水污染控制工程知識點

水污染控制工程知識點?一、水污染概述（一）水污染的定義水污染是指水體因某種物質(zhì)的介入，而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。（二）水污染的來源1.工業(yè)廢水化工、造紙、印染、電鍍等行業(yè)排放的廢水含有大量的重金屬、有機物等污染物。例如，化工廢水中可能含有苯、酚等有毒有害物質(zhì)；電鍍廢水中含有鉻、鎳等重金屬離子。2.生活污水主要來源于家庭、學(xué)校、醫(yī)院、商業(yè)等場所。含有大量的有機物，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂等，還含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。3.農(nóng)業(yè)面源污染包括農(nóng)田徑流、畜禽養(yǎng)殖廢水等。農(nóng)田徑流中含有農(nóng)藥、化肥等污染物，畜禽養(yǎng)殖廢水中含有大量的有機物和氮、磷等營養(yǎng)元素。（三）水污染的危害1.對人體健康的危害飲用受污染的水可能導(dǎo)致各種疾病，如腹瀉、肝炎、癌癥等。例如，長期飲用含有重金屬汞的水，可能會引起汞中毒，損害神經(jīng)系統(tǒng)。2.對生態(tài)環(huán)境的破壞水污染會影響水生生物的生存，導(dǎo)致魚類死亡、藻類大量繁殖等。例如，水體富營養(yǎng)化會使藻類過度生長，消耗水中的溶解氧，造成魚類等水生生物缺氧死亡，破壞水生態(tài)平衡。二、水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（一）水質(zhì)指標(biāo)1.物理指標(biāo)水溫：影響水中化學(xué)反應(yīng)速度、生物代謝活動等。色度：反映水中溶解性或懸浮性雜質(zhì)的顏色。濁度：表示水中懸浮顆粒的多少，影響水的清澈度。2.化學(xué)指標(biāo)酸堿度（pH值）：衡量水的酸堿性程度，影響生物生長和化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)需氧量（COD）：指水中有機物被氧化所需的氧量，反映水體中有機物污染程度。生化需氧量（BOD）：表示微生物分解水中有機物所需的氧量，是評價水體可生物降解有機物含量的指標(biāo)?？傂柩趿浚═OD）：水中有機物完全燃燒所需的氧量?？傆袡C碳（TOC）：水中有機物質(zhì)的總含碳量。氨氮：水中氨的含量，是水體富營養(yǎng)化的重要指標(biāo)之一?？偭祝喊ㄈ芙獾摹㈩w粒的有機磷和無機磷，是水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因素。3.微生物指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)：反映水體受細(xì)菌污染的程度。大腸菌群數(shù)：作為糞便污染的指示菌，用于判斷水體是否受到糞便污染。（二）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為五類水域，不同類別水域?qū)λ|(zhì)指標(biāo)有不同要求。例如，Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)；Ⅱ類適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)等。2.污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不同行業(yè)污水中污染物的最高允許排放濃度，分為一級、二級、三級標(biāo)準(zhǔn)，分別對應(yīng)不同的排放要求。例如，一級標(biāo)準(zhǔn)適用于排入GB3838中Ⅰ、Ⅱ類水域等。三、水體自凈（一）水體自凈的概念水體自凈是指水體受到污染后，在物理、化學(xué)和生物作用下，使污染物質(zhì)的濃度逐漸降低，經(jīng)過一段時間后恢復(fù)到受污染前狀態(tài)的過程。（二）水體自凈的作用機制1.物理作用稀釋：污染物質(zhì)進(jìn)入水體后，在水流的作用下不斷擴散，使污染物濃度降低。沉淀：懸浮在水中的顆粒物質(zhì)在重力作用下沉淀到水底。2.化學(xué)作用氧化還原：水中的溶解氧可使一些還原性物質(zhì)氧化，如將亞鐵離子氧化為鐵離子。酸堿中和：酸性或堿性廢水進(jìn)入水體后，與水中的堿性或酸性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)水體pH值。