环境工程学课件-第一章3-4-5节

1.2.1水质指标1.2水质指标与水质标准（5）生物化学需氧量概念：有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解而无机化，这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量（BiochemicalOxygenDemand），简称生化需氧量(BOD)，结果以氧的mg/L表示。测定的标准条件：20±1℃下培养5天，记作BOD5(20℃)，或只写BOD5或BOD。碳氧化阶段所消耗的氧量→碳化生化需氧量(carbonaceousBOD)。总的碳化生化需氧量常称为第一阶段生化需氧量或完全生化需氧量，常以La或BODu表示。硝化作用所消耗的氧量→硝化生化需氧量(nitrogenousBOD)即第二阶段生化需氧量，可以LN或NOD表示。1.2.1水质指标1.2水质指标与水质标准废水可生化性评价BOD5/COD0.450.3～0.450.2～0.30.2可生化性好较好较难不宜废水可生化性：是指废水中通过微生物的生命活动来改变污染物的化学和物理性能所能达到的程度。1.经过生化处理后的废水，这个比值是会增大还是会减少？2.若BOD5/COD=0.5，表示容易被微生物分解的有机物量大约占有机物总量的50%，而废水在处理构筑物中的停留时间一般为8-24小时，总有机物的去除率为什么可达到85%以上。1.2.1水质指标1.2水质指标与水质标准（6）总有机碳和总需氧量总有机碳(TOC)：900-950℃高温下燃烧，有机碳被氧化成CO2的量。总需氧量(TOD)：有机物在900℃高温下燃烧变成稳定的氧化物时所需的氧量。理论需氧量(ThOD)：按完全氧化反应式计算出的需氧量。对于同一种污水来说，ThODBODuCODCrBOD5TOD什么关系？1.2.1水质指标1.2水质指标与水质标准（7）氮含量有机氮：主要指蛋白质和尿素氨氮：NH3(NH4+)总凯氏氮(TKN)：有机氮和氨氮NOX--N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮总氮(TN)：一切含氮化合物以氮计的总称（8）生物性质细菌总数：饮用水100个/mL大肠菌群：饮用水3个/L水质标准(1)地表水环境质量标准(2)地下水质量标准(3)污水综合排放标准(4)城镇污水处理厂污染物排放标准(5)其它水质标准(6)污水回用标准→(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》1.2.2水质标准1.2水质指标与水质标准1.2.2水质标准1.2水质指标与水质标准依据水域功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：Ⅰ类源头水、国家自然保护区；Ⅱ类集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产场、仔稚幼鱼的索饵场等；Ⅲ类集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；Ⅳ类一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类农业用水区及一般景观要求水域。地表水环境质量标准1.2.2水质标准1.2水质指标与水质标准一级标准排入Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外）的污水。二级标准排入Ⅳ、Ⅴ类水域的污水。三级标准排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水。注意：排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须符合排水系统出水受纳水域的功能要求。要求：Ⅰ、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。污水综合排放标准课堂讨论地表水1pH8.06氟化物0.26mg/LBOD51.6mg/L氯化物9.26mg/L氨氮0.07mg/L石油类0.032mg/L硫化物0.15mg/L高锰酸盐指数2.44mg/L化学需氧量13.1mg/L地表水2pH8.23氟化物0.95mg/L化学需氧量18mg/L氨氮0.745mg/L溶解性总固体348mg/L石油类0.02mg/L1.属于几类水体？2.是否可以新建污水厂排水口？3.如果可以，污水厂排放废水应该达到几级标准？1.3废水的成分与性质1.生活废水：有机物和氮，磷等物质含量高。2.工业废水:排放量大，成分复杂，毒性强，难处理。3.农业废水：分散广，难收集，农药、化肥含量高。废水稀释扩散移流溶解性吸附浮游性沉淀冲刷卷扬好氧分解厌氧分解藻类浮游性吸附性吸收再曝气脱氮水体自净1.4水体自净作用与水环境容量水体的自净作用是指经过一系列的物理、化学和生物学变化，污染物质被分散、分离或分解，最后，水体基本上或完全地恢复到原来的状态。断面上污染物的浓度：1.4.1稀释和扩散1.4水体自净作用与水环境容量稀释机理：推流或平流扩散12CCQρ1───废水中污染物质的浓度，mg/L；ρ2───原来河水中污染物质的浓度，mg/L；ρ───计算断面上，水中污染物质的浓度，mg/L；a───混合系数；Q───河水总流量1.4.2水体的生化自净1.4水体自净作用与水环境容量废水中有机物进入河流后，除得到稀释外，并且会被水中微生物分解，逐步无机化，这一过程称为水体的生化自净。耗氧、复氧累积过程和氧垂曲线1.4.2水体的生化自净1.4水体自净作用与水环境容量亏氧量临界点的亏氧量临界点所需时间Dt───废水排入河流t日后，河水与废水混合水中亏氧量；D0───废水排入点（受污点）处河水与废水混合水中亏氧量；La───废水排入点处河水与废水混合水的第一阶段BOD；k1，k2───分别为耗氧速率常数和复氧速率常数Dc───临界点的亏氧值；tc───从受污点至临界点所需的时间沿流程微生物物种的变化1.4.3水中细菌的死亡1.4水体自净作用与水环境容量定义：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量1.4.4水环境容量1.4水体自净作用与水环境容量W───某地表水体的水环境容量；V───该地表水体的体积；S───地表水中某污染物的环境标准（水质目标）；B───地表水中某污染物的环境背景值；C───地表水的自净能力。