環(huán)境工程水處理工藝與技術(shù)手冊(cè)

環(huán)境工程水處理工藝與技術(shù)手冊(cè)TOC\o"1-2"\h\u28028第一章水處理概述 2294771.1水處理的基本概念 2146061.2水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 313274第二章水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià) 3108292.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)與方法 4279362.2水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與體系 425109第三章物理處理方法 5315153.1沉淀與澄清 5306663.2過濾與膜分離 5235943.3消毒與氧化 619121第四章化學(xué)處理方法 6274824.1混凝與絮凝 6181974.1.1混凝 7131694.1.2絮凝 714454.2化學(xué)氧化與還原 7182694.2.1化學(xué)氧化 778524.2.2化學(xué)還原 7130644.3吸附與離子交換 761584.3.1吸附 7286384.3.2離子交換 719507第五章生物處理方法 8252365.1好氧生物處理 8228545.2厭氧生物處理 8214715.3生物膜法 825460第六章深度處理技術(shù) 992886.1活性炭吸附 925696.1.1活性炭吸附原理 9151666.1.2活性炭吸附影響因素 9119406.1.3活性炭吸附應(yīng)用實(shí)例 9297156.2膜生物反應(yīng)器 9263266.2.1膜生物反應(yīng)器原理 1080736.2.2膜生物反應(yīng)器分類 10296716.2.3膜生物反應(yīng)器應(yīng)用實(shí)例 10100076.3光催化氧化 10147446.3.1光催化氧化原理 1018116.3.2光催化氧化影響因素 10133356.3.3光催化氧化應(yīng)用實(shí)例 1016222第七章工業(yè)廢水處理 10119107.1有機(jī)廢水處理 1057047.2無機(jī)廢水處理 11181137.3混合廢水處理 1110184第八章城市污水處理 12287448.1城市污水處理工藝 12192618.2污泥處理與處置 12305778.3污水再生與利用 1227720第九章農(nóng)業(yè)廢水處理 13203159.1農(nóng)業(yè)廢水特點(diǎn)與來源 1360289.2農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù) 1320969.3農(nóng)業(yè)廢水資源化利用 1416976第十章飲用水處理 143090210.1飲用水處理工藝 141955010.2飲用水處理設(shè)備 151569010.3飲用水安全與衛(wèi)生 1530090第十一章水處理工程設(shè)計(jì)與施工 153268611.1水處理工程設(shè)計(jì)與原則 15327311.1.1水處理工程設(shè)計(jì)的任務(wù) 162210111.1.2水處理工程設(shè)計(jì)的原則 161615111.2水處理工程施工與管理 161494111.2.1水處理工程施工 16625411.2.2水處理工程施工管理 161516711.3水處理工程驗(yàn)收與運(yùn)行 172193211.3.1水處理工程驗(yàn)收 17408911.3.2水處理工程運(yùn)行 1719910第十二章水處理設(shè)施運(yùn)行與管理 172916812.1水處理設(shè)施運(yùn)行維護(hù) 171681712.2水處理設(shè)施故障處理 182429112.3水處理設(shè)施環(huán)保與節(jié)能 18第一章水處理概述1.1水處理的基本概念水處理是指通過物理、化學(xué)和生物等方法，對(duì)水中的污染物進(jìn)行去除或轉(zhuǎn)化，以達(dá)到凈化水質(zhì)、保護(hù)環(huán)境和滿足特定用途的目的。水處理主要包括污水處理和飲用水處理兩大類。污水處理是對(duì)生活污水、工業(yè)廢水等含有污染物的水體進(jìn)行處理，使其達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或再利用要求；飲用水處理則是對(duì)自然水體進(jìn)行處理，使其符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，保障人們的飲水安全。水處理的基本流程包括預(yù)處理、主處理和后處理三個(gè)階段。預(yù)處理主要目的是降低水中懸浮物、膠體和微生物的含量，為主處理創(chuàng)造良好條件；主處理是針對(duì)水中的特定污染物進(jìn)行去除或轉(zhuǎn)化，包括生物處理、化學(xué)處理和物理處理等方法；后處理則是對(duì)經(jīng)過主處理的水進(jìn)行深度凈化，以滿足更高水質(zhì)要求。1.2水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的不斷提高，水處理技術(shù)得到了廣泛關(guān)注和快速發(fā)展。以下是水處理技術(shù)的一些主要發(fā)展趨勢(shì)：（1）生物處理技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新生物處理技術(shù)是水處理領(lǐng)域的重要組成部分，未來發(fā)展趨勢(shì)包括優(yōu)化現(xiàn)有生物處理工藝、開發(fā)新型生物處理技術(shù)以及提高生物處理效果。