水污染控制工程課件

水污染控制工程

本課程的主要內(nèi)容本課程的要求本課程的成績評定2教學(xué)參考書張自杰編著，《排水工程》下冊（第四版），中國建筑工業(yè)出版社，2000年

高廷耀，顧國維．水污染控制工程（下冊）．北京：高等教育出版社，2000

顧夏聲，黃銘榮，王占生等.水處理工程.北京：清華大學(xué)出版社，1985

MetcalfandEddy，INC.WastewaterEngineeringTreatmentDisposalReuse.4th，March，2002，McGraw-Hill

3第一章總論我國的水資源與水體污染水體污染的成因與戰(zhàn)略對策水中污染物、水質(zhì)指標與標準控制水污染的原則與途徑水體自凈水處理方法4第一節(jié)我國的水資源與水體污染一、我國的水資源狀況5我國淡水總量為2.8萬億m3，在全世界占第6位。但人均占有量只有2200多m3/人，為世界人均占有量的四分之一，排名世界第108位。北京的淡水資源：能保證正常生活的人均水資源占有量約為1600m3/人，而北京的人均水資源占有量<300m3/人。人均占有量少，水資源短缺一、我國的水資源狀況681％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(zāi)；西北地區(qū)降水只有500mm，少的地區(qū)不到200mm

東南多、西北少三北（西北、華北、東北）和沿海（青島、大連）

640個城市中，300多個城市缺水

許多地區(qū)缺水嚴重

空間分布不均

一、我國的水資源狀況7冬春雨少、夏季多雨：60－80％降水集中在夏季，7、8、9月；不時出現(xiàn)枯水年和豐水年現(xiàn)象：年際變化差3－6倍（大時）時間分布不均，年內(nèi)及年際變化大二、我國的水資源利用率低1、浪費問題嚴重

例：輸水方式落后，水損失率高。2、工業(yè)耗水量大例：加工噸油的水消耗量是國外的近5倍鋼鐵是國外的4-5倍啤酒是國外的2-6倍發(fā)電是國外的2倍造紙是國外的2-2.5倍3、重復(fù)利用率低（中~40%，美~70%）8三、廢水和主要污染物排放量9全國近年廢水及主要污染物排放量四、我國的水污染現(xiàn)狀1、總體情況:102011年，全國地表水總體為輕度污染。湖泊（水庫）富營養(yǎng)化問題仍突出。

長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河、浙閩片河流、西南諸河和內(nèi)陸諸河十大水系監(jiān)測的469個國控斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)斷面比例分別為61.0%、25.3%和13.7%。主要污染指標為化學(xué)需氧量、五日生化需氧量和總磷。河流Ⅰ：源頭水、國家自然保護區(qū)Ⅱ：集中式生活飲用水水源地一級保護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū);Ⅲ：集中式生活飲用水水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū);Ⅳ：一般工業(yè)用水區(qū)、人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ：農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域湖泊（水庫）

2011年，監(jiān)測的26個國控重點湖泊（水庫）中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的湖泊（水庫）比例分別為42.3%、50.0%和7.7%。主要污染指標為總磷和化學(xué)需氧量（總氮不參與水質(zhì)評價）。重點水利工程三峽庫區(qū)監(jiān)測的4個國控斷面均為Ⅲ類質(zhì)。南水北調(diào)東線工程沿線總體為輕度污染。主要污染指標為化學(xué)需氧量、總磷和石油類。10個國控斷面中，Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類質(zhì)斷面比例分別為60.0%、30.0%和10.0%。地下水2011年，全國共200個城市開展了地下水水質(zhì)監(jiān)測，共計4727個監(jiān)測點。優(yōu)良-良好-較好2011年全國地下水水質(zhì)類別比例水質(zhì)的監(jiān)測點比例為45.0%，較差-極差水質(zhì)的監(jiān)測點比例為55.0%。其中，4282個監(jiān)測點有連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)。與上年相比，17.4%的監(jiān)測點水質(zhì)好轉(zhuǎn)，67.4%的監(jiān)測點水質(zhì)保持穩(wěn)定，15.2%的監(jiān)測點水質(zhì)變差。全國重點城市主要集中式飲用水源地

2011年，全國113個環(huán)保重點城市共監(jiān)測389個集中式飲用水源地，其中地表水源地238個、地下水源地151個。環(huán)保重點城市年取水總量為227.3億噸，服務(wù)人口1.63億人。達標水量為206.0億噸，占90.6%；不達標水量為21.3億噸，占9.4%。水質(zhì)怎樣？水質(zhì)超Ⅴ類水標準氮磷污染突出藻類瘋長滇池外海龍門村一帶污染特征—全湖嚴重富營養(yǎng)化18水環(huán)境污染已成災(zāi)害健康受到危害，經(jīng)濟損失慘重，水污染已經(jīng)成為比洪災(zāi)、旱災(zāi)更為嚴重的災(zāi)害。192008年全國因包括水污染在內(nèi)的環(huán)境污染造成的經(jīng)濟損失，高達5000多億元，約占當年GDP的4%。五、我國水污染治理現(xiàn)狀污水處理率偏低縣以上工業(yè)廢水處理率95%,2008年全國工業(yè)廢水排放達標率:92.4％;2010年全國城市污水處理率達77.4％?

