水污染控制工程管理課件

水污染控制工程

WastewaterEngineering

-----TreatmentandReuse-水污染控制工程

WastewaterEngineerin1主要參考書目：1）《排水工程》，第四版，張自杰等，中國建工業(yè)出版社，2）《水質(zhì)工程學》，李圭白、張浩主編，中國建筑工業(yè)3）《水處理工程》，第一版，顧夏聲等，清華大學出版社，4)《現(xiàn)代廢水生物處理新技術》，錢易等，中國科技出版社，5）《廢水生物處理數(shù)學模型》，第二版，顧夏聲，清華大學6）《水處理微生物學》，第三版，顧夏聲等，中國建筑工業(yè)7）《水污染控制工程》，高廷耀，顧國維，高教出版社，8）嚴煦世編著：《給水工程》第四版，中國建筑工業(yè)主要參考書目：21.1污水1.2水體污染及危害1.3

污水處理基本方法與系統(tǒng)第1章緒論

1.1污水第1章緒論31.1污水1.1.1我國水資源現(xiàn)狀1.人均水資源占有量偏少

水資源總量達28100億m3，在全世界占第6位。但人均占有量只有2200m3/人年（以13億人口計），世界平均水準的1/4，被聯(lián)合國列為13大貧水國之一。正常年份全國缺水量近400億正常年份全國缺水量近400億，1.1污水4印度的井水，當出問題的時候就知道重要了。印度的井水，當出問題的時候就知道重要了。52.空間分布不均81％的水資源分布在長江流域及其以南東南地區(qū)降水量可達1600mm，造成澇災西北地區(qū)降水只有500mm，少的地區(qū)不到200mm“水價將在未來10年內(nèi)與油價持平，并有可能在全球爆發(fā)水資源爭奪戰(zhàn)”06.8.19《環(huán)球時報》2.空間分布不均“水價將在未來10年內(nèi)與油價持平，并有可能63.年內(nèi)及年際變化大60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年際變化差3－6倍（大時）4.許多地區(qū)缺水嚴重三北（西北、華北、東北）和沿海（青島、大連）在640個城市中，300多個城市缺水。3.年內(nèi)及年際變化大75.水資源污染嚴重城市的大量污水直接排入河道，多數(shù)城市的垃圾堆場地基沒有作任何襯墊與防漏處理，對地下水的嚴重污染已在所難免據(jù)報道,全國淺層地下水大約有50%的地區(qū)遭到一定程度的污染，約有一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴重。5.水資源污染嚴重86.水資源的開發(fā)利用存在問題

水資源利用率低下，水資源的浪費十分驚人。我國農(nóng)村澆地大多還是延用傳統(tǒng)的土渠輸水，大水漫灌方式，用水率最高僅達40%而發(fā)達國家水資源利用率達70%-80%。而在工業(yè)用水上，我國工業(yè)產(chǎn)值用水量是發(fā)達國家的10-20倍，水的重復利用率僅為發(fā)達國家的1/3。此外，全國各地開采地下水過量的情況十分普遍，地下水缺少補給，地面沉降嚴重，有的已經(jīng)造成了嚴重問題。6.水資源的開發(fā)利用存在問題91.1.2水污染現(xiàn)狀1.污水處理率低：污水排放排放量400多億m3。工業(yè)廢水處理率約80％，達標排放的只有60％城市污水處理率<15%。2.90％以上的城市水域受到污染，特別嚴重的水系：三河：淮河、海河、遼河1.1.2水污染現(xiàn)狀10水污染控制工程管理課件11松花江污染2005年11月13日，吉林石化公司爆炸事故引起，污染以苯、硝基苯為主。松花江污染2005年11月13日，吉林石化公司爆炸事故引起12化肥廠的工業(yè)廢水從后院管道排向清流河化肥廠的工業(yè)廢水從后院管道排向清流河133.湖泊富營養(yǎng)化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇無錫）4.50％左右地下水水質(zhì)受到污染5.50％以上的重點城鎮(zhèn)飲用水源不符合標準“航母”上裝載著一套“高能物理藍藻處理系統(tǒng)”，3.湖泊富營養(yǎng)化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇無錫）141.1.3水污染原因1．人口增加和經(jīng)濟增長的壓力：2．粗放型發(fā)展模式3.面源污染嚴重4．污水處理率偏低，大量污水直接排放

在水設施無法私有化的地方,所有權不變,把經(jīng)營權交給私營企業(yè)(如法國),這樣,可以引入競爭,提高效率。1.1.3水污染原因155．環(huán)境意識淡薄、環(huán)境管理薄弱、環(huán)境執(zhí)法力度不夠6.排污收費等經(jīng)濟政策未能起到對治污的刺激作用

排污收費其稅收標準應等于污染的外部成本,而我國對達到環(huán)境標準的企業(yè)不收取排污費,不是嚴格意義的排污費,應對所有排污項目均征收相應的排污費。5．環(huán)境意識淡薄、環(huán)境管理薄弱、環(huán)境執(zhí)法力度不夠167.歷史欠帳太多，資金投入嚴重不足

