎng)管網(wǎng)格柵格柵沉砂池沉砂池初沉池初沉池曝氣池曝氣池二沉池二沉池排放排放污污 泥泥污泥消化污泥消化脫水外運(yùn)脫水外運(yùn)沉沉 砂砂泵泵2.水處理方法污水處理 生物處理：生物處理：根據(jù)自然界中微生物通過自身新陳代根據(jù)自然界中微生物通過自身新陳代謝氧化分解環(huán)境中的

15、有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的謝氧化分解環(huán)境中的有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物這一生理功能特點(diǎn)，采取一定的人工強(qiáng)化無機(jī)物這一生理功能特點(diǎn)，采取一定的人工強(qiáng)化技術(shù)措施，創(chuàng)造有利于微生物生長(zhǎng)，繁殖的良好技術(shù)措施，創(chuàng)造有利于微生物生長(zhǎng)，繁殖的良好環(huán)境，加速微生物的增殖及其新陳代謝生理功能，環(huán)境，加速微生物的增殖及其新陳代謝生理功能，從而使污水中的有機(jī)性污染物得以降解、去除的從而使污水中的有機(jī)性污染物得以降解、去除的污水處理技術(shù)。污水處理技術(shù)。城市污水處理工藝流程城市污水處理工藝流程城市城市管網(wǎng)管網(wǎng)格柵格柵沉砂池沉砂池初沉池初沉池曝氣池曝氣池二沉池二沉池排放排放污污 泥泥污泥消化污泥消化脫水外運(yùn)脫水外運(yùn)沉沉

16、 砂砂泵泵2.水處理方法污水處理污水處理廠總數(shù)污水處理廠總數(shù)8,3828,0329,91910,273 10,3121,371 1,897 2,280721071193115954130398234415237120974134128543891720%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%197919951998199119951998199119951998alte Lnderneue LnderDeutschland 1979199519981995199819951998原西德 原東德 全德19911991污水處理程度污水處理程度 生物處理機(jī)械處理未在公共污水處理廠處理 不包括公共排水管道系統(tǒng), 無污水處理 ，1998城市污水處理工藝流程城市污水處理工藝流程城市城市管網(wǎng)管網(wǎng)格柵格柵沉砂池沉砂池初沉池初沉池曝氣池曝氣池二沉池二沉池排放排放污污 泥泥污泥消化污泥消化脫水外運(yùn)脫水外運(yùn)沉沉 砂砂泵泵2.水處理方法污水處理機(jī)械法機(jī)械法污水處理污水處理生物法生物法污水處理污水處理污泥處理污泥處理城市污水處理工藝流程城市污水處理工藝流程城市城市管網(wǎng)管網(wǎng)格柵格柵沉砂池沉砂池初沉池初沉池曝氣池曝氣池二沉池二沉池排放排放污污 泥泥污泥消化污泥消化脫水外運(yùn)脫水外運(yùn)沉沉 砂砂泵泵2.水處理方法污水處理平面布置2.水