环境工程学：第一章水质与水体自净课件.ppt

1、第第 一一 篇篇 水质净化与水污染控制工程水质净化与水污染控制工程第一章第一章 水质与水体自净水质与水体自净第二章第二章 水的物理化学处理方法水的物理化学处理方法第三章第三章 水的生物化学处理方法水的生物化学处理方法.图图12 污水浇灌油菜污水浇灌油菜图图14 污染的井水污染的井水图图13 集水渠变污水渠集水渠变污水渠图图11 高浓度废水直排高浓度废水直排.第一章第一章 水质与水体自净水质与水体自净 第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染一、水资源分布一、水资源分布我国水资源的特点：我国水资源的特点：a 总量丰富，人均量少；总量丰富，人均量少；b 时空分布不均衡。时空分布不均衡。第一节第一

2、节 水的循环与污染水的循环与污染 地球水体地球水体 13.9亿亿km3 海洋咸水海洋咸水（97.3%）淡水淡水（3%）冰川、冰帽冰川、冰帽（77.2%）地下水、土壤水地下水、土壤水(22.4%)江河、湖泊江河、湖泊（0.36%）.二、水循环二、水循环水循环分为水循环分为自然循环自然循环和和社会循环社会循环地表水地表水蒸腾蒸腾 蒸发蒸发水汽水汽云云雨、雪、雹雨、雪、雹地下水、地下水、土壤水土壤水凝结凝结自然循环自然循环社会循环社会循环天然水体天然水体生产、生活生产、生活生活污水生活污水生产废水生产废水排放排放第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染.三、水污染三、水污染通过体系内部一系列的物理

3、、化学和生物学的连锁反应和相通过体系内部一系列的物理、化学和生物学的连锁反应和相互作用，水体在一定程度下具有自我调节和降低污染的能互作用，水体在一定程度下具有自我调节和降低污染的能力力水体的自净能力水体的自净能力。水体因某种物质的介入，水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变，者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象造成水质恶化的现象 中中华人民共和国水污染防治法华人民共和国水污染防治法关于关于“水污染水污染”的定义的定义第一节第

4、一节 水的循环与污染水的循环与污染图图15 武汉东湖大面积死鱼武汉东湖大面积死鱼.第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染图图17 原油污染的海岸原油污染的海岸图图16 海底油田井喷海底油田井喷图图18 赤潮赤潮.第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染图图19 微山湖被污染微山湖被污染图图110 云南滇池爆发蓝藻云南滇池爆发蓝藻.太湖天下秀图图111龙头马迹龙头马迹图图112太湖风光太湖风光图图113太湖风光太湖风光图图114 太湖春晓太湖春晓.太湖蓝藻爆发图图115 纯净水缺货纯净水缺货图图116 太湖蓝藻太湖蓝藻.四、水污染的分类和影响四、水污染的分类和影响能使水体的水质、生物质、底

5、泥质量恶化的各种物质能使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染化学性污染化学性污染物理性污染物理性污染生物性污染生物性污染根据其性质根据其性质水体污染水体污染图图117 受污染的长江流域（受污染的长江流域（1）.1）无机污染物质：酸、碱及一些无机盐类）无机污染物质：酸、碱及一些无机盐类 2）无机有毒物质：重金属（汞、镉、铅等）无机有毒物质：重金属（汞、镉、铅等）3）有机有毒物质：有机农药、多环芳烃、芳香胺等）有机有毒物质：有机农药、多环芳烃、芳香胺等 4）需氧污染物质：碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚等）需氧污染物质：碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚等 5

6、）植物营养物质：含氮、磷的化合物）植物营养物质：含氮、磷的化合物 6）油类污染物质）油类污染物质水体污染物水体污染物1、化学性污染物化学性污染物第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染图图117 受污染的长江流域（受污染的长江流域（2）.2、物理性污染物质、物理性污染物质 1）悬浮污染物质：固体物质）悬浮污染物质：固体物质 2）热污染：热电厂、核电站及各种工业过程中的冷却水）热污染：热电厂、核电站及各种工业过程中的冷却水 3）放射性污染：）放射性污染：Sr90、Cs137、I1313、生物性污染、生物性污染 生活污水、医院污水和某些工业废水中的病原微生物、病生活污水、医院污水和某些工业废水中