我國融資主要有財政融資、政策性融資和市場融資3種,以財政融資機制為主,輔以政策性融資機制,市場融資機制所占比例較小,是計劃經(jīng)濟體制下事業(yè)性的給排水模式的產(chǎn)物。水污染控制工程管理課件178.污水收集率偏低

設施的巨額投人與持續(xù)偏低的污水收集率之間的巨大落差已成為現(xiàn)階段水污染防治,特別是以生活污水排放為主的城市水污染防治問題的主要癥結所在,是制約水環(huán)境進一步改善的瓶頸因素。根據(jù)環(huán)境保護部發(fā)布的《2007年全國投運城鎮(zhèn)污水處理設施清單》,截至2007年底,已投產(chǎn)污水處理廠中,負荷率不足0.1的有8個,0.1-0.3的90個,0.3-0.5的有228個,未達運行負荷要求的污水處理廠占總數(shù)的50%左右。8.污水收集率偏低181.1.4水資源的可持續(xù)利用

*水資源的開發(fā)與利用應該是不斷的可持續(xù)的；1.1.4水資源的可持續(xù)利用*水資源的開發(fā)與利用應該是不19

*節(jié)水①節(jié)約工業(yè)用水。②采取各種有效措施，提高公眾的節(jié)水意識；大力推廣節(jié)水技術和節(jié)水器具。③適量收取水資源費，特別是對超量用水。*節(jié)水20*污水回用

城市污水水量大，水量、水質(zhì)相對穩(wěn)定，為城市的“第二水源”。是解決水資源短缺的有效途徑。①回用于工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)用水約占城市用水量的一半左右，生產(chǎn)污水再生，可使城市的自然水耗量減少30％左右。②城市污水經(jīng)處理后回用于城市綠化、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)冷卻以及生活非飲用水

，減少了向自然水體的排污量，帶來了可觀的環(huán)境效益。

*污水回用21*開源海水、微咸水的開發(fā)利用；雨水的利用；南水北調(diào)工程。*減少污染物的排放清潔生產(chǎn)，減少“三廢”的排放4860億人民幣*開源4860億人民幣22*大力發(fā)展水處理技術受污染水源水的處理*遠距離輸水南水北調(diào)，引灤入津*優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，合理調(diào)配*大力發(fā)展水處理技術231.1.5水污染控制工程定義：應用工程學的方法對水質(zhì)進行控制以達到消除污染和恢復水的原有狀態(tài)。研究對象：點源污染、面源污染控制方法：物理、化學、物理化學和生物成果體現(xiàn)：工程（工藝）、裝備（設備）1.1.5水污染控制工程241.1.6“污水”和“廢水”污水：是指被污染物污染的水，強調(diào)臟的一面。是生活污水、工業(yè)廢水（生產(chǎn)污水和生產(chǎn)廢水）、被污染的雨水和排入城市排水系統(tǒng)的其他污染水的總稱。廢水：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，強調(diào)“廢棄”的一面。1.1.6“污水”和“廢水”25水污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底含量和水環(huán)境容量，從而導致水的物理、化學及微生物性質(zhì)發(fā)生變化，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。水環(huán)境容量：在滿足水環(huán)境質(zhì)量標準的條件下，水體所能接納的最大允許污染物負荷量，又稱水體納污能力1.2水體污染及危害水污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底26污染源分類點源污染面源污染（非點源污染）污染源分類點源污染27污染類型物理性污染（感官型污染、熱污染、放射性污染）化學性污染無機物污染：酸、堿及無機鹽類、營養(yǎng)物質(zhì)污染和重金屬物質(zhì)；有機物污染：油類污染、需氧型污染和有毒物質(zhì)）生物性污染（病原微生物污染）污染類型物理性污染（感官型污染、熱污染、放射性污染）28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原因：水溫、色、味、懸浮物途徑：點源污染（廢水排放）。后果：直接和間接防止措施：物理、化學、生化。Return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29富營養(yǎng)型污染eutrophication原因：氮、磷的排放途徑：點源、面源（化肥）后果：間接（富營養(yǎng)化）防止措施：生物處理

