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1、第一章 城市污水处理概述1.1污水中的主要污染物有哪些?答：污水中的主要污染物可分为三大类：物理性污染、化学性污染和生物性污染。(1) 物理性污染可分为以下几个方面：热污染 污水的水温是污水水质的重要物理性质之一。就污水处理本身而言，水温多低（如低于5）或过高（如高于40）都会影响污水的生物处理效果。温度较高的污水主要来自热电厂及各种发热工厂过程中的冷却水。未经处理的冷却水排入水体后，造成受纳水体的水温升高，水中有毒物质毒性加剧，溶解氧降低，危害水生生物的生长甚至导致死亡。悬浮物质污染 悬浮物是指水中含有的不溶性物质，包括固体物质、浮游生物及呈乳化状态的油类(泡沫)。它们主要来自生活污水、垃圾
2、和采矿、建材、食品、造纸等工业产生的污水，或者是由于地面径流所引起的水土流失进入水中的。悬浮物质的存在造成水质混浊、外观恶化，改变水的颜色。放射性污染 污水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属的生产和使用过程，如放射性矿藏、核试验、核电站以及医院的同位素实验室等。放射性物质的衰变释放出放射性核亲(、r射线)构成一种特殊的污染，即放射性污染，对人体进行慢性辐射并可以长期蓄积，引起潜在效应，诱发贫血、癌症等。(2) 化学性污染可分为以下几个方面：无机无毒物污染 无机无毒物主要指无机酸、无机碱、一般无机盐以及氮、磷等植物营养物质。酸性、碱性污水要来自矿山排水、化工、金属酸洗、电镀、制碱、碱法造纸
3、、化纤、制革、炼油等多种工业污水。酸碱污水排入水体后会改变受纳水体的pH值，从而抑制或杀灭细菌或其他微生物的生长，削弱水体的自净能力，破坏生态平衡。此外，酸、碱污染还能逐步地腐蚀管道、船舶和地下构筑物等设施。一般无机盐类是由于酸性污水与碱性污水相互中和以及它们与地表物质之间相互反应产生的。无机盐量的增多导致水的硬度增加，给工业用水和生活用水带来许多不利因素。污水中的氮、磷是植物和微生物的主要营养物质。氮主要来源于氮肥厂、洗毛厂、制革厂、造纸厂等；磷的主要来源是磷肥厂和含磷洗涤剂。施用氮肥和磷肥的农田排水也会有残余的氮和磷。当水体中氮、磷等植物营养物质增多时，可导致水体，特别是湖泊、水库、港湾、
4、内海等水流缓慢的水域中的藻类等浮游植物及水草大量繁殖。这种现象称之为水体的“富营养化”。“富营养化”污染可导致水中溶解氧减少，鱼类的生活空间减少，且有些藻类还带有毒性，危害鱼类及水生动物的生存。更有甚者，过多的藻类残体可使湖泊变浅，最后形成水体老化和沼泽化。无机有毒物污染 无机化学毒物包括金属和非金属两类。金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、钴、锰、钛、钒、铂和铋等，特别是前几种危害更大。如汞进入人体后被转化为甲基汞，在脑组织内积累，破坏神经功能，无法用药物医治，严重时造成死亡。镉中毒时引起全身疼痛，其中的镉取代了骨质中的钙，使骨骼软化自然折断所致，腰关节受损、骨节变形，有时还会引起心血
5、管病。金属毒物具有以下特点：a. 不能被微生物降解，只能在各种形态间相互转化、分散。b.其毒性以离子态存在时最严重，金属离子在水中容易被带负电荷的胶体吸附，吸附金属离子的胶体可随水流迁移，但大多数会迅速沉降，因此重金属般都富集在排污口下游一定范围内的底泥中。c.能被生物富集于体内，即危害生物，又通过食物链危害人体。d.重金属进入人体后，能够和生理高分子物质，如蛋白质和菌等发生作用而使这些生理高分子物质失去活性，也可能在人体的某些器官积累，造成慢性中毒，其危害有时需1020年才能显露出来。 重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、亚硝酸根等。如砷中毒时能引起中枢神经紊乱，诱发皮肤癌等。亚硝酸盐在人体内