7、的病原微生物、病毒、寄生虫等。毒、寄生虫等。第一节第一节 水的循环与污染水的循环与污染水体污染物水体污染物图图118 受石油污染的海鸟受石油污染的海鸟.第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准一、水质指标一、水质指标 水质水质 水的品质，指水与其中所含的杂质共同表现水的品质，指水与其中所含的杂质共同表现 出来的物理学、化学和生物学的综合特性。出来的物理学、化学和生物学的综合特性。水质指标水质指标 水中杂质的种类、成分和数量，是判水中杂质的种类、成分和数量，是判 断水质的具体衡量标准。断水质的具体衡量标准。第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准图图119 按颗粒尺寸进行物质

8、分类按颗粒尺寸进行物质分类溶解物质溶解物质胶体物质胶体物质悬浮物质悬浮物质10-510-410-310-210-111010010-910-710-610-510-410-310-210-1(m)(mm)物理性指标物理性指标 化学性指标化学性指标 生物学指标生物学指标.（1）感官物理性状指标：）感官物理性状指标：温度、温度、混浊度混浊度、嗅和味、嗅和味、色度色度等等（2）其它物理性状指标：）其它物理性状指标：总固体总固体、悬浮固体悬浮固体、电导率等、电导率等1、物理学水质指标、物理学水质指标色度色度 感官性指标，水中悬浮物、胶体或溶解物质均可生色。感官性指标，水中悬浮物、胶体或溶解物质均可生色

9、。第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准浊度浊度 水中不溶性物质对光线透过时产生的阻碍程度。水中不溶性物质对光线透过时产生的阻碍程度。（水中悬浮物或胶体状颗粒物质）（水中悬浮物或胶体状颗粒物质）表色：由水中悬浮物、胶体物质和溶解物质共同引起的颜色。表色：由水中悬浮物、胶体物质和溶解物质共同引起的颜色。真色：除去水中悬浮物质后所呈现的颜色。真色：除去水中悬浮物质后所呈现的颜色。.总固体总固体（TS）一定温度下一定体积水样蒸发至干所残留的固体物质总量一定温度下一定体积水样蒸发至干所残留的固体物质总量总固体总固体过滤过滤溶解固体溶解固体悬浮固体悬浮固体0.45m挥发性固体挥发性固体固定性

10、固体固定性固体灼烧灼烧600常用蒸发烘干温度：常用蒸发烘干温度：103105；单位：；单位：mg/L灼烧减重灼烧减重总可滤残渣总可滤残渣总不可滤残渣总不可滤残渣.例例1-1：将某污水水样将某污水水样100mL置于重量为置于重量为46.4718g的古氏坩埚中过滤，的古氏坩埚中过滤，坩埚在坩埚在105下烘干后称重为下烘干后称重为46.5036g，然后再将此坩埚置于，然后再将此坩埚置于600下下灼烧，最后称重为灼烧，最后称重为46.4848g。另取同一水样。另取同一水样100mL，放在重量为，放在重量为67.9624g的蒸发皿中，在的蒸发皿中，在105下蒸干后称重为下蒸干后称重为68.0138g。试

11、计算该水。试计算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固样的总固体、悬浮固体、溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体量各为多少体量各为多少mg/L？46.5036 g?46.4718g?46.4848 g67.9624g?68.0138g悬浮固体悬浮固体挥发性悬浮固体挥发性悬浮固体总固体总固体第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准溶解固体？溶解固体？固定性悬浮固体？固定性悬浮固体？.2、化学水质指标、化学水质指标（1）非专一性指标非专一性指标 电导率电导率 表示水样中可溶解性电解质总量。表示水样中可溶解性电解质总量。总含盐量总含盐量 水中各种溶解性矿物盐类

