第2章水污染与控制课件

1、第2章 水污染与控制主讲人：杨毅红环境工程概论内 容2.1 概述2.2 物理处理法2.3 物理化学及化学处理法2.4 生物处理法2.5 废水中磷、氮的去除2.6 污泥处理2.7 水处理与水工业2.1 概述一、水资源概念二、水体污染源和污染物三、水体自净四、水质标准五、建设节水型社会六、水资源的可持续管理和利用一、水资源概念提问：水=水体？ 水污染=水体污染？水体：是海洋、湖泊、河流、沼泽、水库、地下水的总称，是由水本身及其存在的悬浮物、溶解物、胶体物、水生生物和底泥等组成的完整的生态系统。地球很“渴”， 请珍爱每滴水 全球淡水资源的比重仅占总水量的2.5 有70以上被冻结在南极和北极的冰盖中，

2、再加上高山冰川和永冻积雪，全球约有87的淡水资源难以利用人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，约占地球总水量的0.26，而且分布不均 目前约11亿人无法获得安全的饮用水每年有310万人因饮用不洁水患病而死亡 到2025年全球可能将有30亿人生活在缺水地区 水危机是中国的最大忧患之一 据统计，2004年我国人均淡水拥有量居世界88位，不及世界人均水平的1/4，有18个省、自治区和直辖市人均水资源低于联合国2300m3的标准。世界自然基金会07年3月19日发表报告，将长度与水量均为世界第三的长江列入世界可能面临干涸的10条大河之一。在过去40多年，西北地区冰川面积约减少了1400

3、km2，雪线上升30-60mm，直接导致部分内陆河源头来水量显著减少。预测未来50年西北气温可能上升1.9-2.3，这将导致冰川面积减少27,其中面积2km2左右的小冰川将基本或完全消失. 1985年，被称为黄河“蓄水池”的甘南藏族自治州玛曲县湖泊数量还有4077个，如今已锐减至1800个；境内27条黄河主要支流中已有11条干涸，另有多条河流则成了季节河。 水污染严重加剧缺水危机全国70的江河水系受到污染，40基本丧失了使用功能，流经城市的河流95以上受到严重污染世界上污染最严重的20个城市中中国占了16个。据水利部对118个大中城市调查，地下水严重污染的占64。 2004年水土流失365万平

4、方公里，占国土面积的37，土壤流失量16.22亿吨，相当于125万平方公里土地上流失掉1厘米厚土壤。太湖云南昆明滇池太湖中国第三大淡水湖，在江苏省南部。湖体，高锰酸盐指数、总磷年均值分别达到类、类水质标准，但因总氮污染严重，湖体水质为劣类，处于中度富营养状态。2007年太湖蓝藻污染滇池中国第六大内陆淡水湖，在昆明市西南。 属富营型湖泊，部分呈异常营养征兆，水色暗黄绿，内湖有机污染严重、有机有害污染严重。滇池经治理后，水质改善明显。治理前治理后水库二、水体污染源和污染物常用水资源的来源及相应污染对象常用水资源来源统计降 水地表水地下水大气污染的酸雨及酸沉降河流/湖泊/水库的污染重金属/难降解有机

5、污染物地表水环境质量标准GB3838-2002 地下水质量标准GB/T 14848-1993 大气环境质量标准 GB3095-2012 3种来源污染对象控制标准水污染和污水来源1.水体污染的含义 水体因接受过多的污染物而导致水体物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了固有的生态系统，破坏了水体的功能及在经济发展和人民生活中的作用，这种状况称为“水体污染”。 水体处于厌氧状态鱼类大量死亡藻类大量繁殖请思考：在环境工程中，水和水体有什么区别？水污染和水体污染有什么联系？水污染和污水来源分类污水工业废水生活污水交通运输污染源农业排水 化工废水的主要来源 化工生产的原料和产品在生产、包装、运输

6、、堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水或用水冲刷而形成的废水 化学反应不完全而产生的废料。如残余浓度低且成分不纯的物料常常以废水的形式排放出来化学反应中副反应过程生成的废水 冷却水，若采用冷却水与反应物料直接接触的直接冷却方式，则不可避免地排出含有物料的废水 地面和设备冲洗水和雨水，因常夹带某些污染物最终形成废水 化工废水的特点废水排放量大 污染物种类多 污染物毒性大、不易生物降解 废水中含有有害污染物较多 化工废水的水量和水质视其原料路线、生产工艺方法及生产规模不同而有很大差异 污染范围广 凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均称为水体污染物，根据对环境污染危害的情况不同，水体污染

7、物主要有以下几类： （1）固体污染物 （2）耗氧（或需氧）有机污染物 （3）有毒污染物 （4）营养性污染物 （5）生物污染物 （6）油脂类污染物 （7）无机无毒物质.水体污染物指标：悬浮物SS、浊度 固体物质在水中有三种分散状态：溶解态（直径小于1 nm）、胶体态（直径介于1100nm）、悬浮态（直径大于1000nm）。此外，水质分析中把固体物质分为两部分：能透过滤膜或滤纸（孔径因材料不同而异，约310m）的叫溶解固体（DS）；不能透过者叫悬浮固体或悬浮物（SS），两者合称总固体（TS），或总固形物。必须指出，这种分类仅仅是为了水处理技术的需要。 （1）固体污染物 能通过生物化学（个别情况下还

8、有化学）的作用而消耗水中溶解氧的化学物质，统称为需氧污染物。绝大多数需氧物是有机物，因而在特定情况下，需氧物即指有机物。 需氧物种类繁多，通常用水质指标间接表示其含量多少。最常用的指标是生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）和总需氧量（TOD）等。（2）耗氧（或需氧）有机污染物 废水中能对生物引起毒性反应的化学物质，称为毒性污染物，简称为毒物。工业上使用的有毒化学物质已超过10000种，因而已成为人们最关注的污染物类别。 毒物对生物的效应有急性中毒和慢性中毒两种。大多数毒物的毒性与浓度和作用时间有关，浓度越大，作用时间越长，致毒后果愈严重。此外，毒物反应与环境条件（温度、pH值、溶解氧浓度

