《水污染物化控制工程》.ppt

水污染物化控制工程 多媒体教学课件 河北科技大学环境学院2008年9月 第一章绪论 第一节水资源及水循环第二节水质与水质标准第三节水污染第四节水污染防治 第一章绪论 第一节水资源与水循环一 水资源 地球上约有97 3 的是海水 难直接使用 人类可利用淡水水量占总水量的3 而3 4以冰川 冰帽的形式 很难使用 与人类关系最密切 又较易开发利用的淡水仅占地球上总水量的0 3 这部分淡水在时空上的分布有很不均衡 第一章绪论 我国人均占有水量2400m3 人 相当世界人均占有量的1 4 全国600多个城市缺水量600亿m3 我国的水资源存在严重的时空分布不均衡性 淮河以北的水资源量仅为全国水资源总量的19 而其耕地面积却是全国耕地面积的64 西北地区占据国土面积47 只有7 的水资源量 且集中在夏季 根据国务院和建设部有关污水处理的总体规划 确定2010年全国城市和建制镇的污水平均处理率不低于50 设市城市的污水处理率不低于60 重点城市污水处理率不低于70 由此预测从目前到2010年 我国的城市污水处理厂将以超常规的速度发展 预计将增加污水处理能力5000 6000万m3 d 需新建城市污水处理厂1000余座 用于城市污水处理厂投资约2000多亿元 其中污水处理设备投资500 600亿元 目前全国城市污水处理率不到36 十五规划投资3000亿元 2006年十大污染事件1 甘肃徽县徽县有色金属冶炼有限责任公司400m范围内的土壤已受不同程度铅污染 368人查出血铅超标 14岁以下的儿童149人 2 湖南岳阳浩源化工公司和桃林铅锌矿化工厂常态性排放形成的砷污染 8万多居民饮水遭威胁 3 母亲河 黄河兰州段屡遭污染 兰州市滩尖子第二供热站冲洗锅炉内部染色剂 玫瑰精 兰州百美纸业有限公司红褐色污水及白色泡沫 4 东海废电池污染 500万电池误入海中 1节废电池全部溶出的金属足以使该水体内50 的生物达到急性死亡 5 贵州遵义磷肥厂磷污染 60万市民饮水受威胁 2006年十大污染事件6 松花江支流污染 吉林长白山精细化工有限公司向牤牛河中人为排放化工废水 造成5公里污染带 主要污染物是二甲基苯胺 7 四川泸州电厂输油管线泄漏 17吨柴油泄漏长江 泸州下游250公里的长江水面上漂来一个巨大的油污带 长约两公里 宽达50米 8 海南蓝洋温泉国家森林公园垃圾成灾 垃圾场占用林地40余亩 每天倾倒生活垃圾达100多吨 9 我国家电和电子产品报废高峰来临电子垃圾污染控制火烧眉毛 从2003年起 我国每年将至少有500万台电视机 400万台冰箱 500万台洗衣机要报废 目前全社会电脑保有量近2000万台 手机保有量1 9亿部 其更新速度远快于家电产品 一块手机电池可以污染三个游泳池的水 10 香格里拉圣湖美景遭遇 无极 劫色 之痛 2007年度中国十大环保事件 一 厦门PX化工项目迁址 厦门市海沧PX 对二甲苯 项目 是2006年厦门市引进的一项总投资额108亿元人民币的对二甲苯化工项目 该项目号称厦门 有史以来最大工业项目 投产后每年的工业产值可达800亿元人民币 该项目于2006年11月开工 原计划2008年投产 07年底政府决策顺从民意 将该项目迁建漳州 二 暖冬 2007初的这个冬天太诡异 候鸟懒得南飞 狗熊忘了冬眠 往昔万里飘雪的北国城市长春降雪量只有平常的十分之一 以至于亚冬会不得不实施人工造雪和人工降雪 2月5日 北京的最高气温蹿升至16摄氏度 创下这个城市自1840年有气象资料以来历史同期的最高纪录 不仅仅是一向以寒冷著称的中国东北华北出现了气候反常 在南京和广州 在美国纽约和欧洲大陆 前所未有的暖冬正在成为这个冬天里最为热门的话题 三 太湖蓝藻事件 