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水及废水处理工艺设计-7-1水质与水处理概论1.1饮用水水质与水质标准1.1.1饮用水水质1.1.1.1地表水水质1.1.1.1.1地表水水质特点表1.1地表水水质特点类型特点江河水1.受自然条件影响大2.水中悬浮物和胶体物质含量高，浓度变化范围大3.含盐量较低，一般在50-500mg/l4.硬度较低，一般在15-30mg/l5.易手污染，色、嗅、味变化较大湖泊及水库水1.大部分特点与江河水类似2.浊度较低而一般含藻类较多3.含盐量高于江河水、微咸水湖和成水湖含盐量高达1000-数万mg/l海水1.含盐量高，且所含盐类或离子的比重比例基本一定2.氯化物含量高，占总含盐量的89%左右1.1.1.1.2地表水的物理特征及其指标（1）地表水中的杂质及其指标水是一种极好的溶媒，除可溶解的物质外，不溶解的悬浮物质，胶体物质和生物等均可存在于水体，特别是河流、水库、湖泊等地面水体，因此，自然界中各种水源中都含有杂质，其组分由地质、水文地质、气候条件以及人类的生活、生产活动等因素决定。无机或有机杂质以各种分散状态存在于水中，按杂质颗粒尺寸大小分为悬浮物，胶体和溶解物三类。以悬浮物形式存在的有粘土、石英、石灰、石膏及来自动物和植物的各种物质；呈胶体状态的有粘土、硅和铁的化合物，细菌和病毒、微生物生命活动的产物、腐殖质和蛋白质；溶解杂质包括氧、氮和二氧化碳等溶解气体、碱金属、碱土金属及重金属的盐类各种有机化合物以及溴碘等，水中杂质尺寸大小分类见下表1．2。表1.2水中杂质分类（2）其他指标表征水的物理性质的其他指标有温度、色度、嗅与味、浑浊度、固体含量、电导率．现水及废水处理工艺设计-8-将部分指标简述如下：1)臭与味臭和味的定性一般还没有固定的表示方去。目前，测定水的臭与味只能靠人的感官进行，还没有完全客观地依靠仪器的测定方法，因此，这种测定不可避免地会带有若干主观成分。(A)水生动植物和微生物的繁殖和衰亡(B)有机物的腐败分解；(C)溶解气体H2S等；(D)工业废水各种杂质；2)色度地表水往往呈现出各种颜色，如较清洁的地表水色度一般为15—25度，湖泊水可达60度以上，甚至高达数百度。饮用水一般要求色度不超过15度，某些工业用水要求更严，如染色用水要求色度在5度以下。造成地表水色度的因素是多方面的见表1.3。表1.3造成地表水色度的因素水中所含物质引起的颜色粘土黄色铁的氧化物黄褐色腐殖酸黄褐色、黄绿色硫浅兰色藻类绿色、褐色工业废水呈不同颜色，与废水的性质有关色度一般用铂钻标准比色法测定。3)浑浊度地表水的浑浊度顾名思义是表示地表水的浑浊程度，是在表观上判断水是否遭受污染的主要特征之一，也是生活饮用水的重要指标。地表水的浑浊是由泥砂、粘土、有机物等造成的.水的浑浊度越高，其中所含的杂质越多。4)电导率水中各种溶解盐类均以离子状态存在，具有导电能力，所以水溶液的电导率可以间接表示水中溶解盐的含量。1.1.1.1.3地表水的化学特征及其指标天然水是一种复杂的溶液，含有许多种化学元素。考虑到水中的主要离子：Ca、Mg、K等的含量已占天然水中所含离子总量的98％左右，因此选择矿化度、总硬度、PH等作为地表水化学特性的主要指标。1)矿化度天然水中所含各种离子、分子的总量称为总矿化度。但一般都是以溶解于水中的主要离子之和来表示天然水的矿化度，它是评价不同水体所含化学成份及其使用价值的重要指标，单位以mg/l计，矿化度小于1000mg/l属于淡水，大子1000mg/l属于咸水或盐化水。人们水及废水处理工艺设计-9-生活饮用水的矿化度以不超过500mg/l为宜。2)总硬度天然水的总硬度就是存在子水中的钙、镁离子的总量．采用与其总量相当的碳酸钙含量表示，单位为mg/l。表1.4河水矿化度、总硬度级别指标和评价表1.1.1.1地下水水质地下水在地层渗滤过程中，悬浮物和胶体物质已基本或大部分去除，相对于地面水而言水质不易受外界污染和气温影响，因而水质、水温较稳定。