9、等）和有机物的种类及健康状况有关。（3）毒性污染物 废水中的毒物有三大类：无机化学毒物、有机化学毒物、放射性物质。 （一）无机化学毒物 无机化学毒物分为金属和非金属两类。废水中的重金属主要是汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、钴、锰、钛、钒、钼、锑、铋等，特别是前几种危害更大。在轻金属中，铍是一种重要的毒物。 必须指出的是许多毒物元素，往往是生物体所必须的微量元素，只是在超过水质标准时，才会致毒。 内蒙古某地村民长期饮用含砷严重超标的地下水，致使不少村民患有严重的皮肤病。 （二）有机化学物 这种毒物种类繁多，在水质标准中规定的有机化学毒物有：有机农药、多氯联苯、挥发酚、苯并（）蓖、DDT、六六六等。（

10、三）放射性物质放射性是指原子裂变而释放射线的物质属性。对人体有危害的电离辐射有X射线、射线、射线、射线及质子束等，射线通过物质时会产生离子。 营养性污染物可以引起水体富营养化的物质，主要有氮和磷。氮和磷是植物和微生物的主要营养物质。氮和磷的浓度0.2和0.02mg/L时，会引起水体的富营养性变化，促使藻类大量繁殖，在水面上聚集成大片的水华（湖泊）或赤潮（海洋）。当藻类在冬季大量死亡时，水中的BOD值猛增，导致腐败，恶化环境卫生，危害水产业。 此外，BOD、温度、维生素类物质也能触发和促进富营养性污染。 （4）营养性污染物 赤潮是微小生物使海水变色的现象，具体地说，当海水中的营养成分氮、磷增加到

11、一定程度时，导致水体富营养化和浮游生物的急剧繁殖并呈红色，以致造成水中缺氧，鱼虾死亡，水色变异。它是一切颜色潮的总称，实际上浮游生物种类不同而出呈现不同的颜色。（赤潮的全过程约半月左右，分为前期、盛期、衰期和末期，盛期一般为35天）。 赤潮（redtide）制造者受到伤害的不仅仅是鱼一些科学家留在实验室中研究北卡罗来纳州海湾数十亿鱼的死因，但他们却走进了自己的恐怖世界。他们受到毒甲藻 P fiesteria piscicida毒素的攻击。这是一种腰鞭毛虫，他的数量在藻类水华期间会突然暴增。它产生的毒素一种是水传播，另一种是空气传播。培养甲藻的实验室里空气有可能被通气管道循环送到隔壁办公室。这种

12、毒素能够对免疫系统和大脑高级功能区造成毁灭性的打击。刚开始，视力模糊，呼吸困难，经过几个小时的恶心和呕吐后，就会不明原因的突然发狂。这种麻醉死的精神错乱后，意识就好像丧失，皮肤出现血点。受害者不记得自己的名字、不能说话，也不能阅读。5-7年之后神经损伤仍然存在。接触毒素后短时间内，20%-40%的免疫系统被破坏，并持续数年。与毒素接触的鱼在30S之内就翻白肚，1min之内拍打挣扎而死。生物污染物主要是指废水中的致病性微生物及其它有害的有机物，主要包括病毒、病菌、寄生虫卵等各种致病体。废水中的绝大多数微生物是无害的，但有时却能含有各类致癌微生物。除致病体外，废水中若生长铁菌、硫菌、藻类、水草或贝

13、壳类动物时，会堵塞管道和用水设备等，有时还腐蚀金属和损害木质，也属于生物污染。（5）生物污染物油类污染物包括矿物油（石油）和动植物油中的液体部分。它们均难溶于水，粒径较大的分散油易聚集成片，漂浮于水面；粒径介于10010000nm的微小油珠易被表面活性剂和疏水固体所包围，形成乳化油，稳定地悬浮于水中。 油类污染物经常覆盖于水面，影响氧的溶入；它还能附着于土壤颗粒表面的动植物体表，影响养分的吸收和废物的排出，粘附油的鱼具有异臭。油类污染物的水质指标有石油类和动植物油两项，两者还构成COD值。（6）油脂类污染物海洋油污染排入水体中的酸、碱及一般无机盐类。 酸性废水主要来源于矿山排水、工业废水及酸雨

14、。碱性废水主要来源于碱法造纸、化学纤维制造、制碱、制革等工业废水。 酸性和碱性废水使水体的pH发生变化，破坏了自然的缓冲能力，抑制了微生物的生长，妨碍水体的自净，使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。（7）无机无毒物质上节主要内容回顾水体污染物主要包括哪几大类？ （1）固体污染物 （2）耗氧（或需氧）有机污染物 （3）有毒污染物 （4）营养性污染物 （5）生物污染物 （6）油脂类污染物 （7）无机无毒物质. 水质即水的品质，是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性 。在环境工程中，常用“水质指标”来衡量水质的好坏，也就是表征水体受污染的程度。 反映水质的重要参数有物理性水质指标

15、、化学性水质指标和生物学水质指标三大类。重点水质指标（1）物理性指标表示有机物的综合指标：生化需氧量（BOD） 是指在有氧的条件下，由于微生物的作用，水中能分解的有机物质完全氧化分解时所消耗氧的量。单位一般以mg/L表示。 化学需氧量（COD） 是在一定条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。表示水中还原性物质的多少。 目前有高锰酸钾法和重铬酸钾法，前者氧化率较低，所以测定值较低，但是比较简便，在测定水样中的有机物含量的相对比较值时可以采用；后者氧化率高，再现性好，适用于测定水样中的有机物的总量。（2）化学性指标 BOD5和COD的比值是衡量污水可生化性的一项主要指标，比值越高

