第2章水污染與治理

2水污染與治理【學(xué)習(xí)指南】了解：水體、水體污染、中國(guó)水污染現(xiàn)狀。熟悉：水體的類(lèi)型、組成；水質(zhì)指標(biāo)；水體污染源、水體污染的危害；水污染的控制途徑。掌握：水體的自?xún)糇饔?；水體物理處理法、化學(xué)處理法、物理化學(xué)處理法、生物處理法；污泥的利用、污泥的處理。11/15/202412水污染與治理2.1水質(zhì)指標(biāo)2.2水體污染2.3水污染的治理11/15/202422.1水質(zhì)指標(biāo)2.1.1水體2.1.2水質(zhì)指標(biāo)11/15/202432.1.1水體1.水體的概念水是地球上分布最廣的物質(zhì)，是人類(lèi)環(huán)境的一個(gè)重要組成部分，水資源包括地表水和地下水。淡水中絕大部分為極地冰雪冰川和地下水，能供人類(lèi)直接利用而且易于取得的淡水資源是十分有限的，水資源并不是取之不盡、用之不竭的。中國(guó)已被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)水資源貧乏國(guó)家之一。11/15/20244水的自然循環(huán)

11/15/20245

地球上水的分配情況%

地球上的水的總量分配所占百分率%

海水(seawater)97.41

淡水(landwater)2.59

（其中淡水的分配）

冰蓋、冰川1.984

地下水0.592

水凍層中的冰0.0216

湖泊水0.0127

土壤水0.0012

大氣水0.0009

沼澤水0.0008

河流水0.0002

生物體水0.0001

11/15/20246地球上淡水量示意圖11/15/20247

水體是指地表被水（河流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、地下水、冰川和海洋等）覆蓋區(qū)域的自然綜合體。水體包括水、水中的懸浮物、溶解性物質(zhì)、底泥和水中生物等，它是一個(gè)完整的自然生態(tài)系統(tǒng)。區(qū)分“水”和“水體”的概念11/15/202482.水體的類(lèi)型根據(jù)水體成因可分為自然水體和人工水體，根據(jù)化學(xué)成分和溶解于水中的鹽含量可分為咸水體和淡水體。地表水、地下水、降水11/15/20249

地球上的水分布很廣泛。地球地殼表層、表面和圍繞地球的大氣層中液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)的水組成的水圈，廣泛分布在海洋、湖泊、沼澤、河流、冰川、雪山，以及大氣、生物體、土壤和地層中，垂直分布存在于大氣圈、生物圈、巖石圈之中。地球上的總水量達(dá)14億立方米，占地球質(zhì)量的萬(wàn)分之二，絕大部分為咸水，淡水只占全球總水量的2.7%。淡水中68.7%為冰川及永久雪蓋，30.1%為地下水，前者地處僻遠(yuǎn)，難以利用，后者需鑿井提取，才能利用。余下的1.2%才為可以利用的江河、湖、土壤和大氣圈中的水。3.水資源的分布11/15/202410

淡水是指含鹽量小于500mg/L的水，人們通常的飲用水都是淡水。地下水、湖泊淡水和河床水，三者總和約占地球總水量的0.8%。人類(lèi)淡水消費(fèi)量已占全世界可用淡水量的54%，淡水的污染問(wèn)題卻未完全消除，保護(hù)水質(zhì)、合理利用淡水資源，已成為當(dāng)代人類(lèi)普遍關(guān)心的重大問(wèn)題。11/15/202411

我國(guó)地域遼闊，地處亞歐大陸東側(cè)，跨高中低三個(gè)緯度區(qū)，受季風(fēng)與自然地理特征的影響，南北、東西氣候差異很大，致使我國(guó)水資源的時(shí)空分布極不均衡。

1）水量在地區(qū)上分布不均衡

2）水量在時(shí)程分配上分布不均勻

3）水資源與人口、耕地的分布不相適應(yīng)11/15/202412中國(guó)水資源現(xiàn)狀

中國(guó)水資源總量為2.7115萬(wàn)億m3，居世界第六位。人均占有量為2238.6立方米，居世界第121位，不到世界人均值的1/4。其中地表水2.7萬(wàn)億m3，地下水0.83萬(wàn)億m3，水資源與國(guó)土面積、耕地面積對(duì)比，處于世界中等偏下水平，屬于貧水國(guó)家之列。世界標(biāo)準(zhǔn)人均水資源低于3000m3為輕度缺水；人均水資源低于2000m3為中度缺水；人均水資源低于1000m3為重度缺水；人均水資源低于500m3為極度缺水。11/15/202413

