【正文】 技術(shù)：天然處理 厭氧處理技術(shù) 深度處理與再生利用技術(shù) 污泥處理技術(shù) 傳統(tǒng)污水系統(tǒng)的變革 （三 ）工業(yè)廢水處理 根據(jù)水質(zhì)不同、處理程度工藝而異。 ?管網(wǎng)水二次污染：細(xì)菌繁殖――水質(zhì)變差、管道堵塞 水處理技術(shù)的發(fā)展方向： ?加強(qiáng)微量有機(jī)物去除： 加強(qiáng)常規(guī)處理 增加預(yù)處理（如生物預(yù)處理） 增加后處理（如活性炭吸附、化學(xué)氧化） 開(kāi)發(fā)新技術(shù)（如膜技術(shù)） ?加強(qiáng)消毒：防止各種致病微生物的影響 ?消毒副產(chǎn)物的問(wèn)題：替代氯的其它消毒技術(shù) ?管 網(wǎng)水二次污染控制： 二、廢水處理 （一）基本處理方法 1． 物理法：沉淀、氣浮、篩網(wǎng) 6 2． 化學(xué)法：處理溶解性物質(zhì)或膠體 中和、吹脫、混凝、消毒 3．生物處理方法：好氧、厭氧 （二）城市污水處理一般流程 預(yù)處理： Preliminary treatment 一 級(jí) 處 理 ： Primary treatment 二 級(jí) 處 理 ： Secondary treatment 三級(jí)或深度處理： Tertiary or advanced treatment 深度處理一 般以 污水回收、再用為目的。 我國(guó)也確定了 12 類， 58 種。 已發(fā)現(xiàn)在給水水 源中有機(jī)物種類在 2020 種以上；飲用水中有 700 多種。 地面水源水質(zhì)：雜質(zhì)多、含鹽量較低。 I 類：增加到了 13 項(xiàng) II 類：增加到了 56 項(xiàng)目 仍按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。 水體分類： I 類 主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)； II 類 主要適用于集中式生活飲用水水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍貴魚(yú)類保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦產(chǎn)卵區(qū) III 類 主要適用于集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、一般魚(yú)類保護(hù)區(qū)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(lè)用水區(qū) V類 主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求區(qū)域 2． 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 原有標(biāo)準(zhǔn)： GB8978－ 88 污染物分成兩類： I 類（ 9 項(xiàng)）：對(duì)人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn) II 類（ 20 項(xiàng)）：長(zhǎng)遠(yuǎn)影響小于 I 類 針對(duì)排放區(qū)域和新建、現(xiàn)有，執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。 分成基本項(xiàng)目和特定項(xiàng)目 特定項(xiàng)目適用于地表水域特定污染物的控制。有機(jī)物指標(biāo)的數(shù)目超過(guò)了水質(zhì)指標(biāo)總數(shù)的 2/3，特別是消毒副產(chǎn)物項(xiàng)目的增加。 以后，不斷改進(jìn)，增加限制有機(jī)物的種類。 國(guó)際上： ?有現(xiàn)代意義的飲用水標(biāo)準(zhǔn)是在本世紀(jì)初在美國(guó)出現(xiàn)―― 《公共衛(wèi)生署飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 1914 年，只針對(duì)細(xì)菌數(shù)量 由此大大減少了傷寒病死亡的人數(shù)。然后歐洲經(jīng)濟(jì)協(xié)力開(kāi)發(fā)組織開(kāi)始研究。 有關(guān)的內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)的提出始于 90 年代初野生動(dòng)物學(xué)者的會(huì)議上。 排水工程： 廢水收集（來(lái)源于生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)）―― 廢水處理 ――排放或回用 第 2 節(jié) 水污染現(xiàn)狀及來(lái)源 一、水污染現(xiàn)狀 污水處理率低：污水排放排放量接近 400 億 m3。 2. 空間分布不均 81％的水資源分布在長(zhǎng)江流域及其以南 東南地區(qū)降水量可達(dá) 1600mm，造成澇災(zāi) 西北地區(qū)降水只有 500mm，少的地區(qū)不到 200mm 3. 年內(nèi)及年際變化大 60－ 80％降水集中在夏季， 7， 8， 9 月；年際變化差 3－ 6 倍（大時(shí)） 4. 許多地區(qū)缺水嚴(yán)重 2 三北（西北、華北、東北）和沿海（青島、大連） 在 640 個(gè)城市中， 300 多個(gè)城市缺水。 Sons, Inc., 1997 (6) 《 環(huán)境工程手冊(cè)》之《水污染防治卷》，張自杰等，高等教育出版社， 1996 第一章 緒論 第 1節(jié) 水資源循環(huán)與特點(diǎn) 一、中國(guó)水資源特點(diǎn) 1. 人均占有量少 淡水總量在全世界占第 6 位。 