化学与水污染治理

1、Harbin Institute of Technology工科大学化学课程论文工科大学化学课程论文题题目：目：化学与水污染处理学学院：院：机电工程学院专专业：业：机械设计制造及其自动化班班级：级：*班姓姓名：名：*指导老师：指导老师：*学学号：号：*日日期：期：2014 年 12 月 12 日化学与水污染处理作者：*指导老师：*机电工程学院机械设计制造及其自动化学号：*电话* 邮箱：*摘要：水是生命的源泉，是生命存在与经济发展的必要条件，同样是构成人体组织的重要部分。然而现在水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不

2、良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展， 威胁了人类的生存。 所以应用化学的方法治理水污染已经被提上了日程。关键词：水污染，化学，现状，物理化学法1 引言1956 年日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒，这便是为人所知的水俣病，此次水污染事件造成上千人死完，给人类带来了巨大威胁和警示。再把目光放回国内，2005 年 11 月 13 日吉林石化公司双苯厂发生爆炸造成约 100 吨双苯和硝基苯流入松花江， 哈尔滨市人们的生活受到了严重的影响， 无论是社会还是国家造成

3、了恶劣的影响。合理的控制污染源，及时治理污染是抢在防止污染蔓延的必由之路。2 水污染现状水污染情况仍然非常严重。随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀，我国面临着十分严峻的环境形势。全国主要流域的 IIII 类水质断面占 64.2%，劣 V 类占 17.2%，其中，海河流域为重度污染，黄河、淮河、辽河流域为中度污染。湖泊（水库）富营养化问题仍然突出，56 个湖（库）的营养状态监测显示，中度富营养的 3 个，占 5.2%；轻度富营养的 10 个，占 17.2%。虽然 1995 年后国家就启动了对“三河三湖”的治理(三河：辽河、海河、淮河，三湖：太湖、巢湖、滇池)，但是这些区域目前仍然处于严重

4、污染的状态。生活污水的排放数量超过工业废水。2011 年我国生活废水排放量 428 亿吨，占废水排放总量的65%；而工业废水排放量 231 亿吨，占 35%。因为水污染，如今的自来水已不能算是卫生的了。一项调查显示，在全世界自来水，测出的化学污染物有 2221 种之多， 其中有些确认为致癌物或促癌物。 从自来水的饮用标准看，我国尚处于较低水平，自来水目前仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法，将江河水或地下水简单加工成可饮用水。自来水加氯可有效杀除病菌，同时也会产生较多的卤代烃化合物，这些含氯有机物的含量成倍增加，是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。目前，城市污染的成分十分复杂，受污染的中除重金属外

5、，还含有甚多农药、化肥、洗涤剂等有害残留物，即使是把自来水煮沸了，上述残留物仍驱之不去，而煮沸水中增加了有害物的浓度，降低了有益于人体健康的溶解氧的含量，而且也使亚硝酸盐三氯甲烷等致癌物增加，因此，饮用开水的安全系数也是不高的。据最新资料透露，目前我国主要大城市只有 23%的居民饮用水符合卫生标准，小城镇和农村饮用水合格率更低。水污染防治当务之急，应确保饮用水合格。为此应加大水污染监控力度， 设立供水水源地保护区。 越来越严重的水污染问题早已影响到人们的日常生活， 位于哈工大旁边的马家沟的水污染已经严重的影响到环境的清洁， 刺鼻的恶臭影响了人们的正常生活与工作，更是对人们的健康造成了威胁。3

6、水污染的污染源水污染主要是由人类活动产生的污染物造成， 它包括工业污染源， 农业污染源和生活污染源三大部分。工业废水是水域的重要污染源，具有量大、面积广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。据 1998 年中国水资源公报资料显示：这一年，全国废水排放总量共 539 亿吨，其中，工业废水排放量 409 亿吨，占 75.88%。实际上，排污水量远远超过这个数，因为许多乡镇企业工业污水排放量难以统计。农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等。农药污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。中国没开展农业方面的监测， 据有关资料显示， 在 1 亿公顷耕地和 220 万公顷

7、草原上， 每年使用农药 110.49万吨。中国是世界上水土流失最严重的国家之一，每年表土流失量约 50 亿吨，致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库，随之流失的氮、磷、钾营养元素，使 2/3 的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害， 造成藻类以及其他生物异常繁殖， 引起水体透明度和溶解氧的变化， 从而致使水质恶化。 生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、 垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。据调查，1998年中国生活污水排放量 184 亿吨。中国每年约有 1/3 的工业废水和 90%以上的生活污水未经处理就排入水域，全国有监测的 1200 多条