5月29日 一场突如其来的饮用水危机降临到江苏省无锡市 其罪魁祸首就是太湖蓝藻 这个让无锡市民年年都要受到侵扰的 常客 今年来得更早 更凶 小小蓝藻在一夜之间打乱了数百万群众的正常生活 随后 滇池 巢湖蓝藻也相继暴发 沭阳等城市的自来水源也受到污染 高增长的中国进入 水污染密集暴发阶段 触动了中国经济发展和环境保护的敏感神经 国家环保总局开始制订实行更严格的环保标准和措施进行污染控制及治理 同年多个城市的饮用水源受到突发污染而紧急停止供水 四 区域及流域限批 七月 国家环保总局把 区域及流域限批 这项被称作 连坐 的处罚制度用在了长江 黄河 淮河 海河四大流域水污染严重 环澄 侍馔怀龅 市 2县和5个工业园区 这也是环保总局第二次动用手中最大限度的行政处罚手段 五 绿色信贷 6月27日 深圳市环保局向人民银行深圳市支行移交了首批114家企业的环保信息 其中包括37家环保违法企业 而统信电路电子有限公司就位列其中 六 众多跨国公司上环保 黑名单 发达国家污染转移 从33家到80家 截止到8月15日 有90家跨国公司出现在了由公众与环境研究中心搜集整理的污染企业名单上 这其中包括著名的通用 三星 3M等 世界500强 企业 遍及全国15个省和四个直辖市 有些跨国企业 甚至已经成为了当地的污染大户 七 临汾入选全球九大受污最重地 北京时间9月19日消息 国家地理杂志 日前评出全球九个受污染最严重的地区 其中中国山西临汾也榜上有名 临汾由于煤矿业繁盛 致使空气遭受煤尘严重污染 进而使得临汾在全球受污染最严重地区排行榜中中排第三位 八 中国绿色人物评选 9月2日下午 2007 绿色中国年度人物 评选启动仪式在北京举行 历时三个多月 12月14日 颇受关注的 2007绿色中国年度人物 揭晓 9人和1个集体获殊荣 清华大学环境科学与工程系教授张晓健 中央电视台 新闻调查 栏目记者柴静 河南周口市 淮河卫士 会长霍岱珊 北京绿家园负责人汪永晨等 国家环保总局环境影响评价管理司作为集体 获得特别奖 结果表明 或殊荣者大多是与水有关的重大环境事件中的焦点人物或团体 九 杭州环保系统窝腐案 材料显示 窝案涉案90余人 目前追究法律责任者23人 其中杭州市环保局系统处级党员干部5人 区县环保局领导9人 十 东莞 禁猪令 12月初 广东省东莞市政府近日通过发布信息的方式宣布 2009年起全市范围内禁止养猪 市政府称 禁猪 的首要原因是东莞环境容量日趋窘迫 不堪承受养猪业的污染之重 消息马上在网络广为传播 引起全国民众广泛的争论和笑谈 究竟东莞市是打着环保的旗号来干涉民生呢 还是真正的为环境保护所想 第一章绪论 河北省水资源及水污染状况 人均占有水量仅全国1 7 每公顷水量占全国均值1 9 是缺水最严重的省份之一 我省平均地表水资源实缺84亿立方米 我省荒漠地面积272万公顷 涉及114个县 占全省总面积14 5 南水北调污染状况 加重水资源短缺环境质量公报 第一章绪论 永定河水系质量最好 子牙河最差全省水环境质量与上年相比基本持平 七大水系污染由轻到重排序为 永定河水系 大清河水系 滦河水系及冀东沿海水系 北三河水系 漳卫南运河水系 黑龙港水系 子牙河水系 在监控的151个河流断面中 有21个断面断流 实际监测130个有水断面 其中达到或好于 类的断面有36个 占27 7 比上年减少1 1个百分点 类断面有19个 占14 6 比上年增加了0 2个百分点 类断面有11个 占8 5 比上年增加了3 2个百分点 劣 类断面有64个 占49 2 比上年减少了1 3个百分点 主要污染物是氨氮 化学需氧量 生化需氧量 总磷 高锰酸盐指数 石油类 挥发酚 第一章绪论 二 水循环 1 自然循环 2 社会循环 1 