水污染和水体自净
水污染控制工程——名词解释
1.水体：地面径流和地下径流，指地表被水覆盖的自然综合体，包括水及其水中的悬浮物、底泥、水中生物等2.水污染：进入水体中的污染物量超过了水体自净能力或纳污能力，而使水体丧失规定的使用价值3.水体的自净作用：污水排入受纳水体后，污染物质在受纳水体中浓度自然下降的现象4.水体的耗氧与复氧：污水排入受纳水体后，水中的污染物增加，同时水中微生物得到增殖，微生物降解水中污染物的同时也消耗了水中的溶解氧，称为耗氧。
与此同时，大气中的氧也溶入水中，称为复氧5.污水的化学处理：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法7.污水生化法：利用微生物的代谢作用来转化污水中的污染物的方法8.BOD：在有氧的条件下，水中能被微生物分解的有机物完全氧化分解时所消耗的溶解氧的量9.COD：在一定的条件下，用强氧化剂处理水样所消耗的氧化剂的量1.活性污泥法：利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生化处理方法2.生物膜法：依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物3.厌氧消化：在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程生物脱氮：在微生物的作用下，将有机氮和铵态氮转化为N2和NXO气体的过程6.混凝：是通过向污水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化7.反渗透：利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂，而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体液体混合物进行分离的膜过程8.污泥调理：破坏污泥的胶态结构，较少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能9.污泥稳定：采取措施降低有机物含量或使其暂时不产生分解的过程1.污泥生物稳定：在人工条件下加速微生物对有机物的分解，使之变成稳定的无机物或不易被生物降解的有机物的过程2.污泥化学稳定：采用化学药剂杀死微生物，是有机物在短期内不致腐败的过程3.污泥脱水：将污泥的含水率降低到80%-85%以下的操作4.污泥干化：将脱水污泥的含水率进一步降低到50%-65%以下的操作6.沉淀：水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程5.A/O工艺：是一种有回流的前置反硝化生物脱氮流程，其中前置反硝化在缺氧池中进行，硝化在好氧池中进行。
水质与水体自净答案
第一章水质与水体自净1-1名词解释水污染：水体因接受过多的污染物而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用，该状态为“水体污染”。
水质：水与其中所含的杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。
水质指标：水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质的具体衡量标准。
水质标准：由国家或政府部门正式颁布的有关水质的统一规定。
水环境容量：一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量。
水体自净：进入水体的污染物通过物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度逐渐降低，经过一段时间后，水体将恢复到受污染前的状态。
这一现象为“水体自净作用”。
水体污染物：凡使水体的水质、生物质、底泥质量恶化的各种物质均称为“水体污染物”。
COD：在一定严格的条件下，水中各种有机物与外加的强氧化作用时所消耗的氧化剂量。
BOD：在水体中有氧的条件下，微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的溶解氧量。
总固体：水中所有残渣的总和。
