环境工程学：第一章水质与水体自净课件

第第 一一 篇篇 水水质净化与水化与水污染控制工程染控制工程第一章第一章 水水质与水体自与水体自净第二章第二章 水的物理化学水的物理化学处理方法理方法第三章第三章 水的生物化学水的生物化学处理方法理方法.第 一 篇 水质净化与水污染控制工程第一章 水质与水1图12 污水水浇灌油菜灌油菜图14 污染的井水染的井水图13 集水渠集水渠变污水渠水渠图11 高高浓度度废水直排水直排.图12 污水浇灌油菜图14 污染的井水图13 集水渠变2第一章第一章 水水质与水体自与水体自净 第一第一节 水的循水的循环与与污染染一、水一、水资源分布源分布我国水我国水资源的特点：源的特点：a 总量丰富，人均量少；量丰富，人均量少；b 时空分布不均衡。空分布不均衡。第一第一节 水的循水的循环与与污染染 地球水体地球水体 13.9亿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%）.第一章 水质与水体自净 3二、水循二、水循环水循水循环分分为自然循自然循环和和社会循社会循环地表水地表水蒸蒸腾 蒸蒸发水汽水汽云云雨、雪、雹雨、雪、雹地下水、地下水、土壤水土壤水凝凝结自然循自然循环社会循社会循环天然水体天然水体生生产、生活、生活生活生活污水水生生产废水水排放排放第一第一节 水的循水的循环与与污染染.二、水循环水循环分为自然循环和社会循环地表水蒸腾 蒸发4三、水三、水污染染通通过体系内部一系列的物理、化学和生物学的体系内部一系列的物理、化学和生物学的连锁反反应和相和相互作用，水体在一定程度下具有自我互作用，水体在一定程度下具有自我调节和降低和降低污染的能力染的能力水体的自水体的自净能力能力。水体因某种物水体因某种物质的介入，的介入，而而导致其化学、物理、生物或致其化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改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人体健康或者破坏生态环境，境，造成水造成水质恶化的化的现象象 中中华人民共和国水人民共和国水污染防治法染防治法关于关于“水水污染染”的定的定义第一第一节 水的循水的循环与与污染染图15 武武汉东湖大面湖大面积死死鱼.三、水污染通过体系内部一系列的物理、化学和生物学的连锁反应和5第一第一节 水的循水的循环与与污染染图17 原油原油污染的海岸染的海岸图16 海底油田井海底油田井喷图18 赤潮赤潮.第一节 水的循环与污染图17 原油污染的海岸图16 海6第一第一节 水的循水的循环与与污染染图19 微山湖被微山湖被污染染图110 云南滇池爆云南滇池爆发蓝藻藻.第一节 水的循环与污染图19 微山湖被污染图110 云7太湖天下秀图111龙头马迹迹图112太湖太湖风光光图113太湖太湖风光光图114 太湖春太湖春晓.太湖天下秀图111龙头马迹图112太湖风光图113太湖8太湖蓝藻爆发图115 纯净水缺水缺货图116 太湖太湖蓝藻藻.太湖蓝藻爆发图115 纯净水缺货图116 太湖蓝藻.9四、水四、水污染的分染的分类和影响和影响能使水体的水能使水体的水质、生物、生物质、底泥、底泥质量量恶化的各种物化的各种物质第一第一节 水的循水的循环与与污染染化学性化学性污染染物理性物理性污染染生物性生物性污染染根据其性根据其性质水体水体污染染图117 受受污染的染的长江流域（江流域（1）.四、水污染的分类和影响能使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的10 1）无机）无机污染物染物质：酸、碱及一些无机：酸、碱及一些无机盐类 2）无机有毒物）无机有毒物质：重金属（汞、：重金属（汞、镉、铅等）等）3）有机有毒物）有机有毒物质：有机：有机农药、多、多环芳芳烃、芳香胺等、芳香胺等 4）需氧）需氧污染物染物质：碳水化合物、蛋白：碳水化合物、蛋白质、脂肪和酚等、脂肪和酚等 5）植物）植物营养物养物质：含氮、磷的化合物：含氮、磷的化合物 6）油）油类污染物染物质水体水体污染物染物1、化学性化学性污染物染物第一第一节 水的循水的循环与与污染染图117 受受污染的染的长江流域（江流域（2）.1）无机污染物质：酸、碱及一些无机盐类水体污染物1112、物理性、物理性污染物染物质 1）悬浮浮污染物染物质：固体物：固体物质 2）热污染：染：热电厂、核厂、核电站及各种工站及各种工业过程中的冷却水程中的冷却水 3）放射性）放射性污染：染：Sr90、Cs137、I1313、生物性、生物性污染染 生活生活污水、医院水、医院污水和某些工水和某些工业废水中的病原微生物、病水中的病原微生物、病毒、寄生虫等。