水质与水处理概论

水质与水处理概论第1页，课件共48页，创作于2023年2月

主要参考书：1.常青编.水处理絮凝学.北京：化学工业出版社.2.常青编.絮凝原理.北京：化学工业出版社.3.李圭白,张杰主编.水质工程学.北京:中国建筑工业出版社.4.汤鸿霄.水体颗粒物和难降解有机物的特性与控制技术原理·上卷，水体颗粒物.中国环境科学出版社.第2页，课件共48页，创作于2023年2月原始水处理示意图水处理：加矾搅拌第一章水质与水处理概论第3页，课件共48页，创作于2023年2月第一节水圈与水循环一、水圈的定义二、世界的水资源

1、水资源的概念

2、世界的水资源

3、自然界水的存在形式三、水循环

1、水的自然循环

2、水的社会循环

第4页，课件共48页，创作于2023年2月

第5页，课件共48页，创作于2023年2月

绿藻泛滥的滇池第6页，课件共48页，创作于2023年2月水圈的定义水圈：指地壳表面向下连续的水层，其上界为海洋、湖泊、沼泽、江河、冰川、雪山等地表水；下界主要为渗透至底部沉积物中的水。

第7页，课件共48页，创作于2023年2月水资源的概念广义水资源：包括地球水圈中各个环节与各种形态的水资源量；狭义水资源：可供人们取用的水资源量。

第8页，课件共48页，创作于2023年2月世界的水资源总水量：13.86亿km3

其中：海水13.38亿km3

占96.5%淡水0.38亿km3

占2.53%其中：便于人们取用的300万km3

占总水量的0.2%

我国水资源总量：2.8亿km3,人均2200m3占世界平均值1/4我国700多个城市一半缺水，100个城市严重缺水。第9页，课件共48页，创作于2023年2月一、水的自然循环和社会循环水的自然循环水的存在形式为地表水（包括海洋、冰雪、湖泊、沼泽、河流等），地下水，云和生物水四部分。云由其余三种水体通过蒸发而形成，再通过雨、雪、雾和冰雹等，分别进入其余水体；地表水体的大部分水源来自于云和地下水体，同时自身也进行着各种形式的转变，这其中也完成着物质、能量和信息的转换过程；地下水体主要来源于地表水体的下渗；生物水和其余三个方面都有不可分割的关系，但从总量上来看相对小了很多，所以可以认为云、地表水体和地下水体起了决定性作用，决定着水的循环方向和整体特性。第10页，课件共48页，创作于2023年2月自然界水的存在形式大气水：大气圈中呈蒸发状态的水，包括雨、雪、雹、霜、露等构成的大气降水和云、雾等。地表水：河流、湖泊（大陆水），海洋、沼泽等；地下水：地面下各种状态的水，包括水汽、吸着水、薄膜水、毛细管水、重力水。

第11页，课件共48页，创作于2023年2月水的自然循环水循环指地球上各种形态的水在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及地表径流等环节，不断地发生相态转换及周而复始的运动过程（见图1-1-1）。这一循环过程称为自然循环。

第12页，课件共48页，创作于2023年2月第13页，课件共48页，创作于2023年2月水的社会循环由天然水体通过人类社会的生活、工业等的使用所产生的废水又回到天然水体的过程称为水的社会循环。

第14页，课件共48页，创作于2023年2月水的社会循环是水自然循环的一个子系统，包括农业灌溉、工业用水和居民生活用水三个系统。这些系统通过取水系统和排水系统相互连接成一个复杂的网络系统。人类诞生以来，对水循环的干预作用越来越大，尤其在工业革命以来，大量的水被应用，大量的含有高浓度有机物和无机物的水被排放到自然水体，大大超过了水体自然循环中太阳能和生物能所能带走的负荷，造成大量物质在水体中积累，也增加了人类的利用成本。第15页，课件共48页，创作于2023年2月图1-1-1水的自然循环第16页，课件共48页，创作于2023年2月第17页，课件共48页，创作于2023年2月影响天然水水质的因素a降水类型大气循环途径b大气组分c岩石类型d土壤形成条件e生物条件陆地循环途径f溶质特性g气候条件

第18页，课件共48页，创作于2023年2月天然水体的水质特征①大气降水：反映大气的物质组成；物质含量不同；大气物质随大气环流迁移，污染可扩大；降水中的物质浓度大于大气浓度；依赖于降水类型②河水：更新周期短，浑浊度高，矿化度低，易于从污染中恢复；化学成分变化快，气体的成分较多，能溶解部分河床物质；含有有机物与气体，有水生生物活动；沿程变化强；易受污染，污染物复杂

第19页，课件共48页，创作于2023年2月天然水体的水质特征③湖泊水：水流缓慢，更新周期长，较清澈，混合程度差；矿化度高；受湖泊规模大小的影响；受水生生物、池底淤泥影响大④地下水：矿化度高；动态变化小；受污染机会小，一旦污染则很难恢复⑤海水：含离子量大，离子类型起主导作用；靠近海岸和海湾地区有生物沉降

第20页，课件共48页，创作于2023年2月一、天然水体中的杂质1、杂质来源：大气、土壤、人类活动产生的污染物2、按大小分：溶解物、胶体颗粒、悬浮物3、按化学结构分：无机杂质、有机杂质、生物杂质（微生物）第二节天然水体中的杂质的种类和性质第21页，课件共48页，创作于2023年2月二、水中杂质尺寸及外观水中杂质的尺寸与外观溶解物胶体颗粒悬浮物颗粒大小<1nm1.0nm~1um>1um外观特征透明光下混浊混浊可见第22页，课件共48页，创作于2023年2月天然水体中的杂质按尺寸分：悬浮物、胶体、溶解物按化学结构分：无机杂质、有机杂质、生物（微生物）杂质第23页，课件共48页，创作于2023年2月悬浮物

