水質(zhì)分析與水處理技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書

水質(zhì)分析與水處理技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書TOC\o"1-2"\h\u14328第一章水質(zhì)分析基礎(chǔ) 3132491.1水質(zhì)分析的目的與意義 3129331.1.1保障人體健康 3171641.1.2維護(hù)生態(tài)環(huán)境 33671.1.3促進(jìn)資源合理利用 3294561.1.4指導(dǎo)水處理工藝 3250231.1.5物理檢測法 3115621.1.6化學(xué)檢測法 376661.1.7生物檢測法 4179661.1.8儀器分析法 4170701.1.9綜合分析法 432456第二章水樣采集與保存 4169281.1.10水樣采集的目的 4112171.1.11水樣采集的方法 4172771.1.12水樣采集的要求 4282691.1.13水樣保存的目的 518381.1.14水樣保存的技術(shù)要點(diǎn) 525066第三章水質(zhì)參數(shù)測定 6198851.1.15概述 655531.1.16pH值的測定 6241081.1.17溶解氧（DO）的測定 671271.1.18化學(xué)需氧量（COD）的測定 6295521.1.19生化需氧量（BOD）的測定 7309831.1.20總氮（TN）的測定 7185701.1.21總磷（TP）的測定 7268421.1.22概述 731551.1.23生物量的測定 8168591.1.24生物種類的測定 8311941.1.25生物指數(shù)的測定 824266第四章水質(zhì)監(jiān)測技術(shù) 913121.1.26概述 9242851.1.27系統(tǒng)組成 9181351.1.28水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用 9238161.1.29數(shù)據(jù)預(yù)處理 9263711.1.30數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 10324121.1.31水質(zhì)評(píng)價(jià) 1014471.1.32水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用 1031669第五章水處理技術(shù)概述 10230191.1.33物理方法 1162301.1.34化學(xué)方法 11172451.1.35生物方法 11315221.1.36高級(jí)氧化技術(shù) 1197791.1.37組合工藝 1130478第六章物理水處理技術(shù) 11293781.1.38概述 12183121.1.39沉淀技術(shù) 12311061.1.40絮凝技術(shù) 12314561.1.41概述 12308051.1.42過濾技術(shù) 12258501.1.43膜分離技術(shù) 1329424第七章化學(xué)水處理技術(shù) 1311701.1.44概述 13142241.1.45消毒技術(shù) 13224231.1.46氧化技術(shù) 14149541.1.47概述 14162351.1.48還原技術(shù) 1413891.1.49中和技術(shù) 1523556第八章生物水處理技術(shù) 15100711.1.50活性污泥法的概述 15156881.1.51活性污泥法的原理 1592571.1.52活性污泥法的工藝流程 1510501.1.53活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 16149711.1.54生物膜法的概述 1663801.1.55生物膜法的原理 16113361.1.56生物膜法的工藝流程 1630351.1.57生物膜法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 1728444第九章水處理設(shè)備與工程 1747601.1.58水處理設(shè)備選型原則 1717531.1.59水處理設(shè)備選型方法 17314031.1.60水處理設(shè)備安裝 17100841.1.61水處理工程施工準(zhǔn)備 17232591.1.62水處理工程施工過程管理 18238031.1.63水處理工程施工驗(yàn)收 18257891.1.64水處理工程運(yùn)行管理 1814343第十章水處理工程案例分析 18326841.1.65案例背景 1883521.1.66水處理工藝 18247791.1.67案例分析 19223101.1.68案例背景 19122141.1.69廢水處理工藝 1947531.1.70案例分析 20水質(zhì)分析與水處理技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書第一章水質(zhì)分析基礎(chǔ)1.1水質(zhì)分析的目的與意義水質(zhì)分析是水處理技術(shù)領(lǐng)域中的重要環(huán)節(jié)，其目的與意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1.1.1保障人體健康水質(zhì)分析能夠準(zhǔn)確檢測水中各種污染物、微生物及有害物質(zhì)的含量，從而保證飲用水符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，保障人體健康。