12、的总称。水中各种溶解性矿物盐类的总称。碱度碱度 一般来源于水样中一般来源于水样中OH-、CO32-、HCO3-离子。离子。关系到水的许多化学反应过程。关系到水的许多化学反应过程。硬度硬度 可溶性钙盐和镁盐组成，引起沉积和结垢现象。可溶性钙盐和镁盐组成，引起沉积和结垢现象。（2）非专一性有机物指标）非专一性有机物指标 化学需氧量化学需氧量(COD)有机污染物浓度指标。有机污染物浓度指标。生物化学需氧量生物化学需氧量 水体通过微生物作用发生自然净化的能力标水体通过微生物作用发生自然净化的能力标 (BOD)度，废水生物处理效果标度。度，废水生物处理效果标度。总需氧量总需氧量(TOD)近于理论耗氧量值

13、。近于理论耗氧量值。总有机碳总有机碳(TOC)近于理论有机碳量值。近于理论有机碳量值。石油类石油类 影响空气影响空气水界面间氧的交换，被微生物降水界面间氧的交换，被微生物降 解时耗氧，使水质恶化。解时耗氧，使水质恶化。第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.铝铝 影响水的可饮用性，对金属有腐蚀作用，对生物有影响水的可饮用性，对金属有腐蚀作用，对生物有 一定毒性。一定毒性。铁铁 在不同条件下可呈在不同条件下可呈Fe3+或胶粒或胶粒Fe(OH)3状态，造成水状态，造成水 有铁锈味和浑浊，形成水垢，繁殖滋生铁细菌。有铁锈味和浑浊，形成水垢，繁殖滋生铁细菌。有毒金属有毒金属 常见的有镉、汞

14、、铅等，一般来源于工业废水。常见的有镉、汞、铅等，一般来源于工业废水。氯化物氯化物 影响可饮用性，腐蚀金属表面。影响可饮用性，腐蚀金属表面。亚硝酸盐氮亚硝酸盐氮 是婴幼儿高铁血红蛋白症的病原物，与仲胺类作用是婴幼儿高铁血红蛋白症的病原物，与仲胺类作用 生成致癌的亚硝胺类化合物。生成致癌的亚硝胺类化合物。（4）溶解性气体溶解性气体 氧气氧气 生物呼吸所需，腐蚀金属，水体缺氧会产生生物呼吸所需，腐蚀金属，水体缺氧会产生 CH4、H2S等有害气体。等有害气体。二氧化碳二氧化碳 大多数天然水系中碳酸体系的组成物。大多数天然水系中碳酸体系的组成物。第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准（3）

15、无机物指标）无机物指标.总含盐量总含盐量 也称总矿化度，也称总矿化度，水中各种溶解性矿物盐类的总称水中各种溶解性矿物盐类的总称水中主要的阳离子：水中主要的阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+水中主要的阴离子：水中主要的阴离子：HCO3、CO32、SO42、Cl总含盐量（总含盐量（mg/L）阳离子阳离子（mg/L）阴离子阴离子（mg/L）.在水中离解或水解后生成可与强酸（或在水中离解或水解后生成可与强酸（或H+）反应的物质总量）反应的物质总量碱碱 度度 水接受质子的能力水接受质子的能力强碱、弱碱、强碱、弱碱、强碱弱酸盐、强碱弱酸盐、有机碱等有机碱等中和滴定法中和滴定法甲基橙甲基橙黄黄红红酚酞

16、酚酞红红无无甲基橙碱度甲基橙碱度T酚酞碱度酚酞碱度P第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.例例1-2：取某河水水样取某河水水样100mL，用，用0.1000mol/L的的HCl溶液测定溶液测定其碱度，先以酚酞作指示剂，消耗了其碱度，先以酚酞作指示剂，消耗了HCl溶液溶液0.40mL；另取该；另取该水样水样100mL，以甲基橙作指示剂，以甲基橙作指示剂，用用HCl溶液滴定消耗了溶液滴定消耗了7.20mL。求该水样的。求该水样的酚酞碱度、甲基橙碱度、总碱度。酚酞碱度、甲基橙碱度、总碱度。100mL水样水样0.1000moL/L HCl酚酞酚酞0.40mL HCl100mL水样水样0.