16、，可生化性越好。一般认为该值大于0.3，即为可生化的。如果污水中的有机物数量和组成相对稳定，则两者之间可能有一定的比例关系，可以互相推算求定。对于一定的污水而言，一般说来，CODBOD20BOD5高锰酸盐指数。 讨论：BOD和COD如何反映水体的污染程度？总需氧量（TOD） 表示水中有机物完全氧化时所需要的氧量，以单位体积消耗的O2来表示。它是把有机物中的C、H、N、S等元素全部氧化为CO2、H2O、NO2、SO2所消耗的氧气量。 这个指标的测定比BOD、COD的测定更为快捷简便，其结果也比COD更接近于理论需氧量。但水质监测中应用较少 。溶解氧（DO） 水体与大气交换或经化学、生物化学反应后

17、溶于水中的氧称为溶解氧,是指溶解在水中的游离氧，单位以O2mg/L表示。 水体中DO含量多少可以也可反映出水体受污染的程度。提问：在研究水体污染问题时，为什么除污染物质外，还要考虑溶解氧的问题？总有机碳（TOC） 表示水中有机污染物的总含碳量，是评价水中有机污染物的一个综合参数。它是用燃烧法测定水样中总有机碳元素来反映水中有机物总量的一种综合测定指标。其测定结果以C含量表示，单位为mg/L。 表示无机物的指标有：植物营养元素 废水中的N、P含量。水质指标NH3-N，TPpH 反映水的酸碱性。有毒物质 是指在污水中达到一定浓度后，能够危害人体健康、危害水体中的水生生物，或者影响污水的生物处理的物

18、质。六大毒物：氰化物、砷化物、汞、镉、铬、铅。（3）生物学指标细菌总数 是指1mL水中所含有各种细菌的总数。反映水所受细菌污染程度的指标。 在水质分析中，是把一定量水接种于琼脂培养基中，在37条件下培养24小时后，数出生长的细菌菌落数，然后计算出每毫升水中所含的细菌数。大肠菌群 是指1L水中所含大肠菌个数，个/L。提问：大肠菌本身不是致病菌，为什么用来作为指标？ 由于大肠菌在外部环境中的生存条件与肠道传染病的细菌、寄生虫卵相似，而且大肠菌的数量多，比较容易检验，所以把大肠菌数作为生物污染指标。可以间接标明水体有无受病原菌污染的可能，或判断污水有无病原菌的可能。 水体自净:水体能够在其环境容量范

19、围内，经过水体的物理、化学和生物作用，使排入的污染物的浓度和毒性随着时间的推移，在向下游流动的过程中自然降低。水环境容量:在满足环境要求的情况下，受纳水体所能够容纳的最大污染物的量。水污染： 进入水体污染物水体环境容量、自净能力 自净过程：物理过程（稀释、扩散、挥发、沉淀）；化学和物理化学过程（氧化还原、吸附凝聚、中和）；生化过程（微生物对有机物分解代谢，不同生物群体相互作用）。 三、水体自净什么是水体自净作用？溶解氧变化曲线说明什么问题？第一段（ao）：有机物浓度高，耗氧速率大于复氧速率，DO大幅度下降；O点溶解氧最低-氧垂点第二段（oa）：有机物浓度降低，耗氧速率小于复氧速率，DO开始逐渐

20、回升。第三段（b以后）：溶解氧回升至起始阶段。aOb四、水质标准 1.饮用水水质标准（1）生活饮用水水质标准 生活饮用水卫生标准(GB57492006)。 规定： 生活饮用水水质要求； 相关的卫生要求及水质检测； 适用于城乡各类集中式供水以及分散式供水的生活饮用水。（2）工业用水水质标准 各行业都相继制定了工业用水标准。表6-3 世界卫生组织规定的饮用水水质标准（摘录）表6-4 我国的生活饮用水质标准 (GB57492006)2.水环境质量标准一、地表水环境质量功能区的分类和标准分级地表水环境质量功能区分为五类：1.功能区 I类: 源头水、国家自然保护区； II类: 集中式生活饮用水水源地一级

21、保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等； III类: 集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护及游泳区； IV类: 一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； V类: 农业用水区及一般景观要求水域。地表水环境质量标准(GB 3838-2002)2.水环境质量标准一、地表水环境质量功能区的分类和标准分级2.标准分级 对应地表水上述五类功能区，将地表水环境质量基本项目标准值分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值，即一类区执行I级标准；二类区执行II级标准；三类区执行III级标准；IV类区执行IV级标准；V类区执行V级标准。水域功能类别高的区域执行的标准值严于水域功能类别低的区域。3.

22、常规项目的标准限值 水温、pH值、溶解氧、高锰酸钾指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮、总磷地表水环境质量标准(GB 3838-2002)项目分类标准值（GB 3838-2002）类类类类类水温()人为造成的环境水温变化应限制在周平均最大温升1，周平均最大温降2PH值(无量纲)90%(或7.5)69696969溶解氧 饱和率6532高锰酸盐指数 2461015化学需氧量(COD) 1515203040BOD5 334610氨氮(NH3-N) 0.150.51.01.52.0总磷(以P计) 0.02(湖、库0.01)0.1(湖、库0.025)0.2(湖、库0.05)0.3(湖、库0.1)

23、0.4(湖、库0.2)总氮（湖、库）0.20.51.01.52.0铜 00110101010锌 00510102020氟化物(以F-计) 1010101515硒0.010.010.010.020.02砷 0050050050101汞 0.000050.000050.00010.0010.001镉 0.0010.0050.0050.0050.01铬(六价) 0.010.050.050.050.1铅 0.010.010.050.050.1氰化物 0.0050.050.20.20.2挥发酚 0.0020.0020.0050.010.1石油类 0.050.050.050.51.0阴离子表面活性剂 0.