中國(guó)目前有16個(gè)省(區(qū)、市)人均水資源量(不包括過(guò)境水)低于嚴(yán)重缺水線(xiàn)，有6個(gè)省、區(qū)(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于500m3。在世界上近百個(gè)缺水國(guó)家中，中國(guó)是公認(rèn)的貧水國(guó)，人均淡水擁有量不足2200m3，排在世界人均數(shù)量的第100位以后，已被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織列入世界12個(gè)最貧水國(guó)家的黑名單。我國(guó)多年平均降水總量為60000億m3，占全球陸地降水總量的4.7％，折合降水深為629mm，小于全球陸面降水平均值(834mm)。我國(guó)水資源分布特點(diǎn)是南多北少，東多西少，總量豐富，人均占有量少，時(shí)空分布不均勻。11/15/202414

1.水質(zhì)水質(zhì)是水體質(zhì)量的簡(jiǎn)稱(chēng)。它標(biāo)志著水體的物理（如色度、濁度、臭味等）、化學(xué)（無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的含量）和生物（細(xì)菌、微生物、浮游生物、底棲生物）的特性及其組成的狀況。

2.水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)的綜合特性。水質(zhì)指標(biāo)是表示水中雜質(zhì)的種類(lèi)、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)。2.1.2水質(zhì)指標(biāo)11/15/2024152.2水體污染與水體自?xún)?.2.1水體污染2.2.2水體自?xún)?1/15/2024162.2.1水體污染1.水體污染概念是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，從而導(dǎo)致水體的物理特征、化學(xué)特征和生物特征發(fā)生不良變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)，破壞了水體的功能及其在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中的作用。11/15/2024172.水體污染類(lèi)型（1）化學(xué)型污染化學(xué)型污染指隨污水及其他廢物排入水體中的無(wú)機(jī)物如酸、堿、鹽和有機(jī)物如碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、纖維素、氨基酸等造成的水體污染。（2）物理型污染物理型污染指色度和濁度物質(zhì)污染、懸浮固體污染、熱污染和放射性污染等物理因素造成的水體污染。（3）生物型污染生物型污染指生活污水、醫(yī)院污水以及屠宰、畜牧、制革業(yè)、餐飲業(yè)等排放的污水中常含有各種病原體如病毒、病菌、寄生蟲(chóng)等造成的水體污染。11/15/2024183.水體污染源水體污染源是指造成水體污染的污染物的發(fā)生源。水體污染源按造成水體污染的原因分為自然污染源和人為污染源按受污染的水體分為地面水污染源、地下水污染源和海洋污染源按污染釋放的有害物質(zhì)種類(lèi)分為物理性污染源化學(xué)性污染源和生物性污染源按污染源分布排放特征分為點(diǎn)污染源、面污染源。11/15/2024194.水體污染物

物理熱、輻射、淤泥沉積按學(xué)科分類(lèi)化學(xué)

生物細(xì)菌、病毒

無(wú)機(jī)無(wú)毒物

化學(xué)物質(zhì)分類(lèi)無(wú)機(jī)有毒物

有機(jī)無(wú)毒物

有機(jī)有毒物

分類(lèi)方法繁多美國(guó)環(huán)保局分為8類(lèi)11/15/202420

（1）需氧污染物在微生物作用下,水中有機(jī)物需氧消耗分解為簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物所需氧量.20C,1atm,DO=0.00917g/L

若某水體中含有0.010g/L(10ppm)有機(jī)污染物,則全部分解這些有機(jī)物需要消耗多少的氧氣?C6H10O5+6O26CO2+5H2O162192

需氧量為：0.010g/L(192/162)=0.012g/L

在正常大氣壓下,

20C,1atm,DO=0.00917g/L,水中有機(jī)物過(guò)多,勢(shì)必造成水中溶解氧缺乏,使水體變臭.

需氧指標(biāo)溶解氧(DO,dissolvedoxygen)，生化需氧量(BOD,biochemicaloxygendemand)，化學(xué)需氧量(COD,chemicaloxygendemand)，總有機(jī)碳(TOC,totalorganiccarbon)，總需氧量(TOD,totaloxygendemand)，理論需氧量(ThOD,theoreticaloxygendemand)

11/15/202421（2）重金屬燃料燃燒來(lái)源采礦冶煉三廢排放沉淀：M(OH)x、MS、MCl

遷移變化吸附：底泥配合~螯合：氧化~還原：

毒性效應(yīng)：1~10mg

危害不易降解,價(jià)態(tài)可變,可生化為有毒物

可以分散或生物富集11/15/202422（3）CN-

工業(yè)：電鍍;煤氣廠例如鍍鋅液中含NaCN120~180g/L

來(lái)源

高爐：C~NH3、CH4~NH3

水體中的凈化作用

揮發(fā)可達(dá)90%：CN-+CO2+H2OHCN+HCO3-

氧化分解可凈化10%：2CN-+O22CNO-

CNO-+2H2ONH4++CO32-

危害：劇毒,口服50(0.3~0.5)mg就使人致死.急性中毒抑制細(xì)胞呼吸,造成人體組織嚴(yán)重缺氧.

