水污染控制工程第一章總論第一節(jié)水資源及水環(huán)境第二節(jié)

廢水來源與特性第三節(jié)

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第四節(jié)

廢水處理方法綜述

第五節(jié)廢水處理反應(yīng)器及動力學(xué)基礎(chǔ)一.全球水資源的分布及水循環(huán)二.我國的水資源現(xiàn)狀第一節(jié)水資源及水環(huán)境三.

全國水環(huán)境質(zhì)量狀況一、全球水資源的分布及水循環(huán)

地球上水的總量約有13.8億立方公里，其中97.5％是海水，海水含有大量的礦物質(zhì)鹽類，不宜直接被人類使用。地球的淡水資源僅占其總水量的2.5%，而在這極少的淡水資源中，又有70%以上被凍結(jié)在南極和北極的冰蓋中，加上難以利用的高山冰川和永凍積雪，有87%的淡水資源難以利用。人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分，約占地球總水量的0.26%。全球淡水資源不僅短缺而且地區(qū)分布極不平衡。按地區(qū)分布，巴西、俄羅斯、加拿大、中國、美國、印度尼西亞、印度、哥倫比亞和剛果等9個國家的淡水資源占了世界淡水資源的60%。約占世界人口總數(shù)40%的80個國家和地區(qū)嚴(yán)重缺水。21世紀(jì)水資源正在變成一種寶貴的稀缺資源，水資源問題已不僅僅是資源問題，更成為關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展和長治久安的重大戰(zhàn)略問題。

自然界的水循環(huán)水的社會循環(huán)

人類為了滿足生活和生產(chǎn)的需求，不斷取用天然水體中的水，經(jīng)過使用，一部分天然水被消耗，但絕大部分卻變成生活污水和生產(chǎn)廢水排放，重新進(jìn)入天然水體。在水的社會循環(huán)中，水的性質(zhì)在不斷地發(fā)生變化。另外生活污水和生產(chǎn)廢水是形成水污染的主要根源，也是防治水污染的主要對象。二、我國的水資源現(xiàn)狀

我國淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，名列世界第四位。但是，我國的人均水資源量只有2300立方米，僅為世界平均水平的1/4，是全球人均水資源最貧乏的國家之一。然而，中國又是世界上用水量最多的國家。僅2002年，全國淡水取用量達(dá)到5497億立方米，大約占世界年取用量的13%，是美國1995年淡水供應(yīng)量4700億立方米的約1.2倍。中國從20世紀(jì)70年代以來就開始鬧水荒，這不是危言聳聽，而是客觀存在的事實(shí)。80年代以來，中國的水荒由局部逐漸蔓延至全國，情勢越來越嚴(yán)重，對農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)已經(jīng)帶來了嚴(yán)重影響。

中國水資源南北分配的差異非常明顯，長江流域及其以南地區(qū)人口占了中國的54％，但是水資源卻占了81％。北方人口占46％，水資源只有19％。受大陸季風(fēng)氣候的影響，中國水資源在季節(jié)上分布極不均勻，在水資源缺乏的西北地區(qū)，十分有限的降雨又往往集中在夏季的三個月內(nèi)是水資源緊張的情況更為加劇。

1949～2002年，全國總用水量增加了4000多億立方米，大約每10年增加1000億立方米，年平均增加約100億立方米。在省級行政區(qū)中，用水量大于400億立方米的是新疆、江蘇和廣東，約占全國用水量的25.5％；工業(yè)用水占其總用水量30％以上的是上海、重慶、湖北和江蘇。根據(jù)環(huán)境部門對全國河流、湖泊、水庫的水質(zhì)狀況的監(jiān)測，由于近年來工業(yè)廢水和城鎮(zhèn)生活污水的排放等原因，我國主要水系的水體都遭到了不同程度的污染。

北方資源性缺水！南方水質(zhì)性缺水！中西部工程性缺水！2006年，全國地表水總體水質(zhì)屬中度污染。在國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)（簡稱國控網(wǎng)）實(shí)際監(jiān)測的745個地表水監(jiān)測斷面中（其中，河流斷面593個，湖庫點(diǎn)位152個），Ⅰ～Ⅲ類，Ⅳ、Ⅴ類，劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為40%、32%和28%。主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和石油類等。與上年相比，全國地表水總體水質(zhì)保持穩(wěn)定。三、