通過對(duì)水質(zhì)的分析，可以及時(shí)發(fā)覺水質(zhì)問題，采取有效措施進(jìn)行處理，降低水污染對(duì)人體健康的影響。1.1.2維護(hù)生態(tài)環(huán)境水是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，水質(zhì)的好壞直接關(guān)系到生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。通過對(duì)水質(zhì)的分析，可以監(jiān)測水中污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，為水環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。水質(zhì)分析還能為水環(huán)境治理提供方向，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。1.1.3促進(jìn)資源合理利用我國水資源分布不均，部分地區(qū)水資源緊張。通過對(duì)水質(zhì)的分析，可以掌握水資源的質(zhì)量狀況，為水資源的合理利用提供依據(jù)。水質(zhì)分析還能為水資源開發(fā)、利用和保護(hù)提供技術(shù)支持，促進(jìn)水資源的可持續(xù)利用。1.1.4指導(dǎo)水處理工藝水質(zhì)分析是水處理工藝設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。通過對(duì)水質(zhì)的分析，可以了解水中污染物的種類、含量和特性，為水處理工藝的選擇和優(yōu)化提供參考。同時(shí)水質(zhì)分析還能評(píng)估水處理效果，為水處理設(shè)施的運(yùn)行和維護(hù)提供指導(dǎo)。第二節(jié)水質(zhì)分析的基本原理與方法水質(zhì)分析的基本原理主要包括以下幾個(gè)方面：1.1.5物理檢測法物理檢測法是通過對(duì)水樣的物理性質(zhì)進(jìn)行測定，以判斷水質(zhì)狀況的一種方法。常見的物理檢測指標(biāo)包括水溫、色度、濁度、嗅味、電導(dǎo)率等。物理檢測法操作簡便、快速，但僅能反映水質(zhì)的表面狀況。1.1.6化學(xué)檢測法化學(xué)檢測法是利用化學(xué)反應(yīng)原理，對(duì)水中的污染物進(jìn)行定量分析的方法。常見的化學(xué)檢測方法有滴定法、光譜法、色譜法等?；瘜W(xué)檢測法具有較高的準(zhǔn)確性和靈敏度，能準(zhǔn)確判斷水中污染物的種類和含量。1.1.7生物檢測法生物檢測法是利用生物對(duì)水質(zhì)污染物的敏感性，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析的方法。常見的生物檢測方法有生物化學(xué)法、生物毒性法等。生物檢測法能反映水質(zhì)對(duì)生物的影響，但受生物種類、生長條件等因素影響較大。1.1.8儀器分析法儀器分析法是利用現(xiàn)代分析儀器，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析的方法。常見的儀器分析方法有原子吸收光譜法、離子色譜法、氣相色譜法等。儀器分析法具有高效、準(zhǔn)確、靈敏度高、檢測范圍廣等特點(diǎn)，是目前水質(zhì)分析的主要方法。1.1.9綜合分析法綜合分析法是將上述各種方法相結(jié)合，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行全面分析的一種方法。綜合分析法能充分利用各種方法的優(yōu)點(diǎn)，提高水質(zhì)分析的準(zhǔn)確性和可靠性。通過對(duì)水質(zhì)分析的基本原理與方法的了解，可以為實(shí)際水質(zhì)分析工作提供理論指導(dǎo)和實(shí)踐依據(jù)。第二章水樣采集與保存第一節(jié)水樣采集的方法與要求1.1.10水樣采集的目的水樣采集是水質(zhì)分析與水處理技術(shù)的前提和基礎(chǔ)，其目的是獲取具有代表性的水樣，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。1.1.11水樣采集的方法（1）人工采集：人工采集是指采用手工方式直接從水源地或水體中采取水樣。具體方法如下：（1）表層水樣采集：使用清潔的容器直接從水面采取水樣。（2）底層水樣采集：使用采樣器（如抓斗、泵等）從水體底部采取水樣。（2）自動(dòng)采集：自動(dòng)采集是指利用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行水樣采集。具體方法如下：（1）定時(shí)采集：根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)采集水樣。（2）事件驅(qū)動(dòng)采集：根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備檢測到的水質(zhì)變化自動(dòng)采集水樣。1.1.12水樣采集的要求（1）采樣容器：采樣容器應(yīng)選用清潔、無污染、不與水樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的材料制作。常用的采樣容器有玻璃瓶、塑料瓶等。（2）采樣量：根據(jù)分析項(xiàng)目的要求，確定采樣量。一般情況下，采樣量應(yīng)滿足分析方法所需的最小采樣量。