环境工程概论(教案)

1、精选优质文档-倾情为你奉上环境工程概论（授课教案）课程体系（45课时）l 项目一 水污染控制 （20课时）l 项目二 大气污染与控制（11课时）l 项目三 固体废弃物处理与处置（6课时）l 项目四 噪声控制方法（6课时）l 项目五 其他物理污染和防护 （2课时）考核方式l 出勤率（10） 3次（0），5次（取消考试资格）l 作业45次（20）l 讨论（演讲）（20）l 考试（50）项目一 水污染控制一、环保产业1、全球环保产业概况l 1992年全球环保产业的市场规模约为2500亿美元l 10年后已增至6000亿美元，年均增长率近8，远远超过全球的经济增长率。l 到2010年预计全球环保产业的规

2、模将是现在的3倍，可达1.8万亿美元。l 环保产业已成为世界瞩目的“朝阳产业”。l 根据国际经验,环境投资占GDP1.0%1.5%时,可以基本控制污染,当达到2%3%时,环境才可得到逐步改善。 2、中国环保产业l 2004年中国的环保产业收入总额超过2500亿元，2005年预计达3000亿元，5年后将达到5000亿元左右。l 中国环保产品出口为14亿人民币，而全球环保产业每年的产值己达6000亿美元l 预计今后国家还要新建1000多家城市污水处理厂，到2010年城市污水处理投资需求将达到500亿2000亿元。3、湖北省环保产业概况l 2002年底，全省城市污水处理率仅26.8，城市垃圾无害化处

3、理率也只有68.1；l 2004年底，全省已投入运行污水厂22座，处理能力为147.10万立方米/日，全省城市污水处理率达到46.74，居全国第13位 。 l 2004年底，垃圾无害化处理率达81.37，全省23个设市城市中，只有12个城市的13座垃圾处理场为垃圾无害化处理场。全省44个县城中，只有2个县城的2座垃圾处理场为垃圾无害化处理场（厂）。l 全省有11个市、县的16座垃圾无害化处理场（厂）正在建设。l 全省在建并要求在2005年底建成通水的污水处理厂有14座，处理能力为46万立方米/日。4、湖北环境治理规划l 到2010年，全省城镇总污水量为540.22万立方米/日。l 到2010年

4、，闽江流域城镇污水处理率为75.5，九龙江流域城镇污水处理率为75.3，晋江流域城镇污水处理率为84。l 至2010年，设市城市生活垃圾无害化处理率达95，县城生活垃圾无害化处理率达60；设市城市和县城生活垃圾必须日产日清，清运率为100。 l 2006年至2010年，全省将新建、扩建污水处理厂78座，处理能力总规模为239.2万立方米/日，总投资约21.92亿元（不包括土地征购费及拆迁费）。l 至2010年底，全省城镇污水处理率平均达到60，其中福、泉、厦城市污水处理率达到80以上，其他城市达到60，县城达到50。l 至2010年底，全省沿海城市中重点城市再生水利用率达到810，其中福、厦、

5、漳、莆再生水利用率达到8，泉州市、石狮市、晋江市、南安市、惠安县城再生水利用率达到10。 l 在“十一五”期间，全省23个设市城市需新建或扩建（不包括在建）12座垃圾处理场（厂），44个县城需新建39座垃圾处理场（厂）。二、环境l 环境是指与某一体系有关的周围客观事物的总和。l 中华人民共和国环境保护法：“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等”。三、环境问题l 广义的环境问题是指由于自然原因和人类活动作用所引发的人们周围环境质量的变化，以及这

6、种变化所产生的对人类的生产、生活和健康等一系列有害的影响问题。l 狭义的环境问题，即由人为因素引起的环境问题（通常所指的环境问题）。分类：原生环境问题：由自然力引起的次生环境问题：由人类活动引起的（环境科学主要研究对象）四、 环境科学 1、概述l 以人类与环境这对矛盾为特定研究系统l 介于社会科学、自然科学和技术科学之间的综合性新兴学科。l 目的 考察以人类为主体的生态系统 研究人类与环境的对立统一关系的发生与发展 掌握它们之间的客观规律 调节与控制这个系统中的物质和能量的交换过程 合理利用与改造环境，使之处于最佳运行状态，从而形成生态系统的良性循环。2. 环境科学特点l 环境科学发展的综合性

7、: 环境科学几乎涉及到现代科学的各个领域，包括科学技术、经济管理、社会行为、文化教育、人文法律、以及行业部门等人类社会的各个方面 l 分支学科形成的独特性 各传统学科运用本学科的理论和方法研究相应的环境问题，从而形成了环境化学、环境生物学、环境物理、环境经济学、环境医学、环境法学等多个交叉的分支学科。l 分析化学应用于环境污染物质分析，形成了环境化学l 应用现代工程技术解决“三废”及噪声污染的同时形成了环境工程学3、环境科学分类系统基础环境学环境社会学环境数学环境物理学环境化学环境生态学环境毒理学环境地质学环境声学辐射污染及其控制热污染及其控制环境科学应用环境学应用环境学环境控制学环境工程学环