自然循环在太阳能及其他自然力的作用下 通过降水 径流 渗流和蒸发等方式 构成水的自然循环 图 BACK 2 社会循环人类为了生活和生产 不断取用天然水体中的水 经过使用 一部分天然水被消耗 但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放 重新进入天然水体 与水的自然循环不同 在水的社会循环中 水的性质在不断地发生变化 自然循环 平衡破坏 取水 排放 水污染控制工程 平衡破坏 给水处理 社会循环 3 水的社会循环与自然循环的关系 第一章绪论 第二节水质与水质标准1 水质的定义 水质 即水的品质 是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学 化学和生物学的综合特性 2 水中杂质的分类 2 水中杂质的分类 水污染物 按杂质在水中的存在状态可分为 悬浮物质 颗粒尺寸 10 3mm 溶解物质 颗粒尺寸 10 6mm 胶体物质 10 6mm 颗粒尺寸 10 3mm 第一章绪论 3 水质指标污水和受纳水体的物理学 化学 生物学等方面的特征是通过水质指标来表示的 水质指标是控制和掌握污水处理设备的处理效果和运行状态的重要依据 第一类物理性水质指标第二类化学性水质指标第三类生物性水质指标 第一章绪论 第一类 物理性水质指标 感官物理性状指标温度 色度 嗅和味 浊度等 其它物理性状指标总固体 TS 悬浮固体 SS 溶解固体 DS 可沉固体 电导率 电阻率 等 第一章绪论 第二类 化学性水质指标 一般的化学性指标 有毒的化学性指标 有关氧平衡的指标 一般的化学性指标pH 碱度 硬度 各种阴离子 各种阳离子 总含盐量 一般有机物质等 有毒的化学性指标如重金属 氰化物 多环芳烃 农药等 有关氧平衡的指标如溶解氧 DO 化学需氧量 COD 生化需氧量 BOD 总需氧量 TOD 总有机炭 TOC 等 第一章绪论 第三类 生物学水质指标包括细菌总数 总大肠菌群数 各种病原细菌 病毒等 第一章绪论 4 常用水质指标简介pH值 悬浮固体 SS COD和BOD 1 pH值pH值的测定和控制 对维护污水处理设施的正常运行 防止污水处理及输送设备的腐蚀 保护水生生物的生长和水体自净功能都有着重要的实际意义 污水排放标准pH值6 9天然水体pH值6 5 8 5 第一章绪论 2 悬浮固体 SS 水中固体物质分类 总固体 TS 水中所有残渣的总和 第一章绪论 2 悬浮固体 SS 指不能通过过滤器 滤纸或滤膜 的固体物质 可利用重力或其他物理作用与水分离 漂浮物质 可沉物质 以有机物为主的 污泥 以无机物为主的 泥渣 悬浮物质 悬浮物检测方法 过滤法 烘干称重 单位mg L 第一章绪论 3 COD和BOD 生化需氧量 BOD 表示在有氧条件下 好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量 常用单位为mg L 但生化需氧量不能反应微生物不能降解的有机物的量 化学需氧量 COD 指在一定条件下 水中各种有机物与化学强氧化剂作用时所消耗的氧化剂的量 以氧量mg L表示 总有机炭 TOC 水样中所有有机污染物含炭量总需氧量 TOD 有机物 C H N S 被全部氧化时需氧量 燃烧化学反应 第一章绪论 5 水质标准 1 地表水环境质量标准 2 地下水质量标准 3 污水综合排放标准 4 其它水质标准 1 地表水环境质量标准保护地面水体免受污染 适用于江 河 湖泊 水库等具有使用功能的地面水域 地表水环境质量标准 GB3838 2002 2 地下水质量标准 地下水质量标准 GB T14848 93 3 污水综合排放标准地表水环境质量标准规了定地表水体中各类有害物质的允许标准值 