水質(zhì)工程論文

1、昆明理工大學(xué)（論文） 水質(zhì)工程（論文）題 目 水質(zhì)工程 學(xué)院(部) 土木工程學(xué)院 專 業(yè) 給排水科學(xué)與工程 學(xué)生姓名 余成鑫 學(xué) 號(hào) 201311005140 年級(jí) 2013級(jí) 指導(dǎo)教師 李毅 2013年 11 月 11 日17昆明理工大學(xué)（論文） 目錄 水質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2水的物理、化學(xué)及物理化學(xué)處理方法5水的生物處理方法10水及污、廢水的處理工藝及水處理技術(shù)的發(fā)展14水質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)一、水質(zhì)水質(zhì)（water quality ）水體質(zhì)量的簡(jiǎn)稱。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、為評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的狀況，規(guī)定了一系列水質(zhì)參數(shù)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。如生活飲用水、工業(yè)用水和漁業(yè)用水等水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。1、 基本歸類飲用水類：飲用水I類：國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，水質(zhì)未受污染。飲用水II類：較清潔，過(guò)濾后可成為飲用水。飲用水III類：過(guò)濾清潔后可用作普通工業(yè)用水污水類：IV類：普通農(nóng)業(yè)用水，灌溉用。V類：普通景觀用水。劣V類：無(wú)用臟水。2、評(píng)價(jià)指標(biāo)天然水評(píng)價(jià)指標(biāo)一般為色、嗅、味、透明度、水溫、礦化度、總硬度、氧化-還原電位、pH值、生化需氧量和化學(xué)需氧量等。天然水中的大氣降水水質(zhì)與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和降水淋溶的大氣顆粒物的化學(xué)成分有關(guān)；地表水水質(zhì)與徑流流程中的巖石、土壤和植被有關(guān)；地下水水質(zhì)主要與含水層巖石

3、的化學(xué)成分和補(bǔ)給區(qū)的地質(zhì)條件有關(guān)。2、 水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)是指水樣中除去水分子外所含雜質(zhì)的種類和數(shù)量，它是描述水質(zhì)狀況的一系列標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)大致可分為：(1)物理指標(biāo)(嗅味、溫度、渾濁度、透明度、顏色等)(2)化學(xué)指標(biāo)(a)非專一性指標(biāo)：電導(dǎo)率、pH值、硬度、堿度、無(wú)機(jī)酸度等；(b)無(wú)機(jī)物指標(biāo)：有毒金屬、有毒準(zhǔn)金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽等；(c)非專一性有機(jī)物指標(biāo)：總耗氧量、化學(xué)耗氧量、生化耗氧量、總有機(jī)碳、高錳酸鉀指數(shù)、酚類等；(d)溶解性氣體：氧氣、二氧化碳等(3)生物指標(biāo)(細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群、藻類等)(4)放射性指標(biāo)(總射線、總射線、鈾、鐳、釷等)有些指標(biāo)用某一物理參數(shù)或某一物質(zhì)的濃度

4、來(lái)表示，是單項(xiàng)指標(biāo)，如溫度、pH值、溶解氧等；而有些指標(biāo)則是根據(jù)某一類物質(zhì)的共同特性來(lái)表明在多種因素的作用下所形成的水質(zhì)狀況，稱為綜合指標(biāo)，比如生化耗氧量表示水中能被生物降解的有機(jī)物的污染狀況，總硬度表示水中含鈣、鎂等無(wú)機(jī)鹽類的多少。三、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家規(guī)定的各種用水在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物性質(zhì)方面的要求。根據(jù)供水目的的不同，存在著飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、農(nóng)用灌溉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等。各種工業(yè)生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)要求的標(biāo)準(zhǔn)也各不相同。農(nóng)田灌溉用水的水質(zhì)一般需考慮pH值、含鹽量、鹽分組成、鈉離子與其他陰離子的相對(duì)比例、硼和其他有益或有毒元素的濃度等指標(biāo)。1、 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水是地球上一切生物賴以生存也是人類生產(chǎn)生活

