水资源及水污染控制

第四章水体污染及其控制技术12目录第一节水环境概述第二节水体污染第三节水污染控制3第一节水环境概述人类离不开水,水是生命之源.水是地球上最丰富的化合物覆盖着地球71％的表面积总量约有1.386×109km3

一、水资源4

天然水量并不等于可利用水量，水资源则一般仅指地球表层中可供人类利用并逐年得到更新的那部分水量资源。人类可利用的水资源不足淡水资源的20%（全球水总量的0.5%），而可直接利用的只占淡水资源的0.3%。水资源的含义5水资源的特性①作用上的重要性②补给上的有限性③时空上的多变性④利用上的多样性6水资源的短缺（3月22日是“世界水日”）7联合国世界淡水资源综合评价报告指出，世界约1/3人口生活在面临中度和高度水紧张的地区，水资源的短缺制约了当地经济和社会的发展，如果不采取行动，预计2025年世界人口的2/3或近55亿将有面临着这种局面的风险。全球的水资源短缺淡水资源不足，分布又不均匀，而水污染又进一步加剧其紧张程度，造成淡水供需矛盾尖锐，引起世界范围的饮用水水荒和水污染疾病蔓延。89我国的水资源特点淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第六位人均水资源量2200立方米，仅为世界平均水平的1/4水资源南北分配差异明显。长江流域及其以南地区人口占了中国的54％，但是水资源却占了81％；北方人口占46％，水资源只有19％世界上用水量最多的国家，全国淡水取用量达到7000亿立方米，大约占世界年取用量的13%；江河泥沙含量高，增加了水资源开发利用的复杂性。10联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。我国的水资源短缺农业缺水城市缺水生态缺水全国660多个城市中有400多个供水不足，其中有110个缺水情况严重。同时，有45.6%的城市地下水遭到不同程度的污染；年缺水量远超过60亿立方。近一半耕地得不到灌溉，其中北方无灌溉耕地约占72%；农业用水的利用率仅为40%，远低于发达国家的80%西北地区十分干旱，生态环境及其脆弱；耕地沙化、土壤次生盐碱化加重。11二、水的循环1.水的自然循环122.水的社会循环抽提处理河流、湖泊生产、生活13开源、节流、治污、管理三、水资源开发与利用对策

14开源水利工程措施（时间、空间上的调节）其它措施（雨水、海水、再生水利用）通过建设蓄水、引水和提水等水利工程技术措施，控制和调节水资源的时空分布，以丰补缺。15中国的南水北调16节流城市节水－－节水型城市:改变意识减少管网漏水工业节水农业节水－－节水型农业:从漫灌到喷灌和滴灌17浙江防渗渠河南人民胜利渠发展节水灌溉■改进地面灌溉方式18浙江余姚茶园喷灌电动时针式喷灌机滴灌■发展喷灌、滴灌19治污开源节流、治污为本加大污染防治力度，提高规划的城市污水处理率，并采取有效措施修复受到污染的城市水环境。20综合管理综合管理：一龙管水，多龙治水经济手段：水价核心：提高用水效率阶梯水价：用水15吨以内为人民币0．6元∕吨，15—20吨为1．4元∕吨，20吨以上为2．1元∕吨21第二节水体污染22一、水体概念及水体污染

水体概念：水体是指以相对稳定的陆地为边界的天然水域，也即地球上的水及水中的悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等完整的生态系统或完整的综合自然体。水体按类型分为：海洋水体、陆地水体。

水体污染：水体污染是指水体中污染物含量超过了水体的自然净化能力,使水体中水的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象。23废水中污染物量大浓度高如:造纸,电镀废水成分复杂形态多样且不易净化带有颜色或异味有泡沫废水水量和水质变化大1.点污染源工业废水二、水体污染源24生活污水

主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他排水等。生活污水中99.9%是水，固体物不到0.1%大量合成洗涤剂,有机物病毒,病菌虫卵252.面污染源农业面源污染城市径流污染化肥农药和乡镇企业26溶解性气体:N2O2CO2H2SCH4He主要离子:Na+K+Ca2+Mg2+

