水环境保护ppt课件

水环境污染源 一、点源 二、非点源 三、水环境污染的危害 污染源：向水体排放污染物的场所、设备和装置 . 污染源 天然污染源 人为污染源 点源 非点源自然界自行向水体释放有害物质造成有害影响的场所，如岩 石和矿物的风化、水解、火山 喷发等 1 一、点源 1. 工业废水 u 悬浮物质含量高 u 需氧量高 u pH值变化幅度高 u 温度较高 u 易燃 u 多种多样的有害成分 2 2. 生活污水 -居民在生活活动中产生的废水。 u 悬浮物质含量低 u 属于低浓度有机废水 u 呈弱碱性 u 含氮、磷营养物质较多 u 含有多种微生物 3 二、非点源 u 以较大形式范围排放污染物而造成水体污染 的发生源； u 面源污染主要指农田径流排水，具有面广、 分散、难以收集、难以治理的特点 . 农业灌溉用水约占全球总用水量的 70%左右，农田径流排 水已经成为天然水体的主要污染来源之一。 4 三、水环境污染的危害 u 严重影响人体的健康 u 造成水生态系统的破坏 u 加剧了缺水状况 u 对农作物产生危害 u 造成较大的经济损失 5 内蒙古自治区默特左旗 塔布赛乡黑河村的村民 长期饮用含砷严重超标 的地下水，致使不少村 民患有严重的皮肤病。 某造纸厂造纸废水直接排入辽河，再经辽河入海。 7 新屋伴浊水 8 第四节 水质指标与水质标准 水质指标 水质标准 固体污染物 水的硬度 含氮化合物 含磷化合物 有机污染物指标 饮用水卫生标准 杂用水水质标准 地表水环境质量标准 地下水环境质量标准 废水排放标准 9 一、水质指标 10 物理性 水质指标 化学性 水质指标 生物性 水质指标 水质指标 感官指标 总固体 悬浮固体 可沉固体 电导率 一般化学指标 各种离子 总含盐量 有毒化学性指标 有机物综合指标 化学需氧量 生化需氧量 总需氧量 细菌总数 总大肠杆菌数 各种病原细菌 病毒 11 （一）物理性水质指标 感官 指标 色度 浑浊度 温度 嗅和味 （ 1）感官指标 12 （ 2）固体污染物（ Solids）指标 一定温度（ 103-105 ）下将水样蒸发至干时所残余的 固体物质总量，称为总固体。 Total Solids， TS(mg/L) 1.总固体（ TS） 13 2. 总溶解性固体 (TDS)和总悬浮性固体 (TSS) 总溶解性固体 总悬浮性固体 将过滤后的水样 在 103-105 蒸 发至干剩余的物 质，可滤残渣 . 由溶解性固体和 胶体组成 .胶体 的粒径通常在 0.001-1 m. 水样经过滤后 留在过滤器上 的固体物质 , 于 103-105 烘至恒重得到 的物质 .不可 滤残渣。 按照固体物质的 溶解性 ，总固体可分为总溶解固体和总悬浮固体 14 总溶解固体 Total Dissolved Solids 总悬浮固体 Total Suspended Solids TS（按溶解性划分） 15 按照悬浮固体的 密度 ，悬浮固体可分为浮渣，悬渣和可沉固体。 密度小于水 密度与水接近 悬浮固体 浮渣 密度大于水 悬渣 污泥沉渣 无机物 有机物 可沉固体 16 p 600 灼烧与 103-105 烘干的重量相比，减少的质量称为 灼烧减重，即挥发性固体 ,VS。有机物在此温度下都分解 成为了水和二氧化碳。 p 600 灼烧后残余的重量叫固定性固体， FS. 3. 挥发性固体（ VS）和固定性固体（ FS） 按照固体物质的，总固体可分为挥发性固体和固定性固体 挥发性固体 Volatile Solids （灼烧减重） 固定性固体 Fixed Solids （灼烧残渣） TS（按 挥发性 划分） 17 18 （ 1）一般化学性指标 一般化学 指标 pH 硬度 总含盐量 各种阴阳 离子 碱度 营养污染 指标 19 （二）化学性水质指标 （ 1）水的硬度 硬度的分类 总硬度 =钙硬度 +镁硬度 总硬度 =碳酸盐硬度（暂时硬度） +非碳酸盐硬度（永久硬度） 钙镁的碳酸盐和 重碳酸盐可以加 热煮沸去掉 钙镁的硫酸盐、 氯化物不受加热 影响 20 硬度指标 由于水源水不同，各地也有差别，北京在 320mg/L； 上海在 170-380mg/L之间。 