（在一定温度下，将水样蒸发至干时所残余的固体物质总量。
）1-2试区别悬浮固体和可沉固体，区别悬浮固体和浑浊度。
它们的测定结果一般如何表示？如果对水样进行过滤操作，将滤渣在103～105℃下烘干后的重量就是悬浮固体，结果以mg/L计。
而可沉固体是指将1L水样在一锥形玻璃筒内静置1h后所沉下的悬浮物质数量，结果用mL/L来表示。
浑浊度是指水中不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度。
一般来说，水中的不溶解物质越多，浑浊度也越高，但两者之间并没有固定的定量关系。
因为浑浊度是一种光学效应，它的大小不仅与不溶解物质的数量、浓度有关，而且还与这些不溶解物质的颗粒尺寸、形状和折射指数等性质有关。
将蒸馏水中含有1mg/L的SiO2称为1个浑浊度单位或1度。
由此测得的浑浊度称为杰克逊浊度单位（JTU）。
1-3取某水样250mL置于空重为54.342 6 g的古氏坩埚中，经过滤、105℃烘干、冷却后称其质量为54.3998 g，再移至600℃炉内灼烧，冷却后称其质量为54.362 2 g。
水体自净
第二章水体污染与自净第一节水体污染（Water Contamination）一、向水体排污染物质，在没有超过一定限度的情况下，水体中存在着一种正常的生物循环。
在一定时间、一定条件下表现稳定状态、生态平衡。
二、几个概念在了解水体污染之前，我们来了解下几个概念。
1、自净容量（同化容量）在水体正常生物循环中可以用同化有机废水的最大数量。
2、水环境容量（水体纳污能力）在满足水环境质量标准的条件下，水体所能接纳的最大允汗污染物负荷量。
水环境容量=自净容量（生化作用的去污容量）+差值容量（水体稀释作用）三、水体污染1．概念指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理、化学、微生物性质发生变化，使水体固有的生态系统和水体功能受到破坏。
2．现象一般情况，影响水体生态平衡的关键是水中的DO。
DO＜4mg/L时，鱼类就会死亡，生态平衡严重破坏。
如果DO↓，甲克类动物、轮虫类会死亡，水体发黑发臭。
3．影响水中氧平衡的因素有（DO）（1）有机污染的进入（BOD物质）→微生物↑，DO↓→缺氧、无氧→水体“黑臭”→有机污染的危害；（2）影响大气复氧的物质→油类污染（形成油膜）；（3）热污染：4．其他影响水体生态平衡造成水体污染的因素（1）有毒物：重金属，氰化物等；（2）酸碱物污染：影响水生生物适宜生长的pH值；影响天机盐的溶解度等等。
（3）悬浮污染：透光性↓→光合作用↓；鱼类呼吸堵塞；各种污染物载体等。
（4）N、P营养性污染：水体富营养化。
四、水体污染及危害1．粪便污水的污染2．城市污水的污染由于造成水体缺氧的污染物是有机体的排泄物和机体残余，故这类污染称有机物污染，简称有机污染。
3．工业废水的污染危害：危害人体健康；破坏水体生态平衡4．水污染危害的严重性对地面水体的任何污染都会造成严重的后果。
第二节水体的自净作用水体自净：污染物进入水体后，通过物理、化学、生物等因素的共同作用，使污染物的总量减少或浓度降低，受污染的水体部分或完全恢复原状。
水污染和水体自净(课堂PPT)
水处理
给水处理
废水处理
▪ 给水处理的基本方法
原水 混
沉
过
消 饮用水
凝
淀
滤
毒
最常用的地表水处理流程
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23
水处理的基本原则和方法
废水处 理原则
改革生产工艺，大力推进清洁生产，减少废物排放量
例如，采用无水印染工艺可以消除印染废水的排放；采用无氰 电镀可使废水中不再含氰等。
溶解氧浓度随着有机物 被微生物氧化分解而大 量消耗，很快降到最低 点；随后，由于有机污 染物的无机化和藻类的 光合作用及其他好氧微 生物数量的下降，溶解 氧又渐渐恢复到原来的 水平。
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水体自净
a——有机物分解的耗氧曲线（累积耗氧量） b——水体复氧曲线（累积复氧量） c——氧垂曲线 CP——最缺氧点（氧垂点）
娱乐旅游和
水
水上运动
水能利用
航运、景观用水
7
生态用水 .
