水处理工程总论1

水处理工程水处理工程（硕士研究生学位课）环境科学与工程系赵朝成水处理工程水处理工程学习要求学习目的掌握水污染控制方法原理了解水污染控制工程基本设计要素了解目前水污染控制技术现状及发展趋势学习内容废水处理:物理法、化学法、物化法、生物法废水处理技术教材及参考书当代给水与废水处理原理，许保玖等编，高等教育出版社环境工程学，蒋展鹏主编，高等教育出版社废水处理工程，唐受印等编，化学工业出版社水污染控制工程，高廷耀主编，高等教育出版社水处理工程水处理工程学习要求IndustrialWaterPollutionControl(ThirdEdition),清华大学出版社（影印版），2002.成绩评定平时30%，考试70%纪律要求按时上课，完成作业水处理工程第一章总论水处理工程总论第1节水的循环与污染一、地球上水的分布水份类型水量（104km3)比例（%）大气水1.30.001海洋水13200097.212冰川和冰29202.15河水0.130.0001淡水湖12.50.0092盐水湖10.40.0077土壤水6.70.0049地下水8350.615生物体内水0.120.0001总量135784.85100水处理工程总论海洋97.212%0.023%地下水0.615%冰川2.15%湖泊0.0092%生物体0.0001%河水0.0001%大气水蒸汽0.001%土壤含水0.0049%地球上水的分布2.788%盐水湖0.0077%水处理工程二、水的循环自然循环社会循环总论水处理工程三、中国水资源特点1.人均占有量少淡水总量在全世界占第6位。但人均占有量只有2340m3/人年（以12亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。2.空间分布不均81％的水资源分布在长江流域及其以南东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm3.年内及年际变化大60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差3－6倍（大时）4.许多地区缺水严重三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）在640个城市中，300多个城市缺水。总论水处理工程总论第2节水污染现状及来源一、水污染现状水处理工程序号指标名称2000年2005年计划目标2005年“十五”增减情况1化学需氧量排放量（万吨）144513001414-2.1%2工业用水重复利用率（%）/6075/3二氧化硫排放量（万吨）19951800254927.8%4城市污水处理率（%））34.345（生活52.017.7个百分点“十五”环保计划主要指标完成情况总论水处理工程“十一五”主要环保指标指标2005年2010年“十一五”增减情况1化学需氧量排放总量（万吨）14141270-10%2二氧化硫排放总量（万吨）25492295-10%3地表水国控断面劣V类水质的比例（%）26.1＜22-4.1个百分点4七大水系国控断面好于Ⅲ类的比例（%）41＞432个百分点5重点城市空气质量好于II级标准的天数超过292天的比例（%）69.4755.6个百分点总论水处理工程2006年全国水污染物排放数据:1.废水排放总量（亿吨）：536.8(比上年增加2.3%)其中：工业废水排放量240.2(比上年减少1.1%)，城镇生活污水排放量296.6(比上年增加5.8%)2.化学需氧量排放总量（万吨）1428.2(比上年增加1%)其中：工业化学需氧量排放量541.5(比上年减少2.4%)城镇生活化学需氧量排放量886.7(比上年增加3.2%)93.氨氮排放总量（万吨）：141.3(比上年减少5.7%)其中：工业氨氮排放量42.5(比上年减少19.0%)城镇生活氨氮排放量98.8%(比上年增加1.6%)4.工业废水排放达标率（％）：92.1(比上年下降0.5%)5.工业用水重复利用率（％）：80.6(比上年提高4.5%)（２００7年全国环境统计公报）总论水处理工程1.全国废水排放总量556.8亿吨，比上年增加3.7%。其中，工业废水排放量246.6亿吨，占废水排放总量的44.3%，比上年增加2.7%；城镇生活污水排放量310.2亿吨，占废水排放总量的55.7%，比上年增加4.6%。2.化学需氧量排放量1381.8万吨，比上年减少3.2%。其中，工业废水中化学需氧量排放量511.1万吨，占化学需氧量排放总量的37.0%，比上年减少5.8%；城镇生活污水中化学需氧量排放量870.7万吨，占化学需氧量排放总量的63.0%，比上年减少1.7%。3.氨氮排放量132.4万吨，比上年减少6.3%。其中，工业氨氮排放量34.1万吨，占氨氮排放量的25.8%，比上年减少19.8%；生活氨氮排放量98.3万吨，占氨氮排放量的74.2%，比上年减少0.5%。4.工业废水排放达标率91.7%，比上年提高1.0个百分点。工业用水重复利用率82.0%，比上年提高1.4个百分点。（２００8年全国环境统计公报）2007年全国水污染物排放数据水处理工程二、自然污染和人为污染自然污染社会污染水体自净环境容量在其环境容量的范围以内，受到污染的水体，在一定的时间内，通过物理、化学和生物学等作用，污染程度逐渐降低，这个过程叫水体的自净。也可简单地说，水体受到废水污染后，逐渐从不洁变清的过程称为水体的自净。水体自净机理物理过程：稀释、扩散、挥发、沉淀化学及物理化学：氧化、还原、吸附、凝聚、中和生物净化过程机理水体自净机理水体总论水处理工程自净作用的场所（1）河水与大气间的自净作用（2）河水中的自净作用（3）河水与底质间的自净作用（4）河流底质中的自净作用总论水处理工程总论三、水污染分类化学性污染无机污染物质：酸、碱及无机盐类。无机有毒物质：重金属等金属毒物—不能降解，只能相互转化、分散；离子态毒性最大；在生物体内富集；非金属毒物—中枢神经紊乱，诱发皮肤癌有机有毒物质：有机农药、多环芳烃、芳香胺等人工合成有机物，难以生化降解。需氧污染物质：有机物水处理工程总论植物营养物质：氮、磷等（富营养化）油类污染物质物理性污染悬浮物质污染：不溶性物质热污染废水温度过高而引起的危害。