水污染控制工程知識點?一、水污染概述（一）水污染的定義水污染是指水體因某種物質的介入，而導致其化學、物理、生物或者放射性等方面特性的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態環境，造成水質惡化的現象。（二）水污染的來源1.工業廢水化工、造紙、印染、電鍍等行業排放的廢水含有大量的重金屬、有機物等污染物。例如，化工廢水中可能含有苯、酚等有毒有害物質；電鍍廢水中含有鉻、鎳等重金屬離子。2.生活污水主要來源于家庭、學校、醫院、商業等場所。含有大量的有機物，如碳水化合物、蛋白質、油脂等，還含有氮、磷等營養物質。3.農業面源污染包括農田徑流、畜禽養殖廢水等。農田徑流中含有農藥、化肥等污染物，畜禽養殖廢水中含有大量的有機物和氮、磷等營養元素。（三）水污染的危害1.對人體健康的危害飲用受污染的水可能導致各種疾病，如腹瀉、肝炎、癌癥等。例如，長期飲用含有重金屬汞的水，可能會引起汞中毒，損害神經系統。2.對生態環境的破壞水污染會影響水生生物的生存，導致魚類死亡、藻類大量繁殖等。例如，水體富營養化會使藻類過度生長，消耗水中的溶解氧，造成魚類等水生生物缺氧死亡，破壞水生態平衡。二、水質指標與水質標準（一）水質指標1.物理指標水溫：影響水中化學反應速度、生物代謝活動等。色度：反映水中溶解性或懸浮性雜質的顏色。濁度：表示水中懸浮顆粒的多少，影響水的清澈度。2.化學指標酸堿度（pH值）：衡量水的酸堿性程度，影響生物生長和化學反應。化學需氧量（COD）：指水中有機物被氧化所需的氧量，反映水體中有機物污染程度。生化需氧量（BOD）：表示微生物分解水中有機物所需的氧量，是評價水體可生物降解有機物含量的指標?？傂柩趿浚═OD）：水中有機物完全燃燒所需的氧量。總有機碳（TOC）：水中有機物質的總含碳量。氨氮：水中氨的含量，是水體富營養化的重要指標之一?？偭祝喊ㄈ芙獾摹㈩w粒的有機磷和無機磷，是水體富營養化的關鍵因素。3.微生物指標細菌總數：反映水體受細菌污染的程度。大腸菌群數：作為糞便污染的指示菌，用于判斷水體是否受到糞便污染。（二）水質標準1.地表水環境質量標準分為五類水域，不同類別水域對水質指標有不同要求。例如，Ⅰ類主要適用于源頭水、國家自然保護區；Ⅱ類適用于集中式生活飲用水地表水源地一級保護區等。2.污水綜合排放標準規定了不同行業污水中污染物的最高允許排放濃度，分為一級、二級、三級標準，分別對應不同的排放要求。例如，一級標準適用于排入GB3838中Ⅰ、Ⅱ類水域等。三、水體自凈（一）水體自凈的概念水體自凈是指水體受到污染后，在物理、化學和生物作用下，使污染物質的濃度逐漸降低，經過一段時間后恢復到受污染前狀態的過程。（二）水體自凈的作用機制1.物理作用稀釋：污染物質進入水體后，在水流的作用下不斷擴散，使污染物濃度降低。沉淀：懸浮在水中的顆粒物質在重力作用下沉淀到水底。2.化學作用氧化還原：水中的溶解氧可使一些還原性物質氧化，如將亞鐵離子氧化為鐵離子。酸堿中和：酸性或堿性廢水進入水體后，與水中的堿性或酸性物質發生中和反應，調節水體pH值。3.生物作用微生物分解：水中的微生物分解有機物，將其轉化為二氧化碳、水和無機鹽等。例如，好氧微生物在有氧條件下分解有機物，釋放出能量并將有機物徹底氧化分解。