水污染控制工程单元1课件

主讲：王汉道

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phone:水污染控制工程水污染控制工程单元1教材：《水污染控制工程》

胡亨魁主编武汉理工大学出版社参考书籍：《废水处理工程》，唐受印，化学工业出版社《当代给水与废水处理原理》，许保玖，高等教育出版社《水处理构筑物设计与计算》，尹士君，化学工业出版社《污泥处理》，金儒霖，中国建筑工业出版社《水处理工程师手册》，唐受印，化学工业出版社杂志：《中国给水排水》、《给水排水》、《环境科学》、《环境科学学报》、《中国环境科学》、《生态环境》、《环境科学与技术》等，上网查中国学术期刊网。水污染控制工程单元1

微污染水源过滤除悬浮物

单元一水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1

1.1.1过滤池的工作过程及构造

;过滤的定义及应用（给水处理及深度处理中）；分类：按滤料种类（有单层、双层、多层滤池），按作用水头（有重力式和压力式），按进出水供排方式（有快滤、虹吸和无阀滤池）；1.1过滤水污染控制工程单元1水污染控制工程单元11.1.1快滤池的构造及工作过程快滤池由池本体、进出水管、冲洗水管及排水管等附件组成，池内设有滤料层、承托层及排水系统和冲洗排水槽。水污染控制工程单元1优良的滤料须满足的条件：有足够的机械强度，有较好的化学稳定性，有适宜的级配和足够的空隙率。级配：指滤料的粒径范围及在此范围内各种粒径的数量比例。常用滤料：石英砂、无烟煤、陶粒、聚氯乙烯和聚苯乙烯球。1.1.2滤料和承托层水污染控制工程单元1滤料的性能指标：有效直径：能使10%的滤料通过的筛孔直径(mm)，以d10表示,同样d80不均匀系数：d80与d10的比值称为，以k80表示，其意义。

滤料的纳污能力：在保证出水水质的前提下，在过滤周期内单位体积滤料中能截留的污物量。

滤料的空隙率：一定体积的滤层中空隙所占的体积与总体积的比值。水污染控制工程单元1比表面积：单位质量或单位体积滤料所具有的表面积。单层滤池通常以石英砂作为滤料，其能获得较好的出水水质，但污物穿透深度浅，不能充分利用整个滤层的纳污能力，且沉积在细砂上的污物极易固结，反洗时不易被冲去。双层滤池：在石英砂上铺一层密度小而粒度大的无烟煤滤料。承托层的作用：一是防止过滤时滤料从配水系统中流失；二是在冲洗时起一定的均匀布水作用。承托层材料：天然卵石铺垫。水污染控制工程单元1冲洗的目的；适宜的滤层膨胀率和冲洗强度的重要性。冲洗强度：单位面积滤层上所通过的冲洗流量称为之。单位：配水系统：配水均匀性的意义；大阻力和小阻力配水系统；1.1.3快滤池的冲洗水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1水污染控制工程单元1冲洗水的供应冲洗水的供给：冲洗水箱：冲洗水泵：水污染控制工程单元1滤池冲洗排水设备的设计冲洗排水槽：集水渠：水污染控制工程单元1阻力截留（对较大颗粒）重力沉降接触絮凝（对较小颗粒而言）；1.1.4过滤机理水污染控制工程单元1滤池总面积(F=Q/v)及滤速(v:5-10m/h,以经验或试验确定）；滤池个数:表3.10可供参考；每个滤池的面积：f=F/N;滤池平面可为正方形或矩形，单池面积小于30m2者，长:宽=1：1，单池面积大于80m2者,长:宽=1.25：1~1.5：1；滤池高度包括超高（0.25-0.30m），滤层上的水深（1.5-2m）,滤料层厚度，承托层厚度，配水系统高度。总高度一般为：3.0-3.5m)1.1.5快滤池的设计水污染控制工程单元1管廊的布置：集中布置滤池的管渠、配件及阀门的场所；管渠中的管道一般为金属材料，也可用钢筋混另土渠道。设计中根据具体情况提出几种布置方案，比较后决定；管道布置的要求；管道的几种布置形式：水污染控制工程单元1全部布置在管廊内；结构简单，施工方便。水污染控制工程单元1冲洗水和清水渠布置在管郎内，进水和集水渠以渠道形式布置于滤池另一侧水污染控制工程单元1排水渠单独设置，其余采用金属管道。水污染控制工程单元1对大型滤池，可用虹吸管代替排水或进水支管；冲洗水管和清水管仍用阀门。水污染控制工程单元1相关知识1.2水资源及其循环1.3水污染的来源及其危害1.4污水水质与水污染控制标准1.5水体自净与水环境容量1.6水污染控制的原则和方法水污染控制工程单元11.2水资源

