水質(zhì)與水處理概論

水質(zhì)與水處理概論第一頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

主要參考書：1.常青編.水處理絮凝學(xué).北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2.常青編.絮凝原理.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.3.李圭白,張杰主編.水質(zhì)工程學(xué).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社.4.湯鴻霄.水體顆粒物和難降解有機(jī)物的特性與控制技術(shù)原理·上卷，水體顆粒物.中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社.第二頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日原始水處理示意圖水處理：加礬攪拌第一章水質(zhì)與水處理概論第三頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)水圈與水循環(huán)一、水圈的定義二、世界的水資源

1、水資源的概念

2、世界的水資源

3、自然界水的存在形式三、水循環(huán)1、水的自然循環(huán)2、水的社會(huì)循環(huán)

第四頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

第五頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

綠藻泛濫的滇池第六頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水圈的定義水圈：指地殼表面向下連續(xù)的水層，其上界為海洋、湖泊、沼澤、江河、冰川、雪山等地表水；下界主要為滲透至底部沉積物中的水。

第七頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水資源的概念廣義水資源：包括地球水圈中各個(gè)環(huán)節(jié)與各種形態(tài)的水資源量；狹義水資源：可供人們?nèi)∮玫乃Y源量。

第八頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日世界的水資源總水量：13.86億km3

其中：海水13.38億km3

占96.5%淡水0.38億km3

占2.53%其中：便于人們?nèi)∮玫?00萬(wàn)km3

占總水量的0.2%

我國(guó)水資源總量：2.8億km3,人均2200m3占世界平均值1/4我國(guó)700多個(gè)城市一半缺水，100個(gè)城市嚴(yán)重缺水。第九頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日一、水的自然循環(huán)和社會(huì)循環(huán)水的自然循環(huán)水的存在形式為地表水（包括海洋、冰雪、湖泊、沼澤、河流等），地下水，云和生物水四部分。云由其余三種水體通過蒸發(fā)而形成，再通過雨、雪、霧和冰雹等，分別進(jìn)入其余水體；地表水體的大部分水源來自于云和地下水體，同時(shí)自身也進(jìn)行著各種形式的轉(zhuǎn)變，這其中也完成著物質(zhì)、能量和信息的轉(zhuǎn)換過程；地下水體主要來源于地表水體的下滲；生物水和其余三個(gè)方面都有不可分割的關(guān)系，但從總量上來看相對(duì)小了很多，所以可以認(rèn)為云、地表水體和地下水體起了決定性作用，決定著水的循環(huán)方向和整體特性。第十頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日自然界水的存在形式大氣水：大氣圈中呈蒸發(fā)狀態(tài)的水，包括雨、雪、雹、霜、露等構(gòu)成的大氣降水和云、霧等。地表水：河流、湖泊（大陸水），海洋、沼澤等；地下水：地面下各種狀態(tài)的水，包括水汽、吸著水、薄膜水、毛細(xì)管水、重力水。

第十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水的自然循環(huán)水循環(huán)指地球上各種形態(tài)的水在太陽(yáng)輻射、地心引力等作用下，通過蒸發(fā)、水汽輸送、凝結(jié)降水、下滲以及地表徑流等環(huán)節(jié)，不斷地發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換及周而復(fù)始的運(yùn)動(dòng)過程（見圖1-1-1）。這一循環(huán)過程稱為自然循環(huán)。

第十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日第十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水的社會(huì)循環(huán)由天然水體通過人類社會(huì)的生活、工業(yè)等的使用所產(chǎn)生的廢水又回到天然水體的過程稱為水的社會(huì)循環(huán)。

第十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水的社會(huì)循環(huán)是水自然循環(huán)的一個(gè)子系統(tǒng)，包括農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和居民生活用水三個(gè)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)通過取水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)相互連接成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。人類誕生以來，對(duì)水循環(huán)的干預(yù)作用越來越大，尤其在工業(yè)革命以來，大量的水被應(yīng)用，大量的含有高濃度有機(jī)物和無機(jī)物的水被排放到自然水體，大大超過了水體自然循環(huán)中太陽(yáng)能和生物能所能帶走的負(fù)荷，造成大量物質(zhì)在水體中積累，也增加了人類的利用成本。第十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D1-1-1水的自然循環(huán)第十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日第十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日影響天然水水質(zhì)的因素a降水類型大氣循環(huán)途徑b大氣組分c巖石類型d土壤形成條件e生物條件陸地循環(huán)途徑f溶質(zhì)特性g氣候條件