3.生物作用微生物分解：水中的微生物分解有機物，將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和無機鹽等。例如，好氧微生物在有氧條件下分解有機物，釋放出能量并將有機物徹底氧化分解。生物吸附和降解：一些水生生物如藻類、細(xì)菌等可以吸附和降解水中的污染物。四、污水處理基本方法（一）物理法1.格柵作用：攔截水中較大的漂浮物和懸浮物，如樹枝、垃圾等。工作原理：水流通過格柵時，較大的雜質(zhì)被格柵攔截。2.沉砂池作用：去除水中的砂粒等無機顆粒。工作原理：利用重力作用，使砂粒沉淀到池底。3.沉淀池作用：使水中的懸浮顆粒沉淀下來，分離出污泥。分類及原理：平流式沉淀池：水流水平流動，懸浮顆粒在重力作用下沉淀。豎流式沉淀池：水流向上，顆粒在重力作用下沉降。輻流式沉淀池：水流呈輻射狀流動，適用于處理水量較大的情況。4.過濾作用：進(jìn)一步去除水中的細(xì)小懸浮顆粒。過濾介質(zhì)：如砂、礫石、活性炭等。當(dāng)水流通過過濾介質(zhì)時，顆粒被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部。（二）化學(xué)法1.中和法原理：通過加入酸性或堿性物質(zhì)，調(diào)節(jié)廢水的pH值至中性。例如，用石灰中和酸性廢水，用硫酸中和堿性廢水。2.化學(xué)沉淀法原理：向廢水中加入化學(xué)藥劑，使其中的某些污染物形成沉淀而去除。例如，向含重金屬離子的廢水中加入硫化鈉，使重金屬離子形成硫化物沉淀。3.氧化還原法氧化法：原理：利用氧化劑將廢水中的有害物質(zhì)氧化分解。如用氯氣氧化廢水中的氰化物。還原法：原理：用還原劑將廢水中的有害物質(zhì)還原。如用鐵粉還原含鉻廢水中的六價鉻為三價鉻。4.吸附法原理：利用吸附劑的吸附作用，去除水中的溶解性有機物或重金屬離子等。常用的吸附劑有活性炭、沸石等。例如，活性炭具有較大的比表面積，能吸附水中的有機物。（三）生物法1.活性污泥法原理：利用活性污泥中的微生物分解廢水中的有機物?；钚晕勰嗍怯杉?xì)菌、真菌、原生動物等微生物群體以及它們所吸附的有機和無機物質(zhì)組成的絮狀體。廢水與活性污泥混合后，微生物分解有機物，同時部分污泥作為剩余污泥排出。工藝流程：包括曝氣池、二沉池等。廢水在曝氣池中與活性污泥充分混合，曝氣提供氧氣，微生物進(jìn)行分解有機物的代謝活動。混合液從曝氣池流出進(jìn)入二沉池，在二沉池中污泥沉淀，上清液排放。2.生物膜法原理：使廢水通過生長有微生物膜的載體表面，微生物膜中的微生物分解廢水中的有機物。分類及特點：生物濾池：廢水從濾池上部噴淋而下，通過濾料表面的生物膜進(jìn)行凈化。生物轉(zhuǎn)盤：由盤片、轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動裝置等組成，盤片上生長生物膜，隨著盤片的轉(zhuǎn)動，生物膜交替接觸廢水和空氣，進(jìn)行物質(zhì)交換和分解有機物。生物接觸氧化法：在池內(nèi)設(shè)置填料，填料表面生長生物膜，廢水在池中流動，與生物膜接觸，微生物分解有機物。3.厭氧生物處理法原理：在無氧條件下，厭氧微生物將有機物分解為甲烷、二氧化碳等。適用范圍：適用于處理高濃度有機廢水，如釀造廢水、屠宰廢水等。特點：能產(chǎn)生沼氣作為能源，但處理后的出水水質(zhì)可能較差，通常需要后續(xù)的好氧處理。五、污水處理工藝流程（一）城市污水處理工藝流程1.一級處理主要去除污水中的粗大懸浮物和漂浮物，如通過格柵和沉砂池。2.二級處理采用生物處理方法，如活性污泥法或生物膜法，去除污水中的大部分有機物，使污水的BOD和COD大幅降低。3.三級處理進(jìn)一步去除二級處理出水中的營養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷）、細(xì)小懸浮物、溶解性有機物等。常用的方法有化學(xué)沉淀法、過濾、吸附等。典型工藝流程：格柵→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→消毒池（活性污泥法）格柵→沉砂池→生物濾池→二沉池→消毒池（生物膜法）格柵→沉砂池→初沉池→生物接觸氧化池→二沉池→過濾→消毒（綜合工藝）（二）工業(yè)污水處理工藝流程1.化工污水處理工藝流程化工廢水成分復(fù)雜，含有大量的有機物和重金屬等污染物。典型流程：首先通過格柵、沉砂池去除粗大雜質(zhì)和砂粒。然后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)廢水的水質(zhì)和水量。采用化學(xué)沉淀法去除重金屬離子，如加入硫化鈉沉淀汞、鉛等重金屬。