水質工程學上

1、水質工程學水質工程學 朱慧杰朱慧杰緒 論論水與人類水與人類水資源的狀況水資源的狀況 我國水資源特點我國水資源特點水的循環(huán)水的循環(huán)水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)水的自然循環(huán)水的自然循環(huán)水的自然循環(huán)水的自然循環(huán)水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)水的社會循環(huán)水質工程學的任務水質工程學的任務如何實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用？如何實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用？課程主要內容課程主要內容第第1 1篇篇 水質與水處理概論水質與水處理概論 教學目的：教學目的：通過本章教學，使學生掌握水源水通過本章教學，使學生掌握水源水 質和水質標準、水處理的任務和處理方法概述、質和水質標準、水

2、處理的任務和處理方法概述、 反應器原理及應用等水處理基礎概念及基本理反應器原理及應用等水處理基礎概念及基本理 論。論。 本章重點：本章重點：天然水中雜質來源、分類；各種天天然水中雜質來源、分類；各種天 然水源的水質特點；生活飲用水及工業(yè)用水水然水源的水質特點；生活飲用水及工業(yè)用水水 質標準；水處理基本方法概述；反應器基本原質標準；水處理基本方法概述；反應器基本原 理及在水處理中的應用。理及在水處理中的應用。 第第1 1章章 水質與水質標準水質與水質標準 天然水體的水質及用水水質標準。天然水體的水質及用水水質標準。本章包括兩個內容本章包括兩個內容 污、廢水的水質及污水排放標準。污、廢水的水質及污

3、水排放標準。懸浮物與膠體懸浮物與膠體產生渾濁的主要根源（濁度），是飲用水處理的主要去除對象。產生渾濁的主要根源（濁度），是飲用水處理的主要去除對象。 懸浮物特性懸浮物特性 尺寸較大，動水中呈懸浮狀，靜水中可下沉或上浮。尺寸較大，動水中呈懸浮狀，靜水中可下沉或上浮。 包括泥砂、大顆粒粘土、礦物廢渣等無機易沉懸浮物和包括泥砂、大顆粒粘土、礦物廢渣等無機易沉懸浮物和 草木、浮游生物體等有機易浮懸浮物。草木、浮游生物體等有機易浮懸浮物。 膠體特性膠體特性 尺寸小，在水中長期靜置很難下沉。包括粘土、細尺寸小，在水中長期靜置很難下沉。包括粘土、細菌、病毒、腐殖質、蛋白質、有機高分子物質等，天然菌、病毒、腐

4、殖質、蛋白質、有機高分子物質等，天然水中的膠體一般帶負電荷，也有帶正電的。其中的有機水中的膠體一般帶負電荷，也有帶正電的。其中的有機物會造成水的色、臭、味。物會造成水的色、臭、味。 溶解物特性溶解物特性 氣體分子（氣體分子（O O2 2、N N2 2、COCO2 2、H H2 2S S等）；等）； 離子（離子（CaCa2+2+、MgMg2+2+、NaNa+ +、HCOHCO3 3- -、SOSO4 42-2-、ClCl- -等）。等）。 天然水體的類型天然水體的類型 水質清澈，細菌較少，水溫和水質較穩(wěn)定，但水質清澈，細菌較少，水溫和水質較穩(wěn)定，但含鹽量、硬度、鐵和錳高于地表水。含鹽量一般在含鹽

5、量、硬度、鐵和錳高于地表水。含鹽量一般在100-5000mg/L100-5000mg/L，硬度通常在，硬度通常在100-500mg/L100-500mg/L 懸浮物和膠態(tài)雜質含量較多，細菌含量和濁度高于地下懸浮物和膠態(tài)雜質含量較多，細菌含量和濁度高于地下 水，水的色、臭、味變化較大，有毒、有害物質易進入水，水的色、臭、味變化較大，有毒、有害物質易進入 水體，水溫不穩(wěn)定，受自然條件的影響較大。但含鹽量、水體，水溫不穩(wěn)定，受自然條件的影響較大。但含鹽量、 硬度較低。含鹽量一般在硬度較低。含鹽量一般在70-900mg/L70-900mg/L，硬度通常在，硬度通常在50-50- 400mg/L 400

