水污染防治工程綜合防治工程

水系污染綜合防治工程是從60年代開始發(fā)展起來的。這種防治工程根據(jù)城市和工礦區(qū)內(nèi)及周圍水系分布情況，分段（河川）或分區(qū)（湖、海）調(diào)查研究它們各自的自凈能力和自凈規(guī)律，確定各區(qū)段的污染負(fù)荷，修建相應(yīng)的處理設(shè)施，包括修建大規(guī)模的區(qū)域性聯(lián)合污水處理廠，以及在一些自凈能力小或污染超負(fù)荷的區(qū)段修建調(diào)節(jié)水庫或污水庫，以增加枯水期的水流量或減輕枯水期的排污負(fù)荷。也可修建曝氣設(shè)施，增加水體的進氧量和自凈能力，或者引附近水系的水進行稀釋，以提高自凈能力和改善水質(zhì)。水系流域內(nèi)的工業(yè)要壓縮用水量，實行循環(huán)用水，減少排污量。

水系被污染后，有許多種污染物如重金屬、多氯聯(lián)苯、有機氯農(nóng)藥、重質(zhì)焦油等沉積于水體底泥中。它們有可能重新返回水中，如汞可經(jīng)甲基化再往水中釋放劇毒的甲基汞。因此水系污染底質(zhì)防治工程是水系污染防治工程的重要組成部分。它包括：①對污染底質(zhì)進行調(diào)查研究，以確定其污染范圍和濃度、形態(tài)和分布；②調(diào)查研究水生物特別是底棲水生物如貝類、底層魚類對底質(zhì)污染物的吸收、蓄積狀況和規(guī)律，并結(jié)合水文、地質(zhì)等多種因素和水域功能要求確定底質(zhì)中污染物的最大容許濃度；③對污染物濃度超過容許標(biāo)準(zhǔn)的底質(zhì)進行處理，可使用挖掘法、粘土覆蓋法、吸附法等。

在水系污染防治工程中還要考慮農(nóng)田、礦山等地面徑流的污染問題。

為及時地排除城市生活污水、工業(yè)廢水和天然降水，并分別把不同的污水集中輸送到污水處理廠或排入水體，或灌溉土地，或處理后重復(fù)使用，須按照最經(jīng)濟合理的方案建設(shè)排水系統(tǒng)。制定排水系統(tǒng)的規(guī)劃，必須結(jié)合本地區(qū)的自然條件和社會條件（包括城市規(guī)劃）考慮地區(qū)內(nèi)污水收集和處理方式：在全地區(qū)是分片還是集中設(shè)污水處理廠；采用各種污水的分流制（生活污水、工業(yè)廢水、雨水分別建管網(wǎng)系統(tǒng)）還是合流制（各種污水合建管網(wǎng)系統(tǒng)），或兩種適當(dāng)結(jié)合的混合制；排放水口設(shè)在何處，還要注意近期建設(shè)和遠景規(guī)劃的結(jié)合，以及對管徑、坡降、管網(wǎng)附屬構(gòu)筑物、施工工程量、運行維護費用等等作出技術(shù)經(jīng)濟比較。也要考慮利用舊有設(shè)施，擴建或改建城市原有管道系統(tǒng)。

首先是對水體污染進行系統(tǒng)的監(jiān)測，為研究水體污染、自凈規(guī)律和環(huán)境容量提供數(shù)據(jù)。根據(jù)水體功能制定各種水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，以保護水環(huán)境質(zhì)量，并確定污水的合理處理程度。

城市污水處理

傳統(tǒng)的污水處理是根據(jù)受納水體對有機污染物BOD5(五日生化需氧量)的容許排放負(fù)荷確定污水的處理程度。污水二級處理廠，僅能去除可生物降解的有機物和部分地去除氮、磷等營養(yǎng)性物質(zhì)，而不能去除難以生物降解的有機物，處理后的污水排入水體仍會造成污染。因此，最近有少數(shù)污水處理廠加設(shè)了除氮、除磷等處理設(shè)備。少數(shù)缺水城市還采用了三級處理系統(tǒng)(見污水三級處理)，即將經(jīng)過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒殺滅細(xì)菌和病毒,然后將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業(yè)用水、防火等水源。

由生物氧化塘、貯存湖和污水灌溉田等組成的土地處理系統(tǒng)作為污水處理系統(tǒng)是經(jīng)濟、有效的方法，在有條件的地區(qū)已得到實際應(yīng)用。