24、20.20.20.30.3硫化物 0.050.10.050.51.0粪大肠菌群（个/L） 2002000100002000040000地表水环境质量标准(GB 3838-2002)一、地表水环境质量功能区的分类和标准分级案例分析 某大型湖泊位于两个不同的行政管理区域，根据省政府对该水域的中长期规划建设要求，必须对该水域进行水环境容量核算，以确保该水域周边地区发展的需要。其中，该水域的一侧要求的水质标准为三级，以保证生活饮用水和渔业资源利用的需要，另一侧的水质要求只需要满足工业生产用水IV类即可。问题： 1.该水域的水质标准如何确定？ 分综合排放标准、行业部门标准两种，不交叉执行，有的地区还制定

25、了严于国家排放标准的地方标准。 综合性排放标准： 污水综合排放标准（GB89781996） 城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）行业部门标准：环保部水环境标准目录/hjbhbz/bzwb/shjbh/shjzlbz/200701/t20070123_100162.htm 3.废水排放标准上节内容回顾水体主要水质指标有哪些？（重点）物理性指标：温度、色度、嗅、固体（SS）化学性指标：BOD、COD、DO、NH3-N、TN、TP等；生物学指标：细菌总数、大肠菌群；什么是水体自净？水质标准的分类？用水水质标准、水环境质量标准、废水排放标准。污水综合排放标准（GB89781996）

26、一、污水综合排放标准 适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。1标准分级 排入类水域和二类海域的污水，执行一级标准 排入、类水域和三类海域的污水，执行二级标准。 排入二级污水处理厂的污水，执行三级标准。 排入未设置二级污水处理厂的污水，根据排出水受纳水域功能要求，执行和的规定。 、和类水域中划定的保护区和一类海域。 污水综合排放标准一、污水综合排放标准2污染物分类 第一类污染物：能在环境或动植物体内蓄积 对人体健康产生长远不良影响者。不分行业和污水排放方式，不分受纳水体功能类别，一律在车间排放口采样，最高允许排放浓度

27、必须达到本标准要求。 13种 第二类污染物，指长远影响小于第一类的污染物质。在排污单位排放口采样，最高允许排放浓度必须达到本标准要求。表6-6 第一类污染物最高允许排放浓度注意:省内多执行广东省地方标准水污染物排放限值DB44/26-2001：废水处理方法 废水处理的目的就是以某种方法将废水中的污染物分离出来，或者将其分解转化为无害稳定物质，从而使污水得到净化。 废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。按作用原理废水的处理方法可分为四大类：物理法化学法生物处理法物理化学法废水处理技术2.2 物理处理法2.2.1 过滤法2.2.2 沉淀法2.2.3 浮上法（一）格栅

28、和筛网分离水中悬浮物，简单，易，效果良好1格栅（废水第一道设施） 一组平行的金属栅条组成的框架，斜置在水通道上（废水通道上，或原水进口，取水口进口）。 截留粗大悬浮物（20mm）。通常是废水处理流程的第一道设施。 污物人工清除：劳动条件恶劣，强度大。 污物机械清除：链条拉动齿耙转动。2.2.1 过滤法2筛网金属条或化学纤维纺织成网，筛孔0.151.0mm。截留细碎悬浮物（1mm）。适用于纤维类和动植物残体碎屑。结构要求：即要易截留，又要便于卸料及清理筛面。类型： 水力回转筛：废水回转筛固定筛滤水槽出水。 固定式斜筛：废水斜筛滤水筛出水。（造纸白水）图8-3 水力回转筛结构示意图2.2.1 过滤

29、法筛网的各种形式水力筛网截留污物的去除:填埋、焚烧、堆肥或粉碎机粉碎后返回废水中。筛余物的处置（二）粒状介质过滤（砂滤、滤料过滤）1概述定义：用具有孔隙的粒状滤料层（石英砂）截留水中的不溶污染杂质。（沉淀池后）目的：去除经生物絮凝和化学絮凝后不能沉降的颗粒和胶体物质；增加对SS、浊度、P、BOD、重金属、石棉、细菌、病毒以及其它一些污染物质的去除效果；去除悬浮物等干扰物质，减少消毒费用；克服生物和化学处理过程中水质的变化，保证连续操作，使出水水质稳定，提高处理厂的全面可靠性；保护后续装置。2.2.1 过滤法1-进水干管；2-进水支管；3-清水支管；4-排水管；5-排水阀；6-集水渠；7-滤料层

30、；8-承托层；9-配水支管；10-配水干管；11-冲洗水管；12-清水总管；13-排水槽；14-废水渠；15-走道空间深层压力砂滤罐机理： （1）筛滤作用：使得滤料上粗下细，截留较大的固体污染物在顶层，形成污染物的薄膜，起主要的过滤作用，属于阻力截留或筛滤作用。 （2）沉降作用：细小滤料，有大量沉降面积（1m3料有400m2），杂质在此面上沉淀。 （3）吸附凝聚： 滤料面积大，可以物理吸附（分子力、电场力）。 滤料空隙小，增加胶体颗粒碰撞机会，促使凝聚。（二）粒状介质过滤（砂虑、滤料过滤）2过滤过程：过滤、反洗交替进行 （1）过滤：废水经过滤层变为清水，截留杂质。周期8 12h。当出水不合格时