毒、寄生虫等。第一第一节 水的循水的循环与与污染染水体水体污染物染物图118 受石油受石油污染的海染的海鸟.2、物理性污染物质3、生物性污染第一节 水的循环与污染水体12第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准一、水一、水质指指标 水水质 水的品水的品质，指水与其中所含的，指水与其中所含的杂质共同表共同表现 出来的物理学、化学和生物学的出来的物理学、化学和生物学的综合特性。合特性。水水质指指标 水中水中杂质的种的种类、成分和数量，是判、成分和数量，是判 断水断水质的具体衡量的具体衡量标准。准。第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准图119 按按颗粒尺寸粒尺寸进行物行物质分分类溶解物溶解物质胶体物胶体物质悬浮物浮物质10-510-410-310-210-111010010-910-710-610-510-410-310-210-1(m)(mm)物理性指物理性指标 化学性指化学性指标 生物学指生物学指标.第二节 水质指标与水质标准一、水质指标 水质 水的13（1）感官物理性状指）感官物理性状指标：温度、温度、混混浊度度、嗅和味、嗅和味、色度色度等等（2）其它物理性状指）其它物理性状指标：总固体固体、悬浮固体浮固体、电导率等率等1、物理学水、物理学水质指指标色度色度 感官性指感官性指标，水中，水中悬浮物、胶体或溶解物浮物、胶体或溶解物质均可生色。均可生色。第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准浊度度 水中不溶性物水中不溶性物质对光光线透透过时产生的阻碍程度。生的阻碍程度。（水中（水中悬浮物或胶体状浮物或胶体状颗粒物粒物质）表色：由水中表色：由水中悬浮物、胶体物浮物、胶体物质和溶解物和溶解物质共同引起的共同引起的颜色。色。真色：除去水中真色：除去水中悬浮物浮物质后所呈后所呈现的的颜色。色。.（1）感官物理性状指标：温度、混浊度、嗅和味、色度等1、物14总固体固体（TS）一定温度下一定体一定温度下一定体积水水样蒸蒸发至干所残留的固体物至干所残留的固体物质总量量总固体固体过滤溶解固体溶解固体悬浮固体浮固体0.45m挥发性固体性固体固定性固体固定性固体灼灼烧600常用蒸常用蒸发烘干温度：烘干温度：103105；单位：位：mg/L灼灼烧减重减重总可可滤残渣残渣总不可不可滤残渣残渣.总固体（TS）一定温度下一定体积水样蒸发至干所15例例1-1：将某将某污水水水水样100mL置于重量置于重量为46.4718g的古氏坩的古氏坩埚中中过滤，坩坩埚在在105下烘干后称重下烘干后称重为46.5036g，然后再将此坩，然后再将此坩埚置于置于600下下灼灼烧，最后称重，最后称重为46.4848g。另取同一水。另取同一水样100mL，放在重量，放在重量为67.9624g的蒸的蒸发皿中，在皿中，在105下蒸干后称重下蒸干后称重为68.0138g。试计算算该水水样的的总固体、固体、悬浮固体、溶解固体、浮固体、溶解固体、挥发性性悬浮固体和固定性浮固体和固定性悬浮固浮固体量各体量各为多少多少mg/L？46.5036 g?46.4718g?46.4848 g67.9624g?68.0138g悬浮固体浮固体挥发性性悬浮固体浮固体总固体固体第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准溶解固体？溶解固体？固定性固定性悬浮固体？浮固体？.例1-1：将某污水水样100mL置于重量为46.4718g的162、化学水、化学水质指指标（1）非非专一性指一性指标 电导率率 表示水表示水样中可溶解性中可溶解性电解解质总量。量。总含含盐量量 水中各种溶解性水中各种溶解性矿物物盐类的的总称。