8、境污染防治工程技术及理由大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程噪声及热污染控制工程环境污染综合防治技术和环境规划环境系统工程环境水利工程环境经济学环境医学环境法学环境工效学(研究环境因素与工作效率的关系)五、环境工程学 （Environmental Engineering）l 主要运用相关学科的基本原理和工程技术方法，研究保护和合理利用自然资源，防治环境污染，以改善环境质量保护人类健康的学科。美国土木工程师学会（简称ASCE）环境工程分会定义：通过健全的工程理论与实践来解决环境卫生问题，包括几个方面：控制水、土壤和空气污染提供安全、可口和充足的公共给水适当处置与循环使用废水和固体

9、废物建立城市和农村符合卫生要求的排水系统消除污染问题对社会和环境所造成的影响环境工程学的分类环境工程学环境污染防治工程技术及理由大气污染防治工程水污染防治工程固体废物治理及利用工程噪声及热污染控制工程环境污染综合防治技术和环境规划环境系统工程环境水利工程1. 环境工程学的形成l 水污染防治方面： 中国，公元前2300年 ，陶土管修建的地下排水道形成了中国排水工程雏形，明朝以前开始采用明矾净水 英国，19世纪初开始用砂滤法净化自来水，19世纪末采用漂白粉消毒，19世纪中叶开始建立污水处理厂，20世纪开始采用活性污泥法(生化法)处理污水。 随后，给排水工程、污水处理工程、卫生工程等逐步发展起来，形

10、成了一门防治水污染的技术科学。 l 大气污染控制方面 美国，1885年发明了离心除尘器以消除工业生产造成的粉尘污染 当除尘、工业气体净化、空气调节、燃烧装置改造等工程技术逐渐发展后，形成防治大气污染的技术科学。 l 固体废物处理方面 古希腊，约在公元前30001000年，开始对城市垃圾采用填埋处置方法 20世纪出现了利用工业废渣制造建筑材料等工程技术。l 噪声控制方面 有20世纪50年代，在对噪声控制问题广泛研究的基础上形成了环境声学。 l 此后，研究工作从单项治理措施逐渐向综合防治措施过渡，同时对防治环境污染的措施进行综合的技术经济分析，使得环境系统工程和环境污染综合防治的研究工作迅速发展起

11、来，最终形成了一门新的环境工程学科。2. 环境工程学的研究内容l 大气污染防治工程l 水污染防治工程l 固体废物的处理和利用l 噪声控制l 光、热、放射性和电磁辐射污染与防治l 环保新技术、新材料及新能源的开发利用l 无毒新工艺的设计和应用l 工业污染系统控制l 环境污染综合防治的方法和措施l 污染控制技术中的控制法规与设计准则l 环境影响的预测、监测和评价的方法l 参与制订环境保护规划的方法与原则l 利用系统工程方法，从区域的整体上寻求解决环境问题的最优方案。（1）水污染防治工程l 采用物理处理、化学处理，生物处理和物理化学处理等方法对废水进行综合治理，并充分利用环境自净能力，以防止、减轻直

12、至消除水体污染，改善和保持水环境质量。并且要合理地利用水源，加强水资源的管理工作，制定废水排放标准。 （2）大气污染防治工程l 应用化学和物理的基本原理，采用各种工程技术方法去除工业废气的颗粒物，治理排放的有害气体，制定不同类型的废气排放标准，保持进入大气的有害物质在大气的自净化能力范围之内。（3）固体废物的处置和利用l 按照减量化、无害化和资源化要求，从工程技术角度解决固体废物的填埋、焚化等方案的具体实施，以及工业固体废物的资源化处理方法，使某些固体废物成为有用产品的原料，得到有效利用。 （4）噪声控制l 设法从声源上控制它，如采取用无声的或低噪声的工艺和设备代替高噪声的工艺和设备。l 在技

13、术上控制噪声的传播途径，如采取吸声、消声、隔声、隔振、阻尼等噪声控制技术，l 根据不同时间、不同地区和人处于不同行为状态来制定环境噪声标准。（5）环境系统工程l 利用系统工程的原理和方法，对区域性的环境问题和防治技术措施进行整体的系统分析，以求取得最优化方案，是环境系统工程的主要任务。l 根据当地的自然条件对环境问题进行系统分析，弄清污染物产生，迁移和转化的规律采取经济手段，管理手段和工程技术手段相结合的综合防治措施，以便取得环境污染防治的最佳效果。 环境工程图纸：高程布置图、平面布置图、管道布置图作业一：l p4；02，03第一篇 水质净化与水污染控制工程第一章 水质与水体自净第一节 概述一

14、立方米水的作用有多大？炼钢100kg生产水泥2000kg发电2500度生产食用油250kg炼油2000kg生产电视机11台造纸100kg生产红砖200块一、水循环o 自然循环o 社会循环：n 生活用水、工业生产用水、农业生产用水二、水资源 o 1、世界水资源状况n 目前，世界上已有超过一半的陆地面积、遍及一百多个国家和地区缺水，二十亿人饮水困难。n 公元前每天人均耗水约12升，中世纪时人均耗水增加到2040升，18世纪增加到60升，当前发达国家一些大城市人均每天耗水500升。n 人类正以每15年增加 1倍的淡水需求消耗着水资源。到目前为止，人类淡水消费量已占全世界可用淡水的54。 n 阿拉伯联