（3）采樣時(shí)間：采樣時(shí)間應(yīng)保證水樣在采集、運(yùn)輸、保存過程中保持穩(wěn)定。盡量避免在水質(zhì)波動(dòng)較大的時(shí)段進(jìn)行采樣。（4）采樣點(diǎn)：采樣點(diǎn)應(yīng)根據(jù)監(jiān)測目的、水體特征等因素合理選擇。采樣點(diǎn)應(yīng)具有代表性，能夠反映水質(zhì)狀況。（5）采樣記錄：采樣過程中應(yīng)詳細(xì)記錄采樣點(diǎn)、采樣時(shí)間、采樣方法、采樣容器等信息，以備后續(xù)分析時(shí)參考。第二節(jié)水樣保存的技術(shù)要點(diǎn)1.1.13水樣保存的目的水樣保存是為了保證水樣在運(yùn)輸、保存過程中不發(fā)生物理、化學(xué)變化，保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。1.1.14水樣保存的技術(shù)要點(diǎn)（1）采樣后立即密封：采樣后應(yīng)立即將水樣容器密封，防止水樣受到外界污染。（2）避免光照：光照可能導(dǎo)致水樣中的某些成分發(fā)生變化，因此在保存過程中應(yīng)避免陽光直射。（3）控制溫度：不同水質(zhì)指標(biāo)對(duì)溫度的敏感程度不同。在保存過程中，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)的要求，控制水樣的溫度。（4）防止生物活性：為防止生物活性對(duì)水樣造成影響，可在采樣時(shí)加入適量的防腐劑，如硫酸銅、苯酚等。（5）分裝保存：對(duì)于需要進(jìn)行多個(gè)項(xiàng)目分析的水樣，應(yīng)分裝保存，避免不同項(xiàng)目間的交叉污染。（6）運(yùn)輸過程：在運(yùn)輸過程中，應(yīng)保證水樣容器密封良好，防止水樣泄漏。同時(shí)應(yīng)注意防震、防壓，避免水樣受到損壞。（7）保存期限：根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)的要求，確定水樣的保存期限。在保存期限內(nèi)，應(yīng)盡快完成水樣的分析工作。（8）采樣記錄與保存記錄：詳細(xì)記錄水樣的采集、保存過程，以備后續(xù)分析時(shí)參考。第三章水質(zhì)參數(shù)測定第一節(jié)水質(zhì)化學(xué)參數(shù)的測定1.1.15概述水質(zhì)化學(xué)參數(shù)的測定是了解水環(huán)境質(zhì)量的基礎(chǔ)，主要包括pH值、溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、總氮（TN）、總磷（TP）等指標(biāo)的測定。本節(jié)將詳細(xì)介紹這些化學(xué)參數(shù)的測定方法及操作步驟。1.1.16pH值的測定（1）測定方法：采用玻璃電極法或復(fù)合電極法。（2）操作步驟：（1）準(zhǔn)備儀器：pH計(jì)、玻璃電極、參比電極、緩沖溶液。（2）電極準(zhǔn)備：將玻璃電極和參比電極插入緩沖溶液中，進(jìn)行電極活化。（3）儀器校準(zhǔn)：用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)pH計(jì)。（4）樣品測定：將電極插入待測水樣中，讀取pH值。1.1.17溶解氧（DO）的測定（1）測定方法：采用碘量法或電化學(xué)法。（2）操作步驟：（1）碘量法：a.準(zhǔn)備儀器：溶解氧瓶、滴定管、碘量瓶、淀粉溶液。b.樣品處理：將待測水樣充滿溶解氧瓶，密封。c.滴定：將碘溶液滴入溶解氧瓶中，用淀粉溶液指示滴定終點(diǎn)。d.計(jì)算溶解氧濃度。（2）電化學(xué)法：a.準(zhǔn)備儀器：溶解氧電極、參比電極、溶解氧計(jì)。b.電極準(zhǔn)備：將溶解氧電極和參比電極插入校準(zhǔn)溶液中，進(jìn)行電極活化。c.樣品測定：將電極插入待測水樣中，讀取溶解氧濃度。1.1.18化學(xué)需氧量（COD）的測定（1）測定方法：采用重鉻酸鉀法。（2）操作步驟：（1）準(zhǔn)備儀器：消解瓶、滴定管、重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液、硫酸亞鐵溶液、硫酸溶液。（2）樣品處理：將待測水樣加入消解瓶中，加入重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和硫酸溶液，進(jìn)行消解。（3）滴定：將硫酸亞鐵溶液滴入消解液中，用硫酸溶液指示滴定終點(diǎn)。（4）計(jì)算化學(xué)需氧量。1.1.19生化需氧量（BOD）的測定（1）測定方法：采用微生物法。（2）操作步驟：（1）準(zhǔn)備儀器：BOD瓶、生化培養(yǎng)箱、生化分析儀。（2）樣品處理：將待測水樣加入BOD瓶中，密封。（3）培養(yǎng)：將BOD瓶放入生化培養(yǎng)箱中，進(jìn)行微生物培養(yǎng)。（4）測定：用生化分析儀測定培養(yǎng)后的水樣中的BOD值。1.1.20總氮（TN）的測定（1）測定方法：采用堿性過硫酸鉀消解紫外可見分光光度法。（2）操作步驟：（1）準(zhǔn)備儀器：消解瓶、紫外可見分光光度計(jì)、堿性過硫酸鉀溶液。（2）樣品處理：將待測水樣加入消解瓶中，加入堿性過硫酸鉀溶液，進(jìn)行消解。（3）測定：用紫外可見分光光度計(jì)測定消解后的水樣中的總氮濃度。1.1.21總磷（TP）的測定（1）測定方法：采用鉬酸銨分光光度法。（2）操作步驟：（1）準(zhǔn)備儀器：分光光度計(jì)、鉬酸銨溶液。（2）樣品處理：將待測水樣加入比色管中，加入鉬酸銨溶液。