称。碱度碱度 一般来源于水一般来源于水样中中OH-、CO32-、HCO3-离子。离子。关系到水的关系到水的许多化学反多化学反应过程。程。硬度硬度 可溶性可溶性钙盐和和镁盐组成，引起沉成，引起沉积和和结垢垢现象。象。（2）非）非专一性有机物指一性有机物指标 化学需氧量化学需氧量(COD)有机有机污染物染物浓度指度指标。生物化学需氧量生物化学需氧量 水体通水体通过微生物作用微生物作用发生自然生自然净化的能力化的能力标 (BOD)度，度，废水生物水生物处理效果理效果标度。度。总需氧量需氧量(TOD)近于理近于理论耗氧量耗氧量值。总有机碳有机碳(TOC)近于理近于理论有机碳量有机碳量值。石油石油类 影响空气影响空气水界面水界面间氧的交氧的交换，被微生物降，被微生物降 解解时耗氧，使水耗氧，使水质恶化。化。第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.2、化学水质指标（1）非专一性指标第二节 水质指标与水17 铝 影响水的可影响水的可饮用性，用性，对金属有腐金属有腐蚀作用，作用，对生物有生物有 一定毒性。一定毒性。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状状态，造成水，造成水 有有铁锈味和味和浑浊，形成水垢，繁殖滋生，形成水垢，繁殖滋生铁细菌。菌。有毒金属有毒金属 常常见的有的有镉、汞、汞、铅等，一般来源于工等，一般来源于工业废水。水。氯化物化物 影响可影响可饮用性，腐用性，腐蚀金属表面。金属表面。亚硝酸硝酸盐氮氮 是是婴幼儿高幼儿高铁血血红蛋白症的病原物，与仲胺蛋白症的病原物，与仲胺类作用作用 生成致癌的生成致癌的亚硝胺硝胺类化合物。化合物。（4）溶解性气体溶解性气体 氧气氧气 生物呼吸所需，腐生物呼吸所需，腐蚀金属，水体缺氧会金属，水体缺氧会产生生 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大多数天然水系中碳酸体系的组成物。成物。第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准（3）无机物指）无机物指标.铝 影响水的可饮用性18总含含盐量量 也称也称总矿化度，化度，水中各种溶解性水中各种溶解性矿物物盐类的的总称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总含含盐量（量（mg/L）阳离子阳离子（mg/L）阴离子阴离子（mg/L）.总含盐量 也称总矿化度，水中各种溶解性矿物盐类的总称水19在水中离解或水解后生成可与在水中离解或水解后生成可与强酸（或酸（或H+）反）反应的物的物质总量量碱碱 度度 水接受水接受质子的能力子的能力强碱、弱碱、碱、弱碱、强碱弱酸碱弱酸盐、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酚酚酞红无无甲基橙碱度甲基橙碱度T酚酚酞碱度碱度P第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.在水中离解或水解后生成可与强酸（或H+）反应的物质总量碱 20例例1-2：取某河水水取某河水水样100mL，用，用0.1000mol/L的的HCl溶液溶液测定定其碱度，先以酚其碱度，先以酚酞作指示作指示剂，消耗了，消耗了HCl溶液溶液0.40mL；另取；另取该水水样100mL，以甲基橙作指示，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。求该水水样的的酚酚酞碱度、甲基橙碱度、碱度、甲基橙碱度、总碱度。碱度。100mL水水样0.1000moL/L HCl酚酚酞0.40mL HCl100mL水水样0.1000moL/L HCl甲基橙甲基橙7.20mL HCl单位：位：mmoL/L第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.例1-2：取某河水水样100mL，用0.1000mol/L的21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水中某些阴离子化合生成水垢而产生硬度。