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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页污水处理 （水污染控制） Wastewater Engineering Prof. Ji Min（季民） and Guo Jing教材：(排水工程)下（第3、4版）主要参考书目（REFERENCES）：1 高庭耀等：水污染控制工程（下），高教出版社2 水处理工程理论与应用，（译著），建工出版社3 废水生物处理过程设计，（译著），建工出版社4 废水处理概论，（译著），建工出版社5 沈耀良等：废水生物处理新技术，中国环境出版社6 George T. and F.L.Burton: Wastewater Engineer
2、ing: treatment, Disposal, Reuse.7 环境工程手册（水污染卷），高教出版社第1篇 总论 (Introduction)第1章 污水的性质与污染指标（Wastewater Characteristics）1.1 污水 （Wastewater） 生活污水：家庭、公共建筑物、医院等。污水 工业废水：生产废水和生产污水 城市污水 生活污水+工业废水 初期雨水 排放水体污水最终出路： 灌溉农田 重复使用最终排放之前需要进行处理、去除或减少水中的污染物质。1. 2城市污水的性质与指标 （Wastewater Characteristics/measurements/parame
3、ters）污水中污染物的分类：1 按物理形态：非溶解性的污染物质（悬浮固体，Suspended solid）0.1mm -1mm 胶体性的污染物质（Colloidal matter）， 0.001mm-0.1mm 溶解性的污染物质（matter in solution）， 0.001mm2 按化学组成： 无机性污染物：（Inorganic ）酸、碱、重金属、沙砾、无机毒物、盐等有机性污染物：(Organic)植物性：纤维（水果、蔬菜等碳水化合物） 动物性：脂肪、蛋白质（粪便、动物组织等含氮的物质） 人工合成：各种高分子化学物质（酚、醛、苯、氨基化合物，有机磷，涂料、染料等） 溶解 ：生物易降解
4、 / 生物难降解 有机污染物：非溶解性：生物可吸附 ：生物易降解 / 生物难降解 生物不可吸附 （水解）1.2.1 污水的物理性质与指标 水温（Temperature） 色度 （Color） 臭味 （Odors） 固体含量（悬浮固体 SS，挥发性悬浮固体 Volatile SS-VSS）1.2.2 污水的化学性质及指标1. 无机物及指标 酸碱度-PH 氮、磷 （Nitrogen，Phosphorus） 总氮（TN）：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮 有机氮分解 氨氮-亚硝酸盐氮-硝酸盐氮凯氏氮（KN）：有机氮+氨氮氨氮：NH3+NH+4磷：有机磷+无机磷（PO43-）一般城市污水中：TN=3
5、0-60，NH3-N=5-40mg/L；污水排放标准要求处理后污水：NH3-N15-25，磷酸盐0.5-1 硫酸盐（SO42-）与硫化物 氯化物 （盐） 非重金属无机有毒物：氰化物（CN），砷化物（As） 重金属离子：Hg，Cd，Cr，Pb，Zn，2. 有机物碳水化合物：糖、淀粉、纤维素和木质素等蛋白质与尿素脂肪和油类酚、有机酸、碱、表面活性剂、有机农药、各种人工合成高分子有机化合物等3. 有机物污染指标BOD：Biochemical Oxygen Demend 生物化学需氧量COD：Chemical Oxygen Demend 化学需氧量TOD：Total Oxygen Demend 总需氧
6、量ThOD ：Theory Oxygen Demend 理论需氧量TOC：Total Organic Carbon 总有机碳 合成 新细胞 呼吸（氧化） 自氧菌 CO2，H2O，能，NH3 有机物 Oa Oe（可生物降解） H2O，NO2-，能 异养菌 自养菌 合成 残存物质 合 Od 新细胞 成 CO2，H2O，能，NH3 新 NO3- Ob（内源呼吸） 细胞 能 BOD （mg/L） NODu BODu 5 10 15 20 25 30 35 （d） 两阶段生化需氧量曲线 BOD的限制：1） 测定时间太长；2） 难降解有机物高时，测定结果误差大；3） 当含有抑制微生物生长的有毒有害物质时，
