专业论文污水处理

给水排水专业导论论文学校：福州大学专业：给水排水工程姓名：卞明勇学号：051001501污水，废水的再利用：摘要：水资源危机无疑是在二十一世纪人类所面临的最大挑战之一，然而我们生产和生活所产生的污水只要经过适当的处理就可以再次被我们所利用，特别是下面的各国的污废水二次利用的模式值得我们借鉴。关键词：水危机、污水废水、二次利用。：一．中国水资源现状1.1中国拥有的水量。 中国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米，地下水0.83万亿立方米，由于地表水与地下水相互转换、互为补给，扣除两者重复计算量0.73万亿立方米，与河川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。其水资源总量占全球水资源的6%,仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5。按照国际公认的标准，人均水资源低于3000立方米为轻度缺水；人均水资源低于2000立方米为中度缺水；人均水资源低于1000立方米为严重缺水；人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国目前有16个省（区、市）人均水资源量（不包括过境水）低于严重缺水线，有6个省、区（宁夏、河北、山东、河南、山西、江苏）人均水资源量低于500立方米。中国水资源总量并不算多，排在世界第6位，而人均占有量更少，2240立方米，在世界银行统计的153的国家中排在第88位。中国水资源地区分布也很不平衡，长江流域及其以南地区，国土面积只占全国的36.5%，其水资源量占全国的81%；其以北地区，国土面积占全国的63.5%，其水资源量仅占全国的19%。1.2中国水污染状况中国北方最大的河流黄河在近10年来水质急剧下降。粗放型经济的发展、生产和生活用水的大量增加，黄河已经难负重荷，断流事件时有发生。据2008年环保部的环境公报显示：黄河水系为中度污染，尤其是黄河的支流总体为重度

污染，“奔流到海不复还”的黄河“血液”已经不仅仅是裹挟着泥沙的水，海量的散发着刺鼻腥臭的各种废水成为其难以去除的“血液毒素”。与黄河相比，长江的水质在环保部2008年的报告中显得要“干净”很多：长江干流整体水质为优，支流水质整体良好，然而在苏、皖两省的交接断面水质仍为劣V类，主要污染指标为氨氮、高锰酸盐指数和五日生化需氧量。长江流域一些珍稀的鱼类已经难觅踪影，幸存的珍稀鱼类数量也急剧下降，濒临灭绝。在中国的大江大河受到污染的同时，与其同吞吐的湖泊很难做到独善其身。中国环境科学院湖泊环境研究室姜霞博士告诉《科学新闻》：“据1981~1985年的调查与统计，我国大于lkm2的湖泊有2305个,湖泊总面积为71787km2，总蓄水量7088x108m3。湖泊富营养化发展趋势迅猛，70年代富营养化主要发生在城市小型湖泊，到2000年以后，我国的大中型湖泊开始出现富营养现象，到目前为止，我国出现富营养化的湖泊面积达8700km2,形势堪忧。”“玉鉴琼田三万顷”，“表里俱澄澈”的洞庭湖在2009年10月份提前进入了枯水区；“太湖美，美就美在太湖水”的太湖成为蓝藻频发的富营养湖泊。不仅仅是这两个湖泊，根据《2009年6月长江水资源公报》显示：鄱阳湖出口湖口断面的营养化程度为中级，水质为III类；巢湖西半湖营养化程度为轻度到中度富营养化，水质为劣V类，东半湖水域营养化程度为轻度营养化，水质为W-V类，主要超标项目为总氮，总磷；据报道，巢湖市开源石料厂非法排污，每天直接把近万吨的污水排入巢湖，而这样的污染事件已经屡见不鲜。按照国家环保标准，I类和II类水可以作为饮用水水源，III类和W类水只可以用于灌溉，V类及劣V类水质甚至不可以用于灌溉，然而在水污染如此严重的情况下，中国很多地方根本无法执行这一规定。