華北理工水質(zhì)工程學(xué)Ⅰ課件14給水處理概論-1水源水質(zhì)及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

水質(zhì)工程學(xué)

I

?1、給排水專業(yè)性質(zhì)：半土建、半化工、半機械、半自動化

(參與水的

社會循環(huán)，解決水的質(zhì)量問題)?2、水的社會循環(huán)：天然水

(地表水與地下水)

、使用水

(生活與生

產(chǎn)用水)

、污廢水

(生活和生產(chǎn)使用過的水)

，通過水處理使這三種

水質(zhì)不斷轉(zhuǎn)換，從而構(gòu)成了水的社會循環(huán)。序言再生水

(中水)達標(biāo)排放水天然水

t

水處理

Ⅰ

t

使用水

t

用戶使用

t

污廢水

t

水處理Ⅱ

t(原水)

【給水處理】

給水管網(wǎng)

【建筑給排水】

排水管網(wǎng)

【污廢水處理】參考書

：相關(guān)雜志：《水質(zhì)工程學(xué)》《給水排水》《給水處理理論與設(shè)計》《中國給水排水》《當(dāng)代給水與廢水處理原理》《水處理技術(shù)》《水處理工程》《工業(yè)水處理》《反應(yīng)工程》《環(huán)境科學(xué)》《工業(yè)水處理技術(shù)》《環(huán)境工程學(xué)報》《給水與污染控制工程》《論水的混凝》《EnvironmentalScience&Technology》《WaterResearch》《Desalination》一、

水處理：是給排水的主干課。1

、

目的：(1)

去除水中影響使用水質(zhì)的雜質(zhì)以及污泥的處置。(2)

為了滿足用水要求，向水中加入新的成份以改變

水的化學(xué)性質(zhì)

(緩蝕劑、阻垢劑)

。(3)

改變水的物理性質(zhì)。

(冷卻、降低水的粘度)

。第14章

給水處理概論

2

、分類：給水處理：達到用水所需水質(zhì)要求(標(biāo)準(zhǔn))污水處理：

達到排放

標(biāo)準(zhǔn)。城市給水處理：達到飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)給水處理：達到相應(yīng)的工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。城市

(市政)

污水處理：主要是去除有機物。工業(yè)污水處理：達到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用

(再用)

標(biāo)準(zhǔn)。污染物的多樣性。水處理給水處理與污水處理的區(qū)別和劃分：?污水處理以排放為目的。?給水處理以供水(回用、再用)為目的。?工藝上：由于水源地水污染越來越重，與污水處

理的回用、再用相比，其區(qū)別越來越小。?工業(yè)水處理工藝多種多樣。?一、原水中的雜質(zhì)?1、水源：江、河、湖(水庫)、海、地下水(污水處理廠的出水)。取自任何水源的水中，都不同程度地含有各種各樣的雜質(zhì)。?2、水中雜質(zhì)形成的原因：?由于水的性質(zhì)：a

、極性；使一些物質(zhì)溶解。b、粘度??；c、比重適宜；d

、易流動；使一些比重相近的雜質(zhì)混雜在水種。?3、水中雜質(zhì)的來源：?A

、自然過程：例如，地層礦物質(zhì)在水中的溶解，水中微生物的繁殖及其死亡殘骸，水流對地表及河床沖刷所帶入的泥

砂和腐殖質(zhì)等等。?B

、人為因素：人類活動造成的污染，即工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水及生活污水的污染。

14.1水源水質(zhì)

、水中雜質(zhì)按尺寸大小分類

(懸浮物、膠體和溶解物3類)水中雜質(zhì)按尺寸大小分類

(懸浮物、膠體和溶解物3類)?(1)、按尺寸分類：?I

、

溶解物質(zhì)：離子，低分子。0.05nm(H+)~1nm，水呈透明狀(真溶液)。?II

、膠體：粘土、細菌、病毒、腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)等。特點：帶電微粒。(天然水中的膠體一般帶負電荷，有機高分子物質(zhì)通常也屬于膠體一類)1nm~1μm之間。?III