工業(yè)廢水處理

工業(yè)廢水的成分和性質(zhì)相當(dāng)復(fù)雜，處理難度大，費用大，必須采用綜合防治措施。最根本的措施是用無毒原料取代有毒原料，以杜絕有毒廢水的產(chǎn)生。在使用有毒原料的生產(chǎn)過程中，采用合理的工藝流程和設(shè)備，消除逸漏，以減少有毒原料的耗用量和流失量。重金屬廢水、放射性廢水、無機毒物廢水和難以生物降解的有機毒物廢水,應(yīng)盡可能與其他廢水分流,就地單獨處理,并要盡量采用閉路循環(huán)系統(tǒng),或在廠內(nèi)進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，達到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排入下水道。相對清潔的廢水如冷卻水，最好在廠內(nèi)經(jīng)過簡單處理后循環(huán)使用,以節(jié)省水資源,減輕下水道和污水處理廠的負(fù)荷。性質(zhì)近似于城市污水的工業(yè)廢水可排入下水道，由污水處理廠集中處理。一些能生物降解的有毒廢水如含酚、氰廢水，可按排放標(biāo)準(zhǔn)排入城市下水道，與城市污水混合處理。

水污染防治工程是環(huán)境工程學(xué)的一個技術(shù)領(lǐng)域，同當(dāng)?shù)刈匀粭l件（地形、氣象、河流、土壤性質(zhì)等）、社會條件（城市、地區(qū)發(fā)展、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人口密度、交通情況、經(jīng)濟生活、技術(shù)水平等）都有密切關(guān)系。因此，必須綜合考慮各種污水的產(chǎn)生、水量和水質(zhì)的控制、污水輸送集中方式、污水處理方法及排放和回用要求、水體、土壤等自然凈化能力進行全面規(guī)劃，綜合防治。從60年代開始發(fā)展起來的水系污染綜合防治工程根據(jù)水系分布情況，分段分區(qū)研究其環(huán)境容量、自凈規(guī)律，確定各區(qū)段的污染負(fù)荷，修建相應(yīng)處理措施，控制污染源，包括修建區(qū)域性聯(lián)合污水處理廠、調(diào)節(jié)水體水量和污染負(fù)荷。也可調(diào)引附近水系的水或修建曝氣設(shè)施，以增加水體自凈能力，改善水質(zhì)。同時還應(yīng)進行水系污染底質(zhì)防治公車功能和農(nóng)田、礦山等地面徑流的污染防治工程，改進各種污水處理技術(shù)，提高處理效率，降低費用能耗，充分利用水資源，進行污水的循環(huán)回用等，沿著水污染綜合防治繼續(xù)不斷發(fā)展。綜合環(huán)境保護管理部門要求，對水環(huán)境污染物進行濃度控制和總量控制的綜合規(guī)劃是水污染防治工程的重要內(nèi)容。

隨著近代工商業(yè)的發(fā)展，城市人口密集，污水、污物增多，由于長期任意排放，導(dǎo)致城市及其附近水環(huán)境日趨惡化。19世紀(jì)歐洲一些大城市，因飲用水源遭到污染，曾多次造成霍亂、痢疾等傳染病的流行。為了防止傳染病的流行，開始進行污水處理。最初采用格柵截留、自然沉淀等處理方法，去除漂浮、懸浮和可沉淀物質(zhì)。這些方法后來稱為一級處理法（見污水一級處理）。隨后又發(fā)明了生物濾池和活性污泥法等生物處理方法，在一級處理后實施，以除去可生物降解的有機物質(zhì)，稱為二級處理法（見污水二級處理）。

第二次世界大戰(zhàn)后的30多年來，工業(yè)迅猛發(fā)展，工業(yè)廢水的處理受到更大的重視，研究成功和實際應(yīng)用了許多種有效的處理方法，如離子交換、汽提、溶劑萃取、蒸發(fā)濃縮、電解、膜分離、氧化還原、電泳、高梯度磁分離等，以及重金屬和放射性廢水處理后所形成濃縮產(chǎn)物的不溶性固化處理方法。根據(jù)各種工業(yè)廢水的成分、性質(zhì)和水量的不同，采用不同的處理方法（或稱單元處理過程），分別去除不同的污染成分，使水達到排放或回用標(biāo)準(zhǔn)。