全國水環(huán)境質(zhì)量狀況七大水系水質(zhì)2006年，長江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河和遼河等七大水系總體水質(zhì)與上年基本持平。國控網(wǎng)七大水系的197條河流408個監(jiān)測斷面中，Ⅰ～Ⅲ類，Ⅳ、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為46%、28%和26%。其中，珠江、長江水質(zhì)良好，松花江、黃河、淮河為中度污染，遼河、海河為重度污染。主要污染指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、石油類和氨氮。七大水系監(jiān)測的98個國控省界斷面中，Ⅰ～Ⅲ類，Ⅳ、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)的斷面比例分別為43%、31%和26%。海河和淮河水系的省界斷面水體為中度污染。

海河干流為重度污染，與上年相比，水質(zhì)無明顯變化。海河水系其它主要河流為重度污染，水質(zhì)較上年無明顯變化。灤河水質(zhì)良好，永定河為輕度污染；北運(yùn)河、漳衛(wèi)新河、大沙河、子牙河、馬頰河、徒駭河為重度污染。海河國控省界斷面總體屬重度污染。20個斷面中，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占30%，Ⅳ、Ⅴ類占30%，劣Ⅴ類占40%。

廢水的來源

第二節(jié)廢水來源與特性

根據(jù)來源不同，廢水可分為生活污水和工業(yè)廢水兩大類。生活污水是人們在日常生活中所產(chǎn)生的廢水，主要包括廚房洗滌污水。工業(yè)廢水是在工業(yè)生產(chǎn)過程中所排出的廢水。工業(yè)廢水分為生產(chǎn)污水和生產(chǎn)廢水。生產(chǎn)廢水是指較清潔，不經(jīng)處理即可排放或回用的工業(yè)廢水。而那些污染較嚴(yán)重，須經(jīng)過處理后方可排放的工業(yè)廢水就稱為生產(chǎn)污水。return

廢水的特性

廢水中的污染物種類大致可如下區(qū)分：固體污染物、需氧污染物、營養(yǎng)性污染物、酸堿污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物和熱污染等。為了表征廢水水質(zhì)，規(guī)定了許多水質(zhì)指標(biāo)。主要有有毒物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、懸浮物總數(shù)、pH值、色度、溫度等。一種水質(zhì)指標(biāo)可能包括幾種污染物；而一種污染物也可幾種水質(zhì)指標(biāo)。

return(一)固體污染物固體污染物常用懸浮物和濁度兩個指標(biāo)來表示。懸浮物是一項(xiàng)重要水質(zhì)指標(biāo)，它的存在不但使水質(zhì)渾濁，而且使管道及設(shè)備阻塞、磨損，干擾廢水處理及回收設(shè)備的工作。濁度是對水的光傳導(dǎo)性能的一種測量，其值可表征廢水中膠體相懸浮物的含量。固體污染物在水中以三種狀態(tài)存在：溶解態(tài)(直徑小于1nm)、膠體態(tài)(直徑介于1～100nm)和懸浮態(tài)(直徑大于100nm)。水質(zhì)分析中把固體物質(zhì)分為兩部分：能透過濾膜(孔徑約3～10μm)的叫溶解固體(DS)；不能透過的叫懸浮固體或懸浮物，兩者合稱為總固體(TS)。return(二)需氧污染物廢水中能通過生物化學(xué)和化學(xué)作用而消耗水中溶解氧的物質(zhì)，統(tǒng)稱為需氧污染物。絕大多數(shù)的需氧污染物是有機(jī)物，無機(jī)物主要有Fe3+、Fe2+、S2-、CN-等。因而在一般情況下，需氧物即指有機(jī)物。由于有機(jī)物的種類非常多，現(xiàn)有的分析技術(shù)難以將其區(qū)分與定量。在工程實(shí)際中主要用生化需氧量、化學(xué)需氧量、總需氧量、總有機(jī)碳等指標(biāo)來描述。return1．生化需氧量(BOD)存在一些缺點(diǎn)：(1)當(dāng)污水中含大量難降解物質(zhì)時，BOD5測定誤差較大；(2)每次測定需5天，不能及時指導(dǎo)實(shí)際工作；(3)廢水中如存在抑

制微生物生長繁殖的物質(zhì)或不含微生物生長所需的營養(yǎng)時，將影響測定結(jié)果。2．化學(xué)需氧量(COD)

