【正文】 某些有毒物質(zhì)毒性增強(qiáng)，危及水生生物。生物性污染：生活污水，特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)廢水，往往帶有病原微生物，引起各種疾病。其他物理性指標(biāo)：總固體﹑懸浮固體﹑溶解固體﹑可沉固體﹑電導(dǎo)率。m；膠體物質(zhì)1—103181。m，1μm=103mm 化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)一般化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)：pH﹑堿度﹑硬度﹑各種陰陽離子﹑總含鹽量﹑一般有機(jī)物質(zhì)。氧平衡指標(biāo)：DO﹑COD﹑BOD﹑TOD。水體和廢水中原來含有的氧；大氣中的氧向含氧不足的水體擴(kuò)散溶解，直到水體中的溶解氧達(dá)到飽和；水生植物光合作用放出氧氣，溶于水中有時(shí)可使水體中的溶解氧達(dá)到飽和。碳化階段：主要是不含氮有機(jī)物氧化，也包括含氮有機(jī)物氨化，以及氨化后不含氮有機(jī)物繼續(xù)氧化，其消耗的氧量為碳化生化需氧量。第二階段：水中的硝化細(xì)菌可以氧化水中的氨和含氮有機(jī)物氨化分解出的氨，最終轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。(NH3+亞硝化細(xì)菌+O2→NO2+硝化細(xì)菌→NO3)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：流行病學(xué)上安全可靠；化學(xué)組成上對(duì)人體無害；使用上方便無弊。按從污染源控制的原則制定了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：一類污染物(對(duì)人體健康產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響)；另一種是影響小于第一類的污染物，列出最高允許排放濃度(三級(jí))，Ⅰ﹑Ⅱ類水體不得新建排污口，Ⅲ類水體執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，Ⅳ﹑Ⅴ二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，下水道并進(jìn)入二級(jí)污水處理廠執(zhí)行三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。生活污水：居民日常生活中產(chǎn)生的廢水，主要是生活廢料和排泄物。水質(zhì)較穩(wěn)定，渾濁﹑惡臭﹑深色﹑微堿性﹑不含有毒物質(zhì)﹑有大量細(xì)菌病毒和寄生蟲卵。由于工業(yè)類型﹑生產(chǎn)工藝﹑原料﹑用水水質(zhì)和管理水平的差異，其成分與性質(zhì)差別較大。緊接排入口各點(diǎn)溶解氧逐漸減少，這是因?yàn)閺U水排入后，河水中的有機(jī)物無多，耗氧速度超過復(fù)氧速度。過此點(diǎn)后，溶解氧含量逐漸恢復(fù)到排入口之前的含量(恢復(fù)速度不斷加快)。如果河流受有機(jī)物污染的量低于它的自凈能力，最缺氧點(diǎn)的溶解氧含量大于零，河水始終呈現(xiàn)有氧狀態(tài)，反之，靠近最缺氧點(diǎn)的一段河流將出現(xiàn)無氧狀態(tài)。促使細(xì)菌死亡的原因有：有機(jī)物因分解而減少；污染水體里有大量的吞噬細(xì)菌的生物；生物物理因素(生物絮凝，沉淀)；其它因素(pH﹑水溫﹑日光)。3—4天后細(xì)菌量不超過最大量的10%?！罡母锷a(chǎn)工藝，減少廢物排放量：應(yīng)深入工業(yè)生產(chǎn)工藝，與工人﹑技術(shù)人員相結(jié)合，革新生產(chǎn)工藝，盡量不用或少用水，不用少用易產(chǎn)生污染的原料﹑設(shè)備及生產(chǎn)方法?；厥沼杏梦镔|(zhì)：工業(yè)廢水中的污染物質(zhì)多是在生產(chǎn)過程中進(jìn)入水中的原料﹑半成品﹑成品﹑工作介質(zhì)和能源物質(zhì)。