Cl-SO42-HCO3-CO32-微量元素：阴离子、微量金属离子胶体物质：无机胶体、腐殖质胶体等营养物质:氮和磷的化合物

悬浮物质:细菌、藻类、粘土、不溶性物质天然水的化学组成：三、天然水的水质27工业废水常引起水体热污染1、物理性指标物理性指标感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质挥发性物质溶解物质色度固体物质悬浮固体物质嗅和味温度四、主要的水体污染物及水质指标28由工矿企业排放高温废水引起水体的温度升高，称为热污染。水温升高使水中溶解氧减少，同时加快了水中化学反应和生化反应的速度，改变了水生生态系统的生存条件，破坏生态功能平衡。

（1）热污染

色度的测定：1.铂钴标准比色法（常用于天然水和饮用水，单位度）2.稀释倍数法（常用于工业废水，单位倍）（2）颜色污染

有色废水排入水体后，使水体形成色度，造成感官的不悦；水体色度加深，使透光性下降，影响水生生物的光合作用，妨碍水体自净。29（3）悬浮物使水体变浑，影响水生植物的光合作用，吸附有机毒物、重金属等，形成危害更大的复合污染物沉入水底，日久形成淤积，妨碍水上交通或减少水库容量，增加挖泥负担。

SS：悬浮在水中的细小固体或胶体物质。

测定方法：水样通过孔径为0.45μm的滤膜，固体物质截留在滤膜上，于103～105℃烘干至恒重，称重浊度：表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度；

测定方法：分光光度法、目视比浊法、浊度计法30化学性指标有机污染物无机污染物2、化学性指标需氧污染物油类污染物有机有毒污染物营养污染物重金属酸碱污染物氰化物、氟化物和亚硝酸盐等放射性物质31(1)耗氧有机物排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解过程中消耗氧气，使水体中的溶解氧（DO）减少，影响鱼类和水生生物的生存，造成水体变黑发臭。BOD：生化需氧量，表示水中有机污染物被好氧微生物分解时所消耗的氧量（mg/l)。COD：化学需氧量，指用化学氧化剂氧化水中有机物时，与所需氧化剂剂量当量相当的氧量（mg/l)

。TOD：表示水体有机物中C、H、N、S全部被氧化时即生成CO2、H2O、SO2和NO时所需氧气的量。32（2）油脂类污染物石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海水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可能产生一定影响。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。石油污染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。破坏风景区，危害鸟类生活。33（3）有毒有机物

指难以被微生物降解的有机物，能在水中长期稳定地存留，并通过食物链富集最后进入人体。它们中的一部分化合物即使在十分低的含量下仍具有致癌、致畸和致突变的作用

。酚类农药多氯联苯等日本米糠油事件中多氯联苯PCBs受害者的惨状34（4）营养型污染物

主要指含有氮、磷的无机、有机化合物大量排入水体，引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富营养化，使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡。总磷超过20mg/m3或无机氮超过300mg/m3即可认为水体处于富营养化状态关于氮的几个指标：

TN：一切含氮化合物以N计量的总称。。有机氮：主要指蛋白质和尿素氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。

NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐:正磷酸盐(PO43-)

聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O74－)35厦门海域赤潮36（5）酸、碱

主要来自矿山排水及许多工业废水

。它会破坏水生生态系统的平衡；影响渔业生产，腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。用酸化或碱化的水浇灌农田，会破坏土壤的理化性质，对工业、农业、渔业和生活用水都会产生不良的影响。Ph:6.5—8.5（6）有毒无机物质

重金属是具有潜在危害的重要污染物质，从50年代前后日本出现的水俣病和骨痛病，均已查明是由于汞、镉污染引起的公害病。另有氰化物（CN）和氟化物日本痛痛病37湘江重金属污染严重株洲市天元区马家河镇新马村，这个1800多人的村庄，有1100人重金属超标，200人严重超标

2005年流域汞、镉、铬、铅、砷、氰化物占全省工业污染物排放总量的60%湘江底泥中重金属镉、汞、锌超标，部分排污口附近超标上百倍2006年4月，由中国科学院完成的一份调查报告显示，郴州市马家坪村土壤中镉的含量平均超标127.3倍，铅超标6.2倍，砷超标1.1倍383、生物性指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧来源及危害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。常以细菌个数/mL计。饮用水：<100个/mL医院排水：<500个/mL细菌总数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。常以大肠菌群数/L计。饮用水：<3个/L