例如，活性污泥法、生物膜法等傳統(tǒng)生物處理技術(shù)的改進(jìn)，以及微生物絮凝、酶制劑等新型生物處理技術(shù)的應(yīng)用。（2）化學(xué)處理技術(shù)的拓展與應(yīng)用化學(xué)處理技術(shù)在水處理中具有重要作用，未來發(fā)展趨勢(shì)包括開發(fā)新型高效化學(xué)藥劑、提高化學(xué)處理效果以及降低化學(xué)處理成本。例如，高級(jí)氧化技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)等新型化學(xué)處理方法的研究與應(yīng)用。（3）物理處理技術(shù)的創(chuàng)新與集成物理處理技術(shù)在水處理中具有簡便、高效的特點(diǎn)，未來發(fā)展趨勢(shì)包括創(chuàng)新物理處理技術(shù)、提高物理處理效果以及實(shí)現(xiàn)物理處理技術(shù)的集成。例如，膜分離技術(shù)、磁分離技術(shù)等新型物理處理技術(shù)的研究與應(yīng)用。（4）智能化與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展信息化技術(shù)的快速發(fā)展，智能化與自動(dòng)化技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。未來發(fā)展趨勢(shì)包括進(jìn)一步優(yōu)化水處理工藝參數(shù)、實(shí)現(xiàn)水處理過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與優(yōu)化以及提高水處理設(shè)備的自動(dòng)化程度。（5）資源化與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水資源日益緊張，水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)還包括實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用和循環(huán)經(jīng)濟(jì)。例如，廢水深度處理與回用技術(shù)、雨水收集與利用技術(shù)等。（6）環(huán)保型水處理技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用環(huán)保型水處理技術(shù)是指在處理過程中減少污染物的排放，降低對(duì)環(huán)境的影響。未來發(fā)展趨勢(shì)包括研發(fā)新型環(huán)保型水處理技術(shù)、優(yōu)化現(xiàn)有水處理工藝以及提高水處理設(shè)備的環(huán)境友好性。第二章水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)2.1水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)與方法水質(zhì)監(jiān)測(cè)是保障水環(huán)境安全的重要手段，通過對(duì)水體中各種污染物的濃度、分布和變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為水環(huán)境管理和污染防治提供科學(xué)依據(jù)。水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)和生物指標(biāo)。（1）物理指標(biāo)物理指標(biāo)主要包括水溫、色度、濁度、嗅味、電導(dǎo)率等。這些指標(biāo)可以反映水體的基本特征和污染程度。例如，水溫影響水中生物的生長和繁殖，色度和濁度反映水體中懸浮物的含量，電導(dǎo)率可以反映水體中溶解鹽類的濃度。（2）化學(xué)指標(biāo)化學(xué)指標(biāo)包括pH值、總硬度、溶解氧、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、總氮、總磷等。這些指標(biāo)可以反映水體中化學(xué)污染物的種類和濃度。例如，pH值反映水體酸堿程度，溶解氧是水生生物生存的重要條件，COD和BOD反映水體中有機(jī)物的含量。（3）生物指標(biāo)生物指標(biāo)包括浮游植物、浮游動(dòng)物、底棲動(dòng)物、微生物等。這些指標(biāo)可以反映水體中生物的種類、數(shù)量和生物多樣性。例如，浮游植物和浮游動(dòng)物是水體生態(tài)系統(tǒng)中重要的初級(jí)生產(chǎn)者，底棲動(dòng)物和微生物可以反映水體底質(zhì)的污染程度。水質(zhì)監(jiān)測(cè)方法主要包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和實(shí)驗(yàn)室分析?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)主要利用便攜式儀器對(duì)水體中的物理指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)室分析則需要對(duì)水樣進(jìn)行采樣、預(yù)處理和分析，以獲取化學(xué)指標(biāo)和生物指標(biāo)。