给排水科学与工程概论--第4章-水质工程.pptx
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1、l 自然界中没有自然界中没有化学意义化学意义上的纯水。上的纯水。l 地表水地表水:由地表径流汇集成而成,常含有:由地表径流汇集成而成,常含有 泥沙、无机物或有机物以及微生物等。泥沙、无机物或有机物以及微生物等。l 地下水地下水:含有无机物和矿物质比较多。:含有无机物和矿物质比较多。一、天然水体中污染物的分类一、天然水体中污染物的分类l按化学性质分类按化学性质分类1.无机性污染物无机性污染物包括地球表面土壤、砂、粉尘等;无机盐、酸、碱;包括地球表面土壤、砂、粉尘等;无机盐、酸、碱;无机元素和氮、磷等营养元素。无机元素和氮、磷等营养元素。无机性污染物质根据是否对人类健康造成危害又分为:无机性污染物
2、质根据是否对人类健康造成危害又分为:无直接毒害作用和有直接毒害作用两种无直接毒害作用和有直接毒害作用两种。2.有机性污染物有机性污染物可以分为可以分为易生物降解易生物降解的有机污染物和的有机污染物和难生物降解难生物降解的有的有机污染物。例如:多机污染物。例如:多环芳烃属于难环芳烃属于难生物降解的有机污生物降解的有机污染物。简单的染物。简单的直链烷烃属于易直链烷烃属于易生物降解的有机污染物。生物降解的有机污染物。3.微生物污染物微生物污染物l按物理形态分类按物理形态分类1.悬浮物悬浮物主要是泥沙类无机物质和动植物生存过程中产生的物主要是泥沙类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物
3、等有机物。质或死亡后的腐败产物等有机物。尺寸较大尺寸较大,在水中不稳定,常悬浮于水流中,在水中不稳定,常悬浮于水流中,比较容比较容易被去除易被去除。粒径在粒径在0.1微米微米1毫米毫米之间;外观特征:浑浊甚至肉之间;外观特征:浑浊甚至肉眼可见眼可见。2.胶体胶体主要是细小的泥沙、矿物质等无机物和腐殖质等有机主要是细小的泥沙、矿物质等无机物和腐殖质等有机物。物。胶体物质的性质非常稳定。胶体物质的性质非常稳定。胶体是造成废水浑浊和色胶体是造成废水浑浊和色度的主要原因度的主要原因。粒径在粒径在1纳米纳米0.1微米之间。外观特征:光照下浑浊。微米之间。外观特征:光照下浑浊。l按物理形态分类按物理形态分
4、类3.溶解性物质溶解性物质主要是呈真溶液状态的离子和分子,从外观看含有这主要是呈真溶液状态的离子和分子,从外观看含有这些杂质的水与无杂质的清水没有分别。些杂质的水与无杂质的清水没有分别。粒径粒径0.1纳米纳米1纳米之间;纳米之间;外观特征:透明。外观特征:透明。l按污染物的来源分类按污染物的来源分类1.天然的污染物天然的污染物2.人工合成的污染物人工合成的污染物p以农药、杀虫剂和有机溶剂为主。以农药、杀虫剂和有机溶剂为主。二、水质指标及水质标准二、水质指标及水质标准l水质水质是是水及水及水中水中所含的所含的污染物污染物共同表现出来的物理的、化学共同表现出来的物理的、化学的和生物学的综合特性。的
5、和生物学的综合特性。l水质指标水质指标用来表示某一种水质的特性。用来表示某一种水质的特性。l水质标准水质标准由国家或地方政府制订,并以文件形式颁布的关于用水由国家或地方政府制订,并以文件形式颁布的关于用水水源或排放污水中水质成分容许含量的统一规定。水源或排放污水中水质成分容许含量的统一规定。水质水质水质指标水质指标水质标准水质标准1.水质指标的分类水质指标的分类n物理性指标物理性指标主要包括:温度、色度、浑浊度、电导率、总固体、溶主要包括:温度、色度、浑浊度、电导率、总固体、溶解性固体等。解性固体等。n化学性指标化学性指标主要包括:主要包括:pH值、硬度、碱度、各种阳离子、阴离子、值、硬度、碱
6、度、各种阳离子、阴离子、总含盐量、溶解氧、总含盐量、溶解氧、化学需氧量、生化需氧量化学需氧量、生化需氧量和总有机和总有机碳等。碳等。n生物性指标生物性指标细菌总数和大肠菌群数。细菌总数和大肠菌群数。n化学需氧量化学需氧量COD用化学氧化剂用化学氧化剂重铬酸钾或高锰酸钾重铬酸钾或高锰酸钾氧化分解有机物时,氧化分解有机物时,用氧化剂的消耗量来表示有机物的总量,称为化学需氧用氧化剂的消耗量来表示有机物的总量,称为化学需氧量量。n生化需氧量生化需氧量BOD含有溶解氧的水样在含有溶解氧的水样在20培养培养20d,水中的有机物基本,水中的有机物基本无机化,有机物在无机化,有机物在20天内消耗的天内消耗的溶