對(duì)廢水進(jìn)行妥善處理：廢水經(jīng)回收利用后，還會(huì)有一些有害物質(zhì)殘留，也會(huì)有一些目前尚無回收價(jià)值的廢水。選擇處理工藝與方法時(shí)，必須經(jīng)濟(jì)合理，盡量采用先進(jìn)技術(shù)。物理法是利用物理作用來分離廢水中懸浮污染物質(zhì)，處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)?；瘜W(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)處理水中的溶解性污染物和膠體。生物法是利用微生物作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。以上各方法各有特點(diǎn)和適用條件，實(shí)際中往往配合使用。工業(yè)廢水處理流程各不相同，一般程序是：澄清→回收→毒物處理→一般處理→再用或排放。一級(jí)處理(機(jī)械處理)只去除廢水中較大的懸浮物質(zhì)(沉淀法去除可沉固體)。廢水經(jīng)一級(jí)處理，一般達(dá)不到排放要求，需二級(jí)處理，它只是預(yù)處理。生物處理法最常用于二級(jí)處理，且經(jīng)濟(jì)有效。三級(jí)處理(高級(jí)處理和深度處理)當(dāng)水質(zhì)要求高時(shí)，為進(jìn)一步去除廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)(氮和磷)﹑生物難降解的有機(jī)物和溶解鹽類等，以達(dá)到某些水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或直接用于工業(yè)，就需要在二級(jí)處理后進(jìn)行三級(jí)處理(過濾﹑氧化塘)。相應(yīng)的設(shè)備有格柵﹑篩網(wǎng)﹑微濾機(jī)﹑沉沙池﹑離心機(jī)和旋流分離器。主要作用是去除水中粗大物質(zhì)，保護(hù)其他機(jī)械設(shè)備，防止管道堵塞。微濾機(jī)是一種截流細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過濾裝置，可用于自來水廠原水過濾以及去除藻類﹑水蚤等浮游生物，也可用于工業(yè)用水的過濾處理﹑工業(yè)廢水中有用物質(zhì)的回收以及污水的最終處理。其工作原理以重力沉降為基礎(chǔ)，在沉降過程中雜質(zhì)的尺寸﹑形狀和比重不隨時(shí)間而變化(自由沉降)。(ρsρ：粒水密度差；d：顆粒直徑；181。s)沉沙池分：平流式(最常用，構(gòu)造簡單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易排砂)﹑豎流式(圓型，污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)自下而上流動(dòng)砂粒借重力沉入池底，處理效果較差)和曝氣式(沒有有機(jī)雜質(zhì)腐敗發(fā)臭的缺點(diǎn))。適當(dāng)安排不同出口，就可使顆粒物與水分離。水中懸浮物質(zhì)去除可通過顆粒和水的密度差，在重力作用下去除。懸浮物質(zhì)在水中的沉降分為：自由沉降：顆粒在沉降過程中呈離散狀態(tài)，其形狀﹑尺寸﹑質(zhì)量不變，下沉速斷不受干擾(沉砂池﹑初沉池初期沉降)。擁擠沉降(成層沉降)：顆粒在水中濃度較大時(shí)，各顆粒間相互靠得很近，下沉過程中受彼此作用力干擾，但相對(duì)位置不變，作為一個(gè)整體下沉，在清水與渾水之間形成明顯界面，沉降過程實(shí)際就是這個(gè)界面的下沉過程，液體上涌對(duì)其有影響(高濁度水的沉淀﹑二沉池后期)。沉淀池：在水處理過程中，通過顆粒沉降來分離去除懸浮物質(zhì)的設(shè)備。普通沉淀池：平流式：(最常用，在流量較大的水處理廠中)污水→水槽和孔口→擋板穩(wěn)流→池內(nèi)流動(dòng)→懸浮物沉底→清水→溢流堰→池外。輻流式：污水→中心管孔口→穿孔擋板→沿半徑向四周輻射流動(dòng)→流速變小→懸浮物沉降→清水→池子頂端堰口溢出。