化學(xué)需氧量是指在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑特有機(jī)物氧化為CO2、H20所消耗的氧量。氧化劑一般采用重鉻酸鉀。由于重鉻酸鉀氧化作用很強(qiáng)，所以能夠較完全地氧化水中大部

return分有機(jī)物和無機(jī)性還原物質(zhì)(但不包括硝化所需的氧量)，此時化學(xué)需氧量用CODcr，或COD表示。如采用高錳酸鉀作為氧化劑，則寫作CODMn。3．總需氧量(TOD)

有機(jī)物主要元素是C、H、O、N、S等。在高溫下燃燒后，將分別產(chǎn)生CO2和H2O，所消耗的氧量稱為總需氧量TOD。TOD的值一般大于COD的值。TOD的測定方法是：向氧含量已知的氧氣流中注入定量的水樣，并將其送入以鉑為觸媒的燃燒管中，在900℃高return溫下燃燒，水樣中的有機(jī)物即被氧化。消耗掉氧氣流中的氧氣，剩余氧量可用電極測定并自動記錄。氧氣流原有氧量減去剩余氧量即得總需氧量TOD。TOD的測定僅需幾分鐘。4.總有機(jī)碳(TOC)

有機(jī)物都含有碳，通過測定廢水中的總含碳量可以表示有機(jī)物含量。總有機(jī)碳(TOC)的測定方法是：向氧含量已知的氧氣流中注入定量的水樣，并將其送入以鉑為觸媒的燃燒管中，在900℃高溫下燃燒，用紅外氣體分析儀測定在燃燒過程中產(chǎn)生的CO2量，再折算出其中的含碳量，就是總有機(jī)碳T0C值。為排除無機(jī)碳酸鹽的干擾，應(yīng)先將水樣酸化，再通過壓縮空氣吹脫水中的碳酸鹽。TOC的測定時間也僅需幾分鐘。return(三)營養(yǎng)性污染物當(dāng)廢水排入受納水體，使水中N和P的濃度分別超過0.2和0.02mg/L時，就會引起受納水體的富營養(yǎng)化，促進(jìn)各種水生生物的活性，刺激它們的異常增殖，這樣會造成一系列的危害。藻類占據(jù)的空間越來越大，使魚類活動空間越來越小，衰死藻類將沉積水底，增加水體有機(jī)物量。藻類種類逐漸減少，從以硅藻和綠藻為主轉(zhuǎn)為以迅速繁殖的藍(lán)藻為主，藍(lán)藻不是魚類的良好飼料，并且有些還會產(chǎn)生出毒素。藻類過度生長，將造成水中溶解氧的急劇減少，使水體處于嚴(yán)重缺氧狀態(tài)，造成魚死亡，水體腐敗發(fā)臭。

N的主要來源是氮肥廠、洗毛廠、制革廠、造紙廠、印染廠食品廠等。P的主要來源是磷肥廠和含磷洗滌劑等。生活污水經(jīng)普通生化法處理，也會轉(zhuǎn)化為無機(jī)的P和N等。此外BOD、溫度、維生素類物質(zhì)也能促進(jìn)和觸發(fā)營養(yǎng)性污染。return(四)酸堿污染物

酸堿污染物主要由工業(yè)廢水排放的酸堿以及酸雨帶來。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中以pH值來反映其含量水平。酸堿污染物使水體的PH值發(fā)生變化，破壞自然緩沖作用。抑制微生物生長，妨礙水體自凈，使水質(zhì)惡化、土壤酸化或鹽堿化。各種生物都有自己的PH適應(yīng)范圍，超過該范圍，就會影響其生存。對漁業(yè)水體而言，pH值不得低于6或高于9.2，當(dāng)PH值為5.5時，一些魚類就不能生存或生殖率下降．農(nóng)業(yè)灌溉用水的pH值應(yīng)為6.5～8.5。此外酸性廢水也對金屬相混凝土材料造成腐蝕。return(五)有毒污染物

