水污染控制工程緒論本章重點(diǎn)污水的水質(zhì)表征（物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)）本章難點(diǎn)水體的自凈作用和污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律本章內(nèi)容1.1水循環(huán)及水質(zhì)水是地球的重要組成部分，也是生物有機(jī)體不可缺少的組分。通過(guò)對(duì)水環(huán)境的研究可以獲得更多的信息來(lái)加強(qiáng)和加深我們對(duì)這個(gè)世界的認(rèn)識(shí)。地球上的水并不是靜止不動(dòng)的，而是處在時(shí)刻循環(huán)中的。（1）水的自然循環(huán)：水在海洋、大氣和陸地之間進(jìn)行的無(wú)休止的運(yùn)行稱為水文循環(huán)(hydrologiccycle)。水可經(jīng)過(guò)下列途徑進(jìn)入大氣層中：①蒸發(fā)(evaporation)，②蒸騰(transpiration)當(dāng)潮濕的水汽上升時(shí)，會(huì)逐漸冷卻。當(dāng)水分最終累積到足夠量并冷卻到相當(dāng)程度時(shí)．便會(huì)凝結(jié)在微小的顆粒上。這些水珠或雪花的質(zhì)量增加到足夠大時(shí)便會(huì)降落，稱為降水(precipitation)。當(dāng)降水到達(dá)地表后，一部分流經(jīng)地表進(jìn)入河流(稱為地表徑流或徑流，surfacerunoff，一部分滲到地表下形成地下水。（2）水的社會(huì)循環(huán)：生活用水、工業(yè)(農(nóng)業(yè))用水、集團(tuán)設(shè)施（學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)、賓館、車站、飯店等等）用水。（3）水質(zhì)：（a）物理特征（PhysicalCharacteristics)總固體（Totalsolids)TS總揮發(fā)性固體（Totalvolatilesolids)TVS總固定性固體（Totalfixedsolids)TFS粒度分布（Particlesizedistribution)濁度（Turbidity)濁度單位(TU)或散射濁度單位（NephlomericturbidityunitNTU）透明度/吸光度（Transmittance)溫度（Temperature)電導(dǎo)率（Conductivity)色度（Color）溴與味（TasteandOdor）（b）化學(xué)特征（ChemicalCharacteristics)無(wú)機(jī)化學(xué)特征：氨 NH4+有機(jī)氮 OrgN總凱氏氮 TotalKjeldahlNitrogen(OrgN+NH4+)硝酸根和亞硝酸根總氮磷Phosphorus[總磷、有機(jī)磷、無(wú)機(jī)磷]pH堿度 AlkalinityΣHCO3-+CO3-2+OH-H+氯離子 ChlorideCl-硫酸根 SulfateSO42-金屬類 As,Cd,Ca,Cr,Co,Cu,Pb,Mg,Hg,Na……特別無(wú)機(jī)元素及化合物，SpecificInorganicelementsandcompounds有機(jī)化學(xué)特征：BOD5:Five-dayBiochemicaloxygendemandCOD:ChemicaloxygendemandTOC:總有機(jī)碳：TotalOrganicCarbon特定成分或組分：Specificorganiccompoundsandclasses（c）生物學(xué)特征大腸菌微生物 Coliformorganisms特種微生物 Specificmicroorganisms [Bacteria,protozoa,helminths,viruses]毒性 ToxicityTua(Toxicunitacute) ToxicityTuc(Toxicunitchronic)（d）放射性：原子能的開(kāi)發(fā)和利用，放射性物質(zhì)的開(kāi)采以及放射性物質(zhì)的天然產(chǎn)生．