15、合酋长国被迫从1984年起每年从日本进口雨水2000万立方米 2. 我国水资源的状况 o 我国水资源总储量约2.81万立方米，居世界第六位，但人均水资源量不足2400立方米，仅为世界人均占水量的1/4，相当于美国的1/5,前苏联的1/7,，加拿大的1/48，世界排名110位，被列为全球13个人均水资源贫乏国家之一。o 城市每年缺水60亿 立方米，全国668个城市中有400多个供水不足，其中108个严重缺水。因缺水每年造成工业损失2300多亿元。 3、我国水资源特点o 水量在地区分布上不平衡n 水资源分布呈东南多、西北少；53的东南沿海地区，拥有水资源总量的93，西北广大地区却只有7的水资源量。

16、 o 水量在时程分配上很不均匀n 在广大的北方和西部地区，降水多集中于一年的69月份，约占年降水总量的70以上，而其他季节降水稀少，气候干旱。 o 水土资源组合不相适应n 东北、西北、黄淮河流域径流量只占全国总量的17%，但土地面积却占全国的65%；长江以南江河径流量占全国的83%，土地面积仅占35%。 4. 水资源的主要用途o 农业灌溉（最主要和用水量最大的部门）o 生活饮用o 工业用水o 城市供水o 畜禽用水o 牧草灌溉、林业繁育o 生态及环境用水o 水力发电、航运、渔业、工程及河道冲淤等5、水资源开发利用中存在的主要问题o 水体污染 n 中国目前排放污水已近1.7亿t/天（80以上未经任

17、何处理）o 水源枯竭 o 生态环境恶化展示一些环境污染的图片第二节 水体的主要污染源o 水体n 海洋、湖泊、河流、沼泽、水库、地下水的总称。n 按水体的类型，又可将水体分为海洋水体和陆地水体（地表水水体和地下水水体）。o 水体污染n 由于人类活动排放出大量的污染物，这些污染物质通过不同的途径进入水体，使水体的感官性状(如色度、味、浑浊度等)、物理化学性质(如温度、电导率、氧化还原电位、放射性等)、化学成分(有机物和无机物)、水中的生物组成(种群、数量)以及底质等发生变化，水质变坏，水的用途受到影响的情况o 水体污染源：向水体排放或释放污染物的来源或场所1、水体污染来源o （1）生活废水n 主要

18、包括粪便水、洗浴水、洗涤水和冲洗水等。n 来源:除家庭生活废水外，还有各种集体单位和公用事业等排出的废水。n 以有机污染为主，有如下几个特点：o 含氮、磷、硫高，容易引起水体的富营养化；o 含有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质、尿素等，在厌氧性细菌作用下易产生恶臭；o 含有多种微生物，如细菌、病原菌、病毒等，易使人传染上各种疾病；o 洗涤剂在废水中含量增大，呈弱碱性，对人体有一定危害。（2）工业废水o 排放量大，污染范围广，排放方式复杂n 工业企业遍布全国各地，污染范围广，不少产品在使用中又会产生新的污染。n 有间歇排放，有连续排放，有规律排放和无规律排放等，给污染的防治造成很大困难。o 污染

19、物种类繁多，浓度波动幅度大n 工业产品品种繁多，生产工艺各不相同，导致不同污染物性质、浓度有很大差异 o 污染物质毒性强，危害大n 被酸碱类污染的废水有刺激性、腐蚀性，n 有机含氧化合物如醛、酮、醚等则有还原性，能消耗水中的溶解氧悬浮物含量很高，可达3000mg/L，为生活废水的10倍o 污染物排放后迁移变化规律差异大n 有的沉积水底，有的挥发转入大气，有的富集于生物体内，有的则分解转化为其他物质，甚至造成二次污染，使污染物具有更大的危险性。o 恢复比较困难（3）农业生产废水o 农业废水包括农作物栽培、牲畜饲养、食品加工等过程排出的废水和液态废物。面广、分散、难于收集，难于治理o 有机质、植物

20、营养物质及病原微生物含量高n 中国农村牛圈所排废水生化需氧量可高达4300mg/L，是生活废水的几十倍；n 杭州湾水体中化学耗氧量的88来自农业o 含较高量的化肥、农药（农药是农业污染的主要方面）n 施用农药、化肥的8090均可进入水体n 有机氯农药半衰期约为15年，所以参加了水循环形成全球性污染，在一般各类水体中均有其存在。第三节 水体主要污染物o 凡使水体的水质、生物质、底质质量恶化的各种物质均可称为水体污染物或水污染物。1、固体污染物（溶解态、胶体态、悬浮态）水样经过一定孔径的滤膜，能被截留下来的为悬浮固体(SSSuspended Solids)（危害：沉积在水体中，会淤塞河道，危害水体

21、底栖生物的繁殖灌溉时，会阻塞土壤的孔隙，不利于作物生长。干扰、破坏废水处理和回收设备的工作）能够透过滤膜的为溶解性固体(DS-Dissolved Solids)（主要是盐类，亦包括其它溶解的污染物。含盐量高的废水，对农业和渔业生产有不良影响。）SS+DSTS（总固体）上述可用筛滤、沉淀除去2、耗氧（或需氧）有机污染物o 废水中能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质，统称为需氧污染物。o 它的来源多，排放量大，所以污染范围广。来源及成分：1、生活废水、工业废水中所含的大量有机物，如碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素、纤维素等；2、天然水中天然的腐殖物质及水生生物的生命活动产物如动植物残体等

