水污染控制工程課件第一章 緒論

第一章緒論Introduction1第一章緒言問題：你了解世界和我國水資源及水污染的現狀嗎？你知道污水與廢水有何區(qū)別嗎？你知道廢水中的污染物有哪些嗎？各種污染物的多少是如何表示的？你了解常用污水處理的分類方法嗎？你認為如何才能解決我國的水污染問題？城市廢水一般采用怎樣的流程處理才能達到排放標準？你還記得西科大污水處理廠的流程嗎？21.1水與水資源鏈接1.2廢水、廢水污染及水污染鏈接

1.3廢水中的污染物分類及其危害簡介鏈接1.4污染物在水中的遷移與轉化鏈接1.5廢水水質控制鏈接

1.6污水出路鏈接鏈接1.7城市廢水處理的典型流程鏈接

31.1水與水資源

1.1.1世界的水資源及其特點

水是地球上最豐富的化合物約占地球外層五公里地殼中的50％覆蓋著地球71％的表面積其平均深度達到3.8km總量約有1.36×109km3

4地球上水資源及其存在狀態(tài)分布51.1.2我國的水資源及其污染現狀（1）我國水資源的特點1）總量大，人均量少2）水量在地區(qū)上分布不平衡3）水量在時間分配上很不均勻6（2）我國的水污染現狀“局部有所改善，整體仍在惡化”。我國大江大河干流水質尚好，但臨近大城市河段及城市附近的小河支流均已程度不同地受到了污染，嚴重的已成了臭水溝。7隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和工業(yè)重心的轉移，污染已有向農村、向內地轉移的趨勢，由地表水受污染向地下水受污染轉移。我國的湖泊大多呈富營養(yǎng)化，面積也不斷萎縮；近海水域亦因受污染而赤潮頻發(fā)。國家環(huán)境保護總局網站81．2

廢水、廢水污染及水污染

水在社會循環(huán)中，由于種種原因而喪失了使用價值而外排，這種廢棄外排的水稱為廢水?！拔鬯笔潜晃廴疚镂廴玖说乃瑥娬{其臟的一面。9據廢水的來源生活廢水（domestic)工業(yè)廢水(industrial)據污染物的化學類別有機廢水(organic)無機廢水(inorganic）按廢水產生的工藝焦化廢水(coking)冶金廢水(metallurgical)制藥廢水(pharmaceutical)食品廢水(food)印染廢水(printinganddyeing)??????10廢水污染是指廢水對水體、大氣、土壤或生物的污染，這里廢水是污染的原因。水污染是指水體受到廢水、廢氣、固體廢棄物中污染物的污染，這里水體是受害者。但造成水體污染的主要原因是廢水。1．2廢水、廢水污染及水污染11需氧型污染毒物型污染富營養(yǎng)型污染感官型污染其它1．2廢水、廢水污染及水污染121.3廢水中的污染物分類及危害簡介

1.3.1固體污染物

固體污染物是指廢水中在100°C時不能蒸發(fā)的所有物質，稱為總固體。

總固體(totalsolid

TS)溶解性固體(dissolvedsolid，DS)懸浮性固體(suspensionsolid，SS)13懸浮固體可沉降固體（settleable)：能在2小時內靠重力沉降的固體

難沉降固體(unsettleable)兩小時內不能沉降的稱為難沉降固體

廢水中固體污染物的多少用單位體積的水中所含質量表示，即質量濃度，單位一般為mg/L。14廢水中懸浮物含量的多少也可用濁度(turbidity)表示

在水質分析中規(guī)定，1L水中含有1mgSiO2所構成的濁度為一個標準濁度單位，簡稱1度

151.3.2需氧污染物需氧污染物主要是指廢水中所含的能被微生物降解的有機物，有些是有毒的，但這類有機物大部分本身是無毒的。這類污染物的特點是數量大、成分復雜，所以很難分別表示其含量。產生污染的主要原因是在其分解過程中消耗水中的溶解氧。需氧污染物用間接指標來衡量，常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。16（1）生物化學需（耗）氧量（biochemicaloxygendemand簡稱BOD）生化過程：有機物被轉化為CO2、NH3NH3被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽表示在一定條件下（20C），單位體積廢水中所含的有機物被微生物完全分解所消耗的分子氧的數量。

單位為mg（氧）/L（廢水）有BOD5和BOD20

之分，BOD5最常用。BOD5=0.7*BOD特點：準確反映污染的程度，但測定所需時間長，不利于指導實際生產和自動控制。17（2）化學耗氧量（chemicaloxygendemand簡稱COD）用化學氧化劑氧化分解廢水中的有機物，用所消耗的氧化劑中的氧來表示有機物的多少，單位仍為mg/L。

