《环境工程基础》课件-项目二 水污染与防治

环境工程基础项目二打赢碧水保卫战——水污染与防治目录contents任务一识：资源与环境知：水和水污染治：水污染控制任务二任务三任务四明：水环境标准识：资源与环境任务一任务一识：资源与环境自然资源概念资源，指一国或一定地区内拥有的物力、财力、人力等各种物质的总称。自然资源是指自然界中能被人类用于生产和生活的物质和能量的总称。《中国21世纪议程》把自然资源定义为水、土地、森林、海洋、矿产和草原六大领域，另外还有野生动植物、空气和阳光等。任务一识：资源与环境自然资源分类按照资源的地理学性质可分为土地资源、水资源、矿产资源、气候资源和生物资源。但仍有一些资源没有包括在内，如能源资源、海洋资源和旅游资源等，它们是上述五大类资源的不同组合。任务一识：资源与环境自然资源分类按照自然资源的利用前景和再生性质及自然资源的再生能力，可将自然资源分为：恒定资源可更新资源不可更新资源任务一识：资源与环境自然资源分类恒定资源又称原生性资源或无限资源，如太阳能、风能、潮汐能等，这些资源在本质上可以连续不断地供应，它们的更新过程和总供应量不受人类影响。对于恒定资源应研究和开发利用此类资源的新方法和新手段，不断提高其利用率。任务一识：资源与环境自然资源分类可更新资源和不可更新资源统称为次生性资源或有限资源，这类资源是在地球演化过程中的特定阶段形成的，质与量是有限定的，空间分布不均匀。可更新资源又称可再生资源，是指通过自然变化或人工经营可以不断形成，并能被人类反复利用的自然资源，如生物资源、土地资源、气候资源等。对于可更新资源应科学利用，并通过人类劳动有目的地扩展此类资源。任务一识：资源与环境自然资源分类不可更新资源又称不可再生资源，一般是指那些储量在人类开发利用后会逐渐减少以致枯竭，而不能或难以再生的资源，或者相对于人类发展而言实质上是不可能再形成的自然资源，如矿产资源等。对于不可更新资源应限制开采、提高利用率。任务一识：资源与环境世界资源现状及特点水资源短缺土地荒漠化森林资源破坏矿产资源匮乏物种资源灭绝任务一识：资源与环境我国资源现状及特点资源总量大，人均占有量少资源种类多，类型齐全资源地域分布不均衡，增加开发利用难度资源质量不够理想，优质资源所占比重较小资源利用率低且浪费严重知：水和水污染任务二任务二知：水和水污染水水是地球上最常见的物质之一，地球表面约有71%被水覆盖。水（化学式为H2O），是由氢、氧两种元素组成的无机物，无毒，可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体，也叫氧化氢。任务二知：水和水污染水的重要性自然环境中最重要的物质之一水是动植物体内的重要成分，没有水，自然界的一切生物都不能存在水是人们日常生活中不可缺少的生活资料工农业生产所必需的物质条件不断地摩擦和塑造着地球表面形态，流动的水开创和推动土地形成景观和地貌形成土壤的关键因素，也在岩石的物理风化中起着重要作用任务二知：水和水污染水资源水资源是指可以很容易供人们经常利用的水量，或者说是在某一地区范围内逐年可以得到更新和恢复的淡水资源量，不包括海水、两极的冰川以及深层地下水等。《中华人民共和国水法》中所称水资源，包括地表水和地下水。任务二知：水和水污染淡水资源淡水资源就是我们通常所说的水资源，指陆地上的淡水资源。它是由江河湖泊中的水、高山积雪、冰川以及地下水等组成的。地球上只有百分之三的水是淡水，所有陆地生命归根结底都依赖于淡水，它决定着地球上生命的分布，降雨也是淡水基本来源之一。任务二知：水和水污染淡水资源任务二知：水和水污染中国水资源特性水资源丰富，但人均占有量少分布不均衡降水过于集中污染严重任务二知：水和水污染水资源开发利用水资源是一种动态资源，它的数量和质量随着时间和地区而不断发生变化，必须充分利用。首先满足城乡居民生活用水，并兼顾农业、工业、生态环境用水以及航运等需要制定科学的水资源管理政策增加可靠的供水知：水和水污染任务二任务二知：水和水污染水体水体是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等储水体的总称。在环境科学领域中，水体不仅包括水，而且也包括水中的悬浮物、底泥和水中生物等。从自然地理的角度看，水体是指地表被水覆盖的自然综合体。在环境污染研究中，区分“水”和“水体”的概念十分重要。任务二知：水和水污染水体污染水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体环境容量，从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏水中固有的生态系统，破坏水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用；或者说，排入水体中的污染物超过了水体的自净能力，从而导致水质恶化的现象。任务二知：水和水污染水体污染源根据污染物产生的主要来源可分为自然污染和人为污染。人为污染是人类生活和生产活动中产生的污水对水体的污染，是使水被污染的主要污染源。任务二知：水和水污染水体污染源根据污染物产生来源的类别可分为以下几种：工业废水：最主要的污染源，指的是工业企业排出的生产过程中使用过的废水。生活污水：主要来自城市，居民日常生活中排出的废水。城市污水是生活污水和工业废水的混合污水。农业污水：化肥农药的大规模使用，使农业生产活动变成了水体污染的主要来源。任务二知：水和水污染主要污染物物理性污染：指的是颜色、浊度、恶臭、温度、悬浮固体和放射性等。化学性污染：排入水体的化学物质，大致可分为无机无毒物质、无机有毒物质、有机耗氧物质及有机有毒物质等。生物类污染：有害生物进入水体或某些水生生物异常繁殖引起的水污染。任务二知：水和水污染水体污染危害危害人体健康：水体污染通过两条途径危害人们的健康，一是直接从饮水进入人体，二是间接通过食物链在食物中富集，再转入人体。危害农业渔业：引用污水灌溉，污染土壤，有害物质富集；对渔业生产有直的影响，淡水渔场和海水养殖业都会因水污染造成严重后果。危害工业生产：导致设备腐蚀、产品质量下降，工业用水必须投入更多的处理费用。