环境科学与工程专业英语翻译第三版钟理

1、第二单元环境工程这本书主要关于什么？这本书的目标是使工程和科学的学生了解学科间的研究环境问题：它们的起因，为什么 它们被关注，我们怎么控制它们。这本书包括： 描述环境和环境系统意味着什么 关于环境破坏根底原因的信息 理解环境问题本质和能够定量计算它们所必要的根本科学知识 目前运用在水 , 空气, 污染问题的环境控制技术的状况 我们目前在很多关于理解和控制人类活动、自然之间复杂相互作用的科学知识上存在着 相当大的空白很多环境问题能运用目前的技术消除或减少， 但因为社会缺少意愿这么做或在很多例子中 因为缺乏资源去这样做，这些环境问题没有被处理一些重要的定义： 在这本书中，它们第一次被使用，定义被以

2、大写或印刷成黑体字的形式展示 环境 是围绕在我们周围的物质生命的栖息地， 在这儿我们能看到 ,听到,触摸,闻到 ,和品尝 到系统 依据韦氏字典 , 被定义为“一组或一系列能形成一个整体或者有机整体的相互关联的 事物，例如，太阳系统，灌溉系统，供应系统，世界和宇宙。污染 被定义为“在大气， 水或土地中的物质的，化学的或生物的特性的不合意的改变， 这 一改变有害地影响人类或其它生物的健康，生存，或活动 。当改进环境质量的目标被用来改进人类福利， “环境一词扩展成包括所有的社会，经济 和文化方面的内容。 这一扩展在许多真实情况下是不可行的以及在一本被设计为一学期课程 的教科书中也是不实际的。我们对环

3、境问题的考察因此限于我们对“环境的定义。 系统的相互作用许多不同的环境问题都与水， 空气或土地系统有关联。 许多这些问题都只适用于这些系统 中的一个， 这为这些种类中的细目分类提供了充分的理由。 这样的分类也更有用于及易于理 解一个系统内的相关问题。 而且，这样做是明智的， 这是因为由于管理上的和行政上的原因， 这些有关空气污染，水供应，废水处理和固体废物处理的子域通常由政府机构分别处理。很遗憾的是，很多重要的环境问题不仅仅限制于空气，水或土地系统，还包括系统间的 相互作用。 现在举个例子， 酸雨问题起源于从发电站烟囱， 冶炼厂和汽车尾气中向大气排放 的含硫二氧化物和氮氧化物。 接着这些气体由

4、气流运输到广阔的区域， 降雨“将它们洗去 ， 产生了有害于水生生命， 森林和农作物的酸雨。 两个有关于系统间相互作用引起的环境问题 有：空气中的二氧化碳的增加的全球问题，及通常具有地域性质的酸雨问题。环境问题许多对我们生活标准的主要改进能被归因于科学和技术的运用。 这里举一些例子， 你能想出 其它例子吗？生产更多及更好质量的食物创造能防止极端环境的保护所和生存空间快速和可靠的运输方法的建立各种交流系统的创造代替人类和动物体力的机器的创造平安水的供应和废物处理对很多传染疾病的消除通过在兴旺国家运用改进的水技术对大局部水传染的疾病的消除通过更好的生产力带来的闲余时间的有效性，为文化的，娱乐的活动提

5、供时机。 防止例如洪水，干旱，地震，火山爆发的自然灾害的最坏影响然而，通过这些改进，已经带来了不良的负面影响，例如耕地的丧失，消失的森林， 环境的污染和抵抗控制的新生物。 很多影响起初被认为只是有害的小事现在被认为是对自然 和人类的潜在威胁。在农业社会，人们根本上与自然和谐相处，栽培食物，收集木材，制造 来源于土地的衣服和工具。 来源于动物和人类的废物被归还于土地作为肥料。 很少有水、 土 地或者空气污染问题的发生。古代城市， 特别是像罗马帝国的城市， 有供水和处置废物的系统。 古罗马的大排泄沟中 的沟渠供应古代罗马城市 大约有 1百万人 平安水，这是最有名及在这些系统中最早建造 的下水道的例

6、子之一。 古代城市的城市技术似乎已经被那些建造城市的欧洲人遗忘了很多个 世纪。水供应和废物处理被忽略，导致了很多痢疾，霍乱，伤寒和其它水传染疾病的爆发。 直到 19 世纪中期，人们才认识到对 携带着致病生物的 污染废水的错误处理，自从 19 世纪发生于英国、 欧洲和北美的工业革命以来， 日益俱增的城市化和工业化加剧了环境问题。 城市化及工业化这两个现象，都是当时不能处理的水及空气污染的根本原因。在接着的几十年， 发生于兴旺国家中水质及局部废水的治理技术的快速开展， 导致了水 污染疾病事件的急剧减少。 注意所有废物被排放进环境， 因而污染了我们的水， 空气和土地 系统。第四单元 环境分析在一个环