北京最大的城市污水處理廠-北京高碑店污水處理廠:110萬噸/天,設(shè)計:100萬噸/天截至2012年9月底，全國設(shè)市城市、縣累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠3272座，處理能力達到1.40億立方米/日。20第二節(jié)水體污染的成因與戰(zhàn)略對策水體污染的成因21

戰(zhàn)略對策

盡快實現(xiàn)從末端治理向源頭控制的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，大力推行清潔生產(chǎn)；

22

保障措施

嚴格以法治水，制定并實施有效的法律、規(guī)章、制度；

23第三節(jié)廢水及其污染物一、幾個概念1、水的自然循環(huán)由自然力促成的水的循環(huán)。在自然循環(huán)中幾乎每個環(huán)節(jié)都有雜質(zhì)混入，使水質(zhì)發(fā)生變化。

自然力：指太陽輻射、地心引力等

方式：降水、徑流、滲透、蒸發(fā)等。242、水的社會循環(huán)人類為了滿足生活和生產(chǎn)的需要，從各種天然水體中取用大量的水，這些水使用過就成為生活污水和工業(yè)廢水，這些廢水最后又流入天然水體，這樣水在人類社會中也構(gòu)成了一個局部的循環(huán)體系，這叫做水的社會循環(huán)。社會循環(huán)中所形成的生活污水和各種工業(yè)廢水是天然水體最大的污染來源。

給水工程：為保證用水能滿足使用要求的工程設(shè)施。排水工程：為保證廢水能安全可靠排放的工程設(shè)施。25水的社會循環(huán)263、廢水由于使用而喪失了使用價值而被廢棄外排的水。廢水：廢棄外排，包括并不臟的冷卻水污水：強調(diào)臟污城市污水：排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)污水的總稱，是生活污水和工業(yè)廢水的混合液，在合流制排水系統(tǒng)中還包括降水。274、廢水的分類（2）根據(jù)污染物的化學(xué)類別，分為：有機廢水：主要含有機污染物無機廢水：主要含無機污染物（1）根據(jù)廢水的來源，分為：生活污水：洗浴水、洗滌水、糞便水等工業(yè)廢水28（3）根據(jù)毒物種類不同，分為：含酚廢水：指主要毒物是酚，并不意味著其含量最多或是唯一污染物含汞廢水（4）根據(jù)產(chǎn)生廢水的生產(chǎn)工藝來命名，分為：焦化廢水電鍍廢水造紙廢水29最終出路排放水體灌溉農(nóng)田重復(fù)使用水體稀釋處理水污染的原因污水的土地處理reuse5、廢水的最終出路30排水體制合流制分流制6、排水系統(tǒng)的體制31合流制生活污水、工業(yè)廢水、雨水混合在同一管渠排除的系統(tǒng)

缺點：隨著降雨量的增加，仍有部分混合污水未經(jīng)處理溢流，直接排放，造成水體污染32合流制排水系統(tǒng)：1、合流干管2、截留主干管3、溢流井4、污水處理廠5、出水口6、溢流出水口33分流制依排除雨水方式不同而定分流制完全分流制不完全分流制34完全分流制污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)并存1、干管2、主干管3、污水處理廠4、出水口5、雨水干管35不完全分流制（半分流制）只建了廢水排放系統(tǒng)，未建雨水排放系統(tǒng)，雨水沿天然地面、街道邊溝排泄，待城市進一步發(fā)展再修建雨水排放系統(tǒng)36（1）直接復(fù)用：循序使用：工業(yè)企業(yè)一道工序產(chǎn)生的廢水，適當處理后用于另一道工序循環(huán)使用：經(jīng)適當處理，用于同一道工序（游泳池）

（2）自然或間接復(fù)用：

A、B兩城市依次在河的上下游，A的污水經(jīng)適當處理排入河流，然后又為下游B城市所取用。7、污水復(fù)用3738工業(yè)回用工藝用水洗滌用水一次性通過冷卻用水其它雜用水鍋爐補給水冷卻用水循環(huán)冷卻系統(tǒng)補給水沖刷地板\馬路\清擦汽車等39地下水回灌回灌至非飲用蓄水層回灌至飲用蓄水層防止海水入侵40二、廢水中的污染物1、固體污染物水中的固體的定義一定溫度（103－105℃）下,將水樣蒸發(fā)至干時所殘余的固體物質(zhì)總量,叫做總殘渣、總固體或叫蒸發(fā)殘渣。TotalSolids（mg/L)(說明，此溫度下得到的殘渣保留了結(jié)晶水和部分吸著水，重碳酸鹽轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，有機物揮發(fā)逸失的少）41溶解態(tài):d<1nm固體污染物膠體態(tài):d:1～100nm