17、1000moL/L HCl甲基橙甲基橙7.20mL HCl单位：单位：mmoL/L第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.水中的水中的两价金属离子两价金属离子与肥皂作用生成沉淀和与与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生成水垢而产生硬度。水中某些阴离子化合生成水垢而产生硬度。硬硬 度度Ca2+Mg2+HCO3、CO32、SO42、Cl、NO3、SiO32+碳酸盐硬度碳酸盐硬度由钙、镁的碳酸盐和重碳酸盐形成由钙、镁的碳酸盐和重碳酸盐形成（暂时硬度）（暂时硬度）非碳酸盐硬度非碳酸盐硬度由钙、镁的硫酸盐和氯化物形成由钙、镁的硫酸盐和氯化物形成（永久硬度）（永久硬度）总硬度测定总硬度测定

18、 EDTA络合滴定法络合滴定法第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.一定严格的条件下，用化学氧化剂（如一定严格的条件下，用化学氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O7）将水中各种有机物质氧化所消耗的氧化）将水中各种有机物质氧化所消耗的氧化剂的量，用剂的量，用mgO/L 表示。表示。化学需氧量（化学需氧量（COD）高锰酸钾耗氧量高锰酸钾耗氧量（CODMn或或OC）天然水或含易氧化有机物的一般废水天然水或含易氧化有机物的一般废水重铬酸钾耗氧量重铬酸钾耗氧量（CODCr或或COD）污染较严重的水样污染较严重的水样第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.表示水中有机物在有氧条件下

19、经好氧微生物氧化分解所表示水中有机物在有氧条件下经好氧微生物氧化分解所需氧量。用单位体积污水所耗氧量表示（需氧量。用单位体积污水所耗氧量表示（mgO/L）生物化学需氧量（生物化学需氧量（BOD）有机物有有机物有氧生物分氧生物分解过程解过程碳化阶段碳化阶段硝化阶段硝化阶段LN(NOD)La(BODu)碳化硝化碳化硝化碳化碳化第一阶段第一阶段BOD图图120 有机物质好氧分解的两个阶段有机物质好氧分解的两个阶段需氧量需氧量时间时间t第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准20 BOD5.碳化阶段的反应速率与当时剩有有机物浓度成正比。碳化阶段的反应速率与当时剩有有机物浓度成正比。反应动力学

20、反应动力学第一阶段生化需氧量第一阶段生化需氧量LkdtLLda1)(tkatLL110 LkdtdL1La 第一阶段生化需氧量第一阶段生化需氧量L 任何时日剩余有机物浓度任何时日剩余有机物浓度Lt t时剩余有机物浓度时剩余有机物浓度k1=0.434k1 耗耗氧速率常数氧速率常数tkLLat1lntkLLat1lg第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.第一阶段生化需氧量第一阶段生化需氧量反应动力学公式反应动力学公式、TtkatLL110)6.002.0()20()(TLLaTa)101(1tkatatLLLx)1(1tkatateLLLxxtk 与与 TL与与 T21211()1(

21、)TTTTkk20)20(1)(1047.1TTkk第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.例例1-3：某废水某废水20时的时的BOD5是是150mg/L，已知此时，已知此时 k1=0.10d-1，求该废水，求该废水15时的时的BOD5。x5(20)=150 mg/L k1(20)=0.10 d-1)101(1tkatLxLa(20)20)20(1)(1047.1TTkk)6.002.0()20()(TLLaTak1(15)La(15)101(1tkatLxx5(15)第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.总需氧量总需氧量TOD 将水样中的有机物在将水样中的有机物在9

22、00 高温下燃烧高温下燃烧变成稳定氧化物时所需的氧量，常用变成稳定氧化物时所需的氧量，常用mgO/L表示。表示。总有机碳总有机碳TOC 将水样在将水样在900950 高温下燃烧，有机碳高温下燃烧，有机碳即氧化成即氧化成CO2，测量所产生的，测量所产生的CO2的量，即可求出水样的总的量，即可求出水样的总有机碳值，常用有机碳值，常用mgC/L表示。表示。第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准图图121 TOC测定仪测定仪.3、生物学水质指标、生物学水质指标 细菌总数细菌总数 对饮用水进行卫生学评价时的依据。对饮用水进行卫生学评价时的依据。大肠菌群大肠菌群 水体被粪便污染程度的指标。水体

