【正文】 1 第一章 廢水及污水常識 1. 自然界的水是怎樣循環(huán)的 ？ 地球表面的 3/4是水，因而有人將地球又叫做“水球”。然而這個“水球”上的水大約 %是海水，適合人類使用的淡水只有 %；而南極、北極等冰雪約占了這些淡水的 70%以上 ，因而人類能夠直接利用的淡水 不過 地球 總水量 %。自然界中的水在太陽照射和地心引力等的影響下不停地 轉(zhuǎn)化 和 流動 ，通過降水、徑流、滲透和蒸發(fā)等方式循環(huán)不止，構(gòu)成水的自然循環(huán)，由此形成各種不同的水源。 人類社會為了滿足生活和生產(chǎn)的需要，要從各種天然水體中取用大量的水。生活用水和工業(yè)用水在使 用后，就成為生活污水和工業(yè)廢水，它們被排出后，最終又被排入天然水體。這樣，水在人類社會中，也構(gòu)成了一個局部循環(huán)體系，這個循環(huán)稱為社會循環(huán)。 社會循環(huán)中所形成的生活和各種工業(yè)廢水是天然水體最大的污染來源。社會循環(huán)所用的水量只占地球總水量的數(shù)百萬分之一，然而，就是取用這在比例上似乎微不足道的水，卻在社會循環(huán)中表現(xiàn)出人與自然在水量和水質(zhì)方面都存在著巨大的矛盾。水體環(huán)境保護和水治理工程技術(shù)的任務(wù)就是調(diào)查研究和控制解決這些矛盾，保證用水和廢水的社會循環(huán)能夠順利進行。 2. 我國水資源的狀況是怎樣的？ 我國是一個水資源嚴重匱 乏的國家，水資源總量雖然高達 1012m3，但人均水資源只有 2340 m3， 不到 世界 人均水資源 的 1/4。 此外，我國水資源的分布很不均勻，與人口、耕地、地區(qū)分布不 相 適應(yīng)。 按照 1997年聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會《全面評估世界淡水資源》報告提出的標準，我國 1/4地區(qū)屬于嚴重缺水地區(qū)， 1/10地區(qū)人均水量低于基本生存線。近年來，由于經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展和城市化進程的加快，我國部分沿海城市和華北、西北地區(qū)大部分城市缺水問題已十分突出，缺水范圍不斷擴大，缺水程度日趨嚴重。水資源的短缺和水污染的加劇已經(jīng)成為我國社會和經(jīng) 濟發(fā)展的主要制約因素。 在今后的 50年中，隨著人口的進一步增加、人民生活水平的提高和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我國對水資源的需求將持續(xù)增長。根據(jù)水利部門預(yù)測，到 2030年我國人口增加到 16億時，人均水資源量將降低到 1760 m3，接近國際公認的水資源緊張的標準。而到時候全國實際可利用的水資源量約為 (8000～ 9000) 108 m3，再到 2050年，全國總需水量將達 (7000～ 8000) 108m3， 接近可合理利用水量的極限。因此，未來我國水資源的形勢將更加嚴峻。 2 我國的水資源十分短缺，但目前水污染狀況卻日益嚴重， 這又進一步加劇了水資源的短缺。從全國范圍看，水污染以有機污染為主，主要污染物指標是 CODCr、氨氮、和揮發(fā)酚等。 1998年我國長江、黃河、珠江、淮河、海河、遼河、松花江七大水系和太湖、巢湖、滇池的斷面檢測結(jié)果表明，符合地面水環(huán)境質(zhì)量 Ⅰ 類標準的占 %，符合 Ⅱ 類標準的占%，符合 Ⅲ 類標準的占 %，符合 Ⅳ 類標準的占 %，符合 Ⅴ 類標準的占 %，連 Ⅴ類標準都達不到的高達 %。 3. 什么是污水？ 指在生產(chǎn)與生活活動中排放的水的總稱。 人類在生活和生產(chǎn)活動中，要使用大量的水，這些水往往會受到不同程 度的污染，被污染的水稱為污水。按照來源不同，污水包括生活污水、工業(yè)廢水及有污染地區(qū)的初期雨水和沖洗水等。 生活污水是人類日常生活中使用過的水，來自住宅區(qū)、公共場所、機關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商店以及工廠生活間；工業(yè)廢水是在生產(chǎn)過程中排出的污水，來自生產(chǎn)車間和礦場。