懸浮態(tài):d>100nm（可混凝去除）（可沉淀去除）42懸浮固體密度小于水的密度密度與水接近密度大于水的密度浮渣懸浮態(tài)可沉固體污泥(有機的)沉渣(無機的)43溶解性和懸浮性的劃分并不很明確：丹麥用孔徑為1.6微米的過濾器其它許多國家則使用孔徑1微米的過濾器還有許多國家使用0.45微米左右的過濾器（IWA（國際水協(xié)會）建議使用0.45微米左右的過濾器）44TS(按溶解性劃分)溶解固體(DissolvedSolids)(總可濾殘渣)懸浮固體(SuspendedSolids)(總不可濾殘渣)45堵塞溝渠管道和抽水設(shè)備,如閥門；

造成水體淤積,土壤空隙的堵塞；

影響水生生物的生長；

給后續(xù)的給水、廢水處理增加難度,提高處理費用。固體懸浮物的危害462、有機污染物（1）可生物降解的有機污染物危害

直接危害間接危害:有氧時：魚群死亡

無氧時：水體腐敗可生物降解有機污染物，其共同特征就是耗氧，所以又稱作耗氧有機污染物。這類物質(zhì)多為碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等自然生成的有機物，不穩(wěn)定，能夠在微生物的作用下轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的無機物。47有氧條件下，最終降解產(chǎn)物：CO2；H2O；NO3－；N2，降解速度快無氧條件下，最終轉(zhuǎn)化為CO2；H2O；CH4；H2S，糞臭素，降解速度很慢48特點

或多或少有毒性，不少還是三致物質(zhì)。（2）難生物降解的有機污染物不易被微生物降解、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。如醛、硝基化合物、苯、酚及其衍生物、多氯聯(lián)苯、有機農(nóng)藥:有機氯、有機磷、有機汞（已禁用）。這類物質(zhì)只能用COD、TOC、或TOD等表示。49POPs持久性有機污染物質(zhì)（PersistentOrganicPollutions）50國際首批控制的12種

持久性有機污染物快速認識51艾氏劑（Aldrin）：

有機氯農(nóng)藥狄氏劑（Dieldrin）：

有機氯農(nóng)藥異狄氏劑（Endrin）：

有機氯農(nóng)藥滴滴涕（DDT）：

有機氯農(nóng)藥，也用作農(nóng)藥中間體氯丹（Chlordane）：

有機氯農(nóng)藥毒殺芬（Toxaphene）：

有機氯農(nóng)藥六氯苯（Hexachlobenzene）：

有機氯農(nóng)藥，也用作精細化工產(chǎn)品滅蟻靈（Mirex）：

有機氯農(nóng)藥七氯（Heptachlor）：

有機氯農(nóng)藥多氯聯(lián)苯（PCBs）：

精細化工產(chǎn)品二惡英和呋喃類（PCDDs/PCDFs）：

非故意制造的副產(chǎn)品或者二次污染物質(zhì)3、有毒污染物

廢水中能對生物引起毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。主要有三類：無機化學(xué)毒物

Hg,Cr,Cd,Pb,Ni,Zn,Cu,Co,Mn,Ti,V,Mo,Sb,Bi,Se,Be,As,CN-,F-,S2-,NO2-；（濃度不高，毒性巨大；難于生物降解；生物對這些毒物有富集作用）有機化學(xué)毒物

多指難于生物降解的有機污染物放射性毒物

廢水中的放射性物質(zhì)主要來自鈾U,鐳Ra,釷Th,钚Pu等稀有金屬的生產(chǎn)和使用過程524、營養(yǎng)性污染物

氮、磷是植物和微生物生長的主要營養(yǎng)物質(zhì)。當N>0.3mg/L,P>0.02mg/L時,水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化。

N:來自氮肥廠、洗毛廠、飼養(yǎng)廠、食品廠

P:來自磷肥廠、含磷洗滌劑廠等生活污水中含有N、P—多數(shù)為無機N、P535、生物污染物

指廢水中的致病性微生物及其它有害的有機體。

來源生活污水:引起肝炎、傷寒、霍亂、痢疾等的病毒、細菌、寄生蟲卵等。其它來源:醫(yī)院、生物研究機構(gòu)衛(wèi)生指標:細菌總數(shù),大腸菌群數(shù),必要時單項致病體的鑒定。

546、感官污染物異色:印染廠、紡織廠、造紙廠<黑色>、焦化廠、煤氣站。泡沫:洗滌劑廠<影響復(fù)氧,不美觀>。混濁:石灰廢水。惡臭:屠宰廠、食品廠、煉油廠、石油化工廠、化肥廠、橡膠廠等。產(chǎn)生惡臭的物質(zhì):H2S、RSH、胺、NH3、丁烯、丙酮、丙烯醛、乙醛、氯芬、苯、甲苯等。

557、酸堿污染物

一般用pH表示，天然水體的pH一般為6~9，所以要求處理后的污水的pH也在這個范圍內(nèi)。

危害

腐蝕、土壤鹽堿化、影響水生生物的生長及后續(xù)處理過程。來源酸性廢水:化工廠、礦山、金屬酸洗工藝等；堿性廢水:制堿廠、漂染廠、化纖廠等。568、熱污染

廢水溫度過高危害:

融化和破壞管道,接頭；影響后續(xù)生物處理過程；溫度的升高，水的飽和溶解氧下降，虧氧量下降（一定溫度下，飽和DO與實際DO之差），大氣向水中的復(fù)氧下降，而生物耗氧增加，所以水中DO迅速下降，水生生物死亡，水質(zhì)惡化。加速水體富營養(yǎng)化過程。9、其它污染物

