第一章水处理概述

第一章水处理概述第一节水质与水质指标水质指标是表示水中各种杂质或污染物的重要标志，是水质状况的综合反映。水处理工程的任务是根据水的水质指标，按不同要求，通过适当的方法以达到符合生活、工业使用、回收利用或达标排放的目的。一、原水中的杂质（一）来源1．自然循环2．社会循环（二）分类1．按杂质在水中存在状态（尺寸界限）（1）悬浮物1μm~（肉眼）浑浊（2）胶体10nm~100nm浑浊（显微镜）（3）溶解物0.1nm~1nm透明2．按水处理观点（1）悬浮杂质包括悬浮物和胶体－造成水的浑浊，是水处理首要去除对象。（2）溶解杂质以离子形式和气体存在，是工业用水的去除对象。3．按水源种类（1）江河水（2）地下水（3）湖泊、水库水（4）海水二、污水及水质指标（一）污水来源1．生活污水2．工业废水3．降水（二）污染物分类1．按化学性质（1）有机污染物质难生物降解可生物降解）物组织碎片（动物性：人畜粪便、动）植物性：果壳、蔬菜（NC（2）无机污染物质有直接毒害作用无直接毒害作用如地面覆盖物、无机盐、酸碱、无机元素等。2．按物理性质（1）悬浮固体（2）胶体（3）溶解性物质（三）污水的水质指标1．可生物降解的有机污染物（耗氧有机污染物）有机物在微生物作用下被降解时，要消耗水中的溶解氧。（1）生物化学需氧量（Bio-chemicalDemand－BOD）指在有氧条件下，由于微生物的作用，降解有机物所需的氧量称为生物化学需氧量，mg/l。（2）化学需氧量（COD）（3）总需氧量（TotalOxygenDemand）TOD（4）总有机碳（TotalOrganicCarbon）TOC2．难生物降解的有机污染物（人工合成物质）可用COD、TOD、TOC表示3．无直接毒害作用的无机污染物（1）颗粒状无机物质泥砂、矿渣测定用过滤法，有悬浮总固体TSS、挥发性固体VSS、可沉固体。（2）酸、碱度用PH表示。（3）N、P等植物性营养物质（4）热污染（5）无机污染物4．有直接毒害作用的无机污染物六大毒性物质CNAsCrPbCdHg＞＞＞＞五毒：第二节水质标准是水中各项参数应达到的指标和限值。一、生活饮用水卫生标准（一）感官性状和一般化学指标（15项）（二）毒理学指标（15项）（三）细菌学指标（四）放射性指标二、工业用水水质指标三、我国水环境质量标准1．地面水环境质量标准2．污水排放标准第三节水处理的基本方法水处理的任务是根据水质指标和标准，通过处理，达到生活饮用、工业使用或去污重复使用、达标排放的要求。给水、废水处理方法和机理基本相同，只是效果不同。一、给水处理的基本方法及工艺流程对于天然水源水，根据水质和用户要求，分（一）常规处理工艺1．混凝（混合Mixing＋絮凝flocculation）2．沉淀Sedimentation3．过滤Filtration4．消毒Disinfection（二）水中溶解性物质的处理（三）水温的降低－冷却法（四）预处理和深度处理预处理Preliminary→常规处理Normal→深度处理Advanced处理对象：水中有机污染物（污染水源，存在“三致”物质，常规处理无法去除）二、污水处理的基本方法（一）按作用原理分1．物理法PhysicalTreatment废水物理法的去除对象是水中不溶解的悬浮物质。应用的工艺有筛滤截留、重力分离（自然沉淀、上浮）、离心分离等。使用的处理设备和构筑物则有格栅、筛网、沉砂池、沉淀池、滤池、微滤机、气浮装置、离心机、旋流分离器等。（1）格栅Screening它是由一组平行的金属栅条制成的框架，斜置成600～700于废水流经的渠道上，当废水流过时，呈块状的污染物质即被栅条所截留，而从废水中去除，它是一种对后续处理构筑物或废水提升泵站有保护作用的设备，筛网截留亦属于这一性质的设备。（2）沉淀池Sedimentationtank与沉砂池Gritchamber使废水在池内的流速降低，这样废水中的固体物质在其自身重力作用下下沉，而使固体物质与水分离，这种工艺分离效果好、简单易行，应用广泛，往往在处理废水过程中多次使用，是一种十分重要的处理构筑物。沉淀池主要用于去除废水中大量的呈颗粒状的悬浮固体，沉砂池主要去除废水中比重较大的固体颗粒。（3）气浮装置Flotationunit对一些比重接近于水的细微颗粒，借其自重难于下沉或上浮，可采用气浮装置，采取技术措施使空气以细小气泡的形式散布于水中，并与颗粒附聚在一起，形成浮选体，上浮到水面而与水分离。（4）离心Centrifugal与旋流Vortexseparator分离使含有悬浮固体或乳化油的废水在设备中进行高速旋转，由于悬浮固体和废水的质量不同，受到的离心力也不同，质量大的悬浮固体被抛甩到废水外侧，这样就可使悬浮固体和废水分别通过各自出口排出设备之外，使废水得以净化。2.化学法向废水中投加某些化学药剂，通过化学反应达到净化废水的目的。（1）中和法Neutralization（2）混凝Coagulation（3）氧化还原Oxidationandreduction氧化剂有氧、纯氧、臭氧、氯气、次氯酸钠、三氯化铁等，还原剂有铁、锌、锡、锰、二氧化硫、石灰等。（4）吸附Adsorption吸附作用就是发生在不同相界面上的物质传递，废水处理主要是固体物质表面对废水中污染物质的吸附，吸附可分为物理、化学和生物吸附等。物理吸附是吸附剂和吸附质之间在分子力作用下产生的，不产生化学变化，而化学吸附是吸附剂和吸附质之间由于化学键力作用下引起吸附作用的，在生物作用下也可产生吸附。常用的吸附剂有活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、硅藻土、焦炭、木屑等。（5）离子交换Ionexchange去除溶解盐分（6）电渗析Electrodialysis(ED)反渗透Reverseosmosis(RO)去除溶解盐分（7）气提Gasstripping去除挥发性物质（气提塔）（8）萃取去除溶质。溶质在萃取剂和水中的溶解度差别。（9）电解Electrolysis去除溶解盐分。利用电极的氧化还原反应。3．生物法Biological利用微生物的代谢作用，使污水中呈溶解胶体状态的有机污染物质，转化为稳定的无害物质。好氧氧化生物膜法活性污泥法――城市污水及有机性生产污水厌氧还原：高浓度有机污水与污水处理中产生的污泥（二）按污水处理程度1．一级处理PrimaryTreatment：主要去除污水中呈悬浮状态的固体物质。2．二级处理SecondaryTreatment：去除呈胶体和溶解状态的有机污染物。3．三级处理TertiaryTreatment：去除水中难降解的有机污染物、N、P等导致富营养化的可溶性无机物。（三）污泥Sludge有肥效，但含细菌、寄生虫卵、重金属离子等。使用前要进行稳定与无害化处理。减量处理（浓缩、脱水等）、稳定（厌氧消化、好氧消化等）、综合利用（消化气利用、农业利用）、污泥的最终处置（干燥焚烧、填地投海、建筑材料等）