1、第4章 水質工程學下4.1 污水的性質與特征4.2 水體污染與自凈4.3 活性污泥處理工藝4.4 生物膜處理法4.5 厭氧生物處理第4章 水質工程學下4.1 污水的性質與特征4.1 污水的性質與特征4.1.1 污水4.1.1.1 污水的分類1.生活污水：日常生活中被生活廢料所污染的水2. 工業廢水 （1）生產污水：污染重，生產中被原料污染的廢水 （2）生產廢水：污染輕，未被直接污染的廢水，如：冷卻水3.初降雨水：被空氣、地面的污染物污染的廢水 *城市污水：生活污水與工業廢水的混合水4.1 污水的性質與特征4.1.1 污水4.1.1.2 污水凈化后的出路1. 排放水體（達標排放） 4.1.1.2

2、 污水凈化后的出路給排水科學與工程概論課件第4章(上)2. 灌溉農田 2. 灌溉農田 3.水產養殖3.水產養殖4. 重復利用 分為 直接復用和間接復用 直接復用又分為 循序使用和循環使用4. 重復利用4.1.1.3 污水的危害1.危害人體健康 2.影響工農業生產 3.影響景觀環境 4.影響漁業資源 5.破壞生態平衡4.1.1.3 污水的危害給排水科學與工程概論課件第4章(上)4.1.2 城市污水的性質與污染指標 4.1.2.1 污水的物理性質及指標1.感官性狀指標（1）溫度（2）色度（3）臭味 有機物厭氧腐敗-氨、胺類，硫化氫等（4）固體含量（TS) 固體物質按存在形態分為：懸浮的、膠體和溶解

3、的 1)懸浮固體（SS）：粒徑0.1m ，有機和無機懸浮物 2)膠體： 粒徑0.001m0.1m 3)溶解型固體：粒徑0.001m，無機鹽和溶解性有機物4.1.2 城市污水的性質與污染指標 4.1.2.1 污（一）無機物及指標 分為無直接毒害作用和有直接毒害作用二類1.無直接毒害作用無機物質 酸堿 氮、磷 水中的營養物質，可導致水體的富營養化。4.1.2.2、污水的化學性質及指標（一）無機物及指標4.1.2.2、污水的化學性質及指標給排水科學與工程概論課件第4章(上)氮及其化合物 氮的評價指標： 總氮（TN）： 包括有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮 氨氮： NH3與NH4+，屬于污水中的堿性

4、物質，為微生物提供 氮源 凱氏氮（KN）： 有機氮+氨氮-能為微生物所利用 亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮=總氮凱氏氮 有機氮=凱氏氮氨氮 磷及其化合物 分為有機磷和無機磷，一般測總磷TP氮及其化合物 硫化物與硫酸鹽S2- 消耗溶解氧H2S - H2SO4 H2SO4 腐蝕 影響生物處理 氯化物 濃度過高-抑制生物生長，腐蝕設備 硫化物與硫酸鹽2.有直接毒害作用 重金屬離子： 汞、鎘、鉻、鉛-對生物和人體有毒（蓄積），毒性慢、危害大。 非重金屬毒物：氰化物、砷化物，-毒性快 重金屬的危害： 不能降解，只能形態上轉換-離子變沉淀 常以底泥形式存在于底泥之中，形成次生污染源 形態轉換增強毒性，甲基汞無機汞易

5、通過食物鏈成千上萬的富集2.有直接毒害作用（二）有機物及評價指標分為易生物降解和難生物降解二類1.易生物降解有機物 自然界中存在的蛋白質、碳水化合物、脂肪等2.難生物降解有機物 大多為人工合成有機物，例如：塑料、合成橡膠、合成洗滌劑、有機農藥等。（二）有機物及評價指標（三）有機物污染指標1.生物化學需氧量（BOD）: 水溫在20條件下，由于微生物活動（主要指細菌），將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧量。BOD 優點: （1）表示水體被有機物污染程度（2）表示污水可生化降解程度 缺點：（1）測定時間長 （2）受水質條件限制（三）有機物污染指標BOD 優點: 2.化學需氧量（COD） 用強氧化劑，