任务二知：水和水污染我国水污染现状水污染加剧，用水总量增长，用水紧张国家水生态环境遭到破坏，河流区域主要表现为有机污染，湖泊主要表现在水体富营养化，促使洪涝灾害频发人民对生态环境保护意识浅薄水污染治理基础设施及设备的不完善，技术落后明：水环境标准任务三任务三明：水环境标准水质标准概念是指由国家或地方政府对水中污染物或其他物质的最大容许浓度或最小容许浓度所作的规定。作用评定水环境质量、判定水污染状况的基础管理、监测和处理水环境的依据保障饮用水安全、维护公共健康的保障任务三明：水环境标准水质标准依据《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国水污染防治法》任务三明：水环境标准水质标准分类任务三明：水环境标准水质标准生活饮用水卫生标准（GB5749-2022）是我国开展饮用水水质监督管理的重要依据，对提升我国饮用水水质、保障饮用水水质安全发挥了重要作用。任务三明：水环境标准水质标准生活饮用水卫生标准（GB5749-2022）任务三明：水环境标准水质标准地表水环境质量标准（GB3838-2002）水环境质量应控制的项目及限值水质评价、水质项目的分析方法和标准的实施与监督适用于中华人民共和国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域任务三明：水环境标准水质标准地表水环境质量标准（GB3838-2002）按照水域的环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为5类。任务三明：水环境标准水质标准污水综合排放标准（GB8978-1996）按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理任务三明：水环境标准水质标准污水综合排放标准（GB8978-1996）污水综合排放标准分级：排入Ⅲ类水域(划定的保护区和游泳区除外)和排入二类海域的污水，执行一级标准排入Ⅳ、Ⅴ类水域和排入三类海域的污水，执行二级标准排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准任务三明：水环境标准水质标准污水排放标准国家排放标准地方排放标准行业标准任务三明：水环境标准水质标准行业污水排放标准制浆造纸工业水污染物排放标准GB3544-2008制糖工业水污染物排放标准GB21909-2008混装制剂类制药工业水污染物排放标准GB21908-2008中药类制药工业水污染物排放标准GB21906-2008提取类制药工业水污染物排放标准GB21905-2008化学合成类制药工业水污染物排放标准GB21904-2008发酵类制药工业水污染物排放标准GB21903-2008羽绒工业水污染物排放标准GB21901-2008杂环类农药工业水污染物排放标准GB21523-2008皂素工业水污染物排放标准GB20425-2006医疗机构水污染物排放标准GB18466-2005钢铁工业水污染物排放标准GB13456-1992肉类加⼯工业水污染物排放标准GB13457-1992纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-1992城镇污水处理⼚污染物排放标准GB18918-2002任务三明：水环境标准水质标准行业污水排放标准不同行业污水排放限值所执行的标准不一样同一行业，对于不同时间建立的企业所执行的排污标准也不尽相同任务三明：水环境标准水质标准行业污水排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）明：水环境标准任务三任务三明：水环境标准水质标准水质水体质量的简称，它标志着水体的物理（如色度、浊度、臭味等）、化学（无机物和有机物的含量）和生物（细菌、微生物、浮游生物、底栖生物）的特性及其组成的状况。水质指标水体和污水的物理、化学及生物等方面的特征是用水质指标来表示的，水中杂质的具体衡量尺度称水质指标。任务三明：水环境标准污水污染指标物理指标温度：水温每上升10℃，微生物代谢的反应速率可加快1倍。色度：生活污水一般呈灰色，生产污水的色度视其排放物的性质而异。臭味：生活污水臭味主要由有机物腐败产生的气体造成，工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。固体物：固体悬浮物（SS），它会造成水体外观恶化、混浊度升高。任务三明：水环境标准污水污染指标化学指标——无机物pH：对于污水处理系统中的微生物，最佳pH范围在6.5至8之间。溶解氧（DO）：决定了优势菌种的种类，显著影响污水处理效果。氮、磷：是导致水体富营养化的主要原因。含氮化合物包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮；含磷化合物包括正磷酸盐、有机磷盐和聚磷酸盐。重金属离子：当浓度超过一定值后，会产生毒害作用，难以净化去除。任务三明：水环境标准污水污染指标化学指标——有机物生化需氧量BOD(Bio-ChemicalOxygenDemand)：水体中的好氧微生物在一定温度下将水中有机物分解成无机物质，这一特定时间内的氧化过程中所需要的溶解氧量。化学需氧量COD(ChemicalOxygenDemand)：用强氧化剂（我国法定用重铬酸钾）将有机物氧化成CO2与H2O，测定所消耗氧化剂中的氧量。COD>BOD任务三明：水环境标准污水污染指标化学指标——有机物生活污水的BOD／COD比值相对稳定工业废水的比值决定于工业性质，变化极大一般认为该比值＞0.3，可采用生化处理法；＜0.25不宜采用生化处理法；0.2～0.3难生化处理。任务三明：水环境标准污水污染指标化学指标——有机物总需氧量TOD(TotalOrganicDemand)：全部有机物在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量。总有机碳TOC