7、境系统中， 环境分析包含化学、 物理和生物测量的性能。 这个系统不仅包含自 然环境还包括污染环境，但是这个术语“环境分析知识逐渐用在关于污染测量领域。通常， 有四种测量方法：定性分析， 定量分析； 目前用物种形成或品质鉴定去确认化学 形成和方式在污染中的细节。 例如好似一个粒子被吸附在外表上 ；而且影响分析被决定于 一种环境的冲击的污染物所在的范围下特定的分析。环境分析的目的是为了制造一个可行的现实的评估， 并将获得关于自然环境和污染环境 的相关资讯。在污染的情况下，这包括现实或潜在的冲突，可能在其他某些方面。因此，一 个污染物可能对动植物造成毒害。它可能引起资源的污染例如空气、水、土壤以致他

8、们 不能被其他目的利用。 对材料的污染， 特别是建材， 在某一区域是显然可见的， 让人不愉快。 例如空气中的硫氧化物的伤毁外表 。未来环境影响分析的领域将降低，像能见度降低， 肮脏的天空和不愉快的气味。 最后， 重要的是认识， 借着人类正常的知觉不可能总是区分到 环境之间的冲突，以致发现可能需要复杂的化学或物理分析。为了能提供一个在环境分析一般领域方面具有深远意义的描述， 这一领域可以从三点看 法考虑： 位于被普遍运行的分析的选择的原因以下的根本概念； 被普遍采用的现有技术和方 法；和目前在环境分析能力方面的情况。一些来自环境分析根底的哲学的概念如下。目的 : 为了研究监测或快速目的，一个环境

9、样品的收集和分析可能被进行。快速监测的 分析。常常用于获得关于一个环境问题的大概范围和性质的快速信息。可靠性： 无论什么信息被试图寻找， 对获得一个代表被调查的特定系统的可靠性是及其 重要的。 事实上， 去获得一个可靠样品可能是所有环境分析中最困难的方面之一， 因为许多 环境系统具有相当多杂性和不均匀性。觉察限制： 觉察限制的一种陈述是被使用的分析方式所尝试， 必须总是被包含在提供所 有环境分析结果里面。这是因为相当大的混乱的存在关于“ O 浓度的含义。事实上， 这可能不可那说明，没有原子和分子的存在比拟 O 存在是不正确的。精确性和准确性： 在报道一个环境分析也需要确切的指明等测量相关的精确

10、性和准确性。这样，许多环境测量，包含获得不同系统或同一系统不同条件结果的比拟，以至于，有 必要找出两个不同类型数字在事实上是否不是不同条件的指示。元素、化学物的区别 环境分析中最重要强调的一方面涉及化学元素和元素在、存在的化学物的区别。它明 确地给出化学物来自已存在环境样品中元素比简单给出元素现在浓度。当这样的概念在科 学上地接受，分析方法还未到达很容易地精确测出无机化学物痕量存在的水平。外表颗粒物 污染物存在或联系凝结的状态，它有时候必要去绘出污染物是否在体积内或在外表的 一局部。如此事项，尤其是意味深长的因为物料在空气颗粒物的外表，例如立即与外部环 境相通，但是那里均匀地奉献通过这颗粒物是

11、实质上在非常地的浓度和能产生非常地化学 活性在颗粒外表。由于可以吸入空气中的颗粒物，外表控制可以导致肺部颗粒沉积点化学 物质局部浓度升高。有效性 : 虽然有效性分析通常不是由分析化学家进行的，确定化学物的有效性常常是必 要的。 为了更好发挥环境效果，一个污染物必须几乎总是进入溶质。例如空气中的颗粒物 中有毒的化合物必须被溶解在肺液在之前当地或系统效果能生产。因而， 实验室范围的模拟有效地化学物特性能能提供必要连接它存在和它最终作用。环境的作用 : 这最后连接分析 - 环境作用链涉及实际环境生产的决定。 在最多例子里 ，这 涉及生物鉴定的一些形式或那决定毒理学的作用在生物物体的活体。 对于费用，