6、在酸性條件下將有機物氧化成CO2和 H2O所消耗的氧量。 用重鉻酸鉀作為氧化劑-CODCr-污水中常用-氧化能力強（8090%） 用高錳酸鉀作為氧化劑-CODMn（OC）-給水中常用-氧化能力差-值偏低-耗氧量 對于同一水樣： CODCrBODBOD5CODMn給排水科學與工程概論課件第4章(上)COD的特點 快速準確，幾小時 氧化能力強，可氧化難降解物質 不能反映可被生物降解的有機物的量 水中還原性物質干擾測定(Cl-、S2-) 可生化性指標：常用BOD5/CODCr來表示污水的可生化性 BOD5 /COD0.5易生化BOD5 /COD0.3可生化BOD5 /CODCODBODCOBOD/C

7、OD又叫B/C比，表征了污廢水的什么性質含氧量可生化性酸堿度大腸菌群數ABCD提交單選題1分BOD/COD又叫B/C比，表征了污廢水的什么性質含氧量可生第4章 水質工程學4.1 污水的性質與特征4.2 水體污染與自凈4.3 活性污泥處理工藝4.4 生物膜處理法4.5 厭氧生物處理第4章 水質工程學4.1 污水的性質與特征4.2 水體污染與自凈4.2.1 水體污染與危害4.2.2 水體自凈規律4.2.3 污水處理的基本方法與系統（書中第4.6節）4.2 水體污染與自凈4.2.1 水體污染與危害4.2.1 水體污染與危害一、概 念：水體污染：指排入水體的污染物在數量上超過該物質在水體中的本底含量和

8、水體的環境容量，從而導致水的物理、化學及微生物性質發生變化，使水體固有的生態系統和功能受到破壞。環境容量：在滿足水環境質量標準的條件下，水體所能接納的最大允許污染物負荷量，又稱水體納污能力。本底含量：水體本來所含有的污染物數量和濃度。4.2.1 水體污染與危害一、概 念：造成水體污染的原因 （1）點源污染：未經妥善處理的城市污水集中排入 水體；工業廢水集中排放； （2）面源污染（非點源污染）：農田施肥、農藥等隨雨水徑流進入水體造成的污染造成水體污染的原因二、水體的物理污染與危害1.水溫一般1025，熱污染（超過60 ）的危害：水溫增加，化學反應速率加快，使水的物理化學性質發生變化（溶解度、粘度

9、、電導率）水溫增加，細菌、藻類繁殖加快，富營養化二、水體的物理污染與危害1.水溫2.色度 表色：由懸浮固體（泥沙、紙漿）形成的顏色，容易去 除，沉淀或混凝方法去除； 真色：由溶解性物質或膠體形成的顏色，不易去除，如印染廢水，人工合成的高分子有機化合物，高級氧化等方法去除。 引起感官不悅； 影響透光率-影響光合作用，妨礙水體自凈 2.色度 3. 固體物質污染：懸浮、膠體及溶解固體。危害： 與色度相似；有機懸浮固體可消耗水中DO ；懸浮固體可使其它污染物隨水流遷移給排水科學與工程概論課件第4章(上)三、 無機物污染及危害酸堿度危害： 酸堿會使水體pH值發生變化，影響水體自凈能力，導致一些水生動植物

10、的死亡； 對管道、污水處理構筑物及設備產生腐蝕作；三、 無機物污染及危害2. 氮、磷的污染（1）含氮化合物的轉化ammonification, nitrification, denitrification（2）磷化合物的轉化有機磷和無機磷兩大類（3）水體富營養化 eutrophication2. 氮、磷的污染 （1）含氮化合物的轉化 階段1：含氮有機物如蛋白質、多肽、有機酸和尿素等通過氨化過程，轉化為無機態的氨氮； 階段2：氨氮化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程，稱為硝化過程 以上兩階段均在微生物的作用下完成給排水科學與工程概論課件第4章(上)含氮化合物在水體中的轉化：第一步：有機氮-NH3 (有氧或