22、3、无机物主要有Fe、Fe2+、S2-、SO32-、CN-等特点：在好氧微生物的作用下分解简单无机物CO2H2O在厌氧微生物的作用下分解NH3、CH4、H2S、CO2、H2O水质腐败3、有毒污染物o 废水中能对生物引起毒性反应的物质，称为有毒污染物，简称为毒物。o 工业上使用的有毒化学物已经超过12000种，而且每年以500种的速度递增。o 危害：n 引起生物急性中毒或慢性中毒，其毒性的大小与毒物的种类、浓度、作用时间、环境条件(如温度、pH值、溶解氧浓度等)、有机体的种类及健康状况等因素有关。n 大量有毒物质排入水体，危及鱼类等水生生物的生存n 许多有毒物质能在食物链中逐级转移、浓缩，最后进

23、人人体，危害人的健康。4、富营性污染物o 指可引起水体富营养化的物质，主要是指氮、磷等元素，其他尚有钾、硫等。此外，可生化降解的有机物、维生素类物质、热污染等也能触发或促进富营养化过程。o 水中氮和磷的浓度分别超过0.2和0.02mg/L，会促使水华(在湖泊、水库)或赤潮(在海洋)；而藻类的死亡和腐化又会引起水中溶解氧的大量减少，使水质恶化，鱼类等水生生物死亡；严重时，由于某些植物及其残骸的淤塞，会导致湖泊逐渐消亡。这就是水体的营养性污染 (又称富营养化)。o 来源：n 化肥n 来自于人、畜、禽的粪便及含磷洗涤剂。n 食品厂、印染厂、化肥厂的染料厂、洗毛厂、制革厂、炸药厂等排出的含有大量氮、磷

24、等营养元素的废水。5、生物污染物o 指废水中的致病微生物及其它有害的生物体。n 包括病毒、病菌、寄生虫卵等各种致病体。n 废水中若生长有铁菌、硫菌、藻类、水草及贝壳类动物时，会堵塞管道、腐蚀金属及恶化水质，也属于生物污染物。o 来源：n 城市生活废水、医院废水、垃圾及地面径流等方面。n 用细菌总数和菌指数为病原微生物污染的间接指标。6、油脂类污染物o 包括矿物油和动植物油。o 难溶于水，在水中常以粗分散的可浮油和细分散的乳化油等形式存在。o 危害：n 漂浮在水面上的油形成一层薄膜，影响大气中氧的溶入，从而影响鱼类的生存和水体的自净作用o 1千克石油完全氧化需要消耗40万升海水中的溶解氧 n 阻

25、碍水的蒸发，影响局部地区的水文气象条件n 对海洋生物影响最大，油膜能粘住大量的鱼卵和幼鱼，对成鱼产生石油臭味，降低食用价值n 油脂类污染物还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表，影响养分的吸收和废物的排出。7、感官污染物o 废水中能引起异色、浑浊、泡沫、恶臭等现象的物质，虽无严重危害，但能引起人们感官上的极度不快，被称为感官性污染物。n 异色、浑浊的废水主要来源于印染厂、纺织厂、造纸厂、焦化厂、煤气厂等。n 恶臭废水主要来源于炼油厂、石化厂、橡胶厂、制药厂、屠宰厂、皮革厂。o 当废水中含有表面活性物质时，在流动和曝气过程中将产生泡沫，如造纸废水、纺织废水等。o 评价指标：n 色度、臭味、浊度、漂浮

26、物8、酸、碱、盐类污染物o 工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。o 危害：n 使水体的pH值发生变化n 破坏自然缓冲作用n 消灭或抑制细菌及微生物的生长，妨碍水体自净，使水质恶化n 土壤酸化或盐碱化。n 对金属和混凝土材料造成腐蚀o 对渔业水体而言，pH值不得低于6或高于9.2，当pH值为5.5时，一些鱼类就不能生存或繁殖率下降。o 农业灌溉用水的pH值应为4.58.5o 酸与碱往往同时进入同一水体，从pH值角度看，酸、碱污染因中和作用而自净了，但会产生各种盐类，又成了水体的新污染物。n 无机盐的增加能提高水的渗透压，对淡水生物、植物生长都有影响。n 在盐碱化地区，地面水、地下水中的盐将进一步危害

27、土壤质量。9.热污染o 指废水温度过高而引起的危害o 主要危害：n 使水体溶解氧浓度降低，大气中的氧向水体传递的速率也减慢；n 导致生物耗氧速度加快，促使水体中的溶解氧更快被耗尽，水质迅速恶化，造成异色和水生生物因缺氧而死亡n 加快藻类繁殖，从而加快水体富营养化进程n 导致水体中的化学反应加快，使水体的物理化学性质如离子浓度、电导率、腐蚀性发生变化，从而引起管道和容器的腐蚀。n 加速细菌生长繁殖，增加后续水处理的费用o 美国，每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米，接近全国用水量的1/3；废热水含热量约2500亿千卡，足够2.5亿立方米的水温升高10。 第四节 水质与水质标准 一、水质o 水质，

28、即水的品质，是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。o 水中所含的杂质，按存在状态可分为三类：n 悬浮物质：由大于分子尺寸的颗粒组成的，它们藉浮力和粘滞力悬浮于水中n 溶解物质：由分子或离子组成，它们被水的分子结构所支承n 胶体物质：介于悬浮物质与溶解物质之间。二、水质指标 水质指标物理性水质指标 化学性水质指标 生物学水质指标    感官物理性状指标其他物理性状指标一般的化学性水质指标有毒的化学性水质指标 有关氧平衡的水质指标pH值、硬度、阴、阳离子温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度 总固体（TS）、悬浮固体（SS）、电导率重金属、氰化物、多环芳