（3）測定：用分光光度計(jì)測定比色管中的吸光度，計(jì)算總磷濃度。第二節(jié)水質(zhì)生物參數(shù)的測定1.1.22概述水質(zhì)生物參數(shù)的測定是評(píng)估水環(huán)境質(zhì)量的重要手段，主要包括生物量、生物種類、生物指數(shù)等指標(biāo)的測定。本節(jié)將詳細(xì)介紹這些生物參數(shù)的測定方法及操作步驟。1.1.23生物量的測定（1）測定方法：采用葉綠素a法、生物量碳法等。（2）操作步驟：（1）葉綠素a法：a.準(zhǔn)備儀器：分光光度計(jì)、葉綠素a標(biāo)準(zhǔn)溶液。b.樣品處理：將待測水樣加入離心管中，離心后取上清液。c.測定：用分光光度計(jì)測定上清液中的葉綠素a濃度，計(jì)算生物量。（2）生物量碳法：a.準(zhǔn)備儀器：碳分析儀、生物量碳標(biāo)準(zhǔn)溶液。b.樣品處理：將待測水樣加入消解管中，加入消解液。c.測定：用碳分析儀測定消解后的水樣中的生物量碳濃度。1.1.24生物種類的測定（1）測定方法：采用顯微鏡觀察法、分子生物學(xué)法等。（2）操作步驟：（1）顯微鏡觀察法：a.準(zhǔn)備儀器：顯微鏡、載玻片、蓋玻片。b.樣品處理：將待測水樣滴在載玻片上，蓋上蓋玻片。c.觀察：用顯微鏡觀察水樣中的生物種類。（2）分子生物學(xué)法：a.準(zhǔn)備儀器：PCR儀、凝膠成像系統(tǒng)。b.樣品處理：提取待測水樣中的DNA。c.測定：用PCR儀擴(kuò)增目標(biāo)片段，進(jìn)行凝膠電泳分析，鑒定生物種類。1.1.25生物指數(shù)的測定（1）測定方法：采用ShannonWiener指數(shù)、Simpson指數(shù)等。（2）操作步驟：（1）收集數(shù)據(jù)：通過野外調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室分析等手段，獲取水樣中的生物種類、數(shù)量等信息。（2）計(jì)算生物指數(shù)：根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，采用相應(yīng)的公式計(jì)算生物指數(shù)。第四章水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)第一節(jié)水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)1.1.26概述水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)是一種集成了現(xiàn)代傳感技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)，主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測水體的水質(zhì)狀況，為水環(huán)境管理、水處理工藝調(diào)控及水質(zhì)安全預(yù)警提供數(shù)據(jù)支持。1.1.27系統(tǒng)組成（1）傳感器：水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)采用各類傳感器對(duì)水體的物理、化學(xué)和生物參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，如pH值、溶解氧、濁度、氨氮、總氮、總磷等。（2）數(shù)據(jù)采集與傳輸：水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集單元對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并通過有線或無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。（3）數(shù)據(jù)處理與顯示：系統(tǒng)將采集到的水質(zhì)數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)過處理后，以圖表、曲線等形式進(jìn)行顯示，方便用戶實(shí)時(shí)了解水質(zhì)狀況。（4）預(yù)警與報(bào)警：水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，一旦發(fā)覺水質(zhì)異常，立即發(fā)出預(yù)警或報(bào)警信息。1.1.28水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用（1）水源地水質(zhì)監(jiān)測：對(duì)水源地水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保障居民飲水安全。（2）污水處理廠水質(zhì)監(jiān)測：對(duì)污水處理過程中的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證污水處理效果。（3）工業(yè)園區(qū)水質(zhì)監(jiān)測：對(duì)工業(yè)園區(qū)排放的廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，防止水質(zhì)污染。（4）河流、湖泊水質(zhì)監(jiān)測：對(duì)河流、湖泊等水體水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為水環(huán)境治理提供數(shù)據(jù)支持。