《环境工程概论》课程教学资源（教案讲义）第三章水污染控制工程概论.doc_大学文库

环境工程概论第三章水污染控制工程概论第一节废水与水处理的基本概念、废水的基本类型通常废水可分为生活污水、工业废水以及城市污水三种类型。生活污水是指由居民的生活以及公共场所(如浴池、厕所和宾馆等)所产生的废水,主要为生活废料和人的排泄物所污染,其数量、成份和污染物质的浓度与居民的生活习惯、条件有关。其中,从洗涤途径(厨房的洗涤池和卫生间的浴缸或淋浴器)排放的污水中污染物含量相对较低,通常称为生活废水,属于回用的主要对象。生活污水一般不含对生物有毒物质,适合于微生物繁殖,因此也容易腐化变质。生活污水排入水体后将降低水体的透明度、大量消耗水体的溶解氧、增加水体中氨氮的浓度。另外,生活污水中含有大量的病原微生物,从卫生角度上看,具有一定的危害性工业废水是指在各类工业生产过程中所产生的废水工业废水中污染物主要是工业原料、中间体和反应产物。工业废水的危害性受其所含污染物成分所决定。发酵、食品和水产加工等工业生产中排放的废水所含污染物成分与生活污水比较相近,但许多工矿业生产废水中所含污染物成分和危害性十分独特。同时,由于工业门类繁多、生产性质各种各样,不同的工业废水在废水水量、污染物成分和浓度上差别也很大城市污水是指生活污水和部分工业废水混合后的废水,具有量大、性质和污染物成分相对稳定的特点,城市污水一般都进入城市污水处理厂进行集中处理。在合流制排水系统中,城市污水还包括部分雨水。许多工业废水由于性质独特(污染物浓度过高、污染物危害性大),直接进入城市污水处理厂后将严重影响集中处理的效果,因此必须先进行预处理并达到一定的排放标准后才能排入城市污水处理系统。许多国家和地区对工业废水进入城市排水管道提出了相应的水质标准,通常称为“接管标准二、废水的特性废水的特性必须从其物理特性、化学组分、生物成分三方面来考虑。物理特性:废水的物理特性主要包括浊度、颜色、气味、嗅味、温度、固体悬浮物浓度,放射性化学组分:废水的化学组分分为有机物、无机物二类。废水中主要的有机物组分有: 碳氢化合物、脂肪、油和润滑脂、农药、酚、蛋白质、表面活性剂等:主要无机物组分有:碱度物质、酸度物质、氯化物、重金属、氮、磷、硫、有毒化合物。这些污染物在废水中可以呈多种相态存在,其中气体组分主要有硫化氢、甲烷和氧气等生物成分:废水中主要生物成分是微生物,包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物和病毒等。这些微生物可能是原废水带来的,也可能是在废水排放后孳生的,说明废水本身有适合于微生物生存的各方面条件。微生物含量高的废水适合于使用生物法处理由于废水性质的复杂性、多样性,实际工程中要彻底分析清楚废水中所含的污染物成分及其含量是相当困难的。因此,我们常常根据各种污染物的污染特点,将其划分为以下几种主要类型: 1,固体悬浮物。造成水的浊度和色度的主要组分。影响水的景观和使用功能,使得

环境工程概论 7 第三章水污染控制工程概论第一节废水与水处理的基本概念一、废水的基本类型通常废水可分为生活污水、工业废水以及城市污水三种类型。生活污水是指由居民的生活以及公共场所(如浴池、厕所和宾馆等)所产生的废水，主要为生活废料和人的排泄物所污染，其数量、成份和污染物质的浓度与居民的生活习惯、条件有关。其中，从洗涤途径(厨房的洗涤池和卫生间的浴缸或淋浴器)排放的污水中污染物含量相对较低，通常称为生活废水，属于回用的主要对象。生活污水一般不含对生物有毒物质，适合于微生物繁殖，因此也容易腐化变质。生活污水排入水体后将降低水体的透明度、大量消耗水体的溶解氧、增加水体中氨氮的浓度。另外，生活污水中含有大量的病原微生物，从卫生角度上看，具有一定的危害性。工业废水是指在各类工业生产过程中所产生的废水工业废水中污染物主要是工业原料、中间体和反应产物。工业废水的危害性受其所含污染物成分所决定。发酵、食品和水产加工等工业生产中排放的废水所含污染物成分与生活污水比较相近，但许多工矿业生产废水中所含污染物成分和危害性十分独特。同时，由于工业门类繁多、生产性质各种各样，不同的工业废水在废水水量、污染物成分和浓度上差别也很大。城市污水是指生活污水和部分工业废水混合后的废水，具有量大、性质和污染物成分相对稳定的特点，城市污水一般都进入城市污水处理厂进行集中处理。在合流制排水系统中，城市污水还包括部分雨水。许多工业废水由于性质独特(污染物浓度过高、污染物危害性大)，直接进入城市污水处理厂后将严重影响集中处理的效果，因此必须先进行预处理并达到一定的排放标准后才能排入城市污水处理系统。许多国家和地区对工业废水进入城市排水管道提出了相应的水质标准，通常称为“接管标准”。二、废水的特性废水的特性必须从其物理特性、化学组分、生物成分三方面来考虑。物理特性：废水的物理特性主要包括浊度、颜色、气味、嗅味、温度、固体悬浮物浓度，放射性。化学组分：废水的化学组分分为有机物、无机物二类。废水中主要的有机物组分有：碳氢化合物、脂肪、油和润滑脂、农药、酚、蛋白质、表面活性剂等；主要无机物组分有：碱度物质、酸度物质、氯化物、重金属、氮、磷、硫、有毒化合物。这些污染物在废水中可以呈多种相态存在，其中气体组分主要有硫化氢、甲烷和氧气等。生物成分：废水中主要生物成分是微生物，包括细菌、放线菌、真菌、藻类、原生动物和病毒等。这些微生物可能是原废水带来的，也可能是在废水排放后孳生的，说明废水本身有适合于微生物生存的各方面条件。微生物含量高的废水适合于使用生物法处理。由于废水性质的复杂性、多样性，实际工程中要彻底分析清楚废水中所含的污染物成分及其含量是相当困难的。因此，我们常常根据各种污染物的污染特点，将其划分为以下几种主要类型： 1, 固体悬浮物。造成水的浊度和色度的主要组分。影响水的景观和使用功能，使得