有機氮凱氏氮總氮氨氮（NH3+NH4+）（TKN）（TN）硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮富營養(yǎng)型污染eutrophication原因：氮、磷的排放30水體的富營養(yǎng)化：當含有大量營養(yǎng)物質(zhì)（N、P）的污水排入緩流（封閉）水體（海洋、湖泊）中，使水中的氮、磷的濃度超過0.2mg/L和0.02mg/L，導致藻類異常生長，大量繁殖，覆蓋水面，（色呈暗紅，這種現(xiàn)象在海洋中出現(xiàn)叫“赤潮”(redcurrent)，在湖泊中出現(xiàn)叫“水華”（waterbloom））隔絕水面與大氣之間的復氧，加上藻類自身死亡、腐化，消耗溶解氧，一定時間內(nèi)使水體處于嚴重缺氧狀態(tài)。造成魚類死亡，水體腐敗發(fā)臭。這就造成了水體的富營養(yǎng)化。TP＝0.02mg/L；TN＝0.2mg/L。水體的富營養(yǎng)化：當含有大量營養(yǎng)物質(zhì)（N、P）的污水排入緩流（31水體的富營養(yǎng)化危害:（1）使水味變得腥臭難聞。（2）降低水的透明度。（3）消耗水中的溶解氧。（4）向水體中釋放有毒物質(zhì)。（5）影響供水水質(zhì)并增加供水成本。（6）對水生生態(tài)的影響。Return水體的富營養(yǎng)化危害:Return32需氧型污染原因：水體接納了過量的能被微生物降解的有機物（能量）。途徑：廢水排放引起的點源污染。危害：消耗水體中的溶解氧（DO）。防止措施：生物處理；特點：數(shù)量大、成分復雜，所以很難分別表示其含量。間接指標：常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。需氧型污染原因：水體接納了過量的能被微生物降解的有機物（能331.生化需氧量（Bio－ChemicalOxygenDemand；簡稱BOD）1）定義：在水溫20℃的條件下，由于微生物（主要是細菌）的生命活動，將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧量。單位為mg（氧）/L（廢水）。它代表的可生物降解有機物的含量。BOD越高，就說明水中需氧有機物越多。1.生化需氧量（Bio－ChemicalOxygenD342）在有氧條件下，可生物降解有機物的降解，可分為兩個階段：第一階段：碳氧化階段：即在異養(yǎng)菌的作用下，含碳有機物被氧化為CO2＋H2O，同時，含氮有機物被氧化為NH3。需氧量稱為總生化需氧量或完全生化需氧量。第二階段：硝化階段：即在自養(yǎng)菌的作用下，NH3被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。需氧量稱為硝化需氧量。污水中BOD通常只指第一階段有機物氧化所需的氧量。2）在有氧條件下，可生物降解有機物的降解，可分為兩個階段：353）BOD20和BOD5BOD20：20℃時，一般生活污水中的有機物20d基本才能完成第一階段的氧化分解過程（完成過程的99%），所以把20d的生化需氧量作為總生化需氧量。就是20d作為標準測定時間，所測得的BOD稱為BOD20BOD5：實際工程中，20d的時間太長，故用5d作為測定BOD的標準時間，稱為“5日生化需氧量”，一般的，BOD5=70%～80％第一階段BOD。因此，把BOD5作為衡量有機物的指標。3）BOD20和BOD5364）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(chǎn)和自動控制。4）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372.化學需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）1）定義：是有機物的綜合指標，是用強氧化劑（我國法定用重鉻酸鉀），在酸性條件下，將有機物氧化成CO2與H2O所消耗的氧化劑中的氧量，用CODCr來表示，一般簡寫為COD，mg/L。常用的氧化劑為：K2Cr2O7和KMnO4，測得的COD分別為CODCr（COD）、CODMn或耗氧量OC。由于KMnO4氧化能力較K2Cr2O7弱，因此，OC<COD。2.化學需氧量（ChemicalOxygenDeman382）特點：測定速度快，但與實際污染的程度有差距。重點3）COD與BOD的關系：

COD>BOD20.兩者差值大致等于難生物降解有機物量?？缮灾笜耍築OD5/COD的比值稱為可生化性指標，是污水是否適宜于采用生物處理的判別標準

BOD5/COD值﹥0.450.3～0.450.25～0.3﹤0.25可生化性易生化可生化較難生化不易生化所以當BOD5/COD>0.3的污水，才適宜于采用生物處理。2）特點：測定速度快，但與實際污染的程度有差距。BOD5/C393.總需氧量（TotalOxygenDemand；TOD）、

總有機碳（TotalOrganicCarbon；TOC）1）定義：有機物的主要組成元素為C、H、O、N、S等，被氧化后，分別生成CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量稱為總需氧量。?在900℃下，以鉑為催化劑，使水樣含有的有機物燃燒氧化，然后測定氧氣流中氧的減少量，作為有機物完全氧化所需的氧量；?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，是水樣中所有有機污染物質(zhì)的含碳量。是有機物濃度的綜合指標。3.總需氧量（TotalOxygenDemand；TO402）特點：測定速度快，但設備復雜。3）適用于有機物含量較少的水樣。4）指標之間的關系：

TOD>CODCr>BOD20>BOD5>OC。

TOC略高于BOD5Return2）特點：測定速度快，但設備復雜。Return41毒物型污染原因：有機（苯類物質(zhì)）、無機（氰化物、砷化物和亞硝酸鹽等）、重金屬（五毒：汞(水俁病)、鎘(骨痛病)、鉛、鉻、砷）。途徑：點源污染（廢水的排放）。危害：短期和長期Return毒物型污染原因：有機（苯類物質(zhì)）、無機（氰化物、砷化物和亞42微生物污染原因：病原菌、病毒……制革廠廢水中常含有炭疽菌；……醫(yī)院污水中含有病原菌和病毒等；……生活廢水中含有可能引起腸道系統(tǒng)疾病的細菌和寄生蟲卵等。途徑：點源、面源污染后果：直接和間接防止措施：消毒。指標：細菌總數(shù)（1mL）和大腸菌群數(shù)微生物污染原因：病原菌、病毒431.細菌總數(shù)“國標”定為每毫升不超過100個。2.大腸菌群“國標”規(guī)定大腸桿菌100mL水不得檢出（原來3個/L），這在流行病學上是安全的。

