1、水处理工程 Wastewater Treatment Engineering （硕士研究生学位课）,环境科学与工程系,赵朝成,水处理工程学习要求,学习目的 掌握水污染控制方法原理 了解水污染控制工程基本设计要素 了解目前水污染控制技术现状及发展趋势 学习内容 废水处理:物理法、化学法、物化法、生物法 废水处理技术 教材及参考书 当代给水与废水处理原理，许保玖等编，高等教育出版社 环境工程学，蒋展鹏主编，高等教育出版社 废水处理工程，唐受印等编，化学工业出版社 水污染控制工程，高廷耀主编，高等教育出版社,水 处 理 工 程 学 习 要 求,Industrial Water Pollution C
2、ontrol(Third Edition),清华大学出版社（影印版），2002.成绩评定 平时30%，考试70% 纪律要求 按时上课，完成作业,第一章 总论,总论,第1节 水的循环与污染 一、水资源水是一种宝贵的自然资源； 水是人类和一切生物赖以生存的物质基础； 水是可以更新的自然资源, 能通过自身的循环过程不断地复原。,1.地球上水的分布,总论,总论,海洋 97.212%,0.023%,地下水0.615%,冰川 2.15%,湖泊 0.0092%,生物体0.0001%,河水0.0001%,大气水蒸汽0.001%,土壤含水0.0049%,地球上水的分布,2.788%,盐水湖 0.0077%,对人
3、类有益而又比较容易开发利用的淡水储量为400万km3,仅占地球水量的0.3。淡水与人类的关系最密切, 并且具有经济利用价值, 虽然在较长时间内可以保持平衡, 但在一定时间、空间范围内, 其数量却是有限的, 并非取之不尽, 用之不竭。,2.水的循环 自然循环 社会循环,总论,总论,1.水的危机水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉。联合国已发出警告，除非各国政府采取有力措施。到2025年，世界上就将有近1/3的人口(23亿人)无法获得安全的饮用水，其主要原因是这些地区的水资源短缺。目前，随着人类生产的发展和生活水平的提高，用水量以每年接近5%的速度递增，照此下去，每15年用水总量就翻一番，在203
4、0年以前，地球上将有1/3以上的人面临淡水资源危机。,二、水危机,2.水危机产生的原因,总论,自然条件的影响城市与工业区集中发展水体污染破坏了有限的水资源用水浪费,总论,(1) 自然条件的影响淡水在地球上的分布极不均匀, 而且受气候变化的影响, 所以许多国家和地区用水甚缺。例如我国华北和西北处于干旱或半干旱气候区, 季节性缺水很严重；北非和南撒哈拉地区、阿拉伯半岛、伊朗南部、巴基斯坦和西印度是年降雨长期平均变化最大的区域, 其变化的幅度超过40, 美国西南部、墨西哥西北部、非洲西南部、巴西最东端以及智利部分地区也是如此。,总论,(2) 城市与工业区集中发展200 多年来 世界人口趋向于集中在占
5、地球较小部分的城镇和城市中, 在20世纪中期以来, 这种城市化进程已明显加快,目前世界上城市居民约占世界人口的41.6, 而城市占地面积只占地球土地总面积的0.3, 在城市和城市周围又大量建设了工业区, 因此集中用水量很大, 超过当地水资源的供水能力。,总论,用水量的增加表现在三个方面: 公共用水、工业用水、农业用水。 公共用水仅占很小比例(全球56） 在工业用水中, 主要是能源部门、冶金工业、化学工业等部门的冷却用水量, 如在热电厂, 每生产1000千瓦时电, 需用水200500立方米; 农业用水的消耗主要是灌溉用水。,总论,(3) 水体污染破坏了有限的水资源这是造成水危机的重要原因之一。
6、(4) 用水浪费城市生活用水浪费最大的是管网和卫生设备的漏水。据估计北京市漏水量占总用水量的1040, 最严重住宅区可达70。占工业用水的70的工业冷却水必须采用循环冷却水处理技术。,3、 中国水资源的危机1.人均占有量少中国水资源总量为2.8万亿立方米，居世界第4位，次于加拿大、巴西和俄罗斯，略多于美国和印尼，占世界水资源总量的7%，但中国人均水资源2304m3/人。世界平均水准的1/4，占82位。属于水资源紧缺的国家。2.空间分布不均81的水资源分布在长江流域及其以南东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm 3.年内及年际变化大6080降水