12、 复杂性， 和 耗时的生物鉴定， 它经常替代化学分析 监测毒理学的作用目的 和符合一致规定标准。 这样 做，但是，他是必要去绘出所谓的责任关系在水平或更多污染物物质和毒物的作用。第八单元 空气污染物的类型和来源什么是空气污染物？ 空气污染在一般情况下被定义为 , 含有一种或多种化学物质，在高 浓度下对人类 , 其它动物 , 植物或者材料有危害的气体。 主要有两种类型的空气污染物。 一是 原发性空气污染物 ，指以有害浓度进入空气的化学物质。例如超过正常浓度的CO2 气体，汽车燃烧含铅汽油排放到空气中不常见的铅化合物。 次生空气污染物 是指， 在大气中由气体成 分之间发生化学反响所产生的有害化学物

13、质。在空气不流动时期，一座城市或者某一区域 , 所喷设出的高含量污染物将会造成严重的空气污染性物质。 例如一些人口非常稠密的城市的 地理位置， 像洛杉矶和墨西哥城的地理位置， 使得它们经常特别易受空气流动停滞和污积物 增加的影响。在仅从浓度来决定严重空气污染物方面， 我们必须十分小心。 测量的浓度自身并未告诉 我们有关污染物造成的危害的信息， 因为临界浓度， 协同作用和生物放大效应都是决定因素。下面是 11 类主要的空气污染物：1. 碳氧化物： CO、 CO22. 硫氧化物： SO2、SO33. 氮氧化物： N2O、NO、 NO24. 烃类含有 C和H的有机化合物：CH、GHw、5. 光化学氧

14、化剂：Q、PAN一类过氧酰基硝酸脂、和各种醛类6. 颗粒物 悬浮在空气中的固体颗粒和液滴 : 烟、粉尘、 烟炱、石棉、 金属颗粒 例如铅、 铍、镉 、石油、盐雾、硫酸盐7. 其他无机化合物：石棉、氟化氢HF、 H2S、 NH3、 H2SQ4、 HNQ38. 其他含碳有机化合物：杀虫剂、除草剂、各种醇、酸和其他化学物质9. 放射性物质：氚、氡、来自化石燃料和核电站的具有放射性的物质F面表格概况了这些主要污染物的来源:污染物来源污染物来源碳化合物NO)森林火灾和有机物的腐烂；化石燃料的不完 全燃烧大约占总量的三分之二和其它来 自汽车或是炉灶的有机物；香烟烟雾烃类汽车和炉灶中化石燃料的不完 全燃烧，

15、工业溶剂和漏油的蒸 发，烟草烟雾，森林火灾，植物 腐烂占85%CQ有机体的有氧呼吸和化石燃料的燃烧石棉石棉开采，建筑中防火绝热的喷 漆，制动片的变质硫氧化物SQ和 SO家庭、工业、发电站等含硫煤和石油的燃烧， 含硫物质的冶炼，火山爆发金属和金属 化合物开采，工业过程，燃煤，汽车尾 气颗粒物，粉尘， 烟炱，油森林火灾，风侵蚀，火山爆发，燃煤；农场， 矿井施工，道路建设，和其他垦荒活动，大 气中的化学反响，汽车搅动起来的粉尘，汽 车尾气，发电站和工厂煤的燃烧化学工业，石油提炼NH3化学工业，石油提炼HSQ大气中三氧化硫与水蒸气的反 应，化学工业杀虫剂 除草剂农业，林业，蚊子防治HNO大气中三氧化硫

16、与水蒸气的反 应，化学工业氮氧化物NO和 NO机动车辆，工业和化石燃料发电站的高温燃 料的燃烧，闪电噪音汽车，飞机，火车；工业和建筑光化学氧化剂烃类和含氮物质在阳光下的反响其他无机化 合物HF石油提炼，玻璃刻蚀，铝合金和 肥料的生产第十单元大气污染控制的新技术生物过滤：对VOC排放的新的大气污染控制技术。通过微生物生物来处理环境中的不必要组分的观念已经在污水降解领域得到了几十年的应用。然而直到最近，美国利用微生物技术来去除环境中的其他污染物才得到了重视。而且虽然生物修复技术已在被合成有机物污染的土壤和地下水治理得到了成功的应用，但现在美国的环保专家确很少利用生物系统来控制大气污染物的实际经验。

17、实际上，这个国家几乎没有环境的专家似乎意识到好几个欧洲国家最显著的是荷兰和德国生物过滤，即从固相反响器气流中空气污染的生物去除法，是一种充分确立的空气污染控制技术。在欧洲，生物过滤技术已经成功的应用于控制臭味和对人类有害作用的无机和有机的空气污染。空气毒物，和从各种各样的工业和社会部门排出的可挥发性有机物VOC。西德在生物过滤技术的开展大局部是发生在19世纪70年代末和80年代，而且这种开展是由增加的要求调整的迫切性和联邦政府的财力支持共同开展起来的。欧洲的经验已经证明， 生物过滤较已有的空气污染技术有着经济的和其他方面的优越性，特别是用于仅含有低浓度典型的是甲烷浓度小于 lOOOppm易被生