(totalorganiccrbon)：以碳的含量表示水中有机物的总量。难生物降解有机物不能用BOD做指标，只能用COD、TOC或TOD等做指标。任务三明：水环境标准污水污染指标生物指标大肠菌群数（大肠菌群值）与大肠菌群指数：间接地表明水中含有肠道病菌（如伤寒、痢疾、霍乱等）存在的可能性，因此作为保证人体健康的卫生指标。病毒：许多病毒性疾病都可以通过水传染。细菌总数：细菌总数愈多，表示病原菌与病毒存在的可能性愈大。治：水污染控制任务四任务四治：水污染控制水体自净概念经过水体的物理、化学与生物的作用，使污水中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体往往能恢复到受污染前的状态，并在微生物的作用下进行分解，从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水体的自净过程。任务四治：水污染控制水体自净实现方式——物理作用物理作用包括可沉性固体逐渐下沉，悬浮物、胶体和溶解性污染物稀释混合，浓度逐渐降低。其中稀释作用是一项重要的物理净化过程。任务四治：水污染控制水体自净实现方式——化学作用化学自净是指水体中的污染物质通过氧化、还原、中和、凝聚等反应，使其浓度降低的过程。影响这种自净能力的因素有污染物质的形态和化学性质水体的温度、酸碱度等。任务四治：水污染控制水体自净实现方式——生物作用生物自净是指进入水体的污染物，经过水生生物降解和吸收作用，使其浓度降低或转变为无害物质的过程。生物净化过程进行的快慢和程度与污染物的性质和数量、微生物种类及水体温度、供氧状况等条件有关。任务四治：水污染控制水体污染水体的自净作用有一定限度，超过此限度，仍可使水质进一步恶化，就会产生水体污染。水体污染，就是排入水体的污染物超过了水体的自净能力，从而导致水质恶化的现象。任务四治：水污染控制水污染控制方法污水处理的基本方法，就是采用各种技术措施将污水中所含有的各种形态的污染物质分离出来回收利用，或将其分解、转化为无害和稳定的物质，从而使污水得到净化。按照当前污水处理技术所采用的原理，可分为物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法四类。任务四治：水污染控制水污染控制方法按照处理精度可以分为预处理、一级处理（又称初级处理）、二级处理和三级处理。一级处理一般为物理处理，有沉淀、过滤等，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质。二级处理一般为生化法，多是解决污水中的胶状和溶解性有机污染物质。三级处理又称高级处理，如离子交换、反渗透、电渗析等。任务四治：水污染控制水污染控制——预处理均和调节原因：污水的水质、水量常常是不稳定的，具有很强的随机性。作用：减少污水特征上的波动，为后续的水处理系统提供一个稳定和优化的操作条件。在调节的过程中通常要进行混合，以保证水质的均匀和稳定，这就是均衡。任务四治：水污染控制水污染控制——预处理均和调节目的缓冲，防止处理系统负荷的急剧变化减少污水流量的波动控制污水的pH值，稳定水质防止高浓度的有毒物质进入生物化学处理系统保证系统的正常运行调节池任务四治：水污染控制水污染控制——预处理均和调节——调节池水量调节：线内调节和线外调节水质调节：对不同时间或不同来源的污水进行混合，使流出的水质比较均匀，分为外加动力调节和差流方式调节。线内调节线外调节外加动力水质调节池对角线调节池任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理废水物理化学处理法

是废水处理方法之一，是运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。主要包括：气浮吸附离子交换膜分离法萃取吹脱任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理气浮概念：气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。是通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。处理对象：靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度近于1的微小悬浮颗粒。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理气浮应用分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微絮体代替二次沉淀池，分离和浓缩剩余活性污泥浓缩化学混凝处理产生的絮状化学污泥回收含油污水中的悬浮油及乳化油回收工业废水中的有用物质任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理气浮原理浮选过程包括微小气泡的产生、微小气泡与固体或液体颗粒的黏附以及上浮分离等步骤。两个条件：必须向水中提供足够数量的微小气泡必须使分离的悬浮物黏附于气泡而上浮达到分离（最基本条件）任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理气浮分类气浮法按气泡产生方法的不同，可分为三类：充气气浮：利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成细小的气泡溶气气浮：溶气气浮是依靠水中过饱和空气，在减压时以微细的气泡形式释放出来，从而使水中的杂质颗粒被黏附电解气浮：对污水进行电解，这时在阴极产生大量的氢气泡，污水中的悬浮颗粒黏附在氢气泡上，随其上浮任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理气浮特点占地少且效率较高气浮池具有预曝气作用对低温低浊的含藻水，气浮法处理效率较高，出水水质好对污泥的后续处理有利可以回收利用有用物质任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吸附吸附是一种物质在另一种物质表面上进行自动累积或浓集的现象。在污水处理中，吸阵则是利用多孔性固体物质的表面吸附污水中的一种或多种污染物，从而达到净化水质的的。通常把能起吸附作用的多孔性固体物质称吸附剂，被吸附物质称为吸附质。