对我国地下水水质一般状况概述如：(1)色度就总体而论，浅层水色度相对高于深层水，泉水最低。地下水枯水期，色度高的地区在江苏省，因该省地下水位高，一般仅距离地面2—3m，加之雨量充沛、人口稠密、污染严重，是形成地下水色度高的主要原因；东北三省地下水的色度出现超标地带，可能与水中铁、锰含量较高有关；新疆哈密地区呈现较大面积的超标区。丰水期，各地的浅层水、深层水、泉水色度的分布均与枯水期相似，唯东北三省稍有降低。(2)浑浊度地下水枯水期相对较高的浊度区集中在四川盆地和甘肃的黄河以东及宁夏南部。江苏北部、安微、山东以及甘肃河西走廊一带有散在较高的浊度点分布。河北太行山以东至山东东部和苏北的大部分地区的浑浊度在5—25度之间。长江以南各省、自治区的浑浊度大体上低于5度，仅个别地方有较高点分布。丰水期地下水浑浊度与枯水期相较变化幅变不大，地下水浑浊受降雨影响较小。(3)pH值我国绝大多数天然水的PH值在6．5—8．5之间。各地由于地理、地质和土壤等条件不同，也存在着少量pH值明显偏酸性或偏碱性的地下水。只有少数地下水的pH值低于6．5，主要出现在黑龙江、浙江、福建等省。pH值高于9.0的水也为数不多，主要出现在北部一些省份的深井水。地下水枯水期的PH值大体上也是西北部偏碱性，东南及东北部偏酸性。陕、甘、宁及新疆PH〉9.0的还比较集中。pH值＜6．5的区域分布在华东、中南和西南地区的一些省和自治区。与红壤、赤红壤土层有关。东北三省也出现类似的情况，与存在有机质丰富的针林土有关。此外，浙江、江西、福建、广东、广西、四川和云南都存在零星的水及废水处理工艺设计-10-pH＜6.0的点。（4）铁地下水由于自然或人为污染，或多或少含有微量铁。通常浅层地下水浓度低．深层水相对高。地下水枯水期．长江以南的浅井水、深井、泉水含铁都很低，仅云南东部、北部的个别地方出现＞2g／L的区域，各省份的超标区多在1．02g／L以内。我国地下水高铁区主要集中在东北平原、黄淮海平原以及武汉至宜昌以南一带，与第四系冲积、洪积带分布相一致，其中以黑龙江地区浓度为最高，有的可达数10g／L以上。（5)锰锰也是天然水中常见金属，并常与铁共存于地下水中，其浓度的地城分布与铁基本一致。（6）耗氧量通常地下水耗氧量，浅层水较深层水高。枯水期地下水，北部超标区(以3mg／L为评价标准)主要集中在内蒙方高原东部及大兴安岭，其值为4mg／L以上。该地区富有沼泽及森林。此外，黑龙江省有较多的超标点，其他省份除个别点外，耗氧量均较低，南部耗氧量区主要分布在长江流域及安徽省的巢湖与洪泽湖之间地带，其他地区大都低。丰水期的超标区有明显扩大和增加，除枯水期原有的高耗氧量区增大外，在吉林、山东、陕西、甘肃、新疆、青海、湖南、汀西、福建、广东、云南等省区均有新的超标点出现。(7)总硬度地下水总硬度明显高于地面水，而大多数深层地下水又高于浅层地下水，枯、丰水期变化不明显。地下水的高硬度区主要分布在3个区域。第一个是北部的塔里木盆地、柴达木盆地、阿拉善高原至蒙古高原一带，硬度最高区在河西走廊东部及宁夏，此区域属于第四系黄土、戈壁地层。第二个高硬度区在黄淮海平原的第四系沉积层地带，这与自武汉至宜昌以南较小的高硬度地区在地质上是相连的。第三个区域为东北平原，这里的地质为第四系末分相沉积层地带。就宏观而论，高硬度地下水与第四系地质结构密切相关，低硬度区则分布在东南沿海地带。（8）氯化物地下水氯化物与其总硬度的分布相一致地质有明显关系，枯、丰水期变化较小.(9)硫酸盐硫酸盐是构成苦咸水的主要成分之一。地下水的硫酸盐含量的分布趋势基本与总硬度相一致，约在4．0—1100mg／L内，枯、丰水期变化较小。(10)氟化物地下水中氟化物超标地区主要是东北、华北、西北三大区，其含量通常是深层水高于浅层水，枯、丰水期变化不大。此外，在黄淮海平原的第四系沉积地质带水氟含量也较高，南部各省多是零星分散的超标点。(11)硝酸盐氮水及废水处理工艺设计-11-硝酸盐氮是含氮有机物氧化的最终产物，可以是来自地层，还可以来自污染。硝酸盐氮常用作水污染指标之一。