第二節(jié)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與處理1.1.29數(shù)據(jù)預(yù)處理（1）數(shù)據(jù)清洗：對(duì)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除異常值、缺失值等。（2）數(shù)據(jù)歸一化：對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，以消除不同參數(shù)之間的量綱影響。（3）數(shù)據(jù)濾波：對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，降低數(shù)據(jù)噪聲。1.1.30數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析（1）描述性統(tǒng)計(jì)分析：對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析，包括均值、方差、最大值、最小值等。（2）趨勢分析：分析監(jiān)測數(shù)據(jù)的時(shí)間序列變化趨勢，了解水質(zhì)變化規(guī)律。（3）相關(guān)性分析：分析不同水質(zhì)參數(shù)之間的相關(guān)性，為水環(huán)境治理提供依據(jù)。1.1.31水質(zhì)評(píng)價(jià)（1）單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)：根據(jù)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行單項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)，判斷各參數(shù)是否滿足水質(zhì)要求。（2）綜合評(píng)價(jià)：采用綜合評(píng)價(jià)方法，如模糊綜合評(píng)價(jià)、層次分析法等，對(duì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。（3）水質(zhì)預(yù)警：根據(jù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)水質(zhì)安全進(jìn)行預(yù)警。1.1.32水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)用（1）水環(huán)境管理：為及相關(guān)部門提供水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，輔助制定水環(huán)境保護(hù)政策。（2）水處理工藝調(diào)控：根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整水處理工藝參數(shù)，提高處理效果。（3）水質(zhì)安全預(yù)警：及時(shí)發(fā)覺水質(zhì)異常，采取相應(yīng)措施，保障水質(zhì)安全。第五章水處理技術(shù)概述第一節(jié)水處理技術(shù)的發(fā)展歷程水處理技術(shù)作為一種保障水資源可持續(xù)利用的重要手段，其發(fā)展歷程見證了人類對(duì)水資源認(rèn)識(shí)的深化和利用技術(shù)的進(jìn)步。早期的水處理技術(shù)主要用于滿足人們?nèi)粘Ｉ钣盟男枨?，主要通過自然沉淀、過濾等簡單物理方法去除水中懸浮物和雜質(zhì)。工業(yè)革命的到來，水污染問題日益嚴(yán)重，水處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，出現(xiàn)了以混凝沉淀、過濾、消毒為主要步驟的傳統(tǒng)水處理工藝，這一時(shí)期的水處理技術(shù)主要關(guān)注去除水中懸浮物、膠體和微生物。20世紀(jì)中葉，合成有機(jī)物的大量使用，新型水污染物不斷涌現(xiàn)，水處理技術(shù)面臨著新的挑戰(zhàn)。在這一背景下，水處理技術(shù)得到了快速發(fā)展，相繼出現(xiàn)了活性污泥法、生物膜法等生物處理技術(shù)，以及臭氧氧化、活性炭吸附等高級(jí)氧化技術(shù)。這些技術(shù)的出現(xiàn)，大大提高了水處理效果，使得水資源得以有效保護(hù)和可持續(xù)利用。第二節(jié)常見水處理方法及其分類水處理方法根據(jù)其作用機(jī)理和去除對(duì)象的不同，可以分為以下幾類：1.1.33物理方法物理方法主要包括沉淀、過濾、離心、膜分離等。這些方法主要通過物理作用去除水中懸浮物、膠體、微生物等雜質(zhì)。其中，沉淀和過濾是最基本、應(yīng)用最廣泛的水處理方法。1.1.34化學(xué)方法化學(xué)方法主要包括混凝沉淀、氧化還原、中和、離子交換等。這些方法通過化學(xué)反應(yīng)改變水中污染物的性質(zhì)，使其易于去除?；瘜W(xué)方法在水處理中具有重要作用，特別是在去除重金屬、有機(jī)污染物等方面。1.1.35生物方法生物方法主要包括活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理等。這些方法利用微生物的代謝作用，將水中有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。生物方法在水處理中具有很高的效率，適用于處理生活污水、工業(yè)廢水等。