5、不可缺少的最基本物質(zhì)。不同用途的水質(zhì)要求有不同的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。有國(guó)務(wù)院各主管部委、局頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，省、市一級(jí)頒布的地方標(biāo)準(zhǔn)，有不同行業(yè)統(tǒng)一頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各大型全國(guó)性企業(yè)統(tǒng)一頒布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)水資源保護(hù)和水體污染控制要從兩方面著手：一方面制訂水體的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證水體質(zhì)量和水域使用目的；另一方面要制訂污水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)必須排放的工業(yè)廢水和生活污水進(jìn)行必要而適當(dāng)?shù)奶幚怼?duì)水質(zhì)要求最基本的是地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，由國(guó)家環(huán)?？偩职l(fā)布GB3838-2002。GB表示國(guó)標(biāo)，3838表示標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，2002表示發(fā)布年代。水的物理、化學(xué)及物理化學(xué)處理方法1、 物理處理方法利用固體顆粒和懸浮物的物理性質(zhì)將其從水

6、中分離去除的方法稱為物理處理方法。物理處理法的最大優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，效果良好，費(fèi)用較低。物理處理法的主要處理對(duì)象是水中的漂浮物、懸浮物以及顆粒物質(zhì)。常用的物理處理法有格柵與篩網(wǎng)、沉淀、氣浮等。 1、格柵與篩網(wǎng) 格柵是用于去除水中較大的漂浮物和懸浮物，以保證后續(xù)處理設(shè)備正常工作的一種裝置。格柵通常有一組或多組平行金屬柵條制成的框架組成。2、傾斜或直立地設(shè)立在進(jìn)水渠道中，以攔截粗大的懸浮物。篩網(wǎng)用以截阻、去除水中的更細(xì)小的懸浮物。篩網(wǎng)一般用薄鐵皮鉆孔制成，或用金屬絲編制而成，孔眼直徑為0.51.0mm。在河水的取水工程中，格柵和篩網(wǎng)常設(shè)于取水口，用以攔截河水中的大塊漂浮物和雜草。在污水處理廠，格柵和

7、篩網(wǎng)常設(shè)于最前部的污水泵之前，以攔截大塊漂浮物以及較小物體，以保護(hù)水泵及管道不受阻塞。3、沉淀 沉淀是使水中懸浮物質(zhì)（主要是可沉固體）在重力作用下下沉，從而與水分離，使水質(zhì)得到澄清。這種方法簡(jiǎn)單易行，分離效果良好，是水處理的重要工藝，在每一種水處理過(guò)程中幾乎都不可缺少。按照水中懸浮顆粒的濃度、性質(zhì)及其絮凝性能的不同，沉淀現(xiàn)象可分為：自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀、壓縮沉淀。水中顆粒雜質(zhì)的沉淀，是在專門的沉淀池中進(jìn)行的。按照沉淀池內(nèi)水流方向的不同，沉淀池可分為平流式、豎流式、輻流式和斜流式四種。 4、氣浮氣浮法亦稱浮選，它是從液體中除去低密度固體物質(zhì)或液體顆粒的一種方法。通過(guò)空氣鼓入水中產(chǎn)生的微小

8、氣泡與水中的懸浮物黏附在一起，靠氣泡的浮力一起上浮到水面而實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的操作。其處理對(duì)象是：靠自然沉降或上浮難以去除的乳化油或相對(duì)密度接近于1的微小懸浮顆粒。浮選過(guò)程包括微小氣泡的產(chǎn)生、微小氣泡與固體或液體顆粒的粘附以及上浮分離等步驟。實(shí)現(xiàn)浮選分離必須滿足兩個(gè)條件：一是必須向水中提供足夠數(shù)量的微小氣泡；二是必須使氣泡粘附與分離的懸浮物而上浮達(dá)到分離。后者則是氣浮的最基本條件。氣浮法按微小氣泡產(chǎn)生方法的不同可分為電解氣浮法、充氣氣浮法和溶氣氣浮法三類。2、 化學(xué)處理方法化學(xué)處理方法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以除去水中的溶解性或膠體性的物質(zhì)。通?？蛇_(dá)到比物理處理方法更高的凈化程度。常用的處理方法有