7、集中在夏季，7，8，9月；年际变化差36倍（大时）4.许多地区缺水严重三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连） 在640个城市中，300多个城市缺水。,总论,总论,水资源短缺对于中国大部分地区都是最根本的问题。水资源供需矛盾解决的根本办法也正是节水。这里说的节水是广义的节水，包括三方面的含义 ：节约用水提高水的重复利用率污水资源化,三、节 水,总论,（1）节约用水节约用水指降低每公斤粮食的耗水量、万元工业产值的耗水量和每人的生活用水量。农业用水占工农业和生活用水的75%左右，节水工作应以农业节水灌溉为重点。目前我国的万元工业产值耗水量一般是发达国家的1020倍，个别行业达45倍；我国每公斤
8、粮食的耗水量是发达国家的23倍；我国城市人均耗水量已接近发达国家的中等水平。,总论,（2）提高水的重复利用率提高水的重复利用率指工业生产的循环用水。目前我国工业生产用水的重复利用率约为40%，远低于发达国家75%85%的水平。,总论,（3）污水资源化污水资源化指通过污水处理提高水的类别，从而使该排放掉的污水分别达到生态、农业、工业或生活用水的标准，使其资源化，是跨类别的广义重复利用。,总论,如果把20世纪称作石油世纪的话，那么21世纪很可能就是水世纪。与变幻莫测的通讯技术产业相比，水工业广阔的市场、巨额的产值和稳定的收益无疑更具吸引力。难怪纽约一家投资公司的首席专家伊丽莎白把水工业称之为“最好
9、的投资领域”。 水处理工业由水工业企业、水工业制造业、水工业高新技术产业三部分组成。,四、水工业,总论,1.水工业企业水工业企业将给水排水有机地统一起来。水是一种可再生资源，取水是对自然资源水的加工活动；排水是对废水进行处理的工业活动；不可偏废任何一方。,总论,2.水工业制造业水工业制造业是由生产给水排水行业所需的机电、化工、生物、冶金、材料以及电子等技术装备产品的工业部门无形中组成的工业系统，它是给排水事业的支柱工业，必须与给排水事业同步发展。,总论,3.水工业高新技术产业水工业高新技术产业是指在给排水行业中运用高新技术开发出来的产业。科技进步可以有效地为水工业可持续发展提供可靠的依据和手段
10、，促进水工业管理水平的提高，并提高水资源综合利用效率和经济效益，提供保护水资源和生态环境的有效手段。,“十五”环保计划主要指标完成情况,总论,第2节 水污染现状及来源 一、水污染现状,总论,2006年全国水污染物排放数据:1.废水排放总量（亿吨）： 536.8(比上年增加2.3%) 其中：工业废水排放量 240.2(比上年减少1.1%)， 城镇生活污水排放量 296.6 (比上年增加5.8%) 2.化学需氧量排放总量（万吨） 1428.2 (比上年增加1%) 其中：工业化学需氧量排放量 541.5(比上年减少2.4%) 城镇生活化学需氧量排放量 886.7 (比上年增加3.2%) 9 3.氨氮
11、排放总量（万吨）：141.3 (比上年减少5.7%) 其中：工业氨氮排放量 42.5(比上年减少19.0%)城镇生活氨氮排放量98.8%(比上年增加1.6% ) 4.工业废水排放达标率（）： 92.1 (比上年下降0.5%) 5.工业用水重复利用率（）：80.6(比上年提高4.5%) （7年全国环境统计公报）,总论,1.全国废水排放总量556.8亿吨，比上年增加3.7%。其中，工业废水排放量246.6亿吨，占废水排放总量的44.3%，比上年增加2.7%；城镇生活污水排放量310.2亿吨，占废水排放总量的55.7%，比上年增加4.6%。2.化学需氧量排放量1381.8万吨，比上年减少3.2%。其
12、中，工业废水中化学需氧量排放量511.1万吨，占化学需氧量排放总量的37.0%，比上年减少5.8%；城镇生活污水中化学需氧量排放量870.7万吨，占化学需氧量排放总量的63.0%，比上年减少1.7%。3.氨氮排放量132.4万吨，比上年减少6.3%。其中，工业氨氮排放量34.1万吨，占氨氮排放量的25.8%，比上年减少19.8%；生活氨氮排放量98.3万吨，占氨氮排放量的74.2%，比上年减少0.5%。4.工业废水排放达标率91.7%，比上年提高1.0个百分点。工业用水重复利用率82.0%，比上年提高1.4个百分点。 （8年全国环境统计公报）,2007年全国水污染物排放数据,总论,2008年主
13、要污染物削减情况2008年，全国化学需氧量排放量1320.7万吨，比上年下降4.42%；二氧化硫排放量2321.2万吨，比上年下降5.95%。与2005年相比，化学需氧量和二氧化硫排放量分别下降6.61%和8.95%，不仅继续保持了双下降的良好态势，而且首次实现了任务完成进度赶上时间进度。全国城镇污水处理率由上年的62%提高到66%；脱硫机组装机容量达到3.63亿千瓦，装备脱硫设施的火电机组占全部火电机组的比例由上年的48%提高到60%。,总论,2009年主要污染物削减情况2009年，全国化学需氧量排放量1277.5万吨，比上年下降3.27%；二氧化硫排放量2214.4万吨，比上年下降4.6%
