《 水污染控制工程 》

1. 《水污染控制工程》 主讲老师: 胡忠明

2. 第一章 绪论 第二章 污水的物理处理 第三章 污水的好氧生物处理 (一) 第五章 污水的好氧生物处理 (二) 第六章 污水的厌氧生物处理 第七章 污水的化学处理 第八章 污水的吸附法、 离子交换法、 萃取法和膜析法处理 第九章 城市污水的深度处理 第十章 污水处理厂的设计

3. 第一章 绪论

4. 第一节 水污染控制工程沿革、现状与发展趋势 第二节 污水水质 第三节 污染物在水体中的迁移与转化 第四节 污水出路

5. 第一节 水污染控制工程沿革、现状与发展趋势 一. 历史回顾 总的印象： 任意排放 随意修建 规划修建 1. 国 外 2. 我 国

6. 国外 公元前3750年： 印度Nippur修拱型下水道 巴格达附近阿斯马尔城修下水道 公元前2600年： 公元前80年： 古罗马修建巨大下水道 无进展。未考虑地下水污染， 城市附近水体污染。霍乱、 伤寒、痢疾流行

7. 公元19世纪初： （1800-1820年左右） 公元1800年： 瘟疫猖獗 英国、德国、法国、美国开始规划进行排 水管道系统，并有了一些处理方法（氧化 塘，污灌等） 欧洲完成了下水道系统。并开始对所排污水 进行处理，建立了污水处理设施。如美国在 1915年时大城市均完成了下水道系统。 公元20世纪初：

8. 欧洲污水处理设施 氧化塘污灌 物理处理 二级处理，甚至三级处理 城市污水处理率在70%以上。好的80%以上

9. 我国 公元前3世纪： 秦朝时有了排水管道（阿房宫）但规模小 由于我国城市化，工业化进程慢、程度低， 至今还处于完善排水系统初步有所处理的阶段 真正的污水处理是近30年的事情，城市污水处理量不超过20%（乐观估计）。个别城市略高（天津等） 我国污水处理任重道远

10. 二. 水污染控制的基本内容 1. 水体的自净规律 监测、调查、研究污染及净化规律。定量研究 污染物的迁移转化规律。建立自净模型，确定 最大排污量 2. 城市污水处理 由自净容量确定处理等级。方法和设施

11. 3. 工业废水治理 难度大。因为成分复杂，类型多种。 但必须处理。宜分别对待，综合治理 一共有三大原则 ▲大原则： （1） （2） （3）

12. （1）有毒有害废水（重金属、含酚、 含氰化物、放射性等） 闭路循环，就地处理，不进入大水系，或回收，不宜排入下水道

13. （2） 冷却水 应循环使用。不宜排入下水道，会增加基建 费用，规律是运行费用问题。

14. （3）高浓缩有机废水（屠宰、肉类加工、酿造、（3）高浓缩有机废水（屠宰、肉类加工、酿造、 制糖、生物制药、酒精 制造等） 应先厌氧处理降低BOD，再经一定程度处理后排入下水 道。也可沼气发酵利用

15. 4. 水系污染防治工程 60年代后不满足于一河一塘的污染防治，开始 进行水系污染情况的防治（实质是各自以为水 自净容量大引起的水系污染） 内容有： （1）根据污染源（主要是面源，城市、工矿区、 农田等） 沿水系分布情况分段、分区进行 调查研究，确定污水处理设施的等级（定 最大允许污染负荷）

16. （2）考虑采用适宜的工程技术措施： 如人工嚗气（特殊水域） 修建调节水库 引更大水系水进行稀释（尤其对穿城河） （3）水系污染底质工程

17. 对底汞甲基化、磷释放等对策 ▲ 底质调查（污染范围，浓度分布的垂直 规律和水平规律） ▲ 确定水生生物对底质污染物的蓄积规律， 从而确定底质最大允许浓度 ▲ 对超标底质进行处理： 疏浚、挖掘法。

18. △H 1 j . . C Hg= 0.8 S 如：[日]确定底质Hg最大允许浓度C Hg： △H: 平均水深 J：底质Hg溶出率 S：安全系数（毒性大污染物 S选大些 毒性小污染物 S选小些）

19. 饮用水源的污染控制，与污染原水的深度处理 • （给水问题） 水源上游一定范围内不允许排污。 地下水源的保护 6. 流域或区域水污染综合防治 生态防治，水处理、管理、监督全方位考虑的综合措施

20. 第二节 污水水质 温度 物理指标 色度 嗅和味、SS 有机：BOD、COD、TOC、TOD 化学指标 无机：PH、N、P、重金属 细菌总数 生物指标 大肠菌群