城市排水：<10000个/L

游泳池：<1000个/L大肠菌群39《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-1985）《农田灌溉水质标准》（GB5084-1992）《渔业水质标准》（GB11607-1989）《海水水质标准》（GB3097-1997）《景观娱乐用水水质标准》（GB12941-1991）四、水环境标准1、水环境质量标准及用水水质标准2、污水排放标准40Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区；Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等；Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；Ⅳ类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）41《地表水环境质量标准》（节选）42四、水环境标准2、污水排放标准标准名称标准编号发布时间实施时间杂环类农药工业水污染物排放标准GB21523-20082008-4-22008-7-1羽绒工业水污染物排放标准GB21901—20082008-7-252008-8-1发酵类制药工业水污染物排放标准GB21903—20082008-7-252008-8-1化学合成类制药工业水污染物排放标准GB21904—20082008-7-252008-8-1提取类制药工业水污染物排放标准GB21905—20082008-7-252008-8-1生物工程类制药工业水污染物排放标准

GB21907—20082008-7-252008-8-1混装制剂类制药工业水污染物排放标准GB21908—20082008-7-252008-8-1制糖工业水污染物排放标准GB21909—20082008-7-252008-8-1皂素工业水污染物排放标准GB20425-20062006-9-12007-1-1啤酒工业污染物排放标准GB19821-20052005-7-182006-1-1柠檬酸工业污染物排放标准GB19430-20042004-1-182004-4-1味精工业污染物排放标准GB19431-2004

2004-1-182004-4-1城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002

2002-11-192003-7-1畜禽养殖业污染物排放标准GB18596-20012001-12-282003-1-1污水综合排放标准GB8978-1996

1996-10-41998-1-1肉类加工工业水污染物排放标准GB13457-92

1992-5-181992-7-1……..43《污水综合排放标准》（节选）综合排放标准与行业标准不交叉执行第一类污染物，不分行业和排放方式，也不分收纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样；第二类污染物，在排污单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。44《污水综合排放标准》（节选）45第三节水污染控制与管理46

水污染控制基本控制模式——三级控制源头控制污染源头控制污水集中处理尾水最终处置再利用/环境水体接管标准排放标准环境标准一级控制二级控制三级控制47源头控制1．工业废水

■优化产业结构、调整规划布局

限制能耗物耗高、污染重的企业,降低污染物排放量污染企业集中:工业园区

■推行清洁生产，从源头削减污染

合理选择原料和进行产品的生态设计，改革生产工艺和更新设备。提高水的循环使用和重复利用率，加强生产管理，减少和杜绝跑冒滴漏。48源头控制1．工业废水

■严格执法，加强工业废水治理

进一步完善废水排放标准和相关水污染控制法规和条例，加大执法力度。

加强工业企业污染源的就地处理或工业小区联合预处理，达到污水处理厂的接管标准。

■提高工业废水综合利用水平单位产品耗水量（国外先进水平——国内平均水平）钢铁行业：3~5m3/t——70~100m3/t

油炼制行业：0.2m3/t——5~6m3/t492．生活污水

■合理进行人口密度及分布规划

■公众教育

不能随意将有毒有害物质冲入下水道:涂料,石油“绿色消费”、“绿色生活”：无磷洗衣粉50■农村面源

发展节水农业合理利用农药和化肥畜禽粪便处理乡镇企业废水及村镇生活污水处理

截流农业污水（建生态塘或湿地系统）3．面源水污染51

3．面源水污染■城市径流收集雨水利用:雨水收集池，屋顶花园减少硬质地面:多孔表面的停车场增加绿化用地52

水污染控制基本控制模式——三级控制源头控制污水集中处理尾水最终处置再利用/环境水体接管标准出水标准环境标准一级控制二级控制三级控制53一级导流——城市污水截流管网完善下水道系统——■旧城区：雨水/污水合流制，适当的改造■新城区：雨水/污水分流制分流制排水系统合流制排水系统54污水集中处理■物理处理法■化学处理法■生物处理法主导：城市污水处理厂处理方法分类55污水集中处理去除物质——不溶性的、呈悬浮状态的污染物。主要工艺——筛滤截留、重力分离、膜分离、离心分离等。处理设备——格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、旋流分离器等。■物理处理法561、格栅粗格栅(40~l50mm)；中格栅(10~40mm)；细格栅(1.5~10mm)57作用用于废水处理或短小纤维的回收形式振动筛网水力筛网2、筛网58沉淀法是利用水中悬浮颗粒的可沉降性能，在重力作用下产生下沉作用，以达到固液分离的一种过程。沉淀处理工艺的四种用法

