水污染控制工程單元1課件

主講：王漢道

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phone:水污染控制工程水污染控制工程單元1教材：《水污染控制工程》

胡亨魁主編武漢理工大學(xué)出版社參考書籍：《廢水處理工程》，唐受印，化學(xué)工業(yè)出版社《當(dāng)代給水與廢水處理原理》，許保玖，高等教育出版社《水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算》，尹士君，化學(xué)工業(yè)出版社《污泥處理》，金儒霖，中國建筑工業(yè)出版社《水處理工程師手冊(cè)》，唐受印，化學(xué)工業(yè)出版社雜志：《中國給水排水》、《給水排水》、《環(huán)境科學(xué)》、《環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)》、《中國環(huán)境科學(xué)》、《生態(tài)環(huán)境》、《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》等，上網(wǎng)查中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)。水污染控制工程單元1

微污染水源過濾除懸浮物

單元一水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1

1.1.1過濾池的工作過程及構(gòu)造

;過濾的定義及應(yīng)用（給水處理及深度處理中）；分類：按濾料種類（有單層、雙層、多層濾池），按作用水頭（有重力式和壓力式），按進(jìn)出水供排方式（有快濾、虹吸和無閥濾池）；1.1過濾水污染控制工程單元1水污染控制工程單元11.1.1快濾池的構(gòu)造及工作過程快濾池由池本體、進(jìn)出水管、沖洗水管及排水管等附件組成，池內(nèi)設(shè)有濾料層、承托層及排水系統(tǒng)和沖洗排水槽。水污染控制工程單元1優(yōu)良的濾料須滿足的條件：有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，有適宜的級(jí)配和足夠的空隙率。級(jí)配：指濾料的粒徑范圍及在此范圍內(nèi)各種粒徑的數(shù)量比例。常用濾料：石英砂、無煙煤、陶粒、聚氯乙烯和聚苯乙烯球。1.1.2濾料和承托層水污染控制工程單元1濾料的性能指標(biāo)：有效直徑：能使10%的濾料通過的篩孔直徑(mm)，以d10表示,同樣d80不均勻系數(shù)：d80與d10的比值稱為，以k80表示，其意義。

濾料的納污能力：在保證出水水質(zhì)的前提下，在過濾周期內(nèi)單位體積濾料中能截留的污物量。

濾料的空隙率：一定體積的濾層中空隙所占的體積與總體積的比值。水污染控制工程單元1比表面積：單位質(zhì)量或單位體積濾料所具有的表面積。單層濾池通常以石英砂作為濾料，其能獲得較好的出水水質(zhì)，但污物穿透深度淺，不能充分利用整個(gè)濾層的納污能力，且沉積在細(xì)砂上的污物極易固結(jié)，反洗時(shí)不易被沖去。雙層濾池：在石英砂上鋪一層密度小而粒度大的無煙煤濾料。承托層的作用：一是防止過濾時(shí)濾料從配水系統(tǒng)中流失；二是在沖洗時(shí)起一定的均勻布水作用。承托層材料：天然卵石鋪墊。水污染控制工程單元1沖洗的目的；適宜的濾層膨脹率和沖洗強(qiáng)度的重要性。沖洗強(qiáng)度：單位面積濾層上所通過的沖洗流量稱為之。單位：配水系統(tǒng)：配水均勻性的意義；大阻力和小阻力配水系統(tǒng)；1.1.3快濾池的沖洗水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1水污染控制工程單元1沖洗水的供應(yīng)沖洗水的供給：沖洗水箱：沖洗水泵：水污染控制工程單元1濾池沖洗排水設(shè)備的設(shè)計(jì)沖洗排水槽：集水渠：水污染控制工程單元1阻力截留（對(duì)較大顆粒）重力沉降接觸絮凝（對(duì)較小顆粒而言）；1.1.4過濾機(jī)理水污染控制工程單元1濾池總面積(F=Q/v)及濾速(v:5-10m/h,以經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)確定）；濾池個(gè)數(shù):表3.10可供參考；每個(gè)濾池的面積：f=F/N;濾池平面可為正方形或矩形，單池面積小于30m2者，長:寬=1：1，單池面積大于80m2者,長:寬=1.25：1~1.5：1；濾池高度包括超高（0.25-0.30m），濾層上的水深（1.5-2m）,濾料層厚度，承托層厚度，配水系統(tǒng)高度?？偢叨纫话銥椋?.0-3.5m)1.1.5快濾池的設(shè)計(jì)水污染控制工程單元1管廊的布置：集中布置濾池的管渠、配件及閥門的場所；管渠中的管道一般為金屬材料，也可用鋼筋混另土渠道。設(shè)計(jì)中根據(jù)具體情況提出幾種布置方案，比較后決定；管道布置的要求；管道的幾種布置形式：水污染控制工程單元1全部布置在管廊內(nèi)；結(jié)構(gòu)簡單，施工方便。水污染控制工程單元1沖洗水和清水渠布置在管郎內(nèi)，進(jìn)水和集水渠以渠道形式布置于濾池另一側(cè)水污染控制工程單元1排水渠單獨(dú)設(shè)置，其余采用金屬管道。水污染控制工程單元1對(duì)大型濾池，可用虹吸管代替排水或進(jìn)水支管；沖洗水管和清水管仍用閥門。水污染控制工程單元1相關(guān)知識(shí)1.2水資源及其循環(huán)1.3水污染的來源及其危害1.4污水水質(zhì)與水污染控制標(biāo)準(zhǔn)1.5水體自凈與水環(huán)境容量1.6水污染控制的原則和方法水污染控制工程單元11.2水資源