生硬度。硬硬 度度Ca2+Mg2+HCO3、CO32、SO42、Cl、NO3、SiO32+碳酸碳酸盐硬度硬度由由钙、镁的碳酸的碳酸盐和重碳酸和重碳酸盐形成形成（暂时硬度）硬度）非碳酸非碳酸盐硬度硬度由由钙、镁的硫酸的硫酸盐和和氯化物形成化物形成（永久硬度）（永久硬度）总硬度硬度测定定 EDTA络合滴定法合滴定法第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.水中的两价金属离子与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生22一定一定严格的条件下，用化学氧化格的条件下，用化学氧化剂（如（如KMnO4、K2Cr2O7）将水中各种有机物）将水中各种有机物质氧化所消耗的氧化氧化所消耗的氧化剂的量，用的量，用mgO/L 表示。表示。化学需氧量（化学需氧量（COD）高高锰酸酸钾耗氧量耗氧量（CODMn或或OC）天然水或含易氧化有机物的一般天然水或含易氧化有机物的一般废水水重重铬酸酸钾耗氧量耗氧量（CODCr或或COD）污染染较严重的水重的水样第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.一定严格的条件下，用化学氧化剂（如KMnO4、K2Cr2O23表示水中有机物在有氧条件下表示水中有机物在有氧条件下经好氧微生物氧化分解所好氧微生物氧化分解所需氧量。用需氧量。用单位体位体积污水所耗氧量表示（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解过程程碳化碳化阶段段硝化硝化阶段段LN(NOD)La(BODu)碳化硝化碳化硝化碳化碳化第一第一阶段段BOD图120 有机物有机物质好氧分解的两个好氧分解的两个阶段段需氧量需氧量时间t第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准20 BOD5.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24碳化碳化阶段的反段的反应速率与当速率与当时剩有有机物剩有有机物浓度成正比。度成正比。反反应动力学力学第一第一阶段生化需氧量段生化需氧量 La 第一第一阶段生化需氧量段生化需氧量L 任何任何时日剩余有机物日剩余有机物浓度度Lt t时剩余有机物剩余有机物浓度度k1=0.434k1 耗耗氧速率常数氧速率常数第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.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25第一第一阶段生化需氧量段生化需氧量反反应动力学公式力学公式、Txtk 与与 TL与与 T第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.第一阶段生化需氧量反应动力学公式、Txtk 与 TL与 T26例例1-3：某某废水水20时的的BOD5是是150mg/L，已知此，已知此时 k1=0.10d-1，求，求该废水水15时的的BOD5。x5(20)=150 mg/L k1(20)=0.10 d-1La(20)k1(15)La(15)x5(15)第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.例1-3：某废水20时的BOD5是150mg/L，已知此时27总需氧量需氧量TOD 将水将水样中的有机物在中的有机物在900 高温下燃高温下燃烧变成成稳定氧化物定氧化物时所需的氧量，常用所需的氧量，常用mgO/L表示。表示。总有机碳有机碳TOC 将水将水样在在900950 高温下燃高温下燃烧，有机碳，有机碳即氧化成即氧化成CO2，测量所量所产生的生的CO2的量，即可求出水的量，即可求出水样的的总有机碳有机碳值，常用，常用mgC/L表示。表示。第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准图121 TOC测定定仪.总需氧量TOD 将水样中的有机物在900 高温下燃烧28 3、生物学水、生物学水质指指标 细菌菌总数数 对饮用水用水进行行卫生学生学评价价时的依的依据。