模块一给水处理概论设备与环境建筑环境工程教学团队课件

模块一给水处理概论设备与环境学院建筑环境工程教学团队主讲教师：陈红模块一给水处理概论01水源水质03给水处理方法与工艺流程02水质标准水源水质01c水源水质自然过程:矿物溶解、死亡残骸、地表冲刷携带人为因素:工业废水、农业污水、生活污水原水中杂质来源一、水源水质cc按尺寸大小，可分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物3种。按化学结构，可分为无机物、有机物、生物等。原水中杂质分类水中杂质分类杂质溶解物胶体悬浮物颗粒尺寸0.1nm1nm10nm100nm1μm10μm100μm0.1mm分辨工具电子显微镜可见超显微镜可见显微镜可见肉眼可见水的外观透明浑浊浑浊一、水源水质悬浮物悬浮物尺寸较大，易于在水中下沉或上浮。

易于下沉的一般是大颗粒泥砂及矿物质废渣等;

能够上浮的一般是体积较大而密度小的某些有机物。一、水源水质胶体胶体物质包括粘土、某些细菌及病毒、腐殖质、蛋白质、各种胶质。天然水中的胶体一般带负电荷。工业废水排入水体，会引入各种各样的胶体或有机高分子。一、水源水质悬浮物和胶体是使水产生浑浊现象的根源。天然水中的胶体一般带负电荷。有机物，如腐殖质及藻类等，往往会造成水的色、臭、味。随生活污水排入水体的病菌，病毒及原生动物等病原体会通过水传播疾病。

悬浮物和胶体是饮用水处理的主要去除对象。水中悬浮物和胶体如何去除?一、水源水质溶解杂质溶解杂质包括有机物和无机物两类。无机溶解物是指水中所含的无机低分子和离子。有机溶解物主要来源于水源污染，也有天然存在的，如腐殖质等。无机溶解杂质主要是某些工业用水的去除对象。有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水的去除对象。溶解性有机物已成为饮用水处理的重点去除对象之一，是目前水处理专家们重点的研究对象之一。一、水源水质溶解气体天然水中的溶解气体主要是氧、氮和二氧化碳，有时也含有少量硫化氢。天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解，部分来自藻类和其他水生植物的光合作用。天然水体，溶解氧含量一般为5~10mg/L，最高含量不超过14mg/L。当水体受到废水污染时，溶解氧含量降低。严重污染的水体，溶解氧甚至为零。一、水源水质地表水中的CO2,主要来自有机物的分解。地下水中的CO2除来源于有机物的分解外，还有在地层中所进行的化学反应。地表水中(除海水以外）含量一般小于20~30mg/L;地下水中CO2,含量约几十~数百mg/L。海水中CO2,含量很少。水中氮主要来自空气中氮的溶解，部分是有机物分解及含氮化合物的细菌还原等生化过程的产物。水中硫化氢的存在与某些含硫矿物（如硫铁矿）的还原及水中有机物腐烂有关。地表水中H2S含量较高，往往与含有大里含硫物质的生活污水或工业废水污染有关。一、水源水质离子天然水中所含主要阳离子有Ca2+、Mg2+、Na+;主要阴离子有HCO3-、SO42-、Cl-。此外还含有少量K+、Fe2+、Mn2+、Cu2+等阳离子及HSiO3-、CO32-、NO3-,等阴离子。一、水源水质地下水水质清澈，水质、水温较稳定。一般宜作饮用水和工业次却水水源。地下水含盐量通常高于地表水(由于地下水流经岩层时溶解了各种可溶性矿物质)。地下水含盐量在200~500mg/L，多雨地区含盐量少，干旱地区含盐量多。一、水源水质地下水硬度高于地表水。我国地下水总硬度通常在60~300mg/L(以CaO计)之间，少数地区有时高达300~700mg/L。硬度表示方法:mg/L(CaO计);德国度(1°=10ppmCaO)地下水铁、锰含量往往较高。地下水天坑底部一、水源水质江河水水中悬浮物和胶态杂质含量较多，浊度高于地下水，其杂质含量可用含砂和浑浊来衡量。江河水的含盐量和硬度较低。江河水易受工业废水和生活污水的污染。某某排水口一、水源水质湖泊及水库水水源易受污染，水质、水温不稳定。低浊度、低含盐量、低硬度，含藻量大。通常需通过净水工艺处理，宜为饮用水和工业用水。注意含藻水的处理。某某水库一、水源水质海水水源易受污染，水质、水温不稳定。高含盐量、高硬度。通常需通过海水淡化处理，宜为饮用水和工业用水。注意淡化的处理技术。形成盐块海域一、水源水质受污染水源中的杂质水源污染中有重金属和有机物污染，有机污染更严重，产生速度快。60~70年代重视重金属污染80年代后关注有机污染物①保护水源，控制污染源②强化水处理工艺一、水源水质重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。既有因人类活动导致环境中重金属含量增加，超出正常范围，使环境质量恶化，也有个别地区（如喀斯特)因石漠化导致重金属释放。一、水源水质有机物污染由于受水土流失、水源污染等因素的影响,地表水成分逐渐趋于复杂，有机成分增多，给水处理难度增大。

