1、第一章 城市污水處理概述1.1污水中的主要污染物有哪些?答：污水中的主要污染物可分為三大類：物理性污染、化學性污染和生物性污染。(1) 物理性污染可分為以下幾個方面：熱污染 污水的水溫是污水水質的重要物理性質之一。就污水處理本身而言，水溫多低（如低于5）或過高（如高于40）都會影響污水的生物處理效果。溫度較高的污水主要來自熱電廠及各種發(fā)熱工廠過程中的冷卻水。未經處理的冷卻水排入水體后，造成受納水體的水溫升高，水中有毒物質毒性加劇，溶解氧降低，危害水生生物的生長甚至導致死亡。懸浮物質污染 懸浮物是指水中含有的不溶性物質，包括固體物質、浮游生物及呈乳化狀態(tài)的油類(泡沫)。它們主要來自生活污水、垃圾

2、和采礦、建材、食品、造紙等工業(yè)產生的污水，或者是由于地面徑流所引起的水土流失進入水中的。懸浮物質的存在造成水質混濁、外觀惡化，改變水的顏色。放射性污染 污水中的放射性物質主要來自鈾、鐳等放射性金屬的生產和使用過程，如放射性礦藏、核試驗、核電站以及醫(yī)院的同位素實驗室等。放射性物質的衰變釋放出放射性核親(、r射線)構成一種特殊的污染，即放射性污染，對人體進行慢性輻射并可以長期蓄積，引起潛在效應，誘發(fā)貧血、癌癥等。(2) 化學性污染可分為以下幾個方面：無機無毒物污染 無機無毒物主要指無機酸、無機堿、一般無機鹽以及氮、磷等植物營養(yǎng)物質。酸性、堿性污水要來自礦山排水、化工、金屬酸洗、電鍍、制堿、堿法造紙

3、、化纖、制革、煉油等多種工業(yè)污水。酸堿污水排入水體后會改變受納水體的pH值，從而抑制或殺滅細菌或其他微生物的生長，削弱水體的自凈能力，破壞生態(tài)平衡。此外，酸、堿污染還能逐步地腐蝕管道、船舶和地下構筑物等設施。一般無機鹽類是由于酸性污水與堿性污水相互中和以及它們與地表物質之間相互反應產生的。無機鹽量的增多導致水的硬度增加，給工業(yè)用水和生活用水帶來許多不利因素。污水中的氮、磷是植物和微生物的主要營養(yǎng)物質。氮主要來源于氮肥廠、洗毛廠、制革廠、造紙廠等；磷的主要來源是磷肥廠和含磷洗滌劑。施用氮肥和磷肥的農田排水也會有殘余的氮和磷。當水體中氮、磷等植物營養(yǎng)物質增多時，可導致水體，特別是湖泊、水庫、港灣、

4、內海等水流緩慢的水域中的藻類等浮游植物及水草大量繁殖。這種現象稱之為水體的“富營養(yǎng)化”。“富營養(yǎng)化”污染可導致水中溶解氧減少，魚類的生活空間減少，且有些藻類還帶有毒性，危害魚類及水生動物的生存。更有甚者，過多的藻類殘體可使湖泊變淺，最后形成水體老化和沼澤化。無機有毒物污染 無機化學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、鈷、錳、鈦、釩、鉑和鉍等，特別是前幾種危害更大。如汞進入人體后被轉化為甲基汞，在腦組織內積累，破壞神經功能，無法用藥物醫(yī)治，嚴重時造成死亡。鎘中毒時引起全身疼痛，其中的鎘取代了骨質中的鈣，使骨骼軟化自然折斷所致，腰關節(jié)受損、骨節(jié)變形，有時還會引起心血

5、管病。金屬毒物具有以下特點：a. 不能被微生物降解，只能在各種形態(tài)間相互轉化、分散。b.其毒性以離子態(tài)存在時最嚴重，金屬離子在水中容易被帶負電荷的膠體吸附，吸附金屬離子的膠體可隨水流遷移，但大多數會迅速沉降，因此重金屬般都富集在排污口下游一定范圍內的底泥中。c.能被生物富集于體內，即危害生物，又通過食物鏈危害人體。d.重金屬進入人體后，能夠和生理高分子物質，如蛋白質和菌等發(fā)生作用而使這些生理高分子物質失去活性，也可能在人體的某些器官積累，造成慢性中毒，其危害有時需1020年才能顯露出來。 重要的非金屬毒物有砷、硒、氰、氟、亞硝酸根等。如砷中毒時能引起中樞神經紊亂，誘發(fā)皮膚癌等。亞硝酸鹽在人體內

