水與廢水物化處理原理與工藝緒論

《水處理工程》

*篇    水與廢水物化處理的原理與工藝

*章   緒論

第1節(jié) 水資源循環(huán)與特點(diǎn)

一、中國水資源特點(diǎn)

1. 人均占有量少

淡水總量在*占第6位。

但人均占有量只有2340m3/人年（以12億人口計(jì)），世界平均水準(zhǔn)的1/4，占88位。

2. 空間分布不均

81％的水資源分布在長江流域及其以南

東南地區(qū)降水量可達(dá)1600mm，造成澇災(zāi)

西北地區(qū)降水只有500mm，少的地區(qū)不到200mm 

3. 年內(nèi)及年際變化大

60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年際變化差3－6倍（大時(shí)）

4. 許多地區(qū)缺水嚴(yán)重

三北（西北、華北、東北）和沿海（青島、大連）

在640個(gè)城市中，300多個(gè)城市缺水。

二、水資源的自然循環(huán)與社會循環(huán)

三、水處理工程的任務(wù)

給水工程：取水――給水處理――配水

     針對不同的水源水水質(zhì)，經(jīng)處理后滿足工農(nóng)業(yè)和生活的對水質(zhì)與水量的要求。

排水工程：廢水收集（來源于生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)）――廢水處理――排放或回用

第2節(jié)  水污染現(xiàn)狀及來源

一、水污染現(xiàn)狀

污水處理率低：污水排放排放量接近400億m3。

              工業(yè)廢水處理率約80％，達(dá)標(biāo)排放的只有60％

              城市污水處理率<15％

90％以上的城市水域受到污染，特別嚴(yán)重的水系：三河：淮河、海河、遼河

湖泊富營養(yǎng)化嚴(yán)重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇）

50％左右地下水水質(zhì)受到污染

50％以上的重點(diǎn)城鎮(zhèn)飲用水源不符合標(biāo)準(zhǔn)

二、水污染來源

1．工業(yè)污染源  

2. 生活污染源

3. 養(yǎng)殖業(yè)

4. 面污染源：

三、 污染物性質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo)

1． 污染物性質(zhì)

 按化學(xué)物質(zhì)分：有機(jī)物

               無機(jī)物

 按物理形態(tài)大小分：懸浮物

                   膠體

                   溶解性

 2．廢水水質(zhì)指標(biāo)

1)物理性質(zhì)：色，溫度，SS

2)化學(xué)性質(zhì)：pH、有機(jī)物、溶解性固體、有毒物、N、P

有機(jī)物：綜合指標(biāo)：BOD、COD、TOD（總需氧量）

        單項(xiàng)指標(biāo)

3)生物學(xué)指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、大腸菌數(shù)

四、 水污染原因

1．人口增加和經(jīng)濟(jì)增長的壓力： 

2．粗放型發(fā)展模式

3. 面源污染嚴(yán)重

4．污水處理率偏低，大量污水直接排放

5．環(huán)境意識淡薄、環(huán)境管理薄弱、環(huán)境執(zhí)法力度不夠

6. 排污收費(fèi)等經(jīng)濟(jì)政策未能起到對治污的刺激作用

7. 歷史欠帳太多，資金投入嚴(yán)重不足

五、水污染防止戰(zhàn)略對策與保障措施

戰(zhàn)略對策：

1．加快城市廢水處理廠的建設(shè)步伐，實(shí)施廢水資源化

2．盡快實(shí)現(xiàn)從末端治理向源頭控制的的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，大力推行清潔生產(chǎn)

3．從單純的點(diǎn)污染源治理轉(zhuǎn)向點(diǎn)源、內(nèi)源和面源的流域綜合綜合治理

4．切實(shí)保護(hù)飲用水源地，提高飲用水安全性

保障措施：

1.嚴(yán)格以法治水，制定并實(shí)施有效的法律、規(guī)章、制度

2.完善水的管理體系，改變“多龍管水”的現(xiàn)象

3.加大水污染治理投資

4.采取有利于水污染防治的經(jīng)濟(jì)政策

第3節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

一、 飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)

