给排水科学与工程概论课件第4章(上)

1、第4章 水质工程学下4.1 污水的性质与特征4.2 水体污染与自净4.3 活性污泥处理工艺4.4 生物膜处理法4.5 厌氧生物处理第4章 水质工程学下4.1 污水的性质与特征4.1 污水的性质与特征4.1.1 污水4.1.1.1 污水的分类1.生活污水：日常生活中被生活废料所污染的水2. 工业废水 （1）生产污水：污染重，生产中被原料污染的废水 （2）生产废水：污染轻，未被直接污染的废水，如：冷却水3.初降雨水：被空气、地面的污染物污染的废水 *城市污水：生活污水与工业废水的混合水4.1 污水的性质与特征4.1.1 污水4.1.1.2 污水净化后的出路1. 排放水体（达标排放） 4.1.1.2

2、 污水净化后的出路给排水科学与工程概论课件第4章(上)2. 灌溉农田 2. 灌溉农田 3.水产养殖3.水产养殖4. 重复利用 分为 直接复用和间接复用 直接复用又分为 循序使用和循环使用4. 重复利用4.1.1.3 污水的危害1.危害人体健康 2.影响工农业生产 3.影响景观环境 4.影响渔业资源 5.破坏生态平衡4.1.1.3 污水的危害给排水科学与工程概论课件第4章(上)4.1.2 城市污水的性质与污染指标 4.1.2.1 污水的物理性质及指标1.感官性状指标（1）温度（2）色度（3）臭味 有机物厌氧腐败-氨、胺类，硫化氢等（4）固体含量（TS) 固体物质按存在形态分为：悬浮的、胶体和溶解

3、的 1)悬浮固体（SS）：粒径0.1m ，有机和无机悬浮物 2)胶体： 粒径0.001m0.1m 3)溶解型固体：粒径0.001m，无机盐和溶解性有机物4.1.2 城市污水的性质与污染指标 4.1.2.1 污（一）无机物及指标 分为无直接毒害作用和有直接毒害作用二类1.无直接毒害作用无机物质 酸碱 氮、磷 水中的营养物质，可导致水体的富营养化。4.1.2.2、污水的化学性质及指标（一）无机物及指标4.1.2.2、污水的化学性质及指标给排水科学与工程概论课件第4章(上)氮及其化合物 氮的评价指标： 总氮（TN）： 包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 氨氮： NH3与NH4+，属于污水中的碱性

4、物质，为微生物提供 氮源 凯氏氮（KN）： 有机氮+氨氮-能为微生物所利用 亚硝酸盐氮和硝酸盐氮=总氮凯氏氮 有机氮=凯氏氮氨氮 磷及其化合物 分为有机磷和无机磷，一般测总磷TP氮及其化合物 硫化物与硫酸盐S2- 消耗溶解氧H2S - H2SO4 H2SO4 腐蚀 影响生物处理 氯化物 浓度过高-抑制生物生长，腐蚀设备 硫化物与硫酸盐2.有直接毒害作用 重金属离子： 汞、镉、铬、铅-对生物和人体有毒（蓄积），毒性慢、危害大。 非重金属毒物：氰化物、砷化物，-毒性快 重金属的危害： 不能降解，只能形态上转换-离子变沉淀 常以底泥形式存在于底泥之中，形成次生污染源 形态转换增强毒性，甲基汞无机汞易

5、通过食物链成千上万的富集2.有直接毒害作用（二）有机物及评价指标分为易生物降解和难生物降解二类1.易生物降解有机物 自然界中存在的蛋白质、碳水化合物、脂肪等2.难生物降解有机物 大多为人工合成有机物，例如：塑料、合成橡胶、合成洗涤剂、有机农药等。（二）有机物及评价指标（三）有机物污染指标1.生物化学需氧量（BOD）: 水温在20条件下，由于微生物活动（主要指细菌），将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。BOD 优点: （1）表示水体被有机物污染程度（2）表示污水可生化降解程度 缺点：（1）测定时间长 （2）受水质条件限制（三）有机物污染指标BOD 优点: 2.化学需氧量（COD） 用强氧化剂，