水環(huán)境還受到含有農(nóng)藥、化肥、有機物等的農(nóng)田徑流以及酸雨等的污染。因此水污染防治工程包括更為廣泛的內(nèi)容。

在水源被城市污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水以及大氣沉降、降水徑流等挾帶的多種污染物污染的情況下，采用傳統(tǒng)的處理工藝已不能滿足飲用水的水質(zhì)要求，需要采用更加有效的處理方法。美國已有50多座水廠用粒狀活性炭濾池取代砂濾池，或者在砂濾池之后附加活性炭濾池，通過活性炭的吸附去除多種污染物，尤其是有機污染物。西歐有越來越多的水廠采用臭氧氧化與活性炭吸附相結(jié)合的除污染工藝。此外，還在試驗研究用反滲透和超過濾法等去除給水中的污染物。

70年代以來，普遍重視水污染綜合防治，今后還會沿這個方向繼續(xù)發(fā)展。同時，改進水處理技術(shù)，提高處理效率、降低費用和能耗仍是重要的研究內(nèi)容。為了充分利用水資源和節(jié)約能源，一些新的分離技術(shù)、循環(huán)用水技術(shù)、土地處理系統(tǒng)和污水省能生物處理技術(shù)，是今后水污染防治技術(shù)的重要發(fā)展趨向。2100433B

《水污染防治工程技術(shù)與實踐》按照注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)考試大綱要求編寫，包括水污染防治工程技術(shù)、廢水處理與再生利用工程實踐兩篇17章的內(nèi)容，可幫助考生按考試要求有針對性復(fù)習(xí)，提高應(yīng)試和解決實際問題的能力。

《水污染防治工程技術(shù)與實踐》可供參加注冊環(huán)保工程師執(zhí)業(yè)資格考試專業(yè)考試的人員復(fù)習(xí)備考，同時也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員和高校師生的一本參考書。