管道和处理设备淤积、堵塞。废水中常见的固体悬浮物有:泥沙、生物污泥、化学污泥 2,有机污染物。包括天然和人工合成的有机高分子物质如纤维素、蛋白质、木质素淀粉、农药、有机合成染料等以及这些高分子物质的中间体和生物代谢物质如单糖、氨基酸、脂肪酸、醛类和酚类以及酮类等。许多有机污染物具有耗氧性质,即在水体中被微生物分解而消耗大量的溶解氧,成为其污染的主要特征之一。 3,植物营养素N、P。生活污水和许多工业废水中含有大量的N、P物质,如粪便污水、洗涤废水和化肥及农药工业排水。它们是造成水体富营养化的直接而最重要的原因。 4,重金属。产生于采矿业、金属品加工和农药生产等。其中,汞、镉、铅、铬、砷危害最大,并称“五毒”。重金属在生物体内能富积,并且不同的重金属形态表现出不同的毒性 5,酸、碱。许多工业生产排放大量酸性和碱性废水,典型的有:基本无机化学品(苛性碱、硫酸、盐酸等)生产行业、电镀加工、钢铁生产、造纸、采矿和微生物发酵等。酸碱不仅造成设备和材料的腐蚀,而且妨碍废水的生物处理,破坏水体的生态环境。 6,石油类。不仅有害于水资源的利用,而且妨碍水体的复氧,对水生生物有相当大的危害 7,难降解的有机物。来自于有机合成工业,主要指有机氯化合物和多环有机化合物由于生物难降解性质,将导致在环境和生物体内富集,并具有“三致”危害性 8,放射性物质。主要来自于采矿业的排水和核电站的废水,常见的放射性污染物有铀、钍、钚等。三、废水的水质指标在考虑或研究废水处理的方法时,首要条件是全面掌握废水的特性,包括物理特性化学组分和生物成分。此外,为了控制和掌握废水处理设备的工作状况和处理效果,也必须定期对处理过程中的废水水质进行检测正如前面所提到的,要彻底分析清楚废水的化学组分是相当困难的,尤其在是水质的测定必须经常性进行的情况下。这样,通过长期的研究和实践,人们确定了一些具有规范化的水质测定方法和相应的水质指标。这些指标在较大程度上反映了废水的性质并能用于在相当程度上反映废水处理过程的本质,测定方法在保证有效性的前提下应力求简便、快捷,以指导水污染控制工程实践。如下是常用的废水水质指标 1,悬浮固体( Suspended Solid,简称SS) 挥发性悬浮固体是指在悬浮固体中600℃下灼烧所失去的重量,用它表示悬浮固体中的有机物更为合理。常用的悬浮固体单位是gL或mgL 由于水常常是流动的,水中的固体含量是指随水流流动而不至于下沉的固体物。一般的废水中溶解性固体量是非常低的,因此悬浮固体的量总能代表水中的总的固体物。假如让流动的水静止,其悬浮固体可能会要下沉。 2,生化需氧量( Biological Oxygen Demand,简称BOD) 生化需氧量是指1L废水中有机污染物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧,单位是ng/L。BOD即是对水中可生物降解有机成分的间接指标,也是进行生化反应需氧量的直接反映,它是废水生物处理中最重要的参数之