“海纳百川”在水生态环境全面恶化的今天，已经变成了“海纳百污”。环保部海洋环境公报显示，在经济发达和人口密度大的近海海域杭州湾，劣四类水质高达100%；曾经是中国“海上粮仓”的东海，近海海域为中度污染，赤潮频发。“覆巢之下，安有完卵”，水生态的污染已经蔓延到中国7大水系的各个角落，清澈、洁净的自然之水已经成为遥远而模糊的回忆。废水，污水对环境及人类的影响污水对环境及人体的危害•工业污水：由于工业的迅速发展，工业废水的排放量很大。工业废水的特点是量大，成分复杂，难处理，不易降解和净化，危害性较大。总的说来具有以下特点：①悬浮物含量高，可达100-30000mg/l；②生化需氧量（BOD）高，可达200-5000mg/l；③酸、碱度变化大，pH低至2,高至13；④温度高，可高达40°C,造成热污染；⑤易燃，因常含低沸点的挥发性液体，如汽油等易燃污染物易着火成水面火灾；⑥多种多样有毒有害成分如油、农药等。II分析水污染的类型，有以下七种：病原物污染：主要来自城市生活污水、医院污水、垃圾及地面径流等方面。病原微生物的特点是：①数量大；②分布广；③存活时间较长；④繁殖速度快；⑤易产生抗性，很难消灭；⑥传统的二级生化污水处理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；此类污染物实际上通过多种途径进入人体，并在体内生存，引起人体疾病。需氧有机物污染：有机物的共同特点是这些物质直接进入水体后，通过微生物的生物化学作用而分解为简单的无机物质二氧化碳和水，在分解过程中需要消耗水中的溶解氧，在缺氧条件下污染物就发生腐败分解、恶化水质，常称这些有机物为需氧有机物。水体中需氧有机物越多，耗氧也越多，水质也越差，说明水体污染越严重。富营养化污染：富营养化污染是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。水生生态系统的富营养化能通过化学污染物由两种途径发生：一种是通过正常情况下限定植物的无机营养物质的量的增加；另一种是通过作为分解者的有机物的增加。恶臭：恶臭是一种普遍的污染危害，它也发生于污染水体中。人能嗅到的恶臭多达4000多种，危害大的有几十种。恶臭的危害表现为：①妨碍正常呼吸功能，使消化功能减退；精神烦躁不安，工作效率降低，判断力、记忆力降低；长期在恶臭环境中工作和生活会造成嗅觉障碍，损伤中枢神经、大脑皮层的兴奋和调节功能；②某些水产品染上了恶臭无法食用、出售；③恶臭水体不能作游泳、养鱼、饮用，而破坏了水的用途和价值；④还能产生硫化氢、甲醛等毒性危害。酸、碱、盐污染：酸、碱污染使水体pH发生变化，破坏其缓冲作用，消灭或抑制微生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀桥梁、船舶、鱼具。酸与碱往往同时进入同一水体，中和之后可产生某些盐类，从pH值角度看，酸、碱污染因中和作用而自净了，但产生各种盐类，又成了水体的新污染物。因为无机盐的增加能提高水的渗透压，对淡水生物、植物生长有不良影响，在盐碱化地区，地面水、地下水中的盐将进一步危害土壤质量。地下水硬度升高：高硬水，尤其是永久硬度高水的危害表现为多方面：难喝；可引起消化道功能紊乱、腹泻、孕畜流产；对人们日用不便；耗能多；影响水壶、锅炉寿命；锅炉用水结垢，易造成爆炸；需进行软化、纯化处理，酸、碱、盐流失到环境中又会造成地下水硬度升高，形成恶性循环。有毒物质污染：有毒物质污染是水污染中特别重要的一大类，种类繁多，但共同的特点是对生物有机体的毒性危害。iii水体污染对人体健康及水生生物的影响人喝了被污染的水或吃了被水体污染的食物，就会对健康带来危害。