3.游離性余氯“國標”規(guī)定，用氯消毒時出廠水游離性余氯不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢水不低于0.05mg/L。1.細菌總數(shù)441.3污水處理基本方法與系統(tǒng)1.3.1水質(zhì)指標評價水的質(zhì)量必須建立水質(zhì)和水質(zhì)指標兩個概念。水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合性質(zhì)。水質(zhì)指標是表示水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)是否符合要求的具體衡量標準。1.3污水處理基本方法與系統(tǒng)1.3.1水質(zhì)指標451.3.2水質(zhì)標準１．地表水環(huán)境質(zhì)量標準-------污水排放標準制定的依據(jù)首次發(fā)布1983年第1次修訂1988年第2次修訂1999年第2次修訂2002年

GB3838-2002，2003年1月1日起實施。地表水水域環(huán)境功能和保護目標，按功能高低劃分為5類：Ⅰ類主要適用于源頭水，國家自然保護區(qū)；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀魚類保護區(qū)、魚蝦類產(chǎn)卵場等；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)；Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。1.3.2水質(zhì)標準１．地表水環(huán)境質(zhì)量標準-------污水46２．污水綜合排放標準原有標準：GB8978－88污染物分成兩類：

I類（9項）：對人體健康產(chǎn)生長遠影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴格標準

II類（20項）：長遠影響小于I類

修訂標準：GB8978－1996頒布，98年1月1日開始實施。

I類：增加到了13項

II類：增加到了56項目GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》２．污水綜合排放標準GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處47

第一類污染物能在環(huán)境或在動植物體內(nèi)積蓄，對人類健康產(chǎn)生長遠的影響，規(guī)定含此類污染物的污水必須在車間或車間處理設施排放口處取樣分析，同時其含量必須符合表1-1的規(guī)定。第二類污染物的長遠影響小于第一類，規(guī)定的取樣地點為排污單位的排出口，其最高允許排放濃度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向，分別執(zhí)行表1-2中的一、二、三級標難。表1-1第一類污染物最高允許排放濃度（mg/L）污染物最高允許排放濃度污染物最高允許排放濃度污染物最高允許排放濃度1總汞0.05①4總鉻1.57總鉛1.02烷基苯不得檢出5六價鉻0.58總鎳1.03總鎘0.16總砷0.59苯并(a)比②0.00003①燒堿行業(yè)（新擴建、改建企業(yè)）采用0.005mg/L。

②為試行標準、二級、三級標準區(qū)暫不考慮。第一類污染物能在環(huán)境或在動植物體內(nèi)積蓄，對人類健48第二類污染物（基本控制項目）第二類污染物（基本控制項目）491.3.3污水出路1.排放水體2.污水回用1.3.3污水出路501.3.4污水處理基本方法1.按照原理分類物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。方法有：篩濾法、沉淀法、上浮法、氣浮法、過濾法和反滲透法等?；瘜W處理法：利用化學反應的作用，分離回收污水中處于各種狀態(tài)的污染物質(zhì)（懸浮物、溶解性物質(zhì)、膠體）。方法有：中和法、混凝法、化學沉淀、消毒、吸附、離子交換和電滲析法等。生物處理法：利用微生物的代謝作用，使污水中的有機污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。方法：好氧法（城市污水處理即有機性生產(chǎn)廢水的處理，有活性污泥法和生物膜法兩種）和厭氧法（高濃度有機污水與污泥處理）。1.3.4污水處理基本方法512.按照處理程度分類1）一級處理：是由格柵、沉砂池和初沉池組成。

主要作用：只是預處理，只去除廢水中較大的懸浮物質(zhì)。很難達到排放標準。大部分物理處理法用于一級處理。

主要方法：物化法，如：沉砂、沉淀、氣浮、除油、中和、調(diào)節(jié)等；

去除效果：EBOD

20～40%,ESS

50～70%；2）二級處理：即生物處理，去除廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機物質(zhì)。是城市污水處理廠的核心。一般能達到排放標準。主要作用：是去除水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物（BOD、COD物質(zhì)）。

主要方法：各種形式的生物處理工藝；去除效果：EBOD7595%，ESS75～95%；2.按照處理程度分類523）三級處理：即深度處理當出水水質(zhì)要求很高時，進一步去除廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)(氮和磷)、生物難降解的有機物質(zhì)、溶解鹽類、廢水中的膠體及溶解態(tài)的污染物或脫色、殺菌，一般可達到回用的目的。是在一級、二級處理后。