还必须控制地面水体的污染源 对各类污染物允许的排放浓度作出规定 污水综合排放标准 GB8978 1996 4 其它水质标准用水水质标准 如工业用水水质标准 渔业水域水质标准 游泳用水水质标准 农田灌溉水质标准等 行业排放标准 如石油炼制工业 制革工业 医院污水 造纸工业 钢铁工业 纺织染整工业 肉类加工工业 合成氨工业 第一章绪论 第三节水污染 一 水污染的定义 指排入水体的污染物质超过了水体的自净能力使水的组成及性质发生变化 从而使动植物的生存条件恶化 鱼类生长受到损害 人类的生活和健康受到不良影响 水环境的生态平衡遭到破坏 形成水污染 动画播放 第一章绪论 二 水污染的原因 1 自然活动如矿石溶解 火山爆发灰飞 干旱地区风蚀灰尘落入水体等 是目前尚无法控制的污染 2 人类活动工业生产 工业废水人类生活 生活污水 第一章绪论 三 水污染源1 水污染源定义指向水体中排放污染物质而导致水体的某些物理 化学和生物学特性发生变化 并使水质恶化的场所 设备和装置等 第一章绪论 2 水污染源的分类 1 按造成水体污染的原因分 2 按受纳水体分 3 按污染源释放的有害物质的种类分 4 按污染源的分布特征分 1 按造成水体污染的原因分天然污染源人为污染源 2 按受纳水体分地面水污染源地下水污染源海洋污染源 3 按污染源释放的有害物质的种类分物理性污染源化学性污染源生物性污染源 4 按污染源的分布特征分点污染源非点污染源 面污染源 第一章绪论 四 水污染的性质及危害1 化学性污染2 物理性污染3 生物性污染 1 化学性污染 酸碱污染 重金属污染 需氧性有机物污染 营养物质污染 有机毒物污染 2 物理性污染 悬浮物污染 热污染 放射性污染 3 生物性污染主要指致病菌及病毒的污染 如 生活污水 医院污水 第一章绪论 第四节水污染防治解决水资源短缺和水污染的一个主要途径在于水处理 在很多地方并不是没有水 而是水质不合用 如果能通过人工和自然的处理 使水满足使用和环境的各种要求 并循环使用 则缺水问题将得到缓解 第一章绪论 水处理的主要任务 改善水质 即采用各种方法将废水中的污染物分离出来 或将其转化为无害的物质 从而使废水得到净化 给水处理 将原水中的杂质去掉 加工成符合生产和生活使用水质要求的成品水 排水处理 收集使用过的废水并处理到水质符合循环使用或排放要求 第一章绪论 一 水污染防治的目标 确保地面水和地下饮用水源地的水质 恢复各类水体的使用功能 还清地面水体的水质 恢复其美好的观瞻 增加人类居住区的悦人景色 第一章绪论 二 水污染防治的主要任务 进行区域 流域或城镇的水污染防治规划 加强对污染源的控制 对各类废水进行妥善的收集和处理 加强对水环境 水资源的保护 第一章绪论 三 水污染防治的原则 防 管 治 1 防 预防 防 是指对污染源的控制 通过有效控制使污染源排放的污染物量减少到最少量 推行 清洁生产 工艺减少末端治理 零排放 节水 减少生活污水排放量施肥和农药的合理使用 第一章绪论 2 管 管理 管 是指对污染源 水体及处理设施的管理 对污染源的经常监测和管理 对污水处理厂的监测和管理 对水体卫生特征的监测和管理 例如 例如 限期治理 2000年零点行动规范排污口关停 十五小 排污许可证 总量控制指标排污收费 水量 污染物量 环保设施 三同时 验收 第一章绪论 3 治 治理 治 是水污染防治中不可缺少的一环 通过各种治理措施 对污 废 水进行妥善的处理 确保在排入水体前达到国家或地方规定的排放标准 第一章绪论 四 控制水污染途径思路 1 减少废水排放量 2 降低废水中污染物浓度 例如 1 改革生产工艺 发展清洁生产工艺 2 改进生产装置的结构性能 