21 （ 2）含氮化合物 含氮化合物的来源 含氮化合物的种类 无机氮（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮）和有机氮。 22 水中氮的形态 总氮（ TN） 有机氮 无机氮 氨氮 NH4+ 硝态氮 NO3- 亚硝态 NO2- 凯氏氮 TKN TN、 NH4+、 NO3-、 NO2-、 Org-N、 TKN 23 24 亚硝酸盐很不稳定，一般天然水体含量低于 0.1mg/L 饮用水标准中，硝酸盐浓度不超过 10mg/L 25 凯氏氮（ TKN） u 凯氏氮是指以 kjeldahl法测得的含氮量，它包括 氨氮和在此条件下可以转化为铵盐而被测定的 有机氮化合物。 u 凯氏氮 =有机氮 +氨氮 u 可用凯氏氮与氨氮的差值表示有机氮含量 26 27 （ 3）含磷化合物 在天然水和废（污）水中，磷主要以各种磷酸盐 和有机磷形式存在，也存在于腐殖质离子和水生 生物中。 磷是生物生长必须元素之一，但水体中磷含量过 高，会导致富营养化，使水质恶化。 28 总磷（ TP） 有机磷 无机磷 磷酸盐 亚磷酸盐 焦磷酸盐 水中磷的形态 29 氮、磷是植物和微生物生长的主要营养物质 水体产生富营养化 营养污染物指标 30 （ 2）有毒化学性指标 有毒化学 指标 重金属 多环芳烃 各种农药 31 （ 3）有机污染物指标 n 有机物的浓度是一个重要的水质指标。由于 废水中有机物的组成比较复杂，要想分别测 定各个有机物的含量比较困难。一般采用生 化需氧量（ BOD）、化学需氧量（ COD）、 总有机碳（ TOC）、总需氧量（ TOD）等综 合性指标来表示。 n 如果水中有机物有毒性，则需要分别测定有 毒物质的浓度。 BOD: Biochemical Oxygen Demand COD: Chemical Oxygen Demand TOC: Total Organic Carbon TOD: Total Oxygen Demand 32 在有氧的条件下，好氧微生物氧化分解单位体积 水中有机物至无机物时所消耗的氧量， O2,mg/L 生化需氧量（ BOD） BOD是间接表示 水被有机物污染程度 的指标。 测定条件 温度， 20OC 时间， 5天 BOD5=70%BOD20 可生化性指标： BOD5/COD 用于判断废水是否适宜于采用生化法进行处理 一般的， BOD5/COD 0.3， 可以采用 生化 处 理法 33 BOD作为有机物浓度指标的特点 优点 基本反映出有机物进入水体后，在一般情况下氧 化分解所消耗的氧量； 反映了能被微生物氧化分解的有机物的量。 缺点 污水中难生物降解的物质测不出来，当其含量高 时，测定结果误差较大； 测定时间较长，难以及时指导实践； 重现性差，毒性强的废水可抑制微生物的作用影 响测定结果。 34 用强氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化为 CO2和 H2O时需要的氧化剂的量所相当于的氧量， O2 mg/L. 化学需氧量（ COD） 氧化剂 重铬酸钾，用于测定废（污）水 高锰酸钾，用于测定较清洁的地表水 35 重铬酸钾可以把水中绝大多数有机物氧化，但对 于苯、甲苯等芳香烃类化合物则较难氧化；另外 CODCr还包含了水中存在的无机还原性物质；一 般来说 CODCr与第一阶段生化需氧量之差，可以 粗略地表示不可生物降解的有机物量。 高锰酸钾指数的测定比较快速，但氧化能力较 重铬 酸钾弱，水中不含氮的有机物质在测定条件下易被 高锰酸钾氧化，而含氮的有机物较难分解，所以高 锰酸钾指数适用于测定地表水或者给水处理。 36 COD作为有机物浓度指标的特点 优点 能较准确地表示污水中有机物的含量； 测定时间短； 不受水质的限制。 缺点 不能表示可被微生物降解的有机物量； 可氧化水中一部分还原性无机物，如 Fe2+，使结 果存在误差。 