6、還能與仲胺生成亞硝胺，具有強烈的致病作用。有機無毒物污染(需氧有機物污染) 有機無毒污染物主要包括生活污水、牲畜污水和某些工業(yè)污水中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物。這類合機物是不穩(wěn)定的，它們在微生物作用下，借助于微生物的新陳代謝進行分解，向穩(wěn)定的無機物質轉化。在分解過程中需要消耗氧氣，故又稱之為需氧污染物或耗氧有機物。在有氧條件下，經好氧微生物作用進行轉化，從而消耗大量的溶解氧，產生CO2、H2O等穩(wěn)定物質；水中溶解氧耗盡后，則在厭氧微生物作用下進行轉化，產生H2O、CH4、CO等穩(wěn)定物質，同時放出硫化氫、硫醇等難聞氣體。使水質變黑變臭，造成環(huán)境質量進一步惡化。這一類污染物質是目前水體

7、中最大量、最經常和最普遍的一種污染物。有機有毒物污染 污染水體中的有機有毒物質種類很多，這類污染物質多屬于人工合成的有機物質，(如DDT、六六六)、多環(huán)芳烴、芳香胺等污染物；這類污染物質的主要特征是化學性質穩(wěn)定，很難被微生物分解，其另一特征是它們以不同的方式和程度都有害于人類健康致畸、致突變物質，有些還被認為是致癌物質。油類物質污染 有機油類污染物質包括“石油類”和“動植物油類”兩項。它們進人水體后漂浮在水面上，形成油膜，隔絕陽光、大氣與水體的聯系，破壞水體的復氧條件，從而影響水生物、植物的生長。(3) 生物性污染可分為以下幾個方面： 生物污染物主要是指廢水中的致病性微生物，它包括致病細菌、病

8、蟲卵和病毒。未污染的天然水小細菌含量很低，當城市污水、垃圾淋溶水、醫(yī)院污水等排入后將帶入各種病原微生物。如生活污水中可能含有能引起肝炎、傷寒、霍亂、痢疾、腦炎的病毒和細菌以及蛔蟲卵和鉤蟲卵等。生物污染物污染的特點是數量大，分布廣，存活時間長、繁殖速度快。1.2污水水質指標有哪些?答：污水水質指標可分為三大類：物理性指標、化學性指標和生物性指標。(1) 物理性指標 固體物質(TS)水中固體物質是指在一定溫度下將水樣蒸發(fā)至干時所殘余的固體物質總量，也稱蒸發(fā)殘余物。按水中固體的溶解性可分為溶解固體(DS)和懸浮固體(SS)。溶解固體也稱“總可濾殘渣”，是指溶于水的各種無機物質和有機物質的總和。在水質

9、分析中，對水樣進行過濾操作，濾液在103105溫度下蒸干后所得到的固體物質即為溶解固體。懸浮固體也稱作“總不可濾殘渣”，在水質分析中，將水樣經0.45微米濾膜過濾，凡不能通過濾器的固體顆粒物即為懸浮固體。渾濁度含有泥砂、纖維、有機物、浮游生物等會呈現渾濁現象。水體渾濁的程度可用渾濁度的大小來表示。所謂渾濁度是指水中的不溶物質對光線透過時所產生的阻礙程度。在水質分析中規(guī)定，lL水中含有1gSiO2所構成的濁度為一個標準濁度單位，簡稱1度。目前濁度采用NTU單位。顏色水的顏色有真色和表色之分。真色是由于水中所含溶解物質或肢體物質所致，即除去水中懸浮物質后所呈現的顏色。表色則是由溶解物質、膠體物質和

10、懸浮物質共同引起的顏色。異常顏色的出現是水體受污染的一個標志。水的物理性水質指標還有嗅、味、溫度、電導率等。(2) 化學指標化學需氧量(COD) 化學需氧量是指在一定條件下，用強氧化劑氧化污水中的有機物質所消耗的氧量。常用的氧化劑有高錳酸鉀(KMnO4)和重鉻酸鉀(K2Cr2O7)。我國規(guī)定的污水檢驗標準系用重鉻酸鉀作為氧化劑，在酸性條件下進行測定耗氧量，記作CODcr，單位為(mg/l)。由于K2Cr2O7氧化能力很強，能使污水中的8595以上的有機物被氧化。CODcr的測定較簡便、迅速，測定時間只需2h，用來指導生產較為方便，而且不受水質限制。但也有其缺點：由于污水中的還原性無機