环境工程概论 8 管道和处理设备淤积、堵塞。废水中常见的固体悬浮物有：泥沙、生物污泥、化学污泥等。 2, 有机污染物。包括天然和人工合成的有机高分子物质如纤维素、蛋白质、木质素、淀粉、农药、有机合成染料等以及这些高分子物质的中间体和生物代谢物质如单糖、氨基酸、脂肪酸、醛类和酚类以及酮类等。许多有机污染物具有耗氧性质，即在水体中被微生物分解而消耗大量的溶解氧，成为其污染的主要特征之一。 3, 植物营养素 N、P。生活污水和许多工业废水中含有大量的 N、P 物质，如粪便污水、洗涤废水和化肥及农药工业排水。它们是造成水体富营养化的直接而最重要的原因。 4, 重金属。产生于采矿业、金属品加工和农药生产等。其中，汞、镉、铅、铬、砷危害最大，并称“五毒”。重金属在生物体内能富积，并且不同的重金属形态表现出不同的毒性。 5, 酸、碱。许多工业生产排放大量酸性和碱性废水，典型的有：基本无机化学品(苛性碱、硫酸、盐酸等)生产行业、电镀加工、钢铁生产、造纸、采矿和微生物发酵等。酸、碱不仅造成设备和材料的腐蚀，而且妨碍废水的生物处理，破坏水体的生态环境。 6, 石油类。不仅有害于水资源的利用，而且妨碍水体的复氧，对水生生物有相当大的危害。 7, 难降解的有机物。来自于有机合成工业，主要指有机氯化合物和多环有机化合物。由于生物难降解性质，将导致在环境和生物体内富集，并具有“三致”危害性。 8, 放射性物质。主要来自于采矿业的排水和核电站的废水，常见的放射性污染物有：铀、钍、钚等。三、废水的水质指标在考虑或研究废水处理的方法时，首要条件是全面掌握废水的特性，包括物理特性、化学组分和生物成分。此外，为了控制和掌握废水处理设备的工作状况和处理效果，也必须定期对处理过程中的废水水质进行检测。正如前面所提到的，要彻底分析清楚废水的化学组分是相当困难的，尤其在是水质的测定必须经常性进行的情况下。这样，通过长期的研究和实践，人们确定了一些具有规范化的水质测定方法和相应的水质指标。这些指标在较大程度上反映了废水的性质，并能用于在相当程度上反映废水处理过程的本质，测定方法在保证有效性的前提下应力求简便、快捷，以指导水污染控制工程实践。如下是常用的废水水质指标： 1，悬浮固体（Suspended Solid，简称 SS）挥发性悬浮固体是指在悬浮固体中 600℃下灼烧所失去的重量，用它表示悬浮固体中的有机物更为合理。常用的悬浮固体单位是 g/L 或 mg/L。由于水常常是流动的，水中的固体含量是指随水流流动而不至于下沉的固体物。一般的废水中溶解性固体量是非常低的，因此悬浮固体的量总能代表水中的总的固体物。假如让流动的水静止，其悬浮固体可能会要下沉。 2，生化需氧量（Biological Oxygen Demand,简称 BOD）生化需氧量是指 1 L 废水中有机污染物在好氧微生物作用下进行氧化分解时所消耗的溶解氧，单位是 mg/L。BOD 即是对水中可生物降解有机成分的间接指标，也是进行生化反应需氧量的直接反映，它是废水生物处理中最重要的参数之一

环境工程概论由于微生物的降解作用较缓慢,废水中有机物完全降解完毕需要大约20d左右的时间。因此,为实用起见,一般取5d所消耗的氧来作为指标,简称为BOD3。另外,由于温度不一样,微生物降解作用也不一样,因此控制温度为20°℃。测定工业废水的BOD时,接种的生物菌种须经驯化,或者说:测定不同废水的BOD5 需要接种适应该工业废水的微生物污泥或生物膜。在废水中含有比较高的N浓度时,为防止硝化菌氧化№而消耗额外的氧,还需加NH3的抑制剂。在有毒物质存在下BOD5的测定方法,除用螯合剂束缚有毒金属,还可以连续搅动瓶中的液体,增加瓶内的微生物浓度。有时还需要在测定装置中添加适量的生物营养剂。 3,化学需氧量( Chemical0 xy gen Demand,简称COD) 用强氧化剂(重铬酸钾或高锰酸钾)在酸性条件下能将废水中有机物彻底矿化,其中碳水化合物被氧化为H0和CO2,此时所测定的氧(重铬酸钾或高锰酸钾中的化合态氧)的消耗量即为化学需氧量。由重铬酸钾法测定得出的化学需氧量,简称为COε;由高锰酸钾法测定得出的化学需氧量简称为oD或高锰酸钾指数。其中,COD,测定中使用硫酸银作为催化剂 COD是间接反映废水中相对强氧化剂为还原性的物质的指标,包括几乎所有的有机物和一些还原性无机物。如废水中无机物很少,那么,COD反映的几乎就是废水中全部的有机物含量由于强氧化剂对有机物的氧化作用比微生物的生物氧化作用更强烈和彻底,因此废水的COD一般总是大于BO值。对于生活污水BOD和COD的比值大致为0.4~0.8,BOD3 和CoDx的比值(B/C)大小常常被用来判断废水能否用好氧生物法来处理或者判断用好氧生物法处理能够进行到怎样的程度。另外,该比值可以间接地衡量原废水中生物毒性物质含量的高低。由于生物需氧量的测定是在好氧条件下进行的,因此废水的BOD指标对指导厌氧生物处理仅具有一定的参考意义。 4,理论需氧量( Theoretical Oxygen Demand,简称THOD) 如果废水中的有机物能被写出其分子式,那么就可以用相应的完全氧化反应方程来计算出对其完全氧化所需要的氧量的理论值,这便是理论需氧量 5,总需氧量TD( Total Oxy gen Demand) 它是指在900°C下将废水加以燃烧,使废水中的有机物及部分无机物完全氧化所需氧量。这一指标目前很少使用 6,有机碳T0C( Total0 xygen Carbon) 前面反映有机物浓度的指标BOD、COD虽说测定方法成熟、有效性好,但测定所花的时间较长:BOD一般需5天,CO一般需加热沸腾2h。另外废水中的有机物浓度不高时测定的精度不高,为了快速测定废水的有机物浓度,特别是废水中含微量有机物的情况下,往往测定废水的T0C值来反映有机物浓度 TC测定过程中,废水样品在约950℃下高温燃烧,用红外线仪定量测出燃烧中所生成的CO2量,此时测得的碳的含量为废水中的总碳(TC)含量。总碳中包含有机碳和以CO2 和HCO形成存在的无机碳。如在高温燃烧前,将废水进行酸化曝气,去除无机碳后用同样的方法测定的废水的含碳量即为总有机碳TOC。也可以将废水先加热至150℃,此时也只有无机碳转变成CO,此时用红外线测定的含碳量为总无机碳TIC,TC-TC=TOC