生產(chǎn)裝置附近地區(qū)的初期雨水和沖洗水不僅會攜帶大量地面、屋頂或裝置上積存的污染物，而且會將空氣中的有毒有害紛塵沖刷下來，因此也要和工業(yè)廢水一起排入 工業(yè)廢水 處理場。通常工業(yè)廢水系統(tǒng)中都或多或少含有一定量的生活污水，生活污水中一般不含有毒物質(zhì)，適于微生物生長繁殖 ，摻入工業(yè)廢水系統(tǒng)后，有利于用生物處理方式處理工業(yè)廢水，使水質(zhì)最終達到國家有關(guān)排放標準的要求。 一般情況下，污水都需要經(jīng)過處理后再排放，但對于處理程度可根據(jù)實際情況而有所不同。因為環(huán)境都具有一定的自凈能力，所以在自凈能力即環(huán)境容量允許范圍以內(nèi)時，可充分利用環(huán)境容量而降低對處理水平或深度的要求。對于污水深度處理后的回用問題，可以根據(jù)回用的目的和對水質(zhì)要求來確定深度處理的水平或深度?？傊?，對污水的處理，要達到社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的和諧統(tǒng)一。 4. 什么是污水處理 ？ 污水處理就是采用各種技術(shù)和手段 ， 將污水中所含 的污染物質(zhì)分離去除 、 回收利用或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì) ， 使水得到凈化?，F(xiàn)代污水處理技術(shù)按原理可分為物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法三類，按處理程度劃分，可分為一級處理、二級處理和三級處理，三級處理有時又稱深度處理。 ⑴ 物理處理法是利用物理作用分離污水中呈懸浮固體狀態(tài)污染物質(zhì)的方法。主要方法有：篩濾法、沉淀法、氣浮法、過濾法和反滲透法等。 3 ⑵ 化學(xué)處理法是利用化學(xué)反應(yīng)的作用分離回收污水中各種污染物質(zhì)（包括懸浮物、膠體和溶解物等）的方法，主要用于處理工業(yè)廢水。主要方法有：中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附、 離子交換和電滲析等。 ⑶ 生物處理法是利用微生物的代謝作用使污水中呈溶解 、 膠體狀態(tài)的有機污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無害物質(zhì)的方法。主要方法有好氧法和厭氧法兩大類，好氧法廣泛應(yīng)用于處理城市污水及有機性工業(yè)廢水，厭氧法 則 多用于處理高濃度有機污水與污水處理過程中產(chǎn)生的污泥。 ⑷ 一級處理是二級處理的預(yù)處理，主要去除污水中 漂浮物和 呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)及影響二級生物處理正常運行的物質(zhì)。經(jīng)過一級處理的污水， BOD5去除率一般只有 30%左右，水質(zhì)達不到排放標準。 ⑸ 二級處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機污染物質(zhì)， 采用的方法 主要 是 生物 處理， BOD5去除率可達 90%以上，使出水的有機污染物含量達到排放標準的要求。 ⑹ 三級處理是在一級處理、二級處理之后，進一步處理難降解的有機物、及可導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的氮磷等可溶性無機物等。三級處理有時又稱深度處理 ，但兩者又不完全相同 。三級處理常用于二級處理之后，以進一步改善水質(zhì) 或防止受納水體發(fā)生富營養(yǎng)化和受到難降解物質(zhì)污染（ 達到國家有關(guān)排放標準 ） 為目的，而深度處理則以污水的回收和再利用為目的 ，在一級、二級甚至三級處理后增加的處理工藝 。 工業(yè)廢水和城市污水中的污染物是多種多樣的，往往需要采用幾種處理 方法的結(jié)合，才能去除不同性質(zhì)的污染物或污泥，實現(xiàn)凈化的目的。對于某種污水，要根據(jù)污水的水質(zhì)、水量的特點及回收其中有用物質(zhì)的可能性和經(jīng)濟性，同時考慮受納水體的具體條件，進行技術(shù)經(jīng)濟比較后決定采用哪幾種處理方法組成系統(tǒng)，必要時還需要進行試驗確定。 