尺寸较大，易于在水中下沉或者上浮。易于下沉的一般是大颗粒泥沙及矿物质废渣等；能够上浮的一般是体积较大而密度小的某些有机物。第24页，课件共48页，创作于2023年2月胶体物质胶体颗粒尺寸很小，在水中具有稳定性，长期静置也难下沉，它和悬浮物是使水产生浑浊现象的根源。水中存在的胶体通常有粘土，某些细菌和病毒，腐殖质及蛋白质等。其中的有机物如腐殖质和藻类会造成水的色和嗅味。工业废水排入水体，会引入各种各样的胶质或者有机高分子物质。第25页，课件共48页，创作于2023年2月溶解物质

（1）溶解于水的盐水中的主要阳离子有Ca2＋,Mg2＋和Na＋;主要阴离子有HCO3－，SO42－和Cl－。同时还含有少量的K+，Fe2+，Mn2+和Cu2+等阳离子，以及少量HSiO3-,CO32-,NO3-等阴离子。（2）溶解气体天然水体中的溶解气体主要是氧、氮和二氧化碳，同时也含有少量硫化氢。未被污染过的天然水体，溶解氧含量一般为5~10mg/L，最高不超过14mg/L。第26页，课件共48页，创作于2023年2月水体污染与自净一、水中常见污染物来源1、有机物：可降解、难降解2、无机物：有毒害、无毒害第27页，课件共48页，创作于2023年2月水体富营养化原由：N、P污染，藻类过量生长，溶解氧耗尽产生危害：臭味、透明度差、消耗溶解氧、释放有毒物质、影响生态第28页，课件共48页，创作于2023年2月水体自净1、水体自净能力：物理、化学、生物作用，污染物质被分离或分解，恢复原有生态平衡2、DO氧垂曲线：耗氧与复氧第29页，课件共48页，创作于2023年2月饮用水水质与健康1、水中的生物对人体健康的影响细菌、病毒、寄生虫、藻类2、水中的化学物质对人体健康的影响微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、消毒剂及副产物3、水质与地方病第30页，课件共48页，创作于2023年2月用水水质标准水质标准是用水对象所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。水质标准随着科学的发展，经济的发展，水检测技术的进步将不断修改，提高和完善。第31页，课件共48页，创作于2023年2月生活饮用水水质标准

表1-3是2001年颁发的《生活饮用水卫生标准》，新的饮用水卫生标准在一共34个项目，非常规检测项目有62项；2005年建设部颁发了《城市供水水质标准》，常规检测项目42项，非常规项目61项。标准主要分四大类：感官性状指标和化学指标17项；毒理学指标11项；细菌学指标4项；放射性指标2项。第32页，课件共48页，创作于2023年2月感官性状指标

有时又称为物理性状，是指水中的某些物质对人的视觉，味觉和嗅觉的刺激。清洁的水无色，无嗅和无味。当水中含有浮游生物，腐殖质或者受到废水污染时，往往使得水产生各种颜色，异嗅和异味。它虽然不属于影响人体健康的直接指标，但色，嗅，味的存在给使用者产生厌恶感。同时，色，嗅与味严重的，也可能是水中含有有害物质的标准。浊度我国规定小于1度，一些发达国家规定低于1度。因为浊度超过10度就能使人产生不快，而且，病菌，病毒以及其它有害物质往往吸附于产生浊度的悬浮物上。因此降低水的浊度，不仅为满足感观形状的要求，对于抑制水中的病菌，病毒以及其它有害物质的含量，也具有积极的意义。第33页，课件共48页，创作于2023年2月化学指标水中存在的某些化学物质，对人体健康有益但不希望过量，如钠，钾，钙，铁，锌，镁，氯等使人体必须的化学元素，但含量过多，往往会对生活使用产生种种不良影响。还有一些化学物质对人体健康无益但一般情况下毒性也很低的物质，如挥发酚类，阴离子合成洗涤剂等。第34页，课件共48页，创作于2023年2月毒理学指标有毒物质一般是由于水源污染造成的，如砷，汞，镉，铬，氰化物，氯仿等。实际上水中各种化学物质与健康的关系相当复杂，有些至今仍然不很清楚。第35页，课件共48页，创作于2023年2月其它指标细菌学指标标准中细菌学指标目前只列了细菌总数，总大肠菌数、粪大肠菌群和余氯4项。放射性指标总α放射性，总β放射性。第36页，课件共48页，创作于2023年2月

给水处理给水处理的主要水源有地表水和地下水两大类。常规的地表水处理以去除水中的浑浊物质和细菌、病毒为主，水处理系统主要由澄清和消毒工艺组成，典型的水处理流程如下所示：

第三节絮凝工艺在水处理中的应用第37页，课件共48页，创作于2023年2月给水处理的典型流程第38页，课件共48页，创作于2023年2月

第39页，课件共48页，创作于2023年2月

第40页，课件共48页，创作于2023年2月

第41页，课件共48页，创作于2023年2月

第42页，课件共48页，创作于2023年2月

污水处理

1.典型的城市