水質(zhì)工程論文

1、水質(zhì)工程（論文）題 目水質(zhì)工程學(xué)院（部）土木工程學(xué)院專業(yè)給排水科學(xué)與工程學(xué)生姓名余成鑫學(xué)號(hào)201311005140年級(jí) 2013 級(jí)指導(dǎo)教師李毅2013年 11月 11 日 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 水質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)2 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 水的物理、化學(xué)及物理化學(xué)處理方法5 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 水的生物處理方法10水及污、廢水的處理工藝及水處理技術(shù)的發(fā)展.14水質(zhì)、水質(zhì)指標(biāo)和水

2、質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)水質(zhì)（water quality ）水體質(zhì)量的簡(jiǎn)稱。它標(biāo)志著 水體的物理（如色度、濁度、臭味等）、化學(xué)（無(wú)機(jī)物和有 機(jī)物的含量）和生物（細(xì)菌、微生物、浮游生物、底棲生 物）的特性及其組成的狀況。為評(píng)價(jià)水體質(zhì)量的狀況，規(guī) 定了一系列水質(zhì)參數(shù)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。如生活飲用水、工業(yè)用 水和漁業(yè)用水等水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。1、基本歸類飲用水類：飲用水I類：國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，水質(zhì)未受污染。飲用水II類：較清潔，過(guò)濾后可成為飲用水。飲用水III類：過(guò)濾清潔后可用作普通工業(yè)用水 污水類：IV類：普通農(nóng)業(yè)用水，灌溉用。V類：普通景觀用水。劣V類：無(wú)用臟水。2、評(píng)價(jià)指標(biāo)天然水評(píng)價(jià)指標(biāo)一般為色、嗅、味、透明度、水溫、 礦

3、化度、總硬度、氧化-還原電位、pH值、生化需氧量和 化學(xué)需氧量等。天然水中的大氣降水水質(zhì)與當(dāng)?shù)氐臍庀髼l 件和降水淋溶的大氣顆粒物的化學(xué)成分有關(guān)；地表水水質(zhì) 與徑流流程中的巖石、土壤和植被有關(guān)；地下水水質(zhì)主要 與含水層巖石的化學(xué)成分和補(bǔ)給區(qū)的地質(zhì)條件有關(guān)。二、水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)是指水樣中除去水分子外所含雜質(zhì)的種類和 數(shù)量，它是描述水質(zhì)狀況的一系列標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)大致可分為：（1）物理指標(biāo)（嗅味、溫度、渾 濁度、透明度、顏色等）（2）化學(xué)指標(biāo)（a）非專一性指標(biāo)：電導(dǎo)率、pH值、硬 度、堿度、無(wú)機(jī)酸度等；（b）無(wú)機(jī)物指標(biāo)：有毒金屬、有毒 準(zhǔn)金屬、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽等；（c）非專一性有機(jī) 物指標(biāo)：總

4、耗氧量、化學(xué)耗氧量、生化耗氧量、總有機(jī)碳、 高錳酸鉀指數(shù)、酚類等；（d）溶解性氣體：氧氣、二氧化碳 等（3 ）生物指標(biāo)（細(xì)菌總數(shù)、大腸菌群、藻類等）（4）放射性指標(biāo)（總a射線、總6射線、鈾、鐳、釷 等）有些指標(biāo)用某一物理參數(shù)或某一物質(zhì)的濃度來(lái)表示， 是單項(xiàng)指標(biāo)，如溫度、pH值、溶解氧等；而有些指標(biāo)則是 根據(jù)某一類物質(zhì)的共同特性來(lái)表明在多種因素的作用下所 形成的水質(zhì)狀況，稱為綜合指標(biāo)，比如生化耗氧量表示水 中能被生物降解的有機(jī)物的污染狀況，總硬度表示水中含 鈣、鎂等無(wú)機(jī)鹽類的多少。三、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)性質(zhì)和生物性 存在著飲用水水質(zhì)國(guó)家規(guī)定的各種用水在物理性質(zhì)、 質(zhì)方面的要求。根據(jù)供水目的的不同， 標(biāo)