生活水：

<0.05ppm

地面水：

<0.2ppm

工業(yè)污水：

<0.5ppm11/15/202423（4）酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)污染物1)來(lái)源：各類(lèi)化工污水改變pH,破壞自然緩沖作用,影響微生物2)危害水質(zhì)惡化,土壤酸化,影響動(dòng)植物生長(zhǎng)增加水的硬度,影響淡水生物及飲用11/15/202424（5）植物營(yíng)養(yǎng)物

農(nóng)田施肥(N、P、K)、硝石、鳥(niǎo)糞

1)來(lái)源農(nóng)業(yè)廢棄物(豆科植物,牲畜糞便)

生活和工業(yè)污水

雨雪對(duì)大氣淋洗和地面徑流

水體富營(yíng)養(yǎng)化,使水體衰老死亡

2)危害

判斷標(biāo)準(zhǔn)：與N、P含量有關(guān)

總P>20mg/m3

富養(yǎng)化指標(biāo)總無(wú)機(jī)N>300mg/m3

葉綠素300mg/m3

水體富營(yíng)養(yǎng)化11/15/202425（6）石油類(lèi)污染物石油的開(kāi)采、儲(chǔ)運(yùn)、煉制和使用過(guò)程排出

1)來(lái)源船舶運(yùn)輸事故、洗刷沿海、沿河工業(yè)排放含油污水其他：各類(lèi)含油廢氣沉降影響海洋生物的生長(zhǎng)降低海濱環(huán)境的使用價(jià)值,2)危害破壞海岸設(shè)施影響局部地區(qū)的水文氣象條件降低海洋的自?xún)裟芰?/p>

11/15/202426（6）病原微生物生活污水

1)來(lái)源醫(yī)院污水生物制品廠、制革、屠宰生物糞便

2)危害致病,爆發(fā)大規(guī)模流行性疾病11/15/2024275.水體污染的危害（1）危害人體健康（2）降低農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量（3）對(duì)工業(yè)的影響（4）危害水生生態(tài)系統(tǒng)11/15/2024286.中國(guó)水體污染現(xiàn)狀地表水污染嚴(yán)重。長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河等七大水系總體水質(zhì)與上年持平。200條河流409個(gè)斷面中，Ⅰ~Ⅲ類(lèi)、Ⅳ~(yú)Ⅴ類(lèi)和劣Ⅴ類(lèi)水質(zhì)的斷面比例分別為55.0%、24.2%和20.8%。珠江、長(zhǎng)江總體水質(zhì)良好，松花江為輕度污染，黃河、淮河、遼河為中度污染，海河為重度污染。在監(jiān)測(cè)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的26個(gè)湖泊（水庫(kù)）中，呈富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的湖（庫(kù)）占46.2%。全國(guó)近岸海域水質(zhì)總體為輕度污染。一、二類(lèi)海水比例為70.4%，比上年上升7.6個(gè)百分點(diǎn)；三類(lèi)海水占11.3%，與上年持平；四類(lèi)和劣四類(lèi)海水占18.3%，下降7.1個(gè)百分點(diǎn)。四大海區(qū)近岸海域中，黃海、南海近岸海域水質(zhì)良，渤海水質(zhì)一般，東海水質(zhì)差。與上年比較，渤海灣、長(zhǎng)江口、珠江口和北部灣一、二類(lèi)海水比例上升10%以上。我國(guó)水體污染具體表現(xiàn)為污染水域由城市轉(zhuǎn)移到農(nóng)村，農(nóng)村水體成為新污染的地帶；污染由發(fā)達(dá)的東部地區(qū)向發(fā)展中的中西部地區(qū)蔓延；污染從支流向干流延伸，由區(qū)域向流域擴(kuò)散；水體污染由地表水逐漸向圠不水滲透的趨勢(shì)；水體污染物分散、途徑多，難于集中治理，缺乏經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)。11/15/2024292.2.2水體自?xún)?.水體凈化的概念當(dāng)污染物進(jìn)入水體后，隨水稀釋的同時(shí)發(fā)生揮發(fā)、絮凝、水解、配合、氧化還原及微生物降解等物理、化學(xué)變化和生物轉(zhuǎn)化過(guò)程，使污染物的濃度降低或至無(wú)害化的過(guò)程稱(chēng)為水體自?xún)糇饔谩Ｋw的自?xún)糇饔檬怯幸欢ㄏ薅鹊?，?dāng)污染物濃度超過(guò)水體的自?xún)裟芰r(shí)，污染隨之產(chǎn)生。11/15/202430