生物吸附和降解：一些水生生物如藻類、細菌等可以吸附和降解水中的污染物。四、污水處理基本方法（一）物理法1.格柵作用：攔截水中較大的漂浮物和懸浮物，如樹枝、垃圾等。工作原理：水流通過格柵時，較大的雜質被格柵攔截。2.沉砂池作用：去除水中的砂粒等無機顆粒。工作原理：利用重力作用，使砂粒沉淀到池底。3.沉淀池作用：使水中的懸浮顆粒沉淀下來，分離出污泥。分類及原理：平流式沉淀池：水流水平流動，懸浮顆粒在重力作用下沉淀。豎流式沉淀池：水流向上，顆粒在重力作用下沉降。輻流式沉淀池：水流呈輻射狀流動，適用于處理水量較大的情況。4.過濾作用：進一步去除水中的細小懸浮顆粒。過濾介質：如砂、礫石、活性炭等。當水流通過過濾介質時，顆粒被截留在介質表面或內部。（二）化學法1.中和法原理：通過加入酸性或堿性物質，調節廢水的pH值至中性。例如，用石灰中和酸性廢水，用硫酸中和堿性廢水。2.化學沉淀法原理：向廢水中加入化學藥劑，使其中的某些污染物形成沉淀而去除。例如，向含重金屬離子的廢水中加入硫化鈉，使重金屬離子形成硫化物沉淀。3.氧化還原法氧化法：原理：利用氧化劑將廢水中的有害物質氧化分解。如用氯氣氧化廢水中的氰化物。還原法：原理：用還原劑將廢水中的有害物質還原。如用鐵粉還原含鉻廢水中的六價鉻為三價鉻。4.吸附法原理：利用吸附劑的吸附作用，去除水中的溶解性有機物或重金屬離子等。常用的吸附劑有活性炭、沸石等。例如，活性炭具有較大的比表面積，能吸附水中的有機物。（三）生物法1.活性污泥法原理：利用活性污泥中的微生物分解廢水中的有機物。活性污泥是由細菌、真菌、原生動物等微生物群體以及它們所吸附的有機和無機物質組成的絮狀體。廢水與活性污泥混合后，微生物分解有機物，同時部分污泥作為剩余污泥排出。工藝流程：包括曝氣池、二沉池等。廢水在曝氣池中與活性污泥充分混合，曝氣提供氧氣，微生物進行分解有機物的代謝活動?；旌弦簭钠貧獬亓鞒鲞M入二沉池，在二沉池中污泥沉淀，上清液排放。2.生物膜法原理：使廢水通過生長有微生物膜的載體表面，微生物膜中的微生物分解廢水中的有機物。分類及特點：生物濾池：廢水從濾池上部噴淋而下，通過濾料表面的生物膜進行凈化。生物轉盤：由盤片、轉軸和驅動裝置等組成，盤片上生長生物膜，隨著盤片的轉動，生物膜交替接觸廢水和空氣，進行物質交換和分解有機物。生物接觸氧化法：在池內設置填料，填料表面生長生物膜，廢水在池中流動，與生物膜接觸，微生物分解有機物。3.厭氧生物處理法原理：在無氧條件下，厭氧微生物將有機物分解為甲烷、二氧化碳等。適用范圍：適用于處理高濃度有機廢水，如釀造廢水、屠宰廢水等。特點：能產生沼氣作為能源，但處理后的出水水質可能較差，通常需要后續的好氧處理。五、污水處理工藝流程（一）城市污水處理工藝流程1.一級處理主要去除污水中的粗大懸浮物和漂浮物，如通過格柵和沉砂池。2.二級處理采用生物處理方法，如活性污泥法或生物膜法，去除污水中的大部分有機物，使污水的BOD和COD大幅降低。3.三級處理進一步去除二級處理出水中的營養物質（氮、磷）、細小懸浮物、溶解性有機物等。常用的方法有化學沉淀法、過濾、吸附等。典型工藝流程：格柵→沉砂池→初沉池→曝氣池→二沉池→消毒池（活性污泥法）格柵→沉砂池→生物濾池→二沉池→消毒池（生物膜法）格柵→沉砂池→初沉池→生物接觸氧化池→二沉池→過濾→消毒（綜合工藝）（二）工業污水處理工藝流程1.