11、物也能消耗氧量，故CODcr值不能準確表示可被微生物氧化的有機物量。生化需氧量(BOD)由于污水中有機物種類繁多，現有技術難以分別測定各類有機物的含量(一般情況下也沒有必要)。但污水中大多數有機污染物在相應的微生物及有氧存在的條件下，氧化分解時皆需要氧，且有機物的數量同耗氧量的大小成正比。故生化需氧量成為廣泛使用的污水水質指標。生化需氧量是指在溫度、時間都一定的條件下，由于微生物的作用，水中能分解的有機物完全氧化分解時所消耗的溶解氧量，其單位為mg/l。污水中有機物的分解過程一般可分為兩個階段。第一階段為碳化階段，即有機物中的碳被氧化為二氧化碳，有機物中的氮被氧化為氨的過程。碳化階段消耗的氧量

12、稱為碳化需氧量。第二階段為硝化階段，即氮在硝化細菌的作用下被氧化為亞硝酸根和硝酸根的過程。硝化階段消耗的氧量稱為硝化需氧量。微生物分解有機物的速率與溫度和時間有密切關系。為了使測定的BOD值具有可比性，我國國家環(huán)境保護總局編制的環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范中規(guī)定，將污水在20溫度下培養(yǎng)5天，作為生化需氧量測定的標準條件。在此條件下測量所得結果即為5日生化需氧星、記作BOD5。如果測定的時間是20天，則結果稱為20日生化需氧量，記作BOD20。 BOD值作為主要的有機物濃度指標，基本上反映了能被微生物氧化分解的有機物的量，較為直接、確切地說明了問題。但也存在某些條件下測定誤差難以控制、反饋信息較慢等缺陷。

13、一般來說，對一定的污水而言，COD20BOD20BOD5，BOD、COD之間的差值大致反映了不能被生物降解的有機物含量。 總有機碳(TOC) 總有機碳是指污水中所有有機物的含碳量。在TOC測定儀中，當樣品在950條件下燃燒時，樣品中所有的有機碳和無機碳生成CO2，此即為總碳(TC)。當樣品在150條件下燃燒時，只有無機碳轉化為CO2，此即為總無機碳TIC。總碳與無機碳之差即為總有機碳TOC，即: TOCTC - TIC因為1g有機碳被氧化時須耗用32/12g(即2.678)氧，又因為COD使近似地代表水樣中全部有機物被氧化時耗去的氧量，故COD值換算成TOC值的系

14、數為2.57，即1gTOC2.67COD。有機氮有機氮是反映水中蛋白質、氨基酸、尿素等含氮有機物總量的一個水質指標。若使有機氮在有氧條件下進行生物氧化，可逐步分解為NH3、NH4+、NO2-、NO3-等形態(tài)，NH3和NH4+稱為氨氮，NO2-稱為亞硝酸氮，NO3-稱為硝酸氮。有機氮與氨氮、亞硝酸氮、硝酸氮的總和則稱為總氮(TN)。pH值pH值是指水中氫離子濃度的大小，即pH值=-lgH+反應水的酸堿性。有毒物質指標指水中的有毒物質主要是包括氰化物、汞、砷化物、鎘、鉻、鉛、酚等，它們的含量均作為單獨的水質指標。(3)生物指標生物指標主要有細菌總數、大腸菌數及病原菌等。細菌總數是指1mg水中所含有

15、的各種細菌的總數；大腸菌數是指每L水中所含的大腸菌個數。1.3怎樣收集城市污水？城市污水流量是如何變化的？答：（1）在城市中，每天都有大量的水用于市民生活、三產服務業(yè)和工業(yè)生產等，這些水在使用之后，約有80%的水量變?yōu)槲鬯欧拧６@些城市污水從污水管網中的各污水支管匯流到市政干管，進入污水泵站。由污水泵站將這些污水簡單的進行預處理：沉砂池除砂，粗格柵將大塊漂浮物、懸浮物攔截拿出。最后用污水泵把污水泵入污水處理廠，進行凈化處理，達到國家規(guī)定的GB18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準要求，才能最終排入下游。（2） 城市流量是隨著城市活動的變化而不斷變化，一般來說，大多數城市隨著經濟的發(fā)

16、展，人口不斷地增加，用水量及污水量也在逐年增長。而各個污水處理廠所接納的污水量隨著各自匯水面積內的企事業(yè)單位的增減和服務人口的多少而變化著。污水量還隨著居民的生活習慣而變化。如居民的上班前和下班后污水量處在高峰期；節(jié)假日居民消耗的水量和排污水量也處在高峰期。后半夜，大多數居民睡眠造成用水量大減，排污水量也大減。再有工業(yè)、企業(yè)、機關事業(yè)、學校、商業(yè)等都在白天活動多，夜間活動少，造成白天的用水的用水量和排污水量要大于夜間的用水量和排污水量。（3） 老城市中下水道有很多是雨污混流，在下雨天里能造成雨水與污水混流超過泵站和污水廠的設計量，發(fā)生溢流或淹沒泵房和污水廠的提升泵房。這些流量的大變化是我們在城