第1篇水污染防治工程技術(shù)1

第1章物理處理法1

11沉淀與氣浮2

111沉淀2

112氣浮5

12過濾10

121過濾的類型10

122過濾的原理11

123過濾裝置12

124濾料13

第2章物理化學(xué)處理法15

21混凝15

211膠體及其穩(wěn)定性15

212混凝原理16

213混凝劑和助凝劑17

214影響混凝效果的主要因素18

215混凝沉淀法除磷19

22吸附21

221吸附的類型21

222吸附劑21

223吸附等溫線22

224吸附速率25

225影響吸附的因素25

226吸附工藝過程及設(shè)備26

23離子交換26

231原理26

232離子交換劑27

233離子交換工藝29

234離子交換法在廢水處理中的應(yīng)用32

24膜分離33

241概述33

242電滲析33

243擴散滲析39

244反滲透40

245超濾45

246膜清洗46

247液膜分離技術(shù)46

248膜生物反應(yīng)器48

第3章化學(xué)處理法50

31中和50

311基本原理50

312中和處理裝置51

313中和劑51

32化學(xué)沉淀52

321氫氧化物沉淀法53

322硫化物沉淀法53

33氧化還原53

331氧化還原反應(yīng)與Nernst方程54

332氧化還原反應(yīng)速率54

333藥劑還原法55

334空氣氧化法56

335臭氧氧化法56

336氯氧化法57

337UV/H2O2氧化58

338UV/O3法59

339UV/H2O2/O3聯(lián)合氧化60

3310化學(xué)消毒60

34萃取63

341溶劑萃取的基本原理64

342萃取劑64

343萃取過程64

344萃取設(shè)備65

345萃取劑的選擇與再生65

346萃取工藝 65

347萃取法處理含酚廢水66

35吹脫66

351吹脫法的基本原理67

352吹脫設(shè)備67

353吹脫的影響因素67

354吹脫尾氣的最終處置67

355吹脫法的應(yīng)用68

36汽提68

361汽提原理68

362汽提工藝68

363相間接觸的方法69

364汽提工藝的應(yīng)用69

365汽提法處理廢水應(yīng)用舉例70

37濕式氧化法71

371概述71

372濕式氧化法的原理71

373濕式氧化法的主要影響因素72

374濕式氧化工藝72

375濕式氧化法的應(yīng)用73

38超臨界水氧化技術(shù)74

381超臨界流體74

382應(yīng)用76

383超臨界水氧化技術(shù)特點77

第4章廢水生物處理79

41活性污泥法79

411活性污泥法分類79

412活性污泥法的基本原理80

413活性污泥微生物的作用82

414活性污泥法廢水處理過程的控制指標(biāo)83

415活性污泥動力學(xué)：活性污泥數(shù)學(xué)模式85

416活性污泥處理系統(tǒng)的運行方式88

417活性污泥法新工藝91

418曝氣原理及曝氣裝置99

419活性污泥膨脹102

42生物膜法103

421生物膜法的基本原理104

422生物膜法廢水處理技術(shù)的特征107

423生物濾池108

424生物轉(zhuǎn)盤115

425生物接觸氧化法120

426生物流化床124

427曝氣生物濾池128

43廢水生物脫氮除磷131

431生物脫氮131

432生物除磷134

433廢水脫氮除磷處理工藝136

434新型生物脫氮工藝140

44厭氧生物處理142

441厭氧生物處理的分類142

442厭氧生物處理的基本原理143

443厭氧生物處理的影響因素143

444厭氧生物處理的優(yōu)缺點及適用性145

445污泥的厭氧消化處理145

446厭氧生物濾池147

447厭氧生物轉(zhuǎn)盤148

448厭氧接觸法148

449上流式厭氧污泥床反應(yīng)器149

4410分段厭氧消化法153

第5章廢水自然凈化處理155

51生物塘155

511概述155

512生物塘分類155

513生物塘的影響因素155

514生物塘設(shè)計156

52土地處理156

521廢水的土地處理概念及分類157

522廢水土地處理的凈化機理157

523廢水土地處理系統(tǒng)的工藝類型157

524污水灌溉的規(guī)劃設(shè)計159

525土地滲透系統(tǒng)160

第6章污泥的處理與處置162

61污泥的分類和性質(zhì)162

611污泥的分類162

612污泥的性質(zhì)指標(biāo)162

62污泥的處理163

621污泥的輸送164

622污泥濃縮164

623污泥的穩(wěn)定166

624污泥的脫水與干化167

625污泥消毒168

626污泥干燥與焚燒168

63污泥的最終處置169

第7章流域水污染防治171

71流域水環(huán)境171

711淡水環(huán)境171

712海水環(huán)境171

713污染物的排放172

72水體污染物的主要來源172

73污水及其特性173

731污水的概念173

732水質(zhì)指標(biāo)173

74水體污染的危害177

75水污染防治的基本原則和方法177

751水污染防治的基本原則177

752水污染防治的方法178

第8章水環(huán)境區(qū)域性綜合防治與水環(huán)境規(guī)劃179

81概述179

811水環(huán)境區(qū)域性綜合防治的工作內(nèi)容179

812水環(huán)境區(qū)域性綜合防治的工作步驟179

82污染物總量控制180

821實施污染物總量控制的必要性180

822實施污染物總量控制的適用范圍180

823實施總量控制的條件181

824總量控制最優(yōu)治理方案的確定181

83行政經(jīng)濟原則及措施181

831水污染區(qū)域性防治的管理181

832水環(huán)境污染區(qū)域性綜合防治的技術(shù)措施182

84水環(huán)境規(guī)劃182

85污染水體的凈化和生態(tài)修復(fù)的基本方法184

851水體的自凈184

852水體水質(zhì)基本模型184

853河流氧垂曲線185

854污染水體的修復(fù)186

第2篇廢水處理與再生利用工程實踐190

第9章廢水的收集與提升190

91廢水的收集190

911排水系統(tǒng)的類型190

912排水系統(tǒng)的組成191