因污染物排入水体后，水生动物、植物就会慢慢对其吸收并在物体中有所积累。如果是急性中毒则会使生物很快死亡，这会引起人们的注意，但是很多情况下水体中的中毒则是慢性的，往往不能被人所注意，如果人吃了这些食物，会使毒物在人体内进一步积累，长期下去人们得病则属必然。水体中还含有一些可致癌物质。据统计水污染引发的癌症死亡率90年代比30年前高出1.45倍。饮用受污染水体的人群，癌症（主要是指肝癌和胃癌）的发病率比饮用清洁水的高61.5%左右。当水受到污染，会危及到水生生物生长和繁衍，并造成渔业大幅度减产。如黄河的兰州段原有18个鱼种现已绝迹。自1987年以来连续3次发生的死鱼事故，直接经济损失达1000多万元。我国淡水捕捞量50年代为60万吨，60年代为40万吨，70年代为30万吨。由于水体污染也会使鱼的质量下降，据统计每年由于鱼的质量问题造成的经济损失多达300亿元。三．污水废水的二次利用生活用水的二次利用I有资料显示，城市供水的80%转化为污水，而污水经收集处理后，其中的70%能以再生水的形式被再次利用。这意味着，通过污水的循环利用，在供水量不变的情况下，城市的可用水量能增加50%以上。因此，再生水作为一种替代水源，日益受到各国的重视。生活污水再生利用的应用模式及水质要求再生水作为限制性娱乐用水：限制性娱乐用水指仅用于垂钓、划船或其它人类不会直接接触的、与水相关的娱乐活动的水，而且这些水体中生长的水生植物是不可食用的。这些蓄水设施对水处理程度的要求与具体的用水途径有关：人类接触的可能性越大，需要的处理程度就越高。从环境美学的角度考虑，为防止这些水体中藻类过度繁殖和恶臭等问题的出现，一般要求去除水中的营养物。另外，从保护公众健康的角度考虑，应限制水体中病原体微生物和重金属的含量。再生水作为非限制性娱乐用水：非限制性娱乐用水指人体可接触的娱乐活动用水，包括但不限于娱乐性湖泊、公共水塘以及鱼池等，但不包括消毒循环利用的游泳池用水。由于这些水体允许人类全身接触，而且其中生长的水生动植物是可供食用的，因此必须严格控制水中病原体微生物和重金属的含量，同时应提出美学要求，且不能对人的眼睛和皮肤具有刺激性。再生水作为景观灌溉用水：一般不推荐以喷灌的形式使用再生水灌溉居民区草坪，而可以采用地下灌溉或漫灌的形式。一般情况下，漫灌应在夜间进行，并尽量避免公众接触，而地下灌溉形式却可以选在任何时刻。再生水中含有的氮、磷等营养物质有利于植物的生长，因此可适当放宽这些物质在水中的含量要求。由于小区景观是人类休息娱乐的主要场所，因此必须对所使用的再生水中的微生物含量做出严格的限制，以防草坪等植物表面孳生的致病菌对人体产生危害。再生水作为装饰性喷泉用水：装饰性喷泉以再生水作供水源时必须留有适当的缓冲区，以防止其溅射对人体造成伤害。另外，气溶胶是再生水用作装饰性喷泉的水源时必须解决的问题。再生水中的许多致病菌可以在气溶胶中生活和繁殖，并通过呼吸或接触食品等方式进入人体，对公众的健康造成影响。气溶胶中致病菌的成活和传播与许多因素有关，在有利于致病菌生长的环境中，这些微生物可以传播到几百米以外的地区。因此，从公众健康的角度考虑，致病微生物的含量是装饰性喷泉用再生水的一个重要水质指标。另外，从环境美学角度考虑，色度也是一个重要的限制因素。居民楼冲厕用水：目前许多新建小区居民楼已经安装了双路供水系统，将再生水用于冲洗厕所，且已取得了一定的效果。再生水进入居民家庭后应注意交叉连接、错接、防回流和空气隔断等的控制问题，以确保再生水不会污染饮用水源。同时，由于居民住宅的卫生间一般处于半封闭状态，因此必须考虑再生水使用过程中散逸的恶臭在室内累积后对室内空气环境质量的影响。、污水再生利用过程中的防范措施。标识的类型及安装要求：为防止再生水的误用，一般应在使用再生水的系统中设置标识。再生水的标识有很多种，但总的来说可以将其划分为两大类：图像标识和文字标识。