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吸附应用脱色、除臭、除重金属、除各种溶解性有机物、除放射性元素作为离子交换、分离等方法的预处理作为二级处理后的深度处理手段任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吸附分类交换吸附：离子交换物理吸附：无化学反应，再生容易，且能回收吸附质化学吸附：再生较困难，处理毒性很强的污染物更安全任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吸附含铬废水的处理某厂含铬废水处理装置为升流式双柱串联固定床，活性炭再生用5％的硫酸溶液进行，用2倍炭体积的酸，分2次浸泡吸附柱，然后把洗脱液回收，再生后的吸附柱即可恢复吸附能力，重新投入使用。吸附结果：除铬率为99%，回收的铬酸可回钝化工序。这种方法投资少，操作管理简单，适用于中小型工厂。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理化学沉淀定义：化学沉淀法是向水中投加某些化学药剂，使之与水中溶解性物质发生化学反应，生成难溶化合物，然后进行固液分离，从而除去污水中污染物的方法。步骤：化学沉淀剂的配制与投加→沉淀剂与原水混合、反应→固液分离→泥渣处理与利用任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理化学沉淀根据采用的沉淀剂及反应中所生成的生成物不同，可将化学沉淀法分为：氢氧化物沉淀法：适用于不准备回收的低浓度金属污水的处理硫化物沉淀法：作为氢氧化物沉淀法的补充钡盐沉淀法：处理含六价铬的污水碳酸盐沉淀法：去除水中的碳酸盐硬度铁氧体沉淀法：去除铬、汞等，效果显著任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理化学氧化还原定义：污水中的溶解性无机或有机污染物，可以通过化学反应过程将其氧化或还原，转化成无毒或微毒的新物质，从而达到处理的目的。特点：与生物氧化法相比，化学氧化还原法需较高的运行费用。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理化学氧化还原——氧化法化学氧化法就是向污水中投加氧化剂，将污水中的有毒、有害物质氧化成无毒或毒性小的新物质的方法。污水中的有机物（如色、臭、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。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理化学氧化还原——还原法化学还原法就是向污水中投加还原剂，将污水中的有毒、有害物质还原成无毒或毒性小的新物质的方法。污水中的Cr(VI

）、Hg（II）等重金属离子均可通过还原法进行处理。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理化学氧化还原——氧化剂和还原剂要求对废水中的污染物有良好的氧化或还原作用，并且容易生成无害物质方便获得，价格便宜任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理电解定义：电解法就是利用电解的基本原理，将含电解质的污水通过电解过程，在阳、阴两极上分别发生氧化反应和还原反应，从而使某些污染物转化为无害物质以实现污水净化的方法。用途：电解法广泛用于处理含氰、含铬、含镉的电镀废水，去除水中油、悬浮物、重金属离子及水的脱色处理等。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理电解实质阳极能接纳电子，起了氧化剂的作用；而阴极能放出电子，起了还原剂的作用。电解法处理污水的实质，就是直接或间接地利用电解作用，把水中污染物去除，或把有毒物质变成无毒、低毒物质。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理消毒定义：消毒是对有害微生物的杀灭过程目的：防止疾病扩散，保护公用水体分类：化学法消毒与物理法消毒任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝中和化学沉淀化学氧化还原电解消毒任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝定义：混凝就是通过向水中投加一些药剂(常称混凝剂)，使水中难以沉淀的细小颗粒(粒径大致为1~100um)及胶体颗粒脱稳并互相聚集成粗大的颗粒而沉淀，从而实现与水分离，达到水质的净化。作用：降低污水的浊度和色度去除多种高分子有机物、某些重金属物质和放射性物质改善污泥的脱水性能任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝优点：设备简单，维护操作易于掌握，处理效果好，间歇或连续运行均可以。缺点：由于不断向污水中投药，经常性运行费用较高，沉渣量大，且脱水较困难。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝机理脱稳：污水中投人某些混凝剂后，电位降低或消除凝聚：脱稳的颗粒便相互聚集方较大颗粒面下沉絮凝：有些混凝剂可使未经脱稳的胶体也形成大的絮状物而下沉任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝效果影响因素pH温度共存杂质混凝剂的种类、投加量及投加次序水力条件（搅拌）任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝工艺整个混凝沉淀处理工艺流程包括混凝剂的配制与投加、混合、反应及沉淀分离几个部分。污水混合反应沉淀净化混凝剂的配制沉渣任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝工艺混凝剂的配制与投加混凝剂溶液的配制过程包括溶解与调制两步，配制时需要搅拌，通常采有水力搅拌、机械搅拌或压缩空气搅拌等。混凝剂的投加有两种方式，即重力投加和压力投加。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝工艺混合作用：将药剂迅速均匀地扩散到污水中，达到充分混合，以确保混凝剂的水解与聚合，使胶体颗粒脱稳，并互相聚集成细小的矾花。要求：混合阶段需要剧烈短促的搅拌，混合时间要短，大约在10～30s内完成，一般不得超过2min。形式：一种是借水泵的吸水管或压力管混合；另一种是在混合设备中进行混合。