水污染与饮用水安全二.ppt

1、第 2 节 水处理与水保障,第二章 水体污染与饮用水安全,讲课人: 单国强 环境科学与工程学院,一 污水处理的工艺 1. 污水处理（sewage treatment, wastewater treatment） 采用技术手段，将污水中的污染物分离出去，使水质得到净化。,2. 污水处理的基本工艺,（1）物理方法： 通过物理作用，以分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物质（包括油膜和油珠）的废水处理法。 a 粗粗滤：粗过滤悬浮物（3mm），格栅或筛网 b 沉淀：砂粒（0.2 mm） c 气浮：水中产生大量的微气泡，经过气浮处理，除油 d 细过滤：通过有孔隙材料的过滤,格栅,机械自动清除式格栅,

2、（2）化学法： 通过化学反应去除废水中污染物质，或将其转化为无害物质，使溶解、胶体状态的污染物质产生沉淀的废水处理法。 a 混凝：混凝分为凝聚与絮凝。前者指加盐类，降低或消除胶体粒表面的电荷低，以致胶体颗粒脱稳相互聚结而产生沉淀；后者系由高分子化合物吸附胶体颗粒，使胶体颗粒相互聚结而产生絮凝沉淀。,b 氧化还原：氧化还原变成无毒的物质。常用的氧化剂是氧气、臭氧、氯 气、漂白粉等。常用的还原剂硫酸亚铁、铁粉、锌粉等。 c 中和法：加入酸或碱去中和污水中的酸碱性，用盐酸或硫酸，或石灰、 氢氧化钠等 d 化学沉淀：变成不溶解的，比如加石灰、H2S等，除重金属Hg、Pb。 e 电解法： 阴阳离子在电极

3、表面的富集沉淀。多用于重金属回收和含氰的 污水处理。,（3）高级物理化学法： 吸附：采用多孔的固体颗粒物质，吸附到固体表面，比如活性碳、硅藻土。 离子交换： 高分子树脂材料，先除去水中的悬浮物、油渍、有害气体等，有时还要调整pH，以便提高处理效果。 膜分离：利用膜材料。,（4）生物处理法 ： 通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体态以及微细悬浮态的有机污染物质转化稳定、无害物质的废水处理方法。根据起作用的微生物不同，生物处理法又可分为好氧生物处理法和厌氧生物处理法。 活性污泥法：向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的絮凝污泥状，其上栖息着微生物群，具有很强的吸附与氧化

4、有机物的能力。需要曝气供氧。,首先在前期处理的时候，利用氨化菌的氨化反应，有机氮被分解转化为NH4 +离子，这一过程称为氨化过程。然后在由好氧微生物在有氧状态下完成硝化反应，将NH4+化成NO3-。然后，在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮（N2）。 某些微生物在好氧时能大量吸收磷，转化合成的结构化合物，并且能逆浓度过量吸磷合成磷酸盐颗粒，供其使用。这些细菌称为聚磷菌，存在于污泥中。,生物脱N、P,一级处理：物理法处理水中的悬浮颗粒，使BOD的去除率为30%，悬浮物50%。 二级处理：达到除水中胶体或溶解态的有机质，多采用活性污泥处理，BOD去90%。基本上可以排放了，排放

5、需要达到污水中污染物的排放的国家标准。 三级处理：侧重于彻底除污染物，进一步降解难降解的有机物、NP可溶解性物质。采用生物膜法生物脱NP、混凝沉淀法、活性炭吸附、离子交换、臭氧氧化法、膜分离。,3. 废水处理方法分类,常规处理的主要对象为水源水中的悬浮物、溶解或胶体物质、病原微生物等。“混凝-沉淀-过滤-消毒”等工序组成，该工艺仍为中国和世界上大多数水厂所采用。要求水源地的水质要求较高。,二 自来水厂的常规处理工艺,1 自来水处理工艺,微量有机污染物，主要包括人类活动排放的工业添加剂； 农业杀虫剂；内分泌激素、镇痛解热药、抗生素等药物、化妆品等多种有机物。 微量有机污染物已先后在河流、湖泊、海

6、洋、地下水等天然水环境中检出。尽管其浓度水平较低，但其潜在的生态毒性却不容忽视。,* 微量新型污染物-自来水厂常规处理工艺无能为力,全氟辛酸（PFOA） 和全氟辛烷磺酸（PFOS）,环境中物质，进入人体，能够发挥类似于机体正常激素功能，从而干扰生物体的内分泌功能，引起机体功能紊乱的物质。,环境内分泌干扰物 environmental endocrine disruptingchemicals EEDs ：,常见的EEDs： 洗涤剂：壬基酚、辛基酚等； 有机氯农药：DDT、甲氧DDT、六六六等； 有机磷农药：乐果、马拉硫磷、乙酰甲胺磷等； 拟除虫菊酯：氯氰菊酯、氰戊菊酯等； 除草剂：利谷隆、除草