水中天然有机物浓度很高，消毒产生大量氯化消毒副产物，大部分对人体健康有较大危害;由于水体受到污染，导致富营养化，藻类过量繁殖，产生难闻的臭味和有害的藻毒素。一、水源水质水质标准02水质标准是指用水对象（包括饮用和工业用水等）所要求的各项水质参数应达到的指标和限值。生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)生活饮用水水源水质标准(CJ3020-93)地表水环境质量标准(GB3838-2002)地下水环境质量标准(GB-T14848-93)农田灌溉水质标准（GB5084-2005)渔业水质标准（GB11607—89)海水水质标准GB3097-1997工业用水水质标准水质标准可分为国际标准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标准等不同等级。二、水质标准（一）地表水环境质量标准基本项目适用于全国江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。（24项）（二）集中式生活饮用水地表水源地补充项目（三）集中式生活饮用水地表水源地特定项目适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区和二级保护区。（5项）由县级以上人民政府环境保护行政主管部门根据本地区地表水水质特点和环境管理的需要进行选择。（80项）1、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）二、水质标准Ⅰ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。1、《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）二、水质标准Ⅰ类：主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各类用途；Ⅱ类：主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各类用途；Ⅲ类：以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水；Ⅳ类：以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外，适当处理后可作生活饮用水；Ⅴ类：不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用。2、《地下水环境质量标准》（GB/T14848-2017）二、水质标准2006年12月29日，卫生部、国家标准化委员会发布2006年第12号文件，批准发布《生活饮用水卫生标准》及检测方法国家标准。标准自2007年7月1日起实施，其中《生活饮用水卫生标准》中非常规指标的实施项目和日期有省级人民政府根据当地实际情况确定。全部指标最迟于2012年7月1日实施。二、水质标准3、《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)感官性状和一般化学指标毒理学指标细菌学指标放射性指标检验项目分为常规检验项目和非常规检验项目两类常规检验项目42项非常规检验项目64项二、水质标准二、水质标准二、水质标准二、水质标准二、水质标准《生活饮用水卫生标准》2022年3月15日，国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会联合发布中华人民共和国国家标准公告（2022年第3号）“关于批准发布《生活饮用水卫生标准等5项强制性国家标准的公告》”《生活饮用水卫生标准》获得正式批准，将于2023年4月1日开始实施适用于各类生活饮用水，规定了生活饮用水水质要求、生活饮用水水源水质要求、集中式供水单位卫生要求、二次供水卫生要求、涉及饮用水卫生安全的产品卫生要求、水质检验方法。与旧版本相比，GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》调整主要为：①指标分类②指标数量③指标名称④指标限值⑤水质参考指标内容更具科学性、实用性，更契合新形势下饮用水卫生安全的要求。《生活饮用水卫生标准》调整内容一、指标分类方法调整二、水质指标数量变化三、8项指标限值变化四、指标名称变化五、指标分类变化六、小型集中式供水和分散式供水

