1、課程內(nèi)容：課程內(nèi)容： 污水處理方法物理、化學(xué)、生物、深度處理（第110章） 污水處理設(shè)施（第11章） 污泥的處理與處置（第12章） 污水處理廠(chǎng)的設(shè)計(jì)（第13章）水污染控制工程水污染控制工程推薦教材和參考書(shū)目：推薦教材和參考書(shū)目： 推薦教材：推薦教材： 水污染控制工程（下冊(cè)） 高延耀等 高等教育出版社 參考書(shū)目：參考書(shū)目： 水污染控制工程修訂版 張希衡編 冶金工業(yè)出版社 水處理工程 顧夏聲編 清華大學(xué)出版社 水污染治理工程 黃銘榮編 武漢理工大學(xué)出版社 水污染控制工程 胡亨魁編 武漢理工大學(xué)出版社 教學(xué)要求：教學(xué)要求：1、了解水的資源特性，水體污染的特性，污染指標(biāo)和污染控制的基本途徑及處理程度的

2、決定。2、掌握水污染治理工程的基本概念，各種廢水治理工藝的基本原理，主要設(shè)備的選型和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算。3、初步掌握水環(huán)境污染綜合防治的原則和方法。4、初步掌握污水凈化廠(chǎng)(站)的設(shè)計(jì)原則與方法。我拿什么來(lái)表達(dá)你？污水第一章 污水水質(zhì)與污水出路 主要來(lái)自家庭、商業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)公共設(shè)施及主要來(lái)自家庭、商業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)公共設(shè)施及工廠(chǎng)的餐飲、衛(wèi)生間、浴室、洗衣機(jī)等；主要成分為纖維素、工廠(chǎng)的餐飲、衛(wèi)生間、浴室、洗衣機(jī)等；主要成分為纖維素、淀粉、糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)，氮、磷、硫等無(wú)機(jī)淀粉、糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)，氮、磷、硫等無(wú)機(jī)鹽類(lèi)及泥沙等雜志，生活污水中還含有多種微生

3、物及病原體。鹽類(lèi)及泥沙等雜志，生活污水中還含有多種微生物及病原體。一、污水的類(lèi)型與特征 生活污水生活污水工業(yè)廢水工業(yè)廢水城鎮(zhèn)污水城鎮(zhèn)污水初期雨水初期雨水 主要是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被生產(chǎn)原料、中間主要是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品或成品等物料所污染的水。一般而言，工產(chǎn)品或成品等物料所污染的水。一般而言，工業(yè)廢水污染比較嚴(yán)重，往往含有有毒有害物質(zhì)，業(yè)廢水污染比較嚴(yán)重，往往含有有毒有害物質(zhì)，需局部處理達(dá)到要求后才能排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，需局部處理達(dá)到要求后才能排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)，是城鎮(zhèn)污水中有毒有害污染物的主要來(lái)源。是城鎮(zhèn)污水中有毒有害污染物的主要來(lái)源。工業(yè)廢水工業(yè)廢水 初期雨水是雨雪降至地面形成的

4、初期地表初期雨水是雨雪降至地面形成的初期地表徑流，其水質(zhì)水量隨區(qū)域環(huán)境、季節(jié)和時(shí)間徑流，其水質(zhì)水量隨區(qū)域環(huán)境、季節(jié)和時(shí)間變化，成分比較復(fù)雜。影響初期雨水被污染變化，成分比較復(fù)雜。影響初期雨水被污染的主要因素有大氣質(zhì)量、氣候條件、地面及的主要因素有大氣質(zhì)量、氣候條件、地面及建筑物環(huán)境質(zhì)量等。建筑物環(huán)境質(zhì)量等。初期雨水初期雨水 包括生活污水、工業(yè)廢水等，在合流制排包括生活污水、工業(yè)廢水等，在合流制排水系統(tǒng)中包括雨水，在半分流制排水系統(tǒng)中水系統(tǒng)中包括雨水，在半分流制排水系統(tǒng)中包括初期雨水。成分性質(zhì)比較復(fù)雜，不僅各包括初期雨水。成分性質(zhì)比較復(fù)雜，不僅各城鎮(zhèn)間不同，同一城市中的不同區(qū)域也有差城鎮(zhèn)間不同，

5、同一城市中的不同區(qū)域也有差異，需要進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查研究，才能確異，需要進(jìn)行全面細(xì)致的調(diào)查研究，才能確定其水質(zhì)成分及特點(diǎn)。定其水質(zhì)成分及特點(diǎn)。城鎮(zhèn)污水城鎮(zhèn)污水 一般包括三大類(lèi)指標(biāo)：一般包括三大類(lèi)指標(biāo)：物理性指標(biāo)物理性指標(biāo)化學(xué)性指標(biāo)化學(xué)性指標(biāo) 生物性指標(biāo)生物性指標(biāo)第二節(jié)第二節(jié) 污水的性質(zhì)與污水指標(biāo)污水的性質(zhì)與污水指標(biāo)水質(zhì)污染指標(biāo)是評(píng)價(jià)水質(zhì)污染程度、進(jìn)行污水處理工程設(shè)計(jì)、反映污水處理效果、開(kāi)展水污染控制的基本依據(jù)。溫度溫度 許多工業(yè)排出的廢水都有較高的溫度，這些廢水排放水體使水溫升高，引起水體的熱污染。色度色度 色度是一項(xiàng)感官指標(biāo)。將有色水樣用蒸餾水稀釋后與參水樣對(duì)比，一直稀釋到兩水樣色差一樣，此