7、醚、莠去净等； 塑料增塑剂：邻苯二甲酸脂类等； 塑料制品焚烧产物：四氯联苯、二恶英等； 合成树脂原料：双酚A、双酚F等； 绝缘材料：阻燃剂、多氯联苯、多溴联苯等 对生殖系统有作用，影响生育能力，导致乳腺癌等。,* 消毒副产物带来新的污染 氯化消毒副产物主要是指饮用水氯化消毒过程 中产生的氯代化合物，主要有： 1. 无机副产物氯胺, 包括次氯酸与氨反应生成的多氯胺及其他产物，这些无机副产物对人体健康都不会产生很大危害。 2.有机副产物氯代的碳氢化合物，如：三氯甲烷和卤乙酸，因其强致癌性已成为控制的主要目标，而且也分别代表了挥发性和非挥发性的两类消毒副产物。 3. 其他有机污染物、藻毒素受氯代氧化

8、转化更毒的化合物。 目前的解决途径: 一是设法降低水中形成卤代有机物前体; 二是采用其他非氯消毒剂如二氧化碳、臭氧、紫外线等消毒; 三是去除氯消毒后水中形成的卤代有机物。,嗅味物质 不良嗅味是国内外饮用水处理中 常见的问题,虽然其对人体健康的 影响尚不明确, 但它降低了饮用水 的质量, 引起了用户的抱怨及对水 质的怀疑。饮用水的嗅味主要包括 土霉味、鱼腥味、芳香臭和青草味 等, 嗅味物质以引起土霉味的土臭素 和二甲基异冰片最为常见。,A 水源地，特别是取水口的污染与保护问题 B 水在河道长距离传输中与水库蓄水过程中污染问题 C 水厂处理中出现的问题 D 自来水管道二次污染的问题。,三、饮用水安

9、全需要考虑的首要问题： 以引滦入津工程为例,天津芥园水厂采用新法除藻类，解决夏天原水带来的高藻问题,严重富氧化的水面,尾砂流入滦河 水面上漂浮着死畜,河道清理垃圾、清除非法鱼市,（一）自来水的弊端 （二）桶装水弊端 （三）健康意识增长,自来水终端处理,纯水机,管道直饮水系统,四 自来水终端处理,1）臭氧、紫外线杀菌 2）活性炭吸附 3）反渗透膜法 4）微过滤及超过滤膜法 5）复合型过滤,自来水终端处理工艺,1）臭氧、紫外线杀菌 2）活性炭吸附 3）反渗透膜法 4）微过滤及超过滤膜法 5）复合型过滤,微型化三级处理,2 自来水净化器,家用净水器实质上是给水深度处理的小型化，其主要处理对象是自来水

10、中的浊度、色度、异嗅和有机物，金属等。 它一般由预过滤（粗滤）、吸附、精滤（微过滤、超过滤、反渗透）等三部分组成。其中吸附（通常采用活性炭吸附）和精滤是去除水中有机物、金属、异嗅和色度的主要手段。,* 饮用水管理的经济问题 1. 行政区分管理 2. 经济利益博弈 3. 桶装水的商业宣传与竞争,地方性砷中毒，是一种饮用水公害病， 是在特定地理环境下的居民长期通过饮水、空气、食物摄入过多的砷，而引起的以皮肤色素脱失、着色、角化及癌变为主的全身性的慢性中毒性疾病。环境水的砷污染 ，也可以引起砷中毒性皮炎,砷中毒性皮炎,砷含量0.01mg/L,废水,污水处理,输水,水体,水源地,水厂,管道输送,用户,

11、终端净化,污水排放标准,地面水环境质量标准,生活饮用水卫生标准,五 水标准,标准： 为了在一定范围内获得最佳秩序，经协商一致制定并由公认机构批准，共同使用的和重复使用的“规则”，并形成的一种规范性文件。,标准的法律效力 标准不是立法机关指定的法律，也不是行政机关指定的行政法规，他是国家标准化行政部门批准颁发的规范性文件，具有一定的法制约束力。但不具有完全的法律效力， 只是执法部门的技术依据和事实参考， 但是强制执行的。,地表水根据当地的环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类： 类主要适用于源头水、国家自然保护区； 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾

12、类产场、仔稚幼鱼的索饵场等； 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； 类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； 类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 这五类水的判定标准是什么呢？,一）、物理性状指标 根据水的物理性状指标的测定结果，可初步判断水质的感官性状是否良好，也可说明水质是否受到污染。 (1) 水温 (2) 色 (3) 臭 (4) 味 (5) 浊度,饮用水质量指标,二）、化学性状指标 (一) PH值 天然水的pH值一般在7.2-85之间。 (二) 硬度、含氮化合物、氯化物、硫酸盐等无机指标 硬度指溶于