1 《水處理工程》 第一篇 水與廢水物化處理的原理與工藝 ( 講義 ) 黃霞 清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系 （ 2020年 7） 主要參考書(shū)： (1) 顧夏聲等：《水處理工程》第一版，清華大學(xué)出版社， 1985 (2) 嚴(yán)煦世、范瑾初編著：《給水工程》第四版，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 1999 (3) 張自杰等編著：《排水工程》第四版，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2020 (4) Gee Tchobanoglous, Franklin L. Burton and H. David Stensel: Wastewater Engineering, treatment disposal and reuse, Fourth edition, Metcalf amp。 Eddy, Inc.,（清華大學(xué)出版社影印， 2020 年 8 月） (5) Ronald L. Droste: Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley amp。 但人均占有量只有 2340m3/人年（以 12 億人口計(jì)），世界平均水準(zhǔn)的 1/4，占 88 位。 二、水資源的自然循環(huán)與社會(huì)循環(huán) 三、水處理工 程的任務(wù) 給水工程： 取水―― 給水處理 ――配水 針對(duì)不同的水源水水質(zhì)，經(jīng)處理后滿足工農(nóng)業(yè)和生活的對(duì)水質(zhì)與水量的要求。 工業(yè)廢水處理率約 80％，達(dá)標(biāo)排放的只有 60％ 城市污水處理率 15％ 90％以上的城市水域受到污染，特別嚴(yán)重的水系：三河：淮河、海河、遼河 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重：滇池 、巢湖（安徽）、太湖（江蘇） 50％左右地下水水質(zhì)受到污染 50％以上的重點(diǎn)城鎮(zhèn)飲用水源不符合標(biāo)準(zhǔn) 二、水污染來(lái)源 1．工業(yè)污染源 2. 生活污染源 3. 養(yǎng)殖業(yè) 4. 面污染源： 三、 污染物性質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo) 1． 污染物性質(zhì) 按化學(xué)物質(zhì)分： 有機(jī)物 無(wú)機(jī)物 按物理形態(tài)大小分： 懸浮物 膠體 溶解性 2．廢水水質(zhì)指標(biāo) 1)物理性質(zhì)：色，溫度， SS 2)化學(xué)性質(zhì)： pH、有機(jī)物、溶解性固體、有毒物、 N、 P 3 有機(jī)物：綜合指標(biāo)： BOD、 COD、 TOD（總需氧量） 單項(xiàng)指標(biāo) 3)生物學(xué)指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)、大腸菌數(shù) 四、 水污染原因 1．人口增加和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的壓力： 2．粗放型發(fā)展模式 3. 面源污染嚴(yán)重 4．污水處理率偏低，大量污水直接排放 5．環(huán)境意識(shí)淡薄、環(huán)境管理薄弱、環(huán)境執(zhí)法力度不夠 6. 排污收費(fèi)等經(jīng)濟(jì)政策未能起到對(duì)治污的刺激作用 7. 歷史欠帳太多，資金投入嚴(yán)重不足 五、水污染防止戰(zhàn)略對(duì)策與保障措施 戰(zhàn)略對(duì)策： 1．加快城市廢水處理廠的建設(shè)步伐，實(shí)施廢水資源化 2．盡快實(shí)現(xiàn)從末端治理向源頭控制的 的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移，大力推行清潔生產(chǎn) 3．從單純的點(diǎn)污染源治理轉(zhuǎn)向點(diǎn)源、內(nèi)源和面源的流域綜合綜合治理 4．切實(shí)保護(hù)飲用水源地，提高飲用水安全性 保障措施： ，制定并實(shí)施有效的法律、規(guī)章、制度 ，改變“多龍管水”的現(xiàn)象 第 3 節(jié)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 一、 飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 回顧歷史，改善的方向： 注重水的外觀、預(yù)防傳染病―去除重金屬――去除微量有機(jī)物 內(nèi)分泌紊亂物質(zhì)。 96 年美國(guó)開(kāi)始食品、飲用水中內(nèi)分泌紊亂物的篩控方法研究。 97 年日本，定出被懷疑的物質(zhì) 67, 包括：（ 1）殺蟲(chóng)劑、除草劑， 45 種；（ 2）工業(yè)原料，有機(jī)氯化合物；（ 3）副產(chǎn)物，如二惡英。 到 1962 年期間，有過(guò)修訂，但主要是針對(duì)化學(xué)物質(zhì)、生物學(xué)指 標(biāo)和感官指標(biāo) ?1974 年通過(guò)了《安全飲用水法》（ Safe drinking water act）， ?1975年頒布了《國(guó)家暫行飲用水基本規(guī)則》（ National Interim primary drinking water regulations）―― 美國(guó)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上的里程碑 增加了 6 種有機(jī)物的限制 ?1979 年修改《國(guó)家暫行飲用水基本規(guī)則》 4 ?1986 年提出了《安全飲用水法修正案》（ Safe Drinking Water Act Amendments） 《暫行規(guī)定》 ?