水體自?xún)舻臋C(jī)制包括稀釋、混合、吸附沉淀等物理作用，氧化還原、分解化合等化學(xué)作用，以及生物分解、生物轉(zhuǎn)化和生物富集等生物學(xué)作用。各種作用同時(shí)發(fā)生并相互影響，自?xún)舻某跏茧A段以物理和化學(xué)作用為主，后期則以生物學(xué)作用為主。2.水體凈化作用原理11/15/202431（1）物理凈化

污染物進(jìn)入水體后，污染物立即受到水體的稀釋、擴(kuò)散、沉淀和揮發(fā)等作用而使污染物在水中的濃度降低的過(guò)程。顆粒物進(jìn)入水體后，可以依靠其重力逐漸下沉，參與底泥的形成，此時(shí)水體變清，水質(zhì)改善。其中稀釋作用是一項(xiàng)重要的物理凈化過(guò)程。11/15/202432（2）化學(xué)凈化

進(jìn)入水體的污染物與水中成分發(fā)生化學(xué)作用，通過(guò)氧化、還原、酸堿反應(yīng)、分解、凝聚、中和等作用，使水體中污染物質(zhì)的存在形態(tài)發(fā)生變化，并且濃度降低的過(guò)程。11/15/202433（3）生物凈化

天然水體中的生物活動(dòng)過(guò)程使污染物質(zhì)的濃度降低，特別重要的是水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用。生物自?xún)暨^(guò)程需要消耗氧。所消耗的氧若得不到及時(shí)補(bǔ)充，生物自?xún)暨^(guò)程就要停止，水體的水質(zhì)就要惡化。生物凈化過(guò)程實(shí)際上包括了氧的消耗和氧的補(bǔ)充（復(fù)氧）兩方面的作用。氧的消耗過(guò)程主要取決于排入水體的有機(jī)污染物的數(shù)量、氧的數(shù)量和污水中無(wú)機(jī)性還原物的數(shù)量。復(fù)氧過(guò)程為大氣中氧向水體擴(kuò)散，使水體溶解氧增加，以及水生植物在陽(yáng)光照射下進(jìn)行光合作用放出氧氣。11/15/2024344）殺菌凈化

地面水在日光紫外線(xiàn)的照射作用、水生生物間的拮抗作用、噬菌體的噬菌作用以及微生物不適宜的環(huán)境因素作用下，可以發(fā)生殺菌凈化作用。11/15/202435

（1）水中的自?xún)糇饔梦廴疚镔|(zhì)在水體中發(fā)生稀釋、擴(kuò)散、氧化、還原或生物化學(xué)分解等。（2）水與大氣間的自?xún)糇饔盟w表面不斷地從大氣中獲得氧氣，使氧化過(guò)程和微生物消耗掉的氧氣得到補(bǔ)充，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間水體恢復(fù)到原來(lái)的潔凈狀態(tài)。天然水中某些有害氣體的揮發(fā)釋放等。（3）水與底質(zhì)間的自?xún)糇饔盟w中懸浮物質(zhì)的沉淀和污染物被底質(zhì)吸附等。（4）底質(zhì)中的自?xún)糇饔玫踪|(zhì)中微生物的作用使底質(zhì)中有機(jī)污染物發(fā)生分解等。

凈化形式11/15/202436

稀釋?zhuān)夯瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不易分解的毒物,其存在形態(tài)和數(shù)量基本保持不變,只能隨流而稀釋.

揮發(fā)：具有揮發(fā)性物質(zhì)被逸散到大氣中.

重力沉降：懸浮物因重力作用而沉降于水底的底質(zhì)中,如重金屬.

有機(jī)物氧化分解：需氧污染物和植物營(yíng)養(yǎng)物被微生物生化分解成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物.

生物轉(zhuǎn)化：某些污染物經(jīng)細(xì)菌或者酶催化使之生物轉(zhuǎn)化,可能毒性增加.

生物富集：水生生物吸收后,可不斷蓄積而富集.11/15/2024372.3水污染的治理2.3.1水污染的治理方法2.3.2水污染治理技術(shù)2.3.3污泥的治理2.3.4水污染治理實(shí)例11/15/202438

1.水污染的治理原則

（1）推行清潔生產(chǎn)改革生產(chǎn)工藝、減少用水量重復(fù)利用污水回收有用產(chǎn)品（2）發(fā)展污水處理技術(shù)

（3）完善水污染防治法規(guī)與依法加強(qiáng)水處理廠建設(shè)與綜合防治面源污染對(duì)工業(yè)污水排量及濃度監(jiān)測(cè)管理、對(duì)水體衛(wèi)生特征、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)管理11/15/202439