2.2水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與體系水質(zhì)評(píng)價(jià)是依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)水體污染程度和水質(zhì)狀況進(jìn)行評(píng)估的過程。水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與體系包括評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)體系。（1）評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)我國水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》和《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》等。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各類水體中污染物的濃度限值，以及水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。（2）評(píng)價(jià)方法水質(zhì)評(píng)價(jià)方法包括單項(xiàng)評(píng)價(jià)法和綜合評(píng)價(jià)法。單項(xiàng)評(píng)價(jià)法是針對(duì)某一污染物濃度進(jìn)行評(píng)價(jià)，如單項(xiàng)指數(shù)法、單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法等。綜合評(píng)價(jià)法是對(duì)多個(gè)污染物濃度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，如綜合污染指數(shù)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法等。（3）評(píng)價(jià)體系水質(zhì)評(píng)價(jià)體系包括水質(zhì)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)用等方面。建立健全水質(zhì)評(píng)價(jià)體系，可以提高水質(zhì)管理的科學(xué)性和有效性。我國目前已建立了國家、省、市、縣四級(jí)水質(zhì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為水質(zhì)評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支持。在水質(zhì)評(píng)價(jià)過程中，還需關(guān)注水環(huán)境容量、水生態(tài)狀況、水功能區(qū)劃等因素，以全面評(píng)估水質(zhì)狀況。同時(shí)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)創(chuàng)新，提高水質(zhì)管理能力，為我國水環(huán)境保護(hù)工作提供有力支撐。第三章物理處理方法3.1沉淀與澄清沉淀與澄清是物理處理方法中的一種，主要用于水處理過程中的預(yù)處理和后處理。沉淀是指通過重力作用，使水中的懸浮物質(zhì)下沉到底部，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的過程。澄清則是在沉淀的基礎(chǔ)上，通過添加絮凝劑等化學(xué)藥劑，使水中的細(xì)小懸浮顆粒聚集成較大的絮體，便于后續(xù)處理。沉淀與澄清的主要設(shè)備包括沉淀池、澄清池等。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)水處理要求的不同，沉淀與澄清可以分為以下幾種類型：（1）自然沉淀：適用于水質(zhì)較好，懸浮物含量較低的水源，通過自然沉降實(shí)現(xiàn)固液分離。（2）絮凝沉淀：適用于水質(zhì)較差，懸浮物含量較高的水源。通過添加絮凝劑，使懸浮物聚集成絮體，加快沉降速度。（3）斜板沉淀：利用斜板提高沉淀效率，適用于處理水量較大，懸浮物含量較高的水源。3.2過濾與膜分離過濾與膜分離是物理處理方法中的重要組成部分，主要用于去除水中的懸浮物、微生物等雜質(zhì)。過濾是指通過具有特定孔徑的過濾介質(zhì)，將水中的懸浮物截留，實(shí)現(xiàn)固液分離的過程。常見的過濾設(shè)備有砂濾池、活性炭濾池等。過濾方法包括：（1）快速過濾：適用于處理水質(zhì)較好，懸浮物含量較低的水源。（2）慢速過濾：適用于處理水質(zhì)較差，懸浮物含量較高的水源。（3）深層過濾：利用濾料層較厚，提高過濾效果，適用于處理水量較大，懸浮物含量較高的水源。膜分離是利用半透膜的選擇透過性，將水中的溶質(zhì)和溶劑分離的過程。常見的膜分離技術(shù)有微濾、超濾、納濾、反滲透等。膜分離具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）分離精度高，可去除水中的微小顆粒、微生物等雜質(zhì)。（2）操作簡便，占地面積小。（3）節(jié)能環(huán)保，無需添加化學(xué)藥劑。3.3消毒與氧化消毒與氧化是物理處理方法中的重要環(huán)節(jié)，主要用于去除水中的有害物質(zhì)，保障水質(zhì)的衛(wèi)生安全。消毒是指利用物理或化學(xué)方法，殺滅水中的細(xì)菌、病毒等微生物的過程。常見的消毒方法有：（1）氯化消毒：利用氯氣或次氯酸鈉等氯化劑，殺滅水中的微生物。