、懸浮物：尺寸較大，大于100nm。特點：易于在水中下沉或上浮。注：膠體與懸浮物的區(qū)別在于電性的顯著否，有一過4

、水中雜質(zhì)分類：

渡段，100nm~1μm。、(2)按化學(xué)性質(zhì)分類：?I

、

有機物雜質(zhì)：(又分：可生物降解；難生物降解；不可生物降解。?II

、無機物雜質(zhì)。(3)溶解的氣體，O2

，CO2

(H2CO3)，N2

。(4)離子：I

、陽離子：

Ca2+

，

Mg2+

，

Na+。K+

，F(xiàn)e2+

，Mn2+

，Cu2+

。(少量)

II、陰離子：HCO3-

，SO42-

，Cl-；HSiO3-

，CO32-

，NO3

-

。(少量)

4

、水中雜質(zhì)分類：

、1、地下水：I

、水質(zhì)清澈，水溫穩(wěn)定，不易受污染。II

、硬度高60~300mg/L

(CaO)，少數(shù)地

區(qū)可達300~700mg/L。III

、含鹽量高；含鐵、錳高。(有時含有放射性物質(zhì)；有毒物質(zhì)。)2、江河水：I

、含濁度：有四季變化，西北地區(qū)有高達數(shù)百Kg/m3。II

、含鹽量、硬度低于地下水，15~30mg/L。III

、易受污染，水溫不穩(wěn)定。二、天然水質(zhì)特點：

、二、天然水質(zhì)特點：

3、湖泊、水庫：I

、特點：流動性小，貯存時間長，經(jīng)過了長

期的自然沉淀，蒸發(fā)，補充等自然活動。II

、常規(guī)下濁度低，(特大風(fēng)浪時，暴雨時泛起湖底泥沙有較大濁度。)視湖的鹽分分：淡水湖微咸水湖(含鹽量1000mg/L以上)咸水湖(含鹽量可達數(shù)萬mg/L)III

、易受污染，不穩(wěn)定。4、海水：I

、含鹽量高，Cl化物為主，約占89%

。硫化物次之。濁度低。II

、已有污染情況，自凈能力大。(并非無限)。、地表水：與地下水相對的所有的水體三、水源污染

?人類活動是水體污染物的主要來源。?分類：有機污染物(已發(fā)現(xiàn)：源水中有2221種，飲

用水中765種)無機污染物(其中包括重金屬)。有機污染物：有些對人體具有毒害。毒害種類：直接、間接、急性、慢性、顯性、隱性。其中有三致物質(zhì)：致癌、致畸、致突變。這部分內(nèi)容正處于研究階段。14.2

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?什么是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：用來規(guī)范水質(zhì)的若干水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)。給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是用水對象(包括飲用和工業(yè)用水等)所要求的各項水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達到的指標(biāo)和限值。?生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：與人類健康和生活使用直接相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)。?工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)：與該工業(yè)使用直接相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)。?污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：為保持水體良好狀態(tài)的排放水水質(zhì)參數(shù)指標(biāo)。?

自來水公司：自來水公司(簡稱“水司”)分四類：各類分別執(zhí)行暫行水質(zhì)目標(biāo)。

?第一類水司：指最高日供水量超過100萬立方米的直轄市、對外開放城市、重點旅游城市和國家一級企業(yè)的水司，水質(zhì)目標(biāo)共列出88項水質(zhì)

指標(biāo)。?第四類水司：最高日供水量小于10萬立方米的小城鎮(zhèn)水司，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)按現(xiàn)行《標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。?第二和第三類水司：則介于第一和第四類水司

之間。有條件時，應(yīng)盡量提高飲用水水質(zhì)。當(dāng)

水源污染較嚴(yán)重時，水質(zhì)檢測項目不能限于現(xiàn)

行(標(biāo)準(zhǔn))，水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)力求向一類水司水質(zhì)

目標(biāo)靠近。?一、生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：(隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，是動態(tài)變化的。1956年首次，至2006年第5次修訂現(xiàn)執(zhí)行GB5749－2006)?1、感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)