回顧歷史，改善的方向：

注重水的外觀、預(yù)防傳染病―去除重金屬――去除微量有機(jī)物----內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)。

有關(guān)的內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)的提出始于90年代初野生動(dòng)物學(xué)者的會議上。

96年美國開始食品、飲用水中內(nèi)分泌紊亂物的篩控方法研究。然后歐洲經(jīng)濟(jì)協(xié)力開發(fā)組織開始研究。

97年日本，定出被懷疑的物質(zhì)67, 包括：（1）殺蟲劑、除草劑，45種；（2）工業(yè)原料，有機(jī)氯化合物；（3）副產(chǎn)物，如二惡英。

上：

   s有現(xiàn)代意義的飲用水標(biāo)準(zhǔn)是在本世紀(jì)初在美國出現(xiàn)――

                           《公共衛(wèi)生署飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》1914年，只針對細(xì)菌數(shù)量

     由此大大減少了傷寒病死亡的人數(shù)。

     到1962年期間，有過修訂，但主要是針對化學(xué)物質(zhì)、生物學(xué)指標(biāo)和感官指標(biāo)

   s1974年通過了《安全飲用水法》（Safe drinking water act），

   s1975年頒布了《國家暫行飲用水基本規(guī)則》（National Interim primary drinking water regulations）――美國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上的里程碑

     增加了6種有機(jī)物的限制

   s1979年修改《國家暫行飲用水基本規(guī)則》

   s1986年提出了《安全飲用水法修正案》（Safe Drinking Water Act Amendments）

     《暫行規(guī)定》Ô《國家飲用水基本規(guī)定》（National Primary Drinking Water Regulations）

              提出了達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的*可行技術(shù)（Best available technology）。

以后，不斷改進(jìn)，增加限制有機(jī)物的種類。

美國等的情況代表了上*水平水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢。有機(jī)物指標(biāo)的數(shù)目超過了水質(zhì)指標(biāo)總數(shù)的2/3，特別是消毒副產(chǎn)物項(xiàng)目的增加。

國內(nèi)情況：

1956年   制訂了第1個(gè)「生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（試行）」，16項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)

1976年   項(xiàng)目修訂增加到23項(xiàng)

1986 年   「――――」GB5749-85

     共35項(xiàng)，關(guān)于有機(jī)物指標(biāo)只有6項(xiàng)

2001年6月新標(biāo)準(zhǔn)[生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范]

二、 工業(yè)與其它用水標(biāo)準(zhǔn)

1． 工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)

2． 其它：游泳、漁業(yè)、灌溉

三、 廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

1． 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)  

發(fā)布    1983年

第1次修訂  1988年

第2次修訂  1999年

   GHZB1-1999，2000年1月1日起實(shí)施。

分成基本項(xiàng)目和特定項(xiàng)目

特定項(xiàng)目適用于地表水域特定污染物的控制。

共計(jì)75項(xiàng)，其中基本項(xiàng)目31項(xiàng)，以控制湖泊水庫富營養(yǎng)化為目的的特定項(xiàng)目4項(xiàng)

     以控制地表水I，II，III類水域有機(jī)化學(xué)物質(zhì)為目的的特定項(xiàng)目40項(xiàng)。

水體分類：

I類   主要適用于源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)；

II類  主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保護(hù)區(qū)、珍貴魚類保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵區(qū)

III類  主要適用于集中式生活飲用水水源地二級保護(hù)區(qū)、一般魚類保護(hù)區(qū)及游泳區(qū)

IV類  主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)

V類  主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域

2． 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

原有標(biāo)準(zhǔn)：GB8978－88

污染物分成兩類：

   I類（9項(xiàng)）：對人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)