21. ▲ BOD （1）稀释水样，测DO 城市污水测定法： （2）水样+稀释水 培养瓶 加盖水封 （3）20℃下培养5天 （4）取出测定DO （5）计算BOD5

22. 2. 工业废水测定法：接种微生物后按1测 3. BOD与时间、温度的关系：分两阶段 第一阶段： 碳化需氧量 CO2 + H2O + NH3 有机物 第二阶段： 硝化需氧量 NO-2 、 NO-3 NH3

23. BOD 5 20 天 设：L为水中有机物，　t为反应时间 　　反应为一级反应（降低速率与剩余有机物浓度成正比）

24. d Lt = - k Lt (k：速率常数 d-1) d t -kt Lt -kt -kt e = 10 10 = = Lt L0 L0 -kt _ _ = = 10 BODt L0 Lt L0 L0 -kt _ = 10 L0 (1 )

25. -kt _ = 10 L0 (1 ) BODt DO充足 微生物充足 K=0.1d-1 >0℃ 提问： • BOD5的真正含义是什么？ • 为什么称BOD20为理论BOD?

26. T-20 θ kt = k20 (2) 与温度的关系： 温度主要通过影响k而影响BOD 根据范德霍夫－阿尔汗厄斯方程 下标是温度 T=10~30℃时，θ=1.047

27. 第三节. 污染物在水体环境中的迁移与转化 一.水体自净 (以河流为例) 1.污水排入河流的混合过程 分子扩散 致使污染物在水中扩散 湍流扩散 弥散扩散

28. （1）竖向混合阶段: 深度上混合 △这一阶段完成的标志是：深度上浓度均匀 △该阶段较河流宽度上混合均匀先完成 　因为河流深度往往比宽度小 宽度上混合 （2）横向混合阶段 △标志：整个横断面达到浓度分布均匀

29. （3）断面充分混合阶段： 流动过程中的混合 △标志 持久性污染物浓度不再变化，非持久性 污染物（可被分解转化的污染物）浓度 逐渐减少 以上三个阶段顺序完成，但各阶段的开始时间与 前一阶段进程在时间上有交叠的。

30. ρwqvw +ρhqvh ρ = ρw + qvh 2. 持久性污染物的稀释扩散 完全混合后持久性污染物在河流中的浓度可由 质量守恒原理计算

31. 3. 水体的氧平衡（氧垂度曲线） 不考虑扩散的情况下，河流中DO与可生物降解 污染物的变化可用s-p公式表示（Streeter-Philips) dρL ρL △ = k1 （9 —4） d t ρL：河水在排污口下任意处的 BOD5的浓度

32. dρL ρL ρD ○ = （9 — 5） k1 — k2 d t ρD：河水在排污口下任意处的 亏氧浓度（DO饱和值—实测值） ρcs— ρc ∵亏氧量越大，O2进入水中速度越快 ∴ ρD越大，水中ρD 的随时间变化率就越小。

33. . -k2k -k1t ρD0 ρL0 e e K1 ρL0 ρD -k1t -k2t = e e ( ) — — K1— K2 ρD –ρD0 以χ=0处的ρL –ρL0 求解： ρL = （9 —6） （9 —7）

34. 将ρcs—ρc = ρD代入（9—7） . K1 ρL0 -k2k -k1t -k2t ρc e （ρcs—ρc0） e e = ( ) + — K1— K2 可得： （9—8） ρcs ：饱和溶解氧 ρc ：任意点的溶解氧 ∵t是初始点至下游χ处断）面所流行的时间（一般用天） t = χ/ u （流速） ∴根据上式可以求得任意时刻的亏氧量

35. △对s-p公式的讨论 （1）适用于可生物降解的溶解性污染物的计算。 （如重金属等不适用） （2）K1、K2均需与水温相适应，选用要得当，可 查表、手册 （3）对于湖泊、海湾、港湾不适用 （4）如河流NH3-N污染量，用此公式误差大

36. 二. 污染物在不同水体中的迁移转化规律 河口：污染物不断随水流回荡，可能影响到排污 口上游 湖泊、水库：水量大，但水流慢，自净功能差， 混合慢、易形成局部污染。温度 分层，会引起翻潮，污泥上翻 海洋： 利： 自净容量大，但不同海域差别大 弊： 比重小污水含盐量小的易浮上形 成污水层

37. 第四节 污水出路 排放水体 工农业利用 处理后回用 （自学） 一. 排放水体的限制 二. 污水回用 有利于缓解水资源匮乏，但也要慎用。

38. △ 对回用污水的要求： （1）对人体健康无不良影响 （2）对生态环境无不良影响 （3）对产品质量无不良影响 （4）符合使用水质要求 （5）为群众接受 （6）价格低于自来水 （7）回用技术有可行性

39. 谢 谢