14、。与2005年相比，化学需氧量和二氧化硫排放量分别下降9.66%和13.14%。二氧化硫减排进度已超过“十一五”减排目标要求 。全国城镇污水处理率由上年的62%提高到66%；脱硫机组装机容量达到3.63亿千瓦，装备脱硫设施的火电机组占全部火电机组的比例由上年的48%提高到60%。,总论,2010年主要污染物削减情况2010年：化学需氧量排放总量1238.1万吨，比上年下降3.09%；二氧化硫排放总量2185.1万吨，比上年下降1.32%。与2005年相比，化学需氧量和二氧化硫排放总量分别下降12.45%和14.29%，均超额完成10%的减排任务。,总论,二、水体污染与自净 （一）水体污染及危害
15、,总论,总论,自然污染,水在凝结时需要晶核，所以水在变成液滴时，就会带入杂质 水的溶解能力也非常强 水的流动性很强：其与土壤、岩石接触会带入更多的杂质动植物尸体腐败、火山喷发等其他原因（高浊度水、钙镁离子过高、铁锰含量超标）,总论,人为污染,人的活动使大量工业、农业和生活废弃物排入水中引起污染人为污染是主要的,总 论,1.物理性污染,感官性污染 热污染 悬浮物污染 放射性污染,总 论,（1）感官性污染,颜色 嗅觉 味道,总 论,（2）热污染,随着温度的升高，水的饱和溶解氧下降，亏氧量下降（一定温度下，饱和DO与实际DO之差），大气向水中的复氧下降，而生物耗氧增加，所以水中DO迅速下降，水生生物
16、死亡，水质恶化温度每升高10，化学反应速度增加1倍,水中细菌加速繁殖，若以这样的水为水源水，则混凝剂投加量增加，加氯量增加，同时使有机氯化物更快转化为氯仿这种致癌物质藻类加速繁殖，加速水体富营养化,总 论,（3）悬浮物污染,危害 降低光的穿透率，减弱光合作用，妨碍水体自净 堵塞鱼鳃、导致鱼死亡，造纸的制浆废水这种危害最大 微生物新陈代谢加快，DO降低 是各种污染物的载体,总 论,（4）放射性污染,核工业发展而导致的 放射性矿藏的开采、核试验、核电站 同位素在医学、工业、研究等领域的应用,总 论,2.化学性污染及其危害,无机性污染及其危害 有机性污染及其危害,总 论,（1）无机性污染及其危害,酸
17、、碱、无机盐的污染危害：破坏水体的自然缓冲作用，增加水中的无机盐类、硬度，改变水体正常的pH， 重金属等有毒物质污染金属毒物不能降解，只能相互转化、分散；离子态毒性最大；在生物体内富集非金属毒物中枢神经紊乱，诱发皮肤癌,总 论,（2）有机性污染及其危害,有机有毒物质：有机农药、多环芳烃、芳香胺等人工合成有机物，难以生化降解。 POPS（Persistent Organic Pollutions ） 需氧污染物质：有机物,消耗水中的溶解氧，使水中DO水平低于正常范围甚至使水体缺氧、厌氧，这时如果水中的有机物继续增加，厌氧微生物就会分解有机物，产生H2S，NH4+，CH4等有毒和臭味的气体，使水体
18、“黑臭”,总 论,油类污染,危害 油膜隔绝大气与水面，破坏水体富氧，1滴石油产生0.25m2的油膜 堵塞鱼鳃、导致鱼死亡 气味，不适于饮用,植物营养物质：氮、磷等（富营养化,总 论,总 论,总 论,3.生物性污染及其危害,主要指病原微生物的污染 主要由医院污水，垃圾渗滤液，屠宰废水等排入水体引起的，如：霍乱、伤寒、痢疾、蛔虫病、SARS等等 危害：严重危害人类健康,总 论,（二）水体自净和水环境容量,水体自净的定义：污染物进入天然水体后，通过物理、化学和生物因素的共同作用，使污染物的总量减少或浓度降低，曾受污染的天然水体部分或完全恢复原状,总 论,水体自净按作用机制可以分为三类：物理过程：稀释
19、、扩散、挥发、沉淀等等、 化学和物理化学过程：氧化、还原、吸附、凝聚、中和等等 生物学和生物化学过程：进入水体中的污染物质，特别是有机物质，由于水中的微生物的代谢活动而被分解氧化并转化为无机物的过程,总 论,总 论,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。影响因素：（1）水体特征： 水体的各种水文参数(河宽、河深、流量、流速等等)、背景参数(水的pH、碱度、硬度、污染物质的背景值等) 自净参数(物理的、物理化学的、生物化学的）和工程因素(水上的工程设施,如闸、堤、坝以及污水向水体的排放位置、排放方式等等),总 论,（2）污染物特征 污染物的扩散性、持久性、生物