： ?感官性狀：又稱物理性狀，人的視覺，味覺，嗅覺等表中的前四項：主要是人的厭惡感，不一定對人健康構(gòu)成危害。色、渾濁

度—NTU(Nephelometric

Turbidity

Units)—散射濁度單位、臭

和味、肉眼可見物。?1mgSiO2/L所構(gòu)成的混濁度為1度。M(混濁度)相當(dāng)MmgSiO2/L標(biāo)準(zhǔn)混濁度樣。SiO2—高領(lǐng)土(過200目篩)。?按感官性狀或使用要求制訂標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：鈉、鉀、鈣、鐵、鋅、鎂、氯等是人體必需的化學(xué)元素，對人體健康有益的化學(xué)物質(zhì)，但不希望過量，如含量過多，往往會對生活使用產(chǎn)生種種不良影響。?(1)鐵：鐵是合成血紅蛋白和氧化酶等所必需的元素，但水中含鐵量過高時，會使衣物器皿染色并形成令人厭惡的沉淀或異味。?(2)銅：銅能參與人體細胞的生長、增殖和某些酶

系統(tǒng)的活化過程，但銅含量超過1mg/L時，可使衣

物及白瓷器皿染成綠色。?(3)鋅：鋅是酶的組成部分，參與新陳代謝，但水中鋅含量超過5mg／L時，便使水產(chǎn)生金屬澀味甚

至使水混濁。?(4)硬度：近年來國外有專家研究表明，人們長期飲用硬度過低(即鈣、鎂含量過低)的水，心血管

疾病及癌癥發(fā)病率增高，但硬度過高的水，會使燒水壺結(jié)垢并用以洗衣時浪費肥皂。?以上這類物質(zhì)含量均按感官性狀或使用要求制訂標(biāo)。準(zhǔn)?按感官性狀要求制訂標(biāo)準(zhǔn)的還有：(第三類)是對人體健康無益但一般情況下毒性也很低的物質(zhì)。?(1)揮發(fā)酚類：酚具有惡臭，飲水加氯消毒時所形成的氯酚惡臭更甚。?(2)陰離子合成洗滌劑：陰離子含成洗滌劑含量超過0.5mg/L時，水即有異味并起泡沫。?因為，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中有些化學(xué)物質(zhì)或化學(xué)指標(biāo)是與感官性狀相聯(lián)系的。所以，將感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)安排在一起。?各種有毒物質(zhì)的毒性表現(xiàn)各不相同。(1)氰化物：有劇毒，一次攝入50~60mg會致死，

主要作用于某些呼吸酶，引起組織內(nèi)窒息，影響呼吸

中樞及血管舒縮中樞。低劑量慢性中毒時，甲狀腺激素生成量減少。氰化物會使水產(chǎn)生杏仁味，其嗅覺閾

濃度為0.1mg/L

，但此濃度對人體健康已會構(gòu)成危害，故按毒理學(xué)要求，水中含量不得超過0.05mg/L。?2、毒理學(xué)指標(biāo)：有毒物質(zhì)，砷、汞、鎘、鉻、氰化

物、氯仿、苯并(a)芘等。?有毒物質(zhì)一般由于水源污染造成，未受污染的天然水中，有毒物質(zhì)很少(個別除外，高氟水源)。有些有

毒物質(zhì)含量高時會引起急性中毒，而大多數(shù)有毒物質(zhì)往往在人體內(nèi)積蓄引起慢性中毒。(2)汞及其化合物：在人體內(nèi)積蓄。主要對人的神經(jīng)系統(tǒng)、心臟、腎臟和腸胃有毒害作用。(3)鎘的化合物：能積蓄于人體軟組織中，引起腎臟器官病變并影響酶的正?；顒?。有資料認(rèn)為，攝取過量鎘還會引起骨痛病。(4)砷：(也是人體所需元素，它參與細胞代謝過程)

，但過量砷化物可引起毛細血管、新陳代謝和神經(jīng)系統(tǒng)等病變。(5)硒：(也是人體所需元素。有關(guān)資料稱，克山病與人體

中硒攝入量過少有關(guān)。)過量硒對人的肝、腎、骨髓和中樞神經(jīng)有破壞作用。(6)氟：(也是人體必需元素，人體缺氟會引起齲齒。)過量氟能引起牙斑釉和骨硬化。?砷、硒和氟等雖然都是人體所需元素，但毒性均較明