31、，就要停止过滤，进行反洗。过滤和反洗交替进行 （2）反洗：清水反洗，冲去污物。周期2030min从停止过滤到冲洗完毕，冲洗水约占滤池生产水量的13。 （3）底部有配水系统：过滤和反洗均经过，使滤水出水均匀和反洗水均匀通过滤层。（二）粒状介质过滤（砂虑、滤料过滤）沉淀和浮上 沉淀悬浮物依靠重力作用在水中沉降分离。水 浮上悬浮物依靠浮力作用在水中上浮分离。水 沉淀（1）方法及类型 用于去除粒径20100m以上的可沉固体颗粒。 对于纳米级（nm10-9m）的胶体和细微悬浮物，由于热运动、水合作用、静电力的存在，会长期处于悬浮状态，必须投加混凝剂，聚成絮凝物，才能沉降或上浮。2.2.2 沉淀法 自由沉

32、淀：颗粒在重力作用下沉降。离散状态，形状、尺寸不变，速度不受干扰（砂石） 絮凝沉淀：沉降中碰撞而聚成较大絮体。尺寸、质量不断增加，下沉速度上升（如经絮凝的泥土） 拥挤沉淀：颗粒彼此干扰，在清水与混水间有明显交界面。（如高浊度水、活性污泥等） 压缩沉淀：沉淀池底部，颗粒浓度高，互相接触支撑。在上层颗粒重量下，下层中的水不断被挤出，群体被压缩。一般用于给水处理。明矾（铝盐）水解形成含铝阳离子与负电荷胶粒形成絮状体下沉可捕捉其它悬浮物沉淀的基本类型 根据水缓慢流动方向，分为： 平流式沉淀池（各种类型厂，效果好，面积大，简单，排泥难） 废水水平流过沉淀池，悬浮物沉入池底，刮泥板把污泥刮入泥斗，用排泥管

33、排出。 参数与沉淀物性质有关。一般Ws5mm/s水平流速，沉降时间1.52h（池长2736m）,长宽比4沉淀池 竖流式沉淀池（中、小型厂，占地小，排泥方便，池深大，施工困难，受限制） 水由中心管下口流入池中，缓慢上升。沉降速度上升速度，则颗粒沉降。沉淀池辐流式沉淀池，大型污水处理厂较多使用辐流式 大型水处理厂，水由中心筒壁开孔和穿孔挡板沿径向向四周呈辐射状流向周边。流速不断减小（过水断面），颗粒沉降下来。斜管（板）沉淀池。 浅层沉降，水深H，由斜板分成n个H/n的沉降单元，则沉降深度从H减小到H/n。某颗粒原来从a沉降到b，加斜板后，在c点即完成沉降沉降距离也变为L/n 。 所以，当池长LL/

34、n，就可处理与原池相同的水量，且保证水质。 斜板作用：）增大沉淀面积。）缩短沉淀时间，提高淀池处理能力。）且小单元水力半径小，Re小，层流流动稳定，有利于沉降。图8-7 斜板斜管沉淀池1-配水槽；2-穿孔墙；3-斜板或斜管；4-淹没孔口；5-集水槽；6-集泥斗；7-穿孔排泥管；8-阻流板 主要依靠浮力，使悬浮物上浮而分离。 杂质的亲水性和密度有很大影响，据此以及由此产生的不同处理机理，又可分为： （1）自然浮上法：依靠水的浮力，使悬浮物自然上浮而分离。 使5060 m 的可浮油的分离，称隔油。 平流式隔油池：与平流式沉淀池相仿。废水水平流过隔油池，油上浮，固体杂质下沉，用链带式刮板上刮油，下刮

35、泥。 斜板式隔油池：45倾角波纹板，水从上到下通过斜板，板间距3040mm。同样处理能力，容积为平流式1/21/4。 2.2.3 浮上法食堂外隔油池平流式隔油池上节主要内容回顾物理处理方法包括哪些？过滤法、沉淀法和浮上法废水处理的第一道设施通常是 ？格栅沉淀的主要设备是 ，常分为哪四类？沉淀池，分为平流式、竖流式、辐流式和斜板斜管式什么是气浮法？在废水中产生大量微小气泡作为载体黏附废水中细微疏水性悬浮固体和乳化油，使其随气泡浮升，形成泡沫层，用机械方法撇除。原理：使水中产生细微气泡，使乳化油或弱亲水性物质粘附在气泡上一起浮升到水面加以清除。目的：清除靠沉淀和浮上难以去除的悬浮物。 如：湖水：含

36、藻类多，低温、低浊度。 废水：乳化油（ d=0.520m ），细煤粉（ d=0.51mm ），纸浆，纤维。产生气泡方法： 散气法：多孔的扩散板曝气和叶轮搅拌产生气泡。直径较大：d泡=1000m。 溶气法：加压溶气：加压将气压入含水的溶气灌，气在压力下溶解饱和，然后减压送入气浮池中，细微气泡释放， d泡=100m （2）气泡浮升法（又称气浮）2.3 生物处理法 作用：去除废水中溶解的和胶体的可生化降解的有机物。利用微生物（细菌）分解有机物的功能，人工繁殖微生物。有机物为微生物的营养基质，通过新陈代谢，将一部分转化为微生物的细胞，另一部分转化为较稳定的化学物质（无机物，简单有机物）。分类：好氧生物

37、处理法：依靠好氧菌和兼性菌的生化作用完成处理过程。厌氧生物处理法：依靠厌氧菌和兼性菌的生化作用完成处理过程。一好氧生物处理好氧生物处理：依靠好氧菌和兼性厌氧菌的生化作用来完成处理过程的方法，该法需要有氧的供应。好氧生物处理：天然生物处理（生物塘、土地处理）人工生物处理（活性污泥法、生物膜法）1活性污泥法（1）活性污泥：在含有机污染物的废水中不断通入空气，促使微生物繁殖，一定时间后，就会出现絮花状的泥粒，即活性污泥. 它是有机物、微生物及其代谢产物所组成的聚集体。具有很强的分解有机物的能力。性能指标： 对活性污泥的要求：易吸附有机物（污泥颗粒松散，表面积大）、 良好的凝聚沉降性能，便于泥水分离。