13、水中的钙、镁等盐类的总量，以CaCO3(mgL)表示。 (三) 有机物污染物指标： 1，溶解氧(DO) 指溶解在水中的氧含量。水中有大量藻类植物时，由于光合作用放出氧，可使溶解氧呈过饱和状态。当 有机物污染水体或藻类大量死亡时，水中溶解氧可被消耗，若消耗速度超过空气中的氧通过水面溶入水体的复氧速度时，则水中溶解氧不断降低，进而可使水体进入厌氧状态。因此，水中溶解氧的含量可作为有机污染及其自净程度的间接指标。 2，化学耗氧量(COD) 是指氧化水中有机物所消耗的氧化剂量 (如高锰酸钾)。它是测定水体中有机物含量的间接指标，代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量。虽然它的测定方法简易、迅速

14、，但不能反映有机污染物在水中降解的实际情况，因为水中有机物的降解主要靠生物的作用，因此，比较广泛用生化需氧量作为评价水体受有机物污染的指标。 3，生化需氧量(BOD) 水中有机物在需氧微生物作用下分解时消耗水中溶解氧的量，称为生化需氧量。水中有机物愈多，生化需氧量愈高。 4，有机碳(TOC) 是指水中全部有机物含碳的总量。它只能相对表示水中有机物的含量。 (四) 有害物质 主要是重金属和难分解的有机物。如汞、镉、铬、砷、铅、酚、氰化物、有机氯和多氯联苯等。它们的来源除少数有害物质(如砷等)与地层有关外，主要来自工业废水污染。,生化需氧量检测仪器,三)、微生物学性状指标 天然水中常含有多种微生物

15、。受人畜粪便、生活污水或工业废水污染，水中细菌可大量增加，所以细菌学检查，特别是粪便污染指示菌的检查，在水质的卫生评价中具有重要意义。在实际工作中常进行以下两项检查。 1 细菌总数 2 总大肠菌群 四）、放射性指标 直接测水的放射性。,一、国家标准 GB 5749-2006生活饮用水卫生标准 GB 8161-1987生活饮用水源水中铍卫生标准 GB 8537-2008饮用天然矿泉水 GB 11729-1989水源水中百菌清卫生标准 GB 11730-1989农村生活饮用水量卫生标准 GB/T 13727-1992 天然矿泉水地质勘探规范 GB/T 14358-1993舰船饮用水净化器 GB/T

16、 14848-1993地下水质量标准 GB 16330-1996饮用天然矿泉水厂卫生规范 GB 16367-1996地热水应用中的放射卫生防护标准 GB 17051-1997二次供水设施卫生规范 GB/T 17218-1998 饮用水化学处理剂卫生安全性评价 GB/T 17219-1998 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准 GB 17323-1998瓶装饮用纯净水 GB 17323-1998瓶装饮用纯净水第1号修改单 GB 17324-2003瓶（桶）装饮用纯净水卫生标准 GB 18061-2000水源水中肼卫生标准 GB 18062-2000水源水中一甲基肼卫生标准 GB 18

17、063-2000水源水中偏二甲基肼卫生标准 GB 18064-2000水源水中二乙烯三胺卫生标准 GB 18065-2000水源水中三乙胺卫生标准 GB/T 19249 2003反渗透水处理设备 GB 19298-2003瓶（桶）装饮用水卫生标准 GB 19298-2003瓶（桶）装饮用水卫生标准第1号修改单 GB 19298-2003瓶（桶）装饮用水卫生标准国家标准第2号修改单 GB 19304-2003定型包装饮用水企业生产卫生规范 GB/T 19837-2005城市给排水紫外线消毒设备 GB/T 22090-2008冷热饮水机,水质（水源地、水厂出水） 水厂卫生 水生产、运输、流通过程中

18、 设施设备器材包装,其中 水质指标106项， 其中： 微生物指标 饮用水消毒剂 无机化合物 有机化合物 放射性指标中 感官性状与 一般理化指标,六 包装水标准的争执： 1 标准是不是万能的 2 标准的制定、执行 3 标准的商业之争,2012年国家生活饮用水（自来水）生标准要求砷含量须小于(或等于)0.01mg/L，而浙江瓶装饮用天然水标准则为小于(或等于)0.05mg/L即可，而镉的限量，前者要求小于(或等于)0.005mg/L，后者为小于(或等) 0.01mg/L，要求放宽了一倍。,在国家包装饮用水通用安全标准出台之前，浙江省继续按照国标地标并行、就高标准原则执行。” 检验依据包括： 瓶装饮用天然水DB33/383-2005、 生活饮用水卫生标准 GB35749-2006 瓶（桶）装饮用水卫生标准 GB19298-2003 判定原则：“当产品的国