水循环和污染
▪ 水污染：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理或放射性
等方面的特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人 群健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。
无机污染物质、无机有 毒物质、有机有毒物质 、需氧污染物质、植物 营养物质、油类污染物 质 悬浮物质污染、热污 染、放射性污染
生物法
主要是利用微生物 的作用，使废水中 呈溶解和胶体状态 的有机污染物转化 为无害的物质。根 据微生物类别可分 为好氧生物处理和 厌氧生物处理。
实际废水处理中往往是多种方法组合使用
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25
水处理的基本原则和方法
▪ 废水处理的基本方法（按照不同处理程度分）
一级处理
水质检验理论复习
水质理化分析题目：一、名词解释：1、总硬度：指溶解于水中的钙盐、镁盐类的含量。
2、环境污染：环境中的污染物超过了环境容量使环境丧失了自净能力，是污染物在环境中累积，导致环境特征的改变，或原有用途产生一定不良的影响，从而直接或间接的对人体的健康或生活生产产生一定危害或影响的现象。
3、水体自净：污染物质进入水体后，首先被稀释，随后进行一系列复杂的物理、化学变化和生物转化，如挥发、絮凝、水解、络合、氧化还原及微生物降解等，使污染物浓度降低，该过程称为水体自净。
4、水质：水及其中杂质共同表现出来的综合特征称为水质5、水质指标：衡量水中杂质的具体尺度称为水质指标。
6、背景断面：指为评价某一完整水系的污染程度，未受人类生活和生产活动影响，能够提供水环境背景值的断面。
背景断面须能反映水系未受污染时的背景值。
7、COD是指在一定条件下，氧化1升水样中还原性物质消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L来表示。
8、BOD5 ：水样经稀释后，在20± 1℃培养5天所需要的氧作为指标，以氧的mg/L表示。
9、水污染：进入水体的物质超过了水体自净能力范围，造成水质恶化现象，破坏了水体的生态平衡，影响水的有效利用，这样，就称为水污染10、矿化水：以纯净水、天然矿石为原料，经矿化器过滤，溶出含多种微量元素和矿物质的饮用水。
11、准确度指单个检测值或多次平行测定的平均值与真实值接近的程度。
12、样品前处理为消除或减少干扰因素而采取的预先处理措施称样品分析前的处理，简称样品的前处理。
二、单项选择题：（请从四个备选项中选取一个正确答案填写在括号中。
错选、漏选、多选均不得分，也不反扣分）C1. 采用碘量法测定水中溶解氧时，其滴定方法属于（）（ A）酸碱滴定法（B）沉淀滴定法（C）氧化还原滴定法（D）络合滴定法时采用的指示剂是（）B2. 在测定水中的CODCr（A）甲基橙（B）试亚铁灵（C）酚酞（D）淀粉C3. 酸度计的参比电极为（）（A）玻璃电极（B）膜电极（C）甘汞电极（D）惰性金属电极A4. 第一类污染物不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在（）（A）车间或车间处理设施排出口取样（B）排污单位排出口取样（C）城市污水处理厂进水口取样（D）城市污水处理厂出水口取样B5. 河水体系的监测对照断面应设在（）（A）河流进入城市或工业区以后的地方（B）河流进入城市或工业区以前的地方（C）废水进入河流以后的地方（D）河流回流处B6. 设置背景断面时，要求断面上的水质为（）（A）避开各种废水、污水流入处（B）基本未受人类活动的影响（C）处于受污染源影响的高峰处（D）处于污染物浓度显著下降处C7. 当河流水面宽度为（）时，应设置三条采样垂线。
水污染进入水体的污染物超过了其自身的环境容量自净能力
1．影响水的自净作用的因素
水量、流速（水体更新速度）、污染物数量、 水体类型（河水、湖泊水、地下水）
2、水污染的来源
工业污水 农业污水 生活污水
3、水污染的三质变坏 鱼类死亡 危及人类健康 湖泊沼泽化