1.1.36高級(jí)氧化技術(shù)高級(jí)氧化技術(shù)主要包括臭氧氧化、光催化氧化、電化學(xué)氧化等。這些方法通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性物質(zhì)，分解水中的有機(jī)污染物。高級(jí)氧化技術(shù)在處理難降解有機(jī)物、有毒有害物質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢。1.1.37組合工藝組合工藝是指將多種水處理方法有機(jī)結(jié)合，以達(dá)到更好的處理效果。常見的組合工藝有活性污泥法砂濾池、生物膜法活性炭吸附等。組合工藝可以充分發(fā)揮各種方法的優(yōu)點(diǎn)，提高水處理效果。第六章物理水處理技術(shù)第一節(jié)沉淀與絮凝1.1.38概述沉淀與絮凝是物理水處理技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，主要用于去除水中懸浮物、膠體顆粒及部分溶解性污染物。沉淀是指在水處理過程中，利用重力作用使懸浮物和膠體顆粒下沉至容器底部，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。絮凝則是通過添加絮凝劑，使水中的懸浮物和膠體顆粒聚集成較大的絮體，便于后續(xù)處理。1.1.39沉淀技術(shù)（1）重力沉淀：利用重力作用，使懸浮物和膠體顆粒在靜止或緩慢流動(dòng)的水中自然下沉。適用于處理低濃度懸浮物的原水。（2）氣浮沉淀：通過向水中通入微小氣泡，使懸浮物和膠體顆粒附著在氣泡上，借助氣泡的浮力，使污染物浮至水面，實(shí)現(xiàn)固液分離。（3）離心沉淀：利用離心力，使懸浮物和膠體顆粒在高速旋轉(zhuǎn)的容器中迅速下沉，實(shí)現(xiàn)固液分離。1.1.40絮凝技術(shù)（1）化學(xué)絮凝：通過添加化學(xué)絮凝劑，如硫酸鋁、硫酸鐵等，使水中的懸浮物和膠體顆粒發(fā)生電中和、吸附架橋等作用，形成較大的絮體。（2）生物絮凝：利用微生物產(chǎn)生的絮凝劑，如蛋白質(zhì)、多糖等，使水中的懸浮物和膠體顆粒發(fā)生絮凝。第二節(jié)過濾與膜分離1.1.41概述過濾與膜分離是物理水處理技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，主要用于去除水中懸浮物、膠體顆粒及部分微生物。過濾是指利用過濾介質(zhì)，將水中的懸浮物和膠體顆粒攔截在過濾介質(zhì)表面或內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)固液分離。膜分離則是利用半透膜的選擇性透過性，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中污染物的分離。1.1.42過濾技術(shù)（1）普通過濾：采用石英砂、活性炭等過濾介質(zhì)，通過重力或壓力作用，實(shí)現(xiàn)水中懸浮物和膠體顆粒的攔截。（2）微孔過濾：利用微孔過濾膜，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中微生物、懸浮物和膠體顆粒的攔截。（3）超濾：采用超濾膜，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中大分子有機(jī)物、懸浮物和膠體顆粒的攔截。1.1.43膜分離技術(shù)（1）反滲透：利用反滲透膜，在高壓作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中離子、有機(jī)物、微生物等污染物的攔截。（2）納濾：采用納濾膜，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中離子、有機(jī)物、微生物等污染物的部分?jǐn)r截。（3）電滲析：通過施加電場，使水中離子發(fā)生遷移，實(shí)現(xiàn)離子與水分子的分離。（4）膜生物反應(yīng)器：將膜分離技術(shù)與生物處理相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中有機(jī)物、微生物等污染物的去除。第七章化學(xué)水處理技術(shù)第一節(jié)消毒與氧化1.1.44概述消毒與氧化是化學(xué)水處理技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，其主要目的是消除水中的有害微生物、有機(jī)物及部分無機(jī)物，保障水質(zhì)安全。本節(jié)主要介紹消毒與氧化技術(shù)的原理、方法及其在水處理中的應(yīng)用。1.1.45消毒技術(shù)（1）消毒原理消毒是通過物理、化學(xué)或生物方法，消除或滅活水中的有害微生物，使其失去活性，從而達(dá)到保障水質(zhì)安全的目的。常用的消毒方法有氯化消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。（2）消毒方法（1）氯化消毒：通過向水中投加氯或氯制劑，利用氯的氧化性殺死水中的微生物。氯化消毒具有操作簡便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生氯化副產(chǎn)物，影響水質(zhì)。（2）臭氧消毒：臭氧具有強(qiáng)烈的氧化性，能迅速殺死水中的微生物。臭氧消毒具有無殘留、無副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資較高。（3）紫外線消毒：利用紫外線照射水中的微生物，使其核酸受到破壞，從而達(dá)到消毒的目的。