（2）紫外線消毒：利用紫外線輻射，破壞微生物的DNA結(jié)構(gòu)，使其失去活性。（3）臭氧消毒：利用臭氧的強(qiáng)氧化性，殺滅水中的微生物。氧化是指利用氧化劑，將水中的有害物質(zhì)氧化為無害物質(zhì)的過程。常見的氧化方法有：（1）氯氧化：利用氯氣或次氯酸鈉等氯化劑，氧化水中的有機(jī)物、還原性物質(zhì)等。（2）臭氧氧化：利用臭氧的強(qiáng)氧化性，氧化水中的有機(jī)物、異味物質(zhì)等。（3）過氧化氫氧化：利用過氧化氫的氧化性，氧化水中的有機(jī)物、異味物質(zhì)等。第四章化學(xué)處理方法4.1混凝與絮凝混凝與絮凝是水處理中常用的化學(xué)方法，主要用于去除水中的懸浮物、膠體和部分溶解物。這兩種方法在水處理過程中具有重要作用，下面分別對(duì)它們進(jìn)行介紹。4.1.1混凝混凝是通過向水中投加混凝劑，使水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，從而互相凝聚成較大的顆粒，以便于后續(xù)處理過程將其去除。常用的混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、明礬、氯化鐵等?；炷^程中，膠體顆粒之間的靜電排斥力被消除，使得顆粒易于聚結(jié)。4.1.2絮凝絮凝是在混凝的基礎(chǔ)上，通過投加高分子混凝藥劑，使已凝聚的微小顆粒進(jìn)一步聚結(jié)成較大的絮凝體。常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺（PAM）、聚鐵（PE）等。絮凝劑溶解后，會(huì)形成高分子聚合物，通過架橋作用將微小顆粒粘結(jié)在一起，加速顆粒沉降。4.2化學(xué)氧化與還原化學(xué)氧化與還原是利用化學(xué)反應(yīng)改變污染物的化學(xué)性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為無害或易于處理的形式。下面分別介紹這兩種方法。4.2.1化學(xué)氧化化學(xué)氧化是通過投加氧化劑，將廢水中的有機(jī)污染物氧化為無害物質(zhì)。常用的氧化劑有臭氧、過氧化氫、氯氣等?；瘜W(xué)氧化法在水處理中具有廣泛的應(yīng)用，如消毒、去除異味、降解有機(jī)物等。4.2.2化學(xué)還原化學(xué)還原是通過投加還原劑，將廢水中的有機(jī)污染物還原為無害物質(zhì)。常用的還原劑有硫化鈉、亞硫酸鈉等?；瘜W(xué)還原法在水處理中的應(yīng)用相對(duì)較少，但在某些特殊場(chǎng)合，如去除重金屬離子、降解硝基化合物等，具有較好的效果。4.3吸附與離子交換吸附與離子交換是利用固體吸附劑或離子交換樹脂去除水中污染物的方法。下面分別介紹這兩種方法。4.3.1吸附吸附是利用多孔性固體（如活性炭）或絮體物質(zhì)（如聚鐵）將廢水中的有機(jī)污染物、重金屬離子等吸附在其表面，從而實(shí)現(xiàn)去除污染物的目的。吸附法在水處理中具有廣泛的應(yīng)用，如去除異味、去除有機(jī)物、去除重金屬離子等。4.3.2離子交換離子交換是利用離子交換樹脂中的可交換離子與廢水中的污染物離子進(jìn)行交換，從而實(shí)現(xiàn)去除污染物的目的。離子交換法在水處理中主要用于去除水中的硬度、堿度、重金屬離子等。常用的離子交換樹脂有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂等。第五章生物處理方法5.1好氧生物處理好氧生物處理是一種利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物的處理方法。該方法通過微生物的代謝作用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機(jī)物，實(shí)現(xiàn)廢水的凈化。好氧生物處理主要包括活性污泥法和生物膜法兩大類?；钚晕勰喾ㄊ抢脩腋≡趶U水中的活性污泥對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行吸附、氧化分解的方法?；钚晕勰鄬?shí)際上是一種人工培養(yǎng)的生物絮凝體，主要由大量繁殖的微生物群體所構(gòu)成。生物膜法則是通過微生物在固體填料上形成生物膜，利用生物膜上的微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解。好氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)速度較快，所需的反應(yīng)時(shí)間較短，處理構(gòu)筑物容積較小，且處理過程中散發(fā)的臭氣較少。目前好氧生物處理法廣泛應(yīng)用于中、低濃度的有機(jī)廢水處理。5.2厭氧生物處理厭氧生物處理是在沒有游離氧存在的條件下，兼性細(xì)菌與厭氧細(xì)菌降解和穩(wěn)定有機(jī)物的生物處理方法。在厭氧生物處理過程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物被降解、轉(zhuǎn)化為簡單的化合物，同時(shí)釋放能量。厭氧生物處理的優(yōu)點(diǎn)在于對(duì)有機(jī)物的去除效果較好，能耗較低，且可以產(chǎn)生沼氣等可再生能源。但是厭氧生物處理過程中容易產(chǎn)生臭氣，對(duì)環(huán)境造成污染。其處理效果受到廢水濃度、溫度等因素的影響。5.3生物膜法生物膜法是一種利用微生物在固體填料上形成生物膜，對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解的處理方法。