18、物降解的空气污染物。原那么上微生物过滤技术为什么到现在没有在美国得到认可，只是在一局部领域内得到了应用，看上去好似是由于缺少管理方案，政府对科研和开展的很少支持还有缺少英文写作的文献，更确切的说，在美国大局部州关于管理方案还没有涉及到，没有以全面的方式，对 从小源头排放的毒物、可挥发性有机物和臭味进行控制。而且政府组织在研究生物降解在这些来源的实用性上给予了很少的财政支持。最后， 尽管有一些重要的文献已用英文出版，但大局部最近的技术报告却是用德语出版的。尽管有现在的障碍，生物过滤技术在不久的将来的美国仍有可能得到广泛的应用。除 了，现有的装置大规模的工程现在还处在方案阶段或者建设阶段。 例如第

19、一个在加里福尼亚 大规模用于控制 VOC的系统，由南岸空气质量控制区共同资助的一个用生物过滤法处理在洛 杉矶附近一个铸造厂排放乙醇的系统正在方案中。 在其他地方也将会提供对这个系统性能更 详细的分析。现在的这篇文章的主要目的是提供一个对生物过滤技术一个全面的综述来更广泛的传播这种APC新技术，并且鼓励在美国适宜的地方实施这种技术。很多涉及到开展和运用的生物过滤更复杂技术和工程方面问题， 就不能在这里讨论了。 然而， 我们会明确和总结这种文 献还会给出更详细的文献。我们还注意到，除了生物过滤技术，其他的生物APC系统现在在 欧洲应用到了有机废气， 包括“生物洗涤器 和滴液池。 文献中与这种相关的

20、技术我们没有 讨论，在其他文献中可以找到，带有臭味尾气的生物处理方法，可以从文献中找到在 1923 年当 Bach 讨论的控制从污水处理厂排放的硫化氢根本概念。关于这种概念的报道始于19世纪 50年代的美国和西德。Pomeroy 在 1989 年因为土壤床概念和成功的描述了在加里福尼亚土壤床装置而得到了美国 第 2793096 号专利。在 1959 年前后，土壤层也应用在了西德城市污水处理厂来控制进来污 水总管里的臭味。在美国，关于生物过滤法处理硫化氢的第一个系统研究，是由 19世纪 60年代的 Carlson和 Leiser 主持的。他们的工作包括在西雅图附近的污水处理厂成功的安装了几个土壤

21、过滤 器，证明了生物降解而不是用吸收来处理臭味。在随后的几十年里，美国的几个研究人员进一步的研究了土壤床的概念，证实了在很多大规模应用中的有用性很多的这些技术归功于Hinrich Bohn 在对土壤床理论和可能应用的 15 多年的研究。在美国成功的土壤床应用包括控制从炼油厂发出的臭味和从喷雾罐释放 出来的丙烷和丁烷。虽然已经证实土壤床可用相当低的投资和操作费用来控制某些类型的臭味和挥发性有机化合物， 但是，土壤的低生物降解能力和相当大的占地要求现质量土壤床在美国的应用。据估计，在美国和加拿大的生物过滤装置和土壤层装置总数不会超过50 个，而且大局部都是应用在臭味的控制上。Unit 12 水污染

22、与治理1854 年英国伦敦爆发了大规模的流行性霍乱。此事明确地证实了污水和疾病之间的关 系。当初以公共健康为目的所采取的污染控制，依然是许多地区的主要目的。然而，水资源 的保持， 产鱼区的防护， 以及娱乐活动用水的维持在今天也成为关注的焦点。 紧随第二次世 界大战之后所产生的城市人口密度突增和工业化进程的加剧，都使得水污染问题越见明显。 致使对于水污染的关注程度在 70 年代中期到达了顶峰。水污染是一个不准确的术语，它并未指出污染物的种类和来源。而我们处理废水问题的方式往往取决于以下几个方面：污染物是否需要氧气，是否助长藻类，是否有传染性，是否有毒， 或者仅仅是否好看。 水源的污染可能直接来自