2.水污染的控制途徑一是從源頭抓起，加強(qiáng)清潔生產(chǎn)，提高水資源利用率；二是通過(guò)末端治理，對(duì)所產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，使外排污水中污染物的濃度、總量在環(huán)境自?xún)羧萘糠秶鷥?nèi)，同時(shí)通過(guò)中水回用，水的重復(fù)利用，減少污水排放量。三是對(duì)已污染水體進(jìn)行修復(fù)，即采用工程的、生態(tài)的方式對(duì)已污染的水體進(jìn)行改造，使其盡快恢復(fù)原有的功能。目前環(huán)境保護(hù)技術(shù)的研究重點(diǎn)還是在于水污染治理技術(shù)即末端治理技術(shù)。11/15/20244011/15/202441

1.物理處理法利用物理作用分離和除去污水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過(guò)程中不改變其化學(xué)性質(zhì)的方法叫物理處理法，又稱(chēng)機(jī)械治理法。優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，效果良好，費(fèi)用也較低。物理處理法包括調(diào)節(jié)、篩濾、除油、沉淀、過(guò)濾、分離等方法。

2.3.2水污染的治理技術(shù)11/15/202442（1）調(diào)節(jié)水量與水質(zhì)的調(diào)節(jié)1）水量調(diào)節(jié)有兩種方式，一是線(xiàn)內(nèi)調(diào)節(jié)，二是線(xiàn)外調(diào)節(jié)。2）水質(zhì)調(diào)節(jié)有兩種方法，一是外加動(dòng)力調(diào)節(jié)，二是采用差流方式調(diào)節(jié)。差流方式調(diào)節(jié)池有對(duì)角線(xiàn)和折流式兩種。

11/15/202443（2）篩濾利用篩濾介質(zhì)截流污水中的懸浮物。污水通過(guò)一層帶孔眼的過(guò)濾裝置或介質(zhì)，其中的懸浮顆粒被截流在過(guò)濾裝置表面。用反洗法除去截流物。篩濾介質(zhì)有鋼條、篩網(wǎng)、濾布、石英砂、合成纖維、微孔管等，篩濾設(shè)備有：格柵、柵網(wǎng)、微濾機(jī)、砂濾器、真空濾機(jī)、壓濾機(jī)等。

移動(dòng)伸臂式格柵除污機(jī)1-格柵；2-耙斗；3-卸污板；4-伸縮臂；5-卸污調(diào)整桿；6-鋼絲繩；7-臂角調(diào)整機(jī)構(gòu)；8-卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)；9-行走輪；10-軌道；11-皮帶輸送機(jī)1）格柵2）篩網(wǎng)3）影響篩濾效率的因素①濾速②反洗③水流的均勻性11/15/202444（3）除油

污水中油有浮油、分散油、乳化油、溶解油。隔油主要用于對(duì)污水中浮油的處理，它是利用水中油品與水密度的差異與水分離并加以清除的過(guò)程。隔油過(guò)程在隔油池中進(jìn)行，目前常用的隔油池有兩大類(lèi)，平流式隔油池與斜流式隔油池。11/15/202445平流式隔油池波紋板式隔油池11/15/202446（4）沉淀

沉淀是利用污水中懸浮物密度比水大，借助重力作用下沉的原理而達(dá)到液固分離目的，使水質(zhì)得到澄清。沉淀的作用是為化學(xué)處理與生物處理的預(yù)處理；用于化學(xué)處理或生物處理后，分離化學(xué)沉淀物、分離活性污泥或生物膜；污泥的濃縮脫水；灌溉農(nóng)田前作灌前處理。11/15/202447

沉淀池是一種分離懸浮顆粒的構(gòu)筑物，根據(jù)它們的構(gòu)造可分為普通沉淀池和斜板斜管沉淀池。普通沉淀池應(yīng)用較為廣泛，按其池內(nèi)水流方向，可分為平流式、豎流式和輻流式三種。

平流式輻流式11/15/202448豎流式11/15/202449（5）過(guò)濾過(guò)濾是用過(guò)濾介質(zhì)把污水中懸浮物和膠體截留在介質(zhì)表面而除去，使水獲得澄清的工藝過(guò)程。過(guò)濾介質(zhì)有格柵、篩網(wǎng)、砂、濾布、塑料微孔管等。過(guò)濾可截留水中懸浮物、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等。濾池的凈水原理1）阻力截留2）重力沉降3）接觸絮凝11/15/20245011/15/202451（6）離心分離污水中懸浮物借助離心力的旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，懸浮物和污水的質(zhì)量不同，所受到的離心力大小不同，由于懸浮顆粒質(zhì)量大的被甩到外圈，質(zhì)量小的則留在

離心分離器內(nèi)圈，通過(guò)不同的出口將它們分別引導(dǎo)出來(lái)，從而使懸浮物與水分離。常用的離心設(shè)備有旋流分離器和離心分離機(jī)11/15/202452