t=H/u0，u0不變，H↓，t↓，從而減小了沉淀池的體積。斜板斜管沉淀池單位面積上的泥量增大，如排泥不暢，將產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象，使水質(zhì)惡化；由于水流在池中停留時(shí)間短，其對(duì)水質(zhì)水量的耐沖擊負(fù)荷能力差；由于板距管徑小，容易積泥；在日光照射下會(huì)滋生藻類。選擇沉淀池類型時(shí)須綜合考慮水量大?。凰袘腋∥镂锢硇再|(zhì)和沉降特性；處理廠總體布置和地形地質(zhì)情況。水中同種膠體微粒帶有同號(hào)電荷，在靜電斥力的作用下，不也相互聚集，具有一定的穩(wěn)定性。當(dāng)投入電解質(zhì)后，水中與膠粒上反離子具有相同電荷的離子濃度增加，這些離子與膠粒吸附的反離子相交換或擠入吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，降低δ電位，使擴(kuò)散層厚度減少。吸附架橋：如果投加的藥劑是能吸附膠粒鏈狀高分子聚合物，或者兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附在同一個(gè)異號(hào)膠粒上，膠粒間就能連接團(tuán)聚成絮凝體而被去除。膠體濃度低時(shí)，網(wǎng)捕最為有效；膠體較高時(shí)，宜用吸附電中和和壓縮雙電子層來脫穩(wěn)；膠體很高時(shí)，采用高分子絮凝劑更為經(jīng)濟(jì)有效；混凝劑投加量必須適量，量不足達(dá)不到效果，量過大會(huì)造成膠體復(fù)穩(wěn)。助凝劑：可起凝聚作用，也可不起，與混凝劑一起使用時(shí)，能促進(jìn)混凝，產(chǎn)生大而結(jié)實(shí)的礬花。澄清池中起接觸絮凝作用的介質(zhì)是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。澄清池可按與水接觸方式不同分為泥渣循環(huán)分離型(水力循環(huán)﹑機(jī)械加速)和懸浮泥渣過濾型(懸浮﹑脈沖)。粒狀介質(zhì)過濾機(jī)理：阻力截留：廢水通過粒狀濾料床層時(shí)，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留于表層濾料空隙中，使空隙變小，截留能力變強(qiáng)，逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并起主要過濾作用。濾料愈小，沉降面積愈大；濾速愈小，水流愈平穩(wěn)，有利于沉降。水中砂粒常帶負(fù)電，能吸附帶正電的鐵﹑鋁等膠體，進(jìn)而吸附更多的帶負(fù)電的粘土和多種有機(jī)物等膠體，在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。濾池分類：按濾料種類分：單層濾池﹑雙層濾池﹑多層濾池；按作用水頭分：重力式濾池和壓力式濾池；按進(jìn)出水及反沖洗的供給與排除分：普通快濾池﹑虹吸濾池和無閥濾池。其處理對(duì)象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。兩者統(tǒng)稱氣浮法。氣浮法優(yōu)點(diǎn)：處理效率高，生產(chǎn)的污泥比較干燥，表面刮泥方便，曝氣增加溶解氧有利后續(xù)生化處理。去除水中溶解物質(zhì)的方法主要有軟化除鹽﹑離子交換﹑吸附和膜分離?；痉椒ㄓ校杭訜彳浕ǎ航柚訜釋⑻妓猁}硬度轉(zhuǎn)化成溶解度很小的CaCO3﹑Mg(OH)2沉淀出來。常用藥劑法有：石灰法﹑石灰—純堿法與石灰—石膏法。除鹽就是減少水中溶解鹽類(陰陽離子)總量，方法有：蒸餾法﹑電滲析法﹑離子交換法(應(yīng)用最廣)。在廢水處理中，主要去除其中金屬離子。其反應(yīng)表達(dá)式為：RH(交換樹脂)+M+(交換離子)RM(飽和樹脂)+H+，在平衡狀態(tài)下，反應(yīng)物質(zhì)濃度符合關(guān)系式：[RM][ H+]/([RH][ M+])=k，k是平衡常數(shù)。