23、被粪便污染程度的指标。藻类藻类 水体营养状态指标。水体营养状态指标。4、放射性指标、放射性指标 总总、总、总、铀、镭、钍等、铀、镭、钍等 生物体受过量辐照生物体受过量辐照(特别是内射特别是内射)可引起各种放射病或烧伤等。可引起各种放射病或烧伤等。第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准除了物理学、化学水质指标外还有除了物理学、化学水质指标外还有？.水质标准水质标准 环境标准的一种，它对各种水体的水环境标准的一种，它对各种水体的水质提出具体的限制和要求。质提出具体的限制和要求。GB3838-2002 GB3838-2002 地表水环境质量标准地表水环境质量标准GB5749-85 GB5

24、749-85 生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准 CJ3020-93 CJ3020-93 生活饮用水水源水质标准生活饮用水水源水质标准GB/T14848-93 GB/T14848-93 地下水质量标准地下水质量标准GB11607-89 GB11607-89 渔业水质标准渔业水质标准GB5084-92 GB5084-92 农田灌溉水质标准农田灌溉水质标准GB3097-97 GB3097-97 海水水质标准海水水质标准 GB12941-91 GB12941-91 景观娱乐用水水质标准景观娱乐用水水质标准B8978-96 B8978-96 污水综合排放标准污水综合排放标准二、水质标准二、水质标准第

25、二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：依次划分为五类：I I类类 主要适用于源头水、国家自然保护区；主要适用于源头水、国家自然保护区；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护 区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼 鱼的索饵场等；鱼的索饵场等；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护 区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等

26、渔业区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等渔业 水域及游泳区；水域及游泳区；IVIV类类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱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；乐用水区；V V类类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。地表水环境质量标准地表水环境质量标准（GB3838-2002）第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准.污水综合排放标准污水综合排放标准（GB8978-1996）第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准 按排放污染物的性质分为两类污染物按排放污染物的性质分为两类污染物:（1）第一类污染

27、物）第一类污染物 指能在环境或动植物体内积累，对人体健康产生长远不良影响。（要指能在环境或动植物体内积累，对人体健康产生长远不良影响。（要求一律在车间或车间处理设施排出口采样，最高允许排放浓度必须符合表求一律在车间或车间处理设施排出口采样，最高允许排放浓度必须符合表17，不得用稀释法处理），不得用稀释法处理）（2）第二类污染物）第二类污染物 指长远影响小于第一类污染物质。（要求在排污单位排放口采样，最指长远影响小于第一类污染物质。（要求在排污单位排放口采样，最高允许排放浓度必须符合表高允许排放浓度必须符合表18，可用稀释法处理），可用稀释法处理）.污水综合排放标准污水综合排放标准（GB8978

28、-1996）第二节第二节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准 执行标准等级的确定：执行标准等级的确定：（1）特殊保护水域）特殊保护水域指国家指国家地表水环境质量标准地表水环境质量标准中的中的、类水域，类水域，不得新建排污口，现有的排污单位由地方环保部门从严控制，以保证受纳不得新建排污口，现有的排污单位由地方环保部门从严控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。水体水质符合规定用途的水质标准。（2）重点保护水域）重点保护水域指国家指国家地表水环境质量标准地表水环境质量标准中的中的类水域和类水域和海海水水质标准水水质标准 类水域，对排入该区水域的污水执行一级标准。类水域，对排入该区水域的污

29、水执行一级标准。（3）一般保护水域）一般保护水域指国家指国家地表水环境质量标准地表水环境质量标准中的中的、类水域和类水域和海水水质标准海水水质标准 类水域，对排入该区水域的污水执行二级标准。类水域，对排入该区水域的污水执行二级标准。（4）对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理的污水执行对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂进行生物处理的污水执行三级排放标准。三级排放标准。.第三节第三节 废水的成分与性质废水的成分与性质生活污水生活污水工业废水工业废水农业废水农业废水废水废水来源来源居民在日常生活活动中所产生的废水。居民在日常生活活动中所产生的废水。工业生产工程中排放出来的废水。工业生产