富营养化---藻类死亡残体被分解后，氮、磷 等植物营养物质重新释放到水中，形成周而复始 的物质循环，使水生生态系统受到严重破坏，水 深变浅，湖泊变沼泽---湖泊沼泽化
例3、在德国工业化时期，鲁尔区凭借优越的区位 条件快速发展成为重要的工业基地，同时也造成莱 茵河的严重污染。20世纪80年代以来，鲁尔区经历 了综合治理，面貌焕然一新，昔日被称为“欧洲下 水道”的莱茵河变得清澈。
指出鲁尔区治理后区位因素的主要变化， 并分析其对莱茵河变清的影响。（5分）
原料和能源地位下降，技术和人才地位上升； 产业结构升级，能源消费构成优化，技术工艺 改进，污染物排放减少。
（二）重金属污染
（三）石油污染
4、例题分析
例1、下图示意环太湖地区六大名泉分布❶。历史 上六大名泉都以水质优而著称。周围山区是这些 名泉的水源补给区❷。近年来，泉水受到污染， 部分污染物指标超出国家饮用水标准❸。
说明环太湖地区六大名 泉泉水污染造成的危害 ❺和难以治理的原因❻。
【思维流程】
各类污染物排漏入海洋
2.生态破坏
表现 具体方面 原 因 举例
自然资源衰竭问题
过度获取自然资源
森林植被的破坏 草原植被的破坏
不合理的灌溉等原因 生物的生存环境遭到 破坏或过度捕猎
生 态 破 坏
水土流失 土地荒漠化 土壤盐碱化 生物多样性减少
世界的生态破坏
一、水污染
进入水体的污染物超过了其自 身的环境容量（自净能力）， 造成危害的现象。
环境学概论 3水体污染
③总有机碳量（TOC）：水中溶解性和 悬浮性有机物中存在的全部碳量 ④ 总需氧量（TOD）：当有机物全部被 氧化时，碳被氧化为二氧化碳，而氢、 氮、硫则被氧化为水、一氧化氮和二氧 化硫等。此时氧化所需的氧量称为总需 氧量。 • 在水质状况基本相同的情况下，BOD5与 TOC或TOD之间存在一定的相关关系。 通过实验建立相关，则可快速测定出 TOC，从而推算出其他有机物污染指标。
• 用BOD、DO两组方程式来表达水质变化。则 S-P模型的基本形式：
dL k1 L dt dc k1 L k2 (cs c ) dt
这两个方程式是耦合的。当取边界条件时
L 0
• 可得解析解为
L L0e k1 L0 k1t k2t k2t C C ( e e ) ( C C ) e s s 0 k2 k1
（一）河流 • 污染程度随径流量变化 • 污染扩散快 • 污染影响大 （二）湖泊（水库） • 污染来源广、途径多、类型复杂 • 污染稀释和搬运能力弱 • 生物降解和累积能力强
（三）地下水 • 污染来源广泛 • 污染难于治理 • 污染危害严重 （四）海洋 • 污染源多而复杂 • 污染持续性强 • 污染扩散范围大
• 常用的表示耗氧有机物污染的指标有： ① 化学耗氧量（COD）：在规定条件下， 使水样中能被氧化的物质氧化所需耗用氧 化剂的量。常用的氧化剂K2Cr2O7、 KMnO4。 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→ 2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2O ② 生化需氧量（BOD）：指在好气条件下， 微生物分解水体中有机物质的生物化学过 程中所需溶解氧的量，是反映水体中有机 污染程度的综合指标之一
第2章 水体污染与水体自净 排水工程下册 张自杰
二、水体污染物
水体污染源（waterbody pollution source），指向 水体排放污染物的场所、设备和装置等。
按造成水体污染原因的不同可将水体污染源分为天然 污染源和人为污染源；按受污染的水体的不同可分为地面 水污染源、地下水污染源和海洋污染源；按污染源释放的 有害物质种类不同分为物理性污染源、化学性污染源、生 物性污染源；按污染的分布特征不同可分为点污染源、面 污染源、扩散污染源。
（3）二级处理：指污水进行沉淀和生物处理的工艺，主要 去除污水中呈胶体、悬浮和溶解状态的有机污染物质（即 BOD,COD物质），去除率可达90%以上，并同时完成生物脱氮 除磷，使处理出水的有机污染物、氮和磷达到排放标准。 （4）三级处理（深度处理）：是在一级、二级处理后，进 一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化 的可溶性无机物等。 （5）再生水处理：污水经适当处理后，达到一定的水质标 准，满足某种使用要求水。