全球水分布：

總量約：

1.36X109km3我國水資源特點(diǎn)：

總量多，人均占有量少

空間的分布上不均勻

時(shí)間的分布上不均勻我國水資源總量：

2.8億m3排世界第六，但人均僅2300m3

列121位（世界平均10240m3

）。水污染控制工程單元1水的自然循環(huán)：

地球表面液態(tài)的水(河川、湖泊、土壤水分等)和固態(tài)的水(有冰川、冰蓋、冰帽等)，在陽光的照射下，受熱蒸發(fā)為汽。上升遇冷，凝結(jié)為云霧，漂浮空間，隨大氣環(huán)流遷移。在一定條件下，形成雨、雪等降水，回落地面。有的遇冷成冰．形成冰帽、冰蓋或冰川；有的為植物或地物所截留、逐漸蒸發(fā)為水汽；有的滲入地下，成為土壤水和地下水；有的沿地面流向低處，稱地面徑流(以區(qū)別于地下徑流——流動(dòng)的地下水)。徑流匯集地面低洼處，形成泉、溪、沼澤、池塘、湖泊、河川等天然水體，最后流歸海洋。這種不斷發(fā)生相態(tài)轉(zhuǎn)換和周而復(fù)始運(yùn)動(dòng)的過程，稱水的自然循環(huán)。水污染控制工程單元1水的社會(huì)循環(huán)水在人類社會(huì)活動(dòng)中構(gòu)成的局部循環(huán)系統(tǒng)。給水系統(tǒng)與排水系統(tǒng):p3水污染控制工程單元11.3水污染的來源及其危害1.3.1天然水的質(zhì)量：p4.1.3.2.水污染的來源：水污染的定義，分類.1.3.2.1工業(yè)污染源1.3.2.2生活污染源（洗滌、沐浴、沖洗廁所的污水等）1.3.2.3面污染源（雨雪水沖刷，農(nóng)田施肥和噴農(nóng)藥流失到水體，畜禽糞便污染）水污染控制工程單元11.2.3水污染的危害（1）加劇水資源短缺危機(jī)，破壞可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。（2）降低飲用水的安全性，威脅人民身體健康。（3）影響農(nóng)產(chǎn)品和漁業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全。（4）危害水體生態(tài)系統(tǒng)。水污染控制工程單元12002環(huán)境狀況公告廢水和主要污染物排放量