在美国诸州，一般推荐使用紫色的本底表示再生水，文字则以白色或黑色表示。标识带一般宽3英寸，每两个标识带之间的距离不超过10英尺。再生水系统中的阀门、水泵以及其它附属设备也应使用紫色进行标识，并注明为再生水系统部件。再生水管道及构件的安装要求：必须对地下再生水和饮用水管道或污水管道的间距做出明确的规定，如美国规定再生水管道和饮用水管道间的水平距离一般不小于10英尺，当再生水和饮用水管道产生交叉时，两者的垂直间距不得小于18英寸，且饮用水管道应架设于再生水管道的上方。为防止管道接头破裂而造成泄漏，再生水系统中一般不使用软管接头。如果必须使用软管时，则可以选用软管快速接头，但当某区域同时存在饮用水和再生水快速接头时，必须对两者都做出适当的标识。当需要在用户处安设计量仪表时，一般要求仪表前安设必要的过滤装置，以防止颗粒物质对仪表造成损坏。计量仪表和过滤装置的维护工作由供水商完成。防止再生水和其它供水系统的相互污染：再生水一般采用压力管道输送，必须确保用水高峰期用户仪表处水压大于最小水压的要求，同时应保持饮用水供水管道中的压力大于再生水供水管道中的压力，以防因渗漏而污染饮用水，例如美国明确规定两者之间的压力差不得小于lOpsi（磅/平方英寸）。当用水区同时采用饮用水和再生水供水时，必须考虑一定的防回流措施和空气隔断，以确保不会因再生水回流到饮用水系统中而对饮用水造成污染。同样，某区域同时存在再生水和污水时，也必须具有防止污水污染再生水的措施。一般情况下，空气隔断为供水管道直径的2倍。防止通过径流、溅射、地下渗漏等方式进入批准的用水区之外的场合：再生水用作景观灌溉或装饰性喷泉的水源时，不能溅射到用水区之外的环境中，且用水区坑洼存水的时间不得超过2小时，否则需对用水量做出适当的修订。应根据试验确定用水区的供水速率，使其和渗透速率保持一致，以防止再生水径流事件的发生。虽然再生水可用于补足地下水资源，但必须考虑其是否会对地下水的水质造成不利影响。同样的，再生水用于限制性或非限制性景观蓄水池时也必须考虑其渗漏是否会对地下水水质造成不利影响，是否需要添加一定的防水衬里。防止蚊蝇的孳生：目前一般通过三种方式控制蚊蝇的孳生：控制水的物理特征。通过控制水体的特征，防止形成蚊蝇孳生的水生环境，以达到去除蚊蝇的目的是我们当前和今后一段时间长期面临的问题。通过生物链控制蚊蝇的数量。可以在水体中营造适合于食蚊鱼等以蚊蝇幼虫为食的水生生物生长的环境，以提高其单位面积的数量。一般情况下以幼虫为食的水生生物对蚊蝇幼虫的去除效率受以下因素影响：水生植物的密度、蚊蝇幼虫的繁殖速度和水体中水生生物的其它食物源的量等。通过化学药剂控制。化学药剂仅适用于临时性或紧急情况下的蚊蝇控制，而不能长期使用。这不仅是从其经济性方面考虑的，而且综合考虑了化学药剂的环境影响以及蚊蝇幼虫对化学药剂的生理抗性的问题。工业用水的二次利用水的二次利用在工业领域应用很广，我们下面进行简要介绍I美国WWRR污水处理与再利用系统项目1项目概述当考虑废水处理时，有两种选择：是将废水再利用还是排放他处。筹划时的首要问题应该是何种投资可最有效果地利用废水，而不是要花费多少钱去排放废水和固态沉淀物。AEPA国际集团公司在城市污水处理及应用方面已有三十年的历史。其污水处理技术被美国家环保局推荐为革新／替代技术，利用其原理，并根据中国国情，进行了消化移植，二次开发研制出《深度曝气污水再利用技术》(WWRR),它不仅具备其它污水处理工艺的优点，而且还避免了传统污水处理法的缺点，将好氧曝气、活性污泥处理和臭氧消化集于一体。WWRR技术即污水处理与再利用系统(WastewaterReclamation&ReuseSyetem)，该系统是以环境保护为核心的废水处理系统。