23、生活污水的排放或工厂污水排放 点 源，也可能间接地由空气污染、农业排水或城市排水非点源所引发。化学上所谓的纯水仅仅是水分子的集合。无论在野外的河流或湖泊、云层或雨水中， 还是在下雪期间， 极地的冰帽地区， 这种物质在自然界均不能找到。 然而在实验室中可以制 备非常纯洁的水，但是存在一定的困难。因为水极易接受和容纳外来物质。城市污水，也被称作生活污水，是一种复杂的混合物。它包含水通常超过99以及悬浮或溶解的有机和无机污染物。这些污染物的浓度通常很低并且以mg/L 来表示，也就 是说， 每升混合物含有多少毫克污染物。 重量与体积比也常用来表示在水、 废水、 工业废水 和其它稀释溶液中的污染物浓度。

24、微生物 任何地方只要存在适合的食物，充足的湿度和适当的温度，微生物即可大量繁 殖。而生活污水为各种各样的微生物提供了一个理想的环境。 这些微生物主要是细菌， 某些 病毒和原生动物。 废水中的大多数微生物是无害的， 并且可借助生化过程， 将有机物转化为 稳定的最终产物。 但是当一些人患有可通过有毒废水传播的传染性疾病时， 其排泄物所携带 的致病病原体， 极有可能成为污水的组成局部。 虽然在兴旺国家， 类似于水传播的细菌性疾 病，例如霍乱、 伤寒和肺结核， 病毒性疾病例如传染性的肝炎和原生虫引起的痢疾，已经不 再是问题，但是在那些经过适当处理过的污水不能被公共利用的地区仍然存在着很大威胁。 对于少

25、量存在的病原体的检测是相当困难和耗时的。 其标准做法是检测存在于包括人类在内 的数十亿热血动物肠胃中的有机物。固体 废水中的总固体包括有机的和无机的是指液体局部被蒸发，并且在103C烘干至恒重的剩余物。 区分可溶性固体和悬浮固体的方法， 是通过蒸发过滤的和没有通过过滤 的废水样品来进行的。两种烘干样品质量的差值即表示悬浮物的质量。将残留物在550C温度下保持 15分钟以进一步分类，剩余的灰代表了无机物，失去的挥发物那么代表有机物的重 量。悬浮固体SS和挥发性的悬浮固体VSS是最有用的。SS和BOD生化需氧量是 废水的受污染程度及其过程性能的指标。VSS可以指示废水中有机物的含量，也可以衡量在生

26、化过程里活性的微生物群。无机成分 废水中常见的无机成分包括： 1氯化物和硫酸盐。常见于人类排放的废水和废物中。 2氮和磷。以各种形式有机的和无机的存在于来自人类排放的废物，和含磷的清 洁剂。3碳酸盐和碳酸氢盐。通常以钙盐和镁盐的形式出现在水和废物中。4有毒物质。砷，氰化物和在工业废水中可以找到的有毒无机物：Cd镉、Cr铬、Hg汞、Pb铅、Zn锌等重金属。除了这些化学成分，溶解气体的浓度，尤其是氧气，用pH值所表示的H离子的浓度也是其它引起废水注意的指标。有机物 生活污水中的有机物 90是由蛋白质和碳水化合物组成。这些可生物降解的 物质包括人类的尿和排泄物、洗涤槽的食物残渣、 土和洗澡的脏物、洗

27、衣用水和洗烫水，及 各种肥皂、洗洁精和其他清洁产品。各种指标用来衡量废水中有机物浓度。一种方法是基于废水中的有机碳的总量即总 有机碳TOC。总有机碳是由样品中有机碳被强氧化剂氧化成二氧化碳的数量与的总有 机碳的标准数量的比拟所决定的。常见的另一种方法是根据把氧化物转化成稳定的最终产物所需要的氧气。因为需氧量 正比于污水中现存的氧化物， 它可以用于废水浓度的相对衡量。 通常确定废水需氧量的两种 方法是COD化学需氧量和 BOD生化需氧量的测定。化学需氧量，是用化学方法氧化 有机物的需氧量。 而生化需氧量， 是通过适应环境的微生物的以生物的方式降解废水中的有 机物的需氧量。在水污染控制理论中，生化

28、需氧量是最重要的参数。生化需氧量用于测定有机物污染， 是评估生物反响需氧量的根底和反响过程的指标。我们可以直接地测定水或者废水中的有机物含量例如测定总有机碳，但是这并不能告诉我们有机物是否有被生物降解。 为了测定可生物降解的有机物量， 我们用一种间接的方 法，也就是在一个封闭的系统里，测定将有机物转化氧化成二氧化碳和水所用的生长的微生物群的耗氧量。耗用的氧气，或生化需氧量，正比于有机物的转化量。因此，生化需氧 量是系统中生物降解有机物的相对衡量。 因为生物氧化过程可以无限次地进行， 最终生化需 氧量的测定被限定为 20 天，这个时间能够满足 95%或以上的微生物氧气需求。但是过程时 间过长，致