20、降解性。 一般而言，污染物的物理化学性质越稳定，环境容量越小。 耗氧有机物的水环境容量最大，难降解有机物的水环境容量很小，而重金属的水环境容量则甚微。,（3）水质目标 水质对污染物的容纳能力是相对于水体满足一定的用途和功能而言的。 水的用途和功能不同，允许存在于水体的污染物的量也不同,总 论,三、废水的来源 生活污水和工业废水 生活污水是人们日常生活中所产生的废水成份与人们的生活习惯有关。 工业废水工业生产过程中所排出的废水。其成份主要决定于生产过程中采用的原料以及所应用的工艺。生产污水、生产废水（假定净水：间接冷却水、厂区锅炉、电站排水）,总 论,注意：此处所说的污水没有包括农业废水 目前对
21、农业废水的处理可以从2个方面着手： A：使用可生物降解的农药、生物复合肥，尽量少使用含难降解、苯系物等物质的农药 B:应用各种方法具体处理农田排水,总 论,四、水污染原因 1人口增加和经济增长的压力 2粗放型发展模式 3. 面源污染严重 4污水处理率偏低，大量污水直接排放 5环境意识淡薄、环境管理薄弱、环境执法力度不够 6. 排污收费等经济政策未能起到对治污的刺激作用 7. 历史欠帐太多，资金投入严重不足,总 论,五、水污染防止战略对策与保障措施 战略对策： 1加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源化 2尽快实现从末端治理向源头控制的的战略转移，大力推行清洁生产 3从单纯的点污染源治理转向
22、点源、内源和面源的流域综合综合治理 4切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性保障措施： 1.严格以法治水，制定并实施有效的法律、规章、制度 2.完善水的管理体系，改变“多龙管水”的现象 3.加大水污染治理投资 4.采取有利于水污染防治的经济政策,总 论,第3节 水质指标及水质标准 一、废水水质物理指标 温度 色度 嗅和味 固体物质总固体（TS， Total Solids ） 溶解物质（DS， Dissolved Solids ） 悬浮固体物质（SS， Suspended Solids ）悬浮物是通过过滤法测定的，滤后滤膜或滤纸上截留下来的物质即为悬浮固体，它包括部分的胶体物质，单位为mg/L。,
23、总 论,化学性指标： 有机物 BOD （Biochemical Oxygen Demand）： 生化需氧量（BOD）表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，常用单位为mg/L。 COD（ Chemical Oxygen Demand） ： 在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。 CODCr，CODMn-高锰酸盐指数 CODBOD20BOD5CODMn BOD5/COD反应废水可生化性,总 论,TOD（ Total Oxygen Demand）：高温燃烧后，所消耗的氧量）：有机物主要是由碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）等元素所
24、组成。当有机物完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量（TOD）。水中有机物在燃烧时，消耗了载气中的一部分氧，用电极测定剩余的氧量后，计算出的耗氧量即为总需氧量，单位为mg/L。TOC（ Total Organic Carbon）： 废水中的总有机碳总有机碳（TOC）表示的是污水中有机污染物的总含碳量。其测定结果以C含量表示，单位为mg/L。总有机碳的测定原理是：水中有机碳在高温燃烧过程中，生成CO2，经红外气体分析仪测定后，再折算出其中的C含量。,总 论,油类污染物 石油类 动植物油脂 酚类污染物 无机性指标: 植物影响元素(N、P） p
25、H值 重金属生物性指标: 细菌总数 大肠菌群大肠菌群数是指单位体积水中所含的大肠菌群的数目，单位为个升，它是常用的细菌学指标。大肠菌群包括大肠菌等几种大量存在于大肠中的细菌，在一般情况下属非致病菌。,总 论,二、污水排放标准 1.地表水环境质量标准 首次发布 1983年 第1次修订 1988年 第2次修订 1999年 GHZB1-1999 第3次修订 2002 GB3838-2002 水体分类： I类 主要适用于源头水、国家自然保护区； II类 主要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、鱼虾产卵区 III类 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区