沉砂池：用以去除污水中的无机易沉物。初次沉淀池：较经济地去除，减轻后续生物处理构筑物的有机负荷。二次沉淀池：用来分离生物处理工艺中产生的生物膜、活性污泥等，使处理后的水得以澄清。污泥浓缩池：将来自初沉池及二沉池的污泥进一步浓缩，以减小体积，降低后续构筑物的尺寸及处理费用等。3.沉淀59自由沉淀悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮固体之间互不干扰，颗粒各自单独进行沉淀,颗粒沉淀轨迹呈直线。沉淀过程中,颗粒的物理性质不变。发生在沉砂池中。根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型悬浮颗粒浓度不高；沉淀过程中悬浮颗粒之间有互相絮凝作用，颗粒因相互聚集增大而加快沉降，沉淀轨迹呈曲线。沉淀过程中，颗粒的质量、形状、沉速是变化的。化学絮凝沉淀属于这种类型。絮凝沉淀区域沉淀或成层沉淀压缩沉淀悬浮颗粒浓度较高（5000mg/L以上）；颗粒的沉降受到周围其他颗粒的影响，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。二次沉淀池与污泥浓缩池中发生。悬浮颗粒浓度很高；颗粒相互之间已挤压成团状结构，互相接触，互相支撑，下层颗粒间的水在上层颗粒的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。二沉池污泥斗中及浓缩池中污泥的浓缩过程存在压缩沉淀。60沉淀池的作用沉淀池的工作原理沉淀池的几种形式从污水中去除砂子、煤渣等密度较大的无机颗粒，以免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行平流式、竖流式、曝气沉淀池、旋流式沉淀池等以重力或离心力分离为基础，即将进入沉淀池的污水流速控制在只能使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走61平流沉淀池污水在池内的最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；最大流量时，污水在池内的停留时间不少于30s，一般为30~60s；有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25~1.0m，池宽不小于0.6m；池底坡度一般为0.01~0.02，当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，考虑池底形状。

