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1、排水工程排水工程 drainage works 水的生物处理理论与应用水的生物处理理论与应用 一泵站一泵站净水厂净水厂二泵站二泵站室外给水管网室外给水管网建筑给水排水建筑给水排水污水泵站污水泵站污水处理厂污水处理厂室外排水管网室外排水管网水体水体水源水源给水工程给水工程排水工程排水工程概概 述述 1、我国的水环境污染情况、我国的水环境污染情况 据据2000年中国环境年鉴报道，我国年中国环境年鉴报道，我国1999年污废水年污废水排放量为排放量为402亿亿m3，2009年已经达到了年已经达到了620亿亿m3，增，增速为每年约速为每年约20亿亿m3 。 全国河流污染严重，七大江河水质全国河流污染严重
2、，七大江河水质类和劣类和劣类类所占比例很高，水污染严重依次为：海河（所占比例很高，水污染严重依次为：海河（56%）、）、辽河（辽河（37%）、淮河、黄河、松花江、长江、珠江。）、淮河、黄河、松花江、长江、珠江。 太湖流域处于富营养状态，滇池流域富营养化严太湖流域处于富营养状态，滇池流域富营养化严重。重。太湖蓝藻暴发太湖蓝藻暴发2009年年 巢湖巢湖赤潮暴发赤潮暴发赤赤潮潮暴暴发发污染的滇池污染的滇池概概 述述 2、我国的污水治理情况、我国的污水治理情况 1996年我国的污水处理厂大约有年我国的污水处理厂大约有300座。座。截止到截止到2012年年9月底，全国设市城市、县累计建月底，全国设市城市
3、、县累计建成成城镇污水处理厂城镇污水处理厂3272座。座。 城市污水处理率城市污水处理率，1999年约年约20.5%，2011年增长到年增长到77%。概概 述述 3、污泥处理处置、污泥处理处置 目前我国城市污水处理厂每年排放的干污目前我国城市污水处理厂每年排放的干污泥量大约为泥量大约为600万吨，而且年增长率大于万吨，而且年增长率大于10%。 国内现有的基本处理方法是污泥浓缩和脱国内现有的基本处理方法是污泥浓缩和脱水，国内一些的污水处理厂经污泥浓缩后进行水，国内一些的污水处理厂经污泥浓缩后进行厌氧消化处理。污泥经浓缩和脱水后，一般含厌氧消化处理。污泥经浓缩和脱水后，一般含水率只能降低到水率只能
4、降低到80%左右。而发达国家正逐步左右。而发达国家正逐步要求污泥的含水率降低到要求污泥的含水率降低到20%-30%。 因此，高效、经济的污泥处理技术包括脱因此，高效、经济的污泥处理技术包括脱水和干燥技术将有巨大的市场。水和干燥技术将有巨大的市场。 第第1章章 污水的性质与污染指标污水的性质与污染指标n一、污水的组成一、污水的组成 污水是生活污水、工业废水、被污染的雨水的总称污水是生活污水、工业废水、被污染的雨水的总称 1、生活污水生活污水是人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所是人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。污染的水。 2、工业废水工业废水是在工矿企业生产活动中用过的水。
5、是在工矿企业生产活动中用过的水。 工工业废水水 生产污水生产污水：指在生产过程中形成、并被生产：指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等废料所污染的水，另原料、半成品或成品等废料所污染的水，另外也包括受热污染的水（指生产过程中产生、外也包括受热污染的水（指生产过程中产生、水温超过水温超过60的水）的水） 生产废水生产废水：指在生产过程中形成，但未直接：指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品污染或只是温度稍有上升的水。品污染或只是温度稍有上升的水。只需作简只需作简单的处理单的处理需作净需作净化处理化处理污水排入城市下污水
6、排入城市下水道水质标准水道水质标准CJ343-20103、被污染的雨水被污染的雨水：主要指初期雨水，污染程度很高，宜作：主要指初期雨水，污染程度很高，宜作净化处理。净化处理。 城市污水：生活污水和生产污水（或经工矿企业局部城市污水：生活污水和生产污水（或经工矿企业局部处理后的生产污水）的混合污水。处理后的生产污水）的混合污水。二、污水处理后的最终出路：二、污水处理后的最终出路： 排放水体、灌溉田地、重复使用。排放水体、灌溉田地、重复使用。重重复复使使用用直接复用直接复用间接复用间接复用循序使用循序使用循环使用循环使用污水经处理排入水体污水经处理排入水体按工序按工序如冷却用水如冷却用水 将城市污
