环境工程学-第02章水质与水体自净

水污染控制工程第一章绪论第二章水质与水体自净第三章水污染物物化控制工程第四章水污染物生化控制工程环境工程学水污染控制大气污染控制工程固废的处理与处置噪声控制工程如何学好水篇?1.把握好表征（表示）水质以及水体污染物的各种概念、参数。2.把握好各种水体污染物的物理化学性质。3.熟知与水相关的各种环境标准（环境质量标准和污染物排放标准）4.注意搜集、积累、熟知一些不同工业生产的工艺流程。（造纸印染钢铁电厂石化水泥工业等）5.把握好生活污水和各种典型工业所产生废水所具有的特点。6.把握好各种水污染治理所涉及到的技术、原理、工艺、设备。7.提高综合解决水污染问题的能力。第二章水质与水体自净第一节水的循环与污染第二节水质与水质标准第三节废水成分与性质第四节水体自净与水环境容量第五节水处理的基本原则和方法2.1.1水在地球上的分布特点水量大但极不均衡海水多淡水少时空分布不均衡人均水量不均衡97.3%的是海水我国人均占有水量2400m3/人，只相当于世界人均占有量的1/4。淮河以北水资源19%，而耕地占64%。2.1水的循环与污染第二章水质与水体自净2.1.2水的循环（1）自然循环在太阳能及其他自然力的作用下，通过降水、径流、渗流和蒸发等方式，构成水的自然循环。图（2）社会循环人类社会为了满足生活和生产的需求，从各种天然水体中取用大量的谁，经过使用后的水最终又流入天然水体中。图（3）水的自然循环和社会循环的关系人类社会为了满足生活和生产的需求，从各种天然水体中取用大量的谁，经过使用后的水最终又流入天然水体中。图2.1水的循环与污染第二章水质与水体自净BACK第二章水质与水体自净BACK水的社会循环与自然循环示意图自然循环平衡破坏取水排放水污染控制工程平衡破坏给水处理社会循环BACK水污染：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。自然污染：自然原因造成的污染。人为污染：人类生活和生产活动中产生的废物对水的污染。2.1.3自然污染和人为污染2.1水的循环与污染水污染分类(Classification)（1）按造成水体污染的原因分自然污染人为污染（2）按受纳水体分地面水污染源地下水污染源海洋污染源（3）按污染源释放的有害物质的种类分物理性污染源化学性污染源生物性污染源（4）按污染源的分布特征分点污染源非点污染源（面污染源）2.1水的循环与污染2.1.4水污染的分类和影响（1）无机污染物质：如：酸、碱、无机盐（2）无机有毒物质：如：重金属、氰化物（3）有机有毒物质：如：PAHs、农药（4）需氧污染物质：如：碳水化合物、蛋白质、醇等（5）植物营养物质（富营养化）如：N、P（6）油类：如：矿物油、动植物油、原油化学性污染2.1水的循环与污染2.1.4水污染的分类和影响物理性污染（1）悬浮物质污染:来源于不溶性物质如：泥沙、生活垃圾（2）热污染如：热电厂、核电站的冷却水（3）放射性污染如：核试验、核电厂、医学、农业、辐照食品厂生物性污染（1）医院污水（2）某些工业废水2.1水的循环与污染2.1.4水污染的分类和影响1.概念（1）水质：即水的品质，是指水和其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。（2）水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，判断水质的具体衡量标准。2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators溶解物质solute胶体物质colloid悬浮物质～10-610-6～10-310-3～mm2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators2.水体中杂质存在状态分类水体中杂质存在的状态决定水处理工艺（单元）如何选择3、水质指标分类水质指标的作用：污水和受纳水体的物理学、化学、生物学等方面的特征是通过水质指标来表示的。水质指标是控制和掌握污水处理设备的处理效果和运行状态的重要依据。第一类物理性水质指标第二类化学性水质指标第三类生物性水质指标水质指标2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators第一类，物理性水质指标（1）感官性物理性水质指标温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度（2）其他物理性水质指标总固体TS（Totalsolids）、悬浮固体SS（Suspendedsolids）溶解固体DS（Dissolvedsolids）、可沉固体、电导率2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators第二类、化学性水质指标①一般的化学性指标。②有毒的化学性指标。③有关氧平衡的指标。①一般的化学性指标pH、碱度、硬度、各种阴离子、各种阳离子、总含盐量、一般有机物质等。②有毒的化学性指标如重金属、氰化物、多环芳烃、农药等。③有关氧平衡的指标如溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）、总有机炭（TOC）等。2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators第三类，生物学水质指标包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（1）浑浊度(turbidity)（2）色度(chromaticitycolor)（3）固体(solids)（4）比电导(specificconductance)（5）总含盐量和离子平衡（6）碱度(alkalinity)（7）硬度(hardness)（8）化学需氧量(COD)（9）生物化学需氧量(BOD)（10）总有机碳(TOC)和总需氧量(TOD)2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators4、常用水质指标简介概念：水体中不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度。原因：通过水样的光被散射或被吸收。