水污染防治工程综合防治工程

水系污染综合防治工程是从60年代开始发展起来的。这种防治工程根据城市和工矿区内及周围水系分布情况，分段（河川）或分区（湖、海）调查研究它们各自的自净能力和自净规律，确定各区段的污染负荷，修建相应的处理设施，包括修建大规模的区域性联合污水处理厂，以及在一些自净能力小或污染超负荷的区段修建调节水库或污水库，以增加枯水期的水流量或减轻枯水期的排污负荷。也可修建曝气设施，增加水体的进氧量和自净能力，或者引附近水系的水进行稀释，以提高自净能力和改善水质。水系流域内的工业要压缩用水量，实行循环用水，减少排污量。

水系被污染后，有许多种污染物如重金属、多氯联苯、有机氯农药、重质焦油等沉积于水体底泥中。它们有可能重新返回水中，如汞可经甲基化再往水中释放剧毒的甲基汞。因此水系污染底质防治工程是水系污染防治工程的重要组成部分。它包括：①对污染底质进行调查研究，以确定其污染范围和浓度、形态和分布；②调查研究水生物特别是底栖水生物如贝类、底层鱼类对底质污染物的吸收、蓄积状况和规律，并结合水文、地质等多种因素和水域功能要求确定底质中污染物的最大容许浓度；③对污染物浓度超过容许标准的底质进行处理，可使用挖掘法、粘土覆盖法、吸附法等。

在水系污染防治工程中还要考虑农田、矿山等地面径流的污染问题。

为及时地排除城市生活污水、工业废水和天然降水，并分别把不同的污水集中输送到污水处理厂或排入水体，或灌溉土地，或处理后重复使用，须按照最经济合理的方案建设排水系统。制定排水系统的规划，必须结合本地区的自然条件和社会条件（包括城市规划）考虑地区内污水收集和处理方式：在全地区是分片还是集中设污水处理厂；采用各种污水的分流制（生活污水、工业废水、雨水分别建管网系统）还是合流制（各种污水合建管网系统），或两种适当结合的混合制；排放水口设在何处，还要注意近期建设和远景规划的结合，以及对管径、坡降、管网附属构筑物、施工工程量、运行维护费用等等作出技术经济比较。也要考虑利用旧有设施，扩建或改建城市原有管道系统。

首先是对水体污染进行系统的监测，为研究水体污染、自净规律和环境容量提供数据。根据水体功能制定各种水质标准、废水排放标准，以保护水环境质量，并确定污水的合理处理程度。

城市污水处理

传统的污水处理是根据受纳水体对有机污染物BOD5(五日生化需氧量)的容许排放负荷确定污水的处理程度。污水二级处理厂，仅能去除可生物降解的有机物和部分地去除氮、磷等营养性物质，而不能去除难以生物降解的有机物，处理后的污水排入水体仍会造成污染。因此，最近有少数污水处理厂加设了除氮、除磷等处理设备。少数缺水城市还采用了三级处理系统(见污水三级处理)，即将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物,并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒,然后将处理水送入中水道，作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。

由生物氧化塘、贮存湖和污水灌溉田等组成的土地处理系统作为污水处理系统是经济、有效的方法，在有条件的地区已得到实际应用。

工业废水处理

工业废水的成分和性质相当复杂，处理难度大，费用大，必须采用综合防治措施。最根本的措施是用无毒原料取代有毒原料，以杜绝有毒废水的产生。在使用有毒原料的生产过程中，采用合理的工艺流程和设备，消除逸漏，以减少有毒原料的耗用量和流失量。重金属废水、放射性废水、无机毒物废水和难以生物降解的有机毒物废水,应尽可能与其他废水分流,就地单独处理,并要尽量采用闭路循环系统,或在厂内进行适当的预处理，达到排放标准后再排入下水道。相对清洁的废水如冷却水，最好在厂内经过简单处理后循环使用,以节省水资源,减轻下水道和污水处理厂的负荷。性质近似于城市污水的工业废水可排入下水道，由污水处理厂集中处理。一些能生物降解的有毒废水如含酚、氰废水，可按排放标准排入城市下水道，与城市污水混合处理。