部分水质指标及限值变化

七、不同消毒方式的消毒剂

测定指标更加明确

1、指标分类方法调整类别原分类（42项+64项+28项）106项新分类（43项+54项+55项）97项水质指标常规指标（表1、表2,42项）常规指标（表1、表2,43项）:反映生活饮用水水质基本状况的水质指标，各地在水质检测、监测中应实施的指标。非常规指标（表3,64项）扩展指标（表3,54项）:反映地区生活饮用水水质特征及在一定时间或者特殊情况下水质状况的指标。参考指标附录A中的表A.1,28项附录A中的表A.1,55项当生活饮用水中含有附录A所列指标时，可参考表A.1中指标的限值评价。

1、指标分类方法调整重要指标变化具体情况如下：序号指标变化情况控制值说明1乙草胺新增0.02mg/L乙草胺作为一种新型除草剂，我国使用呈逐渐上升；在我国饮用水中有较高的检出率，有成熟检测方法。2高氯酸盐新增0.07mg/L高氢酸盐与甲状腺疾病有相关性；WHO导则第四版第一次增补版中増加了饮用水中高氯酸盐的限值，为0.07mg/L32-甲基异莰醇(2-MIB)新増10ng/L①指标为原标准资料附录中规定指标。②藻污染暴发可导致2-甲基异莰醇及土臭素的产生。指标嗅味阈值低(10ng/L)，超过限值可导致饮用水产生令人极为敏感的臭味。4土臭素新増10ng/L5耐热大肠杆菌删除①耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌均可作为水体是否受到粪便污染的指示菌，但大肠埃希氏菌比耐热大肠菌群具有更强的指示性，其检出的卫生学意义亦大于耐热大肠菌群。②我国各个层级实验室耐热大肠菌群和大肠埃希氏菌检测能力基本相当。微生物指标1985年版2006年版2022年版微生物指标限值微生物指标限值微生物指标限值细菌总数/（CFU/mL）100CFU/mL菌落总数/（CFU/mL）100菌落总数/（MPN/100mL或CFU/100mL）100总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出总大肠菌/（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出总大肠菌/（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出粪大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌/（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌/（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌/（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出2、水质指标数量变化参考指标由28项调整为55项其中，17项新增，12项由原标准水质指标转入（1项常规，11项非常规），2-甲基异莰醇(2-MIB)、土臭素2项指标转为水质指标。3、8项指标限值变化97项水质指标中，有8项指标限值发生变化，具体情况见下表：序号名称原指标修订指标1硝酸盐（以N计）10mg/L.水源受限为20mg/L1Omg/L2浑浊度1NTU1NTU,小型集中式供水因水源与净水技术限制时，暂按3NTU执行3高锰酸盐指数（以O2计）3mg/L当原水耗氢量＞6mg/L时可放宽至5mg/L3mg/L4游离余氢呈出厂水：4mg/L出厂水和末梢水：2mg/L5硼1.0mg/L0.5mg/L6氯乙烯0.005mg/L0.001mg/L7三氯乙烯0.07mg/L0.02mg/L8乐果0.08mg/L0.006mg/L4、指标名称变化序号原名称现名称1耗氢量高钱酸盐指数（以O2计）2氨氮氨（以N计）31.2-二氯乙烯1.2-二氯乙烯（总量）7项指标由原非常规指标调整为常规指标考虑到氯化消毒的广泛采用，消毒副产物在饮用水中检出率较高，且有较强的健康效应，因此一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷、三卤甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸等6项指标由原来的非常规指标调整为常规指标。