5、準(zhǔn)、農(nóng)用灌溉水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等。各種工業(yè)生產(chǎn)對(duì)水質(zhì)要求 的標(biāo)準(zhǔn)也各不相同。農(nóng)田灌溉用水的水質(zhì)一般需考慮pH 值、含鹽量、鹽分組成、鈉離子與其他陰離子的相對(duì)比例、 硼和其他有益或有毒元素的濃度等指標(biāo)。1、環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水是地球上一切生物賴以生存也是人類生產(chǎn)生活不可 缺少的最基本物質(zhì)。不同用途的水質(zhì)要求有不同的質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)。有國(guó)務(wù)院各主管部委、局頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，省、市一 級(jí)頒布的地方標(biāo)準(zhǔn)，有不同行業(yè)統(tǒng)一頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和各 大型全國(guó)性企業(yè)統(tǒng)一頒布的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)水資源保護(hù)和水體污染控制要從兩方面著手：一方面 制訂水體的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，保證水體質(zhì)量和水域使用目的; 另一方面要制訂污水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)必須排

6、放的工業(yè)廢水和 生活污水進(jìn)行必要而適當(dāng)?shù)奶幚?。?duì)水質(zhì)要求最基本的是 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，由國(guó)家環(huán)保總局發(fā)布 GB3838-2002。GB表示國(guó)標(biāo)，3838表示標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，2002表示 發(fā)布年代。水的物理、化學(xué)及物理化學(xué)處理方法一、物理處理方法利用固體顆粒和懸浮物的物理性質(zhì)將其從水中分離去 除的方法稱為物理處理方法。物理處理法的最大優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn) 單易行，效果良好，費(fèi)用較低。物理處理法的主要處理對(duì)象是水中的漂浮物、懸浮物以及顆粒物質(zhì)。常用的物理處 理法有格柵與篩網(wǎng)、沉淀、氣浮等。1、格柵與篩網(wǎng)格柵是用于去除水中較大的漂浮物和懸浮物，以保證 后續(xù)處理設(shè)備正常工作的一種裝置。格柵通常有一組或多 組平行金屬柵條

7、制成的框架組成。2、傾斜或直立地設(shè)立在進(jìn)水渠道中，以攔截粗大的懸浮物。篩網(wǎng)用 以截阻、去除水中的更細(xì)小的懸浮物。篩網(wǎng)一般用薄鐵皮 鉆孔制成，或用金屬絲編制而成，孔眼直徑為051.0mm。 在河水的取水工程中，格柵和篩網(wǎng)常設(shè)于取水口，用以攔 截河水中的大塊漂浮物和雜草。在污水處理廠，格柵和篩 網(wǎng)常設(shè)于最前部的污水泵之前，以攔截大塊漂浮物以及較 小物體，以保護(hù)水泵及管道不受阻塞。3、沉淀沉淀是使水中懸浮物質(zhì)（主要是可沉固體）在重力作 用下下沉，從而與水分離，使水質(zhì)得到澄清。這種方法簡(jiǎn) 單易行，分離效果良好，是水處理的重要工藝，在每一種 水處理過(guò)程中幾乎都不可缺少。按照水中懸浮顆粒的濃度、 性質(zhì)及其

8、絮凝性能的不同，沉淀現(xiàn)象可分為：自由沉淀、絮凝沉淀、擁擠沉淀、壓縮沉淀。水中顆粒雜質(zhì)的沉淀， 是在專門的沉淀池中進(jìn)行的。按照沉淀池內(nèi)水流方向的不 同，沉淀池可分為平流式、豎流式、輻流式和斜流式四種。4、氣浮氣浮法亦稱浮選，它是從液體中除去低密度固體物質(zhì) 或液體顆粒的一種方法。通過(guò)空氣鼓入水中產(chǎn)生的微小氣 泡與水中的懸浮物黏附在一起，靠氣泡的浮力一起上浮到 水面而實(shí)現(xiàn)固液或液液分離的操作。其處理對(duì)象是：靠自 然沉降或上浮難以去除的乳化油或相對(duì)密度接近于1的微 小懸浮顆粒。浮選過(guò)程包括微小氣泡的產(chǎn)生、微小氣泡與 固體或液體顆粒的粘附以及上浮分離等步驟。實(shí)現(xiàn)浮選分 離必須滿足兩個(gè)條件：一是必須向水中