据。大大肠菌群菌群 水体被水体被粪便便污染程度的指染程度的指标。藻藻类 水体水体营养状养状态指指标。4、放射性指、放射性指标 总、总、铀、镭、钍等等 生物体受生物体受过量量辐照照(特特别是内射是内射)可引起各种放射病或可引起各种放射病或烧伤等。等。第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准除了物理学、化学水除了物理学、化学水质指指标外外还有有？.3、生物学水质指标4、放射性指标第二节 水质指标与水质标29水水质标准准 环境境标准的一种，它准的一种，它对各种水体的水各种水体的水质提出具体的限制和要求。提出具体的限制和要求。GB3838-2002 GB3838-2002 地表水地表水环境境质量量标准准GB5749-85 GB5749-85 生活生活饮用水用水卫生生标准准 CJ3020-93 CJ3020-93 生活生活饮用水水源水用水水源水质标准准GB/T14848-93 GB/T14848-93 地下水地下水质量量标准准GB11607-89 GB11607-89 渔业水水质标准准GB5084-92 GB5084-92 农田灌田灌溉水水质标准准GB3097-97 GB3097-97 海水水海水水质标准准 GB12941-91 GB12941-91 景景观娱乐用水水用水水质标准准B8978-96 B8978-96 污水水综合排放合排放标准准二、水二、水质标准准第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.水质标准 环境标准的一种，它对各种水体的水质提出具30 依据地表水水域依据地表水水域环境功能和保境功能和保护目目标，按功能高低，按功能高低依次划分依次划分为五五类：I I类 主要适用于源主要适用于源头水、国家自然保水、国家自然保护区；区；类 主要适用于集中式生活主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一用水地表水源地一级保保护 区、珍稀水生生物栖息地、区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵卵场、仔稚幼、仔稚幼 鱼的索的索饵场等；等；类 主要适用于集中式生活主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二用水地表水源地二级保保护 区、区、鱼虾类越冬越冬场、泅游通道、水、泅游通道、水产养殖区等养殖区等渔业 水域及游泳区；水域及游泳区；IVIV类 主要适用于一般工主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的用水区及人体非直接接触的娱 乐用水区；用水区；V V类 主要适用于主要适用于农业用水区及一般景用水区及一般景观要求水域。要求水域。地表水地表水环境境质量量标准准（GB3838-2002）第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准.依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低31污水水综合排放合排放标准准（GB8978-1996）第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准 按排放按排放污染物的性染物的性质分分为两两类污染物染物:（1）第一）第一类污染物染物 指能在指能在环境或境或动植物体内植物体内积累，累，对人体健康人体健康产生生长远不良影响。（要不良影响。（要求一律在求一律在车间或或车间处理理设施排出口采施排出口采样，最高允，最高允许排放排放浓度必度必须符合表符合表17，不得用稀，不得用稀释法法处理）理）（2）第二）第二类污染物染物 指指长远影响小于第一影响小于第一类污染物染物质。（要求在排。（要求在排污单位排放口采位排放口采样，最，最高允高允许排放排放浓度必度必须符合表符合表18，可用稀，可用稀释法法处理）理）.