常用的氧化劑有K2Cr2O7和KMnO4，分別用

CODCr

和CODMn表示。特點：測定速度快，但與實際污染的程度有差距。

18（3）總需氧量（totaloxygendemand，TOD）和總有機碳（totalorganiccarbon，TOC）

在900℃下，以鉑為催化劑，使水樣汽化燃燒，然后測定氣體載體中氧的減少量，作為有機物完全氧化所需的氧量，稱為總需氧量；19在同樣條件下測定氣體中二氧化碳的增量，從而確定出水樣中碳元素的含量，稱為總有機碳

特點：測定速度快，但設備復雜且與BOD、COD之間無固定關系。BOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特點和用途，在實際應用中應根據各自的特點和不同的情況選用！201.3.3有毒污染物

(toxicmaterials)廢水中能對生物引起毒性反應的化學物質稱為有毒污染物。特點：急性中毒：慢性中毒：21影響危害程度的因素：濃度和作用時間：環(huán)境條件：生物的種類及生物自身的適應能力。分類：無機化學、有機化學和放射性毒物三類。表示方法：質量濃度表示，單位為mg/L。22（1）無機化學毒物(inorganictoxics)無機化學毒物主要是指重金屬離子、氰化物、氟化物和亞硝酸鹽等?；瘜W上一般把密度大于4的金屬稱為重金屬（heavymetals)。水污染中所指的重金屬主要是Hg、Cr、Cd、Pb、As、Ni、Ce、Cu、Zn、Ti、Mo、Ti等。23重金屬(heavymetals)污染有如下特點：（a）毒性以離子狀態(tài)最大，且不同價態(tài)的毒性不同。（b）很難被生物降解，有時還可以被生物富集或轉化成毒性更大的物質。（c）危害時間長，難消除。（d）有些重金屬是人體必須的元素。24（2）有機化學毒物（organictoxics)有機化學毒物大多是人工合成的有機物。主要有：農藥（DDT、有機氯、有機磷等）酚類化合物、聚氯聯(lián)苯、稠環(huán)芳烴和芳香族氨基化合物等。特點：這類物質的種類最多，性質最復雜。毒性大?；瘜W穩(wěn)定性好。大多數難被生物降解且可以通過食物鏈富集，危害人體健康。25（3）放射性物質(radioactivematters)主要是指廢水中所含的能產生有害射線的物質。261.3.4營養(yǎng)污染物

(nutrients)營養(yǎng)污染物主要是指植物和微生物生長過程中所需的營養(yǎng)物質，并非有毒，主要是氮和磷。富營養(yǎng)化污染

(eutrophication)產生污染的原因：赤潮redcurrent水華waterbloom27282930除氮和磷外，BOD、溫度、維生素類物質也能觸發(fā)和促進富營養(yǎng)化污染。表示水中營養(yǎng)物質多少的指標是單位體積水中含氮和磷的總質量，單位為mg/L。氮有多種表示方法：有機氮NH3和NH4NO2-

NO3-總氮（TN）311.3.5生物污染物

(biologicalpollutants)生物污染物主要是指廢水中的致病微生物(pathogens)和其他的有機體。指標

（1）細菌總數(totalbacteria)

細菌總數是指1mL水中所含有各種細菌的總數。（2）大腸菌數(coliforms)

大腸菌數是指1L水中所含大腸菌個數。由于大腸菌在外部環(huán)境中的生存條件與腸道傳染病的細菌、寄生蟲卵相似，而且大腸菌的數量多，比較容易檢驗，所以把大腸菌數作為生物污染指標。321.3.6感官污染物

(sceneryshock)廢水中的異色、混濁、泡沫、不良氣味等會引起人們感官上不快的污染物稱為感官污染物（1）色澤和色度(color)

色澤是指廢水的顏色種類，通常用文字描述.33色度是指廢水所呈現的顏色深淺程度。一是采用鉑鈷標準比色法，規(guī)定在1L水中含有氯鉑酸鉀（K2PtCl6）2.491mg及氯化鈷（CoCl2·6H2O）2.00mg時，也就是在1L水中含鉑1mg及鈷0.5mg時所產生的顏色深淺為1度；二是采用稀釋倍數法，即將廢水稀釋，用把廢水稀釋到接近無色時所需的稀釋倍數表示色度。34（2）嗅和味(odor)嗅和味是判斷水質優(yōu)劣的感官指標之一。常見的水臭味有霉爛臭味、糞便臭味、汽油臭味、臭蛋味、氯氣味等。嗅味的表示方法現行是用文字描述臭的種類，用強、弱等字樣表示臭的強度。比較準確的定量方法是嗅閾法，即用無嗅水將待測水樣稀釋到接近無臭程度的稀釋倍數表示臭的強度。351.3.7酸堿污染物(acidandbase)

