水质工程学 上

1、水质工程学水质工程学 朱慧杰朱慧杰绪 论论水与人类水与人类水资源的状况水资源的状况 我国水资源特点我国水资源特点水的循环水的循环水的社会循环水的社会循环水的自然循环水的自然循环水的自然循环水的自然循环水的社会循环水的社会循环水的社会循环水的社会循环水的社会循环水的社会循环水质工程学的任务水质工程学的任务如何实现水资源的可持续利用？如何实现水资源的可持续利用？课程主要内容课程主要内容第第1 1篇篇 水质与水处理概论水质与水处理概论 教学目的：教学目的：通过本章教学，使学生掌握水源水通过本章教学，使学生掌握水源水 质和水质标准、水处理的任务和处理方法概述、质和水质标准、水

2、处理的任务和处理方法概述、 反应器原理及应用等水处理基础概念及基本理反应器原理及应用等水处理基础概念及基本理 论。论。 本章重点：本章重点：天然水中杂质来源、分类；各种天天然水中杂质来源、分类；各种天 然水源的水质特点；生活饮用水及工业用水水然水源的水质特点；生活饮用水及工业用水水 质标准；水处理基本方法概述；反应器基本原质标准；水处理基本方法概述；反应器基本原 理及在水处理中的应用。理及在水处理中的应用。 第第1 1章章 水质与水质标准水质与水质标准 天然水体的水质及用水水质标准。天然水体的水质及用水水质标准。本章包括两个内容本章包括两个内容 污、废水的水质及污水排放标准。污、废水的水质及污

3、水排放标准。悬浮物与胶体悬浮物与胶体产生浑浊的主要根源（浊度），是饮用水处理的主要去除对象。产生浑浊的主要根源（浊度），是饮用水处理的主要去除对象。 悬浮物特性悬浮物特性 尺寸较大，动水中呈悬浮状，静水中可下沉或上浮。尺寸较大，动水中呈悬浮状，静水中可下沉或上浮。 包括泥砂、大颗粒粘土、矿物废渣等无机易沉悬浮物和包括泥砂、大颗粒粘土、矿物废渣等无机易沉悬浮物和 草木、浮游生物体等有机易浮悬浮物。草木、浮游生物体等有机易浮悬浮物。 胶体特性胶体特性 尺寸小，在水中长期静置很难下沉。包括粘土、细尺寸小，在水中长期静置很难下沉。包括粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质、有机高分子物质等，天然菌、病毒、腐

4、殖质、蛋白质、有机高分子物质等，天然水中的胶体一般带负电荷，也有带正电的。其中的有机水中的胶体一般带负电荷，也有带正电的。其中的有机物会造成水的色、臭、味。物会造成水的色、臭、味。 溶解物特性溶解物特性 气体分子（气体分子（O O2 2、N N2 2、COCO2 2、H H2 2S S等）；等）； 离子（离子（CaCa2+2+、MgMg2+2+、NaNa+ +、HCOHCO3 3- -、SOSO4 42-2-、ClCl- -等）。等）。 天然水体的类型天然水体的类型 水质清澈，细菌较少，水温和水质较稳定，但水质清澈，细菌较少，水温和水质较稳定，但含盐量、硬度、铁和锰高于地表水。含盐量一般在含盐

5、量、硬度、铁和锰高于地表水。含盐量一般在100-5000mg/L100-5000mg/L，硬度通常在，硬度通常在100-500mg/L100-500mg/L 悬浮物和胶态杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地下悬浮物和胶态杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地下 水，水的色、臭、味变化较大，有毒、有害物质易进入水，水的色、臭、味变化较大，有毒、有害物质易进入 水体，水温不稳定，受自然条件的影响较大。但含盐量、水体，水温不稳定，受自然条件的影响较大。但含盐量、 硬度较低。含盐量一般在硬度较低。含盐量一般在70-900mg/L70-900mg/L，硬度通常在，硬度通常在50-50- 400mg/L 400