29、使生化需氧量的测定没有效用。所以一种五天式的测定，即将水样置于20 C的黑暗环境五天， 作为生化需氧量的标准。 生化需氧量的反响速度取决于存在的废水类型、 温 度以及假设其随着存在的有机物有机碳的数量的变化趋势。Unit14 水的净化水分子是没有记忆力的，所以谈论被污染和被净化的饮用水的次数是没意义的，例如 分子的逐渐损耗。而当我们饮水的时候到底它有多纯洁才是最重要的。水的净化已经开展为一项复杂的和尖端的技术。然而，污水净化的本质的总方法是容 易理解的，在某些情况下也是明显的。水里面的杂质分类为悬浮的，胶体的，或者是溶解的。悬浮的颗粒物是大得足够沉降 下来或者可以被过滤掉的。 胶体的颗粒物和溶

30、解的颗粒物是更难除去。 一是可以用某些方法 使小的颗粒物结合起来变成大的颗粒物， 然后把大的颗粒物作为悬浮物来进行处理。 二是可 以把它们转换为气体，从水中排放到大气中。 不管采取哪一种方法，必须记住，提升水或用 泵将水输送到通过过滤床都需要能量。以上面原那么作为依据，来考虑用来净化城市废水的程度。第一步是收集系统。水中的 废物有各种各样的来源，例如家庭的，医院的，学校的含有食品的剩余物，人类的排泄物， 纸，肥皂，清洁剂，脏物，布，其他各种各样的杂物，当然还有微生物。这种混合物就叫做 生活污水。“生活污水 这个形容词是很不适宜的，因为它没有描述污水的情况； 它可能是 指那些废物排放出来的地方

31、。这些污水有时跟商业建筑废水， 工业废水和雨水混合在一起， 一同流进废水的管路网络里面去。 某些系统将雨水和生活污水分开， 另一些系统又将两者结 合起来。结合的网络式是比拟廉价的，而且适合枯燥的天气，但在暴雨时， 总的体积很容易超过污水处理厂的容量，所以某些水就允许溢流出去和直接排放到河流里面去。初级处理当生活污水到达污水处理厂时， 它首先通过一系列的滤网以除去如老鼠， 葡萄柚似的大 物体，和在接下来的处理时期里， 通过一架磨碾机以减少剩下的物体的尺寸使其足够小能有 效地被处理。 下一步是设置一系列的沉淀池以除去初始的粗沙， 例如雨水从路面带进的沙子， 然后，慢慢地任何其它的悬浮固体包括在一个

32、小时能沉淀下来的有机营养物。直到这个阶段，称为初级处理，相对地廉价但并未完成净化的程度。二级处理 接下来的一系列步骤，是设计通过加速生化作用的某种形式来较大程度地减少溶解的 或微小的悬浮有机物。 分解需要氧气和微生物以及一种两者都易接近营养物的环境。到达这个目标的一种装置是滴滤池。 这种装置， 长管在由岩石填充而成的滤床上缓慢的旋转， 通过 持续地喷洒来分布这些污水。另一个技术是活性污泥过程。废水，经过初级处理后，泵到一个混合空气和含有细菌 的污泥几个小时的曝气池。 生化作用与发生在滴滤池的相似。 污泥中的细菌代谢转化成有机 氧物； 原生虫， 作为二级消费者，吃掉细菌。 处理过的水流到一个含有

33、细菌的固体沉降的沉 淀池去， 然后返回到曝气池。 某些污泥必须被排放以维持一个稳定的状态。 相对滴滤池来说， 活性污泥需要占地少的面积，因为它需要曝气较小的面积，没有发出臭味。生化处理所排放的废水仍然含有细菌，和不适合排放到清洁的水源，更不用说饮用。 因为微生物完成其工作， 现在就可以杀死他们了。 最后一步是消毒过程， 一般是加氯。 氯气， 在最后排放前参加到排水 15 至 30 分钟，就可以杀灭 99%以上的有害细菌。 三级或高级处理尽管此时的废水已经通过初级和二级处理， 得到了相当大程度的净化， 但是这些处理仍然不 适宜应对某些水污染的复杂方面。 首先， 生活污水里面有很多污染物是不能去除