30、工程中排放出来的废水。由农作物栽培、畜牧养殖、农产品加工等工程排出的废水。由农作物栽培、畜牧养殖、农产品加工等工程排出的废水。生活污水生活污水工业废水工业废水农业废水农业废水第三节第三节 废水的成分与性质废水的成分与性质?特征特征.稀释稀释、扩散扩散、生物化学降解作用生物化学降解作用第四节第四节 水体自净作用与水环境容量水体自净作用与水环境容量 经过一系列的物理、化学和生物学变化，污染物经过一系列的物理、化学和生物学变化，污染物被分离或分解，水体基本上或完全恢复到受污染前的被分离或分解，水体基本上或完全恢复到受污染前的状态。这一自然净化过程即为状态。这一自然净化过程即为水体的自净作用。水体的自

31、净作用。一、废水在水体中的稀释、扩散一、废水在水体中的稀释、扩散 1、稀释机理、稀释机理 推流推流、扩散扩散 2、水体混合稀释、水体混合稀释qaQqQn1 aQqaQq21QQa1第四节第四节 水体自净作用与水环境容量水体自净作用与水环境容量a 混合系数混合系数 n 稀释比稀释比 污染物质浓度污染物质浓度.二、水体的生化自净二、水体的生化自净1、水体的氧、水体的氧（1）水体的复氧与耗氧）水体的复氧与耗氧（2）氧垂曲线）氧垂曲线复氧复氧水中原有氧水中原有氧大气溶氧大气溶氧光合作用溶氧光合作用溶氧耗氧耗氧碳化、硝化耗氧碳化、硝化耗氧还原态物质、底泥分解还原态物质、底泥分解植物呼吸作用植物呼吸作用

32、图图123 氧垂曲线氧垂曲线 第四节第四节 水体自净作用与水环境容量水体自净作用与水环境容量图图122 污水排入后河流的水质变化污水排入后河流的水质变化.2、氧垂曲线公式、氧垂曲线公式dtdXdtdXdtdX12LkdtdX11DkdtdX22dtdXdtXSddtdD)(tktktkateDeekkLkD2210121)(tktktkatDkkLkD22110)1010(0121XSDctkcLkkD110021011201212)(1lg1LkkkDkkkktc临界点临界点DkLkdtdD21氧垂曲线公式氧垂曲线公式 图图123 氧垂曲线氧垂曲线 第四节第四节 水体自净作用与水环境容量水体

33、自净作用与水环境容量.例题：例题：某城市污水处理厂的出水排入一河流。最不利的情况将发生在夏季气某城市污水处理厂的出水排入一河流。最不利的情况将发生在夏季气温高而河水流量小的时候。已知废水最大流量为温高而河水流量小的时候。已知废水最大流量为15000m3/d，BOD530mg/L，DO2mg/L，水温，水温25。废水排入口上游处河流最小流量为。废水排入口上游处河流最小流量为0.50.5m3/s，BOD54mg/L，DO5mg/L，水温，水温22。假定废水和河水能瞬时完全混合，耗氧。假定废水和河水能瞬时完全混合，耗氧速度常数为速度常数为k k1 10.10/d，复氧速度常数为，复氧速度常数为k20

34、.17/d（20）。试求临界亏氧）。试求临界亏氧量及其发生的时间。量及其发生的时间。求求Dc，tc中间量中间量k1，k2，D0，L0先求先求tc，后代入公式求，后代入公式求Dc ctkcLkkD110021011201212)(1lg1LkkkDkkkktc临界点临界点k1,k2与时间相关与时间相关D0SDO01(1 10)ktiaxL.三、水体中细菌的死亡三、水体中细菌的死亡第四节第四节 水体自净作用与水环境容量水体自净作用与水环境容量图图124 微生物物种和数量变化的示意图微生物物种和数量变化的示意图.降解区、强分解区、恢复区、清洁区降解区、强分解区、恢复区、清洁区降解区降解区.颤蚯蚓颤蚯