5. 什么是生活污水 ？ 生活污水是人類日常生活中使用過的水，包括廁所、廚房、浴室、洗衣房等處排出的水，來自住宅區(qū)、公共場所、機關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商店以及工廠生活間的生活污水含有較多的有機物如蛋白質(zhì)、動植物脂肪、碳水化合物和氨氮等，還含有肥皂和洗滌劑以及病原微生物寄生蟲卵等。這 類污水需要經(jīng)過處理后才能排入自然水體灌溉農(nóng)田或再利用。 6. 什么是工業(yè)廢水？ 工業(yè)廢水是在工業(yè)生產(chǎn)過程中被 使 用過 、 為工業(yè)物料所污染且污染物已無回收價值 、在質(zhì)量上已不符合生產(chǎn)工藝要求 、 必須要從生產(chǎn)系統(tǒng)中排出的水。由于生產(chǎn)類別、工藝過 4 程和使用原材料不同，工業(yè)廢水的水質(zhì)繁雜多樣。其中如循環(huán)冷卻系統(tǒng)的排污水，只受到輕度污染或只是水溫升高，稍作處理就可以回用，這些污水又被稱為生產(chǎn)廢水。而在使用過程中受到較嚴重污染的水，其中大多具有各種危害性，有的含有大量有機物，有的含有氰化物、汞、鉛等有毒物質(zhì)，有的含有放射性物質(zhì)，有的感 官性狀指標如色、味、泡沫十分惡劣。 這類污水 又被稱為生產(chǎn)污水， 需要經(jīng)過處理后才能排入自然水體灌溉農(nóng)田或再利用。生產(chǎn)污水中含有的有毒有害物質(zhì)往往又是寶貴的工業(yè)生產(chǎn)原料，應(yīng)當充分考慮回收利用。 一般情況下，工業(yè)廢水都需要經(jīng)過獨立處理，但對于處理程度可根據(jù)實際情況而有所不同，排放到自然水體和排放到城市排水管道的處理程度是不同的，國家有關(guān)標準如GB89781996等對此有明確的規(guī)定。 7. 什么是城市污水 ？ 城市污水是指排入城市排水管道中的生活污水和城鎮(zhèn)生活區(qū)的工業(yè)廢水，實際上是混合污水，因此城市污水的性質(zhì)隨各種污水的混 合比例和工業(yè)廢水中污染物的特殊而有很大差異。城市污水中生活污水的比例較大，因此具有生活污水的一切特征；但在不同的城市，因工業(yè)的規(guī)模和性質(zhì)不同，城市污水的性質(zhì)又不可避免地受工業(yè)廢水的影響。 8. 什么是污水回用？ 將廢水或污水經(jīng)二級處理和深度處理后回用于生產(chǎn)系統(tǒng)或生活雜用被稱為污水回用。污水回用的范圍很廣，從工業(yè)上的重復(fù)利用到水體的補給水和生活用水。 污水回用既可以有效地節(jié)約和利用有限的 和 寶貴的淡水資源，又可以減少污水或廢水的排放量，減輕水環(huán)境的污染，還可以緩解城市排水管道的超負荷現(xiàn)象，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益 和經(jīng)濟效益。 9. 什么是再生水 （回用水）？ 再生水又被稱為回用水，是指工業(yè)廢水或城市污水經(jīng)二級處理和深度處理后供作回用的水。當二級處理出水滿足特定回用要求，并已回用時，二級處理出水也可稱為再生水。 10. 什么是中水 ？ 再生水用于建筑物內(nèi)雜用時，也稱為中水，英文是 reclaimed water 或 recycled water。中水回用是指民用建筑物或居住小區(qū)內(nèi)使用后的各種排水如生活污水、冷卻水及雨水等經(jīng)過適當處理后回用于建筑物或居住小區(qū)內(nèi)，作為雜用水的供水系統(tǒng)。 雜用水主要用于沖洗廁所便器、汽車、園林綠化 、景觀 和澆灑道 路等 不與人體直接接觸的場所 。 5 再生水 水質(zhì)介于上水（飲用水）和下水（生活污水）之間，這也是中水得名的由來，人們又將供應(yīng)中水的系統(tǒng)稱為中水道系統(tǒng)。 中水系統(tǒng)由原水系統(tǒng)、處理設(shè)施和供水系統(tǒng)三部分組成，按服務(wù)范圍可分為建筑中水系統(tǒng)、小區(qū)中水系統(tǒng)和城鎮(zhèn)中水系統(tǒng)三種。 11. 水工業(yè)的內(nèi)涵是什么？ 