它是利用化學(xué)反應(yīng)原理及方法處理污水中的溶解物質(zhì)或膠體物質(zhì)，分離回收污水中的污染物或改變污染物的性質(zhì)，使其從有害變?yōu)闊o(wú)害?；瘜W(xué)處理法用來(lái)去除污水中的金屬離子、細(xì)小的膠體有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、植物營(yíng)養(yǎng)素（氮、磷）、乳化油、色度、臭味、酸、堿等。包括混凝、中和、氧化還原、化學(xué)沉淀、消毒、電解等。

2.化學(xué)處理法

11/15/202453

（1）混凝向水中投加藥劑,進(jìn)行水與藥劑的混合,從而使水中的膠體物質(zhì)產(chǎn)生凝聚和絮凝,這一綜合過(guò)程稱(chēng)之.

凝聚：投入大量正離子電解質(zhì),使得膠體微粒相互聚結(jié),這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之.

絮凝：由于高分子物質(zhì)的吸附架橋聚合而使微粒相互粘結(jié)的過(guò)程稱(chēng)之.1)膠體顆粒的結(jié)構(gòu)：[(膠核+吸附層)=膠粒]+擴(kuò)散層膠體顆粒穩(wěn)定性原因微粒的布朗運(yùn)動(dòng)膠體顆粒同性電荷間的靜電斥力膠體顆粒表面的水化作用11/15/202454

2)使膠體顆粒沉淀的作用原理：

加入帶相反電荷的膠體,使產(chǎn)生電中和作用；加入與水中膠體顆粒電荷相反的高價(jià)離子；增加水中鹽類(lèi)濃度,使膠體帶電層受到壓縮,減小電位。3)常用混凝劑混凝劑無(wú)機(jī)混凝劑：Al3+、Fe3+有機(jī)混凝劑：聚丙烯酸鈉、纖維素鈉、聚丙烯酰胺絮凝劑絮凝是通過(guò)高分子物質(zhì)的吸附作用而使膠體顆粒相互黏結(jié)的過(guò)程。改善絮凝體結(jié)構(gòu)的高分子助凝劑：聚丙烯酰胺助凝劑調(diào)節(jié)或改善混凝條件的助凝劑：堿性物如CaO、Ca(OH)2、NaHCO3.11/15/202455（2）中和酸度：3~4%以上應(yīng)回收.如利用金屬酸洗污水制硫酸亞鐵、化肥等.3~4%以下的應(yīng)中和除去,主要用工廠堿性污水,電石渣、鍋爐灰、濾料、石灰類(lèi)堿性物.

堿性：廢無(wú)機(jī)酸(如硫酸、鹽酸);酸性廢氣(如CO2、SO2等煙道氣);酸性污水中和法有酸、堿污水互相中和、投藥中和及過(guò)濾中和。11/15/20245611/15/202457

（3）氧化還原

1）污水中的氧化性和還原性有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，在加氧化劑或還原劑藥劑后，發(fā)生氧化或還原作用，將污水中有害的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)毒或低毒物質(zhì)的方法稱(chēng)為氧化還原法。氧化可使污水中部分有機(jī)物分解，具有消毒殺菌作用；還原還可能使高價(jià)有毒離子轉(zhuǎn)化為無(wú)毒離子。常用氧化劑有O、O2、O3、C12、HNO3、H2SO4、K2Cr2O7、KMnO4、H2O2、KClO3、漂白粉等，常用還原劑有Fe、Zn、Al、C、Fe（Ⅱ）、H2SO3、NaBH4、CO、H2S等。

2）污水的氯化機(jī)理：氯氣發(fā)生歧化反應(yīng),形成HClO強(qiáng)氧化劑.

作用：消毒降低BOD,消除或減小色度和氣味.11/15/202458

3)Cl2或ClO-處理CN-

機(jī)理可以分為兩步

(一)pH=10~11：CN-+2OH-+2Cl2CNO-+2Cl-+H2O(二)pH<4水解：CNO-+2H2OCO2+NH3+OH-

或者pH=8~8.5,繼續(xù)氧化：

2CNO-+4OH-+3Cl22CO2+N2+6Cl-+2H2OCN-是良好配體,氧化劑應(yīng)該過(guò)量.CN-是良好配體,可降低毒性,但有潛在危險(xiǎn)性.