紫外線消毒具有無污染、無副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資較高。1.1.46氧化技術(shù)（1）氧化原理氧化是通過向水中投加氧化劑，利用氧化劑的氧化性消除水中的有機(jī)物、無機(jī)物及部分有害物質(zhì)。常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、高錳酸鉀等。（2）氧化方法（1）臭氧氧化：臭氧具有強(qiáng)烈的氧化性，能分解水中的有機(jī)物、無機(jī)物及部分有害物質(zhì)。臭氧氧化具有反應(yīng)速度快、無副產(chǎn)物等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資較高。（2）過氧化氫氧化：過氧化氫在水中分解產(chǎn)生氧氣，能氧化水中的有機(jī)物、無機(jī)物及部分有害物質(zhì)。過氧化氫氧化具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但氧化效果相對(duì)較弱。（3）高錳酸鉀氧化：高錳酸鉀具有氧化性，能分解水中的有機(jī)物、無機(jī)物及部分有害物質(zhì)。高錳酸鉀氧化具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但氧化效果相對(duì)較弱。第二節(jié)還原與中和1.1.47概述還原與中和是化學(xué)水處理技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，其主要目的是調(diào)整水中的化學(xué)成分，消除水中的有害物質(zhì)。本節(jié)主要介紹還原與中和技術(shù)的原理、方法及其在水處理中的應(yīng)用。1.1.48還原技術(shù)（1）還原原理還原是通過向水中投加還原劑，利用還原劑的還原性消除水中的氧化性物質(zhì)。常用的還原劑有亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉等。（2）還原方法（1）亞硫酸鈉還原：亞硫酸鈉具有還原性，能將水中的氧化性物質(zhì)還原成無害物質(zhì)。亞硫酸鈉還原具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生硫酸鹽等副產(chǎn)物。（2）亞硫酸氫鈉還原：亞硫酸氫鈉具有還原性，能將水中的氧化性物質(zhì)還原成無害物質(zhì)。亞硫酸氫鈉還原具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生硫酸鹽等副產(chǎn)物。（3）硫代硫酸鈉還原：硫代硫酸鈉具有還原性，能將水中的氧化性物質(zhì)還原成無害物質(zhì)。硫代硫酸鈉還原具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生硫酸鹽等副產(chǎn)物。1.1.49中和技術(shù)（1）中和原理中和是通過向水中投加酸或堿，調(diào)整水中的pH值，使水中的酸性或堿性物質(zhì)得到中和。常用的中和劑有硫酸、氫氧化鈉、碳酸鈉等。（2）中和方法（1）硫酸中和：硫酸具有酸性，能與水中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。硫酸中和具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生硫酸鹽等副產(chǎn)物。（2）氫氧化鈉中和：氫氧化鈉具有堿性，能與水中的酸性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。氫氧化鈉中和具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生堿金屬鹽等副產(chǎn)物。（3）碳酸鈉中和：碳酸鈉具有堿性，能與水中的酸性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)。碳酸鈉中和具有操作簡便、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但可能產(chǎn)生碳酸鹽等副產(chǎn)物。第八章生物水處理技術(shù)第一節(jié)活性污泥法1.1.50活性污泥法的概述活性污泥法是一種以活性污泥為主要生物載體的水處理技術(shù)，主要應(yīng)用于城市生活污水、工業(yè)廢水的生物處理。該方法利用活性污泥中的微生物將污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污水處理的目的。1.1.51活性污泥法的原理活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的微生物，通過吸附、氧化、絮凝等作用，將污水中的有機(jī)污染物降解為二氧化碳、水、氮?dú)獾葻o害物質(zhì)?；钚晕勰嘀械奈⑸镏饕?xì)菌、真菌、原生動(dòng)物等。1.1.52活性污泥法的工藝流程（1）預(yù)處理：包括水質(zhì)監(jiān)測、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等，目的是去除污水中的懸浮物、油脂等雜質(zhì)，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造良好條件。（2）曝氣池：活性污泥法的主要處理單元，通過曝氣設(shè)備將空氣注入水中，提供微生物所需的溶解氧，促進(jìn)微生物的生長和代謝。