污水综合排放标准（GB8978-1996）第二节 水质32污水水综合排放合排放标准准（GB8978-1996）第二第二节 水水质指指标与水与水质标准准 执行行标准等准等级的确定：的确定：（1）特殊保）特殊保护水域水域指国家指国家地表水地表水环境境质量量标准准中的中的、类水域，不水域，不得新建排得新建排污口，口，现有的排有的排污单位由地方位由地方环保部保部门从从严控制，以保控制，以保证受受纳水水体水体水质符合符合规定用途的水定用途的水质标准。准。（2）重点保）重点保护水域水域指国家指国家地表水地表水环境境质量量标准准中的中的类水域和水域和海海水水水水质标准准 类水域，水域，对排入排入该区水域的区水域的污水水执行一行一级标准。准。（3）一般保）一般保护水域水域指国家指国家地表水地表水环境境质量量标准准中的中的、类水域和水域和海水水海水水质标准准 类水域，水域，对排入排入该区水域的区水域的污水水执行二行二级标准。准。（4）对排入城排入城镇下水道并下水道并进入二入二级污水水处理厂理厂进行生物行生物处理的理的污水水执行行三三级排放排放标准。准。.污水综合排放标准（GB8978-1996）第二节 水质33第三第三节 废水的成分与性水的成分与性质生活生活污水水工工业废水水农业废水水废水水来源来源居民在日常生活活居民在日常生活活动中所中所产生的生的废水。水。工工业生生产工程中排放出来的工程中排放出来的废水。水。由由农作物栽培、畜牧养殖、作物栽培、畜牧养殖、农产品加工等工程排出的品加工等工程排出的废水。水。生活生活污水水工工业废水水农业废水水第三第三节 废水的成分与性水的成分与性质?特征特征.第三节 废水的成分与性质生活污水工业废水农业废水废水来源34稀稀释、扩散散、生物化学降解作用生物化学降解作用第四第四节 水体自水体自净作用与水作用与水环境容境容量量 经过一系列的物理、化学和生物学一系列的物理、化学和生物学变化，化，污染物染物被分离或分解，水体基本上或完全恢复到受被分离或分解，水体基本上或完全恢复到受污染前的状染前的状态。这一自然一自然净化化过程即程即为水体的自水体的自净作用。作用。一、一、废水在水体中的稀水在水体中的稀释、扩散散 1、稀、稀释机理机理 推流推流、扩散散 2、水体混合稀、水体混合稀释 第四第四节 水体自水体自净作用与水作用与水环境容量境容量a 混合系数混合系数 n 稀稀释比比 污染物染物质浓度度.稀释、扩散、生物化学降解作用第四节 水体自净作用与水环35二、水体的生化自二、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）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、硝化耗氧还原原态物物质、底泥分解、底泥分解植物呼吸作用植物呼吸作用 图123 氧垂曲氧垂曲线 第四第四节 水体自水体自净作用与水作用与水环境容量境容量图122 污水排入后河流的水水排入后河流的水质变化化.二、水体的生化自净1、水体的氧（1）水体的复氧与耗氧（2）氧362、氧垂曲、氧垂曲线公式公式临界点界点氧垂曲氧垂曲线公式公式 图123 氧垂曲氧垂曲线 第四第四节 水体自水体自净作用与水作用与水环境容量境容量.2、氧垂曲线公式临界点氧垂曲线公式 图123 氧垂37例例题：某城市某城市污水水处理厂的出水排入一河流。最不利的情况将理厂的出水排入一河流。最不利的情况将发生在夏季气生在夏季气温高而河水流量小的温高而河水流量小的时候。已知候。已知废水最大流量水最大流量为15000m3/d，BOD530mg/L，DO2mg/L，水温，水温25。废水排入口上游水排入口上游处河流最小流量河流最小流量为0.50.5m3/s，BOD54mg/L，DO5mg/L，水温，水温22。假定。假定废水和河水能瞬水和河水能瞬时完全混合，完全混合，耗氧速度常数耗氧速度常数为k k1 10.10/d，复氧速度常数，复氧速度常数为k20.17/d（20）。）。试求求临界界亏氧量及其氧量及其发生的生的时间。求求Dc，tc中中间量量k1，k2，D0，L0先求先求tc，后代入公式求，后代入公式求Dc 临界点界点k1,k2与与时间相关相关D0SDO0.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38三、水体中三、水体中细菌的死亡菌的死亡第四第四节 水体自水体自净作用与水作用与水环境容量境容量图124 微生物物种和数量微生物物种和数量变化的示意化的示意图.