水污染控制工程单元学习教案

1、会计学1水污染控制工程单元水污染控制工程单元(dnyun)第一页，共62页。第1页/共61页第二页，共62页。第2页/共61页第三页，共62页。第3页/共61页第四页，共62页。第4页/共61页第五页，共62页。第5页/共61页第六页，共62页。第6页/共61页第七页，共62页。第7页/共61页第八页，共62页。 1.1.1 过滤池的工作过程及构造 ;过滤的定义及应用（给水处理及深度处理中）；分类(fn li)：按滤料种类（有单层、双层、多层滤池），按作用水头（有重力式和压力式），按进出水供排方式（有快滤、虹吸和无阀滤池）；1.1 过滤过滤(gul)第8页/共61页第九页，共62页。第9页/共

2、61页第十页，共62页。1.1.1 快滤池的构造及工作快滤池的构造及工作(gngzu)过程过程快滤池由池本快滤池由池本体、进出水管体、进出水管、冲洗水管及、冲洗水管及排水管等附件排水管等附件(fjin)组成，组成，池内设有滤料池内设有滤料层、承托层及层、承托层及排水系统和冲排水系统和冲洗排水槽。洗排水槽。第10页/共61页第十一页，共62页。1.1.2 滤料和承托滤料和承托(chn tu)层层第11页/共61页第十二页，共62页。第12页/共61页第十三页，共62页。第13页/共61页第十四页，共62页。1.1.3 快滤池的冲洗快滤池的冲洗(chngx)第14页/共61页第十五页，共62页。第

3、15页/共61页第十六页，共62页。第16页/共61页第十七页，共62页。冲洗冲洗(chngx)水的供应水的供应冲洗水的供给冲洗水的供给(gngj)：冲洗水箱：冲洗水箱：冲洗水泵：冲洗水泵：第17页/共61页第十八页，共62页。滤池冲洗滤池冲洗(chngx)排水设备的设计排水设备的设计冲洗冲洗(chngx)排水槽：排水槽：集水渠：集水渠：第18页/共61页第十九页，共62页。1.1.4 过滤过滤(gul)机理机理第19页/共61页第二十页，共62页。1.1.5 快滤池的设计快滤池的设计(shj)第20页/共61页第二十一页，共62页。第21页/共61页第二十二页，共62页。全部布置在全部布置在

4、管廊内；结管廊内；结构简单，施构简单，施工工(sh gng)(sh gng)方便。方便。第22页/共61页第二十三页，共62页。冲洗水和清水渠布置在管郎内，冲洗水和清水渠布置在管郎内，进水和集水渠以渠道进水和集水渠以渠道(qdo)形式布置形式布置于滤池另一侧于滤池另一侧第23页/共61页第二十四页，共62页。排水渠单独设置，排水渠单独设置，其余采用其余采用(ciyng)金属管道。金属管道。第24页/共61页第二十五页，共62页。对大型滤池，可用虹吸管代替排水或进水对大型滤池，可用虹吸管代替排水或进水支管；冲洗水管和清水支管；冲洗水管和清水(qn shu)(qn shu)管仍用阀门。管仍用阀门。

5、第25页/共61页第二十六页，共62页。第26页/共61页第二十七页，共62页。第27页/共61页第二十八页，共62页。第28页/共61页第二十九页，共62页。第29页/共61页第三十页，共62页。第30页/共61页第三十一页，共62页。第31页/共61页第三十二页，共62页。第32页/共61页第三十三页，共62页。第33页/共61页第三十四页，共62页。第34页/共61页第三十五页，共62页。水水 质质 分分 析析 指指 标标物物理理性性指指标标加速耗氧反应，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感官性指标，水的色度来源感官性指

6、标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物于金属化合物或有机化合物感官性指标，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VSVS溶解物质溶解物质DSDS固定性物质固定性物质FSFS色度色度固体物质固体物质TSTS工业废水工业废水常引起水常引起水体热污染体热污染悬浮固体物质悬浮固体物质SSSS嗅和味嗅和味温度温度第35页/共61页第三十六页，共62页。第36页/共61页第三十七页，共62页。化化 学学 性性 指指 标标有有机机物物有机物种类繁杂，很难逐个有机物种类繁杂，很难逐个(z

7、hg)(zhg)测定，从水体有机测定，从水体有机污染物看，其主要危害是消耗水中溶解氧，故污染物看，其主要危害是消耗水中溶解氧，故在实际工作中采用生物化学需量、化学需氧量、在实际工作中采用生物化学需量、化学需氧量、总有机碳、总需氧量等指标来反映需氧有机氧总有机碳、总需氧量等指标来反映需氧有机氧物的含量。物的含量。第37页/共61页第三十八页，共62页。化化 学学 性性 指指 标标有有机机物物生化生化(shn hu)(shn hu)需氧量（需氧量（BODBOD）反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量（以（以mg/Lmg/L为单位为单位(dn