生物膜主要由大量的菌膠團(tuán)、真菌、藻類和原生動(dòng)物組成。生物膜上的微生物與活性污泥一樣具有吸附和降解有機(jī)物的功能。生物膜法具有以下優(yōu)點(diǎn)：處理效果好，對(duì)有機(jī)物的去除效率較高；抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，適應(yīng)廢水水質(zhì)變化；運(yùn)行管理簡便，維護(hù)費(fèi)用較低。但是生物膜法也存在一定的缺點(diǎn)，如填料容易堵塞，生物膜脫落等問題。在實(shí)際應(yīng)用中，生物膜法可根據(jù)廢水水質(zhì)和處理要求選擇不同的填料和工藝，如碎石、煤渣、塑料填料等。生物膜法在我國廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。第六章深度處理技術(shù)我國環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，深度處理技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。本章主要介紹三種深度處理技術(shù)：活性炭吸附、膜生物反應(yīng)器和光催化氧化。6.1活性炭吸附活性炭吸附是一種利用活性炭的物理吸附和化學(xué)吸附功能，去除廢水中有機(jī)物、重金屬離子等有害物質(zhì)的方法。活性炭具有較大的比表面積、豐富的微孔結(jié)構(gòu)以及良好的吸附功能，因此在廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用。6.1.1活性炭吸附原理活性炭吸附原理主要包括物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是指廢水中的有機(jī)物、重金屬離子等通過范德華力、氫鍵等作用力與活性炭表面發(fā)生吸附?；瘜W(xué)吸附則是通過化學(xué)反應(yīng)使吸附質(zhì)與活性炭表面發(fā)生結(jié)合。6.1.2活性炭吸附影響因素活性炭吸附效果受到多種因素的影響，如活性炭的粒徑、比表面積、孔徑分布、廢水pH值、吸附時(shí)間等。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體條件優(yōu)化活性炭的吸附功能。6.1.3活性炭吸附應(yīng)用實(shí)例活性炭吸附在廢水處理中應(yīng)用廣泛，如化工廢水、制藥廢水、印染廢水等。以下是一個(gè)典型的活性炭吸附應(yīng)用實(shí)例：某化工企業(yè)廢水中含有大量有機(jī)物和重金屬離子，采用活性炭吸附法進(jìn)行處理。經(jīng)過吸附處理，廢水中有機(jī)物和重金屬離子的去除率分別達(dá)到90%和80%，出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。6.2膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種將生物處理和膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型廢水處理工藝。它具有處理效率高、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。6.2.1膜生物反應(yīng)器原理膜生物反應(yīng)器通過生物膜對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解，再利用膜分離技術(shù)將生物膜與處理后的廢水分離。膜生物反應(yīng)器具有生物濃度高、污泥齡長、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)。6.2.2膜生物反應(yīng)器分類根據(jù)膜材料和膜組件的不同，膜生物反應(yīng)器可分為平板膜MBR、中空纖維膜MBR、管式膜MBR等。各種膜生物反應(yīng)器具有不同的特點(diǎn)和適用范圍。6.2.3膜生物反應(yīng)器應(yīng)用實(shí)例某城市污水處理廠采用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行處理，處理規(guī)模為10,000噸/日。經(jīng)過膜生物反應(yīng)器處理，出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，有效地減輕了環(huán)境壓力。6.3光催化氧化光催化氧化是一種利用光催化技術(shù)將廢水中的有機(jī)物氧化為無害物質(zhì)的方法。該方法具有無污染、低能耗、操作簡便等特點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。6.3.1光催化氧化原理光催化氧化利用光催化劑在光照條件下產(chǎn)生的活性氧化物質(zhì)，將廢水中的有機(jī)物氧化為二氧化碳和水。光催化劑主要有TiO2、ZnO、CdS等。6.3.2光催化氧化影響因素光催化氧化效果受到多種因素的影響，如光催化劑種類、光源強(qiáng)度、反應(yīng)溫度、廢水成分等。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體條件優(yōu)化光催化氧化過程。6.3.3光催化氧化應(yīng)用實(shí)例某制藥廢水處理項(xiàng)目采用光催化氧化技術(shù)進(jìn)行處理。經(jīng)過光催化氧化處理，廢水中有機(jī)物的去除率達(dá)到了90%，出水水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。