17、市污水處理廠的設計、建設和運行管理中應特別注意的問題。1.4污水處理工程如何執(zhí)行污水排放標準?答：按照國家綜合排放標準與國家行業(yè)排放標準不交叉執(zhí)行的原則，除國家特殊規(guī)定的行業(yè)水污染物排放標準外，所有其他水污染物排放均執(zhí)行GB8978-1996污水綜合排放標準。國家特殊規(guī)定的行業(yè)排放標準，如：造紙工業(yè)執(zhí)行GB3544-92造紙工業(yè)水污染物排放標準，船舶執(zhí)行GB3552-83船舶工業(yè)污染物排放標準，海洋石油開發(fā)工業(yè)執(zhí)行GB4914-85海洋石油開發(fā)工業(yè)含油污水排放標準，紡織染整工業(yè)執(zhí)行GB4287-92紡織染整工業(yè)水污染物排放標準，肉類加工工業(yè)執(zhí)行GB13457-92肉類加工工業(yè)水污染物排放標準，

18、合成氨工業(yè)執(zhí)行GB13458-92合成氨工業(yè)水污染物排放標準，鋼鐵工業(yè)執(zhí)行GB13456-92鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準，航天推進劑工業(yè)執(zhí)行GB14374-93航天推進劑水污染物排放標準，兵器工業(yè)執(zhí)行GB14470.114470.3-93和GB42744279-84兵器工業(yè)水污染物排放標準，磷肥工業(yè)執(zhí)行GB15580-95磷肥工業(yè)水污染物排放標準，燒堿、聚氯乙烯工業(yè)執(zhí)行GB15581-95燒堿、聚氯乙烯工業(yè)水污染物排放標準等。1.5污水綜合排放標準是怎樣分級的?答：為貫徹中華人民共和國環(huán)境保護法、中華人民共和國水污染防治法和中華人民共和國海洋環(huán)境保護法，控制水污染，保護江河、湖泊、運河、渠道、水

19、庫和海洋等地表水以及地下水水質的良好狀態(tài)，保障人類的身體健康，維護生態(tài)平衡，促進國民經濟和城鄉(xiāng)建設的發(fā)展，才制定的污水綜合排放標準。污水綜合排放標準共分三級，標準規(guī)定：(1) 排入GB3838類水域（劃定的保護區(qū)和游泳區(qū)除外）和排入GB3097中二類海域的污水，執(zhí)行一級標準。(2) 排入GB3838種、類水域和排入GB3097中三類海域的污水，執(zhí)行二級標準。(3) 排入設置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水，執(zhí)行三級標準。1.6城市污水處理后應怎樣排放與利用？答：城市污水經過處理后，有下面幾條排放途徑：（1） 放納水體，作為水體的補給水。如下游的河道、湖泊、海邊等。排放收納水中是城市污水處理后

20、最常采用的出路，但排出的處理后的水應達到國家或地方相關的排放標準，否早可能造成收納水體遭受污染。（2）灌溉田地。灌溉田地可使處理后的水得到充分利用，但必須符合GB5084-1992農田灌溉水質標準使土壤與農作物免遭污染。（3）排放水回用。排放水回用是最合理的出路，既可以有效地節(jié)約和利用有限的寶貴淡水資源，又可減少污水的排放量，減輕其對水環(huán)境的污染。城市污水經二級處理和深度處理后回用的范圍很廣，可以提供給企業(yè)工廠作冷卻水用，也可以回用于生活雜用，如景觀用水、園林綠化用水、澆灑道路、沖廁所等。1.7中華人民共和園水污染防治法關于污水排放的規(guī)定有哪些?答：中華人民共和園水污染防治法規(guī)定，禁止向生活飲

21、用水水源地和一級保護區(qū)的水體排放污水。已設置的排污口，應限期拆除或限期治理。在生活飲用水源地、風景名勝區(qū)水體、重要漁業(yè)水體和其他有特殊經濟文化價值的水體的保護區(qū)內，不得新建排污口。在保護區(qū)附近新建排污口，必須保證保護區(qū)水體不受污染。(1) 已有的排污口，排放污染物超過國家或者地方標準的，應當治理；危害飲用水源的排污口，應當搬遷；排污單位發(fā)生事故或者其他突然性事件，排放污染物超過正常排放量，造成或者可能造成水污染事故的，必須立即采取應急措施，通報可能受到水污染危害和損害的單位，并向當地環(huán)境保護部門報告；禁止向水體排放油類、酸液、堿液或者劇毒廢液；禁止在水體清洗裝貯過油類或者有毒污染物的車輛和容器