3 发展封闭系统 重复利用废水 4 清污分流 分隔治理 5 回收有用物质 6 适当处理 安全排放 7 节约用水 8 排出系统控制 第一章绪论 五 水污染控制工程的基本内容 水体污染和自净规律 城市污水处理 工业废水治理 水系污染防治工程 饮用水源的污染控制与污染原水的深度净化 流域 区域水污染综合防治 第一章绪论 六 废水处理技术概述废水处理的基本任务 是采用各种方法将废水中的污染物分离出来 或将其转化为无害的物质 从而使废水得到净化 第一章绪论 1 废水处理方法的分类 1 按照废水处理的作用原理分类 物理法 化学法 物理化学法 生物法 第一章绪论 物理法利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离 在处理过程中污染物质的化学性质不发生变化 处理对象 悬浮物处理方法 a截留b沉淀c过滤d气浮e离心分离f膜分离 第一章绪论 化学法利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变 而从水中除去的方法 处理对象 酸碱 金属离子 部分还原性物质 处理方法 a中和b氧化还原c化学沉淀 第一章绪论 物理化学法利用物理 化学共同作用使废水中污染物质的性质或形态发生改变 而从水中除去的方法 处理对象 胶体物质 阴阳离子 大分子有机物 处理方法 a混凝b电解c萃取d吸附e离子交换 第一章绪论 生化法 生物法 利用微生物的作用去除废水中胶体和溶解性有机物的方法 A 好氧生物处理法 如活性污泥法 生物膜法 氧化塘等 B 厌氧生物处理法 第一章绪论 2 按照废水处理程度划分 一级处理 物理处理 二级处理 生物处理 三级处理 深度处理 第一章绪论 一级处理 物理处理 主要任务 从废水中去除漂浮物和悬浮物 调节废水pH值 减轻废水的腐化程度和后续处理的工艺负荷 常用方法 筛滤法 重力沉淀法 上浮法 如隔油法 气浮 离心分离 滤池 微滤机等 第一章绪论 二级处理 生物处理 主要任务 大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物 处理方法 以生化处理为主体工艺 主要有活性污泥和生物膜法 第一章绪论 三级处理 深度处理或高级处理 主要任务 防止受纳水体发生富营养化和受到难降解的有毒化合物的污染 污水回用 去除对象 污水中的N P及难生物降解的有机物 病原菌 矿物质 盐类 等 处理方法 生物处理 活性炭吸附 离子交换 电渗析 反渗透 消毒等 第一章绪论 污泥处理 污泥是污水处理过程中的产物 处理程度不同 污泥成分不同 污泥处置 第一章绪论 2 典型的处理流程简介废水中的污染物是多种多样的 不能预期只用一种处理方法就能够把所有的污染物质去除殆尽 一种废水往往需要把几种处理方法联合成有机整体 并合理配置其主次关系和前后顺序 才能达到最经济有效地处理要求的程度 这种处理系统 叫废水处理流程 废水处理系统 第一章绪论 设计废水处理流程的原则 先易后难 先简后繁 即 首先使用物理法 然后再使用生化法和物化法 具体原则 首先去除大块漂浮物质 然后再依次去除悬浮固体 胶体物质 溶解性物质 第一章绪论 工业废水的水质千差万别 处理要求也极不一致 一般的废水处理程序 澄清 回收 污染物处理 再用或排放比较成型的流程 城市污水处理流程 第一章绪论 1 一级处理厂流程 第一章绪论 2 二级处理厂 活性污泥法 流程 二级生化污水处理厂 第一章绪论 3 三级处理厂流程 第一章绪论 4 工业废水处理流程 第一章绪论 1 图1 9造纸废水处理工艺流程图 第一章绪论 3 污水净化后的处置方式 书P8 10 排入水体 作为水体的补给水 排入水体是污水的