水的利用和保护.ppt

水 资 源 利 用 与 保 护 技术的国内外发展概况与趋势,主讲：李孟,水资源概况 水资源污染 水资源保护 给水处理技术 污水处理技术,汇报提纲,水资源概况,世界水资源概况 地球表面的70%被水覆盖，但淡水资源仅占所有水资源的2.5%，近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用。,全球性的水污染，水资源的过度消耗和管理不当已经造成可利用水资源水量和水质的大幅下降。现在，世界上每天有6000人因为得不到水或足够清洁的水而死亡。如果这种趋势不能得到有效控制，20年后，世界人口的2/3将面临无水可用的危境。,我国水资源概况 我国水资源总量虽然达到 28 万亿立方米，居世界第 6 位，但人均淡水资源量仅 2300 立方米，只相当于世界人均的 1/4，世界排名第 121 位，被列为世界上最贫水的 13 个国家之一。,我国水资源在地区上分布极不均匀，约有80以上分布在长江流域及其以南地区，它与人口、耕地资源的分布不相匹配，南方水多、人多、耕地少，北方水少、人多、耕地多。北方有9个省(自治区、市)人均水资源占有量少于500m3，水的供需矛盾十分突出。,黄河断流,水污染的定义 水体因某种物质的介入,而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。,水资源污染,水污染的分类 第一类:自然污染 第二类:人为污染,1.生活污染 日常生活中使用的洗涤剂和洗衣粉大多含磷,含磷的水排到自然中会造成河流湖泊的富营养化,导致水体发臭。同时水中生物也因缺氧而死亡。,人为污染包括三个方面:,2.农业污染 农业中大量使用农药,这些农药残留经雨水冲刷进入自然水体,造成了对水的污染。,3.工业污染 工业生产过程中产生的废水不经处理直接排到自然水体中,对生态环境造成严重破坏。另外，工业生产过程中产生的其它废弃物进入水体也会造成大量的水污染，如大气污染，最后可能以酸雨的形式污染水体。,污染的类型,需氧型污染 毒物型污染 富营养型污染 其它,需氧型污染,原因（水体接纳了过量的有机物（能量） 途径（废水排放引起的点源污染） 后果（直接和间接） 防止措施 （生物处理）,需氧性污染示意图,河流,河床,表层,O2,废水排放 COD,COD增加,氧浓度分布曲线,毒物型污染,原因（有机、无机、重金属） 途径（点源污染，废水排放） 后果（短期和长期） 防止措施 （化学与物理化学处理）,毒物型污染-案例,四川沱江污染造成鱼类大量死亡,富营养型污染,原因（氮、磷） 途径（点源、面源） 后果（间接） 防止措施 （生物处理）,富营养型污染-案例,藻类大量繁殖,其它水体污染物,酸、碱和无机盐污染 热污染 海上石油污染,水资源污染的危害 污水中的致病微生物、病毒等可引起传染病的蔓延。水中的有毒物质可使人畜中毒，一些剧毒物质可在几分钟之内使水中的生物和饮水的人死亡。最危险的是汞、镉、铬、铝等金属化合物的污染，它们进入人体后造成慢性中毒，一旦发现就无法遏止。据世界卫生组织（WHO）调查,世界上有70的人喝不到安全卫生的饮用水。,水资源污染的危害 1.引发灾难性生态灾害 赤潮是水体中某些微小的浮游植物、原生动物或细菌，在一定的环境条件下突发性地增殖和聚集，引起一定范围内一段时间中水体变色现象。通常水体颜色因赤潮生物的数量、种类而呈红、黄、绿和褐色等。 我国自1933年首次报道以来，至1994年共有194次较大规模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后则有157起。,左图：1999年5月15日， 上海外滩赤潮,右图： 美国佛罗里达州赤潮， 造成大量鱼死亡,2.引起传染病的蔓延 污水中的致病微生物、病毒等可引起传染病的蔓延。水中的有毒物质可使人畜中毒，一些剧毒物质可在几分钟之内使水中的生物和饮水的人死亡。最危险的是汞、镉、铬、铝等金属化合物的污染，它们进入人体后造成慢性中毒，一旦发现就无法遏止。,3.给生产带来巨大的损失 严重的污染使鱼虾大量死亡；许多水产品因污染而不能食用，许多优质鱼也濒临灭绝。污水还污染农田和农作物，使农业减产。污水对运输和工业生产的危害也很大，它严重腐蚀船只、桥梁、工业设备，降低工业产品的质量。水污染还造成其他环境条件的下降，影响人们的游览、娱乐和休养。,水资源保护,加强水资源和水生态保护。 大力推行清洁生产。 提高水的利用率,大力倡导节水型产业。 加快建设城市废水处理厂。 加大对水污染治理的投资。 建立健全水管理系统的法律法规。,水体污染与防治的几个概念,水体的自净作用：指水体中的污染物的浓度因物理、化学或生物作用而降低的现象。 水体污染：当进入水体的污染物质的量超过了水体的自净能力，使水质受到损害，以至于对水的用途产生不利和不合理影响的现象叫水体污染。