6、还能与仲胺生成亚硝胺，具有强烈的致病作用。有机无毒物污染(需氧有机物污染) 有机无毒污染物主要包括生活污水、牲畜污水和某些工业污水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物。这类合机物是不稳定的，它们在微生物作用下，借助于微生物的新陈代谢进行分解，向稳定的无机物质转化。在分解过程中需要消耗氧气，故又称之为需氧污染物或耗氧有机物。在有氧条件下，经好氧微生物作用进行转化，从而消耗大量的溶解氧，产生CO2、H2O等稳定物质；水中溶解氧耗尽后，则在厌氧微生物作用下进行转化，产生H2O、CH4、CO等稳定物质，同时放出硫化氢、硫醇等难闻气体。使水质变黑变臭，造成环境质量进一步恶化。这一类污染物质是目前水体
7、中最大量、最经常和最普遍的一种污染物。有机有毒物污染 污染水体中的有机有毒物质种类很多，这类污染物质多属于人工合成的有机物质，(如DDT、六六六)、多环芳烃、芳香胺等污染物；这类污染物质的主要特征是化学性质稳定，很难被微生物分解，其另一特征是它们以不同的方式和程度都有害于人类健康致畸、致突变物质，有些还被认为是致癌物质。油类物质污染 有机油类污染物质包括“石油类”和“动植物油类”两项。它们进人水体后漂浮在水面上，形成油膜，隔绝阳光、大气与水体的联系，破坏水体的复氧条件，从而影响水生物、植物的生长。(3) 生物性污染可分为以下几个方面： 生物污染物主要是指废水中的致病性微生物，它包括致病细菌、病
8、虫卵和病毒。未污染的天然水小细菌含量很低，当城市污水、垃圾淋溶水、医院污水等排入后将带入各种病原微生物。如生活污水中可能含有能引起肝炎、伤寒、霍乱、痢疾、脑炎的病毒和细菌以及蛔虫卵和钩虫卵等。生物污染物污染的特点是数量大，分布广，存活时间长、繁殖速度快。1.2污水水质指标有哪些?答：污水水质指标可分为三大类：物理性指标、化学性指标和生物性指标。(1) 物理性指标 固体物质(TS)水中固体物质是指在一定温度下将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量，也称蒸发残余物。按水中固体的溶解性可分为溶解固体(DS)和悬浮固体(SS)。溶解固体也称“总可滤残渣”，是指溶于水的各种无机物质和有机物质的总和。在水质
9、分析中，对水样进行过滤操作，滤液在103105温度下蒸干后所得到的固体物质即为溶解固体。悬浮固体也称作“总不可滤残渣”，在水质分析中，将水样经0.45微米滤膜过滤，凡不能通过滤器的固体颗粒物即为悬浮固体。浑浊度含有泥砂、纤维、有机物、浮游生物等会呈现浑浊现象。水体浑浊的程度可用浑浊度的大小来表示。所谓浑浊度是指水中的不溶物质对光线透过时所产生的阻碍程度。在水质分析中规定，lL水中含有1gSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度。目前浊度采用NTU单位。颜色水的颜色有真色和表色之分。真色是由于水中所含溶解物质或肢体物质所致，即除去水中悬浮物质后所呈现的颜色。表色则是由溶解物质、胶体物质和
10、悬浮物质共同引起的颜色。异常颜色的出现是水体受污染的一个标志。水的物理性水质指标还有嗅、味、温度、电导率等。(2) 化学指标化学需氧量(COD)化学需氧量是指在一定条件下，用强氧化剂氧化污水中的有机物质所消耗的氧量。常用的氧化剂有高锰酸钾(KMnO4)和重铬酸钾(K2Cr2O7)。我国规定的污水检验标准系用重铬酸钾作为氧化剂，在酸性条件下进行测定耗氧量，记作CODcr，单位为(mg/l)。由于K2Cr2O7氧化能力很强，能使污水中的8595以上的有机物被氧化。CODcr的测定较简便、迅速，测定时间只需2h，用来指导生产较为方便，而且不受水质限制。但也有其缺点：由于污水中的还原性无机物也能消耗氧
11、量，故CODcr值不能准确表示可被微生物氧化的有机物量。生化需氧量(BOD)由于污水中有机物种类繁多，现有技术难以分别测定各类有机物的含量(一般情况下也没有必要)。但污水中大多数有机污染物在相应的微生物及有氧存在的条件下，氧化分解时皆需要氧，且有机物的数量同耗氧量的大小成正比。故生化需氧量成为广泛使用的污水水质指标。生化需氧量是指在温度、时间都一定的条件下，由于微生物的作用，水中能分解的有机物完全氧化分解时所消耗的溶解氧量，其单位为mg/l。污水中有机物的分解过程一般可分为两个阶段。第一阶段为碳化阶段，即有机物中的碳被氧化为二氧化碳，有机物中的氮被氧化为氨的过程。碳化阶段消耗的氧量称为碳化需氧