油:石油,食用油危害：油膜影響復(fù)氧，1滴石油產(chǎn)生0.25m2的油膜；堵塞魚鰓、導(dǎo)致魚死亡；氣味，不適于飲用；火災(zāi)。合成洗滌劑：危害：影響復(fù)氧，美觀。58三、廢水水質(zhì)指標1、固體懸浮物（SS）去除方法：

格柵、篩濾、沉淀等。截留物分類：污泥:沉淀設(shè)備中沉淀下來的物質(zhì),主要是有機物沉渣:沉淀設(shè)備中沉淀下來的物質(zhì),主要是無機物59

污泥含水量（以含水率p表示）

單位重量污泥所含水的重量百分數(shù)。因為污泥的含水率一般都很大，比重接近于1，所以可以認為污泥的體積和其中固體物質(zhì)的百分數(shù)成反比，即：如：含水率為p1的污泥體積為V1，則含水率減小到p2時，其體積V2為：例：污泥含水率從99%降至97%時體積減少了多少？60沉渣含水量（以濕度p表示）

單位體積沉渣所含水的體積百分數(shù)。

V:沉渣體積,m3/hG:干渣重量,噸/h

:干渣比重,噸/m3

p:沉渣濕度，%當濕度從P1變到P2時，沉渣體積仍可假定和其中固體物質(zhì)的含量百分數(shù)成反比，即：612、有機物有機物的濃度是一個重要的水質(zhì)指標。由于廢水中有機物的組成比較復(fù)雜，要想分別測定各種有機物的含量比較困難。一般采用生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、總需氧量（TOD）、總有機碳（TOC）等綜合性指標來表示。如果水中的有機物含有毒性，則需要分別測定這些有毒物質(zhì)的數(shù)量。62?BOD定義：水中有機污染物被好氧微生物分解至無機物時所消耗的溶解氧的量叫做生化需氧量，單位mg/LO2。第一階段（碳氧化階段）第二階段（硝化階段）Oa；Ob；Oc；Od63有機物（可生物降解）異養(yǎng)菌新細胞呼吸（氧化）Oa合成CO2,H2O,能,NH3自養(yǎng)菌合成新細胞OcH2O,能,NO2-殘存物質(zhì)CO2,H2O,能,NH3Ob內(nèi)源呼吸Od能,NO3-新細胞可生物降解有機物降解過程示意圖64第一階段（碳氧化階段）：在異養(yǎng)菌的作用下，含碳有機物被氧化(或稱碳化)為CO2，H2O，含氮有機物被氧化(或稱氨化)為NH3，所消耗的氧以O(shè)a表示。與此同時，合成新細胞(異養(yǎng)型)合成的新細胞，在生活活動中，進行著新陳代謝，即自身氧化的過程，產(chǎn)生CO2，H2O與NH3，并放出能量和氧化殘渣(殘存物質(zhì))，這種過程叫做內(nèi)源呼吸，所消耗的氧量用Ob表示耗氧量Oa十Ob

稱為第一階段生化需氧量(或稱為總碳氧化需氧量、總生化需氧量、完全生化需氧量)用La、Sa或BODu表示。65第二階段是硝化階段，即在自養(yǎng)菌(亞硝化菌)的作用下，NH3被氧化為NO2－和H2O，所消耗的氧量用Oc表示，再在自養(yǎng)菌(硝化菌)的作用下，NO2－被氧化為NO3－，所消耗的氧量用Od表示。與此同時合成新細胞(自養(yǎng)型)。耗氧量

Oc十Od

稱為第二階段生化需氧量(或稱為氮氧化需氧量、硝化需氧量)用硝化BOD或NODu或LN表示。66溫度影響微生物的活動，因此測定BOD需規(guī)定一個溫度，通常為20℃。有機物的生化過程延續(xù)時間很長，在20℃水溫下，完成兩階段約需100d以上。需20d左右完成第一階段的氧化分解過程，因此常用20d的生化需氧量BOD20天，20℃作為總生化需氧量La。BOD5天，20℃

67在工程實用上，20d時間太長。而5d的生化需氧量約占總碳氧化需氧量BODu的70％一80％，故用5d生化需氧量BOD5作為可生物降解有機物的綜合濃度指標，即BOD5天，20℃

。由于硝化菌的世代(即繁殖周期)較長，一般要在碳化階段開始后的5-7d，甚至10d，才能繁殖出一定數(shù)量的硝化菌，并開始氮氧化階段，因此，硝化需氧量不對BOD5產(chǎn)生干擾。68可加抑制劑亞甲基蘭或硫脲,抑制硝化過程。任何時日BOD與La間的關(guān)系（一定T下）第一階段BOD具有化學(xué)動力學(xué)上的一級反應(yīng)性質(zhì)，即反應(yīng)速度與剩余有機物的量呈正比：La：有機物質(zhì)的初始濃度，即第一階段生化需氧量（BODu），mg/LL：任何時刻(t日)剩余的有機物（BOD）,mg/Lk1’：耗氧速率常數(shù)，日-169解微分方程70令Xt