34、的。 无机的 离子，例如硝酸盐和磷酸盐，仍然在处理过的水中 ; 这些物质，正如我们所看到的，可以作 为植物的营养物和水体的营养成分。用于应付这些麻烦废水的处理方式是必需专门除去这类污染物， 而且它们一般很昂贵。 如下 描述几种这些技术。1 混凝和沉淀 正如在生物处理的讨论中我们早前提及的， 将小的颗粒物转变成的大的能够快速沉淀的颗粒 物是很有好处的。 所以它跟无机污染物同样道理。 各种各样的无机胶体颗粒是喜欢水的 亲 水的并且具有相当的粘附性； 由于它们的粘附性它们一起带走很多其他难以在合理时间内 沉降下来的胶体颗粒物。 这个过程被称为絮凝。 石灰，矾和某些铁盐都是这些所谓的絮凝剂。2 吸附

35、吸附是气体分子或液体分子粘附到固体外表的过程。 这个过程是具有选择性的不同种类的 分子以不同的方式粘附在任何固体。 对于净化水， 那些有着大的外表积并且结合倾向于有机 污染物的固体是必需的。 选择的物质是活性碳， 它能够特别有效地除去产生令人讨厌的味道 和臭味的化学品。这些化学品包括那些难以生物降解的氯代烃。3 其他氧化剂 高锰酸钾和臭氧用于氧化那些抵抗空气中微生物的氧化的水中废物。 臭氧有一个很重要的优 点就是它仅存的副产物是氧气。4 反渗透渗透是一个水通过一种不透过溶解离子的膜的过程。 在正常的过程中， 系统倾向于一个平衡 状态，在这个平衡状态中膜的两边的浓度是相同的。 这意味着水从纯洁的

36、一边流到富集污染 物的一边。 这并不是我们所希望的， 因为这个过程增加了被污染的水的数量。然而，假设高 压是加到富集污染物的一边， 这个过程可被逆转， 纯洁水就被挤压通过这个膜， 并且这样就 除去了溶解的离子或者其他溶解的污染物。Unit15 污水处理工艺 现代科技最伟大的成就之一既是在很大程度上减少了水传染性疾病如霍乱和伤寒的发 生率。这些病已不再像过去那样是公众健康最大的危险。 其开展的关键在于认识到公用水域 是人为污染主要传染源。 但是这种污染可以通过更有效地水处理工艺和更好的废水处置方法 来消除。今天的水工艺设备是为连续供应可持续饮用水而设计的。 完成整个过程需要注意四个重 要问题：水

37、源的选择、水质的保护， 工艺方法的使用以及再污染的防治。而阻止地下水和地 表水污染常用的预防措施是， 禁止排放生活排污和雨水的下水道接近水库， 安装栅栏以防止 保护娱乐用水被污染，还有就是在水库注水后限制使用肥料和杀虫剂。格栅、混凝 / 絮凝、沉淀、过滤和消毒是地表水处理的主要单元。水工艺处理实现了一 个或者多达三个主要任务： 除去细小的 颗粒物 ，如沙粒和泥土、 有机物质、 细菌， 还有藻类； 除去溶解性物质 ，如一些引起色度和硬度的物质； 还有就是除去或者破坏 致病菌 和病毒。实 际的水处理过程要按照水源的种类和水质的要求去选择。有时，原水浊度很低，可以用普通沉降法不含化学物质来去除一些大

38、的颗粒物，再用过滤来去除那些难以沉降的少量颗粒物。然而， 通常情况下， 原水中颗粒过小难以通过沉淀和简单过滤在短时间内去除。为了弥补这一点，参加化学药品以混凝 / 絮凝这些小的胶体 颗粒，使其形成可以在沉淀池内沉降或者可以被过滤器直接去除的较大颗粒物。颗粒物的去除适用于污水颗粒物去除的单元操作包括格栅、沉淀、混凝 / 絮凝和过滤。格栅 是指去除木块、树枝、碎屑和小鱼等类似物的固体物。它是污水处理的第一阶段。 如果允许这些残骸进入处理设备会导致水泵的损坏或者阻塞水管和水渠。 水的引入口的位置 会低于湖泊或者江河水面的目的也是为了排除漂浮物和减少由于冰块而造成的物理破坏。沉淀 是最古老也是应用最广