环境工程概论 9 由于微生物的降解作用较缓慢，废水中有机物完全降解完毕需要大约 20 d 左右的时间。因此，为实用起见，一般取 5 d 所消耗的氧来作为指标，简称为 BOD5。另外，由于温度不一样，微生物降解作用也不一样，因此控制温度为 20o C。测定工业废水的 BOD5 时，接种的生物菌种须经驯化，或者说：测定不同废水的 BOD5 需要接种适应该工业废水的微生物污泥或生物膜。在废水中含有比较高的 NH3 浓度时，为防止硝化菌氧化 NH3 而消耗额外的氧，还需加 NH3 的抑制剂。在有毒物质存在下 BOD5 的测定方法，除用螯合剂束缚有毒金属，还可以连续搅动瓶中的液体，增加瓶内的微生物浓度。有时还需要在测定装置中添加适量的生物营养剂。 3，化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，简称 COD) 用强氧化剂(重铬酸钾或高锰酸钾)在酸性条件下能将废水中有机物彻底矿化，其中碳水化合物被氧化为 H2O 和 CO2，此时所测定的氧(重铬酸钾或高锰酸钾中的化合态氧)的消耗量即为化学需氧量。由重铬酸钾法测定得出的化学需氧量，简称为 CODCr；由高锰酸钾法测定得出的化学需氧量简称为 CODMn 或高锰酸钾指数。其中，CODCr 测定中使用硫酸银作为催化剂。 COD 是间接反映废水中相对强氧化剂为还原性的物质的指标，包括几乎所有的有机物和一些还原性无机物。如废水中无机物很少，那么，COD 反映的几乎就是废水中全部的有机物含量。由于强氧化剂对有机物的氧化作用比微生物的生物氧化作用更强烈和彻底，因此废水的 COD 一般总是大于 BOD 值。对于生活污水 BOD5和 CODCr 的比值大致为 0.4～0.8，BOD5 和 CODCr 的比值(B/C)大小常常被用来判断废水能否用好氧生物法来处理或者判断用好氧生物法处理能够进行到怎样的程度。另外，该比值可以间接地衡量原废水中生物毒性物质含量的高低。由于生物需氧量的测定是在好氧条件下进行的，因此废水的 BOD 指标对指导厌氧生物处理仅具有一定的参考意义。 4，理论需氧量(Theoretical Oxygen Demand，简称 THOD) 如果废水中的有机物能被写出其分子式，那么就可以用相应的完全氧化反应方程来计算出对其完全氧化所需要的氧量的理论值，这便是理论需氧量。 5,总需氧量 TOD(Total Oxygen Demand) 它是指在 900o C 下将废水加以燃烧，使废水中的有机物及部分无机物完全氧化所需氧量。这一指标目前很少使用。 6，有机碳 TOC(Total Oxygen Carbon) 前面反映有机物浓度的指标 BOD、COD 虽说测定方法成熟、有效性好，但测定所花的时间较长：BOD5 一般需 5 天，COD 一般需加热沸腾 2 h。另外废水中的有机物浓度不高时测定的精度不高，为了快速测定废水的有机物浓度，特别是废水中含微量有机物的情况下，往往测定废水的 TOC 值来反映有机物浓度。 TOC 测定过程中，废水样品在约 950o C 下高温燃烧，用红外线仪定量测出燃烧中所生成的 CO2 量，此时测得的碳的含量为废水中的总碳(TC)含量。总碳中包含有机碳和以 CO2 和 HCO3 -形成存在的无机碳。如在高温燃烧前，将废水进行酸化曝气，去除无机碳后用同样的方法测定的废水的含碳量即为总有机碳 TOC。也可以将废水先加热至 150o C，此时也只有无机碳转变成 CO2，此时用红外线测定的含碳量为总无机碳 TIC，TC-TIC=TOC