使得建立放射性物質(zhì)進(jìn)入人體中的限制濃度標(biāo)準(zhǔn)很有必要。（4）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：美國(guó)于1974年見(jiàn)附錄1中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1.2污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化（I）水體的自凈作用：物理凈化（稀釋、沉淀、擴(kuò)散）、化學(xué)凈化（氧化、還原、分解）、生物凈化（微生物氧化）。（1）污水排入河流的混合過(guò)程：豎向混合階段（深度方向均勻）——橫向混合階段（橫斷面混合均勻）——斷面充分混合后階段（污染物在橫斷面上濃度處處相等，在下游持久性污染物濃度不變，非持久污染物濃度逐漸減?。?）污染物的稀釋和擴(kuò)散（a）持久污染物：濃度在充分混合后濃度保持不變，由質(zhì)量守恒原理可得到其中： ρ——排放口下游河水污染物濃度 ——污水的污染物濃度和流量 ——上游河水的污染物農(nóng)的河流量（b）非持久性污染物的稀釋擴(kuò)散和降解：充分混合以后，污染物濃度受縱向分散作用和污染物自身分解作用不斷減少，同樣可以用質(zhì)量守恒原理得到污染物濃度公式：計(jì)算可得：式中： u——河水流速； x——初始點(diǎn)至下游x斷面的距離； Mx——縱向分散系數(shù)； K——污染物分解速率常數(shù)； ——初始點(diǎn)的污染物濃度； ρ——x斷面處的污染物濃度。（3）水體氧平衡需氧污染物在水體中發(fā)生氧化（生物、化學(xué)過(guò)程）會(huì)消耗水中的溶解氧。受污染水體的自凈過(guò)程直接改變水中溶解氧的濃度，考察水體中溶解氧的濃度對(duì)評(píng)價(jià)水體污染程度、水體自凈能力、污染物對(duì)水資源的危害程度等等都有重要意義。S—P（Streeter-Phelps）公式：一維河流，不考慮擴(kuò)散 上述方程初始條件為：解方程可得到：式中： ——x和x=0處的河水BOD5濃度，mg/L； ——x和x=0處的河水虧氧濃度，mg/L,； ——x和x=0處的河水溶解氧濃度，mg/L； ——河水的飽和溶解氧濃度，mg/L；t——初始點(diǎn)至下游x斷面處的河水流行時(shí)間，d，t=x/u。（II）污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律1.3水處理單元技術(shù)簡(jiǎn)介（1）物理性單元：篩濾（格柵、篩網(wǎng)）；調(diào)節(jié)池（水質(zhì)調(diào)節(jié)、水量調(diào)節(jié)）；沉淀池或氣浮池或隔油池；砂濾池；混凝。（2）生物性單元預(yù)曝氣池；活性污泥池；生物膜過(guò)濾池；接觸氧化池；厭氧生物法（消化池、UASB、厭氧接觸法）；生物脫氮（硝化—反硝化）；生物脫磷（生物富集—化學(xué)沉淀）。（3）化學(xué)性單元化學(xué)沉淀（碳酸鹽沉淀、硫化物沉淀、氫氧化物沉淀）；酸堿中和；化學(xué)氧化還原；消毒（氯化、臭氧氧化）。（4）物理化學(xué)性單元吸附（活性碳）；離子交換；萃??；膜分離（超濾、反滲透、電滲析）。（5）光電化學(xué)性單元電氣?。浑娧趸€原；電催化；光氧化；光解。（6）幾個(gè)中水回用處理的流程：1）混凝——接觸氧化——過(guò)濾（膜、砂）——消毒——出水。2）接觸氧化——過(guò)濾（膜、砂）——吸附——消毒——出水。3）接觸氧化——過(guò)濾（膜、砂）——生物活性炭——消毒——出水。4）循環(huán)接觸氧化——（內(nèi)壓/外壓）超濾——消毒——出水。1.4污水出路（1）排放入水體：傳統(tǒng)出路，但是由于工業(yè)發(fā)展，污染物的自然降解效率降低甚至自然條件下某些污染物不會(huì)降解。所以該種方法越來(lái)越不符合現(xiàn)在和未來(lái)的社會(huì)發(fā)展。（2）污水回用