第七章工業(yè)廢水處理7.1有機(jī)廢水處理有機(jī)廢水主要來源于食品、石油、化工、制藥等行業(yè)，含有大量的有機(jī)污染物。有機(jī)廢水處理的主要目標(biāo)是降低廢水中有機(jī)物的含量，減少對(duì)環(huán)境的污染。以下是幾種常見的有機(jī)廢水處理方法：物理處理法：包括調(diào)節(jié)、離心分離、沉淀、除油、過濾等。這些方法主要針對(duì)廢水中的懸浮物和油脂進(jìn)行處理?；瘜W(xué)處理法：包括中和、化學(xué)沉淀、氧化還原等。這些方法通過化學(xué)反應(yīng)破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，降低其濃度。物理化學(xué)處理法：包括混凝、氣浮、吸附、離子交換、膜分離等。這些方法利用特殊的物質(zhì)或設(shè)備將有機(jī)物從廢水中分離出來。生物處理法：包括好氧生物處理法和厭氧生物處理法。好氧生物處理適用于BOD5/COD比值較高的廢水，而厭氧生物處理適用于高濃度、難生物降解的有機(jī)廢水和污泥。7.2無機(jī)廢水處理無機(jī)廢水主要來源于電鍍、礦物加工等行業(yè)，含有大量的無機(jī)污染物。無機(jī)廢水處理的關(guān)鍵是去除廢水中的重金屬、放射性物質(zhì)等有害成分。以下是幾種常見的無機(jī)廢水處理方法：物理處理法：包括調(diào)節(jié)、沉淀、過濾等，主要用于去除廢水中的懸浮物和無機(jī)鹽?；瘜W(xué)處理法：包括中和、化學(xué)沉淀、氧化還原等，通過化學(xué)反應(yīng)將無機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。物理化學(xué)處理法：包括吸附、離子交換、電滲析等，利用特殊的物質(zhì)或設(shè)備將無機(jī)污染物從廢水中分離出來。7.3混合廢水處理混合廢水是指同時(shí)含有有機(jī)物和無機(jī)物的廢水，其處理難度較大。混合廢水處理的關(guān)鍵在于合理選擇處理工藝，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和無機(jī)物的有效分離。以下是幾種常見的混合廢水處理方法：物理處理法：通過調(diào)節(jié)、沉淀、過濾等方法，去除廢水中的懸浮物和部分有機(jī)物。化學(xué)處理法：利用中和、化學(xué)沉淀、氧化還原等化學(xué)反應(yīng)，破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，同時(shí)去除無機(jī)污染物。物理化學(xué)處理法：采用吸附、離子交換、膜分離等技術(shù)，進(jìn)一步去除廢水中的有機(jī)物和無機(jī)污染物。生物處理法：根據(jù)廢水中的有機(jī)物含量和成分，選擇合適的好氧生物處理法或厭氧生物處理法，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的生物降解。在混合廢水處理過程中，還需注意以下幾點(diǎn)：合理確定處理工藝流程，保證處理效果。根據(jù)廢水特點(diǎn)，選擇合適的預(yù)處理方法，提高廢水的可生化性。強(qiáng)化監(jiān)測(cè)和調(diào)控，保證處理設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行。加強(qiáng)污泥處理和處置，防止二次污染。第八章城市污水處理8.1城市污水處理工藝城市污水處理工藝主要包括預(yù)處理、生化處理和深度處理三個(gè)階段。預(yù)處理階段主要是對(duì)污水進(jìn)行物理處理，包括粗細(xì)格柵、初沉池等，目的是去除污水中的懸浮物、大顆粒物等。生化處理階段利用微生物分解污水中的有機(jī)污染物，包括缺氧生物處理、微氧生物處理、好氧生物處理等。深度處理階段則通過物理、化學(xué)和生物方法去除污水中的污染物，包括混凝氣浮處理、石英砂過濾、生物活性炭過濾和UV殺菌消毒等。8.2污泥處理與處置城市污水處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量污泥，污泥處理與處置是城市污水處理的重要組成部分。污泥處理主要包括濃縮、脫水、穩(wěn)定和資源化利用等環(huán)節(jié)。濃縮和脫水可以降低污泥的含水率，減少污泥的體積。穩(wěn)定處理可以消除污泥中的有害成分，降低污泥對(duì)環(huán)境的影響。資源化利用則是將污泥轉(zhuǎn)化為有機(jī)液體肥料、建材砌磚等資源。污泥處置方法主要有填埋、堆肥、焚燒等。填埋是將污泥填埋在指定的垃圾填埋場(chǎng)，但需要注意污泥的穩(wěn)定性和防滲功能。堆肥是將污泥與農(nóng)作物秸稈、綠肥等混合，經(jīng)過微生物作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料。焚燒是將污泥進(jìn)行高溫焚燒，減少污泥體積，同時(shí)回收能量。8.3污水再生與利用污水再生與利用是指將處理后的污水經(jīng)過深度處理，使其達(dá)到一定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，然后回用于生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。污水再生利用有助于提高水資源利用效率，緩解水資源短缺問題。我國城市污水再生利用技術(shù)主要包括雙膜法工藝、反滲透技術(shù)、離子交換技術(shù)等。