26、IV类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区 V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求区域,总 论,2.污水排放标准 行业标准各行业针对行业特点颁布 最广泛的污水综合排放标准 GB 8978-1996 第一类污染物能在环境或动植物体内积蓄，对人类健康生产长远的影响。必须在车间或车间处理设施排放口处取样。 第二类污染物的长远影响小于第一类，规定的取样点在排污单位的排出口。 浓度标准有缺陷 总量控制 根据一定范围内的水体环境容量和自净能力，计算出允许排入该水域的污染物总量，然后再按一定的原则，将这些允许的排污总量合理地分配给区内的各污染源。,总 论,表 第一类污染物最高允许排放浓度
27、 单位：mg/l,总 论,总 论,山东省海河流域水污染物综合排放标准(DB37/675-2007),适用范围: 本标准规定了山东省辖海河流域内69种水污染物的排放限值。 本标准适用于山东省辖海河流域内一切排污单位水污染物的排放管理、建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。,第一类污染物最高允许排放浓度标准不分时段。山东省海河流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位自2007年7月1日起执行表1的标准。 第二类污染物最高允许排放浓度标准分为三个时段。流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位，于2007年7月1日起执行表2时段的标
28、准，2008年7月1日起执行表3时段的标准，2009年7月1日起执行表4时段的标准。,总 论,表1 第一类污染物最高允许排放浓度 单位：mg/l,总 论,表2 第二类污染物最高允许排放浓度（2007年7月1日起至2008年6月30日执行标准） 单位：mg/l（pH、色度、粪大肠菌群除外）,总 论,表3 第二类污染物最高允许排放浓度 （2008年7月1日起至2009年6月30日执行标准） 单位：mg/l（pH、色度、粪大肠菌群除外）,总 论,表4 第二类污染物最高允许排放浓度（2009年7月1日起执行） 单位：mg/l（pH、色度、粪大肠菌群除外）,总 论,山东省半岛流域水污染物综合排放标准（D
29、B37/676-2007）,适用范围： 本标准规定了山东省半岛流域内70种水污染物的排放限值。 本标准适用于山东省半岛流域内一切排污单位水污染物的排放管理、建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。,第一类污染物最高允许排放浓度标准不分时段。山东省半岛流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位自2007年10月1日起执行表1的标准。 第二类污染物最高允许排放浓度标准分为二个时段。流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位，于2007年10月1日起执行表2时段的标准，2010年1月1日起执行表3时段标准。,总论,表1 第一类污染物最高
30、允许排放浓度 单位：mg/l,总论,山东省小清河流域水污染物综合排放标准(DB37/6562006),范围: 本标准规定了向小清河干流汇水的区域内69种水污染物排放限值。 本标准适用于向小清河干流汇水的区域内一切排污单位水污染物的排放管理、建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。,第一类污染物最高允许排放浓度标准不分时段。山东省小清河流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位自2007年4月1日起执行表1标准。 第二类污染物最高允许排放浓度标准分为三个时段。流域内除城镇污水处理厂外所有向该区域直接排放污水的单位，于2007年4月1日起执行表2