7、影响测定结果。 COD的优点：精确表示污水中有机物含量；测定时间短，不受水质限制。COD的缺点：难于象BOD那样反映出微生物氧化的有机物，包括不能被微生物氧化的有机物，难于生物降解的有机物。 COD：生物可降解COD；生物难降解COD；不可生物降解COD； 慢速可生物降解COD；溶解性COD；颗粒性COD。理论需氧量（ThOD）：（有机物- CO2+H2O，计算需氧）CH2（NH2）COOH+3/2 O2NH3+2CO2+H2ONH3+3/2 O2HNO2+H2O HNO2+1/2 O2HNO3总需氧量TOD：900oC下燃烧有机物消耗氧量。总有机碳TOC：在900oC高温下燃烧，把有机物所含
8、的碳氧化成CO2，用红外气体分析仪记录CO2的数量折算成含碳量即等于总有机碳TOC值。各参数之间的关系：ThODCODcrBODuBOD5TOCBOD/COD 的关系与废水可生物降解性能的判断指标。BOD/COD0.3 可生化，0.25 难生化 1.2.3 污水的生物性质及指标1） 大肠菌群数（个/L）与大肠菌指数（查出1个大肠菌群所需的最少水量，mL）-污水被粪便污染的程度的卫生指标2） 病毒3） 细菌总数 第2章 水体污染与自净2.1 水体污染及其危害 （概念，点源与面源）2.1.1 水体的物理性污染及其危害1） 感官性污染（色度）2） 热污染（水温）3） 悬浮物污染 4） 油类污染2.1
9、.2. 无机物污染及其危害1） 酸、碱无机盐类污染酸碱来源：工业废水，酸雨；危害：水体PH，土壤酸碱污染导致水中无机盐类和硬度的增加：H2SO4+(Ca,Mg)CO2 (Ca,Mg)SO4+H2O+CO2(酸与水体中粘土、石灰岩和白云岩作用而被中和)2（Na，K）OH+SiO2（Na，K）2SiO3+H2O（碱与硅石反应而中和）2） 重金属等有毒物质污染重金属不能被生物降解，只能在各种形态之间相互转化、分散和富集。水体底泥重金属的转化：无机汞在微生物作用下有机汞 六价铬 三价铬重金属的富集：食物链重金属的危害：进入人体，能与体内蛋白质及酶等发生化学反应，而使其失去活性，并可能在人体中积累，形成
10、慢性中毒。因此国家污水排放标准（见附录污水综合排放标准P620）对重金属有严格规定。2.1.3 有机物污染及其危害 （以后详细讲）2.1.4 植物性营养物氮、磷的污染与水体富营养化1） 水体富营养化的现象及主要原因 (eutrophication)富营养化水指的是富含磷酸盐和某些形式的氮素的水。在光照和其他适宜的环境条件下，水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长，在随后的藻类死亡和异样微生物代谢活动中，水体中溶解氧很可能被耗尽，造成水质恶化和水生态环境结构破坏，这就是水体富营养化现象。2） 水体中氮磷的来源未经处理的工业和生活污水；污水处理厂出水；面源性农业污染；城市生活-高磷洗涤剂
11、。3） 含氮化合物在水体中转化 第一步：有机氮（蛋白质、多肽、氨基酸）-（氨化）-无机氮、氨氮第二步：氨氮亚硝化硝化2NH3+3O2-（亚硝化菌）-2HNO2+2H2O+能2HNO2+O2-（硝化菌）-2HNO3+能硝化反应必须有充足的溶解氧，在缺氧条件下发生反硝化反应： N 有机氮 NH3-N NO3-N NO2-N Day 水体中不同形态氮随时间的变化4） 磷在水体中的存在形式无机磷：磷酸盐形式：PO43-，HPO42-，H2PO4- 聚合磷酸盐：P2O74-，P3O105-有机磷：葡萄糖-6-磷酸，2-磷酸-甘油酸等形式磷+金属离子（Ca2+，Fe3+，Al3+） 可沉物 （次生污染源水流运动使磷再度释放到水中。）5） 氮磷污染以及水体富营养化的危害藻类过量繁殖；藻类种类减少；水体溶解氧下降；降低水的透明度；水有腥臭味；向水体释放毒素（赤潮）；影响供水水质，增加制水成本；破坏水生生态；影响污水回用6） 水体富营养化防治措施： 一般认为总磷和无机氮分别为0.02mg/L和0.3mg/L时，就可以认为水体已处于富营养化状态。减少N、P排放量控制污染源污水深度处理清除底