38、运行中曝气池中的活性污泥污泥浓度（MLSS，MLVSS）MLSS：单位体积混合液所含悬浮固体的质量（Mixed Liquid Suspended Solid）（g/L）MLVSS：单位体积混合液所含挥发性悬浮固体的质量（MLSS. Mixed liquid Volatile Suspended Solid）应具有一定的MLSS23g/L，MLSS微生物，所以，反映生化处理能力。MLVSS可以避免活性污泥中惰性物质影响 反映了污泥的活性 ，一定的废水处理系统，MLVSSMLSS有一定的比值，生活污水为0.7。污泥沉降比SV Subside (Sludge)Value(Volume)SV：混合液沉

39、淀30min后，沉淀污泥与混合液的体积比。反映曝气池正常运行时的污泥数量，控制运行操作。SV1530%。污泥体积指数SVISludge Value IndexSVI:混合液沉淀30min后，1g干污泥所具有的体积（mL/g）。反映Sludge疏散程度和凝聚、沉降性能。SVI低：沉降好因密度大，但缺乏活性和吸附能力致密，表面积小。反之，沉降差，不易分离。SVI50150。SV的测定0min15min30minSV = 40% 环境因素的影响：溶解氧是一个十分重要的因素，是活性污泥法高效运作的重要条件，只有O2存在，微生物才能进行同化合成或异化分解。一般要求O22mg/L。微生物代谢需要一定的营养

40、质。BOD5表示碳源因为生化过程中，有机物BOD ，还要N、P。 BOD5:N:P100:5:1。pH6.59.0；水温2030；要控制有毒物质在容许浓度下重金属离子和一些非金属化生物等 。（2）处理方法及基本工艺过程：处理方法：向富含有机污染质和细菌的废水中通空气，促使微生物繁殖。形成活性污泥。依靠其凝聚、吸附、氧化分解等作用，去除有机物。可见，活性污泥法并非单单依靠好氧分解来净化污水。活性污泥的作用：或净化过程）吸附作用：表面积大；微生物分泌糖类粘液，强吸附有机物，同时吸收和氧化有机物。）分解代谢作用：对吸收和吸附的有机质进行分解代谢，转变为无机物和新细胞。无机质沉淀，废水净化。普通活性污

41、泥法： 推流式曝气池 曝气池通气内：有充足氧气，微生物不断繁殖，并吸附分解有机物，活性污泥不断增加。 二次沉淀池 污泥沉降分离，一部分回曝气池再繁殖。剩余污泥排去（排入环境前应处理）。多点进水活性污泥法沿曝气池多点进水，使有机物均分布，使氧气供应（与废水需O2匹配）均匀。否则池首BOD高，缺O2，而池尾富O2。多点进水活性污泥法的工艺流程出水进水二沉池进水点剩余污泥回流污泥回流污泥出水进水点进水剩余污泥二沉池进水点吸附再生法 指活性污泥的吸附及再生作用从一个曝气池内分开。废水进吸附池，二沉池净化，回流污泥在再生池内再生后送入吸附池，提高吸附效率。延时曝气法 长时间曝气，负荷低，停留时间长（13

42、day）。处理效果稳定，出水水质好。完全混合法 入流废水及回流污泥沿池长均匀分布，进入后立即与池内混合液完全混合。废水中微生物接触的是浓度与出水浓度一样的废水。出水水质较差，但可承受一定冲击负荷。BOD吸附降解曝气过程回流污泥进水出水吸附池二沉池剩余污泥再生池2生物膜法（固定生长法）定义：使微生物群体附着于其它物体表面上呈膜状，并让它与废水接触而使之净化。类型： ）润壁型生物膜法：废水和空气沿固定或转动的生物膜流过，如生物滤池和塔式生物滤池。 ）浸没型生物膜法：接触滤料上的生物膜完全浸没在水中，采用鼓风曝气,如生物转盘。 ）流动床型生物膜法：附有生物膜的活性炭、砂粒等接触介质悬浮在水中。生物膜

43、结构示意图滤料或填料或载体生物膜空气附着水层流动水层CO2O2O2O2BOD5BOD5H2ONH3BOD5CH4、H2S、NH3生物膜的性质：高度亲水，存在着附着水层；厌氧膜好氧膜微生物高度密集：各种细菌以及微型动物，形成了有机污染物细菌原(后)生动物的食物链。厌氧膜的出现：生物膜厚度不断增加，氧气不能透入的内部深处将转变为厌氧状态；成熟的生物膜由厌氧膜和好氧膜组成；好氧膜是有机物降解的主要场所，一般厚度为2mm。（2）方法 生物滤池滤池内堆放滤料碎石，滤料表面吸附有生物膜，废水通过得以净化。初沉池生物滤池 二沉池出水回流 出水 进水剩余污泥）普通池：滤料d=2540mm，厚1.31.8m。碎

44、石等。处理量：水力负荷率（每天，单位面积滤池处理废水量）13m3/m2.d。 有机负荷率（每天，供给单位体积滤料的BOD量）100250g（BOD5）m3.d。 BOD去除率高，但总处理量少，占地面积和滤料量多。滤料布水器承托层排水系统进水出水基本原理：废水从上向下从滤料空隙间流过，与生物膜充分接触，其中的有机污染物被微生物吸附并降解。）高负荷生物滤池：滤料d=40100mm，厚24m。 处理量大（水力负荷率1030m3/m2.d。 有机负荷率 8001200g（BOD5）/ m3.d。 则废水在池内停留时间短，不会硝化，占地小。）塔式池：滤料d=40100mm，厚820m。塑料滤料。 负荷更