水工業(yè)由水工業(yè)企業(yè)、水工業(yè)制造業(yè)、水工業(yè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)三部分組成，其內(nèi)涵包括四個觀點： ⑴ 給水與排水是一個具有統(tǒng)一性的整體，因而決不能偏廢廢水處理； ⑵ 給水排水是一門產(chǎn)業(yè)； ⑶ 水工業(yè)制造業(yè)是 給水排水事業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)； ⑷ 水工業(yè)表征了 給水 排水的高新技術(shù)時期。 12. 什么是水體污染 ？ 其造成的危害有哪些 ？ 污染物質(zhì)進入河流、海洋、湖泊等水體后，水體的水質(zhì)和水體沉積物的物理 、 化學(xué)性質(zhì)或 微 生物群落 組成 發(fā)生變化，從而 破壞 了水體 固有 的使用價值或使用功能的現(xiàn)象叫水體污染。 在水體正常生物循環(huán)中能夠同化有機廢物的最大數(shù)量，稱為水體的自凈容量。當排放到水體的廢水負荷低于水體的自凈容量時，水中正常的動植物可以生存并有利于人類。一旦排入水體的廢水超過其自凈容量時，正常的生物循環(huán)或生態(tài)平衡將被破壞 ，也就是形成了水體污染 。 在一般情況下，維持水體正常的生態(tài)平衡的關(guān)鍵是水中 的溶解氧。當水中有機物濃度逐漸增加時，細菌就大量繁殖而消耗水中的溶解氧。當溶解氧降到了 3～ 4mg/L 以下時，魚類生活就會大受影響，甚至不能生存；當溶解氧繼續(xù)降低，甲殼類動物、輪蟲和原生動物等也將陸續(xù)死亡，最后只剩下細菌。由于缺氧，厭氧菌大量繁殖，因而使水變黑并發(fā)出惡臭，污染了環(huán)境，有害于人體。 水污染可導(dǎo)致許多對人類極其不利的危害，主要有以下方面： ①水源短缺，②水質(zhì)對人類健康產(chǎn)生及時的甚至長效的損害，③給水處理出現(xiàn)一些“疑難雜癥”，④生態(tài)環(huán)境遭受破壞，⑤工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等遭受經(jīng)濟損失或破壞，⑥其他由水污染引 起的災(zāi)害。 13. 什么是水環(huán)境容量？ 在 滿足水環(huán)境質(zhì)量標準的條件下，水體所能接納的最大允許污染物負荷量，稱為水環(huán)境容量，又稱為水體納污能力。 6 水體納污能力一方面通過稀釋作用 降低排 入水體的 污水中污染物含量， 另一方面通過生物化學(xué)作用將污水中的污染物分解去除 來降低排入水體的污水中污染物含量，最終使整個水體中的污染物含量滿足水環(huán)境質(zhì)量標準的要求 。 14. 什么是水體自凈？ 水體受到污染后，經(jīng)過一段時間，在自然條件下由于物理、化學(xué)和生物的多重作用，水中的污染 物 濃度逐漸降低， 最后 水體 再 恢復(fù)到污染前的狀態(tài)的過程，稱為水體自凈。水體自凈 包括稀釋、 混合 、 沉淀、 揮發(fā) 等物理過程和 中和、 氧化還原、分解化合、吸附凝聚等物理化學(xué)過程以及生物化學(xué)過程，各種過程相互影響，同時發(fā)生并相互交織進行。 其中水體對污染物的稀釋和水體中溶解氧的變化是對水體自凈 影響 最大的 兩個 因素 ，污染物的性質(zhì)和排放方式也是影響自凈作用的重要因素 ，而且水體自凈還需要一定的時間和一定范圍的水域及適當?shù)乃臈l件 。 水體自凈的過程十分復(fù)雜，受很多因素的影響。污水中的污染物排入水體后，懸浮物、膠體和溶解性污染物因為混合稀釋而逐漸降低濃度；水體中可沉淀性固體沉到水底成為污泥也可降低水中雜質(zhì)的濃度 ；在微生物的作用下，膠體和溶解性污染物有機物逐漸分解氧化為簡單穩(wěn)定的無機物，使水體中有機物含量逐漸降低；在一定條件下，水中一些難溶性的硫化物可以被氧化為易溶性的硫酸鹽，可溶性的二價鐵、錳可轉(zhuǎn)化為幾乎不溶的三價鐵、四價錳的氫氧化物沉淀，一些硅、鋁氧化物膠體能在水中吸附各種陰陽離子或懸浮物而與之凝聚沉淀；此外，由于環(huán)境的變化，污水中帶來的寄生蟲卵（包括病原菌）等逐漸死亡。這樣，水體可以逐漸恢復(fù)到原來的清潔程度。如果污染物質(zhì)超過 水體 自凈容量，將嚴重影響水體的 水質(zhì) ，造成惡劣的自然環(huán)境。 水中生存的生物種