全球水分布：

总量约：

1.36X109km3我国水资源特点：

总量多，人均占有量少

空间的分布上不均匀

时间的分布上不均匀我国水资源总量：

2.8亿m3排世界第六，但人均仅2300m3

列121位（世界平均10240m3

）。水污染控制工程单元1水的自然循环：

地球表面液态的水(河川、湖泊、土壤水分等)和固态的水(有冰川、冰盖、冰帽等)，在阳光的照射下，受热蒸发为汽。上升遇冷，凝结为云雾，漂浮空间，随大气环流迁移。在一定条件下，形成雨、雪等降水，回落地面。有的遇冷成冰．形成冰帽、冰盖或冰川；有的为植物或地物所截留、逐渐蒸发为水汽；有的渗入地下，成为土壤水和地下水；有的沿地面流向低处，称地面径流(以区别于地下径流——流动的地下水)。径流汇集地面低洼处，形成泉、溪、沼泽、池塘、湖泊、河川等天然水体，最后流归海洋。这种不断发生相态转换和周而复始运动的过程，称水的自然循环。水污染控制工程单元1水的社会循环水在人类社会活动中构成的局部循环系统。给水系统与排水系统:p3水污染控制工程单元11.3水污染的来源及其危害1.3.1天然水的质量：p4.1.3.2.水污染的来源：水污染的定义，分类.1.3.2.1工业污染源1.3.2.2生活污染源（洗涤、沐浴、冲洗厕所的污水等）1.3.2.3面污染源（雨雪水冲刷，农田施肥和喷农药流失到水体，畜禽粪便污染）水污染控制工程单元11.2.3水污染的危害（1）加剧水资源短缺危机，破坏可持续发展的基础。（2）降低饮用水的安全性，威胁人民身体健康。（3）影响农产品和渔业产品质量安全。（4）危害水体生态系统。水污染控制工程单元12002环境状况公告废水和主要污染物排放量

2002年，全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨，其中工业废水排放量207.2亿吨；城镇生活污水排放量232.3亿吨，超过环境容量的82％。废水中化学需氧量（COD）排放总量1366.9万吨。其中工业废水中COD排放量584.0万吨；城镇生活污水中COD排放量782.9万吨。七大水系：741个重点监测断面中，29.1%的断面满足Ⅰ～Ⅲ类水质要求，30.0%的断面属Ⅳ、Ⅴ类水质，40.9%的断面属劣Ⅴ类水质。七大水系主要污染指标：石油类、生化需氧量、氨氮、高锰酸盐指数、挥发酚和汞等。长江三峡库区：干流7个断面和支流3个断面均为Ⅲ类水质，水质保持良好。仅第三季度干流5个断面因铅超标。南水北调工程（东线）：沿线水质监测13个断面，3个断面Ⅲ类水质，占23.1%；2个断面Ⅳ类水质，占15.4%；5个断面Ⅴ类水质，占38.4%；3个断面劣Ⅴ类水质，占23.1%。湖泊、水库：主要湖泊氮、磷污染较重，导致富营养化问题突出。滇池草海为重度富营养状态，太湖和巢湖为轻度富营养状态。水污染控制工程单元12002环境状况公告地下水地下水水位有所回升地下水水质总体较好，局部受到一定程度的点状或面状污染，部分指标超标。近岸海域水质2002年近岸海域污染有所减轻，一、二类海水比例为49.7%，；四类、劣四类水质比例为35.9%，近岸海域的主要污染指标是无机氮、活性磷酸盐，部分海域石油类、化学需氧量和铅超标，个别海域重金属铜、汞、镉超标。赤潮2002年，全海域共发现赤潮79次，累计面积超过10000平方公里。在部分海域多次检测出亚历山大藻（Alexandrium）和裸甲藻（Gymnodrium）等有毒赤潮藻类。我国600多座城市中有400多座供水不足，其中100多座严重缺水；我国尚有3.6亿农村人口喝不上符合卫生标准的水。水污染控制工程单元11.4污水水质我拿什么来表达你？—污水国际通用三大类指标：