此系统以废水为原料，将废水收集于深型混合池中收集和净化，净化后的水可用来浇灌农作物、蔬菜及园林植物，其利用率取决于作物的需要和气候条件。此系统经常被称为“循环”，它是基于每一物质均有其所处位置，而污染物则绝少被储藏的生态学定律；处理和再利用废水时，不但不需要大面积的排放用地，而且还提供了一处洁净的饱含植物生长所需的如氮、磷、钾等基本养分的水域，净化后的水可以用来补充地下水源或汲取再用。WWRR系统的组成单元固态物质处理器：这个犹如“垃圾处理器”的装置，将废水中的固态物质，在废水排入露天处理池前磨碎。为了防止气味散发，此处理器通常装在地下。暴气处理池：废水通常被放置在一至两个深型暴气处理池中两至五周。废水从池底流入，以防气味散发。处理池的设计可收集固态沉淀物，在池底做进一步分解。少量殘余的固态物质，每二十至三十年仅需清洗一次。蓄水池：蓄水池用在冬季、雨雪季、大风期等不适应灌溉时期的净化水储存。蓄水池也需经暴气处理，以免水分层。过滤器（选项）：过滤器可提高消毒程序的效率，并减少灌溉设备的堵塞现象。通常用于浇洒高尔夫球场或公园，农作物灌溉则不需要。间隙慢速沙滤器或压力沙滤器，是常用的过滤器。消毒器（选项）：消毒器常用于有人员活动的浇洒区，例如高尔夫球场、公园、运动场或其他娱乐野餐场所，使用臭氧、紫外线灯、氧化物及其他的方法均可达到消毒的目的。控制室：控制室通常是用来放置风箱、压力过滤器及消毒器（选项）的小建筑物，也可设计为综合用途的建筑物。灌溉浇水区：灌溉浇水区可集中一处，亦可于多处。有的地方主要用于灌溉农田，以利用水内所含养分。而任何有植被覆盖的土壤如高尔夫球场、公园、园林、林区和运动场，都可作为此系统的浇水区，以增加土地的价值。通常灌溉应于植物生长及气候适宜的条件下进行。3、运行条件WWRR系统是否可以经济有效地建立与运行，选址是关键。第一，地形差异与岩土构造可能增加施工成本；第二，地下水水位与涌水量，决定如何设计隔离设施，以分流地下水与曝气池中的废水；第三，当地季节情况影响曝气池的深度：由于生物活动随气温下降而钝滞，曝气池需加深以使生物菌种从周围地层吸取热量而保持活跃，一般池深不会超过35英尺（约9米）。当然，专门设计的池底，可调节深度以达最佳效果。另外，各项运行参数还取决于以下因素：⑴生化氧需要量：每2,500立方英尺建议供氧量为1磅；⑵残留固态物质：WWRR系统基本不产生污泥，池底固体残留物每20至30年清理一次即可；⑶时间：曝气时间与系统容量成正比；容量越大，需时越长。14天为平均处理时间；⑷通风要求：视现场情况决定；⑸不宜灌溉期：如果当地无需灌溉的时期较长，则蓄水池要相应加大。为充分利用经处理后的水源，废水处理厂周围须因地制宜，发展公园、球场、林带、耕地等可灌溉地域，从而变废为宝，节省能源的同时达到循环平衡。II下面是日本再生水利用的几个实例及其处理流程。日本东京都江东地区工业用水使用城市污水厂再生水的处理流程如下二圾处班出水41混凝沉淀41活性谡41知拭41回用日本江崎市工业用水使用城市污水厂再生水的处理流程如下。二圾处理出朮十M気采菌4回用东京千代田区某楼使用再生水回用于生活杂用水的处理流程。杂排水十格删十釉水分离*蹑气槽+沉淀槽十过滤槽+氮消垂十再用于厕所冲洗水东京港区某楼使用再生水回用于生活杂用水的处理流程。餵排祇-區〔RD第）处理-■遁燮歴卜.氯消垂-尸再甲于便所冲洗水日本川崎市的“亲水”再生利用于景观水体的处理流程如下。四.污废水二次利用应重视观念问题长期以来，人们一直把城市下水道里的水称为“阴沟水”，“臭水”，难以相信它还能再用。实际上，人们生活中使用过的水，污染物质只占0.1%左右，比海水3.5%少得多，其余绝大部分是可再用的清水。城市污水就近可得，易于收集，易于再生处理，数量巨大，稳定可靠，不受旱涝影响。作为城市第二水源，要比海水、雨水来得实际，比长距离引水投资和运行成本要少得多。