45、高（水力80200m3/m2.d；有机负荷率20003000g（BOD5）m3.d。 废水停留时间更短，故BOD5去除率较低，6085%。但滤层高，对有机负荷率和毒物的冲击负荷适应性强。生物转盘 盘片上有生物膜，一半浸没废水中，一半在空气中。整体由几十片组成。 盘片浸入废水：膜吸附，并部分分解有机物。 盘片转出废水：直接从空气中获O2，吸收分介异化分解有机物。并且生物膜生长增厚，生物膜不断脱落，在二沉池中除去。生物接触氧化池 生物滤池活性污泥法。 滤料层挂生物膜，吸附有机物。 脱落的生物膜即为活性污泥，在流动中O2分解有机物。进水初沉池生物接触氧化池空气剩余污泥二沉池出水回流污泥？二厌氧生物处

46、理好氧处理：效率高，应用广，城市污水的主要处理方法。 但能耗高，污泥余量多。不易处理高浓度有机废水和污泥。厌氧处理：节约能源，甚至可以实现能源化的废水处理方法。 1原理无氧条件下，通过厌氧菌和兼性菌的代谢作用，对有机物进行生化降解（厌氧消化）。三个阶段： 水解：水解使不溶性有机物（大分子经发酵细菌水解后）转化为氨基酸，葡萄糖等水溶性的小分子有机物） 不溶大分子（蛋白质、脂肪、糖类） 水溶小分子（氨基酸、葡萄糖、甘油）酸化(产氢产乙酸阶段)：细菌将水解产物转化为有机酸。 水溶小分子 ： H2，CO2； A （甲酸、醇、胺），乙酸CH3COOH； B （丙、丁、乳）酸，乙醇 甲烷化（气化）：甲烷菌

47、将A类酸转变为气体甲烷。 2工艺条件 无氧，PH6.87.8，温度（中温菌3035，高温菌5055），一定的N， P营养。3工艺设备 用于处理屠宰场，酒精工业，动物油脂，制糖，制药业的废水。（1）升流式厌氧污泥床（有图） 废水高浓度污泥层产生生物搅拌作用形成悬浮污泥层三相分离器澄清出水，气体导出，污泥回流。 因为，有厌氧污泥，负荷高。 有机负荷率1025kg(COD)m3.d。（2）厌氧生物滤池 类似好氧生物滤池。d=3050mm滤料层碎石，焦炭等。挂满厌氧生物膜，废水下进上出。污泥龄较长（不易冲击，100天），处理稳定，有机负荷216kg（COD）/m3.d。但滤料易堵。（3）厌氧流化床 床

48、内加载体（砂子等)，挂膜，废水下进使之流化。 粒子细，面积大（3300m2/m3）。挂膜生物量大，传质性能好。有机负荷425 kg（COD）/m3.d。与完全混合污泥法一样，只显余用厌氧活性污泥。厌氧生物滤池升流式厌氧污泥床反应器UASB三自然条件下的生物处理 利用天然的水体和土壤中的微生物净化废水。1生物稳定塘（氧化塘） 利用微生物和藻类的新陈代谢作用。 异养微生物：将有机物氧化分解产生能量和新细胞以及无机物（CO2，H2O） 藻类：光合作用固定CO2。释放O2，供细菌氧化有机物，生成CO2和H2O， 循环。2土地处理系统 利用土壤中的微生物和植物的净化能力处理某些工业废水。 过程：过滤、吸

49、附、化学反应，生化反应，对有机物的分解稳定。光合作用风有机污染物藻类新细胞 O好氧分解藻类细菌NH3H2OPO42 CO细菌新细胞处理水流入污水可沉物质衰死细菌CH4CO2NH3污泥层有机污染物厌氧发酵厌氧发酵有机酸醇甲烷厌氧分解好氧区兼性区厌氧区OO阳光稳定塘内典型的生态系统稳定塘生态系统厌氧曝气塘二级人工湿地二级植物塘一级人工湿地一级植物塘进水处理前的星云湖水星云湖水经人工湿地处理后的出水四、常见的污水处理工艺 湿地处理系统 甘坑村位于深圳龙岗区布吉镇，甘坑水库-平湖镇饮用水源上游。鉴于甘坑河及甘坑水库水质日趋恶化，深圳环保局筹集资金，建立了甘坑人工湿地污水处理工程，处理规模为16000吨

50、/天、处理水为生活污水、少量工业污水和雨水的混合水，其进水水质相对较好。该工程2003年7月完成施工，目前该工程运行情况良好。已经建成的深圳市甘坑人工湿地系统 深圳市甘坑人工湿地系统洪湖人工湿地系统出水池 上章主要内容回顾生物处理法的优点有哪些？根据是否需氧可分几类？分别适用于什么废水？投资少、效果好、运行费用低；好氧和厌氧生物处理好氧生物处理包括哪两大类？其流程示意图是？常见的生物膜法有哪些？生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床厌氧与好氧生物处理的显著差别在于？不需供氧、终产物为热值高的甲烷、适宜于污泥和高浓度有机废水2.4 化学处理法及物理化学处理法化学法：处理废水中的溶解态或胶态

51、的污染物质。（中和法、化学沉淀法(混凝)、氧化还原法） 化学法比物理法净化程度高、用药剂，费用较高。物理化学法：分离废水中溶解的有害物质。（吸附、离子交换、膜分离）（一）中和法 利用药剂调整废水酸、碱性。1酸性废水中和处理（1）投药中和法碱性药剂：石灰、石灰石，废碱，电石渣。常用石灰制成乳液投加，与废水混合中和，劳动强度大，污泥多，脱水困难。 （2）过滤中和法：让酸性废水通过碱性药剂的滤层。 滤料（碱性药剂）：石灰石、大理石、白云石，酸性水通过滤层中和。 硫酸废水：采用白云石作滤料，形成CaSO4结垢，关键防止结垢。 升流式膨胀中和滤池：废水由下向上，产生CO2易排出。膨胀，略流态化，不易结垢