雙膜法工藝是將污水經(jīng)過預(yù)處理、生化處理、生態(tài)膜處理等環(huán)節(jié)，使其達(dá)到生活雜用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。反滲透技術(shù)利用半透膜將污水中的污染物去除，從而實(shí)現(xiàn)污水再生。離子交換技術(shù)則是利用離子交換樹脂將污水中的離子去除，達(dá)到水質(zhì)凈化的目的。城市污水再生利用的領(lǐng)域包括城市綠化、景觀補(bǔ)水、工業(yè)冷卻、生活雜用等。我國污水處理技術(shù)的發(fā)展和政策的支持，污水再生利用在城市的應(yīng)用將越來越廣泛。第九章農(nóng)業(yè)廢水處理9.1農(nóng)業(yè)廢水特點(diǎn)與來源農(nóng)業(yè)廢水是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，包括農(nóng)田灌溉水、養(yǎng)殖業(yè)廢水、農(nóng)產(chǎn)品加工廢水等。農(nóng)業(yè)廢水具有以下特點(diǎn)：（1）廢水量大：我國農(nóng)業(yè)用水量占全國總用水量的60%以上，因此農(nóng)業(yè)廢水產(chǎn)生量巨大。（2）污染物種類繁多：農(nóng)業(yè)廢水中含有大量的有機(jī)物、氮、磷、病原微生物等污染物。（3）污染程度較輕：相較于工業(yè)廢水，農(nóng)業(yè)廢水的污染程度較低。（4）季節(jié)性強(qiáng)：農(nóng)業(yè)廢水產(chǎn)生量與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)季節(jié)密切相關(guān)，具有較強(qiáng)的季節(jié)性。農(nóng)業(yè)廢水的來源主要包括以下幾個(gè)方面：（1）農(nóng)田灌溉水：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)田灌溉水會(huì)帶走土壤中的營養(yǎng)成分，同時(shí)也會(huì)帶入農(nóng)藥、化肥等污染物。（2）養(yǎng)殖業(yè)廢水：養(yǎng)殖業(yè)廢水主要包括畜禽糞便、飼料殘?jiān)⒉≡⑸锏?。?）農(nóng)產(chǎn)品加工廢水：農(nóng)產(chǎn)品加工過程中產(chǎn)生的廢水含有大量的有機(jī)物、油脂、蛋白質(zhì)等。9.2農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)主要包括物理處理、化學(xué)處理和生物處理等方法。（1）物理處理：物理處理方法包括沉淀、過濾、離心等，主要用于去除廢水中的懸浮物、油脂等。（2）化學(xué)處理：化學(xué)處理方法包括氧化、還原、中和、絮凝等，用于去除廢水中的有機(jī)物、氮、磷等污染物。（3）生物處理：生物處理方法包括好氧生物處理、厭氧生物處理等，主要用于降解廢水中的有機(jī)物。以下為幾種常見的農(nóng)業(yè)廢水處理技術(shù)：（1）沉淀法：通過加入絮凝劑，使廢水中的懸浮物沉淀，從而實(shí)現(xiàn)廢水的凈化。（2）活性污泥法：利用活性污泥中的微生物降解廢水中的有機(jī)物。（3）厭氧生物處理：在缺氧條件下，利用厭氧菌降解廢水中的有機(jī)物。（4）人工濕地：利用濕地植物和微生物的生理代謝作用，降解廢水中的污染物。9.3農(nóng)業(yè)廢水資源化利用農(nóng)業(yè)廢水資源化利用是指將農(nóng)業(yè)廢水經(jīng)過處理后，實(shí)現(xiàn)資源的回收和再利用。以下為幾種常見的農(nóng)業(yè)廢水資源化利用途徑：（1）農(nóng)田灌溉：將處理后的農(nóng)業(yè)廢水用于農(nóng)田灌溉，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。（2）養(yǎng)殖業(yè)用水：將處理后的農(nóng)業(yè)廢水用于養(yǎng)殖業(yè)，降低養(yǎng)殖成本。（3）污水處理廠水源：將處理后的農(nóng)業(yè)廢水作為污水處理廠的水源，提高污水處理效率。（4）污水污泥資源化：將處理后的污水污泥用于土地改良、制備有機(jī)肥料等。（5）熱能回收：利用農(nóng)業(yè)廢水中的熱能進(jìn)行供暖、發(fā)電等。通過農(nóng)業(yè)廢水資源化利用，既可以減輕農(nóng)業(yè)廢水對(duì)環(huán)境的影響，又可以實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。第十章飲用水處理10.1飲用水處理工藝飲用水處理工藝主要包括預(yù)處理、主處理和后處理三個(gè)階段。預(yù)處理主要目的是降低原水中的懸浮物、膠體、有機(jī)物等污染物的含量，為主處理創(chuàng)造良好的條件。常見的預(yù)處理方法有預(yù)氧化、活性炭吸附、膜分離等。主處理階段是飲用水處理的核心環(huán)節(jié)，主要包括混凝沉淀、過濾、消毒等工藝?；炷恋硎峭ㄟ^添加混凝劑，使原水中的懸浮物和膠體聚集成較大的顆粒，便于后續(xù)過濾和沉淀。過濾則是利用過濾介質(zhì)將水中的懸浮物、膠體等雜質(zhì)攔截，提高水質(zhì)。消毒則是殺滅水中的細(xì)菌、病毒等微生物，保障飲用水安全。常見的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。后處理階段主要是對(duì)處理后的水進(jìn)行深度處理，以滿足不同用途的飲用水需求。常見的后處理方法有離子交換、反滲透、電滲析等。