913排水系統(tǒng)的布置形式192

92廢水的提升193

921廢水泵站的特點及組成193

922廢水泵站設(shè)計的原則193

923廢水泵站的設(shè)計194

第10章污水處理廠(站)總體設(shè)計197

101污水處理廠（站）的設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計階段197

1011設(shè)計的前期工作197

1012擴大初步設(shè)計199

1013施工圖設(shè)計200

102設(shè)計資料202

103設(shè)計原則203

104污水處理廠（站）址選擇203

1041城市污水處理廠廠址的選擇203

1042工業(yè)廢水處理站站址的選擇204

105工藝設(shè)計205

1051污水處理廠（站）規(guī)模的確定205

1052污水處理廠（站）進出水水質(zhì)的確定205

1053污水處理工藝流程的選擇208

106污水處理廠（站）總體布置210

1061污水處理廠的平面布置210

1062污水處理廠的高程布置211

第11章污水、污泥處理與構(gòu)(建)筑物設(shè)計213

111污水預(yù)處理工藝213

1111預(yù)處理工藝單元的類型213

1112預(yù)處理工藝單元的功能213

1113預(yù)處理工藝單元的設(shè)計原則213

1114預(yù)處理工藝單元的計算方法214

112一級處理工藝216

1121一級處理工藝單元的類型216

1122一級處理工藝單元的功能216

1123一級處理工藝單元的設(shè)計原則217

1124一級處理工藝單元的計算方法217

113二級處理工藝220

1131二級處理工藝單元的類型220

1132二級處理工藝單元的功能220

1133二級處理工藝單元的設(shè)計原則220

1134傳統(tǒng)活性污泥法的計算方法224

1135生物膜法的計算方法229

114深度處理工藝233

1141深度處理工藝單元的類型及功能233

1142深度處理工藝單元的設(shè)計236

1143深度處理工藝單元的計算方法236

第12章污水、污泥處理常用儀表與過程控制系統(tǒng)241

121污水、污泥處理常用儀表241

1211儀表的基礎(chǔ)知識241

1212污水處理運行工藝參數(shù)的在線測量243

1213儀表的日常維護與管理248

122污水、污泥處理過程控制系統(tǒng)248

1221污水、污泥處理自動化基本知識248

1222自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)250

1223自動控制系統(tǒng)的組成252

1224自動控制系統(tǒng)的分類253

1225自動控制系統(tǒng)的其他類型253

1226城市污水處理廠常用自控方案254

1227某城市污水處理廠自動控制方案256

第13章廢水、污泥處理常用設(shè)備263

131概述263

132污水處理通用機械設(shè)備263

1321閘門與閥門263

1322離心泵266

1323螺旋泵268

1324羅茨式鼓風(fēng)機268

1325離心式鼓風(fēng)機269

133污水處理專用機械設(shè)備269

1331格柵除污機269

1332除砂與砂水分離設(shè)備271

1333水下推進器272

1334刮泥機273

1335表面曝氣設(shè)備與推流器276

1336吸泥機278

1337潷水器279

1338污泥濃縮設(shè)備279

1339螺旋輸送機280

13310可調(diào)堰與套筒閥280

13311污泥脫水機房設(shè)備280

第14章污水、污泥處理常用材料、藥劑282

141污水、污泥處理常用材料282

1411離子交換樹脂282

1412濾料282

1413活性炭282

1414沸石283

142污水、污泥處理常用藥劑285

1421絮凝劑285

1422阻垢劑287

1423緩蝕劑289

1424殺菌滅藻劑289

第15章工業(yè)廢水處理工程291

151工業(yè)廢水處理的技術(shù)291

152主要工業(yè)廢水處理的技術(shù)要點291

153有機工業(yè)廢水的處理工藝295

1531廢水水量估算295

1532水質(zhì)成分分析295

1533基本工藝系統(tǒng)295

154含油重金屬廢水處理工藝297

155含絡(luò)合劑廢水處理工藝298

156含MeCOD廢水處理工藝299

第16章污水再生利用工程300

161污水再生利用途徑300

162污水再生利用的基本原則301

163污水再生利用的工藝設(shè)計302

1631回用水水質(zhì)指標(biāo)概述302

1632回用水水質(zhì)與水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系303

1633各種用途回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)303

1634污水再生工藝流程304

1635城市污水再生處理工藝設(shè)計307

164循環(huán)冷卻水處理的處理與回用309

1641冷卻水系統(tǒng)分類309

1642冷卻構(gòu)筑物310

1643循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的阻垢310

1644循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕311

1645循環(huán)冷卻水的冷卻處理312

1646循環(huán)水的水質(zhì)穩(wěn)定原理312

第17章污水自然凈化工程315

171人工濕地315

1711濕地系統(tǒng)315

1712人工濕地概念315

1713人工濕地特點316

1714人工濕地分類316

1715人工濕地組成316

1716人工濕地去除污染物機理317

1717人工濕地處理工藝系統(tǒng)318

1718發(fā)展趨勢319

1719人工濕地在應(yīng)用中存在的問題及解決辦法320

172穩(wěn)定塘321

1721概述321

1722特點321

1723穩(wěn)定塘的種類和功能321

1724穩(wěn)定塘的應(yīng)用323

1725穩(wěn)定塘的規(guī)劃設(shè)計323

參考文獻326 2100433B