任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理混凝工艺反应作用：促使混合阶段所形成的细小矾花在一定时间内继续形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝体（可见的矾花），以使其在后续的沉淀池内下沉。要求：需要有适当的紊流程度及较长的时间形式：机械搅拌和水力搅拌任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理中和碱性废水酸性废水任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理中和概念：中和法是利用化学酸碱中和的原理消除污水中过量的酸和碱，使其pH值达到中性或接近中性的过程。应用污水排入受纳水体前，其pH值指标超过排放标准工业废水排入城市下水道系统前，采用中和法处理以免对管道系统造成腐蚀生物处理前，需将处理系统的pH值维持在6.5～8.5范围任务四治：水污染控制水污染控制——化学处理中和方法酸碱污水相互中和：适用于各种浓度的酸碱污水投药中和：可处理任何浓度、任何性质的酸碱污水，也可以进行污水的pH值调节过滤中和法是指以具有中和能力的碱性固体颗粒物为滤料，采用过滤的形式使酸性污水通过上述滤料任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理除油存在状态：浮油是含油污水的主要组分，在水中呈悬浮状态，可以依靠它与水的密度差而从水中分离出来分散油悬浮于水中的微小油珠，不稳定，静止一定间后往往形成浮油乳化油是非常细小的油滴，必须先经过破乳处理转化为浮油，然后再加以分离溶解油是在水中呈溶解状态的油微粒任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理除油隔油主要用于对污水中浮油的处理，它是利用水中油品与水密度的差异与水分离并加以清除的过程。隔油过程在隔油池中进行，目前常用的隔油池有两大类：平流式隔油池与斜流式隔油池。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理除油——平流式隔油池污水自进水管流入，密度小的油品上浮在水面，经池另一端的集油管收集并导出池外。密度大的固体杂质则沉到池底，然后经污泥斗排出。大型隔油池内还设有链带式刮油泥机，利用链带上刮板的作用，将水面的浮油和池底的污泥分别刮到集油管和污泥斗中。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理除油——平流式隔油池优点：构造简单，运行管理方便，除油效果稳定缺点：体积大，占地面积大，处理能力低，排泥难，出水中仍含有乳化油和吸附在悬浮物上的油分，一般很难达到排放要求任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理除油——斜板式隔油池经预处理后的污水，出去大的颗粒杂质后，经溢流堰和整流板进入波纹板间，油珠上浮到上板的下表面，经波纹板的小沟上浮，然后通过水平的撇油管收集，回收的油流到集油池。污泥则沉到下板的上表面，通过小沟下降到池底，然后通过排泥管排出。经处理后的污水从隔油池上部的出水管排出。撇油管泡沫塑料浮盖波纹板出水管整流管任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理过滤在水处理技术中，过滤是通过具有孔隙的粒状滤料层（如石英砂等）截留水中悬浮物和胶体而使水获得澄清的工艺过程。作用截留水中悬浮物通过过滤层还可把水中的有机物、细菌乃至病毒随着悬浮物的降低而被大量去除任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理过滤滤池净水原理阻力截留：当污水自上而下流过颗粒滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在表层滤料的孔隙中，随着此层滤料间的空隙越来越小，截污能力也变得越来越大，逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起重要的过滤作用。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理过滤滤池净水原理重力沉降：重力沉降,污水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积。接触絮凝：滤料具有巨大的比表面积，与悬浮物之间有明显的物理吸附作用。砂粒在水中常带表面负电荷，能吸附带电胶体，在滤料表面形成带正电荷的薄膜，并进而吸附带负电荷的黏土和多种有机物等胶体，在沙粒上发生接触絮凝。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理过滤滤池净水原理阻力截留重力沉降接触絮凝粒径较大的悬浮颗粒细微悬浮物表层过滤深层过滤任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理排水槽排水渠冲洗水管清水管进水管排水管过滤颗粒材料滤池——快滤池快滤池的运行，主要是过滤和反洗两个过程的循环。过滤：原水自上而下经过滤料层、承托层，经过配水系统的配水干管、清水支管及干管后进入清水池。反洗：当出水水质不满足要求或滤层水头损失达到最大值时，滤料需要进行反冲洗。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理排水槽排水渠冲洗水管清水管进水管排水管过滤颗粒材料滤池——快滤池冲洗时，冲洗水的流向与过滤完全相反，是从滤池的底部向滤池上部流动，故叫反冲洗。冲洗水的流向是：首先进入配水系统向上流过承托层和滤料层，冲走沉积于滤层中的污物，并夹带着污物进入洗砂排水槽，由此经闸门排出池外。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理排水槽排水渠冲洗水管清水管进水管排水管过滤颗粒材料滤池——快滤池滤池冲洗时，应满足如下条件：冲洗水在整个底部平面上应均匀分布冲洗水要求有足够的冲洗强度,使砂层达到一定的膨胀高度要有一定的冲洗时间冲洗的排水要迅速排除任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理过滤颗粒材料滤池——快滤池滤料要求有足够的机械强度化学性质稳定价廉易得具有一定的颗粒级配和适当的孔隙率有石英砂、无烟煤、大理石粒、磁铁矿粒以及人造轻质滤料等，其中以石英砂应用最广泛。