再用活性污泥法或生物膜法處理有機物，使廢水達(dá)標(biāo)排放。2.造紙污水處理工藝流程造紙廢水含有大量的纖維、木質(zhì)素等污染物。典型流程：先經(jīng)過格柵、沉砂池去除大顆粒雜質(zhì)。進(jìn)入調(diào)節(jié)池均勻水質(zhì)水量。采用氣浮法去除纖維等懸浮物，氣浮是利用微小氣泡將懸浮物帶到水面。再用生物處理法如厭氧好氧聯(lián)合處理，厭氧分解大分子有機物，好氧進(jìn)一步分解剩余有機物，使廢水達(dá)標(biāo)。六、污水處理廠運行與管理（一）污水處理廠運行參數(shù)監(jiān)測1.水質(zhì)監(jiān)測定期監(jiān)測進(jìn)水和出水的各項水質(zhì)指標(biāo)，如COD、BOD、氨氮、pH值等。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)了解污水處理效果，及時調(diào)整運行參數(shù)。2.水量監(jiān)測準(zhǔn)確計量進(jìn)水和出水的水量，掌握污水處理廠的處理規(guī)模和運行負(fù)荷。以便合理安排生產(chǎn)，保證污水處理廠穩(wěn)定運行。3.設(shè)備運行參數(shù)監(jiān)測監(jiān)測曝氣池的溶解氧、曝氣強度，污泥回流比，二沉池的污泥沉降性能等。例如，通過監(jiān)測溶解氧調(diào)整曝氣系統(tǒng)，保證微生物有良好的生長環(huán)境。（二）污水處理廠日常運行管理1.設(shè)備維護(hù)定期對污水處理設(shè)備進(jìn)行檢查、保養(yǎng)和維修。如對水泵、曝氣設(shè)備、污泥處理設(shè)備等進(jìn)行日常巡檢，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并進(jìn)行維修，確保設(shè)備正常運行。2.污泥處理與處置污泥是污水處理過程中的副產(chǎn)物，需要妥善處理與處置。污泥處理方法：濃縮：通過重力或機械方法使污泥體積縮小。脫水：進(jìn)一步降低污泥含水率，便于后續(xù)處理。污泥處置：可以采用填埋、焚燒、堆肥等方式。填埋要注意防止對土壤和地下水的污染；焚燒能減量化，但需要考慮成本和廢氣排放；堆肥可將污泥轉(zhuǎn)化為有機肥料。3.運行成本控制合理控制藥劑投加量，降低化學(xué)藥劑成本。優(yōu)化能源消耗，如根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和水量合理調(diào)整曝氣強度，降低電力消耗。通過科學(xué)管理，提高設(shè)備利用率，降低維修成本等，從而降低污水處理廠的運行成本。（三）污水處理廠應(yīng)急處理措施1.進(jìn)水水質(zhì)異常當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)突然惡化，如含有大量有毒有害物質(zhì)時，應(yīng)立即停止進(jìn)水，將污水引入事故池。分析水質(zhì)異常原因，采取相應(yīng)的預(yù)處理措施，如加入中和劑、氧化劑等，降低污染物濃度，再逐步恢復(fù)污水處理流程。2.設(shè)備故障設(shè)備突發(fā)故障時，應(yīng)及時啟動備用設(shè)備。對故障設(shè)備進(jìn)行緊急搶修，盡快恢復(fù)設(shè)備正常運行。如果一時無法修復(fù)，要調(diào)整污水處理工藝，保證污水處理廠繼續(xù)運行，如調(diào)整污泥回流比等，減少對出水水質(zhì)的影響。七、水污染控制新技術(shù)（一）膜生物反應(yīng)器（MBR）1.原理將膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合。在生物反應(yīng)器中，微生物分解有機物，膜組件則起到過濾作用，截留活性污泥和大分子有機物，使出水水質(zhì)得到顯著提高。2.優(yōu)點出水水質(zhì)好，可直接回用。占地面積小，因為膜的高效分離作用，不需要二沉池等占地較大的設(shè)施。污泥產(chǎn)量低，膜的截留作用使微生物濃度較高，污泥停留時間長，污泥產(chǎn)量減少。（二）高級氧化技術(shù)1.原理通過產(chǎn)生強氧化性的自由基，如羥基自由基（·OH），氧化分解水中的有機物。常用的方法有芬頓氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法等。2.特點能有效降解難生物降解的有機物。反應(yīng)速度快，處理效果好。例如，芬頓氧化法通過亞鐵離子和過氧化氫反應(yīng)產(chǎn)生