水污染防治工程是环境工程学的一个技术领域，同当地自然条件（地形、气象、河流、土壤性质等）、社会条件（城市、地区发展、工农业生产、人口密度、交通情况、经济生活、技术水平等）都有密切关系。因此，必须综合考虑各种污水的产生、水量和水质的控制、污水输送集中方式、污水处理方法及排放和回用要求、水体、土壤等自然净化能力进行全面规划，综合防治。从60年代开始发展起来的水系污染综合防治工程根据水系分布情况，分段分区研究其环境容量、自净规律，确定各区段的污染负荷，修建相应处理措施，控制污染源，包括修建区域性联合污水处理厂、调节水体水量和污染负荷。也可调引附近水系的水或修建曝气设施，以增加水体自净能力，改善水质。同时还应进行水系污染底质防治公车功能和农田、矿山等地面径流的污染防治工程，改进各种污水处理技术，提高处理效率，降低费用能耗，充分利用水资源，进行污水的循环回用等，沿着水污染综合防治继续不断发展。综合环境保护管理部门要求，对水环境污染物进行浓度控制和总量控制的综合规划是水污染防治工程的重要内容。

随着近代工商业的发展，城市人口密集，污水、污物增多，由于长期任意排放，导致城市及其附近水环境日趋恶化。19世纪欧洲一些大城市，因饮用水源遭到污染，曾多次造成霍乱、痢疾等传染病的流行。为了防止传染病的流行，开始进行污水处理。最初采用格栅截留、自然沉淀等处理方法，去除漂浮、悬浮和可沉淀物质。这些方法后来称为一级处理法（见污水一级处理）。随后又发明了生物滤池和活性污泥法等生物处理方法，在一级处理后实施，以除去可生物降解的有机物质，称为二级处理法（见污水二级处理）。

第二次世界大战后的30多年来，工业迅猛发展，工业废水的处理受到更大的重视，研究成功和实际应用了许多种有效的处理方法，如离子交换、汽提、溶剂萃取、蒸发浓缩、电解、膜分离、氧化还原、电泳、高梯度磁分离等，以及重金属和放射性废水处理后所形成浓缩产物的不溶性固化处理方法。根据各种工业废水的成分、性质和水量的不同，采用不同的处理方法（或称单元处理过程），分别去除不同的污染成分，使水达到排放或回用标准。

水环境还受到含有农药、化肥、有机物等的农田径流以及酸雨等的污染。因此水污染防治工程包括更为广泛的内容。

在水源被城市污水、工业废水、农业废水以及大气沉降、降水径流等挟带的多种污染物污染的情况下，采用传统的处理工艺已不能满足饮用水的水质要求，需要采用更加有效的处理方法。美国已有50多座水厂用粒状活性炭滤池取代砂滤池，或者在砂滤池之后附加活性炭滤池，通过活性炭的吸附去除多种污染物，尤其是有机污染物。西欧有越来越多的水厂采用臭氧氧化与活性炭吸附相结合的除污染工艺。此外，还在试验研究用反渗透和超过滤法等去除给水中的污染物。

70年代以来，普遍重视水污染综合防治，今后还会沿这个方向继续发展。同时，改进水处理技术，提高处理效率、降低费用和能耗仍是重要的研究内容。为了充分利用水资源和节约能源，一些新的分离技术、循环用水技术、土地处理系统和污水省能生物处理技术，是今后水污染防治技术的重要发展趋向。2100433B

《水污染防治工程技术与实践》按照注册环保工程师执业资格考试专业考试大纲要求编写，包括水污染防治工程技术、废水处理与再生利用工程实践两篇17章的内容，可帮助考生按考试要求有针对性复习，提高应试和解决实际问题的能力。