為t時日內(nèi)所降低的有機物濃度則：

Xt

就是任何時日的生化需氧量71

k1的確定：上式為直線：截距斜率72k1與溫度的關(guān)系k1(20℃):20℃時的耗氧常數(shù)k1(T℃):T℃時的耗氧常數(shù)

:溫度系數(shù)，10-30℃時為1.04773對于一個給定的水樣，La也隨著溫度的增加而增加：La與溫度的關(guān)系當T’=20℃時，=0.02，則：:ToC時的第一階段BOD:20oC時的第一階段BOD

74例1:某一水樣20oC的生化需氧量<Xt>測定結(jié)果如下，試確定此水樣的k1,La,BOD5值。

t,d2

4

6

810Xt,mg/L111822242675例2：某廢水20℃的BOD5是160mg/L。已知此時耗氧速率常數(shù)為k1=0.10(1/d),求該廢水18℃時的BOD6。76BOD5作為有機物濃度指標的優(yōu)點

基本反映出有機物進入水體后，在一般情況下氧化分解所消耗的氧量，反映了能被微生物氧化分解的有機物的量。BOD5作為有機物濃度指標的缺點

污水中難生物降解的物質(zhì)測不出來,當其含量高時,測定結(jié)果誤差較大；測定時間長,難以及時指導(dǎo)實踐；重現(xiàn)性差,毒性強的廢水可抑制微生物的作用而影響測定結(jié)果。77?COD定義:利用化學(xué)氧化劑（K2Cr2O7、KMnO4等）氧化有機物所消耗的氧量，叫做化學(xué)需氧量，用氧(O2)的mg/L數(shù)來表示。強氧化劑：若使用重鉻酸鉀，則稱之為重鉻酸鉀耗氧量，表示為CODCr，習(xí)慣上簡寫為COD，簡稱化學(xué)需氧量。若使用高錳酸鉀作氧化劑，則稱之為高錳酸鉀耗氧量，（CODMn，習(xí)慣上稱耗氧量OxygenConsumed，簡寫為OC，有時也叫做高錳酸鹽指數(shù)）。78重鉻酸鉀可以將水中絕大部分有機物氧化，但對于苯、甲苯等芳香烴類化合物則較難氧化，并且CODCr還包括了水中存在的無機性還原物質(zhì)。一般來說CODCr與第一階段生化需氧量之差，可以粗略地表示不可生物降解的有機物量。高錳酸鉀指數(shù)的測定比較快速，但氧化能力較重鉻酸鉀弱，水中不含氮的有機物質(zhì)在測定條件下易被高錳酸鉀氧化，而含氮的有機物則較難分解，所以高錳酸鉀指數(shù)適于測定天然水或適于<給水處理>使用。CODCr的標準測定方法是回流法79COD作為有機物濃度指標的優(yōu)點：能較精確地表示污水中有機物的含量;測定時間短；不受水質(zhì)的限制。COD作為有機物濃度指標的缺點：不能表示可被微生物降解的有機物量；可氧化一部分水中還原性無機物,如Fe2+,使結(jié)果存在誤差。80?TOD有機物的主要成分是C、H、O、N、P、S等，當完全氧化后，分別生成CO2、H2O、NO2、SO2等等。定義：水樣中的有機物在900℃高溫下燃燒變成穩(wěn)定的氧化物時所需的氧量，叫做總需氧量，結(jié)果以氧(O2)的mg/L計。81?TOC定義：將水樣在900～950℃高溫下燃燒，有機碳即氧化生成CO2，測量所產(chǎn)生的CO2量，即得水樣中的總有機碳值，單位以C的mg／L計，測定時間僅需幾分鐘。當然，無機碳在高溫下也會轉(zhuǎn)化成CO2

，可以通過壓縮空氣吹脫無機碳酸鹽，排除干擾。TOC是目前在國內(nèi)外使用的表示污水被有機物污染的綜合指標。82可生化性指標：BOD5/COD（>0.3）

生活污水BOD5/COD=0.4-0.6BOD5/TOC=1.0-1.6TOD>COD>BOD5>TOC83BOD5

、COD、TOC、TOD數(shù)值之間的相關(guān)關(guān)系：3、生物學(xué)指標大腸菌群數(shù)、病毒、細菌總數(shù)

大腸菌群數(shù)：每升水中所含大腸菌群的數(shù)目，個/升大腸菌群指數(shù)：查出一個大腸菌群所需要的最少水量，mL關(guān)系：互為倒數(shù)

病毒：污水中已被檢出的病毒有100多種。

細菌總數(shù)：大腸菌群數(shù)、病原菌、病毒及其它細菌數(shù)的總和，個/mL。84四、水質(zhì)標準

（1）

飲用水衛(wèi)生標準

注重水的外觀、預(yù)防傳染病去除重金屬去除微量有機物內(nèi)分泌紊亂（干擾）物質(zhì)。96年美國開始食品、飲用水中內(nèi)分泌紊亂物的篩控方法研究，隨后歐洲經(jīng)濟協(xié)力開發(fā)組織開始研究。97年日本定出被懷疑的物質(zhì)67種,包括：（1）殺蟲劑、除草劑，45種；（2）工業(yè)原料，有機氯化合物；（3）副產(chǎn)物，如二惡英。85第三節(jié)廢水及其污染物