31、时段的标准，2008年7月1日起执行表3时段的标准，2009年7月1日起执行表4时段的标准。,总论,山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准(DB37/ 5992006),1 范围 本标准规定山东省境内南水北调输水干线汇水区域内69种水污染物排放限值。 本标准适用于山东省境内南水北调输水干线汇水区域内所有排污单位水污染物的排放管理、建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。,将山东省南水北调沿线汇水区域划分为下列三类控制区。 核心保护区域指：山东省南水北调东线工程干渠大堤和所流经湖泊大堤（这两种大堤以下简称“沿线大堤”）内的全部区域。 重点保护区域指：核心保
32、护区域向外延伸15km的汇水区域。 一般保护区域指：除以上核心保护区域和重点保护区域以外的其他调水沿线汇水区域。,总 论,关于批准发布山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准 等4项标准修改单的通知 各市环保局、质量技术监督局： 为实现全省水环境质量明显改善的目标，现发布山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准（DB37/5992006）、山东省小清河流域水污染物综合排放标准（DB37/6562006）、山东省海河流域水污染物综合排放标准（DB37/6752007）、山东省半岛流域水污染物综合排放标准（DB37/6762007）4项标准修改单。 一、2013年1月1日起，山东省南水北调沿线水污染物
33、综合排放标准（DB37/5992006）和山东省小清河流域水污染物综合排放标准（DB37/6562006）中重点保护区、山东省海河流域水污染物综合排放标准（DB37/6752007）和山东省半岛流域水污染物综合排放标准（DB37/ 6762007）中“一级标准”的COD、氨氮、BOD5、SS、色度和动植物油排放浓度限值分别调整为50 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30倍和3 mg/L。 二、2013年1月1日起，山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准（DB37/ 5992006）和山东省小清河流域水污染物综合排放标准（DB37/6562006）中一般保护区、山东省海河
34、流域水污染物综合排放标准（DB37/6752007）和山东省半岛流域水污染物综合排放标准（DB37/6762007）中“二级标准”的COD、氨氮、BOD5、SS、色度和动植物油排放浓度限值分别调整为60 mg/L、10 mg /L、20 mg/L、30 mg/L、30倍和5 mg/L。 三、本修改单发布之日起，新、改、扩建项目按照修改后的排放限值执行。,总论,总论,第4节 废水处理方法综述按对污染物实施的作用不同分离法通过各种外力作用，把有害物从废水中分离出来。 转化法通过化学或生化的作用，使其转化为无害的物质或可分离的物质，后者再经过分离予以除去。,总 论,分离法,转化法,总 论,按处理原理
35、分： 物理法、化学法（物理化学法）和生物化学法。 物理处理法(也叫机械处理) 就是利用物理作用分离废水中主要呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。包括筛油、沉淀、浮升、离心分离、蒸发、结晶、过滤和膜分离等。化学(物理化学)处理法： 是利用化学反应或物化原理来分离、回收污水中的污染物质，从而改变其性质或存在状态，化害为利。其方法有中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附以及离于交换、电渗祈等。此法多用于工业废水的处理。,总论,总论,总论,废水的生物处理方法(也叫生化法) 是利用微生物的代谢作用，使废水中呈镕解状态、胶体状态以及某些不溶解的有机甚至无污染物质，转化为稳定、无
36、害的物质，从而达到净化的目的。此法按照作用微生物习性的不同，可分为好氧法相厌氧法两大类。,按处理程度分： 一级处理：主要去除SS和漂浮物质，通过中和和均衡等预处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。 二级处理：去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，主要采用生物处理法，处理水可以达标排放。 三级处理：对难降解的有机物、磷、氮等营养物质进一步处理。采用混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。,总论,总论,总 论,城市污水处理一般流程,城市污水处理一般流程,BOD去除率(%) SS去除率(%) 一级处理 2040 5070 二级处理 7595 7595 存在问题：基建与运行费用高，