发展变化：JTU杰克逊浊度单位：蒸馏水中含有1mg/L的SiO2为一个浊度NTU散射光浊度单位：光电浊度计，且与入射光呈90度角FTU福尔马肼浊度单位（甲[月朁]）：硫酸肼+六亚甲基四胺配置标准浑浊液相互关系：40度FTU=40度NTU=40度JTU2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（1）浑浊度(turbidity)（2）色度(chromaticitycolor)真色：水中所含溶解物质或胶体物质所致，即除去水中悬浮物后所呈现出的颜色。测定方法：铂钴标准比色法（氯铂酸钾和氯化钴配成与天然水黄色色调相同的标准比色系列）1L水中含有相当于1mg铂时所产生的颜色成为1度（1个真色单位TCU）适用：天然水和用水。表色：包括由溶解物质、胶体物质和悬浮物质共同表现出的颜色。表色测定方法：用文字描述其表色；稀释倍数法——比色管＋无色清洁水适用：废水和污水2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators总固体（蒸发残渣）：一定温度下将一定体积的水样蒸发至干时所残余的固体物质总量；103～105℃时蒸发后的残渣总量称为“总固体”（TS）。溶解固体（DS）：过滤后，取滤液在103～105℃烘干后质量悬浮固体（SS）：过滤后，取滤渣在103～105℃烘干后质量挥发性固体(灼烧减重)：600℃蒸发干燥后固体失去的重量固定性固体:总固体－挥发性固体（3）固体2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators比电导又称电导率：是指在25℃时长1m、横截面积为1m2水中的电导值，用电导仪来测量。单位：mS/m（4）比电导(specificconductance)（5）总含盐量和离子平衡总含盐量（总矿化度）：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量。总含盐量＝∑阳离子＋∑阴离子天然水主要阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+阴离子：HCO3-、CO32-、SO42-、CL-2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（6）碱度（alkalinity）概念：水接受质子的能力，水中所有能与强酸相作用的物质所接受H+的物质的量的总和。测定方法：中和滴定法指示剂：酚酞（变色范围pH8.3）甲基橙（变色范围pH4.4）酚酞碱度（P）甲基橙碱度（总碱度T）碳酸盐碱度重碳酸盐碱度氢氧化物碱度2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（7）硬度概念：由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生成水垢的二价金属离子的存在而产生的。（钙和镁离子），多用EDTA络合滴定法测定，分为以下两种硬度：碳酸盐硬度（暂时硬度）：受热煮沸可以除去。非碳酸盐硬度（永久硬度）：硫酸盐以及氯化物构成。总硬度＝碳酸盐硬度＋非碳酸盐硬度2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（8）化学需氧量和耗氧量（COD）化学需氧量(COD，CODCr)：一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂（重铬酸钾K2Cr2O7）作用时所消耗的氧化剂量，代表废水有机质总量。2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（9）生物化学需氧量（BOD）概念：有氧条件下，水中可分解有机物由好氧微生物氧化分解所需的氧量。生活污水BOD范围在250~570mg/L；综合污水100～300mg/L;垃圾渗滤液2000～30000mg/L。2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（9）生物化学需氧量（BOD）BOD5：5日生物化学需氧量（20℃），大概占总BOD的70％。COD和BOD关系：CODBODBOD/COD0.3则适宜采用生物化学处理（可生化性）2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators（10）总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC：900-950℃，高温燃烧有机碳生成的二氧化碳量，常以碳表示(mg/L)，应先去除无机碳的干扰（加酸）。TOD：900℃，有机物高温燃烧变成稳定的氧化物的需氧量。2.2水质指标和水质标准2.2.1水质指标Waterqualityindicators(1)地表水环境质量标准保护地面水体免受污染。适用于江、河、湖泊、水库等具有使用功能的地面水域。《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）(2)地下水质量标准《地下水质量标准》（GB/T14848-93）(3)污水综合排放标准地表水环境质量标准规了定地表水体中各类有害物质的允许标准值。还必须控制地面水体的污染源，对各类污染物允许的排放浓度作出规定。《污水综合排放标准》（GB8978─1996）(4)城镇污水处理厂污染物排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）修改单(5)其它水质标准用水水质标准：如工业用水水质标准、渔业水域水质标准、游泳用水水质标准、农田灌溉水质标准等。行业排放标准：如石油炼制工业、制革工业、医院污水、造纸工业、钢铁工业、纺织染整工业、肉类加工工业、合成氨工业等。(6)污水回用标准《城市污水再生利用分类》（GB/T18919-2002）《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）《城市污水再生利用地下水回灌水质》（GB/T19772-2005）《城市污水再生利用工业用水水质》（GB/T19923-2005）《城市污水再生利用农业用水水质》2.2水质指标和水质标准2.2.2水质标准waterstandard生活污水工业废水农业废水2.3废水的成分和性质一、水体自净含义：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分的或完全的