9、中和、混凝絮凝、化學(xué)沉淀、氧化還原和消毒等。1、 中和 用化學(xué)法去除水中的酸或堿，使其pH值達(dá)到中性左右的過(guò)程稱為中和。中和處理的目的主要是避免對(duì)水管造成腐蝕，減少對(duì)收納水體水中生物的危害，以及對(duì)后續(xù)采用生物處理時(shí)能夠保證微生物處于最佳生長(zhǎng)環(huán)境。 酸性廢水的中和方法有利用堿性廢水或堿性廢渣進(jìn)行中和、投加堿性藥劑及通過(guò)有中和性能的濾料過(guò)濾3種方法。堿性廢水的中和方法有利用酸性廢水或酸性廢渣進(jìn)行中和、投加酸性藥劑等。 2、 混凝絮凝水中的膠體顆粒和懸浮物表面常常有電荷。帶有相同電荷的顆粒，會(huì)因靜電排斥作用而難于相互碰撞聚結(jié)生成較大的顆粒。向水中投加藥劑混凝劑，混凝劑能在水中生成與膠體顆粒表面電荷相

10、反的荷電物質(zhì)，從而能中和膠體帶的電荷，減小顆粒間的排斥力，促使膠體及懸浮物聚結(jié)成易于下沉的大的絮凝體，這種水處理方法稱為混凝。 將具有鏈狀構(gòu)造的高分子物質(zhì)投入水中，高分子物質(zhì)的鏈狀分子能吸附于膠體和懸浮物顆粒表面，將兩個(gè)以上的顆粒連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)更大的顆粒，當(dāng)生成的絮體顆粒足夠大時(shí)，便易于沉淀下來(lái)而從水中除去，這稱為水的絮凝。能使水中膠體和懸浮物顆粒絮凝下來(lái)的藥劑，稱為絮凝劑。 在城市生活飲用水的處理中混凝和絮凝是去除地表水中混濁物質(zhì)最常用的處理方法?；炷托跄诠I(yè)廢水處理中也應(yīng)用甚廣。3、 化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀是向水中投加某些化學(xué)藥劑，使之與水中溶解性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)，生成難溶化合物，再進(jìn)

11、行固液分離，從而除去水中污染物的方法。主要用于在廢水處理中去除重金屬（如Hg、Zn、Cd、Cr、Pb、Cu等）和某些非金屬（如As、F等）離子態(tài)污染物。對(duì)于危害性極大的重金屬?gòu)U水，雖然有許多種處理方法，但是迄今為止化學(xué)沉淀法仍然是最為重要的一種。 根據(jù)采用的沉淀劑和反應(yīng)生成物不同，可將重金屬化學(xué)沉淀法分為氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法和鐵氧體沉淀法等。 4、 氧化還原、消毒對(duì)水中的有毒物質(zhì)進(jìn)行氧化或還原，是這些物質(zhì)經(jīng)過(guò)氧化或還原后轉(zhuǎn)化為無(wú)害或無(wú)毒的存在狀態(tài)，或使之轉(zhuǎn)化為容易從水中分離去除的形態(tài)，稱為氧化法或還原法。天然水體和城市污水、工業(yè)廢水中都含有大量病原微生物消毒的目的就是將這些病原微生物殺