化工污水處理工藝流程化工廢水成分復雜，含有大量的有機物和重金屬等污染物。典型流程：首先通過格柵、沉砂池去除粗大雜質和砂粒。然后進入調節池，調節廢水的水質和水量。采用化學沉淀法去除重金屬離子，如加入硫化鈉沉淀汞、鉛等重金屬。再用活性污泥法或生物膜法處理有機物，使廢水達標排放。2.造紙污水處理工藝流程造紙廢水含有大量的纖維、木質素等污染物。典型流程：先經過格柵、沉砂池去除大顆粒雜質。進入調節池均勻水質水量。采用氣浮法去除纖維等懸浮物，氣浮是利用微小氣泡將懸浮物帶到水面。再用生物處理法如厭氧好氧聯合處理，厭氧分解大分子有機物，好氧進一步分解剩余有機物，使廢水達標。六、污水處理廠運行與管理（一）污水處理廠運行參數監測1.水質監測定期監測進水和出水的各項水質指標，如COD、BOD、氨氮、pH值等。通過監測數據了解污水處理效果，及時調整運行參數。2.水量監測準確計量進水和出水的水量，掌握污水處理廠的處理規模和運行負荷。以便合理安排生產，保證污水處理廠穩定運行。3.設備運行參數監測監測曝氣池的溶解氧、曝氣強度，污泥回流比，二沉池的污泥沉降性能等。例如，通過監測溶解氧調整曝氣系統，保證微生物有良好的生長環境。（二）污水處理廠日常運行管理1.設備維護定期對污水處理設備進行檢查、保養和維修。如對水泵、曝氣設備、污泥處理設備等進行日常巡檢，及時發現設備故障并進行維修，確保設備正常運行。2.污泥處理與處置污泥是污水處理過程中的副產物，需要妥善處理與處置。污泥處理方法：濃縮：通過重力或機械方法使污泥體積縮小。脫水：進一步降低污泥含水率，便于后續處理。污泥處置：可以采用填埋、焚燒、堆肥等方式。填埋要注意防止對土壤和地下水的污染；焚燒能減量化，但需要考慮成本和廢氣排放；堆肥可將污泥轉化為有機肥料。3.運行成本控制合理控制藥劑投加量，降低化學藥劑成本。優化能源消耗，如根據進水水質和水量合理調整曝氣強度，降低電力消耗。通過科學管理，提高設備利用率，降低維修成本等，從而降低污水處理廠的運行成本。（三）污水處理廠應急處理措施1.進水水質異常當進水水質突然惡化，如含有大量有毒有害物質時，應立即停止進水，將污水引入事故池。分析水質異常原因，采取相應的預處理措施，如加入中和劑、氧化劑等，降低污染物濃度，再逐步恢復污水處理流程。2.設備故障設備突發故障時，應及時啟動備用設備。對故障設備進行緊急搶修，盡快恢復設備正常運行。如果一時無法修復，要調整污水處理工藝，保證污水處理廠繼續運行，如調整污泥回流比等，減少對出水水質的影響。七、水污染控制新技術（一）膜生物反應器（MBR）1.原理將膜分離技術與生物處理技術相結合。在生物反應器中，微生物分解有機物，膜組件則起到過濾作用，截留活性污泥和大分子有機物，使出水水質得到顯著提高。2.優點出水水質好，可直接回用。占地面積小，因為膜的高效分離作用，不需要二沉池等占地較大的設施。污泥產量低，膜的截留作用使微生物濃度較高，污泥停留時間長，污泥產量減少。（二）高級氧化技術1.原理通過產生強氧化性的自由基，如羥基自由基（·OH），氧化分解水中的有機物。常用的方法有芬頓氧化法、臭氧氧化法、光催化氧化法等。2.特點能有效降解難生物降解的有機物。反應速度快，處理效果好。例如，芬頓氧化法通過亞鐵離子和過氧化氫反應產生