7、解氧的量溶解氧的量被称为生被称为生化需氧量化需氧量。2.水质标准的分类水质标准的分类n按管理控制对象分类按管理控制对象分类水环境质量标准水环境质量标准a.控制对象是水环境。控制对象是水环境。b.为了满足不同用水需要而制订的专业水质标准,为了满足不同用水需要而制订的专业水质标准,如如生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准、地面水卫生标准地面水卫生标准、渔业用水水质标准渔业用水水质标准、农田灌溉水质标准农田灌溉水质标准、地面水环境质量标准地面水环境质量标准和和风景游览区水质标准风景游览区水质标准等等。2.水质标准的分类水质标准的分类n按管理控制对象分类按管理控制对象分类水污染物排放标准水污染物排放标
8、准 a.控制对象是水污染源。控制对象是水污染源。b.为了防止水体污染,控制污染源任意排污而制订为了防止水体污染,控制污染源任意排污而制订的水质标准,如的水质标准,如污水综合排放标准污水综合排放标准和和地方水地方水污染物排放标准污染物排放标准等。等。n按管理范围分类按管理范围分类国家标准国家标准地方标准地方标准3.生活饮用水水质标准生活饮用水水质标准n生活饮用水的水质标准由一系列的生活饮用水的水质标准由一系列的水质指标水质指标及相应及相应的限制值组成。的限制值组成。(1)微生物学指标微生物学指标理想的饮用水不应含有致病微生物。理想的饮用水不应含有致病微生物。对于生活饮用水来说,水的生物学指标非常
9、重要。对于生活饮用水来说,水的生物学指标非常重要。水的生物学指标主要反映的是水中病原微生物的水的生物学指标主要反映的是水中病原微生物的数量。数量。(2)物理性指标中的感官性指标物理性指标中的感官性指标饮用水的感官性指标非常重要。饮用水的感官性指标非常重要。一般要求饮用水应呈透明状、不混浊、无肉眼可一般要求饮用水应呈透明状、不混浊、无肉眼可见物、无异味等。见物、无异味等。如色度一般不超过如色度一般不超过15度,浑浊度一般不超过度,浑浊度一般不超过1度。度。(3)放射性指标放射性指标对饮用水中对饮用水中和和放射性进行规定。放射性进行规定。(4)生活饮用水卫生标准的发展生活饮用水卫生标准的发展195
10、9年颁布第一个国家年颁布第一个国家生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准,其中只包括了其中只包括了16项水质指标。项水质指标。1976年修订,将水质指标增加到年修订,将水质指标增加到23项。项。1985年,制定了年,制定了生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准,将水质,将水质指标由指标由23项增至项增至35项,由卫生部以国家强制性卫生项,由卫生部以国家强制性卫生标准发布(标准发布(GB5749-85)。)。2006年,制定了最新版的年,制定了最新版的生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),于),于2007年年7月月1日正式开始实施,日正式开始实施,将水质指标由将水质指标由3
11、5项增至项增至106项项。4.地面水环境质量标准地面水环境质量标准n地面水的分类地面水的分类I类:适用于源头水和国家自然保护区;类:适用于源头水和国家自然保护区;II类:适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵类:适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区等;鱼类保护区等;III类:适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区和一般类:适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区和一般鱼类保护区及游泳区等;鱼类保护区及游泳区等;IV类:适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用类:适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;水区;V类:适用于类:适用于农业用水区及一般景观要求水域。