2002年，全國工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放總量為439.5億噸，其中工業(yè)廢水排放量207.2億噸；城鎮(zhèn)生活污水排放量232.3億噸，超過環(huán)境容量的82％。廢水中化學(xué)需氧量（COD）排放總量1366.9萬噸。其中工業(yè)廢水中COD排放量584.0萬噸；城鎮(zhèn)生活污水中COD排放量782.9萬噸。七大水系：741個(gè)重點(diǎn)監(jiān)測(cè)斷面中，29.1%的斷面滿足Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)要求，30.0%的斷面屬Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)，40.9%的斷面屬劣Ⅴ類水質(zhì)。七大水系主要污染指標(biāo)：石油類、生化需氧量、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、揮發(fā)酚和汞等。長江三峽庫區(qū)：干流7個(gè)斷面和支流3個(gè)斷面均為Ⅲ類水質(zhì)，水質(zhì)保持良好。僅第三季度干流5個(gè)斷面因鉛超標(biāo)。南水北調(diào)工程（東線）：沿線水質(zhì)監(jiān)測(cè)13個(gè)斷面，3個(gè)斷面Ⅲ類水質(zhì)，占23.1%；2個(gè)斷面Ⅳ類水質(zhì)，占15.4%；5個(gè)斷面Ⅴ類水質(zhì)，占38.4%；3個(gè)斷面劣Ⅴ類水質(zhì)，占23.1%。湖泊、水庫：主要湖泊氮、磷污染較重，導(dǎo)致富營養(yǎng)化問題突出。滇池草海為重度富營養(yǎng)狀態(tài)，太湖和巢湖為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。水污染控制工程單元12002環(huán)境狀況公告地下水地下水水位有所回升地下水水質(zhì)總體較好，局部受到一定程度的點(diǎn)狀或面狀污染，部分指標(biāo)超標(biāo)。近岸海域水質(zhì)2002年近岸海域污染有所減輕，一、二類海水比例為49.7%，；四類、劣四類水質(zhì)比例為35.9%，近岸海域的主要污染指標(biāo)是無機(jī)氮、活性磷酸鹽，部分海域石油類、化學(xué)需氧量和鉛超標(biāo)，個(gè)別海域重金屬銅、汞、鎘超標(biāo)。赤潮2002年，全海域共發(fā)現(xiàn)赤潮79次，累計(jì)面積超過10000平方公里。在部分海域多次檢測(cè)出亞歷山大藻（Alexandrium）和裸甲藻（Gymnodrium）等有毒赤潮藻類。我國600多座城市中有400多座供水不足，其中100多座嚴(yán)重缺水；我國尚有3.6億農(nóng)村人口喝不上符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的水。水污染控制工程單元11.4污水水質(zhì)我拿什么來表達(dá)你？—污水國際通用三大類指標(biāo)：

物理性指標(biāo)化學(xué)性指標(biāo)生物性指標(biāo)水污染控制工程單元1水質(zhì)分析指標(biāo)物理性指標(biāo)加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少感官性指標(biāo)，水的色度來源于金屬化合物或有機(jī)化合物感官性指標(biāo)，水的異臭來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)揮發(fā)性物質(zhì)VS溶解物質(zhì)DS固定性物質(zhì)FS色度固體物質(zhì)TS工業(yè)廢水常引起水體熱污染懸浮固體物質(zhì)SS嗅和味溫度水污染控制工程單元1總固體，720懸浮固體，220溶解固體，500可沉，160不可沉，60有機(jī)，120無機(jī)，40有機(jī)，45無機(jī)，15有機(jī)，40無機(jī)，10有機(jī)，160無機(jī)，290膠體，50分子，450生活污水中各部分固體的組成（單位mg/L）水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物有機(jī)物種類繁雜，很難逐個(gè)測(cè)定，從水體有機(jī)污染物看，其主要危害是消耗水中溶解氧，故在實(shí)際工作中采用生物化學(xué)需量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳、總需氧量等指標(biāo)來反映需氧有機(jī)氧物的含量。水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量（以mg/L為單位）。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解，一般可分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化至少需要20天完成。實(shí)際中，常以5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱五日生化需氧量（BOD5）通常以20°C為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。BOD:BiologicalOxygenDemand在規(guī)定條件下好氧微生物氧化分解水中有機(jī)物所需要的氧量（20℃，5天）水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物化學(xué)需氧量（COD）常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀(K2Cr2O7)稱CODCr,(簡稱COD）和高錳酸鉀(KMnO4)稱CODMn或OC

。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強(qiáng)；如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系。

COD:ChemicalOxygenDemand用化學(xué)氧化劑氧化分解水中有機(jī)物時(shí)所消耗的氧化劑量折合成的氧量。（O2）（mg/L）水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC:TotalOrganismCarbon在950℃高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測(cè)定氣體中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。各種水質(zhì)之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條件基本不變的條件下，BOD與TOC或TOD之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。TOD:TotalOxygenDemand在900-950℃高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)，主要是有機(jī)物，包括難分解的有機(jī)物及部分無機(jī)還原物質(zhì)燃燒氧化成穩(wěn)定的氧化物測(cè)量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（TOD）。TOD測(cè)定方便而快速。水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物油類污染物石油類：來源于工業(yè)含油污水動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過程和食品工業(yè)油類污染物進(jìn)入水體后影響水生生物的生長、降低水體的資源價(jià)值：油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。油類污染物進(jìn)入海洋，改變海洋的反射率和減少進(jìn)入海洋表層的日光輻射，對(duì)局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定影響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進(jìn)入水體，從而降低水體的自凈能力。石油污染對(duì)幼魚和魚卵的危害很大，堵塞魚的鰓部，能使魚蝦類產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價(jià)值。破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥類生活。水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物酚類污染物酚污染來源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹脂等工業(yè)廢水酚濃度低時(shí)，能影響魚類的回游繁殖。酚濃度達(dá)0.1～0.2mg/L時(shí)，魚肉有酚味。酚濃度高會(huì)引起魚類大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長速度，有時(shí)甚至使其停止生長。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強(qiáng)烈異臭（0.001mg/L即有異味，排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L