一、幾個概念

二、廢水中的污染物

三、廢水水質(zhì)指標國際上：最早有現(xiàn)代意義的飲用水標準是在上世紀初在美國出現(xiàn)―《公共衛(wèi)生署飲用水水質(zhì)標準》（1914年），只針對細菌數(shù)量進行了規(guī)定，由此大大減少了傷寒病死亡的人數(shù)。到1962年期間，有過修訂，但主要是針對化學(xué)物質(zhì)、生物學(xué)指標和感官指標；1974年通過了《安全飲用水法》（Safedrinkingwateract）；1975年頒布了《國家暫行飲用水基本規(guī)則》（NationalInterimprimarydrinkingwaterregulations）―美國飲用水水質(zhì)標準上的里程碑，增加了6種有機物的限制。

861979年修改《國家暫行飲用水基本規(guī)則》；1986年提出了《安全飲用水法修正案》（SafeDrinkingWaterActAmendments）；《國家飲用水基本規(guī)定》（NationalPrimaryDrinkingWaterRegulations）提出了達到該標準的最佳可行技術(shù)（Bestavailabletechnology）。以后，不斷改進，增加限制有機物的種類。

87國內(nèi)情況：

1956年制訂了第1個「生活飲用水衛(wèi)生標準（試行）」，16項水質(zhì)指標；1976年項目修訂增加到23項；1985年「生活飲用水衛(wèi)生標準」GB5749-85，共35項，關(guān)于有機物指標只有6項；2001年[生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范];2006年《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）

。（2）工業(yè)與其它用水標準

工業(yè)用水標準其它：游泳、漁業(yè)、灌溉88（3）地表水環(huán)境質(zhì)量標準

首次發(fā)布1983年第1次修訂1988年GB3838-88第2次修訂1999年，GHZB1-1999，2000年1月1日起實施。共計75項。第3次修訂2002年，2002年6月1日開始實施。GB3838-2002。共109項。其中地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目24項，集中式生活飲用水地表水源地補充項目5項，集中式生活飲用水地表水源地特定項目80項。89（4）廢水排放標準

a.污水綜合排放標準

原有標準：GB8978－88I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。針對排放區(qū)域和新建、現(xiàn)有，執(zhí)行不同的標準。

修訂標準：GB8978－96，1996年頒布，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；仍按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標準。90

不得用稀釋的方法代替必要處理的物質(zhì)

<實際工作中一定要注意>

指能在環(huán)境或動物體內(nèi)蓄積,對人體健康產(chǎn)生長遠不良影響的物質(zhì)。含有此類物質(zhì)的廢水,一律在車間或車間設(shè)施排出口取樣,其最高允許排放濃度必須符合如下規(guī)定:91污染物最高允許排放濃度,mg/L總汞0.05烷基汞不得檢出總鎘0.1總鉻1.5Cr6+0.5總砷0.5總鉛1.0總鎳1.0苯并<a>芘0.00003總鈹0.005總銀0.5總<>放射性1Bq/L總<>放射性10Bq/L92b.行業(yè)排放標準

有關(guān)廢水排放的行業(yè)標準涉及各類工業(yè),如礦山工業(yè),焦化企業(yè),石油煉制工業(yè),合成洗滌劑工業(yè),造紙工業(yè),制革工業(yè)等,各有其標準。93一、我國防治水污染的基本原則

水污染防治要與國民經(jīng)濟建設(shè)相互協(xié)調(diào),同步發(fā)展，不能先污染,后治理；應(yīng)與水資源合理開發(fā)利用相結(jié)合,并將廢水資源化放在重要地位考慮；應(yīng)遵守國家有關(guān)的法律、法規(guī)、標準,做到有法可依,有法必依,執(zhí)法必嚴,違法必究；應(yīng)按流域、地區(qū)、城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行統(tǒng)籌規(guī)劃,處理。第四節(jié)控制水污染的基本原則和途徑94第一節(jié)我國的水資源與水體污染第二節(jié)水體污染的成因與戰(zhàn)略對策第三節(jié)廢水及其污染物二、我國防治水污染的途徑和技術(shù)政策

國家相關(guān)防治水污染技術(shù)政策規(guī)定流域和地區(qū)的水污染綜合防治保護好城市的飲用水源；把防治和利用結(jié)合起來,注意節(jié)約用水,重復(fù)用水,廢水資源化；采取有效措施,防治江河水系污染；地下水的污染防治；防治湖泊水庫水的污染；實行污染物排放總量控制。

95對工廠企業(yè)造成的社會污染進行積極地防治

把開發(fā)推廣清潔生產(chǎn)工藝放在首位；正確處理生活污水和工業(yè)廢水合并處理和分散處理關(guān)系；防治鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染。加強城市水污染治理

加強城市管網(wǎng)和城市污水處理廠的建設(shè)；開發(fā)高效節(jié)能的廢水處理工藝；廢水資源化。96

加強農(nóng)村水污染管理

對養(yǎng)殖業(yè)廢水,采用能源化；盡量減少化肥,農(nóng)藥的用量；對垃圾堆進行無害化處理；建自來水廠,污水管網(wǎng),污水處理設(shè)施。合理利用水體自凈能力