52、 滚筒式膨胀中和滤池：滤料在滚筒中与废水中和。滤料碰撞，不易结垢。1酸性废水中和处理进水放空管受水槽带孔底版出水普通中和滤池：滤料粒径不宜过大，也不得混有粉料杂质，一般采用3050mm；过滤速度一般不宜大于1.4mm/s；接触时间不小于10min；滤床厚度一般为11.5m用废酸，酸性废水或烟道气进行中和处理，工艺简单。2碱性废水中和处理出水碱性废水液体再分布板烟道气尾气支撑板填料填料（二） 化学沉淀法 水中投加化学药剂，使之与溶解态杂质生成难溶于水的固体物质，沉淀清除。废水：有许多重金属离子（汞、镉、铅、锌）。 一般加苛性碱NaOH或石灰（CaO）。调节PH值，形成OH化物沉淀。或加入硫化纳（

53、NaS），硫化氢（H2S），形成S化物沉淀。给水：多有Ca2+，Mg2+离子，加CaO、Ca(OH)2、使之生成CaCO3和Mg(OH)2中。（三）氧化还原法1氧化法 利用氧化剂氧化分解污染物，净化废水。几乎可以处理各种工业废水，特别适用于处理废水中难以生物降解有机物。 （1）空气氧化：利用空气中的O2来氧化废水中有机物质和还原性物质。空气为氧化剂。 地下水除铁：将Fe2+氧化成Fe3+， 再在水中碱度的作用下形成Fe(OH)3。 炼油厂硫废水：向废水注空气和蒸气。硫化物氧化成硫酸盐。含硫废水123456出水压缩空气蒸汽废气1-隔油池，2-泵，3-换热器，4-射流器，5-空气氧化塔，6-分离器

54、空气氧化法处理含硫废水流程湿式空气氧化法处理含硫废水（2）臭氧氧化 O3是一种很强氧化剂。氧化能力在天然元素中仅次于氟（F）。 作用：消毒杀菌；去除酚、氰；铁、锰等金属离子；除臭和消除异味以及降低COD，BOD。 不会产生二次污染因剩余的O3很容易分解为O2，还能增加水中的溶解度，但制取（用干燥空气，氧气无声放电）耗电量大，电能利用率和臭氧利用率较低。臭氧处理闭路系统空压机提供氧气源臭氧发生器冷干机吸附干燥机臭氧发生器臭氧氧化罐、生物活性炭罐（3）氯化处理 Cl2 ：可作为消毒剂：杀灭水中的细菌和有害微生物， 也是氧化剂：氧化废水中某些有机物和还原性的有毒物质氰化物，硫化物，酚类。 如：氰化物

55、（CN-1），PH8.5， 氯的氧化反应： Cl2的作用：吸附电子形成酸根，负离子失去电子后，有助于形成稳定的分子N2、CO2、H2O、CNO-1、OH-1 常用的氯化处理药剂：液氯、漂白粉、次氯酸钠、二氧化氯等。2还原法应用较多的是处理废水中 Cr6+和 Hg2等重金属离子。还原剂：Fe、Zn、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠等。（1）处理含铬废水：用亚硫酸氢钠，硫酸亚铁+石灰法，铁屑法等， 将Cr+6还原成Cr+3，再形成 Cr（OH）3。（2）处理含汞废水：用比汞活泼的金属及硼氢化钠等来还原Hg2+。让废水通过金属屑滤床，置换反应：FeHg2Fe2Hg非金属还原剂，硼氢化纳（NaBH4）与汞反应形成

56、汞和偏硼酸，释放H2： Hg2BH42OHHgBO23 H2 。（四）吸附法一种物质附着在另一种物质表面吸附剂：活性炭、磺化煤、焦炭、煤渣、树脂。多孔固体：要求机械性能高，比表面积和孔隙率大，吸附速度快，选择性强。吸附能力：主要与吸附剂的总表面积有关，表面积、吸附量。活性炭：8002000m2/g。再生：吸附饱和后需再生。有热力、化学等再生方法。 因为，吸附法对进水预处理要求高，吸附剂昂贵。 所以，用于给废水的深度处理，去除微量难生物降解的杀虫剂，洗涤剂及某些金属离子设备：固定床、移动床，流化床（连续床）活性炭构造示意思考题：用吸附法处理废水可以使出水极为洁净。那么，是否对处理要求高、出水要求

57、高的废水，原则上都可以采用吸附法，为什么？（五）离子交换法固体离子交换剂中的某些离子与水中同性离子进行置换反应（可逆）,除去水中有害离子的方法。1交换剂无机：天然或合成沸石铝代硅酸盐，磺化煤。（能力低、机械强度弱）。有机：树脂。 树脂：阳离子、阴离子交换树脂。（分别为酸性和碱性）。离子交换剂上的可交换离子，先和交换势大的离子交换。常温，低浓度时：离子价数越高，同价离子原子序数越高，其交换势就越大。如： Fe3Cr3Ca2Mg2KNaH高温、高浓度时：次序可以改变，处于顺序后的离子可以取代位于顺序前的离子，这就是再生的依据：（交换和再生交替进行）2离子交换水处理设备常用于给水的处理软化：去除水中Ca2、Mg2+离子。（硬度） 采用阳离子交换树脂RNa Na离子交换树脂、RH。用Na，H置换水中Ca2、Mg2。置换后，Na、H进入水中，Ca2、Mg2进入树脂 （R2Ca，R2Mg）。 树脂失效后指失去交换水中硬度离子的能力 ，可用NaCl（食盐）或HCl（盐酸）进行再生（提高浓度，反方向