      II類（20項(xiàng)）：長遠(yuǎn)影響小于I類

   針對排放區(qū)域和新建、現(xiàn)有，執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。

   修訂標(biāo)準(zhǔn)：GB8978－1996頒布，98年1月1日開始實(shí)施。

      I類：增加到了13項(xiàng)

     II類：增加到了56項(xiàng)目

     仍按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。

3． 行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)

第4節(jié) 水處理方法和工藝流程簡介

一、給水處理

（一）給水處理的基本方法

1． 去除水中的懸浮物：混凝、澄清、沉淀、過濾、消毒

2． 變革水中溶解物質(zhì)：減少、調(diào)整

       如軟化、除鹽、水質(zhì)穩(wěn)定

3． 降低水溫：冷卻

4． 去除微量有機(jī)物

（二） 常規(guī)處理工藝

以沒有受到污染的地面水源為生活飲用水水源時(shí)：

原水－混凝－沉淀－過濾－消毒－飲用水

以去除濁度、滿足衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。

地面水源水質(zhì)：雜質(zhì)多、含鹽量較低。

工業(yè)用除鹽水：濾過水－陽離子交換－陰離子交換――除鹽水

（三）其它水處理工藝

1． 高濁度水處理工藝

2． 低溫第濁水處理工藝

3． 微污染水處理工藝

4． 富營養(yǎng)化湖泊水處理工藝

（四）熱點(diǎn)問題與發(fā)展方向

s有機(jī)污染物

特別是80年代以后，對有機(jī)物的污染特別關(guān)注。

已發(fā)現(xiàn)在給水水源中有機(jī)物種類在2000種以上；飲用水中有700多種。

美國確立了117種優(yōu)先控制有機(jī)物。

我國也確定了12類，58種。

s病原微生物：新的病原微生物：如賈第蟲（Giardia Lamblia）、隱孢子蟲等。

s管網(wǎng)水二次污染：細(xì)菌繁殖――水質(zhì)變差、管道堵塞

水處理技術(shù)的發(fā)展方向：

s加強(qiáng)微量有機(jī)物去除：

加強(qiáng)常規(guī)處理

增加預(yù)處理（如生物預(yù)處理）

增加后處理（如活性炭吸附、化學(xué)氧化）

       開發(fā)新技術(shù)（如膜技術(shù)）

s加強(qiáng)消毒：防止各種致病微生物的影響

s消毒副產(chǎn)物的問題：替代氯的其它消毒技術(shù)

s管網(wǎng)水二次污染控制：

二、廢水處理

（一）基本處理方法

1． 物理法：沉淀、氣浮、篩網(wǎng)

2． 化學(xué)法：處理溶解性物質(zhì)或膠體

           中和、吹脫、混凝、消毒

3．生物處理方法：好氧、厭氧

（二）城市污水處理一般流程

預(yù)處理：Preliminary treatment

一級處理：Primary treatment

二級處理：Secondary treatment

三級或深度處理：Tertiary or advanced treatment

深度處理一般以污水回收、再用為目的。

              BOD去除率             SS去除率

一級處理       20－40                   50－70

二級處理       75－95                   75－95

存在問題：

   基建與運(yùn)行費(fèi)用高，占地大，剩余污泥產(chǎn)量大，管理麻煩，不能除去氮磷。

發(fā)展方向：

低耗處理技術(shù)：天然處理

                  厭氧處理技術(shù)

深度處理與再生利用技術(shù)

污泥處理技術(shù)

傳統(tǒng)污水系統(tǒng)的變革

（三）工業(yè)廢水處理

根據(jù)水質(zhì)不同、處理程度工藝而異。

一般大多以生物處理為主，

但常有前處理（調(diào)節(jié)、氣浮除油、中和）

根據(jù)需要有后處理：混凝、過濾、活性炭吸附

重要課題：難降解有機(jī)物工業(yè)廢水的治理技術(shù)， 如農(nóng)藥廢水、造紙廢水、染料廢水等。