重点内容•概念：BOD5、NOD、CODCr、TOC、水体自净、水环境容量、氧垂曲线。•简述水体自净中的耗氧和复氧过程。•根据微生物物种和数量变化图(图1-10)，描述废水进入河流后，河流中水生物种的变化规律和河流对可生物降解有机物的自净过程。水处理的主要任务：改善水质。即采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。①给水处理：将原水中的杂质去掉，加工成符合生产和生活使用水质要求的成品水；②排水处理：收集使用过的废水并处理到水质符合循环使用或排放要求。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法（一）水污染防治的目标①确保地面水和地下饮用水源地的水质。②恢复各类水体的使用功能。③改善地面水体的水质，恢复其美好的观赏性，增加人类居住区的悦人景色。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法（二）水污染防治的主要任务①进行区域、流域或城镇的水污染防治规划。②加强对污染源的控制。③对各类废水进行妥善的收集和处理。④加强对水环境、水资源的保护。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法（三）水污染防治的原则“防”、“管”、“治”1、“防”（预防）“防”是指对污染源的控制，通过有效控制使污染源排放的污染物量减少到最少量。推行“清洁生产”工艺减少末端治理，“零排放”节水，减少生活污水排放量施肥和农药的合理使用1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法2、“管”（管理）“管”是指对污染源，水体及处理设施的管理。①对污染源的经常监测和管理；②对污水处理厂的监测和管理；③对水体卫生特征的监测和管理。例如：例如：限期治理，2000年零点行动规范排污口关停“十五小”排污许可证、总量控制指标排污收费（水量→污染物量）环保设施“三同时”验收1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法3、“治”（治理）“治”是水污染防治中不可缺少的一环。通过各种治理措施，对污（废）水进行妥善的处理，确保在排入水体前达到国家或地方规定的排放标准。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法（四）控制水污染途径思路：1、减少废水排放量；2、降低废水中污染物浓度。例如：（1）改革生产工艺，发展清洁生产工艺。（2）改进生产装置的结构性能。（3）发展封闭系统，重复利用废水。（4）清污分流，分隔治理。（5）回收有用物质。（6）适当处理，安全排放。（7）节约用水。（8）排出系统控制。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法（五）废水处理技术概述废水处理的基本任务：是采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法1．废水处理方法的分类：（1）按照废水处理的作用原理分类①物理法②化学法③物理化学法④生物法1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法①物理法利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在处理过程中污染物质的化学性质不发生变化。处理对象：悬浮物处理方法：a截留b沉淀c过滤d气浮e离心分离f膜分离1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法②化学法利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变，而从水中除去的方法。处理对象：酸碱、金属离子、部分还原性物质。处理方法：a中和b氧化还原c化学沉淀1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法③物理化学法利用物理、化学共同作用使废水中污染物质的性质或形态发生改变，而从水中除去的方法。处理对象：胶体物质、阴阳离子、大分子有机物。处理方法：a混凝b电解c萃取d吸附e离子交换1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法④生化法（生物法）利用微生物的作用去除废水中胶体和溶解性有机物的方法。A、好氧生物处理法（如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等）B、厌氧生物处理法1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法（2）按照废水处理程度划分①一级处理（物理处理）②二级处理（生物处理）③三级处理（深度处理）1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法①一级处理（物理处理）主要任务：从废水中去除漂浮物和悬浮物，调节废水pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理的工艺负荷。常用方法：筛滤法、重力沉淀法、上浮法（如隔油法）、气浮、离心分离、滤池、微滤机等。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法②二级处理（生物处理）主要任务：大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物。处理方法：以生化处理为主体工艺。主要有活性污泥和生物膜法。1.5.2废水处理1.5水处理的基本原则和方法③三级处理（深度处理或高级处理）主要任务：防止受纳水体发生富营养化和受到难降解的有毒化合物的污染。//污水回用。去除对象：污水中的N、P及难生物降解的有机物、病原菌、矿物质（盐类）等。处理方法：生物处理、活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗透、消毒等。1.5.2废水处理1.5水处