《水污染防治工程技术与实践》可供参加注册环保工程师执业资格考试专业考试的人员复习备考，同时也可作为相关工程技术人员和高校师生的一本参考书。

第1篇水污染防治工程技术1

第1章物理处理法1

11沉淀与气浮2

111沉淀2

112气浮5

12过滤10

121过滤的类型10

122过滤的原理11

123过滤装置12

124滤料13

第2章物理化学处理法15

21混凝15

211胶体及其稳定性15

212混凝原理16

213混凝剂和助凝剂17

214影响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吸附的类型21

222吸附剂21

223吸附等温线22

224吸附速率25

225影响吸附的因素25

226吸附工艺过程及设备26

23离子交换26

231原理26

232离子交换剂27

233离子交换工艺29

234离子交换法在废水处理中的应用32

24膜分离33

241概述33

242电渗析33

243扩散渗析39

244反渗透40

245超滤45

246膜清洗46

247液膜分离技术46

248膜生物反应器48

第3章化学处理法50

31中和50

311基本原理50

312中和处理装置51

313中和剂51

32化学沉淀52

321氢氧化物沉淀法53

322硫化物沉淀法53

33氧化还原53

331氧化还原反应与Nernst方程54

332氧化还原反应速率54

333药剂还原法55

334空气氧化法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联合氧化60

3310化学消毒60

34萃取63

341溶剂萃取的基本原理64

342萃取剂64

343萃取过程64

344萃取设备65

345萃取剂的选择与再生65

346萃取工艺 65

347萃取法处理含酚废水66

35吹脱66

351吹脱法的基本原理67

352吹脱设备67

353吹脱的影响因素67

354吹脱尾气的最终处置67

355吹脱法的应用68

36汽提68

361汽提原理68

362汽提工艺68

363相间接触的方法69

364汽提工艺的应用69

365汽提法处理废水应用举例70

37湿式氧化法71

371概述71

372湿式氧化法的原理71

373湿式氧化法的主要影响因素72

374湿式氧化工艺72

375湿式氧化法的应用73

38超临界水氧化技术74

381超临界流体74

382应用76

383超临界水氧化技术特点77

第4章废水生物处理79

41活性污泥法79

411活性污泥法分类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活性污泥法废水处理过程的控制指标83