三、水体中细菌的死亡第四节 水体自净作用与水环境容量图139污化系化系统将将污染水体划属染水体划属为不同不同污染染带类型：型：降解区、降解区、强分解区、恢复区、清分解区、恢复区、清洁区区降解区降解区.污化系统将污染水体划属为不同污染带类型：降解区、强分解区、40颤蚯蚓蚯蚓 *颤蚯蚓属后生蚯蚓属后生动物，物，与与陆地上的蚯蚓从体地上的蚯蚓从体态和和习性上都十分相似，性上都十分相似，他他们也是也是环节动物，栖物，栖息于水底息于水底污泥中，与蚯泥中，与蚯蚓蚓类似吞食似吞食污泥故俗称泥故俗称水蚯蚓水蚯蚓，与蚯蚓不同的，与蚯蚓不同的是，他是，他们体表多毛。体表多毛。.颤蚯蚓 *颤蚯蚓属后生动物，与陆地上的蚯蚓从体态和习41强强分解区分解区.强分解区.42*天天蓝喇叭虫、椎尾水喇叭虫、椎尾水轮虫、虫、栉虾生物的形生物的形态。天天蓝喇叭虫喇叭虫椎尾水椎尾水轮虫虫栉虾.*天蓝喇叭虫、椎尾水轮虫、栉虾生物的形态。天蓝喇叭虫椎43恢复区恢复区.恢复区.44*恢复区的藻恢复区的藻类变异直异直链硅藻硅藻短棘短棘盘星藻星藻水花束水花束丝藻藻梭裸藻梭裸藻.*恢复区的藻类变异直链硅藻短棘盘星藻水花束丝藻梭裸藻.45清清洁区区.清洁区.46*清清洁区的指示生物区的指示生物 轮虫、水蚤、虫、水蚤、鱼腥藻、玫瑰旋腥藻、玫瑰旋轮虫。虫。蚤状水蚤蚤状水蚤大型水蚤大型水蚤 鱼腥藻腥藻玫玫瑰瑰旋旋轮虫虫前前节晶囊晶囊轮虫虫.*清洁区的指示生物蚤状水蚤大型水蚤 鱼腥藻玫瑰旋轮47一定水体在一定水体在规定的定的环境目境目标下所能容下所能容纳污染物的最大染物的最大负荷量荷量影响因素影响因素水体特征水体特征污染物特征染物特征水水质目目标第四第四节 水体自水体自净作用与水作用与水环境容量境容量四、四、水水环境容量境容量 W=V（S B）+C某地表水体的某地表水体的水水环境容量境容量水体体水体体积水水质目目标某某污染物的染物的环境背景境背景值地表水的地表水的自自净能力能力.一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物的最大负荷量影响因素48 A 水水质净化与水化与水污染控制工程的主要任染控制工程的主要任务:研究控制水体研究控制水体污染，保染，保护和改善和改善环境境质量，合理利用水量，合理利用水资源以及提供不同用途和要求的用水等的工源以及提供不同用途和要求的用水等的工艺技技术和工和工 程措施。程措施。B 水水质净化与水化与水污染控制工程的主要内容染控制工程的主要内容:（1）水体）水体污染和自染和自净规律；律；（2）城市）城市污水和工水和工业废水的水的处理与利用；理与利用；（3）生活）生活饮用水与工用水与工业给水水处理；理；（4）城市、区域、水系的水）城市、区域、水系的水污染染综合防治。合防治。第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法.A 水质净化与水污染控制工程的主要任务:第五节 水49一、一、给水水处理的基本方法理的基本方法 工工业用水用水处理理 根据不同工根据不同工业的水的水质要求要求进行行软化、化、除除盐、冷却、控制、冷却、控制结垢与腐垢与腐蚀等等处理。理。原水原水饮用水用水混凝混凝 沉淀沉淀 过滤 消毒消毒 混凝混凝剂 臭氧氧化臭氧氧化/活性炭吸附活性炭吸附(深度深度处理工理工艺)一般流程一般流程饮用水用水处理理 通通过必要的必要的处理工理工艺，改善天然水的水，改善天然水的水 质，使之符合生活，使之符合生活饮用水水用水水质标准。准。第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法.一、给水处理的基本方法 工业用水处理 根据不同50 1、解决解决废水水问题的主要原的主要原则 （1）改革生）改革生产工工艺，减少，减少废水排放量；水排放量；（2）重复利用）重复利用废水；水；（3）回收有用物）回收有用物质；（4）妥善）妥善处理；理；（5）选择处理工理工艺和方法。和方法。