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理离子交换离子交换法是一种借助于离子交换剂上的可交换离子和污水中的其他同性离子进行交换反应而使水质净化的方法。应用给水处理技术回收和去除工业废水中金、镍、镉、铜、铬等去除原子能工业废水中的放射性同位素去除污水中磷酸、硝酸、氨、有机物等任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理离子交换树脂离子交换树脂是一类具有离子交换特性的有机高分子合电解质，是一种疏松的具有多孔结构的固体球形颗粒。离子交换树脂按离子交换的选择性，可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理离子交换树脂选择污水处理时，对交换势大的离子宜采用弱性树脂。此时弱性树脂的交换能力强、再生容易，运行费用较省。当污水中含有多种离子时，可利用交换选择性进行多级回收，如不需回收时，可用阳、阴树脂混合床处理。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理离子交换电镀含铬废水的离子交换处理任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理萃取为回收污水中的溶解污染物，向污水中加入一种与水互不相溶却可良好溶解污染物的溶剂（即萃取剂），使其与污水充分混合，由于污染物在该溶剂中的溶解度大于其在水中的溶解度，因而大部分污染物便转移到溶剂相中。分离污水相和溶剂相，即可使污水得到净化、再将溶剂相（其中的污染物和溶剂）加以分离，即可使溶剂再生，而分离的污染物得到回收。这种分离工艺称为萃取。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理萃取剂的选择选择性好分离性能好化学稳定性好便于室温贮存和使用价格低廉，来源较广容易再生与回收任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理萃取剂的再生物理法：蒸馏或蒸发化学法：投加某种化学药剂使其与溶质形成不溶于溶剂的盐类任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理萃取法处理含酚废水任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吹脱吹脱法是用来脱除污水中的溶解气体和某些极易挥发的溶质的一种气液相转移分离法。其过程是：将空气通入污水中，使其与污水充分接触，污水中的溶解气体和易挥发的溶质便穿过气液界面，进入空气相，从而达到脱除溶解气体（污染物）的目的。这种解吸过程即为吹脱。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吹脱装置吹脱池：自然吹脱和强化吹脱，前者是依靠池面液体与空气自然接触而脱除溶解气体，后者是向池内鼓入空气或在池面上安装喷水管吹脱塔：在塔内装置一定高度的填料层，污水由塔顶往下喷淋，空气由鼓风机从塔底送入，在塔内逆流接触任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吹脱解析气体处置向大气排放炉内燃烧回收利用①用碱性溶液吸收含挥发性物质的气体②用活性炭吸附含挥发性物质的气体，饱和后用溶剂解吸③对挥发性气体如H2S进行燃烧任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理吹脱脱除硫化氢任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法膜分离法是利用特殊的薄膜（如半透膜）对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称。溶剂透过膜的过程称为渗透，溶质透过膜的过程称为渗析。常用的膜分离方法有电析、反渗透、超滤，其次是自然渗析和液膜技术。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法优点：可在一般温度下操作；不消耗热能，没有相变；装置简单，易操作控制；分离效率高。缺点：处理能力小；除扩散渗析外，均需消耗相当的能量；对预处理要求高。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——电渗析原理电渗析是指在直流电场的作用下，依靠对水中离子有选择透过性的离子交换膜，使离子从一种溶液有选择性地透过离子交换膜进入另一种溶液，以达到分离、提纯、浓缩、回收的目的。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透原理用一张半透膜将淡水和某种浓溶液隔开，该膜只让水分子通过，而不让溶质通过。由于淡水中水分子的化学位比溶液中水分子的化学位高，所以淡水中的水分子自发地透过膜进入溶液中，这种现象叫做渗透。反渗透膜任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透原理在渗透过程中，淡水一侧液面不断下降，溶液一侧液面则不断上升。当两液面不再变化时，渗透便达到了平衡状态。此时两液面高差称为该种溶液的渗透压。反渗透膜任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透原理如果在溶液一侧施加大于渗透压的压力p，则溶液中的水就会透过半透膜，流向淡水一侧，使溶液浓度增加，这种作用称为反渗透。反渗透膜任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透条件一是必须有一种高选择性和高透水性的半透膜二是操作压力必须高于溶液的渗透压任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透反渗透膜反渗透膜是一类具有不带电荷的亲水性基团的膜，种类很多。