離子交換樹脂的性質(zhì)：有效pH范圍；交換容量；交聯(lián)度；交換勢(交換離子取代樹脂上可交換離子的難易程度)。離子交換操作有四步：交換﹑反洗﹑再生和清洗。當(dāng)水中離子濃度達(dá)到限值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行再生。再生：即交換過程的逆過程，較高濃度的再生液流過樹脂層，將吸附的離子置換出來，使其恢復(fù)交換能力(固定床中很重要)。吸附：在相界面上，物質(zhì)濃度自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象。吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。吸附熱較小，在低溫下就能進(jìn)行，反應(yīng)較快。一般在高溫下進(jìn)行，吸附熱大，相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)熱。物理吸附和化學(xué)吸附往往相伴發(fā)生。吸附等溫線：一定溫度下，表示達(dá)到平衡時(shí)溶液濃度和活性炭吸附有機(jī)物數(shù)量關(guān)系的曲線。吸附操作分靜態(tài)(間歇式)和動(dòng)態(tài)(連續(xù)式，有固定床﹑移動(dòng)床和流動(dòng)床)兩種。消毒并非要?dú)缫磺形⑸?，只要?dú)⑺啦≡?xì)菌和對(duì)人體健康有害的微生物。水中有氨存在時(shí)，可生成氯胺，HN3+HOClH2O+NH2Cl，HN3+2HOCl2H2O+NHCl2，HN3+3HOCl3H2O+NCl3，各種氯胺水解后，又變?yōu)镠OCl，其殺毒作用雖比較慢，但氯胺在水中較穩(wěn)定，殺菌持續(xù)時(shí)間長，這就是氯胺消毒。余氯：投加的氯除去與細(xì)菌和雜質(zhì)作用消耗后的剩余部分。需氯量=加氯量余氯量。當(dāng)按大于折點(diǎn)需氯量來加氯時(shí)，稱為折點(diǎn)加氯。紫外消毒：紫外光譜的能量被細(xì)菌重要組成部分的核酸所吸收，使核酸結(jié)構(gòu)破壞。缺點(diǎn)：不能解決管網(wǎng)中再污染問題；耗電量大；水中懸浮物阻礙光線透射。優(yōu)點(diǎn)：接觸時(shí)間短，不受氨氮和pH影響，可氧化水中有機(jī)物，去除鐵﹑錳嗅﹑味﹑色度和酚。其他化學(xué)法：重金屬消毒：銀離子能凝固微生物蛋白質(zhì)，破化細(xì)胞結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺菌目的。中和法：酸﹑堿廢水中和法；藥劑中和法；過濾中和法(石灰石﹑大理石﹑白云石作濾料)?；瘜W(xué)還原法：硫酸亞鐵—石灰法除鉻；化學(xué)還原法除汞(Ⅱ)。電化學(xué)法：電化學(xué)氧化法(陽極氧化)；電化學(xué)還原法(陰極還原)；電解氣浮(電解生成H2﹑O2和CO2﹑Cl2)和電解絮凝法(陽極產(chǎn)生Fe3+﹑Al3+)。被萃取組分在兩相平衡濃度之比分配系數(shù)α=C有機(jī)/C水；兩種組分分離的難易程度分離系數(shù)β=αA(有機(jī))/αB，β越大，A越容易從B中分離出來；相比n=V有機(jī)/V水，n越大，萃取效率越高。吹脫與汽提：吹脫(廢水中溶解性氣體和某些易揮發(fā)溶質(zhì))：讓廢水與空氣充分接觸使水中溶解性氣體和某些易揮發(fā)溶質(zhì)通過氣液界面，向空氣中擴(kuò)散的傳質(zhì)過程，氣體吹脫量G=KF(C0C)t，(K：解吸系數(shù)；F：氣液接觸面積；C0C：廢水中原始溶解氣體濃度與吹脫后平衡濃度差；t：接觸時(shí)間)。蒸餾﹑結(jié)晶與冷凝：蒸發(fā)過程質(zhì)量守恒：G1B1=G2B2+G3B3=G2B2+(G1G2)B3，其中G1，G2，G3，B1，B2，B3分別是原水﹑二次蒸汽冷凝水﹑濃縮液水量和其中污染物濃度；濃縮倍數(shù)α=G1/(G1G2)=G1/G3；去污效率ε=(B1B2)/B1100%。主要用于去除污水中溶解性和膠體性有機(jī)物，降低水中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)含量。