8、河流中，850 多条受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使许多河段鱼虾绝迹，符合国家一级和二级水质标准的河流仅占 32.2%。污染正由浅层向深层发展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我们能够饮用和使用的水正在不知不觉地减少。4 水污染原因人类生产活动造成的水体污染中，工业引起的水体污染最严重。如：工业废水，它含污染物多，成分复杂，不仅在水中不易净化，而且处理也比较困难。工业废水， 是工业污染引起水体污染的最重要的原因。 它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别，即使是同类工厂，生产过程不同，其所含污染物的质和量也不一样。 工业除了排出的废水直接注入水

9、体引起污染外， 固体废物和废气也会污染水体。农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松， 在土壤和地形还未稳定时降雨， 大量泥沙流入水中，增加水中的悬浮物。还有一个重要原因是农药、化肥的使用量日益增多，而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收， 其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中， 通过降雨，经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。城市污染源是因城市人口集中，城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水， 它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液， 其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达 500

10、立方公里，而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。5 水污染处理方法针对不同污染物质的特征， 发展了各种不同的废水处理方法， 这些处理方法可按其作用原理划分为四大类：物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法。物理处理法主要是通过物理作用， 以分离、 回收废水中不溶解悬浮状态污染物质的废水处理法。化学处理法是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废水处理法。 生物化学处理法是通过微生物的代谢作用， 使溶液中呈溶解态、 胶体以及悬浮状态的有机性污染物质转化为稳定、 无害的物质的处理方法。下面主要介绍物理化学方法在污水处理中的应用：5.1 膜分

11、离技术膜分离利用一些特殊的半透膜分离水中离子或分子的技术， 常用的方法有电渗析、 反渗透、微滤、超滤等。膜分离技术可获得高纯水、去离子水，从废水处理中可回收工业原料。5.2 中和法酸碱废水中和优先考虑废水混合中和，以节省药剂。如石灰石 CaCO3作滤料，升流式膨胀滤池作酸性废水中和处理设备，可节省较贵的烧碱。5.3 氧化还原法用化学药剂与污染物质进行氧化还原反应， 使之成为无害或者无毒物质的方法。 氧化法应用有：空气氧化脱硫塔处理含硫（H2S）废水；氯化（漂白粉、次氯酸钠、液氯等）法处理含氰废水、脱色、除酚；臭氧氧化用于水除臭、脱色、除酚、氰等。还原法的应用有：硫酸亚铁石灰除铬（Cr2O72、

12、CrO42） 、金属（铁屑、锌粒）等滤料除汞（Hg2） 。5.4 化学沉淀法在水中投加沉淀剂与污染物形成沉淀而分离的方法。如氮氧化物沉淀法，主要是用Ca(OH)2、NaOH 等形成金属氢氧化物沉淀，因某些金属为两性，过量投加碱反而会溶解。硫化物沉淀法，水中投加 H2S、NaHS、Na2S 等可溶性硫化物使之与金属离子形成硫化物沉淀。由于金属硫化物的溶度积更小，所以沉淀效果好。钡盐沉淀法是利用 BaCO3、BaCl2等沉淀去除 CrO42。5.5 电化学法对电解质溶液通直流电， 发生电化学反应去除污染物。 铁板 （或铝板） 作阳极的电解法，阳极会溶解成 Fe3+（A13+）而在水中形成絮凝，此为

13、电解凝聚法，用于废水脱色、除油及造纸纸浆滚水、重金属废水的处理。5.6 吸附指利用多孔物质作吸附剂吸附去除水中难以被微生物降解的溶解性有机物以及合成洗涤剂、微生物、病毒、重金属等的一种方法，吸附法对苯酚、合成染料、石油产品、杀虫剂、胺类化合物及许多人工合成有机物都有一定去除效果，该法同时能除臭、脱色，因而在水处理中有广泛应用。5.7 萃取指用特定有机溶剂和废水接触在物理（溶解）或化学（络合、离子缔合）的作用下，使原溶解于水中的某种组分的水相转移至有机溶剂相的过程。 高浓度含酚废水利用二甲苯为萃取剂、NaOH 为反萃剂，可回收废水中大部分酚为酚钠产品，萃取法选择良好的萃取剂是十分重要的。6 小结污水处理是一个漫长的过程， 合理的运用化学方法能够收到较好的效果， 现在科技不断发展，新兴的污水处理系统也都开始有了萌芽，工艺条件也越来越容易达到，污水处理的难度大大降低。 而国家在这方面的投入也越来越大， 无论是对科研还是企业都有相当大的支持力度，为人们谋福祉的一项项工程也都建立起来。生活与化学分不开，化学就在生活中，细心的发现问题，认真的用化学方法去解决问题。7 参考文献1我国水污染治理行业 2011 年发展综述J. 中国环保产业,2012,10:7-13.2马丽平,邱泽. 基