還可以采用電解法或離子交換樹(shù)脂回收CN-：石墨為陽(yáng)極：

CN-+2OH--2eCNO-+H2O

投放氯化鈉2CNO-+4OH--6e2CO2+N2+2H2O

鐵板為陰極：

2H++2eH2

11/15/202459

4)還原法處理Cr6+

還原劑：FeSO3--Ca(OH)2；NaHSO3；SO2；Fe屑；H2S2O5

反應(yīng)：Cr2O72-+Fe2+

Cr3++Fe3+

Cr3++3OH-Cr(OH)3

(控制pH在7.5~9.0之間)

11/15/20246011/15/202461（4）化學(xué)沉淀

化學(xué)沉淀法是向水中投加某些化學(xué)藥劑，使之與污水中溶解性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶化合物，然后進(jìn)行固液分離，從而除去污水中污染物的方法。通常給水處理中去除鈣、鎂硬度，污水處理中去除重金屬Zn、Cd、Cr、Pb、Cu等和某些非金屬As、F等污染物。化學(xué)沉淀法的工藝流程和設(shè)備與混凝法相類(lèi)似，一般步驟為化學(xué)沉淀劑的配制與投加，沉淀劑與原水混合、反應(yīng)，固液分離，泥渣處理與利用。根據(jù)采用的沉淀劑及反應(yīng)中所生成的生成物不同，可將化學(xué)沉淀法分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鐵氧體沉淀法等。11/15/202462（5）消毒

消毒是利用物理法和化學(xué)法殺滅污水中的病原微生物如細(xì)菌類(lèi)、病毒類(lèi)、原生動(dòng)物類(lèi)以及寄生蟲(chóng)類(lèi)，防止疾病擴(kuò)散，保護(hù)公用水體的過(guò)程。消毒與滅菌不同，消毒是對(duì)有害微生物的殺滅過(guò)程，而滅菌是殺滅或去除一切活的細(xì)菌或其他微生物以及它們的芽孢。消毒分為化學(xué)法消毒與物理法消毒兩大類(lèi)?；瘜W(xué)法消毒是通過(guò)向水中投加化學(xué)消毒劑來(lái)實(shí)現(xiàn)消毒，在污水消毒處理中采用的主要化學(xué)消毒方法有氯化法、臭氧消毒法、二氧化氯消毒法等。物理法消毒是應(yīng)用熱、光波、電子流等來(lái)實(shí)現(xiàn)消毒作用的方法。在水的消毒處理中，采用或研究的物理消毒方法有加熱消毒、紫外線(xiàn)消毒、輻射消毒、高壓靜電消毒以及微電解消毒等方法。11/15/202463（6）電解

電解法就是利用電解的基本原理，在污水中插入通直流的電極，污水中的污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極上被還原，使離子電荷中和，轉(zhuǎn)化為無(wú)害成分被分離出去。這種在陽(yáng)、陰兩極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，從而使某些污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)污水凈化的方法。電解法按照去除對(duì)象以及產(chǎn)生的電化學(xué)作用來(lái)區(qū)分，可分為電解氧化、電解還原、電解氣浮、電解凝聚等方法。電解法廣泛用于處理含氰、含鉻、含鎘的電鍍污水，以及各種無(wú)機(jī)和有機(jī)的耗氧物質(zhì)，如硫化物、氨、酚、油、有色物質(zhì)、致病微生物等，電解過(guò)程的影響因素有電極材料、槽電壓、電流密度、污水的pH值、攪拌的作用等。11/15/2024643.物理化學(xué)處理法

物理化學(xué)處理法利用物理化學(xué)作用來(lái)處理或回收污水中溶解性物質(zhì)或膠體物質(zhì)，回收有用組分，使污水得到深度凈化。適合于處理雜質(zhì)濃度很高的污水（用作回收利用的方法），或是濃度很低的污水（用作污水深度處理）。處理污水前一般要經(jīng)過(guò)預(yù)處理，以減少污水中的懸浮物、油類(lèi)、有害氣體等雜質(zhì)，或調(diào)整污水的pH值，以提高回收率，減少損耗，濃縮的殘?jiān)?jīng)過(guò)后處理以避免二次污染。物理化學(xué)處理法包括氣浮、吸附、離子交換、膜分離法、萃取、吹脫等方法。11/15/202465（1）氣浮向污水中通入或使之產(chǎn)生大量的微小氣泡作為載體,使污水中微細(xì)的疏水性懸浮顆粒(固態(tài)顆?；蛞簯B(tài)顆粒)粘附在氣泡上,隨氣泡升到水面,形成泡沫層,然后用機(jī)械方法撇除.1)適用范圍污水中分離出脂肪、油類(lèi)、纖維等濃縮剩余活性污泥濃縮化學(xué)混凝污泥2)方法機(jī)械法壓力溶氣法電解氣浮法

11/15/202466（2）吸附

吸附法處理污水是利用一種多孔性固體材料（吸附劑）的表面來(lái)吸附水中的溶解污染物、有機(jī)污染物等（稱(chēng)為溶質(zhì)或吸附質(zhì)），以回收或去除它們，使污水得以?xún)艋?/p>

1）吸附劑

固體物：活性炭、磺化煤、礦渣、硅藻土、粘土、腐殖酸、椰殼、果核、木材等

吸附容量：與吸附劑總表面積有關(guān).吸附劑可以再生.