29、烃DO、COD、BOD、 TOC细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等 1、物理性水质指标嗅：还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质味：如氯化钠带咸味，硫酸镁带苦味，铁盐带涩味，硫酸钙略带甜味等。浊度色度：带有金属化合物或有机化合物等有色污染物的污水说法1：总固体(TS) 挥发性固体 (VS)+固定性固体(FS)其中：挥发性固体 (VS)：将固体在600 的温度下灼烧，挥发掉的量（反映固体的有机成分量）固定性固体(FS)：将固体在600的温度下灼烧，灼烧残渣说法2：总固体(TS) 溶解固体 (VS)+悬浮固体(FS)其中：溶解固体 (VS)：表示盐类的含量悬浮固体(FS)：表

30、示水中不溶解的固态物质的量2、化学性指标 o 有关无机物的指标：n pH值o 天然水体的pH一般在69之间，o 饮用水的适宜pH应在6.58.5之间o 生活污水一般呈弱碱性n 氮、磷等植物性营养物质 o 造成水体富营养化(P>>N)o 城市污水处理厂磷<1.0mg/Lo 水中有亚硝酸存在说明水体受污染并在自净中（亚硝酸盐在水中不稳定） n 有毒物质o 无机毒物、有机毒物和放射性物质三类o 国际公认6大毒物：氰化物、砷化物、汞、铬、镉、铅。o 表示有机物的指标n 溶解氧(DO)：溶解于1升水中的分子氧的含量(mg/L)n 生化需氧量(BOD)：由于微生物(主要是细菌)的活动，使

31、单位体积污水中可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需氧的量(mg/L) o 反映水中可生物降解的含碳有机物的含量多少以及排入水体后产生耗氧影响的指标 o 碳化阶段和硝化阶段，一般碳化阶段在20天内完成，作为我们需要的数据。o 五日生化需氧量(BOD5)：微生物在20条件下，对单位体积污水中可降解的有机物氧化5天分解所需氧的量(mg/L) o BOD570BOD20o 缺点：o (1)当污水中含大量的难生物降解的物质时，BOD5测定误差较大；o (2)反馈信息太慢，每次测定需5天，不能迅速及时指导实际工作；o (3)废水中如存在抑制微生物生长繁殖的物质或不含微生物生长所需的营养时，将影响测定结果。

32、 n 化学需氧量(COD)：在规定条件下用化学氧化剂（K2Cr2O7或KMnO4）氧化分解水中有机物时，与消耗的氧化剂当量相等的氧量(mgL) o 不能表示可被微生物氧化的有机物量 o CODcr：完全地氧化水中大部分有机物(除苯、甲苯等芳香烃类化合物以外)无机性还原物质(但不包括硝化所需的氧量) o CODMn：较难分解含氮有机物o CODcrBOD20BOD5CODMn o BOD5/CODcr>0.3(废水适宜采用生化处理)n 总需氧量(TODTotal Oxygen Demand)n 有机物中的主要元素是C、H、O、N、S，在高温下燃烧后，将分别产生CO2、H2O、NO2和SO2

33、，所消耗的氧量称为总需氧量TOD，TOD的值一般大于COD的值。n 测定方法：是向氧含量已知的氧气流中注入定量的水样，并将其送入以铂为触媒的燃烧管中，在900高温下燃烧，水样中的有机物即被氧化，消耗掉氧气流中的氧气，剩余氧量可用电极测定并自动记录。n TOD的测定仅需几分钟。n 总有机碳(TOCTotal Organic Carbon)n 通过测定废水中的总含碳量可以表示有机物含量。n 测定方法：是向氧含量已知的氧气流中通入定量的水样，并将其送入以铂为触媒的燃烧管中，在900高温下燃烧，用红外气体分析仪测定在燃烧过程中产生的CO2量，再折算出其中的含碳量，就是总有机碳TOC值。n TOC的测定

34、时间仅需几分钟。3、生物学指标o 细菌总数n 说明水体受细菌污染程度，不能说明污染来源o 大肠菌群数n 粪便中大量存在大肠菌群。在一般情况下，大肠菌群属于非致病菌。n 如果水中的大肠菌群数超过规定的指标，就认为这些水中可能含有水致传染病菌和病毒，如人体直接接触这些水就可能会被传染上疾病。二、水质标准 1、生活饮用水水质标准(GB574985) 2、水环境质量标准：地面水环境质量标准(GB38382002) 、海水水质标准(GB309782) 3、污水综合排放标准（GB89781996）4、工业用水水质标准 第五节 水体自净o 水体是地面水（河流、湖泊、沼泽、水库）、地下水和海洋的总称。它不仅仅

35、指水，还包括水中的溶解物、悬浮物、水生生物和底泥等，是一个完整的生态系统。o 水体自净指水体具有消纳一定量的污染物质，使自身的质量保持洁净的能力o 水环境容量指一定水体所能容纳污染物的最大负荷o 净化机理：n 物理过程，如稀释、扩散、挥发、沉淀等；n 化学和物理化学过程，如氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应；n 生物和生物化学过程，如微生物对有机物的分解代谢，不同生物群体的相互作用等。 氧垂曲线o I区位于污水排放口上游，水质清洁，溶解氧饱和，生物物种多，可发现鱼类包括观赏鱼类；o II区位于污水排放口附近，水质浑浊，有污泥下沉或上浮现象，溶解氧减少至饱和溶解氧量的40，鱼类和绿藻减少，蓝绿藻