3）三級處理：即深度處理當出水水質(zhì)要求很高時，進一步去除廢水531.3.5水處理工藝流程1．水處理工藝流程的概念由于單一的水處理單元是難以滿足要求，所以將多種基本單元過程互相配合，組成一個水處理工藝過程，稱為水處理工藝流程。選擇水處理流程的基本出發(fā)點是：(1)以較低的成本、安全穩(wěn)定的運行過程；(2)獲得滿足水質(zhì)要求的水；(3)水處理設施所在的地區(qū)氣候、地形地質(zhì)、技術經(jīng)濟條件的差異，也會影響到水處理工藝流程的選擇。1.3.5水處理工藝流程542.給水處理的典型工藝流程2.給水處理的典型工藝流程553.城市二級處理典型工藝流程3.城市二級處理典型工藝流程56存在問題：基建與運行費用高，占地大，剩余污泥產(chǎn)量大，管理麻煩，不能除去氮磷。發(fā)展方向：低耗高效處理技術：高效工藝(物化-生化工藝、水解-好氧工藝、曝氣生物濾池和高、中負荷的好氧工藝以及厭氧－好氧處理技術等)深度處理與再生利用技術污泥處理技術傳統(tǒng)污水系統(tǒng)的變革存在問題：57EndEnd58滇池藍藻暴發(fā)當?shù)乩习傩盏脑捳f：“滇池水，五六十年代，淘米洗菜；70年代，魚蝦絕代；80年代，只能洗馬桶蓋；90年代，不敢想象”。48億人民幣滇池藍藻暴發(fā)當?shù)乩习傩盏脑捳f：“滇池水，五六十年代，淘米洗菜59return影響生態(tài)環(huán)境引致肝癌增加老年癡呆的風險危害飲用安全藍藻return影響生態(tài)環(huán)境引致肝癌增加老年癡呆的風險危害飲用安60胎兒性水俁病發(fā)笑癥（3歲開始）胎兒性水俁病患者胎兒性水俁病發(fā)笑癥（3歲開始）胎兒性水俁病患者61水中的固體物質(zhì)按存在形態(tài)的不同可分為：懸浮物（粒徑>0.1微米）、膠體（0.001-0.1微米）和溶解物三種；按性質(zhì)的不同可分為：有機物、無機物與生物體三種?？偣腆w（TS）=懸浮固體（SS）+膠體+溶解固體DS）總固體：把一定量水樣在105～110℃的烘箱中烘干至恒重，所得的質(zhì)量。把水樣用濾紙過濾后，被濾紙截留的濾渣．在105～110℃烘箱中烘干至恒重后的質(zhì)量。濾液在105～110℃下烘干后的殘渣總固體：把一定量水樣在105～110℃的烘箱中烘干至恒重，所62懸浮固體=揮發(fā)性懸浮固體（VSS）+非揮發(fā)性懸浮固體（NVSS）把懸浮固體在馬福爐中灼燒（溫度為600℃），所失去的質(zhì)量，可代表有機物的含量。生活污水中占70%灼燒(溫度為600℃)，后殘留的質(zhì)量，可代表無機物質(zhì)的含量。生活污水中占30%Return懸浮固體=揮發(fā)性懸浮固體（VSS）+非揮發(fā)性懸浮固體（NVS63全球水資源分布圖全球水資源分布圖64德國雨水利用江蘇小區(qū)雨水利用德國雨水利用江蘇小區(qū)雨水利用65水污染控制工程

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WastewaterEngineerin66主要參考書目：1）《排水工程》，第四版，張自杰等，中國建工業(yè)出版社，2）《水質(zhì)工程學》，李圭白、張浩主編，中國建筑工業(yè)3）《水處理工程》，第一版，顧夏聲等，清華大學出版社，4)《現(xiàn)代廢水生物處理新技術》，錢易等，中國科技出版社，5）《廢水生物處理數(shù)學模型》，第二版，顧夏聲，清華大學6）《水處理微生物學》，第三版，顧夏聲等，中國建筑工業(yè)7）《水污染控制工程》，高廷耀，顧國維，高教出版社，8）嚴煦世編著：《給水工程》第四版，中國建筑工業(yè)主要參考書目：671.1污水1.2水體污染及危害1.3

污水處理基本方法與系統(tǒng)第1章緒論

1.1污水第1章緒論681.1污水1.1.1我國水資源現(xiàn)狀1.人均水資源占有量偏少

水資源總量達28100億m3，在全世界占第6位。但人均占有量只有2200m3/人年（以13億人口計），世界平均水準的1/4，被聯(lián)合國列為13大貧水國之一。正常年份全國缺水量近400億正常年份全國缺水量近400億，1.1污水69印度的井水，當出問題的時候就知道重要了。印度的井水，當出問題的時候就知道重要了。702.空間分布不均81％的水資源分布在長江流域及其以南東南地區(qū)降水量可達1600mm，造成澇災西北地區(qū)降水只有500mm，少的地區(qū)不到200mm“水價將在未來10年內(nèi)與油價持平，并有可能在全球爆發(fā)水資源爭奪戰(zhàn)”06.8.19《環(huán)球時報》2.空間分布不均“水價將在未來10年內(nèi)與油價持平，并有可能713.年內(nèi)及年際變化大60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年際變化差3－6倍（大時）4.許多地區(qū)缺水嚴重三北（西北、華北、東北）和沿海（青島、大連）在640個城市中，300多個城市缺水。3.年內(nèi)及年際變化大725.水資源污染嚴重城市的大量污水直接排入河道，多數(shù)城市的垃圾堆場地基沒有作任何襯墊與防漏處理，對地下水的嚴重污染已在所難免據(jù)報道,全國淺層地下水大約有50%的地區(qū)遭到一定程度的污染，約有一半城市市區(qū)的地下水污染比較嚴重。5.水資源污染嚴重736.水資源的開發(fā)利用存在問題