97一、概念

污染物進入天然水體后，通過物理、化學(xué)和生物因素的共同作用，使污染物的總量減少或濃度降低，使曾受污染的天然水體部分地或完全地恢復(fù)原狀的過程。第五節(jié)水體自凈98第一節(jié)我國的水資源與水體污染第二節(jié)水體污染的成因與戰(zhàn)略對策第三節(jié)廢水及其污染物第四節(jié)控制水污染的基本原則和途徑水體自凈按作用機制可以分為三類：物理過程:

稀釋—擴散,揮發(fā),沉淀等,只是濃度的變化,污染物質(zhì)性質(zhì)未變。化學(xué)過程:

氧化,還原,吸附,凝聚,中和,絡(luò)合等

生化過程:

利用自然界存在的微生物,把有機物轉(zhuǎn)化成CO2,、H2O（好氧）或CH4

（厭氧）從水體污染控制的角度來看，水體對廢水的稀釋、擴散及生物化學(xué)降解是水體自凈的主要問題。99二、廢水（污染物）在水體中的稀釋與擴散

1、稀釋機理

稀釋只是降低這些物質(zhì)的濃度，而不能去除污染物質(zhì)。兩種流動:推流,擴散。

100（1）推流

污染物質(zhì)由于河流流速的推動沿著水流流動的方向運動。一維:Q1=vC

Q1:污染物質(zhì)推流量，mg/（m2s）；

v:河流流速,，m/s；

C:污染物濃度，mg/m3

三維:Q1=v<x,y,z,t>C<x,y,z,t>

河流的速度越大，單位時間通過單位面積輸送的污染物質(zhì)的數(shù)量也越多。101（2）擴散

污染物質(zhì)由高濃度處向低濃度處遷移。一維:

Q2：污染物質(zhì)擴散量,mg/m2s；

dC/dx：單位路程長度上的濃度變化值,mg/m4

Dx：擴散系數(shù)，m2/s三維：

102推流和擴散是二種同時存在而又相互影響的運動形式，從而產(chǎn)生了污染物濃度從排出口往下游逐漸下降這一稀釋現(xiàn)象。河流的稀釋能力主要取決于河流的推流和擴散能力，而擴散能力主要取決于擴散系數(shù)。

河流的擴散系數(shù)常數(shù):

分子擴散1倍對流擴散幾千倍紊流擴散幾百萬倍1032、水體混合稀釋的規(guī)律

廢水排入河流后并不能馬上與全部河水混合,而是逐漸達到完全混合的。

1041混合系數(shù)：在沒有達到完全混合的河道斷面上，只有一部分河水參與了對廢水的稀釋。參與混合的河水流量與河水總流量之比稱為混合系數(shù)。:混合系數(shù)。完全混合的河道斷面上及其下游=1從排放口到完全混合斷面的一段距離內(nèi)<1Q1:參與混合的河水流量Q:河水總流量1051稀釋比n:

參與混合的河水流量/廢水流量,表示稀釋的程度?；旌舷禂?shù)也可近似地用下式表示:

1061影響的主要因素:河水流量與廢水流量的比值；廢水排放口的位置和形式（岸邊集中排放、分散于河中間排放）；河流流速；離排污口距離。107主要以流速確定值：河流流速v<0.2m/s,=0.3-0.6

v=0.2-0.3m/s,=0.7-0.8

v

0.3m/s,=0.9經(jīng)過一段距離后，可以=1排放口，一般≠1108計算斷面上廢水中污染物在水中的濃度可按下式計算:Q:河水流量q:廢水流量C:廢水中污染物濃度C1:河水中污染物濃度

：混合系數(shù)C2:計算斷面上污染物濃度當C1=0；且Q>>q時，即稀釋比越大,C2越小。1091

在采用稀釋法處理廢水時,除需考慮廢水與河水的混合程度外,還應(yīng)考慮:河水本身已經(jīng)受到污染的程度以及重復(fù)污染的問題；對于劇毒物質(zhì),不宜依靠稀釋來達到衛(wèi)生標準。110三、水體的生化自凈（有機污染物在河流中的降解）指有機污染物隨河水流動而進行的生物化學(xué)自凈1、水體中氧的消耗與溶解2、氧垂曲線3、氧垂曲線方程1111、水體中氧的消耗與溶解河流中氧的消耗：(1)天然和人工培養(yǎng)的細菌對排入河流的懸浮和溶解性有機物的氧化作用(2)污泥和水底沉積物的需氧作用112河流的復(fù)氧作用(1)河水和廢水中原來含有的氧(2)大氣中的氧向含氧不足的水體擴散溶解，直至水中DO達到飽和(3)水生植物白天的光合作用放出氧氣，溶于水中,有時還可使水體中的氧達到過飽和狀態(tài)113一般要求河流中DO大于4mg/L。廢水排入口（受污點）下游各點處DO的變化十分復(fù)雜1142、氧垂曲線所作假設(shè):單向河流，單個污染源，沒有支流，河流截面不大的河段，藻類和底泥影響此處忽略污染物排放后就均勻分布在整個河流斷面上，沿河流中心線無返混現(xiàn)象只考慮有機物耗氧和大氣復(fù)氧115116氧垂曲線氧垂曲線分段：a-o段耗氧速率>復(fù)氧速率水中DO,虧氧量耗氧速率=復(fù)氧速率,O點處(氧垂點)；O點以后，復(fù)氧速率>耗氧速率水中DO開始虧氧量,直至轉(zhuǎn)折點b；b點以后:DO,虧氧量,直至恢復(fù)到排污點前的狀態(tài)。