由此可见，消毒副产物的受重视程度进一步提升。鉴于氨（以N计）能反映水体受生活污水等污染的程度，且其浓度对净水工艺，特别是消毒剂的投加控制具有重要影响，因此，将氨（以N计）由原来的非常规指标调整为常规指标。5、指标分类变化12项指标从原非常规调整为参考指标结合多部门水质调查、检测结果以及相关毒理学证据，新标准将三氯乙醛（从原0.01mg/L放宽到0.1mg/L）、硫化物、六六六（总量）、对硫磷、甲基对硫磷、林丹、滴滴涕、甲醛、1,1,1-三氯乙烷、1,2-二氯苯、乙苯、氯化氰等12项指标从原非常规调整至参考指标。5、指标分类变化4项指标由原常规指标调整为扩展指标鉴于我国饮用水中硒、四氯化碳、挥发酚类（以苯酚计）和阴离子合成洗涤剂等4项指标超标率较低，仅为局部点状污染或区域性污染，新国标将上述四项指标由原常规指标调整为扩展指标。5、指标分类变化删除了GB5749—2006中表4“小型集中式供水和分散式供水部分水质指标及限值”的过渡性要求，不单独对农村小型供水放宽要求，仅通过表1中相关说明，在因水源与净水技术受限时，对菌落总数、硝酸盐、氟化物、浊度4个项目指标保留了过渡性要求。从限值的变化来看，对小型集中式供水和分散式供水的水质要求在向大型集中供水水质标准靠拢，变得更加严格和规范。6、小型集中式供水和分散式供水部分水质指标及限值变化7、不同消毒方式的消毒剂测定指标更加明确新标准对采用液氯、次氯酸钠、次氯酸钙、氯胺、臭氧、二氧化氯、二氧化氯与氯混合消毒剂发生器等多种消毒方式时，更加明确了应开展的测定指标及要求。2009年11月24日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《城镇供水厂运行、维护及安全技术规程》（CJJ—2009）行业标准该标准自2010年8月1日起实施。二、水质标准2.1.2当供水厂选用地表水或地下水作为供水水源时，其水质应分别符合国家现行标准《地表水环境质量标准》GB3838、《地下水质量标准》GB/T14848和《生活饮用水水源水质标准》C3020的要求。2.1.4出厂水水质必须达到使管网水质符合现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749规定的要求。2.2.1供水厂必须按照现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749的有关规定，并结合本地区的原水水质特点对进厂原水进行水质检验。当原水水质发生异常变化时,应根据需要增加检验项目和频率。二、水质标准供水厂水质检测项目和频率水样检测项目检测频率水源地表水地下水浑浊度、色度、奥和味、肉眼可见物、CODMn、氨风、细菌总数、总大肠的群、大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群每日不少于1次地表水现行国家标准《地表水环境质量标准》CGB3838中规定的水质检验基本项目、补充项目及特定项目每月不少于1次地下水现行国家标准《地下水质量标准》GB/T14848中规定的所有水质检验项自每月不少于1次二、水质标准水样检测项目检测频率沉淀、过滤等各净化工序浑浊度及特定项目每1~2小时1次浑浊度、余氯、pH在线监测或每小时1~2次出厂水浑浊度、色度、臭和味、肉眼可见物、余氯、细菌总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群、CODMn每日不少于1次二、水质标准给水处理方法与工艺流程03水样检测项目检测频率出厂水现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749规定的表1、表2全部项目和表3中可能