7、水处理后作为生活饮用水，也将城市污水处理后作为生活饮用水，也是重复使用是重复使用1.2 城市污水的性质与污染指标城市污水的性质与污染指标一、污水的物理性质和指标一、污水的物理性质和指标水质分析物理指标水质分析物理指标物物理理性性指指标标感官性指标，水的色度加深，透光感官性指标，水的色度加深，透光性减弱，影响水生生物的光合作用性减弱，影响水生生物的光合作用感官性指标，水的异臭来源于感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质性有机物和氯气等污染物质挥发性物质挥发性物质溶解物质溶解物质和胶体和胶体固定性物质固定性物质悬浮固体物质悬浮固体物质
8、加速耗氧反应，最终导加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少造成水中溶解氧减少工业废水工业废水常引起水常引起水体热污染体热污染2) 色度色度4) 总固体总固体3) 嗅和味嗅和味1) 温度温度1.2 城市污水的性质与污染指标城市污水的性质与污染指标1.2.1 污水的物理性质和指标污水的物理性质和指标n水温水温 1、生活污水年平均温度差别不大，约、生活污水年平均温度差别不大，约10-20摄氏度；摄氏度； 2、生产污水的水温与生产工艺有关，变化、生产污水的水温与生产工艺有关，变化较大。较大。工业废水常引起水体热污染。工业废水常引起水体热污染。 3、水温低于、水温
9、低于5度或高于度或高于40度会影响污水生度会影响污水生物处理的效果。物处理的效果。1.2.1 污水的物理性质和指标污水的物理性质和指标n色度色度感官性指标感官性指标 1、生活污水常呈灰色。但当污水中溶解氧降、生活污水常呈灰色。但当污水中溶解氧降至至0，污水中所含有机物腐烂，则水呈现黑褐，污水中所含有机物腐烂，则水呈现黑褐色并有臭味；色并有臭味； 2、生产污水的色度视工矿企业的性质而异，、生产污水的色度视工矿企业的性质而异，颜色各异；颜色各异； 3、色度由悬浮固体、胶体或溶解性物质组成，、色度由悬浮固体、胶体或溶解性物质组成，悬浮固体形成的色度为悬浮固体形成的色度为表色表色，胶体或不溶性，胶体或
10、不溶性物质形成的色度为物质形成的色度为真色真色。1.2.1 污水的物理性质和指标污水的物理性质和指标n臭味臭味感官性指标感官性指标 1、生活污水的臭味主要由有机物腐败产生、生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成；的气体造成； 2、工业废水的臭味主要由挥发性化合物造、工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成；成； 3、臭味给人以不悦的感觉，甚至会危及人、臭味给人以不悦的感觉，甚至会危及人体生理，造成呼吸困难、倒胃胸闷、呕吐等。体生理，造成呼吸困难、倒胃胸闷、呕吐等。1.2.1 污水的物理性质和指标污水的物理性质和指标n固体含量固体含量 1、固体按存在的形态的不同可分为：悬、固体按存在的形态的不
11、同可分为：悬浮物（浮物（ suspended solid ，直径大于直径大于1m ）、）、胶体（胶体（直径介于直径介于0.0011m）和溶解性固和溶解性固体（体（DS，直径小于直径小于0.001m ）三种；）三种； 2、按性质不同可分为有机物、无机物和生、按性质不同可分为有机物、无机物和生物体三种；物体三种； 3、原水的悬浮物（、原水的悬浮物（SS）、）、胶体和溶解固胶体和溶解固体（体（DS）均由）均由有机物和无机物组成。有机物和无机物组成。 总固体总固体(TS)： 把一定量水样在把一定量水样在105 -110 烘箱中烘烘箱中烘干至恒重，所得重量即为总固体量。干至恒重，所得重量即为总固体量。
12、悬浮固体悬浮固体(SS)： 把水样用滤纸过滤后，被滤纸截留的滤把水样用滤纸过滤后，被滤纸截留的滤渣，在渣，在105 -110 烘箱中烘干至恒重，所烘箱中烘干至恒重，所得重量即为悬浮固体。得重量即为悬浮固体。u描述固体的水质指标描述固体的水质指标 挥发性悬浮固体挥发性悬浮固体(VSS)： 把悬浮固体在马福炉中灼烧（温度为把悬浮固体在马福炉中灼烧（温度为600），所失去的重量即为挥发性悬浮固），所失去的重量即为挥发性悬浮固体。体。 灰分灰分(NVSS或或FS)： 残留的重量即为非挥发性悬浮固体，也残留的重量即为非挥发性悬浮固体，也叫灰分。叫灰分。FS表示固定性固体表示固定性固体1.2.2 1.2.