37 总有机碳（ TOC） 38 总需氧量（ TOD） TOC和 TOD这两者都是燃烧化学氧化反应， 一个以 C表示，一个以 O2表示，都必须在专 门仪器 TOC或 TOD测定仪中进行。 特点： 速度快，误差小，但是仪器昂贵。 39 二、水质标准 40 给水部分 排水部分 生活饮用水卫生标准 杂用水水质标准 地表水水质标准 地下水水质标准 污水综合排放标准 城镇污水处理厂污染物排放标准 行业排放标准 41 1.饮用水卫生标准 注重水的外观，预防传染病 去除重金属 去除微量有机物 去除内分泌干扰物质 42 我国饮用水卫生标准发展历程 n 1956年 制定了第一个生活饮用水卫生标准 (试行 ) ， 16项水质指标； n 1976年 项目修订增加到 23项； n 1985年 生活饮用水卫生标准 (GB5749-85)，共 35 项，有机物指标 6项； n 2007年 7月 1日生活饮用水卫生标准 (GB5749- 2006)，增加了 71项，修订了 8项。（ 2012年 1月 一日全国强制执行） 43 表 1 水质常规检验项目及限值 -指能反应生活饮用水水质基本状况的水质指标 44 消毒 剂 名 称 与水接 触 时间 出厂水 中限 值 出厂 水 中余 量 管网末 梢水中 余量 氯 气及游 离 氯 制 剂 （游离 氯 ,mg/L） 至少 30min 4 0.3 0.05 一 氯 胺（ 总氯 ， mg/L） 至少 120min 3 0.5 0.05 臭氧（ O3 ， mg/L） 至少 12min 0.3 0.02 如加 氯 ， 总氯 0.05 二氧化 氯 （ ClO2， mg/L） 至少 30min 0.8 0.1 0.02 表 2 饮用水中消毒剂常规指标及要 求 45 表 3 水质非常规指标及限值 -指相对局限存在于某地区或者不经常被检出的指 标，可根据情况， 降低检测频率和有选择地进行检测。 指 标 限 值 1、微生物指 标 贾 第鞭毛虫（个 /10L ） 1 隐孢 子虫（个 /10L） 1 2、毒理指 标 锑 （ mg/L） 0.005 钡 （ mg/L） 0.7 铍 （ mg/L） 0.002 硼（ mg/L） 0.5 钼 （ mg/L） 0.07 镍 （ mg/L） 0.02 银 （ mg/L） 0.05 46 47 2.杂用水水质标准 n 城市污水再利用 城市杂用水水质标准（ GB/T18920-2002）； n 城市污水再利用 景观环境用水水质标准（ GB/T18921-2002） 48 3.地表水环境质量标准（ GB3838-2002） u 共 109项； u 其中地表水环境质量标准基本项目 24项； u 集中式生活饮用水地表水源地补充项目 5项； u 集中式生活饮用水地表水源地特定项目 80项 49 50 4.地下水环境质量标准（ GB/T14848-93） 依据我国地下水水质现状，人体健康基准值及地下水质量保护 目标，并参照了生活饮用水、工业、农业用水质量最高要求， 将地下水质量划分五类： 类 主要反映地下水化学组成的天然 低背景 含量，适用于各种用途 . 类 主要反映地下水化学组成的天然背景含量，适用于各种用途 . 类 以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源 及工农业水 . 类 以农业和工业用水要求为依据，除适用于农业和部分工业用水外 , 适当处理后可作生活饮用水 . 类 不宜饮用，其他用水可根据使用目的选用 . 51 pH、氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、挥发性酚类 、氰化物、砷、汞、铬（六价）、总硬度、 铅、镉、铁、锰、溶解性总固体、高锰酸盐 指数、硫酸盐、氯化物、大肠杆菌，以及反 映本地区主要水质问题的其他项目 . 地下水的监测项目 52 5.