第十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日天然水體的水質(zhì)特征①大氣降水：反映大氣的物質(zhì)組成；物質(zhì)含量不同；大氣物質(zhì)隨大氣環(huán)流遷移，污染可擴(kuò)大；降水中的物質(zhì)濃度大于大氣濃度；依賴于降水類型②河水：更新周期短，渾濁度高，礦化度低，易于從污染中恢復(fù)；化學(xué)成分變化快，氣體的成分較多，能溶解部分河床物質(zhì)；含有有機(jī)物與氣體，有水生生物活動(dòng)；沿程變化強(qiáng)；易受污染，污染物復(fù)雜

第十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日天然水體的水質(zhì)特征③湖泊水：水流緩慢，更新周期長(zhǎng)，較清澈，混合程度差；礦化度高；受湖泊規(guī)模大小的影響；受水生生物、池底淤泥影響大④地下水：礦化度高；動(dòng)態(tài)變化小；受污染機(jī)會(huì)小，一旦污染則很難恢復(fù)⑤海水：含離子量大，離子類型起主導(dǎo)作用；靠近海岸和海灣地區(qū)有生物沉降

第二十頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日一、天然水體中的雜質(zhì)1、雜質(zhì)來源：大氣、土壤、人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物2、按大小分：溶解物、膠體顆粒、懸浮物3、按化學(xué)結(jié)構(gòu)分：無機(jī)雜質(zhì)、有機(jī)雜質(zhì)、生物雜質(zhì)（微生物）第二節(jié)天然水體中的雜質(zhì)的種類和性質(zhì)第二十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日二、水中雜質(zhì)尺寸及外觀水中雜質(zhì)的尺寸與外觀溶解物膠體顆粒懸浮物顆粒大小<1nm1.0nm~1um>1um外觀特征透明光下混濁混濁可見第二十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日天然水體中的雜質(zhì)按尺寸分：懸浮物、膠體、溶解物按化學(xué)結(jié)構(gòu)分：無機(jī)雜質(zhì)、有機(jī)雜質(zhì)、生物（微生物）雜質(zhì)第二十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日懸浮物

尺寸較大，易于在水中下沉或者上浮。易于下沉的一般是大顆粒泥沙及礦物質(zhì)廢渣等；能夠上浮的一般是體積較大而密度小的某些有機(jī)物。第二十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日膠體物質(zhì)膠體顆粒尺寸很小，在水中具有穩(wěn)定性，長(zhǎng)期靜置也難下沉，它和懸浮物是使水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的根源。水中存在的膠體通常有粘土，某些細(xì)菌和病毒，腐殖質(zhì)及蛋白質(zhì)等。其中的有機(jī)物如腐殖質(zhì)和藻類會(huì)造成水的色和嗅味。工業(yè)廢水排入水體，會(huì)引入各種各樣的膠質(zhì)或者有機(jī)高分子物質(zhì)。第二十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日溶解物質(zhì)

（1）溶解于水的鹽水中的主要陽(yáng)離子有Ca2＋,Mg2＋和Na＋;主要陰離子有HCO3－，SO42－和Cl－。同時(shí)還含有少量的K+，F(xiàn)e2+，Mn2+和Cu2+等陽(yáng)離子，以及少量HSiO3-,CO32-,NO3-等陰離子。（2）溶解氣體天然水體中的溶解氣體主要是氧、氮和二氧化碳，同時(shí)也含有少量硫化氫。未被污染過的天然水體，溶解氧含量一般為5~10mg/L，最高不超過14mg/L。第二十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水體污染與自凈一、水中常見污染物來源1、有機(jī)物：可降解、難降解2、無機(jī)物：有毒害、無毒害第二十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水體富營(yíng)養(yǎng)化原由：N、P污染，藻類過量生長(zhǎng)，溶解氧耗盡產(chǎn)生危害：臭味、透明度差、消耗溶解氧、釋放有毒物質(zhì)、影響生態(tài)第二十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日水體自凈1、水體自凈能力：物理、化學(xué)、生物作用，污染物質(zhì)被分離或分解，恢復(fù)原有生態(tài)平衡2、DO氧垂曲線：耗氧與復(fù)氧第二十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日飲用水水質(zhì)與健康1、水中的生物對(duì)人體健康的影響細(xì)菌、病毒、寄生蟲、藻類2、水中的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體健康的影響微量元素及其他無機(jī)物、有機(jī)物、放射性物質(zhì)、消毒劑及副產(chǎn)物3、水質(zhì)與地方病第三十頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是用水對(duì)象所要求的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)和限值。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)隨著科學(xué)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步將不斷修改，提高和完善。第三十一頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