污水回用顶替出等量的自来水，对于缺水城市来说，供水量增加50%，足可以缓解一大批缺水城市的供水紧张状况。节约用水最有效的措施就是处理后污水的再生利用，这是解决水资源短缺花钱最少的办法。然而对于污废水的二次利用在外国已经发展了很久，而且技术上已趋于成熟1美国模式美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上，处理率达到100%。自1920年在亚利桑那州修建第一个分质供水系统用于浇灌绿地、冲厕、洗车、冷却水和建筑等以来，美国的城市污水再生利用已经从试验研究阶段进入生产应用阶段，再生水作为一种合法的替代水源，正在得到越来越广泛的利用，成为城市水资源的重要组成部分，城市再生水利用设施的数量和规模随之迅速增长。美国再生水利用的范围涉及农业、工业、地下水回灌和娱乐等方面，其比例大致为62%用于各种灌溉和景观，31.5%用于工业，5%用于地下回灌，1.5%用于娱乐、渔业等。美国再生水利用模式的突出特点是集中处理回用、很少直接用于城市生活杂用。这大概与美国市政管网和污水处理厂普及、生活用水水质标准严格有关。再生水利用工程主要分布于水资源短缺，地下水严重超采的西南部和中南部的加利福尼亚、亚利桑那、德克萨斯和佛罗里达等州。美国的回用水标准各州不一，并且针对不同的回用对象所制定的标准也不一样，但标准都很严格。加州执行的是22号条例(Title22)，克罗拉多州执行的是84号规范(Regulation#84)，这些文件都详细地规定了不同回用对象的水质标准，如：用于农业灌溉、工业冷却、市政景观等。而且，美国环保局会同有关方面于1992年提出水回用建议指导书，包括了废水回用各个方面，回用处理工艺、水质要求、监测项目与频率、安全距离和条文说明，它对那些尚无法则可遵循的地方提供了重要的指导信息。2日本模式日本是个面积窄小的岛国，河流急湍入海，没有大江大湖可作跨流域调水之用，那么日本靠什么支撑了六十年代的经济复兴呢，靠的就是污水回用，他们叫下水处理水的再利用，在各大城市创建并保留使用至今的“工业用水道”，纵穿全市，形成和自来水管道并存的又一条城市动脉。1955年日本开始再生水利用，1978年左右受节能政策调整和城市水荒的影响，从中央到地方制定了中水利用指导计划，从1980年开始以东京为首的中水利用设施建设迅速发展。到1983年3月底，全国有中水项目473个，总回用水量约6.6万m3/d。近年来，平均每年建设130处。到1993年全国有1963套中水利用设施投入使用，其中东京都建设的中水利用设施数量约占全国的44%，福冈地区占19%。中水使用量为27.7万m3/d，占全国生活用水量的0.7%。截止1993年，使用雨水作中水的设施全日本共有528处，水量为500万m3/a。其中东京的雨水利用设施占全国65%，福冈占7%。至1996年，全国有中水设施2100套投入使用，用水量达32.4万m3/d，占全国生活用水量的0.8%。再生水中41%被用于工业用水，32%被用于环境用水，8%用于农业灌溉。日本是工业国，主要用于工业，近几年增加了环境用水，它用于农灌的比例远小于美国。在日本，城市污水集中处理回用和分散处理回用都大量存在，然而其最突出的特点有两个：（1）分散处理并回用于城市生活杂用的再生水所占的比例很大，（2）独特的工业水道，我们称之为日本模式。对工业用水道的水质各个城市都有不同的标准。以色列模式以色列再生水利用最突出的特点是它已经把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分。以色列长期缺水，认为把城市污水作为非传统的水资源加以开发利用是唯一的出路，也是容易实现的，早在20世纪60年代，就把回用所有污水列为一项国家政策，规定：废水如果没有用尽，不可采用海水淡化；城市的每一滴水至少