廢水中能對生物引起毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)，稱有毒污染物。工業(yè)上使用的有毒化學(xué)物已經(jīng)超過12000種，而且每年以500種的速度遞增。毒物是重要的水質(zhì)指標(biāo)，各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對主要的毒物都規(guī)定了限值。廢水中的毒物可分為三大類：無機(jī)化學(xué)毒物、有機(jī)化學(xué)毒物和放射性物質(zhì)。

return1．無機(jī)化學(xué)毒物無機(jī)化學(xué)毒物包括金屬和非金屬兩類。金屬毒物主要為汞、鉻、鎘、鉛、鋅、鎳、銅、鐵、錳、放、釩、鉬和鉍等，特別是前幾種危害更大。金屬毒物具有以下特點(diǎn)：不能被微生物降解；其毒性以離子態(tài)存在時最嚴(yán)重，金屬離子在水中容易被帶負(fù)電荷的膠體吸附，吸附金屬離子的膠體可隨水流遷移，但大多數(shù)會迅速沉降；能被生物富集于體內(nèi)，既危害生物，又通過食物鏈危害人體；重金屬進(jìn)入人體后，能夠和生理高分子物質(zhì)發(fā)生作用而使這些生理高分子物質(zhì)失去活性，也可能在人體的某些器官積累，造成慢性中毒。重要的非金屬毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亞硝酸很等。如砷中毒時能引起中樞神經(jīng)紊亂，誘發(fā)皮膚癌等。亞硝酸鹽在人體內(nèi)還能與仲胺生成亞硝胺，具有強(qiáng)烈的致癌作用。return2．有機(jī)化學(xué)毒物這類毒物大多是人工合成有機(jī)物，難以被生化降解，并且大多是較強(qiáng)的三致物質(zhì)(致癌、致突變、致畸)，毒件很大。主要有：農(nóng)藥(DDT、有機(jī)氯、有機(jī)磷等)、酚類化合物、聚氯聯(lián)苯、稠環(huán)芳烴(如苯并芘)、芳香族氨基化合物等。以有機(jī)氯農(nóng)藥為例，首先其具有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，在自然環(huán)境中的半衰期為十幾年到幾十年，其次它們都可能通過食物鏈在人體內(nèi)富集，危害人體健康。如DDT能蓄積于魚脂中，濃度可比水體中高12500倍。return3．放射性物質(zhì)放射性是指原子核衰變而釋放射線的物質(zhì)屬性。主要包括X射線、α射線、β射線、γ射線及質(zhì)子束等。廢水中的放射性物質(zhì)主要來自鈾、鐳等放射性金屬生產(chǎn)和使用過程，如核試驗(yàn)、核燃料再處理、原料冶煉廠等。其濃度一般較低，主要引起慢性輻射和后期效應(yīng)，如誘發(fā)癌癥、對孕婦和嬰兒產(chǎn)生損傷，引起遺傳性傷害等。(六)油類污染物

油類污染物包括“石油類”和“動植物油”兩項(xiàng)。油類污染物能在水面土形成油膜，隔絕大氣與水面，破壞水體的復(fù)氧條件。它還能附著于土壤顆粒表面和動植物體表，影響?zhàn)B分的吸收和廢物的排出。當(dāng)水中含油0.01～0.1mg/L，對魚類和水生生物就會產(chǎn)生影響。當(dāng)水中含油0.3～0.5mg/L就會產(chǎn)生石油氣味，不適合飲用。return(七)生物污染物生物污染物主要是指廢水中的致病性微生物，它包括致病細(xì)菌、病蟲卵和病毒。未污染的天然水中細(xì)菌含量很低，當(dāng)城市污水、垃圾淋溶水、醫(yī)院污水等排入后將帶入各種病原微生物。如生活污水中可能會有能引起肝炎、傷寒、霍亂、痢疾、腦炎的病毒和細(xì)菌以及蛔蟲卵和鉤蟲卵等。生物污染物污染的特點(diǎn)是數(shù)量大，分布廣，存活時間長，繁殖速度快。必須予以高度重視。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)有細(xì)菌總數(shù)和總大腸苗群數(shù)兩項(xiàng)。后者反映水體中動物糞便污染的狀況。