按成膜材料可分为有机和无机高聚物，目前研究得比较多和应用比较广的是：醋酸纤维素膜（CA膜）聚酰胺膜任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透反渗透膜性能选择性好，单位膜面积上透水量大，脱盐率高机械强度好热稳定性和化学稳定性好结构均匀一致，且尽可能薄寿命长，成本低任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——反渗透反渗透处理含镍废水任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——超滤超滤与反渗透一样，也依靠压力推动力和半透膜实现分离。两种方法的区别在于超滤受渗透压的影响较小，能在低压力下操作。超滤适于分离分子量大于500，直径为0.005～10μm的大分子和胶体，反渗透一般用来分离相对分子质量低于500，直径为0.0004～0.06μm的体系。任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——超滤原理一般认为超滤是一种筛分过程，超滤膜对大分子溶质的分离过程主要是：在膜表面及微孔内吸附（一次吸附）孔中停留而被去除（堵塞）在膜面的机械截留（筛分）任务四治：水污染控制水污染控制——物理化学处理膜分离法——超滤应用污水处理中，超滤主要用于电泳涂漆、印染、电镀等工业废水及城市污水的处理食品工业废水中回收蛋白质、淀粉等给水处理中主要用于去除细菌及超纯水制取的预处理任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理筛滤沉淀除油过滤任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理筛滤污水处理厂中的第一个处理单元筛是一个有孔眼的过滤装置，主要用于除去污水中较大的漂浮物和悬浮物。处理目标是什么？减轻后续处理构筑物的处理负荷防止堵塞水泵或管路回收有用物质任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理筛滤装置类型格栅（间隙3-100mm）筛网（孔径0.1-2mm）栅渣筛余物任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理筛滤——格栅在城市污水处理中，格栅通常由一组或多组平行金属棒（条）制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，或在泵站的集水池入口处，拦截粗大的悬浮物，以保护水泵、阀门、管道和其他附件，使其不受破布或较大物体的堵塞和损伤。工业废水处理厂是否需要则取决于废水的特性。任务四治：水污染控制水污染控制——一级处理/物理处理筛滤——筛网筛网用以截阻、去除污水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物。筛网一般用薄铁皮钻孔制成，或用金属丝编制而成，孔眼直径一般为0.5～1.0mm。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理筛滤格栅（间隙3-100mm）筛网（孔径0.1-2mm）栅渣筛余物垃圾填埋焚烧破碎任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉淀是使水中悬浮物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清。这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。作用是什么？作为化学处理与生物处理的预处理用于化学处理或生物处理后，分离化学沉淀物、分离活性污泥或生物膜污泥的浓缩脱水灌溉农田前作灌前处理任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀——理想沉淀池理想沉淀池由流人区、沉降区、流出区和污泥区四部分组成。对于理想的沉淀池，作如下假定：从人口到出口，池内污水按水平方向流动，颗粒水平分布均匀，水平流速为等速流动二是悬浮颗粒沿整个水深均匀分布，处于自由沉淀状态，颗粒的水平分速等于水平流速，沉降速度固定不变三是颗粒沉到池底即认为被除去理想沉淀池任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉砂池：分离相对密度较大的无机颗粒沉砂池一般设在泵站、沉淀池之前，用于保护机件和管道免受磨损，还能使沉淀池中污泥具有良好的流动性，能防止排放与输送管道被堵塞，且能使无机颗粒和有机颗粒分别分离，便于分离处理和处置。以重力分离作为基础，一般属自由沉淀类型。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉砂池——平流沉砂池平流沉砂池结构简单，截留效果好，是沉砂池中常用的一种。这种池子的水流部分，实际上是一个加宽加深的明渠，两端设有闸板，以控制水流，池底设1～2个贮砂斗。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉砂池——曝气沉砂池曝气沉砂池是一长形渠道，沿池壁一侧的整个长度距池底60～90cn的高度处安设曝气装置，而在下部设集砂斗，池底有一定坡度，以保证砂粒滑入。由于曝气的作用，水流在池内呈螺旋状前进。使颗粒处于悬流状态，且互相摩擦，使表面有机物擦掉，获得较纯净的砂粒。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉淀池沉淀池是分离水中悬浮颗粒的一种主要处理构筑物，应用十分广泛。沉淀池利用水的自然沉淀或混凝沉淀的作用来除去水中的悬浮物。沉淀池按水流方向分为水平沉淀池和垂直沉淀池，沉淀效果决定于沉淀池中水的流速和水在池中的停留时间。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉淀池——平流式沉淀池平流式沉淀池池形呈长方形，水在池内按水平方向流动，从池一端流入，从另一端流出。按功能区分，沉淀池可分为流入区、流出区、沉降区、污泥区以及缓冲层五个部分。