氧垂曲線反映了：

廢水排入河流后DO的變化情況,表示河流的自凈過程；最缺氧點的位置及其DO含量。

1173、氧垂曲線方程（Streeter-Phelps方程）

設(shè)河流經(jīng)過t日后,消耗的氧量為x1,溶入的氧量為x2,水中實際的溶解氧增量為x,則x=x2-x1,則在此時間內(nèi),水中溶解氧的實際增加速率為:

耗氧速率

復(fù)氧速率D：虧氧量=飽和-實際118若S為氧的飽和溶解度,則虧氧量的變化速率為：A:水中最初的DO119此式為河流中氧垂曲線方程式解此方程：

Dt：t日后，河水與廢水混合水中的虧氧量，mg/LD0：廢水排放點，河水與廢水混合水中的虧氧量，mg/LLa：廢水排放點，河水與廢水混河水的第一階段總BOD，mg/L令可得從受污點至氧垂點的時間tc：120

氧垂曲線的工程意義：用于分析受有機物污染的河水中DO的變化動態(tài),推求河流的自凈過程及其環(huán)境容量,進而確定可排入河流的有機物的最大限量；推算確定氧垂點的位置及到達時間,并依次制定河流水體防護措施。按氧垂曲線方程計算,在氧垂點的DO含量達不到地表水最低DO含量要求時,則應(yīng)對污水進行適當處理,故該方程式可用于確定污水處理廠的處理程度。121氧垂曲線使用時應(yīng)注意：122生活污水耗氧速率常數(shù)k1水溫051015202530k10.039990.05020.06320.07950.10.12600.1583123復(fù)氧速率常數(shù)k2四、水體自凈容量及污水處理程度的估算定義：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標下所能容納污染物質(zhì)的最大負荷量影響因素：（1）水體特征：水體的各種水文參數(shù)(河寬、河深、流量、流速等等)、背景參數(shù)(水的pH、堿度、硬度、污染物質(zhì)的背景值等)124（2）污染物特征污染物的擴散性、持久性、生物降解性。一般而言，污染物的物理化學(xué)性質(zhì)越穩(wěn)定，環(huán)境容量越小。耗氧有機物的水環(huán)境容量最大，難降解有機物的水環(huán)境容量很小，而重金屬的水環(huán)境容量則甚微。125（3）水質(zhì)目標水體對污染物的容納能力是相對于水體滿足一定的用途和功能而言的。水的用途和功能不同，允許存在于水體的污染物的量也不同。我國水環(huán)境質(zhì)量標準將水體分為5類，每類水體允許的標準決定著水環(huán)境容量的大小。而且，由于各地自然條件和技術(shù)經(jīng)濟條件的差異較大，水質(zhì)目標還帶有一定的社會性。126估算方法以毒物濃度（國家標準）為依據(jù)；以DO濃度（國家標準）為依據(jù)。估算原則

1271、以毒物濃度估算例：河水流量Q=8m3/s,流速v=0.2m/s,含酚0.005mg/L（地表水水質(zhì)標準0.01mg/L），廢水流量q=50m3/h,含酚濃度250mg/L，求:允許排放濃度,需預(yù)先處理的程度（排放標準為0.5mg/L,只考慮稀釋,忽略生物降解）。

1282、以DO大小估算例:某城市人口35萬,排水量標準0.15m3/人·d,每人每天排放于污水中的BODu=40g,河水流量3m3/s,河水夏季平均水溫20度,在污水排放前,河水DO含量為7.2mg/L,BODu=2.9mg/L,根據(jù)DO含量求該河流的自凈容量和城市污水應(yīng)處理的程度。排放污水中的DO含量很低,可忽略不計。20度時,飽和DO=9.17mg/L,k1=0.1日-1,k2=0.2日-1,=1。129一、給水處理

1、給水處理的基本方法去除水中的懸浮物：混凝、澄清、沉淀、過濾、消毒；變革水中溶解物質(zhì)：軟化、除鹽、吸附；第六節(jié)水處理方法和工藝流程簡介130第一節(jié)我國的水資源與水體污染第二節(jié)水體污染的成因與戰(zhàn)略對策第三節(jié)廢水及其污染物第四節(jié)控制水污染的基本原則和途徑第五節(jié)水體自凈2、常規(guī)處理工藝

以沒有受到污染的地面水源為生活飲用水水源時：

以去除濁度、滿足衛(wèi)生學(xué)標準。地面水源水混凝沉淀過濾消毒飲用水131工業(yè)用除鹽水濾過水－