环境工程概论总有机碳的单位为mg/1,生活污水的T0C一般为100~350mg/1,其值略高于BODs 7,营养物质N、P 有关氮的指标有: (1)有机氮,N- or gan,主要指在蛋白质、尿素、尿酸、氨基酸等有机物内所含的氮也包括偶氮和联氮等 (2)氨氮NH3-N,指以NH3和NH形态存在的氮 (3)总凯氏氮TKN,指以-3价存在的氮。TKN=N- organ的一部分+NH3-N 包括:蛋白质、尿素、氨基酸等所含的氮,不包括偶氮、联氮以及丙烯腈中的氮。 4)硝态氮NO一N,指以NO2和NO3形态存在的氮 5)总氮TN,所有形态的氮的总和有关磷的指标有: (1)有机磷P- organ,指在有机物中结合的磷,如合成洗涤剂和有机磷农药中的磷 (2)正磷PO3一P指以PO3或HPO2,H2PO3形态存在的磷 (3)聚合磷Poly一P,指以焦磷酸盐P2O和聚合三磷酸盐P:O。等形态存在的磷。 4)总磷TP,所有形态磷的总和有关氮磷的指标之所以重要,不仅因为N、P是水体富营养化的主要原因,而且氮磷也是废水生物处理过程中的重要因素。另外,不同形态的氮磷也反映了废水处理过程的不同阶段。工业废水因为缺乏必要的N、P将严重影响生物处理效果在美国城市污水中总磷达到6~20mg/1,有机磷为2~5mg/1,无机磷为4~15mg/I 8,有毒物质废水中对人体健康或其它生物危害较大的有毒物质往往需要单独测定。常用的有毒物质指标有:氰化物、甲基汞、砷化物、镉、铅、六价铬、酚、醛。 9,酸度及碱度酸度用pH来表示:碱度指水中HO3和CO32的含量,一般以CaCO的含量来计算。碱度的大小某种程度上也能反映pH的大小,当pHh碱度也小,pH大则碱度也大。废水中碱度的高低还决定了废水的缓冲性能强弱,对废水处理有重要影响如表3-1、3-2所示是我国于1998年1月1日实施的的其中一部分。表3-1第一类污染物最高允许排放浓度(mgL) (1997年12月31日之前建设的单位) 高允许排放浓度卜得检出 367 总砷 (a芘 0003 总a放射

环境工程概论 10 总有机碳的单位为 mg/l，生活污水的 TOC 一般为 100～350mg/l，其值略高于 BOD5。 7，营养物质 N、P 有关氮的指标有： (1)有机氮，N-organ，主要指在蛋白质、尿素、尿酸、氨基酸等有机物内所含的氮，也包括偶氮和联氮等。 (2)氨氮 NH3-N，指以 NH3 和 NH4 +形态存在的氮。 (3)总凯氏氮 TKN，指以-3 价存在的氮。TKN= N-organ 的一部分* +NH3-N *包括：蛋白质、尿素、氨基酸等所含的氮，不包括偶氮、联氮以及丙烯腈中的氮。 (4)硝态氮 NOx－N，指以 NO2 -和 NO3 -形态存在的氮 (5)总氮 TN，所有形态的氮的总和。有关磷的指标有： (1)有机磷 P-organ，指在有机物中结合的磷，如合成洗涤剂和有机磷农药中的磷。 (2)正磷 PO4 3-－P 指以 PO4 3-或 HPO4 2-，H2PO4 -形态存在的磷。 (3)聚合磷 Poly－P，指以焦磷酸盐 P2O7 4-和聚合三磷酸盐 P3O10 5-等形态存在的磷。 (4)总磷 TP，所有形态磷的总和。有关氮磷的指标之所以重要，不仅因为 N、P 是水体富营养化的主要原因，而且氮磷也是废水生物处理过程中的重要因素。另外，不同形态的氮磷也反映了废水处理过程的不同阶段。工业废水因为缺乏必要的 N、P 将严重影响生物处理效果。在美国城市污水中总磷达到 6～20mg/l，有机磷为 2～5mg/l，无机磷为 4～15mg/l。 8，有毒物质废水中对人体健康或其它生物危害较大的有毒物质往往需要单独测定。常用的有毒物质指标有：氰化物、甲基汞、砷化物、镉、铅、六价铬、酚、醛。 9，酸度及碱度酸度用 pH 来表示；碱度指水中 HCO3 -和 CO3 2-的含量，一般以 CaCO3 的含量来计算。碱度的大小某种程度上也能反映 pH 的大小，当 pH h 碱度也小，pH 大则碱度也大。废水中碱度的高低还决定了废水的缓冲性能强弱，对废水处理有重要影响。如表 3－1、3－2 所示是我国于 1998 年 1 月 1 日实施的的其中一部分。表 3-1 第一类污染物最高允许排放浓度(mg/L) (1997 年 12 月 31 日之前建设的单位) 序号污染物最高允许排放浓度 1 总汞 0.05 2 烷基汞不得检出 3 总镉 0.1 4 总铬 1.5 5 六价铬 0.5 6 总砷 0.5 7 总铅 1.0 8 总镍 1.0 9 苯并(a)芘 0.00003 10 总铍 0.005 11 总银 0.5 12 总α放射性 1 Bq/L 13 总β放射性 10 Bq/L