return(八)感官性污染物廢水中能引起異色、渾濁、泡沫、惡臭等現(xiàn)象的物質(zhì)，雖無嚴(yán)重危害，但能引起人們感官上的極度不快，被稱為感官性污染物。對于供游覽和文體活動的水體而言，感官性污染物的危害則較大。異色、渾濁的廢水主要來源于印染廠、紡織廠、造紙廠、焦化廠、煤氣J—等。惡臭廢水來源于煉油廠、石化廠、橡膠廠、制藥廠、屠宰廠、皮革廠等。當(dāng)廢水中含有表面活性物質(zhì)時，在流動和曝氣過程中特產(chǎn)生泡沫，如造紙廢水、紡織廢水等。各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，對色度、臭味、濁度、漂浮物等指標(biāo)都作了相應(yīng)的規(guī)定。return(九)熱污染廢水溫度過高而引起的危害，叫做熱污染，熱污染的主要危害有以下幾點(diǎn)。（1）使水體溶解氧濃度降低，相應(yīng)的虧氧量隨之減少，大氣中的氧向水體傳遞的速率也減慢；（2）導(dǎo)致生物耗氧速度加快，促使水體中溶解氧更快被耗盡，水質(zhì)迅速惡化，造成魚類和水生生物缺氧死亡；（3）加快藻類繁殖，從而加快水體富營養(yǎng)化進(jìn)程；（4）導(dǎo)致水體中的化學(xué)反應(yīng)加快，使水體的物化性質(zhì)發(fā)生變化，可能對管道和容器造成腐蝕。（5）加速細(xì)菌生長繁殖，增加后續(xù)水處理的費(fèi)用。return第三節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

水體是國家的寶貴資源，必須嚴(yán)格保護(hù)，免受污染。因此當(dāng)廢水需要排入水體時，應(yīng)處理到允許排入水體的程度，以降低或消除其對水體水質(zhì)的不利影響。

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是用水對象(包括飲用和工業(yè)用水對象等)所要求的各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達(dá)到的限值。可分為國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等不同等級。

生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的制定主要是根據(jù)人們終生用水的安全來考慮的，水中不得含有病原微生物，水中所含化學(xué)物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康，水的感官性狀良好。return一、污水的排放標(biāo)準(zhǔn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，按功能高低劃分為5類：Ⅰ類主要適用于源頭水，國家自然保護(hù)區(qū)；Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場、仔稚幼魚的梭餌場等；Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)；Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。return

一般排放標(biāo)準(zhǔn)有《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)(GBJ4-73)》、《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-88)》、《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB4284-84)》等。行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)涉及各種行業(yè)，如《石油煉制工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3551-83)》、《制革工業(yè)水污染物徘放標(biāo)準(zhǔn)(GB3549-83)》、《醫(yī)院污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3548-83)》、《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-92)》、《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GBl3456-92)》、《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4287-92)》、《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)徒（GBl3457-92)》、《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GBl3458-92)》等，可作為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理與監(jiān)測的依據(jù)。return

第一類污染物能在環(huán)境或在動植物體內(nèi)積蓄，對人類健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)的影響，規(guī)定含此類污染物的污水必須在車間或車間處理設(shè)施排放口處取樣分析，同時其含量必須符合表1-1的規(guī)定。第二類污染物的長遠(yuǎn)影響小于第一類，規(guī)定的取樣地點(diǎn)為排污單位的排出口，其最高允許徘放濃度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向，分別執(zhí)行表1-2中的一、二、三級標(biāo)準(zhǔn)。表1-1第一類污染物最高允許排放濃度（mg/L）污染物最高允許排放濃度污染物最高允許排放濃度污染物最高允許排放濃度1總汞0.05①4總鉻1.57總鉛1.02烷基苯不得檢出5六價鉻0.58總鎳1.03總鎘0.16總砷0.59苯并(a)比②0.00003①燒堿行業(yè)（新擴(kuò)建、改建企業(yè)）采用0.005mg/L。