表1-3是2001年頒發(fā)的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，新的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)在一共34個(gè)項(xiàng)目，非常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目有62項(xiàng)；2005年建設(shè)部頒發(fā)了《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目42項(xiàng)，非常規(guī)項(xiàng)目61項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)主要分四大類：感官性狀指標(biāo)和化學(xué)指標(biāo)17項(xiàng)；毒理學(xué)指標(biāo)11項(xiàng)；細(xì)菌學(xué)指標(biāo)4項(xiàng)；放射性指標(biāo)2項(xiàng)。第三十二頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日感官性狀指標(biāo)

有時(shí)又稱為物理性狀，是指水中的某些物質(zhì)對(duì)人的視覺，味覺和嗅覺的刺激。清潔的水無色，無嗅和無味。當(dāng)水中含有浮游生物，腐殖質(zhì)或者受到廢水污染時(shí)，往往使得水產(chǎn)生各種顏色，異嗅和異味。它雖然不屬于影響人體健康的直接指標(biāo)，但色，嗅，味的存在給使用者產(chǎn)生厭惡感。同時(shí)，色，嗅與味嚴(yán)重的，也可能是水中含有有害物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。濁度我國(guó)規(guī)定小于1度，一些發(fā)達(dá)國(guó)家規(guī)定低于1度。因?yàn)闈岫瘸^10度就能使人產(chǎn)生不快，而且，病菌，病毒以及其它有害物質(zhì)往往吸附于產(chǎn)生濁度的懸浮物上。因此降低水的濁度，不僅為滿足感觀形狀的要求，對(duì)于抑制水中的病菌，病毒以及其它有害物質(zhì)的含量，也具有積極的意義。第三十三頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)指標(biāo)水中存在的某些化學(xué)物質(zhì)，對(duì)人體健康有益但不希望過量，如鈉，鉀，鈣，鐵，鋅，鎂，氯等使人體必須的化學(xué)元素，但含量過多，往往會(huì)對(duì)生活使用產(chǎn)生種種不良影響。還有一些化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體健康無益但一般情況下毒性也很低的物質(zhì)，如揮發(fā)酚類，陰離子合成洗滌劑等。第三十四頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日毒理學(xué)指標(biāo)有毒物質(zhì)一般是由于水源污染造成的，如砷，汞，鎘，鉻，氰化物，氯仿等。實(shí)際上水中各種化學(xué)物質(zhì)與健康的關(guān)系相當(dāng)復(fù)雜，有些至今仍然不很清楚。第三十五頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日其它指標(biāo)細(xì)菌學(xué)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中細(xì)菌學(xué)指標(biāo)目前只列了細(xì)菌總數(shù)，總大腸菌數(shù)、糞大腸菌群和余氯4項(xiàng)。放射性指標(biāo)總α放射性，總β放射性。第三十六頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

給水處理給水處理的主要水源有地表水和地下水兩大類。常規(guī)的地表水處理以去除水中的渾濁物質(zhì)和細(xì)菌、病毒為主，水處理系統(tǒng)主要由澄清和消毒工藝組成，典型的水處理流程如下所示：

第三節(jié)絮凝工藝在水處理中的應(yīng)用第三十七頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日給水處理的典型流程第三十八頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

第三十九頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

第四十頁(yè)，共四十八頁(yè)，2022年，8月28日

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污水處理

1.典型的城市污水一級(jí)處