36、蔓生，底泥中出现颤蚓虫等蠕虫；o III区为污染严重地区，水质变灰发黑，出现浮渣，溶解氧降至40饱和度以下甚至零，有腐败性气体如硫化氢等产生，厌氧细菌大量繁殖，微生物物种减少，藻类减少，鱼虾死亡，蚊蝇孳生；o IV区水质逐渐恢复，溶解氧逐渐回升，出现真菌、浮游动物，藻类增加，底栖生物中可见颤蚓、贻贝等介壳类以及昆虫的幼虫，一般鱼类复生；o V区水质变清，生物物种恢复到污水排放口上游的状态，表明水体对有机污染物的自净作用已经完成。 污染物在不同水体中的迁移转化规律o 河流中的扩散：n 受到河流的流量、流速、水深等因素的影响。大河和小河的纳污能力差别很大o 河口的扩散：n 受潮汐影响，受涨潮、落潮

37、、平潮时的水位、流向和流速的影响。n 污染物排人后随水流不断回荡，在河流中停留时间较长。o 湖泊、水库的扩散：n 贮水量大，但水流比较慢，对污染物的稀释、扩散能力较弱。污染物不能很快地和湖、库的水混合，易在局部形成污染。n 当湖泊和水库的平均水深超过一定深度时，由于水温变化使湖(库)水产生温度分层，当季节变化时易出现翻湖现象，湖底的污泥翻上水面o 海洋扩散：n 海湾或海域局部的纳污和自净能力差别很大。n 污水的水温较高，含盐量少，密度较海水小，易于浮在表面，在排放口处易形成污水层。o 地下水扩散：n 污染是一个缓慢的过程，但地下水一旦污染要恢复原状非常困难。第六节 水处理方法和工艺流程简介 一

38、、给水处理基本方法：1、去除水中的悬浮物：混凝、澄清、沉淀、过滤、消毒2、变革水中溶解物质：软化、除盐、水质稳定3、降低水温：冷却4、去除微量有机物常规处理工艺 工业用除盐水其它水处理工艺：高浊度水处理工艺、低浊度水处理工艺、微污染水处理工艺、富营养化湖泊水处理工艺热点问题与发展方向：热点问题：有机污染物的去除：已发现有机物种类在2000种以上；饮用水中有700多种。美国确立了117种优先控制有机物我国也确定了12类58种病原微生物：贾第虫、隐孢子虫等管网水二次污染：细菌繁殖>水质变差、管道堵塞发展方向：加强微量有机物去除：加强常规处理、增加预处理（如生物预处理）、增加后处理（如活性炭吸

39、附、化学氧化）、开发新技术（如膜技术）加强消毒：防止各种致病微生物的影响消毒副产物的问题：替代氯的其它消毒技术管网水二次污染控制二、废水处理 按废水中污染物的除去方式分：分离处理：通过各种方法使污染物从废水中分离出来，一般不改变污染物的化学本性转化处理：通过化学或生物化学的方法，使废水中的污染物转化为无害的物质，或是转化为易于分离的物质然后再分离。 稀释处理：既不把污染物分离出来，也不改变污染物的化学性质，通过稀释混合，降低污染物的浓度，从而使其达到无害的目的。按处理的程度分：一级处理：也叫初级处理，该过程只能除去废水中的大颗粒的悬浮物及漂浮物。很难达到排放标准。 二级处理：一般可以除去细小的

40、或呈胶体态的悬浮物及有机物，一般能达到排放标准。 三级处理：也称高级处理：进一步除去废水中的胶体及溶解态的污染物。一般可达到回用的目的。 处理级别污染物质处理方法一级处理悬浮或胶态固体、悬浮油类、酸、碱格栅、沉淀、浮上、过滤、混凝、中和二级处理可生化降解的有机物生物化学处理三级处理难生化降解的有机物、溶解态的无机物、病毒、病菌、磷、氮等吸附、离子交换、电渗析、反渗透、超滤、化学处理法按处理过程中发生的变化分：物理法：沉淀、气浮、筛网化学法：中和、吹脱、混凝、消毒生物处理方法：好氧、厌氧物理化学方法：吸附、离子交换、膜技术处理一般流程 ：工业废水处理根据水质不同、处理程度工艺而异。一般大多以生物

41、处理为主，但常有前处理（调节、气浮除油、中和）根据需要有后处理：混凝、过滤、活性炭吸附重要课题难降解有机物工业废水的治理技术， 如农药废水、造纸废水、染料废水等作业二：o 浓度排放标准和总量排放控制标准各有什么特点？为什么总量控制标准更合理？o 简述氧垂曲线的内容？o 常规河流的监测指标有哪些？o 工业废水（造纸、印染、电镀）的水质控制指标有哪些？o 给水处理与废水处理有何区别？第二章 水的物理化学处理方法第一节 水中粗大颗粒物质的去除 大小0.1mm或1mm以上，包括砂砾、小卵石、砾石、树枝、菜叶、碎布、垃圾等 去除方法：物理处理法 处理设备： 格栅、筛网、沉砂池、离心机等格 栅 由一组平行