12、农业用水区及一般景观要求水域。5.污水排放标准污水排放标准l排入排入III类水域的污水执行一级排放标准;类水域的污水执行一级排放标准;l排入排入IV、V类水域的污水执行二级排放标准;类水域的污水执行二级排放标准;l排入城镇下水管道并进入二级污水处理厂进行排入城镇下水管道并进入二级污水处理厂进行生物处理的污水执行三级标准;生物处理的污水执行三级标准;l未设置二级污水处理厂的城镇下水道的污水,未设置二级污水处理厂的城镇下水道的污水,根据受纳水体的要求执行一级或二级排放标准;根据受纳水体的要求执行一级或二级排放标准;lI、II类水域不得新建排污口;类水域不得新建排污口;第第4章章 水的物理、化学及物
13、理水的物理、化学及物理化学处理方法化学处理方法水源水源给水处理厂给水处理厂生活用水生活用水工业用水工业用水生活饮用生活饮用水标准水标准工业用水工业用水标准标准生活污水生活污水工业废水工业废水污水处理厂污水处理厂水体水体污水排污水排放标准放标准地面水环地面水环境质量标境质量标准准水处理方法水处理方法水处理方法水处理方法物理处理方法物理处理方法化学处理方法化学处理方法物理化学处理方法物理化学处理方法生物处理方法生物处理方法掌握掌握l有哪些主要物理、化学处理方法有哪些主要物理、化学处理方法l主要方法的原理主要方法的原理l方法的应用方法的应用熟悉熟悉熟悉熟悉一、格栅和筛网一、格栅和筛网1、格栅、格栅l
14、 作用作用在取水工程中,格栅设在取水口,用来拦截河水在取水工程中,格栅设在取水口,用来拦截河水中的漂浮物。中的漂浮物。在污水处理厂,设在最前端的污水泵之前。拦截在污水处理厂,设在最前端的污水泵之前。拦截较大块的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构较大块的悬浮物或漂浮物,以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。筑物的处理负荷。l 组成组成由一组平行金属栅条制成的框架。由一组平行金属栅条制成的框架。l 格栅的类型及应用格栅的类型及应用根据栅条间距的大小划分,分为根据栅条间距的大小划分,分为粗格栅、中格栅、粗格栅、中格栅、细格栅细格栅。n粗格栅:粗格栅:50100mmn中格栅:中格栅:1040mmn细格栅:
15、细格栅:310mm根据格栅上污物的清除方法,分为根据格栅上污物的清除方法,分为人工清除和机人工清除和机械清除械清除。粗格栅粗格栅细格栅细格栅2、筛网、筛网l 作用作用 筛网比格栅的孔径更小,可以拦截更细小的悬浮物。筛网比格栅的孔径更小,可以拦截更细小的悬浮物。l 组成组成金属丝或化学纤维编织而成。金属丝或化学纤维编织而成。(1)混凝去除对象混凝去除对象胶体杂质及部分微小悬浮物,胶体杂质及部分微小悬浮物,是一种化学处理方法。是一种化学处理方法。(2)混凝的定义混凝的定义通过投加混凝剂破坏胶体的稳定性,促使胶体及悬浮物通过投加混凝剂破坏胶体的稳定性,促使胶体及悬浮物相互凝聚形成大的易于下沉的絮凝体
16、。这种水处理方法被相互凝聚形成大的易于下沉的絮凝体。这种水处理方法被称为混凝。称为混凝。(3)去除对象的尺寸范围:去除对象的尺寸范围:1nm0.1 m(4)水处理中主要杂质:水处理中主要杂质:粘土、细菌、病毒粘土、细菌、病毒、蛋白质、腐殖酸、蛋白质、腐殖酸二、混凝二、混凝1、概述、概述2、混凝的作用机理、混凝的作用机理吸附电性中和吸附电性中和胶粒胶粒异号聚合离子异号聚合离子混凝剂混凝剂胶体胶体 电位电位 胶体脱稳胶体脱稳脱稳胶体脱稳胶体凝聚凝聚2、混凝的作用机理、混凝的作用机理吸附架桥吸附架桥链状高分链状高分子物质子物质胶体胶体n 投加高分子混凝剂,经水解或缩聚反应形成高分子聚合物,具投加高分
17、子混凝剂,经水解或缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构;有线性结构;n 高分子聚合物被胶体微粒强烈吸附,很多胶体颗粒会发生吸附高分子聚合物被胶体微粒强烈吸附,很多胶体颗粒会发生吸附架桥,形成粗大絮凝体。架桥,形成粗大絮凝体。p 这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互聚集的这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互聚集的过程,称为絮凝过程,称为絮凝。无机盐型混凝剂无机盐型混凝剂铁盐絮体比铝盐絮体铁盐絮体比铝盐絮体密实,易沉淀;但腐密实,易沉淀;但腐蚀性强,有颜色。蚀性强,有颜色。(硫酸铝钾)(硫酸铝钾)3、混凝剂、混凝剂有机高分子混凝剂有有机高分子混凝剂有人工合成人工合成和和天然天然两种,这类
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