水体DO减少，水生生物因缺氧而死亡加快藻类繁殖，加速富营养化化学反应加快，加速腐蚀过程加速细菌繁殖，增加后续处理费用。放射性污染原子核衰变而释放射线的物质水处理工程总论生物污染致病性微生物，包括致病细菌、病虫卵和病毒。四、废水的来源生活污水和工业废水生活污水—是人们日常生活中所产生的废水—成份与人们的生活习惯有关。工业废水—工业生产过程中所排出的废水。其成份主要决定于生产过程中采用的原料以及所应用的工艺。生产污水、生产废水（假定净水：间接冷却水、厂区锅炉、电站排水）水处理工程五、水污染原因1．人口增加和经济增长的压力2．粗放型发展模式3.面源污染严重4．污水处理率偏低，大量污水直接排放5．环境意识淡薄、环境管理薄弱、环境执法力度不够6.排污收费等经济政策未能起到对治污的刺激作用7.历史欠帐太多，资金投入严重不足总论水处理工程六、水污染防止战略对策与保障措施战略对策：1．加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源化2．尽快实现从末端治理向源头控制的的战略转移，大力推行清洁生产3．从单纯的点污染源治理转向点源、内源和面源的流域综合综合治理4．切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性保障措施：1.严格以法治水，制定并实施有效的法律、规章、制度2.完善水的管理体系，改变“多龙管水”的现象3.加大水污染治理投资4.采取有利于水污染防治的经济政策总论水处理工程第3节水质指标及水质标准一、废水水质物理指标温度色度嗅和味固体物质总固体（TS）溶解物质（DS）悬浮固体物质（SS）悬浮物是通过过滤法测定的，滤后滤膜或滤纸上截留下来的物质即为悬浮固体，它包括部分的胶体物质，单位为mg/L。总论水处理工程总论化学性指标有机物BOD：生化需氧量（BOD）表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，常用单位为mg/L。COD：在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。CODCr，CODMn-高锰酸盐指数CODBOD20BOD5CODMnBOD5/COD反应废水可生化性水处理工程总论TOD（高温燃烧后，所消耗的氧量）：有机物主要是由碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）等元素所组成。当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量（TOD）。水中有机物在燃烧时，消耗了载气中的一部分氧，用电极测定剩余的氧量后，计算出的耗氧量即为总需氧量，单位为mg/L。TOC（废水中的总碳量）：总有机碳（TOC）表示的是污水中有机污染物的总含碳量。其测定结果以C含量表示，单位为mg/L。总有机碳的测定原理是：水中有机碳在高温燃烧过程中，生成CO2，经红外气体分析仪测定后，再折算出其中的C含量。水处理工程油类污染物石油类动植物油脂酚类污染物无机性指标:植物影响元素(N、P）pH值重金属生物性指标:细菌总数大肠菌群大肠菌群数是指单位体积水中所含的大肠菌群的数目，单位为个／升，它是常用的细菌学指标。大肠菌群包括大肠菌等几种大量存在于大肠中的细菌，在一般情况下属非致病菌。总论水处理工程总论二、污水排放标准1.地表水环境质量标准首次发布1983年第1次修订1988年第2次修订1999年GHZB1-1999第3次修订2002GB3838-2002水体分类：I类主要适用于源头水、国家自然保护区；II类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵区III类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区V类主要适用于农业用水区及一般景观要求区域水处理工程总论2.污水排放标准行业标准—各行业针对行业特点颁布最广泛的《污水综合排放标准》GB8978-1996第一类污染物—能在环境或动植物体内积蓄，对人类健康生产长远的影响。必须在车间或车间处理设施排放口处取样。第二类污染物的长远影响小于第一类，规定的取样点在排污单位的排出口。浓度标准有缺陷总量控制根据一定范围内的水体环境容量和自净能力，计算出允许排入该水域的污染物总量，然后再按一定的原则，将这些允许的排污总量合理地分配给区内的各污染源。水处理工程表１第一类污染物最高允许排放浓度单位：mg/l总论序号污染物最高允许排放浓度1总汞0.052烷基汞不得检出3总镉0.14总铬1.55六价铬0.56总砷0.57总铅1.08总镍1.09苯并(a)芘0.0000310总铍0.00511总银0.512总α放射性1Bq/L13总β放射性10Bq/L水处理工程总论水处理工程山东省海河流域水污染物综合排放标准(DB37/675-2007)适用范围:本标准规定了山东省辖海河流域内69种水污染物的排放限值。本标准适用于山东省辖海河流域内一切排污单位水污染物的排放管理、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。第一类污染物最高允许排放浓度标准不分时段。山东省海河流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位自2007年7月1日起执行表1的标准。第二类污染物最高允许排放浓度标准分为三个时段。流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位，于2007年7月1日起执行表2时段的标准，2008年7月1日起执行表3时段的标准，2009年7月1日起执行表4时段的标准。总论水处理工程山东省半岛流域水污染物综合排放标准（DB37/676-2007）适用范围本标准规定了山东省半岛流域内70种水污染物的排放限值。本标准适用于山东省半岛流域内一切排污单位水污染物的排放管理、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。第一类污染物最高允许排放浓度标准不分时段。山东省半岛流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水