水資源利用率低下，水資源的浪費十分驚人。我國農(nóng)村澆地大多還是延用傳統(tǒng)的土渠輸水，大水漫灌方式，用水率最高僅達40%而發(fā)達國家水資源利用率達70%-80%。而在工業(yè)用水上，我國工業(yè)產(chǎn)值用水量是發(fā)達國家的10-20倍，水的重復利用率僅為發(fā)達國家的1/3。此外，全國各地開采地下水過量的情況十分普遍，地下水缺少補給，地面沉降嚴重，有的已經(jīng)造成了嚴重問題。6.水資源的開發(fā)利用存在問題741.1.2水污染現(xiàn)狀1.污水處理率低：污水排放排放量400多億m3。工業(yè)廢水處理率約80％，達標排放的只有60％城市污水處理率<15%。2.90％以上的城市水域受到污染，特別嚴重的水系：三河：淮河、海河、遼河1.1.2水污染現(xiàn)狀75水污染控制工程管理課件76松花江污染2005年11月13日，吉林石化公司爆炸事故引起，污染以苯、硝基苯為主。松花江污染2005年11月13日，吉林石化公司爆炸事故引起77化肥廠的工業(yè)廢水從后院管道排向清流河化肥廠的工業(yè)廢水從后院管道排向清流河783.湖泊富營養(yǎng)化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇無錫）4.50％左右地下水水質(zhì)受到污染5.50％以上的重點城鎮(zhèn)飲用水源不符合標準“航母”上裝載著一套“高能物理藍藻處理系統(tǒng)”，3.湖泊富營養(yǎng)化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇無錫）791.1.3水污染原因1．人口增加和經(jīng)濟增長的壓力：2．粗放型發(fā)展模式3.面源污染嚴重4．污水處理率偏低，大量污水直接排放

在水設施無法私有化的地方,所有權不變,把經(jīng)營權交給私營企業(yè)(如法國),這樣,可以引入競爭,提高效率。1.1.3水污染原因805．環(huán)境意識淡薄、環(huán)境管理薄弱、環(huán)境執(zhí)法力度不夠6.排污收費等經(jīng)濟政策未能起到對治污的刺激作用

排污收費其稅收標準應等于污染的外部成本,而我國對達到環(huán)境標準的企業(yè)不收取排污費,不是嚴格意義的排污費,應對所有排污項目均征收相應的排污費。5．環(huán)境意識淡薄、環(huán)境管理薄弱、環(huán)境執(zhí)法力度不夠817.歷史欠帳太多，資金投入嚴重不足

我國融資主要有財政融資、政策性融資和市場融資3種,以財政融資機制為主,輔以政策性融資機制,市場融資機制所占比例較小,是計劃經(jīng)濟體制下事業(yè)性的給排水模式的產(chǎn)物。水污染控制工程管理課件828.污水收集率偏低

設施的巨額投人與持續(xù)偏低的污水收集率之間的巨大落差已成為現(xiàn)階段水污染防治,特別是以生活污水排放為主的城市水污染防治問題的主要癥結所在,是制約水環(huán)境進一步改善的瓶頸因素。根據(jù)環(huán)境保護部發(fā)布的《2007年全國投運城鎮(zhèn)污水處理設施清單》,截至2007年底,已投產(chǎn)污水處理廠中,負荷率不足0.1的有8個,0.1-0.3的90個,0.3-0.5的有228個,未達運行負荷要求的污水處理廠占總數(shù)的50%左右。8.污水收集率偏低831.1.4水資源的可持續(xù)利用

*水資源的開發(fā)與利用應該是不斷的可持續(xù)的；1.1.4水資源的可持續(xù)利用*水資源的開發(fā)與利用應該是不84

*節(jié)水①節(jié)約工業(yè)用水。②采取各種有效措施，提高公眾的節(jié)水意識；大力推廣節(jié)水技術和節(jié)水器具。③適量收取水資源費，特別是對超量用水。*節(jié)水85*污水回用

城市污水水量大，水量、水質(zhì)相對穩(wěn)定，為城市的“第二水源”。是解決水資源短缺的有效途徑。①回用于工業(yè)生產(chǎn)，工業(yè)用水約占城市用水量的一半左右，生產(chǎn)污水再生，可使城市的自然水耗量減少30％左右。②城市污水經(jīng)處理后回用于城市綠化、農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)冷卻以及生活非飲用水