42、的金属栅条制成的框架，斜置在废水流经的管道上或泵站集水池的进口处，或取水口进口端部 用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及沉淀池的排泥管 格栅通常是废水处理流程的第一道设施。 形状：平面格栅、曲面格栅栅条间隙：粗格栅(50100mm)、中格栅(1040mm)、细格栅(310mm)隔栅的类型：见PPT设备图设计参数（注意事项） 为了防止栅条间隙堵塞，污水通过栅条间距的流速一般采用0.61.0m/s，一方面泥砂不至于沉积在沟渠底部，另一方面截留的污染物又不至于冲过格栅。 可设置粗细两道格栅， 水泵前栅条间距一般采用1625mm，沉砂池或沉淀池前栅条间距一般采用1530mm，最大不超过40

43、mm。 一般可参考下列数据 （生活污水） 当栅条间距为1025mm时，栅渣截留量为2260L/103m3污水。 当栅条间距为2550mm时，栅渣截留量为522L/103m3污水 当栅条间距为5075mm时，栅渣截留量为25L/103m3污水 栅渣的含水率约为7585；密度约为950kg/m3。 清渣方法：人工清除和机械清除 栅条的断面形状有圆形、矩形及方形，圆形的水力条件较方形好，但刚度较差。目前多采用断面形式为矩形的栅条。人工清除污物的格栅由图可了解：人工清理一般成45º60º安放，过水面积一般不小于进水管渠有效面积的2倍机械清渣倾角一般为60º70º

44、，有时为90º。过水面积一般应不小于进水管渠的有效面积的1.2倍。h1：由于格栅的水头损失，为避免出现壅水现象，栅后渠底应比栅前低1015cm1：为了防止格栅前渠道出现阻流回水现象，应有一展开角1=20º的渐扩部位 格栅本身由于截留污物堵塞造成水头损失（1015cm ）此时需要清渣筛 网 主要用于截留尺寸在数毫米至数十毫米的细碎悬浮态杂物，尤其适用于分离和回收废水中的纤维类悬浮物（纸浆）和动植物残体碎屑（藻类）。这类污染物容易堵塞管道、孔洞或缠绕于水泵叶轮。 用筛网分离具有简单、高效、运行费用低廉等优点。 筛网装置：见PPT设备图孔径小于10mm：工业废水预处理截留大于3m

45、m的漂浮物孔径小于0.1mm：处理后出水的最终处理或重复利用水的处理沉砂池 去除粒径在20100mm以上的可沉固体颗粒 砂粒、煤渣、有机杂质（骨屑、种子等） 工作原理是以重力分离（自由沉降）为基础 平流式沉砂池、曝气沉砂池、钟式沉砂池平流式沉砂池介绍： 当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算； 当污水为提升进入时，应按每期工作水泵的最大组合流量计算； 在合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。 座数或分格数不应少于两个 池内流速max为0.3m/s，min0.15ms； 最大流量时， 污水在池内的停留时间不少于30s，一般为3060s； 池宽不小于0.6m 有效水深应不大于1.2m，

46、一般采用0.251.0m 超高不宜小于0.3m 池底坡度一般为0.010.02， 储砂斗一般按2d内的沉砂量考虑，斗壁与水平面倾角不应小于55°平流式沉砂池计算1、确定最大流速v及最大设计流量时的停留时间t2、确定池长L：Lvt3、确定水流断面面积A：AQmax/v4、确定有效水深h25、确定池宽B：BA/h26、确定沉砂斗容积V：讲义p727、设计泥斗各尺寸，确定斗高h38、确定沉淀池总高度H：Hh1+h2+h3（h10.3m）9、核算最小流速vmin：vminQmin/A（A工作断面面积）曝气沉砂池 克服了平流式沉砂池去除的泥渣中混有有机物（15），久置易腐败的缺点 去除的泥渣含

47、有机物低于5曝气沉砂池水流运动形式 两种运动形式： 水平流动：流速一般取0.1m/s，不得超过0.3m/s 旋转运动：池一侧的曝气作用导致在池的横断面上产生旋转运动，整个池内水流产生螺旋状前进的流动形式。 空气的供给量应保证在池中污水的旋流速度达到0.250.4m/s之间，一般取0.4m/s。 由于曝气以及水流的螺旋旋转作用，污水中悬浮颗粒相互碰撞、摩擦、并受到气泡上升时的冲刷作用，使粘附在砂粒上的有机污染物得以去除，沉于池底的砂粒较为纯净。有机物含量只有5左右的砂粒，长期搁置也不至于腐化。曝气沉砂池的设计参数 (1) 污水在池内的停留时间为46min；当雨天最大流量时为13min。如作为预曝

48、气，停留时间为1030min。 (2) 池的有效水深为23m，池宽与深比为11.5，池的长宽比可达5，当池长宽比大于5时，应考虑设置横向挡板； (3) 曝气沉砂池多采用穿孔管曝气，孔径为2.56.0mm，距池底约0.6 0.9m，并应有调节阀门； (4)供气量一般0.2m3/m3污水和35m3/m2·h可参照下表（单位池长所需空气量）钟式沉砂池离心分离 水旋分离设备：容器不动，由沿切向高速进入器内的水流本身造成的旋转来产生离心力。常用的有压力式和重力式。 器旋分离设备：依靠容器的高速旋转带动器内水旋转产生离心力，即离心机。 优点：降低沉砂池建造和操作的成本。 缺点：通常需要浓缩器压力