6、在酸性条件下将有机物氧化成CO2和 H2O所消耗的氧量。 用重铬酸钾作为氧化剂-CODCr-污水中常用-氧化能力强（8090%） 用高锰酸钾作为氧化剂-CODMn（OC）-给水中常用-氧化能力差-值偏低-耗氧量 对于同一水样： CODCrBODBOD5CODMn给排水科学与工程概论课件第4章(上)COD的特点 快速准确，几小时 氧化能力强，可氧化难降解物质 不能反映可被生物降解的有机物的量 水中还原性物质干扰测定(Cl-、S2-) 可生化性指标：常用BOD5/CODCr来表示污水的可生化性 BOD5 /COD0.5易生化BOD5 /COD0.3可生化BOD5 /CODCODBODCOBOD/C

7、OD又叫B/C比，表征了污废水的什么性质含氧量可生化性酸碱度大肠菌群数ABCD提交单选题1分BOD/COD又叫B/C比，表征了污废水的什么性质含氧量可生第4章 水质工程学4.1 污水的性质与特征4.2 水体污染与自净4.3 活性污泥处理工艺4.4 生物膜处理法4.5 厌氧生物处理第4章 水质工程学4.1 污水的性质与特征4.2 水体污染与自净4.2.1 水体污染与危害4.2.2 水体自净规律4.2.3 污水处理的基本方法与系统（书中第4.6节）4.2 水体污染与自净4.2.1 水体污染与危害4.2.1 水体污染与危害一、概 念：水体污染：指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和

8、水体的环境容量，从而导致水的物理、化学及微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和功能受到破坏。环境容量：在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允许污染物负荷量，又称水体纳污能力。本底含量：水体本来所含有的污染物数量和浓度。4.2.1 水体污染与危害一、概 念：造成水体污染的原因 （1）点源污染：未经妥善处理的城市污水集中排入 水体；工业废水集中排放； （2）面源污染（非点源污染）：农田施肥、农药等随雨水径流进入水体造成的污染造成水体污染的原因二、水体的物理污染与危害1.水温一般1025，热污染（超过60 ）的危害：水温增加，化学反应速率加快，使水的物理化学性质发生变化（溶解度、粘度

9、、电导率）水温增加，细菌、藻类繁殖加快，富营养化二、水体的物理污染与危害1.水温2.色度 表色：由悬浮固体（泥沙、纸浆）形成的颜色，容易去 除，沉淀或混凝方法去除； 真色：由溶解性物质或胶体形成的颜色，不易去除，如印染废水，人工合成的高分子有机化合物，高级氧化等方法去除。 引起感官不悦； 影响透光率-影响光合作用，妨碍水体自净 2.色度 3. 固体物质污染：悬浮、胶体及溶解固体。危害： 与色度相似；有机悬浮固体可消耗水中DO ；悬浮固体可使其它污染物随水流迁移给排水科学与工程概论课件第4章(上)三、 无机物污染及危害酸碱度危害： 酸碱会使水体pH值发生变化，影响水体自净能力，导致一些水生动植物

10、的死亡； 对管道、污水处理构筑物及设备产生腐蚀作；三、 无机物污染及危害2. 氮、磷的污染（1）含氮化合物的转化ammonification, nitrification, denitrification（2）磷化合物的转化有机磷和无机磷两大类（3）水体富营养化 eutrophication2. 氮、磷的污染 （1）含氮化合物的转化 阶段1：含氮有机物如蛋白质、多肽、有机酸和尿素等通过氨化过程，转化为无机态的氨氮； 阶段2：氨氮化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程，称为硝化过程 以上两阶段均在微生物的作用下完成给排水科学与工程概论课件第4章(上)含氮化合物在水体中的转化：第一步：有机氮-NH3 (有氧或