，減少了向自然水體的排污量，帶來了可觀的環(huán)境效益。

*污水回用86*開源海水、微咸水的開發(fā)利用；雨水的利用；南水北調(diào)工程。*減少污染物的排放清潔生產(chǎn)，減少“三廢”的排放4860億人民幣*開源4860億人民幣87*大力發(fā)展水處理技術受污染水源水的處理*遠距離輸水南水北調(diào)，引灤入津*優(yōu)質(zhì)優(yōu)用，合理調(diào)配*大力發(fā)展水處理技術881.1.5水污染控制工程定義：應用工程學的方法對水質(zhì)進行控制以達到消除污染和恢復水的原有狀態(tài)。研究對象：點源污染、面源污染控制方法：物理、化學、物理化學和生物成果體現(xiàn)：工程（工藝）、裝備（設備）1.1.5水污染控制工程891.1.6“污水”和“廢水”污水：是指被污染物污染的水，強調(diào)臟的一面。是生活污水、工業(yè)廢水（生產(chǎn)污水和生產(chǎn)廢水）、被污染的雨水和排入城市排水系統(tǒng)的其他污染水的總稱。廢水：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，強調(diào)“廢棄”的一面。1.1.6“污水”和“廢水”90水污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底含量和水環(huán)境容量，從而導致水的物理、化學及微生物性質(zhì)發(fā)生變化，使水體固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。水環(huán)境容量：在滿足水環(huán)境質(zhì)量標準的條件下，水體所能接納的最大允許污染物負荷量，又稱水體納污能力1.2水體污染及危害水污染：是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過該物質(zhì)在水體中的本底91污染源分類點源污染面源污染（非點源污染）污染源分類點源污染92污染類型物理性污染（感官型污染、熱污染、放射性污染）化學性污染無機物污染：酸、堿及無機鹽類、營養(yǎng)物質(zhì)污染和重金屬物質(zhì)；有機物污染：油類污染、需氧型污染和有毒物質(zhì)）生物性污染（病原微生物污染）污染類型物理性污染（感官型污染、熱污染、放射性污染）93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原因：水溫、色、味、懸浮物途徑：點源污染（廢水排放）。后果：直接和間接防止措施：物理、化學、生化。Return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94富營養(yǎng)型污染eutrophication原因：氮、磷的排放途徑：點源、面源（化肥）后果：間接（富營養(yǎng)化）防止措施：生物處理

有機氮凱氏氮總氮氨氮（NH3+NH4+）（TKN）（TN）硝酸鹽氮亞硝酸鹽氮富營養(yǎng)型污染eutrophication原因：氮、磷的排放95水體的富營養(yǎng)化：當含有大量營養(yǎng)物質(zhì)（N、P）的污水排入緩流（封閉）水體（海洋、湖泊）中，使水中的氮、磷的濃度超過0.2mg/L和0.02mg/L，導致藻類異常生長，大量繁殖，覆蓋水面，（色呈暗紅，這種現(xiàn)象在海洋中出現(xiàn)叫“赤潮”(redcurrent)，在湖泊中出現(xiàn)叫“水華”（waterbloom））隔絕水面與大氣之間的復氧，加上藻類自身死亡、腐化，消耗溶解氧，一定時間內(nèi)使水體處于嚴重缺氧狀態(tài)。造成魚類死亡，水體腐敗發(fā)臭。這就造成了水體的富營養(yǎng)化。TP＝0.02mg/L；TN＝0.2mg/L。水體的富營養(yǎng)化：當含有大量營養(yǎng)物質(zhì)（N、P）的污水排入緩流（96水體的富營養(yǎng)化危害:（1）使水味變得腥臭難聞。（2）降低水的透明度。（3）消耗水中的溶解氧。（4）向水體中釋放有毒物質(zhì)。（5）影響供水水質(zhì)并增加供水成本。（6）對水生生態(tài)的影響。Return水體的富營養(yǎng)化危害:Return97需氧型污染原因：水體接納了過量的能被微生物降解的有機物（能量）。途徑：廢水排放引起的點源污染。危害：消耗水體中的溶解氧（DO）。防止措施：生物處理；特點：數(shù)量大、成分復雜，所以很難分別表示其含量。間接指標：常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。需氧型污染原因：水體接納了過量的能被微生物降解的有機物（能981.生化需氧量（Bio－ChemicalOxygenDemand；簡稱BOD）1）定義：在水溫20℃的條件下，由于微生物（主要是細菌）的生命活動，將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧量。單位為mg（氧）/L（廢水）。它代表的可生物降解有機物的含量。BOD越高，就說明水中需氧有機物越多。1.生化需氧量（Bio－ChemicalOxygenD992）在有氧條件下，可生物降解有機物的降解，可分為兩個階段：第一階段：碳氧化階段：即在異養(yǎng)菌的作用下，含碳有機物被氧化為CO2＋H2O，同時，含氮有機物被氧化為NH3。需氧量稱為總生化需氧量或完全生化需氧量。第二階段：硝化階段：即在自養(yǎng)菌的作用下，NH3被氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。需氧量稱為硝化需氧量。污水中BOD通常只指第一階段有機物氧化所需的氧量。2）在有氧條件下，可生物降解有機物的降解，可分為兩個階段：1003）BOD20和BOD5BOD20：20℃時，一般生活污水中的有機物20d基本才能完成第一階段的氧化分解過程（完成過程的99%），所以把20d的生化需氧量作為總生化需氧量。就是20d作為標準測定時間，所測得的BOD稱為BOD20BOD5：實際工程中，20d的時間太長，故用5d作為測定BOD的標準時間，稱為“5日生化需氧量”，一般的，BOD5=70%～80％第一階段BOD。因此，把BOD5作為衡量有機物的指標。3）BOD20和BOD51014）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(chǎn)和自動控制。4）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1022.化學需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD）1）定義：是有機物的綜合指標，是用強氧化劑（我國法定用重鉻酸鉀），在酸性條件下，將有機物氧化成CO2與H2O所消耗的氧化劑中的氧量，用CODCr來表示，一般簡寫為COD，mg/L。常用的氧化劑為：K2Cr2O7和KMnO4，測得的COD分別為CODCr（COD）、CODMn或耗氧量OC。由于KMnO4氧化能力較K2Cr2O7弱，因此，OC<COD。2.化學需氧量（ChemicalOxygenDeman1032）特點：測定速度快，但與實際污染的程度有差距。重點3）COD與BOD的關系：