地下水硝酸盐氮含量通常是浅层水高于深层水，枯、丰水期其含量变化规律性不强。地下水硝酸盐氮的分布情况为华北、西北、东北含量高于其他地区。内蒙古、黑龙江、吉林高浓度(大于23mg／L)点较多，其中内蒙占赤蜂的牧区因此曾发生过“青紫症”，南部地区大多在10mg／L以下。(12)砷砷不仅有毒，而且可能致癌。根据全国水质普查资料，砷含量都很低，全国只有河南、内蒙等10个省、自治区、直辖市的少数地区地下水砷含量超过标准，最高浓度为0．43mg／L。此外，有些地区有为数不多的地下水个别点有时砷含量超标，这可能与当地暂时性化肥、农药、化工废水与皮渣污染有关。(13)大肠茵地下水枯水期的总大肠菌群含量分布，全国大部分地区超标，尤以南部诸省为最，合标地区仅是分散的点。但东北部及西北的新疆、青海则有较多的合标区，这些地方气候寒冷，再加上有些地方地旷人稀污染较少可能是其主要原因，在丰水期，气温上升，降雨增多，这些地区合标区缩小。1.1.2水质标准1.1.2.1生活饮用水水质标准1.生活饮用水的定义人类饮水+日常生活用水（包括个人卫生用水），但不包括水生物用水及特殊用途的水。2.生活饮用水卫生要求•流行病学安全–饮水中不能含有病原体，以防止水媒传染病的发生•对人体无害–饮水中化学物质及放射性物质不会产生急慢性中毒，不会对子孙后代健康产生影响•感官性状良好–对人体的感官无不良刺激，使人乐于饮用•其他–水量充沛、使用方便、不损坏衣物和用具、不使食物变色变质等生活饮用水水质标准•意义–是确保饮水卫生和安全的法规。特别在集中式供水的安全方面起着重要作水及废水处理工艺设计-12-用。–各国政府都十分重视饮用水水质标准的制定工作。–随着科技的进步，认识的深入，生活水平的提高，在不断的修订、补充。3.我国饮用水卫生标准的发展历史1955年，首次颁发《自来水质暂行标准》1959年，颁发《生活饮用水卫生规程》1976年，经过修订颁发了《生活饮用水卫生标准（试行）》(TJ20-76），23项指标水质指标1985年，重新修订颁发了《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85），37项指标水质指标2001年，颁布了《生活饮用水卫生规范》(卫法监发[2001]16l号，2001年9月1日起实施），96项指标水质指标（包括34项常规监测指标，62项非常规指标）。（但迄今为止未以标准形式颁布）最新的中国饮用水卫生的国家标准，系在2006年制定，并于2007年7月1日开始实施的生活饮用水水质标准，共有106项水质标准，可分成微生物指标、毒理指标、感官性和一般化学、放射性指标四大部分.国家标准参照EC、USUPA（国际先进水平）、WHO（国际水平）《生活饮用水卫生标准》GB5749-85饮用水水质标准35项，2006年修订增加至106项，行业标准城市供水行业2000年技术进步发展规划（建设部1992年制定），《城市供水水质标准》，2005，103项农村“农村实施《生活饮用水卫生标准》准则”1991年主要问题：细菌学，水源被污染，地方病（高氟水）等。4.生活饮用水水质标准制定原则–满足生活饮用水卫生要求–适用于居民终身饮用–考虑了老弱病残孕幼等敏感人群5.生活饮用水水质指标–感官性状和一般化学指标–毒理学指标–细菌学指标水及废水处理工艺设计-13-–放射性指标1)感官性状和一般化学指标种类：感官性状：色、浑浊度、臭和味、肉眼可见物一般化学指标：pH、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体、COD制定限值的依据：感官性状指标：感官性状阈浓度一般化学指标：毒作用阈浓度（毒性较小，但对水的感官性状影响较大，其毒作用阈浓度大于感官性状阈浓度）色度（colour）定义指真色，即水中悬浮物质去除后，仅由溶解性物质形成的颜色。卫生学意义影响感官；也提示可能含有有毒物质标准不得超过15度（色度1度=1L蒸馏水中含铂1mg时的颜色）；不呈现异色。（色度过高时净