11、无氧)-氨化阶段第二步：NH3-NO2-NO3-(有氧)-硝化阶段第三步：NO3-N2-缺氧-反硝化阶段含氮化合物在水体中的转化：（2）磷的转化 有机磷大多呈胶体和颗粒状，可溶性的有机磷只占30%左右。 无机磷几乎都是以可溶性磷酸盐形式存在，偏磷酸盐、正磷酸盐 水质指标总磷，是将所有含磷化合物转化为正磷酸盐后（PO43-），测定PO43- （2）磷的转化（3）水体富营养化概念：由于人类活动而使氮、磷等大量植物营养盐类进入湖泊、水库、海湾等缓流水体中，出现的藻类异常增长现象，也称“赤潮” （3）水体富营养化水体富营养化影响： 藻类异常生长，降低水体作为游览区的价值； 水生植物茂盛和水花产生影响行

12、船；作饮用水源时，易使滤池堵塞和产生臭味，增加水处理的技术难度； 藻类过度生长，枯死时分解而产生恶臭并消耗大量的溶解氧，使鱼类死亡；水体富营养化影响：3. 重金属等有毒物质对水体的污染及其迁移转化迁移转化：重金属在水体中不能为微生物降解，只能产生各种形态之间的相互转化以及分散和富集。危害： 毒性效应； 迁移转化； 在人体及动植物体内的富集。3. 重金属等有毒物质对水体的污染及其迁移转化有机汞如甲基汞、烷基汞、苯基汞等，毒性强于无机汞（HgCl2），有很强的脂溶性，易进入生物组织，并有很高的蓄积作用。慢性汞中毒时脑组织受损害先于其它各组织， 主要损害部位为大脑皮层、小脑和末梢神经。此外胃肠道、泌

13、尿系统、皮肤、眼睛均可出现一系列症状。急性汞中毒其症候为肝炎、肾炎、蛋白尿、血尿和尿毒症。金属汞被消化道吸收甚微，一般不会引起中毒。汞在无脊椎动物体中的富集可达10万倍，日本的水俣病就是人长期吃富集甲基汞的鱼而造成的。汞 Hg （ ）有机汞如甲基汞、烷基汞、苯基汞等，毒性强于无机汞（HgCl2镉的化合物毒性大，蓄积性也很强，动物吸收的镉很少能排出体外。受镉污染的河水用作灌溉农田，可引起土壤镉污染，进而污染农作物，最后影响到人体。日本的痛痛病就是吃了被含镉污水生产的稻米所致。镉进入人体后，主要贮存在肝、肾组织中不易排出。镉的慢性毒性主要使肾脏吸收能力不全，降低机体免疫能力及导致骨质疏松、软化，如

14、骨痛病所出现的骨萎缩、变形、骨折等。镉Cd（ ）-铅锌矿废水和有关工业废水镉的化合物毒性大，蓄积性也很强，动物吸收的镉很少能排出体外。水俣病，汞中毒痛痛病，镉中毒水俣病，汞中毒痛痛病，镉中毒四、有机物的污染分可生物降解和难生物降解两大类；危害：主要是消耗水中大量 的DO ，导致水体恶臭、水质恶化等现象。四、有机物的污染1.油脂类污染 （1）形成油膜后会阻碍大气复氧。 （2）水体中的油消耗水中溶解氧。 （3）在土壤形成油膜，隔绝空气，阻碍土壤微生物的增殖，破坏土层团粒结构。 （4）含油废水对排水设备和城市污水处理厂都会造成影响。1.油脂类污染2.酚污染 炼油、石油化工及合成树脂等工业，难生物降解

15、，对微生物有毒性或抑制作用3.表面活性剂 烷基苯磺酸盐（ABS), 含磷，不可生物降解 烷基芳基磺酸盐（LAS), 含磷，可生物降解4.病原微生物污染 随水流传播疾病给排水科学与工程概论课件第4章(上) 4.2.2 水体自净规律一、概念： 污染物进入水体后，水体能够在其环境容量的范围内，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染水体部分或完全恢复原状，这种现象称为水体自净或水体净化。 水体所具备的这种能力称为水体自净能力或自净容量。 4.2.2 水体自净规律一、概念： 4.2.2 水体自净规律二、自净过程：物理自净过程：污染物通过稀释、扩散、混合、沉淀及挥发，使其浓度降低，改变其分布状态。化学净化过程： 污染物通过水体的氧化还原，酸碱反应、分解化