（3）沉淀池：用于分離活性污泥和已處理的污水，上清液排放，污泥則返回曝氣池。（4）污泥濃縮與處理：對(duì)剩余污泥進(jìn)行濃縮、穩(wěn)定處理，以減少污泥的產(chǎn)量和體積。1.1.53活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：處理效率高，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)有機(jī)物、氮、磷等污染物有較好的去除效果。（2）缺點(diǎn)：能耗較高，對(duì)操作管理水平要求較高，易產(chǎn)生污泥膨脹等問題。第二節(jié)生物膜法1.1.54生物膜法的概述生物膜法是一種利用生物膜作為生物載體進(jìn)行污水處理的方法。生物膜是微生物在載體表面形成的一層生物膜，具有較好的生物活性，能有效地降解污水中的有機(jī)污染物。1.1.55生物膜法的原理生物膜法的基本原理是利用生物膜中的微生物吸附、降解污水中的有機(jī)污染物。生物膜中的微生物通過吸收污水中溶解氧，氧化有機(jī)物，二氧化碳、水等無害物質(zhì)。1.1.56生物膜法的工藝流程（1）預(yù)處理：與活性污泥法類似，包括水質(zhì)監(jiān)測、調(diào)節(jié)池、沉砂池、初沉池等。（2）生物膜載體：生物膜載體是生物膜法的核心部分，常用的載體有活性炭、沸石、生物陶粒等。（3）生物膜培養(yǎng)：在載體表面培養(yǎng)生物膜，通過微生物的生長、繁殖，形成具有一定厚度的生物膜。（4）生物膜處理：污水通過生物膜，生物膜中的微生物對(duì)污水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解。（5）污泥處理：生物膜法產(chǎn)生的剩余污泥較少，可通過濃縮、穩(wěn)定處理等方式進(jìn)行處置。1.1.57生物膜法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：能耗較低，操作簡便，對(duì)有機(jī)物、氮、磷等污染物有較好的去除效果。（2）缺點(diǎn)：生物膜易堵塞，載體更換周期較長，對(duì)水質(zhì)波動(dòng)適應(yīng)能力較差。第九章水處理設(shè)備與工程第一節(jié)水處理設(shè)備的選型與安裝1.1.58水處理設(shè)備選型原則（1）根據(jù)水質(zhì)分析報(bào)告，確定水處理目標(biāo)及水質(zhì)要求。（2）考慮處理水量、水質(zhì)波動(dòng)范圍及處理效果，選擇合適的設(shè)備類型。（3）結(jié)合現(xiàn)場條件，如占地面積、空間高度等，選擇合適的設(shè)備尺寸。（4）優(yōu)先選用成熟、可靠、節(jié)能、環(huán)保的技術(shù)和設(shè)備。（5）充分考慮設(shè)備的運(yùn)行成本、維護(hù)保養(yǎng)及備品備件供應(yīng)。1.1.59水處理設(shè)備選型方法（1）查閱相關(guān)技術(shù)資料，了解各類水處理設(shè)備的工作原理、功能參數(shù)及適用范圍。（2）參考類似工程案例，分析設(shè)備運(yùn)行效果及優(yōu)缺點(diǎn)。（3）與設(shè)備供應(yīng)商溝通，了解設(shè)備價(jià)格、售后服務(wù)及配件供應(yīng)情況。（4）組織專家評(píng)審，保證設(shè)備選型的科學(xué)性、合理性和可行性。1.1.60水處理設(shè)備安裝（1）按照設(shè)備安裝圖紙，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定位和基礎(chǔ)施工。（2）檢查設(shè)備外觀，保證設(shè)備完好無損。（3）按照設(shè)備說明書，進(jìn)行設(shè)備安裝、調(diào)試和試運(yùn)行。（4）對(duì)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收，保證設(shè)備安裝質(zhì)量符合要求。第二節(jié)水處理工程的施工與管理1.1.61水處理工程施工準(zhǔn)備（1）編制施工組織設(shè)計(jì)，明確施工任務(wù)、施工順序、施工方法等。（2）完成施工現(xiàn)場的“三通一平”，即水通、電通、路通和場地平整。（3）準(zhǔn)備施工所需的技術(shù)資料、施工圖紙、施工材料等。（4）做好施工人員的安全培訓(xùn)和技術(shù)交底工作。1.1.62水處理工程施工過程管理（1）嚴(yán)格按照施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，保證施工進(jìn)度和質(zhì)量。（2）對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量把關(guān)，保證施工質(zhì)量符合要求。（3）加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理，保證施工現(xiàn)場安全無隱患。（4）做好施工過程中的資料記錄，為工程驗(yàn)收提供依據(jù)。1.1.63水處理工程施工驗(yàn)收（1）按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)水處理工程進(jìn)行驗(yàn)收。（2）檢查設(shè)備安裝質(zhì)量，保證設(shè)備正常運(yùn)行。（3）檢查施工資料，保證資料齊全、準(zhǔn)確。（4）對(duì)工程進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，保證工程