9、提供足夠數(shù)量的微 小氣泡；二是必須使氣泡粘附與分離的懸浮物而上浮達(dá)到 分離。后者則是氣浮的最基本條件。氣浮法按微小氣泡產(chǎn) 生方法的不同可分為電解氣浮法、充氣氣浮法和溶氣氣浮 法三類。二、化學(xué)處理方法化學(xué)處理方法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用以除去水中的溶 解性或膠體性的物質(zhì)。通?？蛇_(dá)到比物理處理方法更高的 凈化程度。常用的處理方法有中和、混凝絮凝、化學(xué)沉淀、氧化還原和消毒等。1、中和用化學(xué)法去除水中的酸或堿，使其pH值達(dá)到中性左右 的過(guò)程稱為中和。中和處理的目的主要是避免對(duì)水管造成 腐蝕，減少對(duì)收納水體水中生物的危害，以及對(duì)后續(xù)采用 生物處理時(shí)能夠保證微生物處于最佳生長(zhǎng)環(huán)境。酸性廢 水的中和方法有利用堿

10、性廢水或堿性廢渣進(jìn)行中和、投加 堿性藥劑及通過(guò)有中和性能的濾料過(guò)濾3種方法。堿性廢 水的中和方法有利用酸性廢水或酸性廢渣進(jìn)行中和、投加 酸性藥劑等。2、混凝絮凝水中的膠體顆粒和懸浮物表面常常有電荷。帶有相同 電荷的顆粒，會(huì)因靜電排斥作用而難于相互碰撞聚結(jié)生成 較大的顆粒。向水中投加藥劑混凝劑，混凝劑能在水 中生成與膠體顆粒表面電荷相反的荷電物質(zhì)，從而能中和 膠體帶的電荷，減小顆粒間的排斥力，促使膠體及懸浮物 聚結(jié)成易于下沉的大的絮凝體，這種水處理方法稱為混凝。 將具有鏈狀構(gòu)造的高分子物質(zhì)投入水中，高分子物質(zhì)的鏈 狀分子能吸附于膠體和懸浮物顆粒表面，將兩個(gè)以上的顆 粒連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)更大的顆粒

11、，當(dāng)生成的絮體顆粒足 夠大時(shí)，便易于沉淀下來(lái)而從水中除去，這稱為水的絮凝。 能使水中膠體和懸浮物顆粒絮凝下來(lái)的藥劑，稱為絮凝劑。 在城市生活飲用水的處理中混凝和絮凝是去除地表水中混 濁物質(zhì)最常用的處理方法。混凝和絮凝在工業(yè)廢水處理中 也應(yīng)用甚廣。3、化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀是向水中投加某些化學(xué)藥劑，使之與水中溶 解性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶化合物，再進(jìn)行固液分 離，從而除去水中污染物的方法。主要用于在廢水處理中 去除重金屬（如Hg、Zn、Cd、Cr、Pb、Cu等）和某些非金 屬（如As、F等）離子態(tài)污染物。對(duì)于危害性極大的重金 屬?gòu)U水，雖然有許多種處理方法，但是迄今為止化學(xué)沉淀 法仍然是最為重要的一

12、種。根據(jù)采用的沉淀劑和反應(yīng)生 成物不同，可將重金屬化學(xué)沉淀法分為氫氧化物沉淀法、 硫化物沉淀法和鐵氧體沉淀法等。4、氧化還原、消毒對(duì)水中的有毒物質(zhì)進(jìn)行氧化或還原，是這些物質(zhì)經(jīng)過(guò) 氧化或還原后轉(zhuǎn)化為無(wú)害或無(wú)毒的存在狀態(tài)，或使之轉(zhuǎn)化 為容易從水中分離去除的形態(tài)，稱為氧化法或還原法。天 然水體和城市污水、工業(yè)廢水中都含有大量病原微生物消 毒的目的就是將這些病原微生物殺滅。常用的消毒劑有氯 和臭氧等。三、物理化學(xué)處理方法物理化學(xué)處理是利用物理化學(xué)的原理和化工單元操作 以去除水中的雜志。處理的對(duì)象主要為：水中無(wú)機(jī)的或有 機(jī)的（難于生物降解的）溶解的或膠體物質(zhì)，尤其適合處 理雜質(zhì)濃度很高的廢水以回收原料，