COD>BOD20.兩者差值大致等于難生物降解有機物量?？缮灾笜耍築OD5/COD的比值稱為可生化性指標，是污水是否適宜于采用生物處理的判別標準

BOD5/COD值﹥0.450.3～0.450.25～0.3﹤0.25可生化性易生化可生化較難生化不易生化所以當BOD5/COD>0.3的污水，才適宜于采用生物處理。2）特點：測定速度快，但與實際污染的程度有差距。BOD5/C1043.總需氧量（TotalOxygenDemand；TOD）、

總有機碳（TotalOrganicCarbon；TOC）1）定義：有機物的主要組成元素為C、H、O、N、S等，被氧化后，分別生成CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧量稱為總需氧量。?在900℃下，以鉑為催化劑，使水樣含有的有機物燃燒氧化，然后測定氧氣流中氧的減少量，作為有機物完全氧化所需的氧量；?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，是水樣中所有有機污染物質(zhì)的含碳量。是有機物濃度的綜合指標。3.總需氧量（TotalOxygenDemand；TO1052）特點：測定速度快，但設備復雜。3）適用于有機物含量較少的水樣。4）指標之間的關系：

TOD>CODCr>BOD20>BOD5>OC。

TOC略高于BOD5Return2）特點：測定速度快，但設備復雜。Return106毒物型污染原因：有機（苯類物質(zhì)）、無機（氰化物、砷化物和亞硝酸鹽等）、重金屬（五毒：汞(水俁病)、鎘(骨痛病)、鉛、鉻、砷）。途徑：點源污染（廢水的排放）。危害：短期和長期Return毒物型污染原因：有機（苯類物質(zhì)）、無機（氰化物、砷化物和亞107微生物污染原因：病原菌、病毒……制革廠廢水中常含有炭疽菌；……醫(yī)院污水中含有病原菌和病毒等；……生活廢水中含有可能引起腸道系統(tǒng)疾病的細菌和寄生蟲卵等。途徑：點源、面源污染后果：直接和間接防止措施：消毒。指標：細菌總數(shù)（1mL）和大腸菌群數(shù)微生物污染原因：病原菌、病毒1081.細菌總數(shù)“國標”定為每毫升不超過100個。2.大腸菌群“國標”規(guī)定大腸桿菌100mL水不得檢出（原來3個/L），這在流行病學上是安全的。

3.游離性余氯“國標”規(guī)定，用氯消毒時出廠水游離性余氯不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢水不低于0.05mg/L。1.細菌總數(shù)1091.3污水處理基本方法與系統(tǒng)1.3.1水質(zhì)指標評價水的質(zhì)量必須建立水質(zhì)和水質(zhì)指標兩個概念。水質(zhì)是指水和其中所含的雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合性質(zhì)。水質(zhì)指標是表示水中雜質(zhì)的種類、成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)是否符合要求的具體衡量標準。1.3污水處理基本方法與系統(tǒng)1.3.1水質(zhì)指標1101.3.2水質(zhì)標準１．地表水環(huán)境質(zhì)量標準-------污水排放標準制定的依據(jù)首次發(fā)布1983年第1次修訂1988年第2次修訂1999年第2次修訂2002年

GB3838-2002，2003年1月1日起實施。地表水水域環(huán)境功能和保護目標，按功能高低劃分為5類：Ⅰ類主要適用于源頭水，國家自然保護區(qū)；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區(qū)、珍稀魚類保護區(qū)、魚蝦類產(chǎn)卵場等；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)；Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。1.3.2水質(zhì)標準１．地表水環(huán)境質(zhì)量標準-------污水111２．污水綜合排放標準原有標準：GB8978－88污染物分成兩類：

I類（9項）：對人體健康產(chǎn)生長遠影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴格標準

II類（20項）：長遠影響小于I類

修訂標準：GB8978－1996頒布，98年1月1日開始實施。

I類：增加到了13項

II類：增加到了56項目GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》２．污水綜合排放標準GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處112

第一類污染物能在環(huán)境或在動植物體內(nèi)積蓄，對人類健康產(chǎn)生長遠的影響，規(guī)定含此類污染物的污水必須在車間或車間處理設施排放口處取樣分析，同時其含量必須符合表1-1的規(guī)定。第二類污染物的長遠影響小于第一類，規(guī)定的取樣地點為排污單位的排出口，其最高允許排放濃度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向，分別執(zhí)行表1-2中的一、二、三級標難。表1-1第一類污染物最高允許排放濃度（mg/L）污染物最高允許排放濃度污染物最高允許排放濃度污染物最高允許排放濃度1總汞0.05①4總鉻1.57總鉛1.02烷基苯不得檢出5六價鉻0.58總鎳1.03總鎘0.16總砷0.59苯并(a)比②0.00003①燒堿行業(yè)（新擴建、改建企業(yè)）采用0.005mg/L。

②為試行標準、二級、三級標準區(qū)暫不考慮。第一類污染物能在環(huán)境或在動植物體內(nèi)積蓄，對人類健113第二類污染物（基本