8、wi)(dnwi)）。）。有机污染物被好氧微生物氧化分解，一般可分为两个阶段：有机污染物被好氧微生物氧化分解，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化至少需要需的氧量，全部生物氧化至少需要2020天完成。天完成。实际中，常以实际中，常以5 5天作为测定生化需氧量的标准时间，称五天作为测定生化需氧量的标准时间，称五日生化需

9、氧量（日生化需氧量（BOD5BOD5）通常以）通常以2020C C为测定的标准温度。为测定的标准温度。BOD: Biological Oxygen DemandBOD: Biological Oxygen Demand在规定条件在规定条件(tiojin)(tiojin)下好氧微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量下好氧微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量（2020，5 5天）天）第38页/共61页第三十九页，共62页。化 学 性 指 标有有机机物物化学化学(huxu)(huxu)需氧量（需氧量（CODCOD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾常用的氧化剂主要是重铬酸钾(K2Cr2O7) (K2Cr2O7

10、) 称称CODCr,CODCr,( (简称简称CODCOD）和高锰酸钾）和高锰酸钾(KMnO4)(KMnO4)称称CODMnCODMn或或OC OC 。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强；酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强；如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例生化需氧量之间应有一定的比例(bl)(bl)关系。关系。 COD: Chemical Oxygen DemandCOD: Chemical Oxygen Demand用化学氧化剂氧化分解用化学氧化剂氧化分解(fnji)(fnji)水中有机物时所

11、消耗的氧化剂量水中有机物时所消耗的氧化剂量折合成的氧量。（折合成的氧量。（O2O2） （mg/Lmg/L）第39页/共61页第四十页，共62页。化化 学学 性性 指指 标标有有机机物总有机总有机(yuj)(yuj)碳（碳（TOCTOC）和总需氧量（）和总需氧量（TODTOD）TOC: Total Organism CarbonTOC: Total Organism Carbon在在950950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化高温下，以铂作为催化剂，使水样气化(q hu)(q hu)燃烧，燃烧，然后测定气体中的然后测定气体中的CO2CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。含量，从而确定水样中碳元

12、素总量。各种水质之间各种水质之间TOCTOC或或TODTOD与与BODBOD不存在固定的相关关系。不存在固定的相关关系。在水质条件在水质条件(tiojin)(tiojin)基本不变的条件基本不变的条件(tiojin)(tiojin)下，下，BODBOD与与TOCTOC或或TOD TOD 之间之间存在一定的相关关系。存在一定的相关关系。TOD: Total Oxygen DemandTOD: Total Oxygen Demand在在900-950900-950高温下，将污水中能被氧化的物质，主要是高温下，将污水中能被氧化的物质，主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质燃烧有机物，包括

13、难分解的有机物及部分无机还原物质燃烧氧化成稳定的氧化物测量载气中氧的减少量，称为总需氧化成稳定的氧化物测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（氧量（TODTOD）。）。TODTOD测定方便而快速。测定方便而快速。第40页/共61页第四十一页，共62页。化化 学学 性性 指指 标标有有机机物物油类污染物油类污染物石油类：来源于工业含油污水石油类：来源于工业含油污水动植物油脂：产生动植物油脂：产生(chnshng)于人的生活过程和食品工业于人的生活过程和食品工业油类污染油类污染(wrn)物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值：的资源价值：油膜覆盖水面

14、阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染油类污染(wrn)物进入海洋，改变海洋的反射率和减少进入海洋表物进入海洋，改变海洋的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。的自净能力。石油污染石油污染(wrn)对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。类产生石油

15、臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。破坏风景区，危害鸟类生活。第41页/共61页第四十二页，共62页。化化 学学 性性 指指 标标有有机机物物酚类污染物酚类污染物酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂合成树脂(h chn sh zh)(h chn sh zh)等工业废水等工业废水酚浓度低时，能影响鱼类的回游繁殖。酚浓度低时，能影响鱼类的回游繁殖。酚浓度达时，鱼肉有酚味。酚浓度达时，鱼肉有酚味。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，酚的毒性可抑

16、制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。有时甚至使其停止生长。酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（即有异味，排放标准（即有异味，排放标准 ）灌溉用水超过灌溉用水超过5mg/L5mg/L时，农作物减产，甚至枯死时，农作物减产，甚至枯死第42页/共61页第四十三页，共62页。化化 学学 性性 指指 标标无无机机性性指指标标过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养化，导致水生植物尤其是藻类的大量繁殖，化，导致水生植物尤其是藻类的大量繁殖，造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生存，

17、并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。沼泽和干地。重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及类金属砷等生物毒性显著的元素，一般指类金属砷等生物毒性显著的元素，一般指序号序号21218383，比重大于，比重大于4 4的金属，也包括的金属，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。钴、锡等。一般要求处理后污水的一般要求处理后污水的pHpH值在值在6 69 9之间。之间。当天然水体遭受酸碱污染时，当天然水体遭受酸碱污染时，pHpH值发生变值发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨

18、碍化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。水体自净，还可腐蚀船舶。植物营植物营养元素养元素pHpH值值重金属重金属重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，影响人体健康。本底浓度，污染来源：影响人体健康。本底浓度，污染来源：第43页/共61页第四十四页，共62页。含氮化合物含氮化合物氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素的重要元素污水中氮有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮污水中氮有四种：有机

19、氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮危害：危害：消耗水体中溶解氧；消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成赤潮；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成赤潮；引起鱼类死亡，水质引起鱼类死亡，水质(shu zh)(shu zh)迅速恶化。迅速恶化。关于关于(guny)(guny)氮的几个指标：氮的几个指标：有机氮：主要指蛋白质和尿素有机氮：主要指蛋白质和尿素TNTN：一切含氮化合物以：一切含氮化合物以N N计量的总称；计量的总称；TKNTKN： TN TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮；中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮；氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水；氨氮：有

20、机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水；NOx-N:NOx-N:亚硝酸盐氮和硝酸盐氮亚硝酸盐氮和硝酸盐氮第44页/共61页第四十五页，共62页。含磷化合物含磷化合物磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素重要元素磷主要来自：人体排泄物以及磷主要来自：人体排泄物以及(yj)(yj)合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水工业废水危害：危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；水质迅速恶化，危害水产资源。水质迅速恶化，危害水产资源。含

21、磷化合物含磷化合物有机磷有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷无机磷磷酸盐：正磷酸盐磷酸盐：正磷酸盐(PO(PO4 43-3-) )、磷酸氢盐、磷酸氢盐(HPO(HPO4 42-2-) ) 、 磷酸二氢盐磷酸二氢盐H H2 2POPO4 4- -、偏磷酸盐、偏磷酸盐(PO(PO3 3- -) )聚合磷酸盐：焦磷酸盐聚合磷酸盐：焦磷酸盐(P(P2 2O O7 74 4) ) 、三磷酸盐、三磷酸盐(P(P3 3O O10105-5-) ) 三磷酸氢盐三磷酸氢盐(HP(HP3 3O O9 92-2-) ) 第45页/共61页第四十六页，共62页。生生 物物 性性 指

22、指 标标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARSSARS、 寄生虫卵等寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：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水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度菌污染的程度常以：细菌个数常以：细菌个数/ /毫升计毫升计如：饮用水：如：饮用水：100100个个/ /毫升毫升 医院排水：医院排水： 500500个个/ /毫升毫升细菌总数细

23、菌总数大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，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常以：大肠菌群数常以：大肠菌群数/ /升计升计如：饮用水：如：饮用水：33个个/ /升升 城市排水：城市排水：1000010000个个/ /升升 游泳池：游泳池： 10001000个个/ /升升大肠菌群大肠菌群第46页/共61页第四十七页，共62页。几种水质标准中主要指标几种水质标准中主要指标(zhbio)(zhbio)浓度值（浓度值（mg/Lmg/L）第47页/共61页第四十八页，共62页。第48页/共61页第四十九页，共62页。水体水体(shu

24、t)(shu t)自净自净是指污水是指污水(w shu)(w shu)排入水体后排入水体后, ,经过物理的、化学的与生经过物理的、化学的与生物的作用物的作用, ,使污染物的浓度降低使污染物的浓度降低, ,受污染水体部分地或完全受污染水体部分地或完全地恢复原状的现象。地恢复原状的现象。根据净化机制根据净化机制(jzh)分为分为三类三类物理净化：物理净化：稀释、扩稀释、扩散、沉淀散、沉淀化学净化：化学净化：氧化、还氧化、还原、分解原、分解生物净化：水中生物净化：水中微生物对有机物微生物对有机物的氧化分解作用的氧化分解作用第49页/共61页第五十页，共62页。水体流动状况：水体水体流动状况：水体流动

25、越快，湍流越急流动越快，湍流越急污染物在水体中就混污染物在水体中就混合的越快越均匀；在合的越快越均匀；在滞流的湖泊滞流的湖泊(h p)水库中扩水库中扩散就慢。散就慢。水体水体(shu t)(shu t)径径流量与废水排放量流量与废水排放量之比：之比：污染物及水体的理污染物及水体的理化性质：污染物的化性质：污染物的密度，污染物反应密度，污染物反应生成生成(shn chn)沉淀物，水体沉淀物，水体的酸碱度，水中的的酸碱度，水中的悬浮物，废水的排悬浮物，废水的排放口位置及形式。放口位置及形式。 废水在水体中的稀释废水在水体中的稀释、扩散、扩散作用作用第50页/共61页第五十一页，共62页。水体水体(shu t)(shu t)的自净作用的自净作用第51页/共61页第五十二页，共62页。有机物的降解有机物的降解(jin ji)(jin ji)与与溶解氧平衡溶解氧平衡 需氧污染物排入水体(shu t)后即发生生物化学分解作用，在分解过程中消耗水中的溶解氧。有机物的分解过程制约着水体(shu t)中溶解氧的变化过程，因此可把水体(shu t)中的溶解氧作为水体(shu t)自净的重要标志。下图表示一条被污染河流中的生化需氧量和溶解氧的变化曲线。