1、1水質(zhì)工程學(xué)（下）水質(zhì)工程學(xué)（下）陳志強(qiáng)陳志強(qiáng) 緒論緒論 When untreated wastewater accumulates and is allowed to go septic, the decomposition of the organic matter it contains will lead to troublesome condition including the production of malodorous gases and the deterioration of water quality. In addition, untreated wastewate

2、r contains numerous pathogenic microorganisms that dwell in the human intestinal tract. Wastewater also contains nutrients, which can stimulate the growth of aquatic plants, and may contain toxic compounds or compounds that potentially may be mutagenic or carcinogenic. For these reasons, the removal

3、 of wastewater from its sources of generation is necessary to protect public health and the environment. 假如讓未經(jīng)處理的廢水集存起來(lái)，讓其腐化，其中有機(jī)物的分解將導(dǎo)致令人討厭的環(huán)境，水質(zhì)惡化并產(chǎn)生大量惡臭氣體。此外在未處理的廢水中還含有寄生于人腸道內(nèi)的大量病原微生物。未經(jīng)處理的廢水中，還含有能促進(jìn)水生植物生長(zhǎng)的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也可能含有有毒化合物和致突變、致癌化合物。為此，從保護(hù)公共健康和保護(hù)環(huán)境角度出發(fā)，必須對(duì)產(chǎn)生的廢水進(jìn)行處理。城市供水水庫(kù)污水處理廠城市供水廠城市水環(huán)境城市河段景觀水體城

4、市重要的自然資源和經(jīng)濟(jì)資源 v 城市給水v 城市排水v 城市生態(tài)用水v 城市景觀用水v 城市娛樂(lè)用水 水質(zhì)惡化 水量不足 水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞城市內(nèi)河污染嚴(yán)重。污水處理率低，氮磷和有機(jī)物未得到有效處理城市內(nèi)湖污染嚴(yán)重。城市地下水受到一定程度的污染。首爾內(nèi)河（2011，5）福州內(nèi)河（2011，2）目前全國(guó)全國(guó)600多座大中城市中城市中，400多座城市座城市嚴(yán)重缺水。分3種類型。污染性缺水：比如哈爾濱守著松花江，但河道污染不能直接使用，要從100多公里以外調(diào)水；工程性缺水：比如廈門(mén)，降水量非常大，但福建地區(qū)河流很短，雨季又短，雨來(lái)了無(wú)處蓄水資源缺水:以甘肅、陜西為代表。 工業(yè)用水量從1980年的

5、457億噸增加到2006年的1302億噸。工業(yè)化的加速和世界制造中心的轉(zhuǎn)移，使中國(guó)水資源和水環(huán)境面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。德國(guó) 中國(guó) 自然界上水的循環(huán)分為自然界上水的循環(huán)分為水的自然循環(huán)和水水的自然循環(huán)和水的社會(huì)循環(huán)的社會(huì)循環(huán)，對(duì)，對(duì)人類最重要的是淡水的循人類最重要的是淡水的循環(huán)環(huán)。 水的自然循環(huán)水的自然循環(huán)指水體表面蒸發(fā)后的水汽在空氣被輸送，在特定條件下以雨雪等降水形式返回地面，一部分流入地表水，一部分滲入地下補(bǔ)充地下水，一部分又重新蒸發(fā)返回大氣。 水的社會(huì)循環(huán)水的社會(huì)循環(huán)是指為了滿足生活和生產(chǎn)的需要，由天然水體取水，經(jīng)適當(dāng)處理后，供生活和生產(chǎn)使用；用過(guò)的水含有大量廢棄物，水質(zhì)已受到了污染，處理后排放水

6、體或部分回用。 水是很好的溶劑，會(huì)混雜不同的物質(zhì)：水中物質(zhì)按照尺寸可分為：溶解物、膠體顆粒和懸浮物。水中物質(zhì)按照化學(xué)結(jié)構(gòu)分：無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和微生物水中物質(zhì)按照來(lái)源分：天然物質(zhì)和人工合成物質(zhì) 水是很好的溶劑，混雜其他物質(zhì)后，受到污染，但水體存在一定的物理、化學(xué)和生物作用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間對(duì)污染物能夠降解轉(zhuǎn)化。如果排入污染物量過(guò)多，水體則難以恢復(fù)水環(huán)境質(zhì)量。如果排入污染物量適度，水體則可以恢復(fù)水環(huán)境質(zhì)量。 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)不同水域使用功能對(duì)水體污染物允許含量進(jìn)行界定的標(biāo)準(zhǔn)。主要有地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、海水水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是污染排放標(biāo)準(zhǔn)

7、的出發(fā)點(diǎn)。 依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按功能高低依次劃分為五類： 類 主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)； 類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚(yú)蝦類產(chǎn)場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)的索餌場(chǎng)等； 類 主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦類越冬場(chǎng)、洄游通到、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)； 類 主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)； 類 主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。 用水標(biāo)準(zhǔn)：用水標(biāo)準(zhǔn)：在水的社會(huì)循環(huán)中，人們對(duì)飲用水、生活用水、工業(yè)用水和農(nóng)業(yè)用水的水質(zhì)都有一定的要求，當(dāng)天然水源的水質(zhì)不能滿足用水要求