物理性指标化学性指标生物性指标水污染控制工程单元1水质分析指标物理性指标加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质挥发性物质VS溶解物质DS固定性物质FS色度固体物质TS工业废水常引起水体热污染悬浮固体物质SS嗅和味温度水污染控制工程单元1总固体，720悬浮固体，220溶解固体，500可沉，160不可沉，60有机，120无机，40有机，45无机，15有机，40无机，10有机，160无机，290胶体，50分子，450生活污水中各部分固体的组成（单位mg/L）水污染控制工程单元1化学性指标有机物有机物种类繁杂，很难逐个测定，从水体有机污染物看，其主要危害是消耗水中溶解氧，故在实际工作中采用生物化学需量、化学需氧量、总有机碳、总需氧量等指标来反映需氧有机氧物的含量。水污染控制工程单元1化学性指标有机物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量（以mg/L为单位）。有机污染物被好氧微生物氧化分解，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化至少需要20天完成。实际中，常以5天作为测定生化需氧量的标准时间，称五日生化需氧量（BOD5）通常以20°C为测定的标准温度。BOD:BiologicalOxygenDemand在规定条件下好氧微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量（20℃，5天）水污染控制工程单元1化学性指标有机物化学需氧量（COD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾(K2Cr2O7)称CODCr,(简称COD）和高锰酸钾(KMnO4)称CODMn或OC

。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强；如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系。

COD:ChemicalOxygenDemand用化学氧化剂氧化分解水中有机物时所消耗的氧化剂量折合成的氧量。（O2）（mg/L）水污染控制工程单元1化学性指标有机物总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC:TotalOrganismCarbon在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD之间存在一定的相关关系。TOD:TotalOxygenDemand在900-950℃高温下，将污水中能被氧化的物质，主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质燃烧氧化成稳定的氧化物测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。水污染控制工程单元1化学性指标有机物油类污染物石油类：来源于工业含油污水动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值：油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海洋的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。水污染控制工程单元1化学性指标有机物酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水酚浓度低时，能影响鱼类的回游繁殖。酚浓度达0.1～0.2mg/L时，鱼肉有酚味。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001mg/L即有异味，排放标准0.5mg/L

）灌溉用水超过5mg/L时，农作物减产，甚至枯死水污染控制工程单元1化学性指标无机性指标过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养化，导致水生植物尤其是藻类的大量繁殖，造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及类金属砷等生物毒性显著的元素，一般指序号21－83，比重大于4的金属，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。一般要求处理后污水的pH值在6～9之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH值发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。植物营养元素pH值重金属重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，影响人体健康。本底浓度，污染来源：水污染控制工程单元1含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素污水中氮有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成赤潮；引起鱼类死亡，水质迅速恶化。关于氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素TN：一切含氮化合物以N计量的总称；TKN：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮；氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水；NOx-N:亚硝酸盐氮和硝酸盐氮水污染控制工程单元1含磷化合物磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐：正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-)、磷酸二氢盐H2PO4-、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P2O74－)、三磷酸盐(P3O105-)

三磷酸氢盐(HP3O92-)

水污染控制工程单元1生物性指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：传播疾病、影响卫生、导致水体缺氧来源及危害水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度常以：细菌个数/毫升计如：饮用水：<100个/毫升

医院排水：<500个/毫升细菌总数大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性常以：大肠菌群数/升计如：饮用水：<3个/升城市排水：<10000个/升

游泳池：<1000个/升大肠菌群水污染控制工程单元1从几个水质标准看水处理工程的任务几种水质标准中主要指标浓度值（mg/L）主要指标CODcrBOD5SSNH3-NTP一般城市污水250－300100－150150-20030（TKN:40）4-5国家排放标准GB189182002一A5010105（8）1一B6020208（15）1.5二级100303025（30）3三级1206050－5中水回用（冲厕）－10510－地表水I类<15<3无漂浮沉积物0.50.02II类<1530.50.1(0.025)III类15410.1(0.05)IV类20620.2V类251020.2一般景观用水CODmn：108透明>0.5m0.50.05生活饮用水感观性状与一般化学指标/毒理学指标/细菌学指标/放射性指标水污染控制工程单元11.5水体自净与水环境容量水污染控制工程单元1水体自净是指污水排入水体后,经过物理的、化学的与生物的作用,使污染物的浓度降低,受污染水体部分地或完全地恢复原状的现象。根据净化机制分为三类物理净化：稀释、扩散、沉淀化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用水污染控制工程单元1水体流动状况：水体流动越快，湍流越急污染物在