62圆形竖流式沉淀池

当颗粒具有絮凝性时，则上升的小颗粒和下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使较径增大，沉速加快。另一方面，沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成一悬浮层，对上升的小颗粒起拦截和过滤作用，因而沉淀效率将比平流沉淀池更高。63辐流式沉淀池6465664.浮力浮上法借助于水的浮力，使水中不溶态污染物浮出水面，然后用机械加以刮除的水处理方法。自然浮上法：水中的粗分散相物质是比重小于1的强疏水性物质，可以依据水的浮力使其自发地浮升到水面。主要用于粒径大于50-60m的可浮油的分离，因而常称为隔油。气泡浮升法：分散相物质是乳化油或弱亲水性悬浮物，需要在水中产生细微气泡，使分散相粒子粘附于气泡上一起浮升到水面，简称气浮。药剂浮选法：分散相物质是强亲水性物质，必须首先投加浮选药剂，将粒子的表面性质转变成为硫水性的，然后再用气浮法加以除去，简称浮选。67隔油池主要分离含有废水中的油珠；常用的隔油池主要有平流式和斜板式。(1)隔油池平流式隔油池出油率一般为60%-80%，粒径150微米以上的油珠均可除去；但占地面积大，出水中含有乳化油。斜板隔油池能分离粒径60微米以上的油粒，池容小，但存在挂油现象，需定期用蒸汽及水冲洗斜板。68将常压曝气达到饱和状态水面抽成真空状态，溶解在水中的空气因气浮池表面的压力低于常压，遂以微细气泡溢出来，溢出空气量则取决于气浮池表面上负压的大小。经加压溶气后的回流水经压力释放装置后和絮凝后的水相混合进入气浮上池进行固—液分离。在压力释放装置中，加压水压力降至常压，溶气水中将以微细的小气泡形式释放出来,与悬浮颗粒相粘附，并浮升至水面。浮渣用刮渣装置刮除，澄清的水由气浮分离池底部的集水系统引出。(2)气浮池69定义：含SS的废水通过具有一定孔隙率的过滤介质，其中的SS被截留在孔隙中或介质表面上而除去的方法，是去除SS（Esp.浓度较低的悬浮液中微小颗粒）的一种有效方法。（1）过滤的主要目的和作用：①去除二沉池或混凝沉淀池未去除的细小生物或化学絮体，提高SS、浊度、BOD、COD、磷、重金属、细菌和病毒等的去除率；②为后续处理工序(如吸附)创造良好的水质条件。可提高杀菌效率，节省消毒剂用量。5.过滤70普通快滤池快滤池的运行主要是过滤—冲洗两个过程的重复循环。71膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。特殊的半透膜将溶液隔开，使某种溶质或者溶剂(水)渗透出来，达到分离溶质（离子、分子或某些微粒）的目的。膜分离法包括扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、液膜分离和隔膜电解等分离技术。6.膜分离72扩散渗析是使高浓度溶液中的溶质透过薄膜向低浓度溶液中迁移的过程。扩散渗析的推动力是薄膜两侧的浓度差。当膜两侧的浓度达到平衡时，渗析过程即停止进行电渗析是在直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性(即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过)，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。反渗透是用一种半透膜将淡水和盐水隔开，该膜只让水分子通过，而不让溶质通过。超滤与反渗透相类似，也是依靠压力和膜进行工作。73几种主要膜分离法的特点74污水集中处理去除物质——呈溶解、胶体状态的污染物。主要工艺——中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换等。■化学处理法75一、中和酸碱废水互相中和药剂中和过滤中和76二、混凝化学混凝处理的对象主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。1.混凝原理(1)压缩双电层作用(2)吸附架桥作用(3)网捕作用向水中投加混凝剂。破坏细小粒子的稳定性，使其相互接触并凝聚，然后形成絮状物下沉而分离（絮凝）。774.混凝剂投加设备2.混凝效果的影响因素水温(2)pH值(3)水中杂质成分、性质和浓度(4)水力条件3.常有混凝剂铝盐、铁盐(2)聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁(3)聚丙烯酰胺（PAM）(4)微生物絮凝剂78三、化学沉淀化学沉淀法是指向废水中投加某些化学药剂(沉淀剂)，使之与废水中溶解态的污染物直接发生化学反应，形成难溶的固体沉淀物，然后进行固液分离，从而除去水中污染物的一种处理方法。去除对象：重金属离子(如汞、镉、铅等)、碱土金属(如钙和镁)某些非金属(如砷、氟、硫、硼)某些有机污染物

方法：氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法79（1）适用范围：因化学氧化还原法需较高的运行费用，所以目前仅用于饮用水处理、特种工业用水处理、有毒工业废水处理和以回用为目的的废水深度处理等有限场合。（2）处理对象：废水中的有机污染物(如色、嗅、味、COD)及还原性无机离子(如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等)都可通过氧化法消除其危害废水中的许多重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等)都可通过还原法去除。四、氧化还原使废水中呈溶解态的污染物通过化学反应被氧化或还原为无毒或微毒物质、或转化为易与水分离的形态，从而达到处理目的。801、氧化法空气(及纯氧)氧化法：地下水除铁、锰，工业废水脱硫，湿式氧化，催化湿式氧化。臭氧氧化法:除臭、脱色、杀菌、除酚、氰、有机硫化物、不饱和脂肪族及芳香族化合物、铁、锰、降低COD和BOD等具有显著的效果。氯氧化法：给水和废水消毒，废水的氧化处理（化工、染料废水）。可以氧化处理废水中的酚、醛、醇类及洗涤剂、油类、氰化物、硫化物和染料等，具有脱色、除臭、杀菌、防腐等作用。高锰酸盐氧化法光辐射或放射性辐射强化氧化过程812、还原法分类：金属还原法和药剂还原法金属还原法是以固体金属为还原剂，用来还原废水中的污染物，特别是汞、镉、铬等重金属离子。铁和锌置换汞(Ⅱ)