二、二、废水水处理的基本方法理的基本方法第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法.1、解决废水问题的主要原则二、废水处理的基本方法第五节 51（2）处理程度的确定方法理程度的确定方法 A、按水、按水质；B、按、按处理厂的能力理厂的能力 C、按水体稀、按水体稀释和自和自净能力能力（1）处理程度的确定流程理程度的确定流程污染物染物质的种的种类、数量等、数量等悬浮物浮物质、溶解氧和生化需氧量、溶解氧和生化需氧量水水质指指标 确定确定水体容水体容许负荷荷允允许排放排放浓度度 确定确定废水的水的处理程度理程度 选择处理方法理方法2、废水水处理程度的确定理程度的确定第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法.（2）处理程度的确定方法（1）处理程度的确定流程污染物质的种52 3、废水水处理的基本方法理的基本方法物理法物理法利用物理作用分离利用物理作用分离废水中的水中的悬浮浮污染物染物质化学法化学法利用化学反利用化学反应处理理废水中的溶解和胶体水中的溶解和胶体污染物染物质生物法生物法利用微生物使利用微生物使废水中溶解和胶体水中溶解和胶体污染物染物质无害化无害化过滤、沉淀、气浮、蒸、沉淀、气浮、蒸发、膜、膜处理等理等中和、混凝、吸附、离子交中和、混凝、吸附、离子交换、氧化、氧化还原等原等好氧生物好氧生物处理、理、厌氧生物氧生物处理等理等处理流程理流程 由若干由若干处理方法合理理方法合理组配而成的配而成的废水水处理系理系统第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法.3、废水处理的基本方法物理法利用物理作用分离废水中的悬浮污53一一级处理理第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法污水水格格 栅沉砂池沉砂池沉淀池沉淀池接触池接触池出水出水投投氯杂粒脱粒脱水水 床床运出填埋运出填埋污泥消泥消化化 池池污泥脱水泥脱水送往送往农田田图125 一一级处理流程示例理流程示例.一级处理第五节 水处理的基本原则和方法污水格 栅沉砂池沉54二二级处理理第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法污水水格格 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投氯污 泥泥浓缩池池浓缩活性活性污泥泥污 泥泥消化池消化池污泥脱水泥脱水有机肥料至有机肥料至农田田曝气池曝气池二二 次次沉淀池沉淀池回流活性回流活性污泥泥剩余活性剩余活性污泥泥图126 二二级处理流程示例理流程示例.二级处理第五节 水处理的基本原则和方法污水格 栅沉砂池初55图127 集水井集水井图129 二沉池二沉池图130 紫外消毒紫外消毒图128 曝气池曝气池.图127 集水井图129 二沉池图130 紫外消毒图156三三级处理理第五第五节 水水处理的基本原理的基本原则和方法和方法三三级处理理？深度？深度处理理全面提高全面提高二二级出水水出水水质特定物特定物质进一步一步处理要求理要求氮、磷氮、磷剩余有机剩余有机污染物染物无机无机盐类病原菌、病原菌、病毒病毒出水出水二二级处理理出出 水水图131 三三级处理流程示例理流程示例.三级处理第五节 水处理的基本原则和方法三级处理？深度处理57第一章第一章 水水质与水体自与水体自净要要 点点1、我国水、我国水资源特点、水循源特点、水循环、水、水/水体水体污染、水体染、水体污染物染物2、水、水质、水、水质指指标、浊度、色度（真色、表色）、固含量度、色度（真色、表色）、固含量/总固固体（体（悬浮固体与溶解固体、浮固体与溶解固体、挥发固体与固定固体）、碱度（甲固体与固定固体）、碱度（甲基橙碱度、酚基橙碱度、酚酞碱度）、硬度、化学需氧量、生物化学需氧量碱度）、硬度、化学需氧量、生物化学需氧量（反（反应动力学方程）、水力学方程）、水质标准准3、废水分水分类（按来源）（按来源）4、水体自、水体自净作用（作用（扩散、稀散、稀释、生化降解）、水、生化降解）、水环境容量、氧境容量、氧垂曲垂曲线及氧垂曲及氧垂曲线公式公式5、废水水处理技理技术的的选择、一、一/二二/三三级处理、深度理、深度处理、理、饮用水用水处理、工理、工业水水处理理.第一章 水质与水体自净要 点1、我国水资源特点、水循环58