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1、水污染控制工程 1 课程说明 水污染控制工程 是环境工程专业的一门 必修专业课 主要研究水污染控制的基本原理以 及各种处理方法 培养学生分析和解决实际问题 的能力 为学生以后走上工作岗位 进行科研 工程设计 技术管理等打下必要的基础 学时 64学时 含实验10学时 本课程为考试课 成绩 平时成绩 实验成绩 考试成绩 水污染控制工程课程设计 2 教材与参考书教材与参考书 水污染控制工程 下册 第三版 高廷耀 高等教育出版社 水处理工程 顾夏生 清华大学出版社 水污染控制工程实践教程 彭党聪 化学工业出 版社 水处理工程设计 刘红 中国环境科学出版社 3 讲课内容 第一章 污水水质与污水出路 第二
2、章 污水的物理处理 第三章 污水生物处理的基本概念 第四章 活性污泥法 第五章 生物膜法 第六章 稳定塘和污水的土地处理 第七章 污水的厌氧生物处理 第八章 污水的化学处理和物理化学处理 第九章 城市污水回用 第十章 污泥的处理与处置 第十一章 污水处理厂的设计 4 第一章第一章 污水水质与污水出路污水水质与污水出路 第一节 水体污染 熟悉水体污染的概念 分类 熟悉废水中的主 要污染物 第二节 废水水质指标 掌握废水的物理性指标 化学性指标和生物性 指标 第三节 污染物在水环境中的迁移转化 熟悉水体的 自净作用 了解污染物在水环境 中的迁移转化 5 第四节 污水出路和排放标准 了解污水出路 熟
3、悉污水排放标准 第五节 水污染控制的基本途径和方法 熟悉废水处理的基本方法 掌握废水处理系统 6 第一节 水体污染 一 水循环 1 水的自然循环 7 2 水的社会循环 8 二 水体污染和水体污染源 1 水体污染 指污染物进入水体 引进水质恶化 使水 的使用价值降低的现象 2 水体污染源及分类 1 水体污染源指造成水体污染的污染物的发生源 2 分类 按来源 自然污染源和人为污染源 按人类社会活动分类 有工业污染源 农业 污染源 生活污染源和交通运输污染源 9 按污染物性质 持久性污染物 非持久污染物 水体酸碱度 热效应 按产生和进入环境的方式 点污染源 面污染源 按排放时间分类 连续性污染源 间
4、断性污染源和瞬时性污染源 10 二 污水中的污染物及危害 1 固体污染物 溶解态 颗粒直径 1nm 胶体态 直径介于1 200nm 悬浮态 直径大于200nm 污水中的固体污染物主要是指悬浮物 危害 2 有机污染物 具有可生物降解性 使水体发臭 3 富营养污染物 主要指氮 磷等元素 4 酸 碱 盐类污染物 11 5 有毒污染物 无机有毒物质 有机有毒物质和放射性物质 6 油类污染物 包括矿物油 动植物油 7 热污染 8 生物污染物质 12 第二节 废水水质指标 一 物理性指标 1 温度 单位 2 色度 文字描述或稀释倍数表示 3 嗅和味 文字描述或稀释倍数表示 4 固体物质 水中所有残渣的总和
5、称为总固体 TS 包括溶解 物质 DS 和悬浮固体物质 SS 即TS SS DS 悬浮固体 SS 根据挥发性能可分为挥发性固体 VS 和固定性固体 FS 即SS VS FS 13 二 化学性指标 1 有机物指标 1 生化需氧量 BOD 水中有机物被好氧微生物分解时所需要的氧量 称为生化需氧量 单位 mg L BOD与温度 时间有关 目前大多采用20 5天的生化需氧量 即BOD5 14 2 化学需氧量 COD 用化学氧化剂氧化水中 有机物时所消耗的氧量 常用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾 分别对应 的COD值为 CODCr和CODMn 单位 mg L 3 总有机碳量 TOC 以碳的含量表示水中有机
6、物质总量的一项综 合项指标 单位 mg C L 4 TOD 当水中有机物全都被氧化时 此 时需氧量称为总需氧量 TOD 单位 mg O2 L 一般说来 CODcr BOD20 BOD5 CODmn 15 5 油类污染物 包括石油类和动植物油脂两种 6 有毒有害有机污染物 如 酚类化合物 有机磷农药 有机氯农药 多 氯联苯 PCBs 多环芳烃 PAHs 2 无机物指标 1 pH值 指示水样的酸碱性 2 植物营养元素 TN TP 关于氮的几个指标 总氮 氨氮 亚硝酸氮 硝 酸氮 TKN 总凯氏氮 3 重金属 主要指汞 镉 铅 铬 镍 16 4 无机非金属有毒有害物 总砷 As3 含硫化合物 氰化物
7、 三 生物性指标 细菌总数 以细菌个数 mL计 大肠菌群 表明水样被粪便污染的程度 以 大肠菌群数 L计 病毒 17 第三节 污染物在水环境中的迁移和转化 一 水体自净 指水体受到污染后 经过一定时间 在自然 条件下 水中的污染物浓度逐渐降低 最后水 体再恢复到污染前状态的过程 1 自净机理 物理净化 指污染物质由于稀释 扩散 沉 淀等作用而使污染物质浓度降低的过程 18 持久性污染物的稀释扩散 污水的排放量 m3 s 污水的污染物浓度 mg L 河水的流量 m3 s 河水的污染物浓度 mg L 排放口下游河水的污染物浓度 mg L 19 2 化学净化 氧化 还原 分解 3 生物净化 水中微生