环境工程概论四、给水工程与排水工程的关系给水排水工程是城市建设的重要内容,自来水厂、城市给水和排水管网、污水处厂等是城市的基础设施,也是水污染控制的重要手段人们从江、河湖、海以及地下含水层中取得原水,经过一定的净化过程达到人们使用要求后输送给各种用户,此称为给水工程:水经过人们使用后被污染成为废水,废水经过收集、处理后又重新回到天然水体,此称为排水工程。给水工程和排水工程共同完成水的社会循环过去由废水排放造成的污染没有今天这样严重,加上过去原水的水质、处理方法与废水有很大的差别,因此人们传统意识上对给水与排水、给水与污染控制关系的认识存在着较大的偏差。随着全世界范围内出现日益严重的水污染、水资源短缺问题,人们在更大范围、更高深度上认识到了给水与排水、给水与水污染控制之间的密切关系:由于废水没有得到妥善收集和处理,造成了天然水体的广泛而严重的污染,世界上已经很难找到十分清洁的原水,在许多地区的给水水源由于严重污染被迫弃用,污染的原水使得传统的给水处理无法达到人们既定的水质要求,自来水中含有大量对人体有害的污染物,给水工程前所未有地严重受到排水工程的制约。人们进一步认识到:应该按照系统工程学的原理考察和分析给水与废水的关系,水污染控制是给水和排水必须解决的共同任务:严重污染的原水类似于稀释的废水,过去在废水处理上常用的处理方法不再属于废水处理所独有生物滤池、生物接触氧化和生物硝化在给水中越来越广泛地被使用。同时,人们认识到: 废水的根本起源在于给水,做好节约用水和水的回用工作是废水的收集和处理的切实保证,也是减轻水体污染、保证给水处理出水水质的必要前提。第二节水污染控制工程引述、技术路线水污染是所有环境污染中最为重要的种类,对国民经济和人民生活的影响最为严重水圈是自然界中四大循环圈之一,水是一切生命赖生存的基础,对工业来说,水被喻为是不可缺少血液。水污染控制工程就是要妥善处理和处置人类活动中所产生的废水,减少或消除对环境主要是水体的污染水污染控制技术从技术路线大体可以划分为二类:第一类是废水中的杂质在排入环境(主要指水体)以前,用物理、化学、物理化学或生化等方法去除掉。这就意味着必须建立污水处理厂或车间,配备一整套处理设施。对工业废水来说,如何改进原有生产工艺,尽量减少水中污染物浓度和废水量,也包括在这一类中。第二类是在受纳水体环境容量容许下的前提下进行排放控制,确定排放形式、排放位置,利用自然界的水体自净能力进行处理。第二类技术必须建立在两个前提下:首先必须进行必要的预处理些重金属和难降解的物质不能直接排放,其次对受纳水体的自净能力及稀释扩散条件必须要有充分的研究和掌握,通常必须做水力模型试验。废水的排江排海工程、湿地净化系统、生态工程处理系统等就属于这一类。随着水资源的日益匮乏,在废水处理领域也越来越强调水资源的回收利用,尤其是对浓度较高的水以及含贵重金属材料的废水。废水的资源回收在第一类技术和第二类技术中都应得到体现

环境工程概论 12 四、给水工程与排水工程的关系给水排水工程是城市建设的重要内容，自来水厂、城市给水和排水管网、污水处理厂等是城市的基础设施，也是水污染控制的重要手段。人们从江、河湖、海以及地下含水层中取得原水，经过一定的净化过程达到人们使用要求后输送给各种用户，此称为给水工程；水经过人们使用后被污染成为废水，废水经过收集、处理后又重新回到天然水体，此称为排水工程。给水工程和排水工程共同完成水的社会循环。过去由废水排放造成的污染没有今天这样严重，加上过去原水的水质、处理方法与废水有很大的差别，因此人们传统意识上对给水与排水、给水与污染控制关系的认识存在着较大的偏差。随着全世界范围内出现日益严重的水污染、水资源短缺问题，人们在更大范围、更高深度上认识到了给水与排水、给水与水污染控制之间的密切关系：由于废水没有得到妥善收集和处理，造成了天然水体的广泛而严重的污染，世界上已经很难找到十分清洁的原水，在许多地区的给水水源由于严重污染被迫弃用，污染的原水使得传统的给水处理无法达到人们既定的水质要求，自来水中含有大量对人体有害的污染物，给水工程前所未有地严重受到排水工程的制约。人们进一步认识到：应该按照系统工程学的原理考察和分析给水与废水的关系，水污染控制是给水和排水必须解决的共同任务；严重污染的原水类似于稀释的废水，过去在废水处理上常用的处理方法不再属于废水处理所独有，生物滤池、生物接触氧化和生物硝化在给水中越来越广泛地被使用。同时，人们认识到：废水的根本起源在于给水，做好节约用水和水的回用工作是废水的收集和处理的切实保证，也是减轻水体污染、保证给水处理出水水质的必要前提。第二节水污染控制工程引述一、技术路线水污染是所有环境污染中最为重要的种类，对国民经济和人民生活的影响最为严重。水圈是自然界中四大循环圈之一，水是一切生命赖生存的基础，对工业来说，水被喻为是不可缺少血液。水污染控制工程就是要妥善处理和处置人类活动中所产生的废水，减少或消除对环境主要是水体的污染。水污染控制技术从技术路线大体可以划分为二类：第一类是废水中的杂质在排入环境（主要指水体）以前，用物理、化学、物理化学或生化等方法去除掉。这就意味着必须建立污水处理厂或车间，配备一整套处理设施。对工业废水来说，如何改进原有生产工艺，尽量减少水中污染物浓度和废水量，也包括在这一类中。第二类是在受纳水体环境容量容许下的前提下进行排放控制，确定排放形式、排放位置，利用自然界的水体自净能力进行处理。第二类技术必须建立在两个前提下：首先必须进行必要的预处理，一些重金属和难降解的物质不能直接排放，其次对受纳水体的自净能力及稀释扩散条件必须要有充分的研究和掌握，通常必须做水力模型试验。废水的排江排海工程、湿地净化系统、生态工程处理系统等就属于这一类。随着水资源的日益匮乏，在废水处理领域也越来越强调水资源的回收利用，尤其是对浓度较高的水以及含贵重金属材料的废水。废水的资源回收在第一类技术和第二类技术中都应得到体现