6、mg/L。 水质类似于河水，但浊度较低，一般含藻类较多，易受水质类似于河水，但浊度较低，一般含藻类较多，易受 污染，含盐量较河水高。按含盐量高低分淡水湖、微咸污染，含盐量较河水高。按含盐量高低分淡水湖、微咸 水湖和咸水湖（含盐量水湖和咸水湖（含盐量1000 mg/L1000 mg/L）。）。 含盐量高，在含盐量高，在7.5-43.0g/L7.5-43.0g/L左右，且各种盐类或离子的重左右，且各种盐类或离子的重 量比例基本一定。其中氯化物含量最高，约占量比例基本一定。其中氯化物含量最高，约占89%89%左右，左右， 其次为硫化物、碳酸盐，其它盐类含量极少。其次为硫化物、碳酸盐，其它盐类含量极少

7、。1.2 1.2 水体的污染与自净水体的污染与自净 1. 1.可生物降解的有机污染物可生物降解的有机污染物 BOD - BOD - 生化需氧量生化需氧量 COD - COD - 化学需氧量化学需氧量 TOD - TOD - 总需氧量总需氧量 TOC - TOC - 总有机碳总有机碳 生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD) 定义：定义：指在有氧的条件下，由于微生物（主要是细菌）指在有氧的条件下，由于微生物（主要是细菌） 的作用，降解有机物所需的氧量。单位为的作用，降解有机物所需的氧量。单位为mg/Lmg/L。 意义：意义：间接反映可被微生物氧化分解的有机物的量。间接反映可被微生物氧化分解的有机

8、物的量。 微生物降解有机物过程：分两个阶段微生物降解有机物过程：分两个阶段 碳氧化阶段：碳氧化阶段： 有机物有机物+ +O O2 2 COCO2 2+H+H2 2O+NHO+NH3 3（2020需需2020天完成）天完成） 耗氧量计作耗氧量计作BODBOD5 5或或 BODBOD2020。 硝化阶段：硝化阶段：将将NHNH3 3氧化为亚硝酸盐和硝酸盐（氧化为亚硝酸盐和硝酸盐（2020需百日完成）需百日完成） 一般一般BODBOD5 5约为约为BODBOD2020的的70%70%左右，生活污水的左右，生活污水的BODBOD5 5值约值约 100-400 100-400mg/Lmg/L 。 化学需

9、氧量（化学需氧量（CODCOD） 重铬酸钾（重铬酸钾（ CODCOD 或或COD)COD) 氧化剂氧化剂 高锰酸钾（高锰酸钾（ CODCOD 或或OC)OC)称为可生化性指标。称为可生化性指标。 其值越高越易生化处理，一般须大于其值越高越易生化处理，一般须大于0.30.3，生活，生活 污水约为污水约为0.4-0.650.4-0.65。 总需氧量（总需氧量（TODTOD） 总有机碳（总有机碳（TOCTOC） 2.2.难生物降解的有机污染物难生物降解的有机污染物 3 3. .无直接毒害作用的无机污染物无直接毒害作用的无机污染物 4 4. .有直接毒害作用的无机污染物有直接毒害作用的无机污染物 主要

10、包括：主要包括： 特点：特点： 1.2.3 1.2.3 水体的自净水体的自净历 时 （ 流 程 ）洁 净 段 降 质污 染 段恢 复 段 又 复 洁 净DOBODBODBODDO又 复 饱 和DO污 水 源 口B O D , D O 含 量O21.3 1.3 饮用水水质与健康饮用水水质与健康1.4 1.4 用水水质标准用水水质标准 水质标准：水质标准：是用水对象所要求的各项水质参数应达到的是用水对象所要求的各项水质参数应达到的 指标和限值。指标和限值。 水质标准是水处理的依据。水质标准是水处理的依据。 水质标准分为：水质标准分为：国际标准、国家标准、地区标准、行业国际标准、国家标准、地区标准、行业 标准、企业标准等不同等级。标准、企业标准等不同等级。 我国生活饮用水水质标准我国生活饮用水水质标准 1.4.2 1.4.2 其它用水的水质标准其它用水的水质标准1.5 1.5 污水排放标准污水排放标准 图43 地面水常规处理工艺系统出水絮凝池清水池过滤池沉淀池混合装置混凝剂原水 原水预处理混凝沉淀过滤消毒活性炭吸附饮用水图42 典型除污染给水处理流程生物处理构筑物受污染水源水图4 7 生物处理除污染工