含有的有害物质每月不少于1次现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749规定的全部项目以地表水为水源:每半年检验1次以地下水为水源:每年检验1次管网水色度、嗅和味、浑浊度、余氨、细菌总数、总大肠菌群、管网末梢水还应包括CODmn每月不少于2次管网末梢水现行国家标准《生活饮用水卫生标准》GB5749规定的表1、表2全部项目和表3中可能含有的有害物质每月不少于1次三、给水处理方法与工艺流程给水处理的任务通过必要的处理方法去除水中杂质，使之符合生活饮用或工业使用所要求的水质。给水处理方法的选择应根据水源水质和用水对象对水质的要求确定。给水处理工艺流程：在给水处理中，有的处理方法除了具有某一特定的处理效果外，往往也直接或间接地兼收其他的处理效果。为了达到某一处理目的，往往几种方法结合使用。三、给水处理方法与工艺流程澄清和消毒澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。依原水水质不同可适当增减某些处理构筑物。原水加药后，经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，而后通过沉淀池进行重力分离。过滤是利用粒状滤料截留水中杂质的构筑物，用以进一步降低水的浑浊度。消毒是灭活水中致病微生物，通常在过滤以后进行。主要消毒方法是在水中投加消毒剂以杀灭致病微生物。我国普遍采用氯，也用漂白粉、二氧化氯及次氯酸钠等，臭氧也被采用。三、给水处理方法与工艺流程以地表水为水源的城市给水处理的典型工艺流程水源取水构筑物取水泵站过滤池沉淀池反应池清水池供水泵房输配水管网加药消毒用户三、给水处理方法与工艺流程南宁市陈村水厂陈村水厂的供水能力将从40万立方米/日提高至60万立方米/日成为南宁市日供水规模最大的现代化自来水厂。回转絮凝-平流沉淀池-V型滤池三、给水处理方法与工艺流程以地下水为水源的城市给水处理的典型流程水源地下取水构筑物消毒集水井简单处理供水泵房管网用户三、给水处理方法与工艺流程污染水源的城市给水处理的工艺流程常规处理工艺：混凝——沉淀——过滤——消毒预处理方法：粉末活性炭吸附法、臭氧或高锰酸钾氧化法、生物氧化法等，去除的主要对象是水中的有机污染物，同时也具有除味、除臭及除色作用。深度处理法：粒状活性炭吸附法、臭氧—粒状活性炭联用法、生物活性炭法、化学氧化法、光化学氧化法、超声波—紫外线联用法、膜滤法等预处理常规处理深度处理三、给水处理方法与工艺流程除臭、除味这是饮用水净化中所需的特殊处理方法。当原水中臭和味严重，而采用澄清和消毒工艺系统不能达到水质要求时才采用。除臭、除味的方法取决于水中臭和味的来源。有机物产生的臭和味活性炭和氧化法溶解性气体或挥发性有机物所产生的臭和味曝气法藻类繁殖而产生的臭和味微滤或气浮法除藻剂溶解盐类所产生的臭和味除盐三、给水处理方法与工艺流程除铁、除锰和除氟当地下水的铁、锰含量超过生活饮用水卫生标准时，需采用除铁、锰措施。方法:自然氧化法、接触氧化法、药剂氧化法生物氧化法和离子交换法等。原理:除离子交换法外，均是使溶解性二价铁和锰分别转化为三价铁和四价锰沉淀物去除。当水中含氟量超过1mg/L时，需除氟。方法:①投加硫酸铝、氯化铝或碱式氯化铝产生氟化物沉淀;②利用活性氧化铝或磷酸三钙等进行吸附。三、给水处理方法与工艺流程软化处理对象主要是水中钙镁离子。方法:离子交换法（阳离子交换剂）和药剂软化法（石灰、苏打沉淀)。淡化和除盐处理对象主要是水中溶解盐，包括阴阳离子。淡化:将高含盐量的水处理成生活饮用或工业用水要求。除盐:制取纯水或高纯水的过程。方法:蒸馏法、离子交换法、电渗析及反渗透法。三、给水处理方法与工艺流程水的冷却工业生产中循环冷却水系统所需的处理工艺。用水作为冷却介质对设备进行降温。水的冷却一般采用冷却塔，也有采用喷水冷却池或水面冷去池。水的腐蚀与结垢控制水在使用过程中会对金属管道或容器材质产生腐蚀和结垢作用，循环冷却水尤为突出。方法:投加化学药剂对水质进行调理。空制腐蚀的药剂为缓蚀剂