《國(guó)家飲用水基本規(guī)定》（ National Primary Drinking Water Regulations） 提出了達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的最佳可行技術(shù)（ Best available technology）。 美國(guó)等的情況代表了國(guó)際上先進(jìn)水平水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)。 國(guó)內(nèi)情況： 1956 年 制訂了第 1 個(gè)「生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（試行）」， 16 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo) 1976 年 項(xiàng)目修訂增加到 23 項(xiàng) 1986 年 「――――」 GB574985 共 35 項(xiàng)，關(guān)于有機(jī)物指標(biāo)只有 6 項(xiàng) 2020 年 6 月新標(biāo)準(zhǔn) [生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范 ] 二、 工業(yè)與其它用水標(biāo)準(zhǔn) 1． 工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn) 2． 其它：游泳、漁業(yè)、灌溉 三、 廢水排放標(biāo)準(zhǔn) 1． 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 首次發(fā)布 1983 年 第 1 次修訂 1988 年 第 2 次修訂 1999 年 GHZB11999， 2020 年 1 月 1 日起實(shí)施。 共計(jì) 75 項(xiàng)，其中基本項(xiàng)目 31 項(xiàng)，以控制湖泊水庫(kù)富 營(yíng)養(yǎng)化為目的的特定項(xiàng)目 4 項(xiàng) 以控制地表水 I， II， III 類水域有機(jī)化學(xué)物質(zhì)為目的的特定項(xiàng)目 40 項(xiàng)。 修訂標(biāo)準(zhǔn)： GB8978－ 1996 頒布， 98 年 1 月 1 日開(kāi)始實(shí)施。 3． 行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn) 5 第 4 節(jié) 水處理方法和工藝流程簡(jiǎn)介 一、給水處理 （一）給水處理的基本方法 1． 去除水中的懸浮物：混凝、澄清、沉淀、過(guò)濾、消毒 2． 變革水中溶解物質(zhì)： 減少、調(diào)整 如軟化、除鹽、水質(zhì)穩(wěn)定 3． 降低水溫：冷卻 4． 去除微量有機(jī)物 （二） 常規(guī)處理工藝 以沒(méi)有受到污染的地面水源為生活飲用水水源時(shí)： 原水－混凝－沉淀－過(guò)濾－消毒－飲用水 以去除濁度、滿足衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)用除鹽水：濾過(guò)水－陽(yáng)離子交換－陰離子交換――除鹽水 （三）其它水處理工藝 1． 高濁度水處理工藝 2． 低溫第濁水處理工藝 3． 微污染水處理工藝 4． 富營(yíng)養(yǎng)化湖泊水處理工藝 （四）熱點(diǎn)問(wèn)題與發(fā)展方向 ?有機(jī)污染物 特別是 80 年代以后，對(duì)有機(jī)物的污染特別關(guān)注。 美國(guó)確立了 117 種優(yōu)先控制有機(jī)物。 ?病原微生物：新的病原微生物：如賈第蟲(chóng)（ Giardia Lamblia）、隱孢子蟲(chóng)等。 BOD 去除率 SS 去除率 一級(jí)處理 20－ 40 50－ 70 二級(jí)處理 75－ 95 75－ 95 存在問(wèn)題： 基建與運(yùn)行費(fèi)用高，占地大，剩余污泥產(chǎn)量大，管理麻煩，不能除去氮磷。 一般大多以生物處理為主， 但常有前處理（調(diào)節(jié)、氣浮除油、中和） 根據(jù)需要有后處理：混凝、過(guò)濾、活性炭吸附 重要課題 ：難降解有機(jī)物工業(yè)廢水的治理技術(shù)， 如農(nóng)藥廢水、造紙廢水、染料廢水等。 范圍在： 1nm~?m（有時(shí)認(rèn)為在 1?m） 混凝目的：投加混凝劑使膠體脫穩(wěn)，相互凝聚生長(zhǎng)成大礬花。 2． 聚 集穩(wěn)定性：膠體帶電相斥（憎水性膠體） 水化膜的阻礙（親水性膠體） 兩者之中，聚集穩(wěn)定性對(duì)膠體穩(wěn)定性的影響起關(guān)鍵作用。由下列兩方面的力決定： 靜電斥力： ER－ 1/d2 范德華引力： EA－ 1/d6（有些認(rèn)為是 1/d2 或 1/d3） 由此可畫(huà)出兩者的綜合作用圖。只適用于憎水性膠體。在水中，會(huì)發(fā)生下列過(guò)程。 因此，產(chǎn)物包括：未水解的水合鋁離子 單核羥基絡(luò)合物 多核羥基絡(luò)合物 氫氧化鋁沉淀 各種產(chǎn)物的比例多少與水解條件（水溫、 pH、鋁鹽投加量）有關(guān)。至今尚未有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。 電解質(zhì)加入――與反離子同電荷離子 ?――壓縮雙電層―― ?電位 ?――穩(wěn)定性 ?――凝聚 ?電位＝ 0，等電狀態(tài)，實(shí)際上混凝不需要 ?電位＝ 0，只要使 Emax=0 即可，此時(shí)的