.药剂还原法是采用一些化学药剂作为还原剂，把有毒物转变成低毒或无毒物质，并进一步将污染物去除，使废水得到净化。电镀、冶炼、制革、化工废水中剧毒的六价铬(Cr2O72－或CrO42－)，加亚硫酸氢钠、二氧化硫、硫酸亚铁还原成毒性极微的三价铬，再通过加碱至pH＝7.5～9使之生成氢氧化铬沉淀，而从溶液中分离除去。82五、电解法电解是在直流电场的作用下，电解质溶液发生的电化学反应过程。利用电解原理，废水中的污染物在电解槽的阳极和阴极分别进行氧化和还原反应使污染物浓度降低。电解具有氧化还原以及电解凝聚与电解浮上作用。在废水处理中有广阔的应用范围，现已发展成为一种重要的废水处理方法。利用电解可以处理多种含有机物、重金属废水。可处理：各种离子状态的污染物，如CN-、AsO2-、Cr6+，Cd2+、Pb2+、Hg2+等。各种无机和有机的耗氧物质，如硫化物、氨、酚、油和有色物质等。氧化致病微生物。废水的脱色处理。83六、离子交换法

借助离子交换剂中无害的可交换离子，与废水中有害离子的交换作用，使水质得到净化。离子交换法能有效去除废水中重金属离子和放射性物质等。离子交换剂：有机离子交换剂(离子交换树脂、磺化煤）和无机离子交换剂（天然沸石）。离子交换流程：交换反洗再生正洗84七、吸附物理吸附作用力为范德华力，特点是无选择性，过程放热较少，约42kJ/mol，可以是单分子层或多分子层吸附。影响因素主要是吸附剂的比表面积和细孔分布。化学吸附作用力为化学键力，放热量较大，约84～420kJ/mol，有选择性，且为单分子层吸附。影响因素主要是吸附质和吸附剂的化学性质。1、吸附机理及其分类2.应用：去除水中溶解态微量污染物，如有机物（酚类,硝基苯类，POPs)、胶体粒子、重金属离子(Cd2+,As2+)、放射性元素、其他（微生物、余氯、臭味、色度）85（1）活性炭

活性炭的比表面达800～2000m2/g，具有很高的吸附能力（2）树脂吸附剂

一种具有立体结构的多孔海绵状物质，可在150℃下使用，不溶于酸、碱及一般溶剂，比表面积可达800m2/g；吸附能力接近活性炭，但比活性炭容易再生。（3）腐殖酸类吸附剂腐植酸是一组芳香结构的、性质与酸性物质相似的复杂混合物，如风化煤、泥煤、褐煤等3、吸附剂4.再生方法：加热再生法、药剂再生、化学氧化再生法、溶剂萃取法、水蒸气吹托脱法等86污水集中处理■生物处理法87好氧处理的基本原理

一、好氧处理的基本原理881.基本工艺流程：活性污泥法基本流程图（一）活性污泥法废水经过适当预处理（如初沉）后，进入曝气池与池内活性污泥混合成混合液，并在池内充分曝气，废水中有机物在曝气池内被活性污泥吸附、吸收和氧化分解后，混合液进入二次沉淀池，进行固液分离，净化的废水排出。