优点：有效沉降区大，沉淀效果好，造价较低，对污水流量适应性强。缺点：占地面积大，排泥较困难。任务四治：水污染控制水污染控制——物理处理沉淀沉淀池——竖流式沉淀池竖流式沉淀池在平面图形上一般呈圆形或正方形，原水通常由设在池中央的中心管流入，在沉降区的流动方向是由池的下面向上作竖向流动，从池的顶部周边流出，池底锥体为贮泥斗，它与水平的倾角常不小于45°。优点：排泥容易，不需设机械刮泥设备，占地面积较小。缺点：造价较高，单池容量小，池深大，施工较困难。任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理定义去除胶体和溶解态有机物最经济有效的方法是生物化学法，简称生物法。生物法主要依靠微生物的新陈代谢将污水中的有机物转化为自身细胞物质和简单化合物，使水质得到净化。分类按对氧气需求情况，分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理微生物生长条件营养：控制合适的碳氮磷比温度：控制适宜的水温并保持稳定pH值：保持pH值的稳定溶解氧：好氧微生物需要氧分子，厌氧微生物不需要氧分子有毒物质：严格控制有毒物质浓度任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理污水的可生化性定义污水的可生化性指的是污水中污染物被微生物降解的难易程度，即污水生物处理的难易程度。污水的可生化性取决于污水的水质，即污水所含污染物的性质。评价指标污水的可生化性常用BOD5与COD的比值来评价。任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理污水的可生化性改善途径调节营养比调节pH值预处理任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理分类按照作用机制和对氧的需求，可将生物处理分为好氧法和厌氧法按照微生物的附着方式，可将生物处理分为悬浮生长法和固着生长法，即活性污泥法和生物膜法任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法活性污泥好氧微生物生长繁殖并凝聚在一起形成菌胶团，在菌胶团上共生着其他微生物（原生动物等）并吸附和交织着无生命的固体杂质而形成活性污泥，简单说，是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称。任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法定义活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理有机污水的一类好氧处理方法。是一种广泛应用而行之有效的传统污水生物处理法，也是一项极具发展前景的污水处理技术。任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法基本流程任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法净化过程吸附阶段：污水与活性污泥混合后，污水中的固体有机物等污染物首先被吸附转移到活性污泥表面稳定阶段：吸附转移到活性污泥表面的污染物被微生物分解转化为CO2和H2O等简单化合物及自身细胞（最为重要）混凝阶段：曝气池中的混合液进入二沉池后，活性污泥颗粒和游离微生物等固形物在微生物的作用下，相互凝聚形成大颗粒絮体任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解污水或污泥中的有机污染物，分解的最终产物是以甲烷为主的消化气（即沼气），沼气是可以作为能源利用的。任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理原理有机物在厌氧条件下的消化降解过程可分为三个阶段：水解酸化阶段（酸性发酵）产氢产乙酸阶段产甲烷阶段（碱性发酵）任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理——污泥的厌氧消化污泥的厌氧消化是污泥稳定化处理最通用的方法。其主要处理对象是初次沉淀污泥、腐殖污泥、剩余活性污泥。作用污泥稳定化污泥减量化消化过程中产生沼气任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理——污泥的厌氧消化消化工艺二级消化工艺为两个消化池串联运行，生污泥连续或分批投入一级消化池中并进行搅拌和加热污泥中有机物的分解主要在一级消化池中进行一级消化池的污泥靠重力排入二级消化池中二级消化池勿需搅拌和加热二级消化工艺比一级消化工艺总的耗热量少任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理——污水的厌氧消化升流式厌氧污泥床反应器（UASB反应器）反应器内没有载体，是一种悬浮生长型的消化器主体部分由反应区、沉降区和气室三部分组成特点占地少，造价低，运行管理方便能在反应器内形成颗粒污泥一旦形成颗粒污泥，UASB反应器即能够承受很高的容积负荷任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理——污水的厌氧消化水解（酸化）-好氧生物处理法将厌氧和好氧有机地结合起来，该工艺在厌氧段摒弃了厌氧消化过程中对环境条件要求严格、降解速度较慢的甲烷发酵阶段，使厌氧段控制在水解（酸化）阶段，水中一些难以生物降解的大分子物质可转化为易于生物降解的小分子物质（如有机酸等），从而使废水的可生化性和降解速度大幅度提高。任务四治：水污染控制水污染控制——生物处理厌氧处理——污水的厌氧消化水解（酸化）-好氧生物处理法工艺流程任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法基本流程任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法——曝气池定义活性污泥法的许多运行方式都需要供给氧气，这种向活性污泥系统提供氧气的过程叫做曝气。目的获得足够的溶解氧防止池内悬浮体下沉加强池内有机物与微生物及溶解氧接触任务四治：水污染控制水污染控制——好氧生物处理活性污泥法——