6、mg/L。 水質類似于河水，但濁度較低，一般含藻類較多，易受水質類似于河水，但濁度較低，一般含藻類較多，易受 污染，含鹽量較河水高。按含鹽量高低分淡水湖、微咸污染，含鹽量較河水高。按含鹽量高低分淡水湖、微咸 水湖和咸水湖（含鹽量水湖和咸水湖（含鹽量1000 mg/L1000 mg/L）。）。 含鹽量高，在含鹽量高，在7.5-43.0g/L7.5-43.0g/L左右，且各種鹽類或離子的重左右，且各種鹽類或離子的重 量比例基本一定。其中氯化物含量最高，約占量比例基本一定。其中氯化物含量最高，約占89%89%左右，左右， 其次為硫化物、碳酸鹽，其它鹽類含量極少。其次為硫化物、碳酸鹽，其它鹽類含量極少

7、。1.2 1.2 水體的污染與自凈水體的污染與自凈 1. 1.可生物降解的有機污染物可生物降解的有機污染物 BOD - BOD - 生化需氧量生化需氧量 COD - COD - 化學需氧量化學需氧量 TOD - TOD - 總需氧量總需氧量 TOC - TOC - 總有機碳總有機碳 生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD) 定義：定義：指在有氧的條件下，由于微生物（主要是細菌）指在有氧的條件下，由于微生物（主要是細菌） 的作用，降解有機物所需的氧量。單位為的作用，降解有機物所需的氧量。單位為mg/Lmg/L。 意義：意義：間接反映可被微生物氧化分解的有機物的量。間接反映可被微生物氧化分解的有機

8、物的量。 微生物降解有機物過程：分兩個階段微生物降解有機物過程：分兩個階段 碳氧化階段：碳氧化階段： 有機物有機物+ +O O2 2 COCO2 2+H+H2 2O+NHO+NH3 3（2020需需2020天完成）天完成） 耗氧量計作耗氧量計作BODBOD5 5或或 BODBOD2020。 硝化階段：硝化階段：將將NHNH3 3氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽（氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽（2020需百日完成）需百日完成） 一般一般BODBOD5 5約為約為BODBOD2020的的70%70%左右，生活污水的左右，生活污水的BODBOD5 5值約值約 100-400 100-400mg/Lmg/L 。 化學需

9、氧量（化學需氧量（CODCOD） 重鉻酸鉀（重鉻酸鉀（ CODCOD 或或COD)COD) 氧化劑氧化劑 高錳酸鉀（高錳酸鉀（ CODCOD 或或OC)OC)稱為可生化性指標。稱為可生化性指標。 其值越高越易生化處理，一般須大于其值越高越易生化處理，一般須大于0.30.3，生活，生活 污水約為污水約為0.4-0.650.4-0.65。 總需氧量（總需氧量（TODTOD） 總有機碳（總有機碳（TOCTOC） 2.2.難生物降解的有機污染物難生物降解的有機污染物 3 3. .無直接毒害作用的無機污染物無直接毒害作用的無機污染物 4 4. .有直接毒害作用的無機污染物有直接毒害作用的無機污染物 主要

10、包括：主要包括： 特點：特點： 1.2.3 1.2.3 水體的自凈水體的自凈歷時（流程）潔凈段 降質污染段恢復段又復潔凈DOBODBODBODDO又復飽和DO污水源口BOD,DO含量O21.3 1.3 飲用水水質與健康飲用水水質與健康1.4 1.4 用水水質標準用水水質標準 水質標準：水質標準：是用水對象所要求的各項水質參數(shù)應達到的是用水對象所要求的各項水質參數(shù)應達到的 指標和限值。指標和限值。 水質標準是水處理的依據(jù)。水質標準是水處理的依據(jù)。 水質標準分為：水質標準分為：國際標準、國家標準、地區(qū)標準、行業(yè)國際標準、國家標準、地區(qū)標準、行業(yè) 標準、企業(yè)標準等不同等級。標準、企業(yè)標準等不同等級。 我國生活飲用水水質標準我國生活飲用水水質標準 1.4.2 1.4.2 其它用水的水質標準其它用水的水質標準1.5 1.5 污水排放標準污水排放標準 圖43 地面水常規(guī)處理工藝系統(tǒng)出水絮凝池清水池過濾池沉淀池混合裝置混凝劑原水 原水預處理混凝沉淀過濾消毒活性炭吸附飲用水圖42 典型除污染給水處理流程生物處理構筑物受污染水源水圖47 生物處理除