②為試行標(biāo)準(zhǔn)、二級、三級標(biāo)準(zhǔn)區(qū)暫不考慮。return表1-2第二類污染物最高允許排放濃度（mg/L）標(biāo)準(zhǔn)分級一級標(biāo)準(zhǔn)二級標(biāo)準(zhǔn)三級標(biāo)準(zhǔn)新擴(kuò)改現(xiàn)有新擴(kuò)改現(xiàn)有1pH值2色度3懸浮物4BOD55COD6石油類7動植物由8揮發(fā)酚9氰化物10硫化物11氨氮12氟化物13磷酸鹽(以P計(jì))⑤14甲醛15苯胺類16硝基苯類17LAS18銅19鋅20錳6～950703010010200.50.51.015100.51.01.02.05.00.52.02.06～9801006015015301.50.51.025151.02.02.03.0100.52.05.06～9802006015010200.50.51.02510、20④1.02.02.03.0101.04.02．0⑥6～9①100250②8020020401.00.52.04015、30④2.03.03.05.0151.05.05.0⑥6～9400300③500③301002.01.02.0205.05.0202.05.05.0return上面提到的排放標(biāo)準(zhǔn)都是濃度標(biāo)準(zhǔn)。這類標(biāo)準(zhǔn)不論廢水接納水體的大小和狀況，不論污染源的大小，都采取同一個標(biāo)準(zhǔn)。因此即使?jié)M足排放標(biāo)準(zhǔn)，如果排放總量大大超過接納水體的環(huán)境容量，也會對水體造成不可逆的嚴(yán)重后果。此外，濃度標(biāo)準(zhǔn)也無法防止某些工廠用清水稀釋來降低排放濃度以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。針對這一狀況，近年來總量控制標(biāo)準(zhǔn)受到了重視。這種標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)一定范圍內(nèi)的水體環(huán)境容量和自凈能力，計(jì)算出允許排入該水域的污染物總量，然后再按照一定的原則，將這些允許的排污總量合理地分配給區(qū)內(nèi)各污染源。總量控制可以避免濃度標(biāo)準(zhǔn)的缺點(diǎn)，但要實(shí)行總量控制先需做很多基礎(chǔ)工作，如污染源調(diào)查、環(huán)境質(zhì)量評價、水體自凈規(guī)律和污染物遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究、污染治理邊際費(fèi)用研究等。在沒有這些條件以前，總量控制難以實(shí)施或奏效。

returnreturnreturnreturnreturn第四節(jié)廢水處理方法綜述

廢水處理方法按對污染物實(shí)施的作用不同，大體上可分為兩類：一類是通過各種外力作用，把有害物從廢水中分離出來，稱為分離法。另一類是通過化學(xué)或生化的作用，使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)或可分離的物質(zhì)。后者再經(jīng)過分離予以除去，稱為轉(zhuǎn)化法。習(xí)慣上也按處理原理不同，將處理方法分為物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法四類。

return一、分離法廢水中的污染物有各種存在形式，大致有離子態(tài)、分子態(tài)、膠體和懸浮物多樣性和污染物特性的各異性，決定了分離方法的多樣性。污染物存在形式分離方法離子態(tài)離子交換法、電解法、電滲析法、離子吸附法、離子浮選法分子態(tài)萃取法、結(jié)晶法、精餾法、吸附法、浮選法、反滲透法、蒸發(fā)法膠體混凝法、氣浮法、吸附法、過濾法懸浮物重力分離法、離心分離法、磁力分離法、篩選法、氣浮法表1-3分離法分類一覽表return二、轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化法可分為化學(xué)轉(zhuǎn)化和生化轉(zhuǎn)化兩類。具體見表1-4。現(xiàn)代廢水處理技術(shù)，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理。一級處理，主要去除廢水中懸浮固體和漂浮物質(zhì)，同時還通過中和或均衡等預(yù)頂處理對廢水進(jìn)行調(diào)節(jié)以便排入受納水體或二級處理裝置。主要包括篩濾、沉淀等物理處理法。經(jīng)過一級處理后，廢水的BOD一般只去除30％左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，仍需進(jìn)行二級處理。二級處理，主要去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)主要采用生物處理等方法，BOD去除率可達(dá)90％以上，處理水可以達(dá)標(biāo)排放。三級處理，是在一級、二級處理的基礎(chǔ)上，對難降解的有機(jī)物、磷、氮等營養(yǎng)性物質(zhì)進(jìn)一步處理。采用的方法可能有混凝、過濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。

return

廢水中的污染物組成相當(dāng)復(fù)雜、往往需要采用幾種方法的組合流程，才能達(dá)到處理要求。對于某種廢水，采用哪幾種處理方法組合，要根據(jù)廢水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較后才能決定，必要時還需進(jìn)行試驗(yàn)。表1-4轉(zhuǎn)化法分類一覽表方法原理轉(zhuǎn)化方法化學(xué)轉(zhuǎn)化中和法、氧化還原法、化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法生化轉(zhuǎn)化活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、生物塘等return典型的污水處理流程第五節(jié)廢水處理反應(yīng)器及動力學(xué)基礎(chǔ)