39、泛的水处理方法。它是利用自由沉淀去除水中颗粒物。这是 相对简单和廉价的，可以在圆的、方的、矩形的水池里实现。先前认为，沉淀处于混凝和絮 凝之后对于高混浊的水或者完全省略对于中等混浊的水来说 。地表水悬浮物颗粒物 直径在 10-110-7 毫米之间变化。 这个尺寸正好也是微小沙粒和细小粘土颗粒各自的大小。 引 起水浊度的颗粒物直径在 10-4毫米以上，而 10-4 毫米以下的颗粒影响水的色度和味道。混凝/ 絮凝是一个化学物理过程， 那些太小的用普通沉降法不能去除的颗粒具有在这个过 程中失去稳定性能成团的特点， 从而能较快地沉淀。 大局部悬浮颗粒太小以至于沉淀到池底 需要几天或者几周。甚至这些胶体

40、粒子不能够通过普通沉淀法沉降。混凝 是使胶体粒子脱稳的化学过程。 确切机理并未完全探究清楚， 但是总概念是向含有 负电荷的水中参加带正电荷的化学物质。 其结果是中和水中反粒子从而降低胶体之间相互排 斥的趋势。 分散混凝剂需要几秒钟的快速混合。 悬浮物的慢速混合称为絮凝， 这种沉降可以 促进粒子直接的接触。并且可以在混凝 / 絮凝池内通过旋转桨的旋转来实现，或利用水力压 力直接在池内折流板周围形成。 深度在 34米之间的混凝 /絮凝池的滞留时间是2040 分钟。通过混凝 /絮凝联合的化学 / 物理过程，不能被简单沉降池沉降的胶体颗粒可以聚集形成一种 大颗粒状的絮状物。 在沉降过程中， 将会出现可

41、以捕获微小非凝固态颗粒的不规那么形状的毛 绒状物质。 硫酸铝是最通常的凝结剂， 有机聚合物也可以单独作为混凝剂， 或者与明矾起来 改善絮凝效果。在絮状物被去除的过程中，它一般从混凝 / 絮凝池转移到沉淀池中，或直接 被过滤。消毒为了确保水中没有有害细菌， 消毒是必需的。 氯化消毒是消毒公共用水的最常用的方法。 来自氯气或次氯酸盐的足量的氯原子被增加到处理过后的水中去杀死致病的细菌。 氯气是一 种可靠的， 相对廉价的和容易使用的消毒方法。其它的消毒剂包括氯胺，二氧化氯，其它的 卤素， 臭氧，紫外线的光和高温。在法国已经被广泛地应用的臭氧氧化方法，尤其是在天然 有机物存在的场合作为预加氯的替代品。

42、 在北美现在正在被获得认可。 虽然有效， 但是臭氧 不会因为长期的消毒面遗留永久的剩余物。臭氧氧化 是指参加臭氧对水消毒， 臭氧是无机和有机杂志具有强烈的氧化性。 气好是因 为它不像氯气一样处理后留下味道和气味。溶解性物质的去除曝气 是用来除去地下水中过量的铁和锰。 这些物质引起味道和颜色总是干扰洗涤， 玷污 管道装置， 而且在输水总管中促进铁细菌的生长。 通过空气气泡进入水中， 或通过喷洒引起 空气和水接触，溶解性的铁和锰Fe2+,Mn2+被氧化成一种溶解性水的形式Fe3+,Mn3+，它们被析出然后能在一个沉淀池或过滤器中被去除。 曝气也可以去除由硫化氢气体所引起的气 味。水的软化 是将水除

43、去硬度的一个过程，硬度的产生由于二价金属离子的存在尤其是钙离子和镁离子，水的硬化正是由于水与土壤或岩石接触反响的结果，对于在有二氧化碳存 在下的石灰石，水的硬化更为明显。活性炭是一种很好的吸附剂被广泛用于水处理中来除去有机污染物。活性炭的制备要经过两个过程。第一，适合的根本材料例如木头，泥炭块，植物材料，或者在缺少空气中被加 热炭化的骨头。然后在存在空气，二氧化碳的情况下，加热这种炭化的物质使其有活性，或 者蒸发烧掉其含有的任何焦油来增大它的气孔。用活性炭吸附气体、液体、以及固体的去除效果会受水的温度、pH值和有机物的复杂性的影响。反渗透RO是指以自然渗透逆方向通过半透膜的过程。因为渗透膜可以去除了溶解盐，所以反渗透的最主要应用是用于脱盐。然而，这过程中的有机原材料，细菌和病毒也被去除了，所以反渗透在污水处理中的应用还有待进一步开展改进。Un it 20固体废物的来源和类型随着数据的组成和产生率，固体废物的来源和类型的知识，是与固体废物管理相关的功能元素的设计和操作的根底。固体废物来源固体废物的来源，在一般情况下，有关土地使用和分区。虽然可以开发任意数量的来源分类，已发现有用以下几类：1住宅，2商业，3市，4工业，开放地区5， 6污水处理厂，及7