22、；禁止將含有汞、鎘、砷、鉻、鉛、氰化物、黃磷等的可溶性劇毒廢渣向水體排放、傾倒或者直接埋入地下；存放可溶性劇毒廢渣的場所，必須采取防水、防滲漏、防流失的措施；禁止向水體排放或者傾倒放射性固體廢棄物或者含有高放射性和中放射性物質的廢水；向水體排放含低放射性物質的廢水，必須符合國家有關放射防護的規(guī)定和標準；向水體排放含熱廢水，應當采取措施，保證水體的水溫符合水環(huán)境質量標準，防止熱污染危害；排放含病原體的污水，必須經過消毒處理；符合國家有關標準后，方準排放；向農田灌溉渠道排放工業(yè)廢水和城市污水，應當保證其下游最近的灌溉取水點的水質符合農田灌溉水質標準；利用工業(yè)廢水和城市污水進行灌溉，應當防止污染土壤

23、、地下水和農產品；船舶排放含油污水、生活污水，必須符合船舶污染物排放標準。從事海洋航運的船舶，進入內河和港口的，應當遵守內河的船舶污染物排放標準。船舶的殘油、廢油必須回收，禁止排入水體。(2) 地下水污染防治方面，禁止企業(yè)事業(yè)單位利用滲井、滲坑、裂隙和溶洞排放、傾倒含有毒污染物的廢水、含病原體的污水和其他廢棄物；在無良好隔滲地層，禁止企業(yè)事業(yè)單位使用無防止?jié)B漏措施的溝渠、坑塘等輸送或者存貯含有毒污染物的廢水、含病原體的污水和其他廢棄物；興建地下工程設施或者進行地下勘探、采礦等活動，應當采取防護性措施，防止地下水污染；人工回灌補給地下水，不得惡化地下水質。1.8污水處理工藝選擇時因考慮哪些基本因

24、素?答：處理工藝流程選擇，一般需考慮以下因素。（1） 廢水水質生活污水水質通常比較穩(wěn)定，一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業(yè)廢水應根據具體的水質情況進行工藝流程的合理選擇。特別需要指出的是，對于采用好氧生物處理工藝處理廢水來說，要注意廢水的可生化性，通常要求COD/BOD50.3，如不能滿足要求，可考慮進行厭氧生物水解酸化，以提高廢水的可生化性，或是考慮采用非生物處理的物理或化學方法等。(2) 污水處理程度這是污水處理工藝流程選擇的主要依據污水處理程度原則上取決于污水的水質特征、處理后水的去向和污水所流入水體的自凈能力。但是目前，污水處理程度的確定主要依從國家的有關法律制度及技

25、術政策的要求。通常環(huán)境管理部門是根據污水綜合排放標準及相關的行業(yè)排放標準來控制污水的排放濃度，一些經濟發(fā)展水平較高的地區(qū)還規(guī)定了更為嚴格的地方排放標準。因此，無論是何種需要處理的污水，也無論是采取何種處理工藝及處理程度，都應以處理系統(tǒng)的出水能夠達標為依據和前提。按照法律、法規(guī)、政策的要求預防和治理水體環(huán)境污染。(3) 建設及運行費用(4) 考慮建設與運行費用時，應以處理水達到水質標準為前提條件。在此前提下，工程建設及運行費用低的工藝流程應得到重視。此外，減少占地面積也是降低建設費用的重要措施。(4) 工程施工難易程度工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高，地質條件差的地方，就不適宜選用深度大、施工難度高的處理構筑物。(5)當地的自然和社會條件當地的地形、氣候等自然條件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當地氣候寒冷，則應采用在采取適當的技術措施后，在低溫季節(jié)也能夠正常運行，并保證取得達標水質的工藝。當地的社會條件如原材料、水資源與電力供應等也是流程選擇應當考慮的因素之一。(6) 污水的水量除水質外，污水的水量也是影響因素之一。對于水量、水質變化大的污水，應首先考慮采用抗沖擊負荷能力強的工藝，或考慮設立調節(jié)池等緩沖設備以盡量減少不利影響。(7) 處理過程是否產生新的矛盾污水處理過程中應注意是否會造成二次污染問題。例如制藥