37、占地大，剩余污泥产量大，管理麻烦，不能除去氮磷。 发展方向： 低耗高效处理技术：天然处理厌氧处理技术 深度处理与再生利用技术 污泥处理技术 传统污水系统的变革,总论,工业废水处理 根据水质不同、处理程度工艺而异。 一般大多以生物处理为主，但常有前处理（调节、气浮除油、中和），根据需要有后处理：混凝、过滤、活性炭吸附重要课题：难降解有机物工业废水的治理技术， 如农药废水、造纸废水、染料废水等。污水回用技术开发,总论,总 论,第5节 废水处理反应器及动力学基础 反应器形式 间歇反应器SBR反应器 推流反应器沉淀、过滤、吸附、离子交换 连续流反应器快速混合、活性污泥 任意流反应器 填料床和流化床反应
38、器。 动力学基础（本节假设反应速率为1级） 物料衡算通式A的质量净变化率A的质量输入率A的质量输出率反应消耗A的速率（一）间歇式反应器,),exp(,0,kt,c,c,-,=,（1-2）,间歇反应器内反应物浓度随时间变化的关系,（二）连续流搅拌反应器 物料衡算式：,（1-3）,1.在稳态条件下， 上式简化为,（1-4）,=V/Q，表示物料在反应器内的停留时间,总 论,2.在非稳态条件下，式1-3可写成,到达稳态的条件与t/有关，当t值相当大时，上式指数项可忽略不计，1-5可化为1-4,稳态条件。 k有关， k越大，越易达到稳态条件。,（1-5）,t/,总 论,对反应微元列出衡算式：,ZdZ时：
39、,F为反应器截面积，用水平流速v代替Q/F:,稳态条件下：,（1-6）,式（1-6）与（1-2）形式上相同，一个是推流距离所用时间，一个为反应时间t。推流反应器是沿水流方向运动的间歇式反应器。,（三）推流反应器 物料衡算式：,=Z/v表示反应物推流到距离Z所需的时间,总 论,对于n个等积串联反应器有：,n个等积串联反应器，其总容积VnV,总的停留时间n代入（1-7），当n，有：,（1-9）式看出：在出口浓度Cn一定的前提下，n值越大，则每个反应器所需的容积及停留时间就越小。反应器的总的容积和总的停留时间亦小于单个反应器,（1-7）,（1-8）,（1-9）,（四）串连连续流搅拌反应器,稳态条件：
40、,将1-7改写为：,串联的连续流搅拌反应器数目越多，效果就越接近于总容积和停留时间与之相同的推流反应器。,水力特性 反应物料在反应器内的流动状况亦即反应停留时间分布。 进入系统的流体是否也同时离开系统？亦即流体在系统内的停留时间会不会相同呢？ 停留时间分布的定量描述 活塞流 同时进入系统的流体粒子也同时离开系统。 全混流 流体由于受搅拌作用，则进入反应器的流体粒子可能有一部分立即从出口流出，以致停留时间短，也可能有些粒子到了出口附近，刚要离开又被搅了回来，致使这些粒子在系统中的停留时间极长。所以，流体粒子在连续搅拌反应器中的停留时间将是参差不齐，有长有短的。,总论,返混即不同停留时间的流体粒子
41、之间的混合，与搅拌有关。当返混程度达到最大时，则反应器内的物料浓度处处相同，不同停留时间的流体粒子间达到最大的混合。或者说完全混合，全混流模型。 理想全混流停留时间分布模型推导 设:进入全混流反应器的流体中示踪剂的浓度为C0,单位时间内流入反应器及从反应器流出的示踪剂量分别为QC0和QC。单位时间内反应器示踪剂的累积量VrdC/dt，,总论,反应器示踪剂物料衡算式：,Vr/Q=，上式写成：,初值条件：t=0,C=0,停留时间分布函数：,停留时间小于t的示踪剂所占分率,分布密度函数：,总 论,任意流 实际反应器的流动状况均介于活塞流和全混流之间，有些相接近，有些偏离较大。 滞留区的存在 存在沟流
42、与短路 循环流 流体流速分布不均匀 扩散 反应器设计中若干问题 影响因素 过程要求、反应动力学、废水水质、经济性等。 短路：有效容积缩小，混合不完全；停留时间不够,总论,总 论,思考题： 1.废水水质指标主要有哪些？ 2.讨论生活污水和工业废水的特征。 3.有机物的生物氧化过程一般分两个阶段进行，这是指哪些有机物来说的？ 4.废水怎样分类的？ 5.根据我国目前水污染及治理现状，考虑水污染治理发展方向。,总 论,作业题： 1.一含COD为200mg/L的废水，以每天100的流量流经完全混合反应器，处理后，COD浓度降至15mg/L，如果反应器内的反应服从一级动力学模式，其反应速度常数为0.4d-1，试求反应器的容积；若采用推流反应器，容积为多大？若两个CMR串联呢？,总 论,