13、也適合于對(duì)雜質(zhì)濃度 很低的廢水進(jìn)行深度處理。常用的處理方法有吸附法、離子交換法、膜分離法等。水的生物處理方法廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)，對(duì)廢水中呈 溶解態(tài)或膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物降解作用，從而使廢水得 到凈化的一種處理方法。廢水生物處理技術(shù)以其消耗少、效率高、成本低、工 藝操作管理方便可靠和無(wú)二次污染等顯著優(yōu)點(diǎn)而備受人 們的青睞。二、廢水生物處理技術(shù)的分類廢水生物處理技術(shù)常采用的方法有厭氧生物處理法、 活性污泥法、生物膜法、氧化塘法。1、厭氧生物處理法此法主要用于處理污水中的沉淀污泥，又稱污泥消化， 也用于處理高濃度的有機(jī)廢水。這種方法是在厭氧細(xì)菌或 兼性細(xì)菌的作用下將污泥中的有機(jī)物分解

14、，最后產(chǎn)生甲烷 和二氧化碳等氣體，這些氣體是有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的能源。厭氧生物處理過(guò)程分為3個(gè)階段：第一階段水解酸化， 在水解酶的催化下，將復(fù)雜的多糖類水解為單糖類，將蛋 白質(zhì)水解為氨基酸，并將脂肪水解為甘油和脂肪酸；第二 階段產(chǎn)酸，在產(chǎn)酸菌的作用下將第1階段的產(chǎn)物進(jìn)一步降解 為比較簡(jiǎn)單的揮發(fā)性有機(jī)酸等，如乙酸、丙酸、丁酸等揮 發(fā)性有機(jī)酸，以及醇類、醛類等，同時(shí)生成二氧化碳和新 的微生物細(xì)胞；第三階段產(chǎn)甲烷，在甲烷菌的作用下將第2 階段產(chǎn)生的揮發(fā)酸轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳。處理后的污泥 所含致病菌大大減少，臭味顯著減弱，肥分變成速效的， 體積縮小，易于處置。2、活性污泥法活性污泥法是一種應(yīng)用最廣、工藝比較

15、成熟的廢水生 物處理技術(shù)。它利用含有好氧微生物的活性污泥，在通氣 條件下，使污水凈化的生物學(xué)方法。根據(jù)曝氣方式的不同。 分為普通曝氣法、完全混合曝氣法、逐步曝氣法、旋流式 曝氣法和純氧曝氣法?；钚晕勰喾ú粌H用于處理生活污水、 而且在印染、煉油、石油化工、農(nóng)藥、造紙和炸藥等許多 工業(yè)廢水處理中，都取得很好的凈化效果活性污泥中的微生物以細(xì)菌為主，還包括真菌、藻類、 原生動(dòng)物等。此法最大的弱點(diǎn)是產(chǎn)生大量的剩余污泥，剩 余污泥已成為令人頭疼的難以解決的疑難問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā) 從源頭上不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污泥的污水處理技術(shù)成為研究的 熱點(diǎn)。3、生物膜法生物膜法和活性污泥法一樣都是利用微生物來(lái)去除廢 水中有機(jī)物的方

16、法。生物膜是微生物高度密集的物質(zhì)，是 由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動(dòng)物等組成的生 態(tài)系統(tǒng)，主要用于去除廢水中呈溶解的和膠體狀有機(jī)污染 物根據(jù)不同的理裝置，又分為生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、 生物接觸氧化池法、流化床生物膜法、懸浮穎粒生物膜法 等。它廣泛應(yīng)用于石油、印染、造紙、農(nóng)藥、食品等工業(yè) 廢水的處理。它具有不存在污泥膨脹問(wèn)題；對(duì)廢水水質(zhì)、 水量的變化有較好的適應(yīng)性；剩余污泥量少等優(yōu)點(diǎn)。4、氧化塘法又稱生物塘法或穩(wěn)定塘法，是利用一些適宜的自然池 塘或人工池塘，由于污水在塘內(nèi)停留的時(shí)間較長(zhǎng)，通過(guò)水 中的微生物代謝活動(dòng)可以將有機(jī)物降解，從而使污水得到 凈化的一種方法。在氧化塘中，廢水中的有機(jī)