2）吸附質(zhì)：被吸附溶質(zhì)11/15/202467

3）特點(diǎn)應(yīng)用范圍廣；處理程度高,適應(yīng)性強(qiáng)；

可以回收有用物質(zhì)；

設(shè)備緊湊,管理方便。11/15/202468（3）離子交換

利用離子交換劑進(jìn)行物質(zhì)處理的方法.

離子交換劑：是一種帶有可交換離子(陽(yáng)離子或者陰離子)的不溶性固體,具有一定的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在與水接觸時(shí),就與溶液中的離子進(jìn)行交換,即其中可交換離子溶液中的同符號(hào)離子取代,不溶性固體骨架在這一交換過(guò)程中不發(fā)生任何化學(xué)變化.1）分類(lèi)陽(yáng)離子交換劑：帶有陽(yáng)性可交換離子陰離子交換劑：帶有陰性可交換離子

2）實(shí)例處理Cr6+

離子交換劑：季胺鹽型強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂為主：

2RN-OH+CrO42-

(RN)2-CrO4+2OH-

再生：用NaOH溶液處理樹(shù)脂,使CrO42-

高濃度回收.

優(yōu)點(diǎn)：可處理低濃度的CrO42-.11/15/202469

11/15/202470（4）膜分離

膜分離法利用一種特殊的膜，對(duì)液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過(guò)的方法的統(tǒng)稱(chēng)。

1）分離方式：溶劑透過(guò)膜的過(guò)程稱(chēng)為滲透，溶質(zhì)透過(guò)膜的過(guò)程稱(chēng)為滲析。

2）透過(guò)膜的推動(dòng)力電動(dòng)勢(shì)(電滲析)濃度差(擴(kuò)散滲析)壓力差(反滲透,超過(guò)濾,反滲析)

常用的膜分離方法有電滲析、反滲透、超濾、自然滲析和液膜技術(shù)。11/15/202471

11/15/202472

P滲

膜(溶劑通過(guò))

稀溶液濃溶液(污水)

膜技術(shù)反滲透示意圖11/15/202473（5）萃取

萃取法是向污水中投加一種與水互不相溶，但能良好溶解污染物的溶劑，使其與污水充分混合接觸，使污水中污染物溶于溶劑中，然后分離污水和溶劑，即可使污水得到凈化。再利用溶質(zhì)與溶劑的沸點(diǎn)差將溶質(zhì)蒸餾回收，再生后的溶劑可循環(huán)使用。萃取工藝包括混合、分離和回收三個(gè)主要工序。根據(jù)萃取劑與污水的接觸方式不同，萃取操作有間歇式和連續(xù)式兩種。其中間歇萃取的工藝及計(jì)算與間歇吸附相同。連續(xù)逆流萃取設(shè)備常用的有填料塔、篩板塔、脈沖塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔和離心萃取機(jī)。11/15/202474（6）吹脫

吹脫法是將氣體通入污水中，使其與使其與污水充分接觸，使污水污水中的溶解氣體和易揮發(fā)的溶質(zhì)便穿過(guò)氣液界面吹入大氣中，從吹脫從而達(dá)到脫除溶解氣體（污染物）的目的。吹脫法的基本原理是氣液相平衡及傳質(zhì)速度理論。11/15/202475填料塔的主要特征是在塔內(nèi)裝置一定高度的填料層，污水由塔頂往下噴淋，空氣由鼓風(fēng)機(jī)從塔底送入，在塔內(nèi)逆流接觸，進(jìn)行吹脫與氧化。污水吹脫后從塔底經(jīng)水封管排出。自塔頂排出的氣體可進(jìn)行回收或進(jìn)一步處理。填料吹脫塔工藝流程

11/15/202476（7）汽提向污水中通入蒸汽，使污水中容易揮發(fā)的組分由液相轉(zhuǎn)入氣相，使污水得到處理的過(guò)程稱(chēng)為汽提，汽提法一般可分為簡(jiǎn)單蒸餾和蒸汽蒸餾。汽提法可用于處理含酚污水以及含氰污水。

11/15/202477

生物處理法就是利用微生物的生物化學(xué)作用，來(lái)氧化污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物和某些無(wú)機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，使污水得以?xún)艋?。生物處理法的工藝根?jù)參與的微生物種類(lèi)和供氧情況分好氧處理法、厭氧處理法。

（1）好氧處理好氧處理法是向污水中通入大量空氣，促使好氧和兼性微生物大量繁殖。利用好氧微生物分解有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)污水處理的目的。主要有活性污泥法、生物膜法、氧化塘法和污水灌溉等。

4.生物處理法11/15/202478活性污泥法基本流程

11/15/202479

機(jī)械曝氣池示意圖11/15/202480生物膜法

11/15/202481

氧