892.活性污泥降解污水中有机物的过程

活性污泥在曝气过程中，对有机物的降解（去除）过程可分为三个阶段：吸附阶段稳定阶段由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面上含有多糖类的黏性物质，导致污水中的有机物转移到活性污泥上去。主要是转移到活性污泥上的有机物为微生物所利用。固液分离凝聚沉淀阶段90活性污泥法的三个要素3.构成一是引起吸附和氧化分解作用的微生物，也就是活性污泥；二是废水中的有机物，它是处理对象，也是微生物的食料；三是溶解氧，没有充足的溶解氧，好氧微生物既不能生存，也不能发挥氧化分解作用。914.运行方式：(1)普通活性污泥法（推流式活性污泥法）缺陷：基建费、运行费高；管理复杂；易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题。需氧量沿曝气池在长度方向是逐步下降的，供氧沿池长方向是均匀的，表现为曝气池前半段供氧不足，后半段供氧过剩。92渐减活性污泥法分阶段曝气活性污泥法AB两段活性污泥法。完全混合活性污泥法。氧化沟间隙式活性污泥法（SBR)缺氧-好氧活性污泥法（生物脱氮）厌氧-好氧活性污泥法（生物除磷）改进活性污泥法93渐减曝气活性污泥法通过改进曝气系统布置，使供氧量和需氧量相适应。目前传统活性污泥法一般都采用这种供氧方式。（2）渐减曝气活性污泥法（3）分段进水（阶段曝气）活性污泥法阶段曝气法将废水沿曝气池长分多处注入，既平衡曝气池供氧量，还能使微生物营养供应均匀。94（4）完全混合活性污泥（CMAS）在阶段曝气基础上，进一步增加进水点，同时相应增加回流污泥进水点并使其在曝气池中迅速混合，长形池子也可做到完全混合状态。95（5）吸附－生物降解工艺（AB法）A段(吸附段)：较高污泥负荷，短泥龄，短水力停留时间（30min）；增殖速度较快微生物，且吸附能力强，高污泥产率。作用：可生化性有所提高；BOD去除率40％～70。B段（生物氧化段）：类似于传统活性污泥法，较低负荷，较长水力停留时间（2～6h）,长泥龄为15～20d。96（6）序批式活性污泥法(SquenceBatchReactor，SBR)

SBR工艺基本操作由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个过程组成，从污水流入到闲置构成一个周期，在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行。97内循环（硝化液循环）原污水反硝化反应器（缺氧）

BOD去除,硝化反应反应器（好氧）碱沉淀池处理水剩余污泥回流污泥N2（7）缺氧-好氧活性污泥脱氮工艺98ADPATPATPADPADPADPATPATP释放有机磷无机磷

聚磷

无机磷

有机磷

聚磷菌+Poly

聚磷菌合成

降解PHB无机物溶解质

进水

污泥回流

剩余污泥（高磷）

厌氧段

好氧段

释放的少

摄取的多

PHB：聚—β—羟基酸盐（8）厌氧-好氧除磷出水

99（二）生物膜法100（一）厌氧法的主要特点（1）适用范围广好氧法：中、低浓度有机废水。厌氧法：高、中、低浓度有机废水；好氧难降解有机物（如固体有机物、某些偶氮染料等）。（2）能耗低好氧法：曝气费用随着有机物浓度的增加而增大。厌氧法：不充氧，且沼气可作为能源。当原水BOD5达到1500mg/L时，厌氧处理即有能量剩余。厌氧法的动力消耗约为活性污泥法的1/10。二、厌氧处理101（二）厌氧处理的原理有机物厌氧分解生成甲烷的过程1)发酵性细菌(2)产氢产乙酸细菌(3)同型产乙酸菌(4)利用H2和CO2产甲烷菌（30%）(5)分解乙酸的产甲烷菌（70%）4H2+C02→CH4＋2H20CH3C00H→CH4+C02产甲烷化学过程1021.化粪池化粪池例图

用于处理来自厕所的粪便废水。曾广泛用于不设污水厂的合流制排水系统。还可用于郊区的别墅式建筑。（三）厌氧法的工艺和设备1032厌氧消化池（Digester）常用密闭圆柱形池，废水定期或连续进入池中，经消化的污泥和废水分别由池底和上部排出，所产沼气从顶部排出。池形：圆柱形和蛋形两种。构造：主要包括污泥的投配、排泥及溢流系统，沼气排出、收集与贮气设备、搅拌设备及加温设备等。1043厌氧接触法（anaerobiccontactprocess）消化池后设沉淀池，将沉淀污泥回流至消化池，形成厌氧接触法。1054.厌氧生物滤池优点：处理能力高；滤池内可以保持很高的微生物浓度；不需另设泥水分离设备，出水SS较低；设备简单、操作方便。缺点：滤料费用较高；滤料易堵塞，尤其是下部，生物膜很厚；堵塞后，没有简单有效的清洗方法。因此，悬浮物高的废水不适用。106常规工艺流程——污水集中处理处理程度决定于:1.原污水的性质2.受纳水体的功能3.用途1071.一级处理。主要是去除废水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，调节废水的pH值、减轻废水的腐化程度和后