從工藝上又可分為懸浮生長系統(tǒng)(微生物在處理設(shè)備中懸浮生長)和附著生長系統(tǒng)(微生物在惰性介質(zhì)上成膜狀生長)。在廢水的生物處理中，凈化污水的微生物(好氧﹑厭氧﹑兼性)主要是細(xì)菌(凈化污水的第一和主要承擔(dān)者)﹑真菌(霉菌)﹑藻類(光合放氧)﹑原生動(dòng)物和一些小型后生動(dòng)物(輪蟲是好氧生物凈化過程高度有效的指標(biāo))，它們?cè)谔囟ǖ奈鬯行纬膳c之相適應(yīng)的微生物群落。有機(jī)物+O2(微生物﹑酶)→同化(細(xì)胞物質(zhì))﹑異化(代謝產(chǎn)物)。活性污泥法的基本原理：向生活污水中不斷注入空氣，維持水中足夠的溶解氧，一段時(shí)間后污水中形成一種絮凝體—活性污泥，其由大量繁殖的微生物構(gòu)成，易于沉淀分離，使污水澄清。其主要構(gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池。這時(shí)污水中的有機(jī)物被活性污泥中的好氧微生物分解，然后混合液進(jìn)入二沉池，活性污泥與水澄清分離，部分活性污泥回到曝氣池，繼續(xù)進(jìn)行凈化過程，澄清的水排放。進(jìn)水→曝氣池(空氣)→二沉池(剩余污泥排除，回流污泥至曝氣池前)→出水活性污泥凈化過程機(jī)理：吸附階段：污水和活性污泥接觸后在很短時(shí)間內(nèi)水中有機(jī)物(BOD)迅速降低，主要有吸附作用引起。氧化階段：有氧條件下，微生物將吸附的有機(jī)物一部分氧化分解獲得能量，一部分合成新細(xì)胞，這一階段比吸附階段慢得多。影響活性污泥增長的因素：溶解氧(2mg/L左右)供氧不足影響微生物代謝，造成絲狀菌等耐低溶解氧環(huán)境的微生物滋長，使污泥不易沉淀，出現(xiàn)污泥膨脹﹑營養(yǎng)物質(zhì)(BOD5：N：P＝100：5：1)包括：C﹑N﹑P﹑S﹑Ka﹑Mg﹑Ca﹑Fe和各種微量元素﹑pH(—)﹑溫度(20—30℃)﹑控制對(duì)生物有毒有害物質(zhì)(重金屬﹑氰化物﹑H2S﹑鹵素及其化合物﹑酚﹑醛﹑醇﹑染料)的濃度?；钚晕勰嗯蛎洠鶕?jù)誘因可分為：因絲狀菌異常增殖所導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹和因粘性物質(zhì)大量產(chǎn)生積累的非絲狀菌膨脹，前者為易發(fā)與多發(fā)性膨脹。防止污泥膨脹可經(jīng)常檢測水質(zhì)等指標(biāo)，加強(qiáng)曝氣，及時(shí)排泥，分段進(jìn)水家小負(fù)荷。原因：運(yùn)行不當(dāng)(曝氣過量)使DO﹑營養(yǎng)物質(zhì)﹑pH﹑溫度不適合致使微生物減少并失去活性，吸附能力降低；混入有毒物質(zhì)(微生物受到抑制或傷害)。其是具有活性的微生物(Ma)，微生物自身氧化殘留物(Me)，吸附在污泥上不能生物降解的有機(jī)物(Mi)和無機(jī)物(Mii)的總合。污泥沉降比(SV%)：曝氣混合液在100ml量筒中靜置沉淀30min后，沉淀污泥占混合液體積的百分比。污泥指數(shù)(污泥容積指數(shù))(SVI)：曝氣池出口處混合液經(jīng)30min沉淀后，1kg干污泥所占的容積(mL)，SVI=SV%10/MLSS(g/L)。對(duì)于一般城市污水，SVI在50—150左右，值低說明泥粒細(xì)小緊密，無機(jī)物多，缺乏活性和吸附能力；值高說明污泥難于沉淀分離。曝氣池中污泥濃度為3000mg/L，求污泥指數(shù)，曝氣池能否正常運(yùn)行？SV%=100V污/V液=150100/500=30SVI=SV%10/MLSS(g/L)=3010/3g/L=100，SVI在50—150之間可以正常運(yùn)行。它表示新增長的污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，其與細(xì)菌的增長處于什么階段有關(guān)。分類：水量調(diào)節(jié)池和水質(zhì)調(diào)節(jié)池。曝氣的目的就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到曝氣池混合液中去，并提供適宜