8、的時(shí)候，就需要對(duì)水進(jìn)行處理，使之，滿足用水的要求。主要有農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、各種工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等。如：飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：2007年GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始實(shí)施，國(guó)家要求新標(biāo)準(zhǔn)分步實(shí)施，全部檢測(cè)項(xiàng)目最遲于2012年7月1日實(shí)施。生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)將由35項(xiàng)提高到106項(xiàng)。城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18920-2002 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：污水排放直接對(duì)水環(huán)境質(zhì)量造成威脅，為保護(hù)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：污水排放直接對(duì)水環(huán)境質(zhì)量造成威脅，為保護(hù)水環(huán)境，必須對(duì)排放的污染物進(jìn)行控制，使污染物排放量低于水水環(huán)境，必須對(duì)排放的污染物進(jìn)行控制，使污

9、染物排放量低于水體自凈能力，水體質(zhì)量不會(huì)下降體自凈能力，水體質(zhì)量不會(huì)下降。 GB8978-1996污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)含城市污水和工業(yè)廢水。分為3級(jí)，如排放2類地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水體時(shí)執(zhí)行1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，排放3類地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水體時(shí)執(zhí)行2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，排入城市污水廠可執(zhí)行3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。也有的水域禁止設(shè)置排污口，如水源地。 隨環(huán)境質(zhì)量要求的提高，國(guó)家制定了行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)如GB18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及制藥等工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。 在水的社會(huì)循環(huán)中，用過(guò)的水中含有許多廢棄物。 一般天然水體都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)排入的廢棄物有一定的凈化能力，稱為水體的自凈能力。 由于社會(huì)循環(huán)的水量不斷增加，排入水體的廢棄物不

10、斷增多，一旦超出水體的凈化能力，水質(zhì)就會(huì)惡化，從而使水體遭到污染。 從天然水體取水，而不對(duì)水體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響；對(duì)城市污水和工業(yè)廢水進(jìn)行處理和適度回用，使其排入水體而不造成污染；從而實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，稱為水的良性社會(huì)循環(huán)。 研究水在社會(huì)循環(huán)過(guò)程中的水質(zhì)及其變化特性，研究為滿足用水需要，為實(shí)現(xiàn)水的良性社會(huì)循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用，而對(duì)水質(zhì)進(jìn)行控制及其進(jìn)行處理的科學(xué)技術(shù)，稱為水質(zhì)工程學(xué)。 傳統(tǒng)意義上，人們常將供水中的水質(zhì)及水處理問(wèn)題，稱為給水處理，將排水中的水質(zhì)及水處理問(wèn)題，稱為污水處理。給水處理主要采用物理的、化學(xué)的和物理化學(xué)的處理方法，而污水處理主要采用物化和生物處理方法。 目前，隨

11、著水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高和水源水污染物種類及濃度的增加，現(xiàn)代給水處理也采用了生物處理方法，現(xiàn)代污水處理也采用了化學(xué)的和物理化學(xué)的處理方法。原始水利用方式自然水源取水使用直接排放大自然自然凈化功效早期水利用方式自然水源使用簡(jiǎn)單處理 取水簡(jiǎn)單處理排放現(xiàn)代水利用方式水質(zhì)工程II排放 + 再生水資源利用 + 保護(hù)管網(wǎng)工程(排水)管網(wǎng)工程(供水)水的利用生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、市政、環(huán)境水質(zhì)工程I取水及輸水工程一、水質(zhì)與水處理概論一、水質(zhì)與水處理概論（1 1）水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、）水質(zhì)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、 （2 2）水的處理方法概論）水的處理方法概論二二 物理化學(xué)及物理化學(xué)處理工藝原理物理化學(xué)及物理化學(xué)處理工藝原理 （3 3）凝

12、聚與絮凝、（）凝聚與絮凝、（4 4）沉淀、（）沉淀、（5 5）過(guò)濾、（）過(guò)濾、（6 6）吸附、）吸附、 （7 7）氧化還）氧化還原與消毒、（原與消毒、（8 8）離子交換、（）離子交換、（9 9）膜過(guò)濾、（）膜過(guò)濾、（1010）水的冷卻、（）水的冷卻、（1111）腐蝕與結(jié)垢、（腐蝕與結(jié)垢、（1212）其他處理方法）其他處理方法三三 生物處理理論與技術(shù)生物處理理論與技術(shù) （1313）活性污泥法、（）活性污泥法、（1414）生物膜法、（）生物膜法、（1515）厭氧生物處理、（）厭氧生物處理、（1616）自）自然生物處理系統(tǒng)、（然生物處理系統(tǒng)、（1717）污泥處理、處置與利用）污泥處理、處置與利用四四

13、 水處理工藝系統(tǒng)水處理工藝系統(tǒng)（1818）典型給水工藝系統(tǒng)、（）典型給水工藝系統(tǒng)、（1919）特種水源水處理工藝系統(tǒng)、（）特種水源水處理工藝系統(tǒng)、（2020）城市）城市污水處理系統(tǒng)、（污水處理系統(tǒng)、（2121）工業(yè)廢水處理的工藝系統(tǒng)）工業(yè)廢水處理的工藝系統(tǒng)一、總論一、總論（1 1）污水的性質(zhì)與污染指標(biāo)、）污水的性質(zhì)與污染指標(biāo)、 （2 2）水體污染與自凈）水體污染與自凈二二 城市污水處理城市污水處理 （3 3）污水的物理處理、（）污水的物理處理、（4 4）污水的生物處理活性污泥）污水的生物處理活性污泥法、（法、（5 5）污水的生物處理生物膜法、（）污水的生物處理生物膜法、（6 6）污水的自然）污水的自然生物處理、生物處理、 （7 7）污水的深度處理