13、2 污水的化学性质及指标污水的化学性质及指标n1、无机物及指标、无机物及指标酸碱度：酸碱度：PH值值6-9 ，过高或过低均会，过高或过低均会抑制生物生长抑制生物生长N /P：是水体富营养化的主要原因：是水体富营养化的主要原因u氮及其化合物氮及其化合物：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮u含氮化合物的转化含氮化合物的转化1) 1) 氨化过程：含氮有机物转化为无机氨氮氨化过程：含氮有机物转化为无机氨氮2) 2) 硝化过程：氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐硝化过程：氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐3) 3) 反硝化过程：水体缺氧时进行反硝化过程：水体缺氧时进行-2H2O-3H
14、2O-H2Ou磷及其化合物磷及其化合物：有机磷和无机磷：有机磷和无机磷指标：指标：总磷总磷(TP) )：两种含磷化合物的总量。：两种含磷化合物的总量。 将所有含磷化合物转化成正磷酸盐将所有含磷化合物转化成正磷酸盐POPO4 43-3-后再其测定的含量后再其测定的含量 生活污水中生活污水中TP约为约为10mg/L左右左右 有毒物质与金属离子：如氰化物、砷、汞、镉、铅等有毒物质与金属离子：如氰化物、砷、汞、镉、铅等指标一指标一：总氮：总氮(TN) )：四种含氮化合物的总量。：四种含氮化合物的总量。指标二指标二：凯氏氮：凯氏氮(KN) )：是有机氮和氨氮之和。是：是有机氮和氨氮之和。是衡量污水进衡量
15、污水进行生化处理时氮营养是否充足的依据行生化处理时氮营养是否充足的依据 生活污水中凯氏氮含量约为生活污水中凯氏氮含量约为40mg/L，基本等于总氮，基本等于总氮有机磷：葡萄糖有机磷：葡萄糖-6-6磷酸、磷酸、2-2-磷酸磷酸- -甘油酸等，大多呈胶体和甘油酸等，大多呈胶体和颗粒状颗粒状无机磷：包括各种磷酸盐无机磷：包括各种磷酸盐n1.2.2 1.2.2 污水的化学性质及指标污水的化学性质及指标n2、有机物、有机物 第一类：可生物降解有机物第一类：可生物降解有机物 第二类：难生物降解有机物第二类：难生物降解有机物n碳水化合物：糖、淀粉、纤维素等，均属于可生碳水化合物：糖、淀粉、纤维素等，均属于可
16、生物降解有机物，对微生物无毒害和抑制作用。物降解有机物，对微生物无毒害和抑制作用。n蛋白质与尿素：蛋白质与尿素：N的主要来源的主要来源n脂肪和油类：脂脂肪和油类：脂难降解，无毒难降解，无毒 矿物油矿物油难、有毒难、有毒n酚：难降解酚：难降解n表面活性剂：硬性洗涤剂（烷基苯磺酸盐表面活性剂：硬性洗涤剂（烷基苯磺酸盐ABS），含），含P，难生物降解，难生物降解n软性洗涤剂（烷基芳基磺酸盐软性洗涤剂（烷基芳基磺酸盐LAS）易降解易降解n有机农药：有机氯农药有机农药：有机氯农药(六六六六六六)和有机磷农药和有机磷农药(敌敌敌畏、乐果等敌畏、乐果等)，难生物降解，难生物降解u3、有机物污染指标、有机物污
17、染指标 用氧化用氧化过程所消耗的氧量作程所消耗的氧量作为有机物有机物总量的量的综合指合指标生物化学需氧量（生物化学需氧量（Bio-Chemical Oxygen Demand）BOD；化学需氧量（化学需氧量（ Chemical Oxygen Demand ）COD；总需氧量（总需氧量（Total Oxygen Demand ）TOD；总有机碳（总有机碳（ Total Organic Carbon ）TOC； 生化需氧量（生化需氧量（BOD） 在水温为在水温为20的条件下，由于微生物的条件下，由于微生物(主要是细菌主要是细菌)的的生命活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称生命活动，将有机