12、滅。常用的消毒劑有氯和臭氧等。3、 物理化學(xué)處理方法 物理化學(xué)處理是利用物理化學(xué)的原理和化工單元操作以去除水中的雜志。處理的對(duì)象主要為：水中無(wú)機(jī)的或有機(jī)的（難于生物降解的）溶解的或膠體物質(zhì)，尤其適合處理雜質(zhì)濃度很高的廢水以回收原料，也適合于對(duì)雜質(zhì)濃度很低的廢水進(jìn)行深度處理。常用的處理方法有吸附法、離子交換法、膜分離法等。 水的生物處理方法1、 定義廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)，對(duì)廢水中呈溶解態(tài)或膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物降解作用，從而使廢水得到凈化的一種處理方法。廢水生物處理技術(shù)以其消耗少、效率高、成本低、工藝操作管 理方便可靠和無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)而備受人們的青睞。2、 廢水生物處理技術(shù)的分

13、類廢水生物處理技術(shù)常采用的方法有厭氧生物處理法、活性污泥法、生物膜法、氧化塘法。1、厭氧生物處理法此法主要用于處理污水中的沉淀污泥，又稱污泥消化，也用于處理高濃度的有機(jī)廢水。這種方法是在厭氧細(xì)菌或兼性細(xì)菌的作用下將污泥中的有機(jī)物分解，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體，這些氣體是有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的能源。厭氧生物處理過(guò)程分為3個(gè)階段：第一階段水解酸化，在水解酶的催化下，將復(fù)雜的多糖類水解為單糖類，將蛋白質(zhì)水解為氨基酸，并將脂肪水解為甘油和脂肪酸；第二階段產(chǎn)酸，在產(chǎn)酸菌的作用下將第1階段的產(chǎn)物進(jìn)一步降解為比較簡(jiǎn)單的揮發(fā)性有機(jī)酸等，如 乙酸、丙酸、丁酸等揮發(fā)性有機(jī)酸，以及醇類、醛類等，同時(shí)生成二氧化碳和新的微生

14、物細(xì)胞；第三階段產(chǎn)甲烷，在甲烷菌的作用下將第2階段產(chǎn)生的揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳。處理后的污泥所含致病菌大大減少，臭味顯著減弱，肥分變成速效 的，體積縮小，易于處置。2、 活性污泥法活性污泥法是一種應(yīng)用最廣、工藝比較成熟的廢水生物處理技術(shù)。它利用含有好氧微生物的活性污泥，在通氣條件下，使污水凈化的生物學(xué)方法。根據(jù)曝氣方式的不同。分為普通曝氣法、完 全混合曝氣法、逐步曝氣法、旋流式曝氣法和純氧曝氣法?；钚晕勰喾ú粌H用于處理生活污水、而且在印染、煉油、石油化工、農(nóng)藥、造紙和炸藥等許多工業(yè)廢水處理中，都取得很好的凈化效果活性污泥中的微生物以細(xì)菌為主，還包括真菌、藻 類、原生動(dòng)物等。此法最大的弱點(diǎn)是

15、產(chǎn)生大量的剩余污泥，剩余污泥已成為令人頭疼的難以解決的疑難問(wèn)題，研究開發(fā)從源頭上不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污泥的污水處理技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)。3、 生物膜法生物膜法和活性污泥法一樣都是利用微生物來(lái)去除廢水中有機(jī)物的方法。生物膜是微生物高度密集的物質(zhì)，是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物等組成的生態(tài)系統(tǒng)，主要用于去除廢水中呈溶解的和膠體狀有機(jī)污染物根據(jù)不同的理裝置，又分為生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物接觸氧化池法、流化床生物膜法、懸浮穎粒生物膜法等。它廣泛應(yīng)用于石油、印染、造紙、農(nóng)藥、食品等工業(yè)廢水的處理。它具有不存在污泥膨脹問(wèn)題；對(duì)廢水水質(zhì)、水量的變化有較好的適應(yīng)性；剩余污泥量少等優(yōu)點(diǎn)。4、 氧化塘法又