顯，故按毒理學(xué)要求限制水中的含量。?(7)四氯化碳、氯仿、苯并(a)芘等：屬有機污染物，已確認(rèn)為致癌物或可疑致癌物。當(dāng)前，人們對飲水中有機污染物更加重視。?我國《標(biāo)準(zhǔn)》與歐盟和美國等水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的主要差距是在有機污染物方面所列項目較少。?一類水司暫行水質(zhì)目標(biāo)中所增項目，有機物占相當(dāng)大比例。?水中各種化學(xué)物質(zhì)與健康的關(guān)系實際上相當(dāng)復(fù)雜，

有些至今仍不很清楚。?近來美國有資料認(rèn)為水中含氟量過高會引起心血管，。。人體缺硒可能與惡性腫瘤有關(guān)病和癌癥發(fā)病率增加?進入人體內(nèi)的各種元素之間還存在生理協(xié)同作用與拮抗作用。?協(xié)同作用：當(dāng)兩種元素在人體內(nèi)所引起的共同作用大于

同樣含量下兩者分別所起作用之和時，稱協(xié)同作用。例如，銅和鐵可能起協(xié)同作用，沒有銅，鐵就不能進入血紅蛋白分子，故鐵元素充足而缺銅時也同樣會發(fā)生貧血癥。1+1>2?拮抗作用：當(dāng)兩種元素共同作用，使其中一種或兩種分

別所起作用受到削弱時，稱拮抗作用。有資料報導(dǎo)：硒對砷、汞、鎘的毒性有緩和作用；鋅對鎘的毒性也有減弱作用。這些就是桔抗作用結(jié)果。1+1<2?近年還有研究資料報導(dǎo)：人體所需主要元素得到滿足時，非主要元素就難被吸收。 (濃度影響的化學(xué)位的變化。)例如，若水中鈣、鎂含量較高而鉛含量少時，人體將會選擇吸收主要元素鈣、鎂，而將非主要元素鉛排泄掉；但若鈣、鎂含量也低，細胞就可能吸收非主要元素鉛，從而導(dǎo)致蛋白質(zhì)或酶機能障礙。?3、微生物指標(biāo)：總大腸菌群等四項。?(1)總大腸菌群：反映病原菌消失程度，有些大腸菌本身就是致病菌。大腸桿菌不僅在人的糞便中普遍存在，而且數(shù)量最多，當(dāng)水中大腸菌類很少時，病原菌將不復(fù)存在。因大腸桿菌的檢驗也較方便，故目前以總大腸菌數(shù)作為水質(zhì)指標(biāo)。但大腸桿菌作為病毒和原生動物胞囊替代指標(biāo)還很不夠。。。?(2)耐熱大腸菌群：我國的飲水特點，喝開水歐洲經(jīng)常使用的水質(zhì)及食品指標(biāo)?(3)大腸埃希氏菌：近年來發(fā)現(xiàn)的O175大腸菌和1975年引起腸瀉流行病的產(chǎn)毒大腸埃希氏菌亞類，改變了多年來認(rèn)為大腸菌不屬于致病菌的概念。?(4)菌落總數(shù)：水為傳媒的傳染病很多。病

原微生物包括：致病細菌、病毒及病原原生

動物。要直接測定各種病原微生物顯然不可

能。指標(biāo)采用細菌總數(shù)和總大腸菌數(shù)作為例

行檢測指標(biāo)，間接反映水中病原微生物密度

或致病的可能程度。?4、消毒劑指標(biāo)：?(1)余氯：余氯量指用氯消毒時，加氯后經(jīng)過一定接觸時間，水中尚含的剩余游離性氯量。?作用：保證在供水過程中繼續(xù)維持消毒效果，抑制水中殘存的病原微生物在管網(wǎng)中再度繁殖；還可作為水質(zhì)受到再度污染的

指示信號。?(2)一氯胺：?(3)臭氧：?(4)二氧化氯：?水廠中濁度的去除程度，與病毒和原生動物的消失程度相關(guān)。降低水的濁度也有利于病原微生物的去除。?5、放射性指標(biāo)：?(1)、總α放射性：0.1Bq/L

?(2)、總β放射性：

1Bq/L(Bq—放射性活度，單位—貝可勒爾)二、工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：

?工業(yè)用水種類繁多，水質(zhì)要求各不相同。水質(zhì)要求高的工藝用水，不僅要求去除水中懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)，而且還需要不同程度地去除水中的溶解雜質(zhì)。?1、食品