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 水資源循環與特點

一、中國水資源特點

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），世界平均水準的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

東南地區降水量可達1600mm，造成澇災

西北地區降水只有500mm，少的地區不到200mm 

3. 年內及年際變化大

60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年際變化差3－6倍（大時）

4. 許多地區缺水嚴重

三北（西北、華北、東北）和沿海（青島、大連）

在640個城市中，300多個城市缺水。

二、水資源的自然循環與社會循環

三、水處理工程的任務

給水工程：取水――給水處理――配水

     針對不同的水源水水質，經處理后滿足工農業和生活的對水質與水量的要求。

排水工程：廢水收集（來源于生活、工業和農業）――廢水處理――排放或回用

第2節  水污染現狀及來源

一、水污染現狀

污水處理率低：污水排放排放量接近400億m3。

              工業廢水處理率約80％，達標排放的只有60％

              城市污水處理率<15％

90％以上的城市水域受到污染，特別嚴重的水系：三河：淮河、海河、遼河

湖泊富營養化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇）

50％左右地下水水質受到污染

50％以上的重點城鎮飲用水源不符合標準

二、水污染來源

1．工業污染源  

2. 生活污染源

3. 養殖業

4. 面污染源：

三、 污染物性質與水質指標

1． 污染物性質

 按化學物質分：有機物

               無機物

 按物理形態大小分：懸浮物

                   膠體

                   溶解性

 2．廢水水質指標

1)物理性質：色，溫度，SS

2)化學性質：pH、有機物、溶解性固體、有毒物、N、P

有機物：綜合指標：BOD、COD、TOD（總需氧量）

        單項指標

3)生物學指標：細菌總數、大腸菌數

四、 水污染原因

1．人口增加和經濟增長的壓力： 

2．粗放型發展模式

3. 面源污染嚴重

4．污水處理率偏低，大量污水直接排放

5．環境意識淡薄、環境管理薄弱、環境執法力度不夠

6. 排污收費等經濟政策未能起到對治污的刺激作用

7. 歷史欠帳太多，資金投入嚴重不足

五、水污染防止戰略對策與保障措施

戰略對策：

1．加快城市廢水處理廠的建設步伐，實施廢水資源化

2．盡快實現從末端治理向源頭控制的的戰略轉移，大力推行清潔生產

3．從單純的點污染源治理轉向點源、內源和面源的流域綜合綜合治理

4．切實保護飲用水源地，提高飲用水安全性

保障措施：

1.嚴格以法治水，制定并實施有效的法律、規章、制度

2.完善水的管理體系，改變“多龍管水”的現象

3.加大水污染治理投資

4.采取有利于水污染防治的經濟政策

第3節水質標準

一、 飲用水衛生標準

回顧歷史，改善的方向：

注重水的外觀、預防傳染病―去除重金屬――去除微量有機物----內分泌紊亂物質。

有關的內分泌紊亂物質的提出始于90年代初野生動物學者的會議上。

96年美國開始食品、飲用水中內分泌紊亂物的篩控方法研究。然后歐洲經濟協力開發組織開始研究。

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

上：

   s有現代意義的飲用水標準是在本世紀初在美國出現――

                           《公共衛生署飲用水水質標準》1914年，只針對細菌數量

     由此大大減少了傷寒病死亡的人數。

     到1962年期間，有過修訂，但主要是針對化學物質、生物學指標和感官指標

   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則》（National Interim primary drinking water regulations）――美國飲用水水質標準上的里程碑

     增加了6種有機物的限制

   s1979年修改《國家暫行飲用水基本規則》

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

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

              提出了達到該標準的*可行技術（Best available technology）。

以后，不斷改進，增加限制有機物的種類。

美國等的情況代表了上*水平水質標準的發展趨勢。有機物指標的數目超過了水質指標總數的2/3，特別是消毒副產物項目的增加。

國內情況：

1956年   制訂了第1個「生活飲用水衛生標準（試行）」，16項水質指標

1976年   項目修訂增加到23項

1986 年   「――――」GB5749-85

     共35項，關于有機物指標只有6項

2001年6月新標準[生活飲用水衛生規范]

二、 工業與其它用水標準

1． 工業用水標準

2． 其它：游泳、漁業、灌溉

三、 廢水排放標準

1． 地表水環境質量標準  

發布    1983年

第1次修訂  1988年

第2次修訂  1999年

   GHZB1-1999，2000年1月1日起實施。

分成基本項目和特定項目

特定項目適用于地表水域特定污染物的控制。

共計75項，其中基本項目31項，以控制湖泊水庫富營養化為目的的特定項目4項

     以控制地表水I，II，III類水域有機化學物質為目的的特定項目40項。

水體分類：

I類   主要適用于源頭水、國家自然保護區；

II類  主要適用于集中式生活飲用水水源地一級保護區、珍貴魚類保護區、魚蝦產卵區

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

IV類  主要適用于一般工業用水區及人體非直接接觸的娛樂用水區

V類  主要適用于農業用水區及一般景觀要求區域

2． 污水綜合排放標準

原有標準：GB8978－88

污染物分成兩類：

   I類（9項）：對人體健康產生長遠影響，不允許稀釋，一律執行嚴格標準

      II類（20項）：長遠影響小于I類

   針對排放區域和新建、現有，執行不同的標準。

   修訂標準：GB8978－1996頒布，98年1月1日開始實施。

      I類：增加到了13項

     II類：增加到了56項目

     仍按排放區域不同執行不同的標準。

3． 行業排放標準

第4節 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：減少、調整

       如軟化、除鹽、水質穩定

3． 降低水溫：冷卻

4． 去除微量有機物

（二） 常規處理工藝

以沒有受到污染的地面水源為生活飲用水水源時：

原水－混凝－沉淀－過濾－消毒－飲用水

以去除濁度、滿足衛生學標準。

地面水源水質：雜質多、含鹽量較低。

工業用除鹽水：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． 富營養化湖泊水處理工藝

（四）熱點問題與發展方向

s有機污染物

特別是80年代以后，對有機物的污染特別關注。

已發現在給水水源中有機物種類在2000種以上；飲用水中有700多種。

美國確立了117種優先控制有機物。

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管網水二次污染：細菌繁殖――水質變差、管道堵塞

水處理技術的發展方向：

s加強微量有機物去除：

加強常規處理

增加預處理（如生物預處理）

增加后處理（如活性炭吸附、化學氧化）

       開發新技術（如膜技術）

s加強消毒：防止各種致病微生物的影響

s消毒副產物的問題：替代氯的其它消毒技術

s管網水二次污染控制：

二、廢水處理

（一）基本處理方法

1． 物理法：沉淀、氣浮、篩網

2． 化學法：處理溶解性物質或膠體

           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：

   基建與運行費用高，占地大，剩余污泥產量大，管理麻煩，不能除去氮磷。

發展方向：

低耗處理技術：天然處理

                  厭氧處理技術

深度處理與再生利用技術

污泥處理技術

傳統污水系統的變革

（三）工業廢水處理

根據水質不同、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（調節、氣浮除油、中和）

根據需要有后處理：混凝、過濾、活性炭吸附

重要課題：難降解有機物工業廢水的治理技術， 如農藥廢水、造紙廢水、染料廢水等。