主要是指進入水體的無機酸和堿，它們影響水體的pH值。廢水中酸堿污染物的多少常用廢水的pH值表示。濃度高時也用酸或堿的質量分數表示。361.3.8油類污染物

(oilandgrease)油類污染物一般是指比水輕能浮在水面上的液體物質，多指油類。廢水中油類污染物的多少也用質量濃度表示，單位為mg/L。37381.3.9熱污染物

(temperature)

由于廢水的溫度過高引起的危害稱為熱污染。391.4污染物在水中的遷移轉化一、水體的自凈作用1、根據作用機理的分類2、污水排入河流的混合過程3、持久污染物的稀釋擴散4、非持久污染物的稀釋擴散5、水體的氧平衡二、污染物在水體中的遷移轉化規(guī)律401、根據作用機理的分類物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學凈化：氧化、還原、分解生物凈化：有解物的氧化分解、污染物質進入生物體412、污水排入河流的混合過程1）豎向混和2）橫向混和3）斷面充分混合后階段423、持久污染物的稀釋擴散4、非持久污染物的稀釋擴散5、水體的氧平衡431.5廢水水質控制廢水水質控制就是采取一定的技術措施，使廢水中污染物的濃度降低到規(guī)定的水平。目的有三個：（a）滿足廢水再用（循環(huán)再用或接續(xù)再用）對水質的要求；（b）滿足有價物質回收工藝對水質的要求；（c）滿足廢水排放對水質的要求。441．5．1廢水水質不同的行業(yè)、不同目的的廢水有相應的要求，即廢水排放標準和水體中允許的標準。值得指出的是我國目前大多為濃度標準，即只規(guī)定排放廢水中污染物的允許濃度，而沒有規(guī)定允許的排放總量，這是不合理的。應同時有排放總量的要求。451．5．2控制廢水污染的途徑（1）改革生產工藝，嚴格控制污染源（2）加強廢水處理技術的研究（3）對不同的廢水要分別處理，即要先處理后排放（4）加強有關法律法規(guī)的制訂和實施（5）加強宣傳教育提高全民的環(huán)境意識

461．5．3廢水處理方法簡介

按廢水中污染物的除去方式分離處理(separation)：通過各種方法使污染物從廢水中分離出來。轉化處理(transformation)：通過化學或生物化學的方法，使廢水中的污染物轉化為無害的物質，或是轉化為易于分離的物質然后再分離。

稀釋處理

(dilution)47分離處理離子態(tài)污染物—離子交換法、離子吸附法、離子浮選法、電解沉積法、電滲析法分子態(tài)污染物—吹脫法、汽提法、萃取法、吸附法、浮選法、結晶法、蒸發(fā)法、冷卻法、冷凍法、反滲透法膠體態(tài)污染物—凝聚和絮凝法懸浮態(tài)污染物—重力分離法、離心力分離法、阻力截留法、粒狀介質過濾法、磁力分離法48離子交換法：廢水與固體離子交換劑接觸時，離子態(tài)污染物能與交換劑上的同號離子互相交換，從而使廢水中的有害離子被分離出來。離子吸附法：廢水與具有離子吸附性能的地固體吸附劑相接觸時，離子態(tài)污染物便與吸附劑上的電性相反的活性基相吸，從而被分離出來。電解沉積法：廢水通過電解槽時，其中的金屬陽離子移向陰極，經放電后便沉積在陰極上而被分離。電滲析法：廢水通過由一組交替排列的陰陽離子交換膜組成的通道時，在直流電場的作用下，離子能有選擇性的透過不同的膜，濃集于一些通道中，另一些通道的廢水則得到凈化。吹脫法：廢水與空氣充分接觸時，溶解氣體和揮發(fā)性污染物便擴散到空氣中去。汽提法：采用水蒸氣直接加熱廢水至沸騰，揮發(fā)性污染物分子便隨同水蒸氣一起逸出。49轉化處理化學轉化法—pH值調節(jié)法、氧化還原法、電化學法、化學沉淀法、水質穩(wěn)定法、自然衰變法生物化學轉化法—好氧生物轉化法、厭氧生物轉化法消毒轉化法—藥劑消毒法、能源消毒法稀釋處理水體稀釋法廢水稀釋法50按處理的程度一級處理(primary)：也叫初級處理，該過程只能除去廢水中的大顆粒的懸浮物及漂浮物，很難達到排放標準。二級處理(secondary)：一般可以除去細小的或呈膠體態(tài)的懸浮物及有機物，一般能達到排放標準。三級處理(tertiary)，也稱高級(advanced)處理：進一步除去廢水中的膠體及溶解態(tài)的污染物，一般可達到回用的目的。51廢水的一級處理方法重力分離法(gravityseparation)阻力截留法(retaining)稀釋法(d