二、動力學(xué)基礎(chǔ)一、反應(yīng)器形式四、反應(yīng)器設(shè)計(jì)中的若干問題三、水力特性return

一、反應(yīng)器形式

1、理想反應(yīng)器分類

見圖1-1,有完全混合間歇式反應(yīng)器（CMB型）、完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（CSTR型）、推流式反應(yīng)器（PF型）等三種

return表1-5廢水處理中的主要反應(yīng)器形式反應(yīng)器形式說明間歇反應(yīng)器采用一次加料，攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后再同時放出，所有物料反應(yīng)時間相同，且濃度均勻，但隨時間而變化，因而是在非穩(wěn)態(tài)條件下操作的。推流反應(yīng)器物料按前后順序沿流動方向推流，反應(yīng)時間是反應(yīng)器長度的函數(shù)，因而反應(yīng)物濃度沿路程而變化。但在反應(yīng)器內(nèi)所有物料的停留時間相同。連續(xù)流攪拌反應(yīng)器連續(xù)流攪拌反應(yīng)器又稱全混式反應(yīng)器。物料邊進(jìn)邊出，連續(xù)流動，因充分?jǐn)嚢瑁魈帩舛染鶆颍隹跐舛扰c反應(yīng)器內(nèi)濃度一致。穩(wěn)態(tài)條件下，整個系統(tǒng)不隨時間變化。return反應(yīng)器形式說明任意流反應(yīng)器任意流是介于推流和連續(xù)流攪拌器之間的某種程度的局部混合流。填料床填料床反應(yīng)器是在反應(yīng)器內(nèi)裝入填料。填料或者完全充滿液體(厭氧濾池)，或者間接接受廢水(生物濾池)。流化床流化床反應(yīng)器在許多方面都與填料床反應(yīng)器類似，只是在流體向上流動時，填料處于流化狀態(tài)，并可通過調(diào)節(jié)流體的速度改變填料的空隙率。表1-5廢水處理中的主要反應(yīng)器形式

二、動力學(xué)基礎(chǔ)1、反應(yīng)速率與反應(yīng)級數(shù)

（1）反應(yīng)速率單位時間、單位體積內(nèi)某物質(zhì)量的變化，單位為mol

m-3

s-1。表示為：

(1－1)

式中的可以和V組合成A的濃度，因此

(1－2)

return

（2）反應(yīng)級數(shù)對于反應(yīng)

(1－3)

產(chǎn)物P的反應(yīng)速率可以表示為：

(1－4)

則P為A的a級，B的b級，合為a+b級。反應(yīng)物可以分別表示為：

(1－5)(1－6)

需注意的是：（1）濃度均為反應(yīng)物；（2）系數(shù)不一定等于A、B前的系數(shù)；（3）如不存在如此關(guān)系，叫無反應(yīng)級數(shù)的提法。return

（3）基元反應(yīng)構(gòu)成化學(xué)計(jì)量方程的反應(yīng)序列中的反應(yīng)稱為基元反應(yīng)。絕大多數(shù)的基元反應(yīng)，其反應(yīng)級數(shù)與化學(xué)計(jì)量系數(shù)完全相等，例如：引發(fā)（1－7）傳遞（1－8）傳遞（1－9）（1－10）（1－11）

return

2、單一組分的零級反應(yīng)如果已知單一組分的反應(yīng)為零級反應(yīng)，則（1－12）邊界條件：t=0cA=cA0t=tcA=cA

，故

（1－13）

（1－14）return

3、單一組分的一級反應(yīng)如果反應(yīng)為一級反應(yīng)，則（1－15）（1－16）（1－17）（1－18）由于，P的濃度，由式（1－16）得（1－19）return

對方程（1－18）進(jìn)行變換可得

(1－20)一級反應(yīng)的反應(yīng)物的半衰期可按3-5求得。

(1－21)return

4、兩種反應(yīng)物的二級反應(yīng)如果已知下列兩種反應(yīng)物的反應(yīng)是一個二級反應(yīng)，A及B的初始濃度分別為cA0及cB0,則表達(dá)式按以下方法求得。

（1）

當(dāng)時，

t=0cA=cA0

cB=cB0

cP=0t=tcA=cA0-xcB=cB0-xcP=x

（1－22）（1－23）return

（2）當(dāng)時（1-24）在（0，t）內(nèi)積分得：（1-25）半衰期:對于二級反應(yīng)：所需時間所需時間故二級反應(yīng),衰減越來越慢return

5、平行反應(yīng)

（1－26）（