8、物氧化分解有机物 非持久物质的稀释扩散和降解 河水流速 m s 初始点至下游 断面处的距离 m 纵向分散系数 1 d K 污染物分解速率常数 1 d C0 初始点的污染物浓度 mg L C 断面处的污染物浓度 mg L 20 2 水体的氧平衡 氧垂曲线 水体受到污染后 水体中溶解氧逐渐被 消耗 到临界点后又逐步回升的过程 被污染河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线 21 二 污染物在水体中的迁移转化 1 河流 污染物的稀释 扩散和分解受到河流的 流量 流速 水深等因素的影响 2 河口 污染物的迁移转化受涨潮 落潮 平潮 时的水位 流向和流速的影响 3 湖泊 水库 对污染物的稀释 扩散能力较弱 易
9、形成局部污染 4 海洋 自净能力大 但是海湾自净能力差 5 地下水 地下水污染是一个缓慢的过程 一旦 污染要恢复原状非常困难 22 第四节 污水出路与排放标准 一 污水出路 1 经处理后排放水体 达到排放标准后才能排入水体 污水排放口均建在取水口的下游 2 污水的再生利用 如 城市生活用水和市政用水 农业 林业 渔业和畜牧业 工业 地下水回灌 23 二 污水排放标准 1 水环境质量标准 地表水质量标准 GB3838 2002 海水水质标准 GB3097 1997 地下水环境 质量标准 GB T14848 93 地表水质量标准 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
10、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 24 海水水质标准 水质分类 第一类 适用于海洋渔业水域 海上自然保护区 和珍稀濒危海洋生物保护区 第二类 适用于水产养殖区 海水浴场 人体直 接接触海水的海上运动或娱乐区 以及与人类食 用直接有关的工业用水区 第三类 适用于一般工业用水区 滨海风景旅游 区 第四类 适用于海洋港口水域 海洋开发作业区 25 2 污水排放标准 1 浓度标准 单位
11、 mg L 优点 指标明确 管理方便 缺点 不能完全保证水体水质达到排放标准 2 总量控制标准 可以保证水体的质量 但管理技术要求高 需要 与排污许可证制度相结合进行总量控制 26 3 国家排放标准 如 污水综合排放标准 GB8978 1996 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 污水排入城市下水道水质标准 CJ3082 1999 污水海洋处置工程污染控制标准 GB18486 2001 4 行业排放标准 造纸工业水污染物排放标准 船舶污染物排放标准 海洋石油开发工业含油污水排放标准 肉类加工工业水污染物排放标准 27 如 污水综合排放标准分级 排入GB3838 2002 类
12、水域 划定的保护区和游 泳区除外 和排入 GB3097中二类海域的污水 执 行一级标准 排入 GB3838 中 类水域和排入 GB3097 中三类海域的污水 执行二级标准 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污 水 执行三级标准 排入未设置二级污水处理厂 的城镇排水系统的污水 必须根据排水系统出水 受纳水域的功能要求 分别执行 4 1 1 和 4 1 2 的规定 28 污水综合排放标准值 根据废水污染物危害程度把污染物分为两类 第一类污染物污染物的污水必须在车间或车间处 理设施排放口处取样分析 其含量必须符合表1 1 的规定 表1 1 第一类污染物最高允许排放浓度 mg L 污染物 最高允许
13、排 放浓度 污染物 最高允许排 放浓度 污染物 最高允许排放 浓度 总汞0 05总铬1 5总铅1 0 烷基汞不得检出六价铬0 5总镍1 0 总镉0 1总砷0 5苯并芘b0 00003 29 第二类污染物的长远影响小于第一类 规定的取 样地点为排污单位的排出口 其最高允许排放浓 度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向 分别执行表1 2中的一 二 三级标准 30 5 地方排放标准 地方污染物排放标准可以增加污染物 但 不能减少 可以提高污染物排放标准 但不能 降低标准 6 几个标准关系 水环境质量标准是污水排入水体时采用排 放标准等级的重要依据 国家综合排放标准与国家行业排放标准不交 叉执行 有
14、行业性标准的执行行业性标准 地方排放标准优于国家排放标准 总量控制标准和浓度控制标准同时执行 31 第五节 水污染控制的基本途径和方法 一 污水处理的基本方法 1 物理法 重力分离法 离心分离法 过滤法等 优点 简单 易行 经济 2 化学法 中和 沉淀 氧化还原 催化氧化 焚烧等 32 3 物理化学法 混凝 吸附 离子交换 膜分离 萃取 汽提 蒸发 结晶等方法 4 生物法 活性污泥法 生物膜法 厌氧生物消化法 稳定 塘 污水土地处理等 33 二 污水处理系统二 污水处理系统 一级处理 去除污水中的悬浮物 部分有 机物 调整pH值和其他减轻后处理工艺负荷 的过程 出水不能达标排放 二级处理 又称生物处理 去除污水中的胶 体及溶解性BOD5 进一步去除悬浮固体 一般 废水经二级处理后 已能够达标排放 三级处理 进一步去除污水中难降解的有机 污染物及氮 磷等富营养化物质 34 35 思考题 P13 1 2 3 4 5 6 补充题 1 污水处理基本方法有哪些 1 废水一 二 三级处理的作用各是什么 36