环境工程概论、废水处理的方法和工艺水处理工程就是使用工程手段、建造工程设备和装置来对水质进行净化处理,降低水中污染物或杂质的含量,以满足人们既定的使用要求和减少污水对环境的污染及危害水处理方法及其设备多种多样,但它们所起的作用不外乎两个:分离和转化,如物理方法和物化方法主要起分离作用,而化学方法以及生物方法主要起转化作用。在水处理系统中,分离和转化紧密关联、互为因果。受其作用原理性质的决定,每一种处理方法都有它适用的场合,如:物理法主要用于分离水中的不溶态颗粒物质,在化工上称为非均相分离;生物法主要用于转化水中能够被生物利用的溶解态和胶体态物质:化学法采用中和、沉淀、氧化还原等改变水中污染物的性质、存在形态等:物化方法主要用于水中离子和溶质的分离在实际的水处理工程中,各种水处理方法往往组合成一个完整的工艺系统来完成既定的水质净化目标,这种工作又称为废水处理工艺流程的确定。废水性质、废水处理目标是处理方法的择用和处理流程的确定的根本依据。对于城市污水的处理和原水的净化, 人们在长期的研究和工程实践中积累了丰富的经验,因此处理方法的选择和工艺流程的确定已经比较成熟。工业废水种类多、变化多,因此与城市污水的处理以及原水的净化有很大的不同,处理方法的择用和工艺的确定必须建立在大量试验研究和工程实践的基础上,从不成熟到逐渐完善。科学技术的发展日新月异和人们对水处理的要求也是在不断变化的,水处理方法和工艺处于不断更新和完善之中有些废水处理方法是从传统的给水处理中借鉴过来的,有些是从化学工程中借鉴过来的,而废水的生物处理装置在微生物学工作者看来简直类似于大型发酵池。表3-3废水处理方法一览表沉淀法澄清法分离法阻留法悬吸附法电渗析法反渗透法萃取法吹脱法转化法法化学氧化法图3-1典型的给水处理工艺流程

环境工程概论 13 二、废水处理的方法和工艺水处理工程就是使用工程手段、建造工程设备和装置来对水质进行净化处理，降低水中污染物或杂质的含量，以满足人们既定的使用要求和减少污水对环境的污染及危害。水处理方法及其设备多种多样，但它们所起的作用不外乎两个：分离和转化，如物理方法和物化方法主要起分离作用，而化学方法以及生物方法主要起转化作用。在水处理系统中，分离和转化紧密关联、互为因果。受其作用原理性质的决定，每一种处理方法都有它适用的场合，如：物理法主要用于分离水中的不溶态颗粒物质，在化工上称为非均相分离；生物法主要用于转化水中能够被生物利用的溶解态和胶体态物质；化学法采用中和、沉淀、氧化还原等改变水中污染物的性质、存在形态等；物化方法主要用于水中离子和溶质的分离。在实际的水处理工程中，各种水处理方法往往组合成一个完整的工艺系统来完成既定的水质净化目标，这种工作又称为废水处理工艺流程的确定。废水性质、废水处理目标是处理方法的择用和处理流程的确定的根本依据。对于城市污水的处理和原水的净化，人们在长期的研究和工程实践中积累了丰富的经验，因此处理方法的选择和工艺流程的确定已经比较成熟。工业废水种类多、变化多，因此与城市污水的处理以及原水的净化有很大的不同，处理方法的择用和工艺的确定必须建立在大量试验研究和工程实践的基础上，从不成熟到逐渐完善。科学技术的发展日新月异和人们对水处理的要求也是在不断变化的，水处理方法和工艺处于不断更新和完善之中。有些废水处理方法是从传统的给水处理中借鉴过来的，有些是从化学工程中借鉴过来的，而废水的生物处理装置在微生物学工作者看来简直类似于大型发酵池。表 3-3 废水处理方法一览表分离法澄清法沉淀法澄清法浮选法离心法阻留法悬吸附法离子交换法膜法电渗析法反渗透法超滤法蒸馏法萃取法结晶法吹脱法转化法化学法化学中和化学沉淀化学氧化化学还原生物法自然生物法活性污泥法生物膜法厌氧生物法图 3-1 典型的给水处理工艺流程