废水排放标准 （ 1）污水综合排放标准（ GB8978-1996） 不得用稀释的方法代替必要处理的物质 (实际工作中一定要注意 ) 指能在环境或者动物体内蓄积、对人体健康产生长远影响的物质 .含有此 类物质的废水，一律在车间或车间设施排放口取样，其最高允许排放浓 度必须符合如下规定： 53 （ 2）城镇污水处理厂污染物排放标准（ GB18918-2002） 本标准规定了城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处理 （控制）的污染物限值。 城 镇污 水（ Municipal wastewater） 指城镇居民生活污水、机关、学校、商业服务机构及允许排 入城镇污水收集系统的工业废水和初期雨水等 . 城 镇污 水 处 理厂（ Municipal wastewater） treatment plant 指对进入城镇污水收集系统的污水进行净化处理的污水处理厂 . 54 55 （ 3）上海市地方污染物排放标准 污水综合排放标准 （ DB 31/1992009 ） 56 （ 4）行业排放标准 有关废水排放的行业标准涉及各类工业，如矿山工业 、焦化企业、石油炼制工业、造纸工业、制革工业等 ，各有其标准： 制浆造纸工业水污染排放标准（ GB3544-2008） 电镀污染物排放标准（ GB21900-2008 ） 生物工程类制药工业污染物排放标准（ GB21907-2008） 制糖工业水污染排放标准（ GB21909-2008） 57 第五节 水环境污染防治 一、水污染控制基本途径 二、水污染防治原则 三、污水处理的基本方法 四、给水处理基本流程 58 （一）减少废水及污染物的产生量 一、水污染控制基本途径 （二）减少废水及污染物的排放量 改革生产工艺，实行清洁生产 改进设备，健全生产管理制度 提高水的重复利用率 回收有用的物质 加强工业废水和城市污水的综合治理 59 二、水污染防治原则 “ 放 ” ：是指对污染源的控制 “ 治 ” ：是水污染防治中不可缺少的一环 “ 管 ” ：是指对污染源、水体及处理设施的管理 60 一级处理 二级处理 三级处理 去除沉淀性 物质及油脂等 SS 40% BOD5 30% 去除有机物 SS 90% BOD5 90% 去除氮和磷及 其他溶解性物质、 杀菌消毒 （一）城市污水处理的分级 三、污水处理基本方法 61 一级处理 二级处理 62 （二）污水处理技术概述 污水处理方法污水处理方法 化学法化学法 中和 化学沉淀 氧化还原 消毒 电解 物理法物理法 沉淀 筛滤过滤 气浮 离心分离 膜分离 萃取 生物法生物法 好氧法 厌氧法 自然生物处理 活 性 污 泥 法 生 物 膜 法 悬 浮 生 长 生 物 法 生 物 膜 法 稳 定 塘 法 土 地 处 理 系 统 63 物理法 化学法 生物法 通过 物理作用 来分离、回收污水中不溶 解的、呈悬浮状的污染物质，在处理过 程中不改变其化学性质 . 向污水中投加化学试剂，利用 化学反应 来分离、回收污水中污染物质，或将污 染物转化为无害物质 . 利用 微生物 的新陈代谢功能，使污水中 呈溶解或胶体状态的有机污染物转化为 无害物质，使污水得以净化。 64 物理法 重力分离法 （沉淀、上浮） 过 滤 气 浮 离心分离 反渗透 筛 滤 65 化学法 化学沉淀 中 和 氧化还 原 吸 附 电渗析 混 凝 离子交 换 66 向污水中投加某种化学物质，使它与污水 中溶解性物质发生互换反应，生成难溶于 水的沉淀物，以降低污水中溶解性物质的 方法。 常用于含重金属、氟化物的废水的处理 含锌废水： Zn2+CaO+H2OZn （ OH） 2 （ pH 9-11） 含汞废水： Hg2+Na2S HgS +2Na + 含铬废水： CrO42-+Ba2+ BaCrO 4 67 格 栅 沉 砂 池 初沉 池 初沉 池 曝气池 曝气池 二沉 池 二沉 池 消毒池 原 污 水 排 放 浓缩 池 消化 池 消化 池 脱水机房 投 配 池 沼气利用 污水流 程污泥流 程消化气管 线 城市污水处理流程示意图 一级处理 二级处理 泵 站 污