）灌溉用水超過5mg/L時(shí)，農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至枯死水污染控制工程單元1化學(xué)性指標(biāo)無機(jī)性指標(biāo)過多的氮、磷進(jìn)入天然水體易導(dǎo)致富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水生植物尤其是藻類的大量繁殖，造成水中溶解氧的急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類金屬砷等生物毒性顯著的元素，一般指序號(hào)21－83，比重大于4的金屬，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。一般要求處理后污水的pH值在6～9之間。當(dāng)天然水體遭受酸堿污染時(shí)，pH值發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。植物營養(yǎng)元素pH值重金屬重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長，使蛋白質(zhì)凝固；逐級(jí)富集至人體，影響人體健康。本底濃度，污染來源：水污染控制工程單元1含氮化合物氮是有機(jī)物中除碳以外的一種主要元素，也是微生物生長的重要元素污水中氮有四種：有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮危害：消耗水體中溶解氧；促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，形成赤潮；引起魚類死亡，水質(zhì)迅速惡化。關(guān)于氮的幾個(gè)指標(biāo)：有機(jī)氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素TN：一切含氮化合物以N計(jì)量的總稱；TKN：TN中的有機(jī)氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮；氨氮：有機(jī)氮化合物的分解，或直接來自含氮工業(yè)廢水；NOx-N:亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮水污染控制工程單元1含磷化合物磷也是有機(jī)物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素磷主要來自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場及含磷工業(yè)廢水危害：促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡；水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。含磷化合物有機(jī)磷有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無機(jī)磷磷酸鹽：正磷酸鹽(PO43-)、磷酸氫鹽(HPO42-)、磷酸二氫鹽H2PO4-、偏磷酸鹽(PO3-)聚合磷酸鹽：焦磷酸鹽(P2O74－)、三磷酸鹽(P3O105-)

三磷酸氫鹽(HP3O92-)

水污染控制工程單元1生物性指標(biāo)生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲卵等制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病、影響衛(wèi)生、導(dǎo)致水體缺氧來源及危害水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染程度和受細(xì)菌污染的程度常以：細(xì)菌個(gè)數(shù)/毫升計(jì)如：飲用水：<100個(gè)/毫升

醫(yī)院排水：<500個(gè)/毫升細(xì)菌總數(shù)大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性常以：大腸菌群數(shù)/升計(jì)如：飲用水：<3個(gè)/升城市排水：<10000個(gè)/升

游泳池：<1000個(gè)/升大腸菌群水污染控制工程單元1從幾個(gè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)看水處理工程的任務(wù)幾種水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中主要指標(biāo)濃度值（mg/L）主要指標(biāo)CODcrBOD5SSNH3-NTP一般城市污水250－300100－150150-20030（TKN:40）4-5國家排放標(biāo)準(zhǔn)GB189182002一A5010105（8）1一B6020208（15）1.5二級(jí)100303025（30）3三級(jí)1206050－5中水回用（沖廁）－10510－地表水I類<15<3無漂浮沉積物0.50.02II類<1530.50.1(0.025)III類15410.1(0.05)IV類20620.2V類251020.2一般景觀用水CODmn：108透明>0.5m0.50.05生活飲用水感觀性狀與一般化學(xué)指標(biāo)/毒理學(xué)指標(biāo)/細(xì)菌學(xué)指標(biāo)/放射性指標(biāo)水污染控制工程單元11.5水體自凈與水環(huán)境容量水污染控制工程單元1水體自凈是指污水排入水體后,經(jīng)過物理的、化學(xué)的與生物的作用,使污染物的濃度降低,受污染水體部分地或完全地恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機(jī)制分為三類物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用水污染控制工程單元1水體流動(dòng)狀況：水體流動(dòng)越快，湍流越急污染物在