49、式水力旋流器 优点： 体积小、用料少、单位容积的处理能力高等 缺点： 设备易受损耗、电耗较大。 应用： 纸浆、矿浆、洗毛废水的除砂 建材工业中金刚砂的分离 高浊度河水去除泥沙的预处理重力式水力旋流器常速离心机3000：污泥和化学沉渣的处理高速离心机3000：废水中乳化油的去除第二节 水中悬浮物质和胶体物质的去除沉 淀 主要用于去除粒径在20100mm以上的可沉固体颗粒 原理 利用颗粒与水的密度之差，比重>1，下沉 比重<1，上浮 工艺简单，应用广泛，主要用于去除100um以上的颗粒 给水处理混凝沉淀，高浊预沉 废水处理沉砂池（去除无机物） 初沉池（去除悬浮有机物） 二沉池（活性污泥

50、与水分离） 类型：自由沉淀：沉砂池、初沉池前期在沉淀过程中颗粒的形状，大小及比重等不发生变化，沉速不变各自单独进行沉淀，沉淀轨迹呈直线。絮凝沉淀：初沉池后期、二沉池前期、给水混凝沉淀悬浮颗粒浓度不高，但沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因互相聚集增大而加快沉降，沉淀的轨迹呈曲线。拥挤沉淀：高浊水、二沉池、污泥浓缩池悬浮颗泣浓度较高(5000mg/L以上)，颗粒的沉降受到周围其它颗粒影响，颗粒间相对位置保持不变，形成一个整体共同下沉，与澄清水之间有清晰的泥水界面。压缩沉淀沉降过程中由于悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间已挤集成团块结构，互相接触，互相支承，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下

51、被挤出，使污泥得到浓缩。自由沉降原理球形颗粒在水中受到两个力的作用：水的阻力F2=CD rl p d2/4 u2/2和重力F1= 1/6 p d3 (rp - rl ) g当平衡时：F1F2球形颗粒：非球形颗粒 ：上述是理论计算，实际可采用沉降实验来确定见教材p7980沉淀实验自由沉降（实验）曲线取直径80100mm，高度为15002000mm的沉淀筒68个，将已知悬浮物浓度c0和水温的水样注入各个筒中，搅拌均匀后，同时开始沉淀，取样点设于水深1200mm处，经t1时间后从第一个筒中取水样得悬浮物浓度c1，经t2后，取第二筒测浓度c2，依次得各筒浓度，绘制曲线H处以上u>u0的颗粒可去除

52、，以下u<u0的颗粒也可能去除取沉淀筒68个，注入已知悬浮物浓度c0和水温的水样，取样时将取样点以上水样取走测定浓度，经t1时间后从第一个筒中取水样得悬浮物浓度c1，经t2后，取第二筒测浓度c2，依次得各筒浓度，绘制曲线絮凝沉降（实验）曲线取直径150200mm，高度为15002000mm的沉淀筒1个，每隔300mm设取样口，将已知悬浮物浓度c0和水温的水样注入筒中，搅拌均匀后，同时开始沉淀，每隔一定时间间隔，同时在各取样口取样，分析悬浮物浓度，绘制曲线拥挤和压缩沉降（实验）曲线理想沉淀池理论 为便于说明沉淀池的工作原理以及分析水中悬浮颗粒在沉淀池内运动规律，Haen和Camp提出了理想

53、沉淀池这一概念。 理想沉淀池作下述假定： (1)沉淀区过水断面上各点的水流速度均相同，水平流速为v； (2)悬浮颗粒在沉淀区等速下沉，下沉速度为u； (3)在沉淀池的进口区域，水流中的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上； (4)颗粒一经沉到池底，即认为已被去除。v=Q/(h0 B) B: 池宽I、III之间直线代表：q=Q/A =u0 表面负荷或溢流率正好有一个沉降速度为u0的颗粒从池顶沉淀到池底，称为截留速度。II、III之间直线代表：u<u0的颗粒只能部分去除去除率为Eui/u0 ui/(Q/A)； Q/A：颗粒在理想沉淀池的沉淀效率只与表面负荷有关，而与其它因素（如水深、池长、水平流

54、速、沉淀时间）无关。 (Hazen 理论,1904年）I下直线代表：uu0的颗粒可以全部去除mB直线代表：u<u0的颗粒从沉淀池某处沉降去除率为h1/h0修正表面负荷率qq（1/1.251/1.75）u0t（1.52.0）t0沉淀设备 处理地位分类： 初沉池 设在沉砂池后、某些生物处理构筑物前，主要作用时去除有机固体颗粒。一般可去除悬浮固体4050，同时去除悬浮性BOD（占BOD52030），降低后续有机负荷 二沉池 池内水流方式分类： 平流式沉淀池 竖流式沉淀池 辐流式沉淀池 斜流式沉淀池平流式沉淀池结构：进水装置、沉淀区、缓冲区、污泥区、排泥装置、出水装置进水区：使水流均匀分布在整个进水断面上，尽可能减少扰动，在污水入口处设置整流措施。出水区：不仅可控制沉淀池内的水面高度，而且对沉淀池内水流的均匀分布有直接影响。通常采用：溢流堰（施工难）、三角堰（对出水影响不大）、淹没孔口（容易找平）沉淀区：减少紊动性，提高稳定性L