6、時(shí)的稀釋倍數(shù)即為色度。嗅和味嗅和味 嗅和味是感官指標(biāo)，可定性反映目中污染物的多寡。天然水是無(wú)嗅無(wú)味的，當(dāng)水體受到污染到時(shí)候會(huì)產(chǎn)生異味的氣體。固體物質(zhì)固體物質(zhì) 水中所有殘?jiān)目偤头Q(chēng)為總固體（TS），其包括溶解物質(zhì)（DS）和懸浮固體物質(zhì)（SS）。固體殘?jiān)鶕?jù)揮發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（VS）和固定性固體（FS）。溶解性固體表示鹽類(lèi)的含量，懸浮固體表示水中不容解的固體物質(zhì)的含量，揮發(fā)性固體反映固體的有機(jī)成分。（一）污水的物理性質(zhì)與污染指標(biāo)（二）污水的化學(xué)性質(zhì)與污染指標(biāo)有機(jī)物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量 主要污染特性（以mg/L為單位）。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化

7、分解的過(guò)程，一般可分為 兩個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、 水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所 需的氧量，全部生物氧化需要20100d完成。實(shí)際中，常以5d作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱(chēng)5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。BOD: biological oxygen demand在規(guī)定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機(jī)物所 需要的氧量（20，5d）。BOD與CBOD、NBOD時(shí)間/d需氧量/（mgL-1）BODL與BOD5時(shí)間/d有機(jī)物化學(xué)需氧量（COD）常用的氧化劑主要是重鉻

8、酸鉀K2Cr2O7 （稱(chēng) CODCr )和高錳酸鉀 KMnO4 (稱(chēng)CODMn 或OC ) 。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強(qiáng)。廢水中無(wú)機(jī)的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧量之 間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.40.5。 COD: chemical oxygen demand用化學(xué)方法氧化分解廢水水樣中有機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧化劑量折合 成氧量（O2）（mg/L）。（二）污水的化學(xué)性質(zhì)與污染指標(biāo)有機(jī)物總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC: total organism carbon在950高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，

9、然后測(cè)定氣體 中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測(cè)定中應(yīng)該去除無(wú)機(jī)碳的含量。各種水質(zhì)之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條 件基本不變的條件下，BOD與TOC或TOD 之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。TOD: total oxygen demand在900950高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機(jī)物， 包括難分解的有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)還原物質(zhì)），燃燒氧化成穩(wěn)定的氧 化物后，測(cè)量載氣中氧的減少量，稱(chēng)為總需氧量（TOD）。TOD測(cè)定方便而快速。（二）污水的化學(xué)性質(zhì)與污染指標(biāo)污水有機(jī)物指標(biāo)之間的關(guān)系有機(jī)碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn（二）污水的化學(xué)性質(zhì)

10、與污染指標(biāo)有機(jī)物油類(lèi)污染物石油類(lèi)：來(lái)源于工業(yè)含油污水。動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過(guò)程和食品工業(yè)。油類(lèi)污染物進(jìn)入水體后影響水生生物的生長(zhǎng)、降低水體 的資源價(jià)值。油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。油類(lèi)污染物進(jìn)入海洋，改變海水的反射率和減少進(jìn)入海洋表 層的日光輻射，對(duì)局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定影 響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進(jìn)入水體，從而降低水體 的自?xún)裟芰?。石油污染?duì)幼魚(yú)和魚(yú)卵的危害很大，堵塞魚(yú)的鰓部，能使魚(yú)蝦 類(lèi)產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價(jià)值。破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥(niǎo)類(lèi)生活?；?學(xué) 性 指 標(biāo)有機(jī)物酚類(lèi)污染物酚污染來(lái)源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、 合成樹(shù)脂等工業(yè)廢水

11、。原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒。酚濃度低時(shí)，能影響?hù)~(yú)類(lèi)的洄游繁殖。酚濃度達(dá)0.10.2mg/L時(shí)，魚(yú)肉有酚味。酚濃度高會(huì)引起魚(yú)類(lèi)大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長(zhǎng)速度，有時(shí)甚 至使其停止生長(zhǎng)。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強(qiáng)烈異臭（0.001 mg/L即有異味，排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L ）。灌溉用水酚濃度超過(guò)5mg/L時(shí), 農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。pH值重金屬植物營(yíng)養(yǎng)元素N、P無(wú)機(jī)物指標(biāo)（二）污水的化學(xué)性質(zhì)與污染指標(biāo)N、P是植物的營(yíng)養(yǎng)元素，但過(guò)多的N、P進(jìn)入水體，會(huì)導(dǎo)致“富營(yíng)養(yǎng)化”。 “富營(yíng)養(yǎng)化” 是湖泊衰老的一種表現(xiàn)，湖泊中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量增加，導(dǎo)致水生植物（主要