,水体污染物：从化学的角度来分，水体污染物有以下几类： 1、无机有害物 2、无机有毒物 3、有机有害物 4、有机有毒物 5、病原微生物,城市饮用水工程,城市饮用水供给存在的问题 1.供水量不足 我国城市缺水有4种类型，即资源型缺水、工程型缺水、管理型缺水和污染型缺水等。 1996年在全国的666个城市中，有330个不同程度缺水，其中严重缺水的达108个；在32个百万人口以上的特大城市中，有30个城市长期受缺水的困扰。,2.水源污染日趋严重 据7大水系和内陆河流的110个重点河段统计，符合“地面水环境质量标准”、类的占32，类的占29，属于、类的占39(主要污染指标为氨氮、COD、挥发酚和BOD等)。黄河、松花江、辽河属、类水质的河段已超过60。淮河枯水期的水质已达不到类，其大部分支流的水质，常年在类以上。长江和珠江的水质为、类的江段已超过20。,3.供水水质标准偏低 我国现行的生活饮用水卫生标准仅有35项指标，而世界卫生组织制订的有49项，日本1993年底开始执行的为59项，欧盟制定的为66项，美国环保局安全饮水法中规定的水质指标共83项。并且在一些单项指标的规定上，我国较低。例如浊度，我国是35 NTU，发达国家是1 NTU。,4.建设资金短缺 由于历史原因及80年代以来国民经济的突飞猛进，使城市的市政工程设施处于滞后状态。另外，给水工程是系统工程，一般工程量较大，施工较复杂，建设周期较长，故所需的投资相对较多。,城市饮用水工程的发展特点,建设规模越来越大 长距离引水工程越来越多 水厂净化工艺越来越复杂 利用外资建设的项目越来越多 特殊水处理技术的经验越来越丰富 给水增压技术设施越来越新 水厂自动化程度越来越高并趋普及 分质供水与广域供水系统越来越多 避咸蓄淡的河口水库逐渐增多 集成化水处理装置越来越多,给水处理的基本方法,对于去除水中各类杂质和污染物质，有多种方法可供在给水处理中使用、选择与组合。 1.去除颗粒物(包括胶体颗粒和悬浮颗粒)的处理方法 2.去除、调整水中溶解(无机)离子、溶解气体的处理方法 3.去除有机物的处理方法 4.消毒方法 5.冷却方法,给水处理的基本工艺,给水处理可以分为两大类： 1.饮用水处理 2.工业用水处理 其中，饮用水处理的工艺可以分成： 1.饮用水常规处理工艺 2.在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和(或)深度处理的饮用水处理工艺 3.其他特殊处理工艺,饮用水常规处理工艺,当以地表水为水源时，饮用水常规处理工艺如下图所示： 氯 混凝剂 原水 管网,混凝,沉淀,过滤,清水池,在以地下水为水源时，饮用水常规处理的主要去除对象是水中可能存在的病原微生物。处理工艺流程见图： 氯 井水 管网,清水池,增加预处理和(或)深度处理的饮用水处理工艺,受到一定污染的水源水(微污染水源水)的饮用水净化处理工艺有： 1.在常规处理的基础上，增加生物预处理、加强预氧化(高锰酸钾、臭氧等)、投加粉状炭等预处理措施； 2.对常规处理进行强化，如采用高效混凝剂、改用气浮、强化过滤等； 3.在常规处理的基础上，增加臭氧氧化、活性炭吸附或生物活性炭等深度处理措施； 4.综合采用上述加强预处理、强化常规处理和增加深度处理的措施等。,饮用水特殊处理工艺和工业给水处理工艺,1.含铁含锰地下水的饮用水处理工艺 2.过硬原水的软化、苦咸水淡化、海水淡化处理工艺 3.工业用水软化处理工艺 4.工业纯水、高纯水除盐处理工艺 5.循环冷却水水质稳定处理工艺 6.饮用净水、饮用纯水处理工艺等,污水处理方法简介,1、物理法 利用物理作用处理、分离和回收费水中的污染物。在处理过程中不改变其化学性质。常采用的有沉淀法、过滤法、离心法、蒸发法。 2、化学法 利用化学反应或物理化学作用处理、回收费水中的污染物，常用的方法有化学沉淀法、混凝法、中和法、萃取法、吸附法、离心交换法、电渗析法等。,3、生物法 利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物。常用的方法有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等。,需氧生物处理法 ：利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法 厌氧生物处理法 ：在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。,污水处理工艺流程 按污水种类可分为：城市污水处理和工业污水处理；按处理后的水的去向可分为：排放和回用等；不同的污水及不同的用途，需要采用不同的处理流程。 典型的城市污水主要来源时城市居民生活污水，主要的去除对象是有机污染物，一般用BOD5和COD为指标。一般城市污水中的污染物易于生物降解，所以主要采用生物处理方法。,1.典型的城市污水一级处理工