35、蚓 *颤蚯蚓属后生动物，颤蚯蚓属后生动物，与陆地上的蚯蚓从体态与陆地上的蚯蚓从体态和习性上都十分相似，和习性上都十分相似，他们也是环节动物，栖他们也是环节动物，栖息于水底污泥中，与蚯息于水底污泥中，与蚯蚓类似吞食污泥故俗称蚓类似吞食污泥故俗称水蚯蚓水蚯蚓，与蚯蚓不同的，与蚯蚓不同的是，他们体表多毛。是，他们体表多毛。.强分解区强分解区.*天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾生物的形态。天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾生物的形态。天蓝喇叭虫天蓝喇叭虫椎尾水轮虫椎尾水轮虫栉虾栉虾.恢复区恢复区.*恢复区的藻类恢复区的藻类变异直链硅藻变异直链硅藻短棘盘星藻短棘盘星藻水花束丝藻水花束丝藻梭裸藻梭裸藻.清洁区清洁区

36、.*清洁区的指示生物清洁区的指示生物 轮虫、水蚤、鱼腥藻、玫瑰旋轮虫。轮虫、水蚤、鱼腥藻、玫瑰旋轮虫。蚤状水蚤蚤状水蚤大型水蚤大型水蚤 鱼腥藻鱼腥藻玫玫瑰瑰旋旋轮轮虫虫前节晶囊轮虫前节晶囊轮虫.一定水体在规定的环一定水体在规定的环境目标下所能容纳污境目标下所能容纳污染物的最大负荷量染物的最大负荷量影响因素影响因素水体特征水体特征污染物特征污染物特征水质目标水质目标第四节第四节 水体自净作用与水环境容量水体自净作用与水环境容量四、四、水环境容量水环境容量 W=V（S B）+C某地表水体的某地表水体的水环境容量水环境容量水体体积水体体积水质目标水质目标某污染物的某污染物的环境背景值环境背景值地表水

37、的地表水的自净能力自净能力.A 水质净化与水污染控制工程的主要任务水质净化与水污染控制工程的主要任务:研究控制水体污染，保护和改善环境质量，合理利用水资研究控制水体污染，保护和改善环境质量，合理利用水资源以及提供不同用途和要求的用水等的工艺技术和工源以及提供不同用途和要求的用水等的工艺技术和工 程措施。程措施。B 水质净化与水污染控制工程的主要内容水质净化与水污染控制工程的主要内容:（1）水体污染和自净规律；）水体污染和自净规律；（2）城市污水和工业废水的处理与利用；）城市污水和工业废水的处理与利用；（3）生活饮用水与工业给水处理；）生活饮用水与工业给水处理；（4）城市、区域、水系的水污染综合

38、防治。）城市、区域、水系的水污染综合防治。第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法.一、一、给水处理的基本方法给水处理的基本方法 工业用水处理工业用水处理 根据不同工业的水质要求进行软化、根据不同工业的水质要求进行软化、除盐、冷却、控制结垢与腐蚀等处理。除盐、冷却、控制结垢与腐蚀等处理。原水原水饮用水饮用水混凝混凝 沉淀沉淀 过滤过滤 消毒消毒 混凝剂混凝剂 臭氧氧化臭氧氧化/活性炭吸附活性炭吸附(深度处理工艺深度处理工艺)一般流程一般流程饮用水处理饮用水处理 通过必要的处理工艺，改善天然水的水通过必要的处理工艺，改善

39、天然水的水 质，使之符合生活饮用水水质标准。质，使之符合生活饮用水水质标准。第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法.1、解决废水问题的主要原则解决废水问题的主要原则 （1）改革生产工艺，减少废水排放量；）改革生产工艺，减少废水排放量；（2）重复利用废水；）重复利用废水；（3）回收有用物质；）回收有用物质；（4）妥善处理；）妥善处理；（5）选择处理工艺和方法。）选择处理工艺和方法。二、二、废水处理的基本方法废水处理的基本方法第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法.（2）处理程度的确定方法）处理程度的确定方法 A、按水质；、按水质；B、按处理厂的能力、按处理