10.2飲用水處理設(shè)備飲用水處理設(shè)備主要包括水源采集設(shè)備、預(yù)處理設(shè)備、主處理設(shè)備、后處理設(shè)備以及檢測(cè)與控制系統(tǒng)。水源采集設(shè)備主要包括取水泵房、輸水管道等，用于將原水輸送到處理廠。預(yù)處理設(shè)備有預(yù)氧化設(shè)備、活性炭吸附裝置、膜分離設(shè)備等。主處理設(shè)備包括混凝沉淀池、過濾器、消毒設(shè)備等。后處理設(shè)備主要有離子交換裝置、反滲透設(shè)備、電滲析設(shè)備等。檢測(cè)與控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并自動(dòng)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)。10.3飲用水安全與衛(wèi)生飲用水安全與衛(wèi)生是關(guān)系到人民群眾身體健康和生命安全的重要問題。為保障飲用水安全，我國制定了一系列法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，如《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《飲用水處理工程技術(shù)規(guī)范》等。在飲用水處理過程中，要嚴(yán)格把控水質(zhì)指標(biāo)，保證水質(zhì)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)要加強(qiáng)水源保護(hù)和監(jiān)測(cè)，防止水源受到污染。還要加強(qiáng)飲用水處理設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，保證設(shè)備正常運(yùn)行，提高水質(zhì)合格率。在日常生活中，居民要養(yǎng)成良好的飲水習(xí)慣，不飲用未經(jīng)處理的水，定期清洗飲水器具，避免水質(zhì)受到二次污染。同時(shí)要加強(qiáng)飲用水衛(wèi)生宣傳，提高公眾對(duì)飲用水安全的認(rèn)識(shí)，共同維護(hù)飲用水衛(wèi)生。第十一章水處理工程設(shè)計(jì)與施工11.1水處理工程設(shè)計(jì)與原則水處理工程是通過對(duì)水源進(jìn)行物理、化學(xué)和生物處理，以達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的過程。水處理工程的設(shè)計(jì)與原則是保證水質(zhì)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的基礎(chǔ)。11.1.1水處理工程設(shè)計(jì)的任務(wù)水處理工程設(shè)計(jì)的任務(wù)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）確定處理對(duì)象：根據(jù)水源類型、水質(zhì)指標(biāo)和處理要求，確定水處理工程的處理對(duì)象。（2）選擇處理方法：根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)和處理要求，選擇合適的物理、化學(xué)和生物處理方法。（3）設(shè)計(jì)處理工藝：根據(jù)所選處理方法，設(shè)計(jì)合理的處理工藝流程。（4）設(shè)備選型與參數(shù)：根據(jù)處理工藝，選擇合適的設(shè)備類型和參數(shù)。（5）設(shè)計(jì)構(gòu)筑物：根據(jù)設(shè)備布置、管道走向等要求，設(shè)計(jì)構(gòu)筑物。（6）設(shè)計(jì)輔助設(shè)施：包括配電、自動(dòng)化控制、監(jiān)測(cè)、化驗(yàn)等輔助設(shè)施。11.1.2水處理工程設(shè)計(jì)的原則水處理工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：（1）科學(xué)合理：設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮水源特點(diǎn)、處理要求等因素，保證處理效果。（2）安全可靠：設(shè)計(jì)應(yīng)保證水質(zhì)安全、設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，降低風(fēng)險(xiǎn)。（3）經(jīng)濟(jì)合理：設(shè)計(jì)應(yīng)盡量降低投資成本和運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。（4）環(huán)保節(jié)能：設(shè)計(jì)應(yīng)采用環(huán)保、節(jié)能的處理技術(shù)和設(shè)備，減少對(duì)環(huán)境的影響。（5）靈活適應(yīng)：設(shè)計(jì)應(yīng)考慮未來水質(zhì)變化、技術(shù)更新等因素，具備一定的適應(yīng)性。11.2水處理工程施工與管理水處理工程施工與管理是保證工程質(zhì)量和進(jìn)度的重要環(huán)節(jié)。11.2.1水處理工程施工水處理工程施工主要包括以下幾個(gè)方面：（1）施工準(zhǔn)備：包括施工圖紙、施工方案、施工隊(duì)伍等。（2）土建施工：包括構(gòu)筑物、管道、閥門等。（3）設(shè)備安裝：包括設(shè)備就位、管道連接、電氣設(shè)備安裝等。（4）調(diào)試運(yùn)行：包括設(shè)備調(diào)試、工藝調(diào)試、