二、水体污染物
天然污染：由自然因素造成的污染。如地面水渗漏和 地下水流动将地层中某些矿物质溶解，使水中的盐分、微 量元素或放射性物质浓度偏高而使水质恶化。
人为污染：由于人类的生产和生活活动使水体污染。 人为污染是当前水体污染的主要污染源。
二、水体污染物
1．物理性污染物
① 水温 危害：（1）饱和溶解氧降低
（2）水体中化学反应速率加快 （3）细菌繁殖加速 （4）加速藻类的繁殖 ② 色度：表色和真色 危害：减少水体的透光性，影响水生生物的光合作用，妨碍水 体的自净作用。
二、水体污染物
③ 固体物质污染：悬浮与溶解固体 危害: （1）与色度相似，透光度减弱 （2）悬浮固体可导致鱼类的死亡 （3）有机悬浮固体可消耗水中DO （4）造成水体水质恶化 （5）悬浮固体可使其他污染物随水流迁移
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去除废水中呈 溶解和胶体状 态的有机物质。 常用生物处理 法，废水处理 后一般能达标 排放。
也称高级处理 或深度处理， 当出水水质要 求很高或需要 回用，就需要 进行三级处理。
水处理的基本原则和方法
水处理的基本原则和方法
城市污水常规工艺流程：
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水处理的基本原则和方法
▪ 物理处理法
无机污染物质、无机有 毒物质、有机有毒物质、 需氧污染物质、植物营 养物质、油类污染物质
物理性污染
悬浮物质污染、热污 染、放射性污染
生物性污染
水循环和污染
水循环和污染
水质指标
▪ 水质指标：表示水中杂质的种类、成分和数量，是判断水质是否
符合要求的具体衡量标准。
• 物理性水质指标
温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度等； 总固体、悬浮固体、溶解固体、可沉固体、电导率（电阻率）等
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水污染和水体自净
Contents
1
水循环和污染
2
水质指标
3
水体自净
4 水处理的基本原则和方法
水循环和污染
水 的 分 布
水循环和污染 水循环
水的自然循环
水的社会循环
水循环和污染
▪ 水的自然循环
水的自然循环过程示意图
水循环和污染
▪ 水的社会循环
生产 生活
处理 抽提
河流 湖泊
水循环和污染
重复利用废水；回收有用物质
例如，高炉煤气洗涤废水经沉淀、冷却后可不断循环使用；城市 污水中水回用。造纸废液中回收碱和木质素、含酚废水用蒸汽吹 脱法回收酚等。
对废水进行妥善处理
废水经过回收利用后，可能还有一些有害物质随水流出； 此外也有一些目前尚无回收价值的废水会直接排出，对于 这些废水，还必须加以妥善处理。
水体自净
天然水体的自净过程
水体自净
1
有机污染物的浓度由 高变低
2
3
生物相发生一系列变化。 首先，异氧细菌迅速氧 化分解有机污染物而大 量增殖，出现数量高峰； 然后是以细菌为食料的 原生动物出现数量高峰； 再后是由于有机物矿化， 利于藻类的生长，而出 现藻类的生长高峰。
溶解氧浓度随着有机物 被微生物氧化分解而大 量消耗，很快降到最低 点；随后，由于有机污 染物的无机化和藻类的 光合作用及其他好氧微 生物数量的下降，溶解 氧又渐渐恢复到原来的 水平。
选择处理工艺与方法时，必须经济合理， 并尽量采用先进技术
水处理的基本原则和方法
▪ 废水处理的基本方法
物理法
利用物理作用来分 离废水中呈悬浮状 态的污染物质，在 处理过程中不改变 其化学性质。如沉 淀法、气浮法、过 滤等。
化学法
利用化学反应的作 用来处理水中的溶 解性污染物质或胶 体物质。如中和法 、氧化还原法、离 子交换法法、电解 法、萃取法等。
COD
• 在一定严格的条件下，水中各种有机物质与外加的强氧化剂 作用时所消耗的氧化剂量，结果用氧的mg/L数来表示。
BOD