16、稱生物塘法或穩(wěn)定塘法，是利用一些適宜的自然池塘或人工池塘，由于污水在塘內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，通過(guò)水中的微生物代謝活動(dòng)可以將有機(jī)物降解，從而使污水得到凈化的一種方法。在氧化塘中，廢水中的有機(jī)物主要是通過(guò)有機(jī)菌藻 共生作用去除的氧化塘中同時(shí)可以進(jìn)行好氧和厭氧性分解作用和光合作用，3種作用互相影響。氧化塘的效率較低，并需要較大的空間位置，氧化有機(jī)物所需的氧氣來(lái)源常不足，引起氧化作用不完全，因而常常產(chǎn)生較大的臭味。由于它是一個(gè)開放系統(tǒng)，所以它的處理效率受季節(jié)溫度波動(dòng)的影響很大，這種處理系統(tǒng)只能在溫暖的地方使用。3、 廢水生物處理技術(shù)的特點(diǎn)廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化

17、作用，從而使 廢水得到凈化的處理方法。其主要特征是應(yīng)用微生物特別是細(xì)菌，并在為充分發(fā)揮微生物的作用而專門設(shè)計(jì)的生化反應(yīng)器中，將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞以及簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物。與物理化學(xué)方法相比，廢水生物處理技術(shù)具有一系列的特點(diǎn)：由于污染物的生化轉(zhuǎn)化過(guò)程不需要高溫高壓，在溫和的條件下經(jīng)過(guò)酶催化即可高效并相對(duì)徹底地完成，因此，處理費(fèi)用低廉；對(duì)廢水水質(zhì)的適用面寬；廢水生物處理法不加投藥劑，可以避免對(duì)水 質(zhì)造成二次污染。另外，生物處理效果良好，不僅去除了有機(jī)物、病原體、有毒物質(zhì)，還能去除臭味，提高透明度，降低色度等。水及污、廢水的處理工藝及水處理技術(shù)的發(fā)展1、 水及污、廢水處理工藝1、工藝流程 進(jìn)水泵

18、房機(jī)械格柵槽暴氣沉砂池配水井輔流沉淀池生物池配水井二沉池提升泵房排放泵房水體。 2、處理工藝 污水處理采用各種方法，將污水中的污染物分離出來(lái)或轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。污水處理方法分類： (1). 物理處理法。如過(guò)濾法、沉淀法。 (2) 物理化學(xué)法。如混凝沉淀法。(3). 生物處理法。利用微生物來(lái)吸附、分解、氧化污水中的有機(jī)物，把不穩(wěn)定的有機(jī)物降解為穩(wěn)定無(wú)害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。活性污泥法是生物處理法的一種。 3、主要構(gòu)筑物及其作用(1)預(yù)處理階段 a. 格柵間 格柵間用于去處污水中粗大漂浮或懸浮雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施不被磨損或堵塞。所以說(shuō)在預(yù)處理過(guò)程中，格柵間是尤其重要的構(gòu)筑物。江心洲污水處理廠共有兩組十臺(tái)，垂直放置，鋼絲繩牽引。 b. 曝氣沉砂池 暴氣沉砂池一共有六組，利用水與無(wú)機(jī)顆粒物的比重不同從而達(dá)到沉淀目的。里面的水比較臟，有漂浮物和水泡。格柵間有四臺(tái)格柵。初沉池里的水也比較臟，漂著好多黑色的水泡，有一直徑刮泥機(jī)。高壓鼓風(fēng)機(jī)也非常重要，直接影響到處理效果。二沉池采取的是一為周邊進(jìn)水中間出水,也有中間進(jìn)水周邊出水 c. 配水井 其作用是將曝氣沉砂池流過(guò)來(lái)的污水進(jìn)行均衡分配和緩沖，確保兩套工藝的過(guò)水兩相同，且穩(wěn)定的進(jìn)行污水處理。 d. 初沉池 是一個(gè)幅流式的沉淀池以除去污水中的大部分泥渣