环境工程概论制排水系统,是将所要排除的脏水不经处理直接就近排水体,优点是简洁方便,但使水体遭到污染。现在常采用的是截流式合流排水系统,这种系统对初期雨水可得到一定程度处理。历史悠久的城市均具有其独特的合流排水系统,如罗马的排水渠,北京故宫的排水沟渠和江南地区的天井排水系统等。合流制排水系统的主要缺点是:大气降水与生活污水以及工业废水合并排放后造成废水量过大,部分截留的合流制系统在雨天仍有部份合流污水直接排入水体,造成水体污染:合流制系统的废水雨天、晴天的水质和水量差异很大,妨碍了污水厂的有效运行。 (2)分流制排水系统通常将生活污水与工业废水合并,而与大气降水分开排放的排水系统称为分流制排水系统,分别构成污水排水系统和雨水排水系统分流制又分为完全分流制和不完全分流制两种,完全分流制既有废水排水系统又有雨水排水系统,而不完全分流制则是只有废水排水系统而未建雨水排水系统,如城市发展初期多采用不完全分流制。采用分流制后,生活污水和工业废水能得到彻底和有效的处理,但其缺点是初期雨水的直接排放对水体仍具有一定的污染在工厂内部和居民楼中,也存在排水的合流与分流概念。如工业企业根据产生的废水性质,实行清污分流,较清的对环境危害性较小的废水可直接排入雨水排水系统,对于含有害物质以及污染物浓度很高时,则必须在厂内进行分流收集和局部处理,然后排入污水排水系统。居民楼中产生的污水有粪便污水和洗涤废水之分,它们由不同的排水管排放到户外,而粪便污水必须经过预处理后才允许进入城市污水排水系统 (3)混合制排水系统许多城市由于历史沿革或分期开发建设,其排水系统往往既有分流制又有合流制, 这样的排水体制称为混合制。 (4)区域排水系统两个以上城镇或地区的废水通过统一收集和处理、排放的排水系统叫做区域(或流域)排水系统,以便能有效地进行控制和管理,属于区域环境污染组合治理的重要组成。 2,污水量的估算知道废水量的大小是设计废水排入处理系统的必要条件。废水量与供水量有一定的相关性,但由于废水产生的途径各种各样、废水沟渠的渗漏以及人们对污水不自觉的偷排行为使得废水量往往很难准确测量和计算。通常,可以通过调查供水量、用水人口规模、工业产品产量和产值以及在排污沟渠实地测量等方式来进行污水量的估算 (1)生活污水设计流量估算 1)居民区生活污水设计流量估算计算公式 nNKe (L/s)(3-1) 24×3600 式中:n一设计污水量标准(L/人.d),与给水量标准、卫生设备设置、气候条件和

环境工程概论 15 制排水系统，是将所要排除的脏水不经处理直接就近排水体，优点是简洁方便，但使水体遭到污染。现在常采用的是截流式合流排水系统，这种系统对初期雨水可得到一定程度处理。历史悠久的城市均具有其独特的合流排水系统，如罗马的排水渠，北京故宫的排水沟渠和江南地区的天井排水系统等。合流制排水系统的主要缺点是：大气降水与生活污水以及工业废水合并排放后造成废水量过大，部分截留的合流制系统在雨天仍有部份合流污水直接排入水体，造成水体污染；合流制系统的废水雨天、晴天的水质和水量差异很大，妨碍了污水厂的有效运行。 (2）分流制排水系统通常将生活污水与工业废水合并，而与大气降水分开排放的排水系统称为分流制排水系统，分别构成污水排水系统和雨水排水系统。分流制又分为完全分流制和不完全分流制两种，完全分流制既有废水排水系统又有雨水排水系统，而不完全分流制则是只有废水排水系统而未建雨水排水系统，如城市发展初期多采用不完全分流制。采用分流制后，生活污水和工业废水能得到彻底和有效的处理，但其缺点是初期雨水的直接排放对水体仍具有一定的污染。在工厂内部和居民楼中，也存在排水的合流与分流概念。如工业企业根据产生的废水性质，实行清污分流，较清的对环境危害性较小的废水可直接排入雨水排水系统，对于含有害物质以及污染物浓度很高时，则必须在厂内进行分流收集和局部处理，然后排入污水排水系统。居民楼中产生的污水有粪便污水和洗涤废水之分，它们由不同的排水管排放到户外，而粪便污水必须经过预处理后才允许进入城市污水排水系统。 (3）混合制排水系统许多城市由于历史沿革或分期开发建设，其排水系统往往既有分流制又有合流制，这样的排水体制称为混合制。 (4）区域排水系统两个以上城镇或地区的废水通过统一收集和处理、排放的排水系统叫做区域（或流域）排水系统，以便能有效地进行控制和管理，属于区域环境污染组合治理的重要组成。 2，污水量的估算知道废水量的大小是设计废水排入处理系统的必要条件。废水量与供水量有一定的相关性，但由于废水产生的途径各种各样、废水沟渠的渗漏以及人们对污水不自觉的偷排行为使得废水量往往很难准确测量和计算。通常，可以通过调查供水量、用水人口规模、工业产品产量和产值以及在排污沟渠实地测量等方式来进行污水量的估算。 (1)生活污水设计流量估算 1)居民区生活污水设计流量估算计算公式： Q1 = n.N.K 总 (L/s) (3－1) 24×3600 式中：n－设计污水量标准(L/人.d)，与给水量标准、卫生设备设置、气候条件和

《环境工程概论》课程教学资源（教案讲义）第三章 水污染控制工程概论

《环境工程概论》课程教学资源（教案讲义）第三章水污染控制工程概论