12、量。第二阶段为硝化阶段，即氮在硝化细菌的作用下被氧化为亚硝酸根和硝酸根的过程。硝化阶段消耗的氧量称为硝化需氧量。微生物分解有机物的速率与温度和时间有密切关系。为了使测定的BOD值具有可比性，我国国家环境保护总局编制的环境监测技术规范中规定，将污水在20温度下培养5天，作为生化需氧量测定的标准条件。在此条件下测量所得结果即为5日生化需氧星、记作BOD5。如果测定的时间是20天，则结果称为20日生化需氧量，记作BOD20。 BOD值作为主要的有机物浓度指标，基本上反映了能被微生物氧化分解的有机物的量，较为直接、确切地说明了问题。但也存在某些条件下测定误差难以控制、反馈信息较慢等缺陷。 一般来说，对
13、一定的污水而言，COD20BOD20BOD5，BOD、COD之间的差值大致反映了不能被生物降解的有机物含量。 总有机碳(TOC)总有机碳是指污水中所有有机物的含碳量。在TOC测定仪中，当样品在950条件下燃烧时，样品中所有的有机碳和无机碳生成CO2，此即为总碳(TC)。当样品在150条件下燃烧时，只有无机碳转化为CO2，此即为总无机碳TIC。总碳与无机碳之差即为总有机碳TOC，即: TOCTC-TIC因为1g有机碳被氧化时须耗用32/12g(即2.678)氧，又因为COD使近似地代表水样中全部有机物被氧化时耗去的氧量，故COD值换算成TOC值的系数为2.57，即1gTOC2.67COD。有机氮
14、有机氮是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个水质指标。若使有机氮在有氧条件下进行生物氧化，可逐步分解为NH3、NH4+、NO2-、NO3-等形态，NH3和NH4+称为氨氮，NO2-称为亚硝酸氮，NO3-称为硝酸氮。有机氮与氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮的总和则称为总氮(TN)。pH值pH值是指水中氢离子浓度的大小，即pH值=-lgH+反应水的酸碱性。有毒物质指标指水中的有毒物质主要是包括氰化物、汞、砷化物、镉、铬、铅、酚等，它们的含量均作为单独的水质指标。(3)生物指标生物指标主要有细菌总数、大肠菌数及病原菌等。细菌总数是指1mg水中所含有的各种细菌的总数；大肠菌数是指每L水中所含的大肠
15、菌个数。1.3怎样收集城市污水？城市污水流量是如何变化的？答：（1）在城市中，每天都有大量的水用于市民生活、三产服务业和工业生产等，这些水在使用之后，约有80%的水量变为污水排放。而这些城市污水从污水管网中的各污水支管汇流到市政干管，进入污水泵站。由污水泵站将这些污水简单的进行预处理：沉砂池除砂，粗格栅将大块漂浮物、悬浮物拦截拿出。最后用污水泵把污水泵入污水处理厂，进行净化处理，达到国家规定的GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准要求，才能最终排入下游。（2） 城市流量是随着城市活动的变化而不断变化，一般来说，大多数城市随着经济的发展，人口不断地增加，用水量及污水量也在逐年增长。而各个污水处理厂所接纳的污水量随着各自汇水面积内的企事业单位的增减和服务人口的多少而变化着。污水量还随着居民的生活习惯而变化。如居民的上班前和下班后污水量处在高峰期；节假日居民消耗的水量和排污水量也处在高峰期。后半夜，大多数居民睡眠造成用水量大减，排污水量也大减。再有工业、企业、机关事业、学校、商业等都在白天活动多，夜间活动少，造成白天的用水的用水量和排污水量要大于夜间的用水量和排污水量。（3） 老城市中下水道有很多是雨污混流，在下雨天里能造成雨水与污水混流超过泵站和污水厂的设计量，发生溢流或淹没泵房和污水厂的提