415活性污泥动力学：活性污泥数学模式85

416活性污泥处理系统的运行方式88

417活性污泥法新工艺91

418曝气原理及曝气装置99

419活性污泥膨胀102

42生物膜法103

421生物膜法的基本原理104

422生物膜法废水处理技术的特征107

423生物滤池108

424生物转盘115

425生物接触氧化法120

426生物流化床124

427曝气生物滤池128

43废水生物脱氮除磷131

431生物脱氮131

432生物除磷134

433废水脱氮除磷处理工艺136

434新型生物脱氮工艺140

44厌氧生物处理142

441厌氧生物处理的分类142

442厌氧生物处理的基本原理143

443厌氧生物处理的影响因素143

444厌氧生物处理的优缺点及适用性145

445污泥的厌氧消化处理145

446厌氧生物滤池147

447厌氧生物转盘148

448厌氧接触法148

449上流式厌氧污泥床反应器149

4410分段厌氧消化法153

第5章废水自然净化处理155

51生物塘155

511概述155

512生物塘分类155

513生物塘的影响因素155

514生物塘设计156

52土地处理156

521废水的土地处理概念及分类157

522废水土地处理的净化机理157

523废水土地处理系统的工艺类型157

524污水灌溉的规划设计159

525土地渗透系统160

第6章污泥的处理与处置162

61污泥的分类和性质162

611污泥的分类162

612污泥的性质指标162

62污泥的处理163

621污泥的输送164

622污泥浓缩164

623污泥的稳定166

624污泥的脱水与干化167

625污泥消毒168

626污泥干燥与焚烧168

63污泥的最终处置169

第7章流域水污染防治171

71流域水环境171

711淡水环境171

712海水环境171

713污染物的排放172

72水体污染物的主要来源172

73污水及其特性173

731污水的概念173

732水质指标173

74水体污染的危害177

75水污染防治的基本原则和方法177

751水污染防治的基本原则177

752水污染防治的方法178

第8章水环境区域性综合防治与水环境规划179

81概述179

811水环境区域性综合防治的工作内容179

812水环境区域性综合防治的工作步骤179

82污染物总量控制180

821实施污染物总量控制的必要性180

822实施污染物总量控制的适用范围180

823实施总量控制的条件181

824总量控制最优治理方案的确定181

83行政经济原则及措施181

831水污染区域性防治的管理181

832水环境污染区域性综合防治的技术措施182

84水环境规划182

85污染水体的净化和生态修复的基本方法184

851水体的自净184

852水体水质基本模型184

853河流氧垂曲线185

854污染水体的修复186

第2篇废水处理与再生利用工程实践190

第9章废水的收集与提升190

91废水的收集190

911排水系统的类型190

912排水系统的组成191

913排水系统的布置形式192

92废水的提升193

921废水泵站的特点及组成193

922废水泵站设计的原则193

923废水泵站的设计194

第10章污水处理厂(站)总体设计197

101污水处理厂（站）的设计内容及设计阶段197

1011设计的前期工作197

1012扩大初步设计199

1013施工图设计200

102设计资料202

103设计原则203

104污水处理厂（站）址选择203

1041城市污水处理厂厂址的选择203

1042工业废水处理站站址的选择204

105工艺设计205

1051污水处理厂（站）规模的确定205

1052污水处理厂（站）进出水水质的确定205

1053污水处理工艺流程的选择208

106污水处理厂（站）总体布置210

1061污水处理厂的平面布置210

1062污水处理厂的高程布置211

第11章污水、污泥处理与构(建)筑物设计213

111污水预处理工艺213

1111预处理工艺单元的类型213

1112预处理工艺单元的功能213

1113预处理工艺单元的设计原则213

1114预处理工艺单元的计算方法214

112一级处理工艺216

1121一级处理工艺单元的类型216

1122一级处理工艺单元的功能216

1123一级处理工艺单元的设计原则217

1124一级处理工艺单元的计算方法217

113二级处理工艺220

1131二级处理工艺单元的类型220

1132二级处理工艺单元的功能220

1133二级处理工艺单元的设计原则220

1134传统活性污泥法的计算方法224

1135生物膜法的计算方法229

114深度处理工艺233

1141深度处理工艺单元的类型及功能233

1142深度处理工艺单元的设计236

1143深度处理工艺单元的计算方法236

第12章污水、污泥处理常用仪表与过程控制系统241

121污水、污泥处理常用仪表241

1211仪表的基础知识241

1212污水处理运行工艺参数的在线测量243

1213仪表的日常维护与管理248

122污水、污泥处理过程控制系统248

1221污水、污泥处理自动化基本知识248

1222自动调节系统250

1223自动控制系统的组成252

1224自动控制系统的分类253

1225自动控制系统的其他类型253

1226城市污水处理厂常用自控方案254

1227某城市污水处理厂自动控制方案256

第13章废水、污泥处理常用设备263

131概述263

132污水处理通用机械设备263

1321闸门与阀门263

1322离心泵266

1323螺旋泵268

1324罗茨式鼓风机268

1325离心式鼓风机269

133污水处理专用机械设备269

1331格栅除污机269

1332除砂与砂水分离设备271

1333水下推进器272

1334刮泥机273

1335表面曝气设备与推流器276

1336吸泥机278

1337滗水器279

1338污泥浓缩设备279

1339螺旋输送机280

13310可调堰与套筒阀280

13311污泥脱水机房设备280

第14章污水、污泥处理常用材料、药剂282

141污水、污泥处理常用材料282

1411离子交换树脂282

1412滤料282

1413活性炭282

1414沸石283

142污水、污泥处理常用药剂285

1421絮凝剂285

1422阻垢剂287

1423缓蚀剂289

1424杀菌灭藻剂289

第15章工业废水处理工程291

151工业废水处理的技术291

152主要工业废水处理的技术要点291

153有机工业废水的处理工艺295

1531废水水量估算295

1532水质成分分析295

1533基本工艺系统295

154含油重金属废水处理工艺297

155含络合剂废水处理工艺298

156含MeCOD废水处理工艺299

第16章污水再生利用工程300

161污水再生利用途径300

162污水再生利用的基本原则301

163污水再生利用的工艺设计302

1631回用水水质指标概述302

1632回用水水质与水环境质量标准的关系303

1633各种用途回用水水质标准303

1634污水再生工艺流程304

1635城市污水再生处理工艺设计307

164循环冷却水处理的处理与回用309

1641冷却水系统分类309

1642冷却构筑物310

1643循环冷却水系统的阻垢310

1644循环冷却水系统的缓蚀311

1645循环冷却水的冷却处理312

1646循环水的水质稳定原理312

第17章污水自然净化工程315

171人工湿地315

1711湿地系统315

1712人工湿地概念315

1713人工湿地特点316

1714人工湿地分类316

1715人工湿地组成316

1716人工湿地去除污染物机理317

1717人工湿地处理工艺系统318

1718发展趋势319

1719人工湿地在应用中存在的问题及解决办法320

172稳定塘321

1721概述321

1722特点321

1723稳定塘的种类和功能321

1724稳定塘的应用323

1725稳定塘的规划设计323

参考文献326 2100433B