11、無氧)-氨化階段第二步：NH3-NO2-NO3-(有氧)-硝化階段第三步：NO3-N2-缺氧-反硝化階段含氮化合物在水體中的轉化：（2）磷的轉化 有機磷大多呈膠體和顆粒狀，可溶性的有機磷只占30%左右。 無機磷幾乎都是以可溶性磷酸鹽形式存在，偏磷酸鹽、正磷酸鹽 水質指標總磷，是將所有含磷化合物轉化為正磷酸鹽后（PO43-），測定PO43- （2）磷的轉化（3）水體富營養化概念：由于人類活動而使氮、磷等大量植物營養鹽類進入湖泊、水庫、海灣等緩流水體中，出現的藻類異常增長現象，也稱“赤潮” （3）水體富營養化水體富營養化影響： 藻類異常生長，降低水體作為游覽區的價值； 水生植物茂盛和水花產生影響行

12、船；作飲用水源時，易使濾池堵塞和產生臭味，增加水處理的技術難度； 藻類過度生長，枯死時分解而產生惡臭并消耗大量的溶解氧，使魚類死亡；水體富營養化影響：3. 重金屬等有毒物質對水體的污染及其遷移轉化遷移轉化：重金屬在水體中不能為微生物降解，只能產生各種形態之間的相互轉化以及分散和富集。危害： 毒性效應； 遷移轉化； 在人體及動植物體內的富集。3. 重金屬等有毒物質對水體的污染及其遷移轉化有機汞如甲基汞、烷基汞、苯基汞等，毒性強于無機汞（HgCl2），有很強的脂溶性，易進入生物組織，并有很高的蓄積作用。慢性汞中毒時腦組織受損害先于其它各組織， 主要損害部位為大腦皮層、小腦和末梢神經。此外胃腸道、泌

13、尿系統、皮膚、眼睛均可出現一系列癥狀。急性汞中毒其癥候為肝炎、腎炎、蛋白尿、血尿和尿毒癥。金屬汞被消化道吸收甚微，一般不會引起中毒。汞在無脊椎動物體中的富集可達10萬倍，日本的水俁病就是人長期吃富集甲基汞的魚而造成的。汞 Hg （ ）有機汞如甲基汞、烷基汞、苯基汞等，毒性強于無機汞（HgCl2鎘的化合物毒性大，蓄積性也很強，動物吸收的鎘很少能排出體外。受鎘污染的河水用作灌溉農田，可引起土壤鎘污染，進而污染農作物，最后影響到人體。日本的痛痛病就是吃了被含鎘污水生產的稻米所致。鎘進入人體后，主要貯存在肝、腎組織中不易排出。鎘的慢性毒性主要使腎臟吸收能力不全，降低機體免疫能力及導致骨質疏松、軟化，如

14、骨痛病所出現的骨萎縮、變形、骨折等。鎘Cd（ ）-鉛鋅礦廢水和有關工業廢水鎘的化合物毒性大，蓄積性也很強，動物吸收的鎘很少能排出體外。水俁病，汞中毒痛痛病，鎘中毒水俁病，汞中毒痛痛病，鎘中毒四、有機物的污染分可生物降解和難生物降解兩大類；危害：主要是消耗水中大量 的DO ，導致水體惡臭、水質惡化等現象。四、有機物的污染1.油脂類污染 （1）形成油膜后會阻礙大氣復氧。 （2）水體中的油消耗水中溶解氧。 （3）在土壤形成油膜，隔絕空氣，阻礙土壤微生物的增殖，破壞土層團粒結構。 （4）含油廢水對排水設備和城市污水處理廠都會造成影響。1.油脂類污染2.酚污染 煉油、石油化工及合成樹脂等工業，難生物降解

15、，對微生物有毒性或抑制作用3.表面活性劑 烷基苯磺酸鹽（ABS), 含磷，不可生物降解 烷基芳基磺酸鹽（LAS), 含磷，可生物降解4.病原微生物污染 隨水流傳播疾病給排水科學與工程概論課件第4章(上) 4.2.2 水體自凈規律一、概念： 污染物進入水體后，水體能夠在其環境容量的范圍內，經過物理的、化學的與生物化學的作用，使污染的濃度降低或總量減少，受污染水體部分或完全恢復原狀，這種現象稱為水體自凈或水體凈化。 水體所具備的這種能力稱為水體自凈能力或自凈容量。 4.2.2 水體自凈規律一、概念： 4.2.2 水體自凈規律二、自凈過程：物理自凈過程：污染物通過稀釋、擴散、混合、沉淀及揮發，使其濃度降低，改變其分布狀態。化學凈化過程： 污染物通過水體的氧化還原，酸堿反應、分解化