17、物主要是通 過(guò)有機(jī)菌藻共生作用去除的氧化塘中同時(shí)可以進(jìn)行好氧和厭氧性分解作用和光合 作用，3種作用互相影響。氧化塘的效率較低，并需要較大 的空間位置，氧化有機(jī)物所需的氧氣來(lái)源常不足，引起氧 化作用不完全，因而常常產(chǎn)生較大的臭味。由于它是一個(gè) 開(kāi)放系統(tǒng)，所以它的處理效率受季節(jié)溫度波動(dòng)的影響很大， 這種處理系統(tǒng)只能在溫暖的地方使用。三、廢水生物處理技術(shù)的特點(diǎn)廢水生物處理是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程對(duì)廢水中 的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使廢水得到凈化的處 理方法。其主要特征是應(yīng)用微生物特別是細(xì)菌，并在為充 分發(fā)揮微生物的作用而專門設(shè)計(jì)的生化反應(yīng)器中，將廢水 中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞以及簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)

18、物。與物理化學(xué)方法相比，廢水生物處理技術(shù)具有一系列 的特點(diǎn)：由于污染物的生化轉(zhuǎn)化過(guò)程不需要高溫高壓，在 溫和的條件下經(jīng)過(guò)酶催化即可高效并相對(duì)徹底地完成，因 此，處理費(fèi)用低廉；對(duì)廢水水質(zhì)的適用面寬；廢水生物處 理法不加投藥劑，可以避免對(duì)水 質(zhì)造成二次污染。另外， 生物處理效果良好，不僅去除了有機(jī)物、病原體、有毒物 質(zhì)，還能去除臭味，提高透明度，降低色度等。水及污、廢水的處理工藝及水處理技 術(shù)的發(fā)展一、水及污、廢水處理工藝1、工藝流程進(jìn)水泵房一機(jī)械格柵槽一暴氣沉砂池一配水井一輔流 沉淀池一生物池一配水井一二沉池一提升泵房一排放泵房 一水體。2、處理工藝污水處理采用各種方法，將污水中的污染物分離出來(lái)

19、 或轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。污水處理方 法分類: (1).物理處理法。如過(guò)濾法、沉淀法。 (2) 物理化學(xué)法。如混凝沉淀法。(3).生物處理法。利用微生 物來(lái)吸附、分解、氧化污水中的有機(jī)物，把不穩(wěn)定的有機(jī) 物降解為穩(wěn)定無(wú)害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化?；钚晕?泥法是生物處理法的一種。3、主要構(gòu)筑物及其作用(1)預(yù)處理階段a.格柵間格柵間用于去處污水中粗大漂浮或懸浮雜物，以保護(hù)后續(xù)處理設(shè)施不被磨損或 堵塞。所以說(shuō)在預(yù)處理過(guò)程中，格柵間是尤其重要的構(gòu)筑 物。江心洲污水處理廠共有兩組十臺(tái)，垂直放置，鋼絲繩 牽引。b.曝氣沉砂池 暴氣沉砂池一共有六組，利用水 與無(wú)機(jī)顆粒物的比重不同從而達(dá)到沉淀目的。里面的水比 較臟，有漂浮物和水泡。格柵間有四臺(tái)格柵。初沉池里的 水也比較臟，漂著好多黑色的水泡，有一直徑刮泥機(jī)。高 壓鼓風(fēng)機(jī)也非常重要，直接影響到處理效果。二沉池采取 的是一為周邊進(jìn)水中間出水，也有中間進(jìn)水周邊出水c. 配水井 其作用是將曝氣沉砂池流過(guò)來(lái)的污水進(jìn)行均衡分 配和緩沖，確保兩套工藝的過(guò)水兩相同，且穩(wěn)定的進(jìn)行污 水處理。d.初沉池 是一個(gè)幅流式的沉淀池以除去污水 中的大部分泥渣，其刮泥采用的是半橋式周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)， 泥渣經(jīng)刮泥機(jī)推入池底中心處的污泥斗再輸送到貯泥間。 (2)生化處理階段a. A/O生化