18、物氧化成无机物所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量或生化需氧量，单位（为生物化学需氧量或生化需氧量，单位（mg/L）。）。 生化需氧量反映了水中可生物降解有机物的数量。生化需氧量反映了水中可生物降解有机物的数量。 Oa+Ob第一阶段生化需氧量（或称总碳氧化需氧量、第一阶段生化需氧量（或称总碳氧化需氧量、总生化需氧量或完全生化需氧量），用总生化需氧量或完全生化需氧量），用BODu表示表示 Oc+Od第二阶段生化需氧量，用硝化第二阶段生化需氧量，用硝化BOD表示表示 化学需氧量（化学需氧量（COD） 是用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件是用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾），在酸性条件下，硫
19、酸银作为催化剂，将有机物氧化成下，硫酸银作为催化剂，将有机物氧化成CO2与与H2O所消所消耗的氧量，即称为化学需氧量，单位耗的氧量，即称为化学需氧量，单位mg/L 优点：需时少，可较精确地表示污水中的有机物的含优点：需时少，可较精确地表示污水中的有机物的含量。量。 缺点：水中还原性无机物（如硫化物）被氧化也需要缺点：水中还原性无机物（如硫化物）被氧化也需要消耗氧消耗氧 COD BOD5 CODBOD5 为难生物降解有机物的量为难生物降解有机物的量 BOD5/COD称为可生化性指标称为可生化性指标 一般此值大于一般此值大于0.3，才适于采用生物处理；，才适于采用生物处理； 大于大于0.45，生化
20、性好。，生化性好。 总需氧量（总需氧量（TOD） 是将一定数量的水样，注入含氧量己知的氧气流中，是将一定数量的水样，注入含氧量己知的氧气流中，再通过以铂钢为触煤的燃烧管，在再通过以铂钢为触煤的燃烧管，在900高温下燃烧，使高温下燃烧，使水样中含有的有机物被燃烧氧化，测量所消耗掉的氧即总水样中含有的有机物被燃烧氧化，测量所消耗掉的氧即总需氧。需氧。 TODCOD 总有机碳（总有机碳（TOC） 是将一定数量经酸化的水样，用压缩空气吹脱其中的是将一定数量经酸化的水样，用压缩空气吹脱其中的无机碳酸盐，注入含氧量己知的氧气流中，再通过以铂钢无机碳酸盐，注入含氧量己知的氧气流中，再通过以铂钢为触煤的燃烧管
21、，在为触煤的燃烧管，在900高温下燃烧，把有机物中所含高温下燃烧，把有机物中所含的的C燃烧氧化成燃烧氧化成CO2 ，测定气体中的，测定气体中的CO2含量并折算成含含量并折算成含碳量。碳量。 理论需氧量（理论需氧量（ThOD） 在水质条件基本不变的条件下，在水质条件基本不变的条件下，BOD、COD、TOD与与TOC之间存在一定的相关关系之间存在一定的相关关系污水有机物指标之间的关系TODCODcrBOD20BOD5TOCTODCODcrBOD20BOD5TOC五、生物性指标五、生物性指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、 寄生虫卵等寄生虫卵等制革屠宰等工业
22、废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体医院污水：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧来源及来源及危害危害大肠菌群数是每升水样中所含有的大肠菌群数大肠菌群数是每升水样中所含有的大肠菌群数的数目，单位：个的数目，单位：个/L。倒数为大肠菌群指数。倒数为大肠菌群指数。间接表明有肠道病菌存在的可能性。间接表明有肠道病菌存在的可能性。饮用水：饮用水：3个个/L城市排水：城市排水：10000个个/L大肠菌群数大肠菌群数 是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和，以个的总和，以个/mL计。计。反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。 饮用水：饮用水：100个个/ mL 医院排水：医院排水： 500个个/ mL细菌总数细菌总数病病 毒毒n六、一般城市污水性质六、一般城市污水性质 高高 中中 低低(mg/L)BOD 400 200 100COD 1000 400 250SS 350 220 100TN 85 40 20TP 15 8 4