12、是藻類(lèi)）大量增殖，是魚(yú)類(lèi)生活的空間愈來(lái)愈少，湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖轉(zhuǎn)變?yōu)楦粻I(yíng)養(yǎng)湖，進(jìn)一步發(fā)展為沼澤和干地。重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類(lèi)金屬砷等生物毒性顯著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金屬。主要是指示水樣的酸堿性。一般要求處理后污水pH值在之間。（三）污水的生物性質(zhì)與污染指標(biāo)生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、 寄生蟲(chóng)卵等制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病，影響衛(wèi)生，導(dǎo)致水體缺氧來(lái)源及危害 水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染程度和受細(xì)菌污染的程度。 常以細(xì)菌個(gè)數(shù)/mL計(jì)。 飲用水：100個(gè)/ mL 醫(yī)院排水： 500個(gè)/ mL細(xì)菌總數(shù) 大腸菌

13、群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。 常以大腸菌群數(shù)/L計(jì)。 飲用水：3個(gè)/L 城市排水：10000個(gè)/L 游泳池： 1000個(gè)/L大腸菌群融會(huì)貫通各水質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化水體的自?xún)糇饔?河流的自?xún)糇饔檬侵负铀械奈廴疚镔|(zhì)在河水向下游流動(dòng)中濃度自然降低的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機(jī)制分為三類(lèi)物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用1、污水排入河流的混合過(guò)程 豎向混合階段：污染物排入河流后因分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)散、彌散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度與寬

14、度相比較小，所以首先在深度方向上達(dá)到濃度分布均勻，從排放口到深度上達(dá)到濃度分布均勻的階段稱(chēng)為豎向混合階段，同時(shí)也存在橫向混合作用。 橫向混合階段：當(dāng)深度上達(dá)到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過(guò)程。經(jīng)過(guò)一定距離后污染物在整個(gè)橫斷面上達(dá)到濃度分布均勻，這一過(guò)程稱(chēng)為橫向混合階段。 斷面充分混合后階段：在橫向混合階段后，污染物濃度在橫斷面上處處相等。河水向下游流動(dòng)的過(guò)程中，持久性污染物的濃度將不再變化，非持久性污染物濃度將不斷減少。2、持久污染物的稀釋擴(kuò)散 當(dāng)持久性污染物隨污水穩(wěn)態(tài)排入河流后，經(jīng)過(guò)混合過(guò)程達(dá)到充分混合階段時(shí)，污染物濃度可由質(zhì)量守恒原理得出河流完全混合模式：式中：排放口下游河水的污染物

15、濃度；w，qvw污水的污染物濃度和流量； h，qvh上游河水的污染物濃度和流量。vhvwvhhvwwqqqq 河斷面達(dá)到充分混合后，污染物濃度受到縱向分散作用和污染物的自身分解作用不斷減小。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，其變化過(guò)程可用下式描述：式中：u河水流速； x初始點(diǎn)至下游x斷面處的距離； Mx縱向分散系數(shù)； K污染物分解速度常數(shù)； 0初始點(diǎn)的污染物濃度； x斷面處的污染物濃度。KxMxux22dddd204112expuKMMuxxx3、非持久性污染物的稀釋擴(kuò)散和降解4、氧垂曲線(xiàn)： 水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點(diǎn)后又逐步回升的變化過(guò)程，稱(chēng)氧垂曲線(xiàn)。有機(jī)物降解：L1LddKttK 1

16、eL0L)e1 (1L0tKx氧垂曲線(xiàn)的求解：D2Ddd Kt16163 32 21 10 0-1-1-2-24 48 812124 46 65 57 79 98 8清潔帶污染帶恢復(fù)帶 清潔帶BODBOD5 5DODO2020D2L1DddKKt)ee (e21221L01D0DtKtKtKKKK)ee (e)(21221L01C0CSCSCtKtKtKKKK 某點(diǎn)處的氧不足量變化速率是該處耗氧速率和復(fù)氧速率之和： 求解得某點(diǎn)的虧氧量：某點(diǎn)的溶解氧： c= cs- D 到達(dá)最缺氧點(diǎn)時(shí)間dD /dt=0：12L0112D0121lnKKKKKKKtk污染物在河流中的擴(kuò)散和分解受到河流的流量、流速

17、、水深等因素的影響。河口是指河流進(jìn)入海洋前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐影響，受漲潮、落潮、平潮時(shí)的水位、流向和流速的影響。湖泊水庫(kù)的貯水量大，但水流一般比較慢，污染物的稀釋、擴(kuò)散能力較弱。海洋雖有巨大的自?xún)裟芰Γ呛郴蚝Ｓ蚓植康募{污和自?xún)裟芰Σ顒e很大。污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化受多種因素影響，地下水一旦污染，要恢復(fù)原狀非常困難。污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律第三節(jié)第三節(jié) 污水出路與排放標(biāo)準(zhǔn)污水出路與排放標(biāo)準(zhǔn)污水出路污水出路排放水體再生利用對(duì)人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為使用者和公眾所接受回