40、厂的能力 C、按水体稀释和自净能力、按水体稀释和自净能力（1）处理程度的确定流程）处理程度的确定流程污染物质的种类、数量等污染物质的种类、数量等悬浮物质、溶解氧和生化需氧量悬浮物质、溶解氧和生化需氧量水质指标水质指标 确定确定水体容许负荷水体容许负荷允许排放浓度允许排放浓度 确定确定废水的处理程度废水的处理程度 选择选择处理方法处理方法2、废水处理程度的确定、废水处理程度的确定第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法.3、废水处理的基本方法、废水处理的基本方法物理法物理法利用物理作用分离废水中的悬浮污染物质利用物理作用分离废水中的悬浮污染物质化学法化学法利用化学反应处理废水中

41、的溶解和胶体污染物质利用化学反应处理废水中的溶解和胶体污染物质生物法生物法利用微生物使废水中溶解和胶体污染物质无害化利用微生物使废水中溶解和胶体污染物质无害化过滤、沉淀、气浮、蒸发、膜处理等过滤、沉淀、气浮、蒸发、膜处理等中和、混凝、吸附、离子交换、氧化还原等中和、混凝、吸附、离子交换、氧化还原等好氧生物处理、厌氧生物处理等好氧生物处理、厌氧生物处理等处理流程处理流程 由若干处理方法合理组配而成的废水处理系统由若干处理方法合理组配而成的废水处理系统第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法.一级处理一级处理第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法污水污水格格

42、栅栅沉砂池沉砂池沉淀池沉淀池接触池接触池出水出水投氯投氯杂粒脱杂粒脱水水 床床运出填埋运出填埋污泥消污泥消化化 池池污泥脱水污泥脱水送往农田送往农田图图125 一级处理流程示例一级处理流程示例.二级处理二级处理第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法污水污水格格 栅栅沉砂池沉砂池初初 次次沉淀池沉淀池接触池接触池出水出水投氯投氯污污 泥泥浓缩池浓缩池浓缩活性污泥浓缩活性污泥污污 泥泥消化池消化池污泥脱水污泥脱水有机肥料至农田有机肥料至农田曝气池曝气池二二 次次沉淀池沉淀池回流活性污泥回流活性污泥剩余活性污泥剩余活性污泥图图126 二级处理流程示例二级处理流程示例.图图127

43、集水井集水井图图129 二沉池二沉池图图130 紫外消毒紫外消毒图图128 曝气池曝气池.三级处理三级处理第五节第五节 水处理的基本原则和方法水处理的基本原则和方法三级处理三级处理？深度处理？深度处理全面提高全面提高二级出水水质二级出水水质特定物质特定物质进一步处理要求进一步处理要求氮、磷氮、磷剩余有机剩余有机污染物污染物无机盐类无机盐类病原菌、病原菌、病毒病毒出水出水二级处理二级处理出出 水水图图131 三级处理流程示例三级处理流程示例.第一章第一章 水质与水体自净水质与水体自净要要 点点1、我国水资源特点、水循环、水、我国水资源特点、水循环、水/水体污染、水体污染物水体污染、水体污染物2、

44、水质、水质指标、浊度、色度（真色、表色）、固含量、水质、水质指标、浊度、色度（真色、表色）、固含量/总总固体（悬浮固体与溶解固体、挥发固体与固定固体）、碱度（固体（悬浮固体与溶解固体、挥发固体与固定固体）、碱度（甲基橙碱度、酚酞碱度）、硬度、化学需氧量、生物化学需氧甲基橙碱度、酚酞碱度）、硬度、化学需氧量、生物化学需氧量（反应动力学方程）、水质标准量（反应动力学方程）、水质标准3、废水分类（按来源）、废水分类（按来源）4、水体自净作用（扩散、稀释、生化降解）、水环境容量、氧、水体自净作用（扩散、稀释、生化降解）、水环境容量、氧垂曲线及氧垂曲线公式垂曲线及氧垂曲线公式5、废水处理技术的选择、一、废水处理技术的选择、一/二二/三级处理、深度处理、饮用水三级处理、深度处理、饮用水处理、工业水处理处理、工业水处理.