•在有氧的条件下，水中可分解的有机物由于好氧微生物（主要是好氧细菌） 的作用被氧化分解而无机化，这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量。
含氮化 合物
•主要包括有机氮、氨氮（NH3—N及NH4+—N）、亚硝酸盐氮（NO2-—N） 和硝酸盐氮（NO3-—N）等四种化学形态。
一种生物工程。
水体自净作用
微生物降解污 染物
废水的微生物 处理
水处理的基本原则和方法
水处理
给水处理
废水处理
▪ 给水处理的基本方法
原水 混 凝
沉
过
消 饮用水
淀
滤
毒
最常用的地表水处理流程
水处理的基本原则和方法
废水处 理原则
改革生产工艺，大力推进清洁生产，减少废物排放量
例如，采用无水印染工艺可以消除印染废水的排放；采用无氰 电镀可使废水中不再含氰等。
• 化学性水质指标
pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等； 各种重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等；
溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、总需氧量(TOD)等
•生物性水质指标
细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等
水质指标
透明度 • 水体清澈和光线透过的程度，透光越深透明度越大。
清洁带
污染带
恢复带
清洁带
▪水体未受污染， 氧及时得到补充
▪有机物降解接近完成， 溶解氧上升并接近饱和
水体自净
人们从自然界的水体自净过程中得到启发，认识到经过微 生物、特别是细菌的作用，使水体中的污染物得到降解，然后 通过水生生态系统中食物链，又使细菌受到限制，进而使水达
到净化。所以废水中的生物处理实际上是水体的生物自净原理 在水污染治理中的应用，也可以说是模拟天然水体自净作用的
▪ 水的功能和用途
生活和饮用水
工业、农业和 渔业用水
娱乐旅游和 水上运动
航运、景观用水
水
水能利用
生态用水
水循环和污染
▪ 水污染：水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理或放射性
等方面的特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人
群健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。
水污染
自然污染 人为污染
化学性污染
• 溶解在水中的分子态氧，通常记作DO，用每升水中氧的毫克
DO
数和饱和百分率表示。
水质指标
▪ 溶解氧(DO)
水质指标
▪ 溶解氧(DO)
溶解氧的动态变化反映了水体中有机污染物净化的进程，因而可作为水体自 净的标志。
水体自净
▪ 水体自净：污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化
学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体 部分的或完全的恢复原状的现象。
去除物质——不溶性的、呈悬浮状态的污染物。 主要工艺——筛滤截留、重力分离、离心分离等。 处理设备——格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气浮装置、离心机、
水体自净
a——有机物分解的耗氧曲线（累积耗氧量） b——水体复氧曲线（累积复氧量） c——氧垂曲线 CP——最缺氧点（氧垂点）净
▪细菌对有机污染物分解，消耗溶解 氧，水体溶解氧下降；当溶解氧消 耗殆尽，水体进行缺氧分解，有机 物被分解之后，溶解氧又复上升
▪水体环境改善， 又恢复到原始状态
生物法
主要是利用微生物 的作用，使废水中 呈溶解和胶体状态 的有机污染物转化 为无害的物质。根 据微生物类别可分 为好氧生物处理和 厌氧生物处理。
实际废水处理中往往是多种方法组合使用
水处理的基本原则和方法
▪ 废水处理的基本方法（按照不同处理程度分）
一级处理
二级处理
三级处理
只去除废水中 较大颗粒的悬 浮物质，大部 分物理方法是 用于一级处理。 一级处理只是 预处理。