第一篇第1章 水污染治理绪论

1、 第一篇第1章绪论安全与水污染治理概论PAGE 108PAGE 109第一章 绪绪 论论世界正处在在一个飞飞速发展展的时代代。经济济在快速速发展、社社会在飞飞速发展展，人们们的生活活在改变变，世界界的面貌貌在改变变。发展展，是当当今世界界共同关关注的热热点；发发展，使使世界呈呈现勃勃勃生机。安全与水污染防治是人类生存发展过程中永恒的主题，随着社会的发展进步，安全与水污染防治问题已经受到越来越多的关注。为了发展，人类在实践上、理论上进行着不懈的努力。第一节 水水污染基基本概念念水污染指污污染物进进入河流流、海洋洋、湖泊泊或地下下水等水水体后，使使水体的的水质和和水体沉沉积物的的物理、化化学性质质

2、或生物物群落组组成发生生变化，从从而降低低了水体体的使用用价值和和使用功功能的现现象。水水污染按按污染物物的来源源可分为为天然水水污染和和人为水水污染两两大类，而而后者是是主要的的，本书主主要讨论论人为水水污染。天天然水污污染主要要由自然然因素所所造成，自自然界自自行向水水体释放放有害物物质或造造成有害害的影响响。如特特殊的地地质条件件使某些些地区的的某些或或某种化化学元素素大量富富集（例例如，氟氟磷灰石石等矿区区可能引引起地下下水或地地表水中中氟含量量增高，造造成水体体的氟污污染），天天然植物物在腐烂烂过程中中产生某某种毒物物，以及及降雨淋淋洗大气气和地面面后挟带带各种物物质流入入水体，都都

3、会影响响该地区区的水质质。人为为水污染染是指人人类在生生产、生生活过程程中产生生的污染染物（主主要是污污水）对水体体形成的的污染。按按人类活活动方式式可分为为工业、农农业、交交通、生生活等不不同种类类的水污污染，按按其排放放的污染染物种类类可分为为无机、有有机、热热、放射射性、重重金属、病病原体等等不同污污染物。此此外，污污染气体体及气溶溶胶的沉沉降，废废渣和垃垃圾倾倒倒在水中中或岸边边，或堆堆积在土土地上，经经降雨淋淋洗流入入水体，都能造造成污染染。一、有关水水污染的的概念21世纪水水正在变变成一种种宝贵的的稀缺资资源，水水资源问问题已不不仅仅是是资源问问题，更更成为关关系到国国家经济济、社

4、会会可持续续发展和和长治久久安的重重大战略略问题。伴随着人类的产生，污水作为人类排泄物的一部分就已存在，数量较少时，通过环境的自净就足以将这部分污染物降解消除。但是，随着社会的发展，人口激增，城市化进程加快，污水的成分和性质也发生巨大变化。量大而复杂的化学污染物，如重金属、放射性核素与多氯联苯硝基苯、洗涤剂、化肥和杀虫剂等不能或难以生物降解和去除的污染物，被排放水体，使水和水体的物理、化学性质发生变化，导致水资源急剧劣化污染和减少。20世纪990年代代以来，水水污染不不再是局局部的，而而是跨国国度、遍遍布于整整个流域域的水污污染问题题。伴随随日益严严重的水水污染和和水资源源减少，水污染治理工作

5、日益变得重要，也促进了污水作为再生水资源的回收和再用，更带动了水污染治理技术的发展进步，以实现污水的净化和利用以及水循环。1水资源源及水资资源现状状水之所以成成为资源源是由其其自身的的物理特特性、化化学特性性及自然然特性所所决定的的。水资资源有广广义和狭狭义之分分，通常常所说的的水资源源是指狭狭义水资资源。 1）水资源源概念广义水资源源是指自自然界中中以固态态、液态态和气态态形式广广泛存在在于地球球表面和和地球的的岩石圈圈、大气气圈、生生物圈中中的水，是是包括海海水在内内的地球球水量的的总体。人类生活的地球是一个水的星球，海洋、河流、湖泊、溪流通过水文循环彼此间相互联系，相互影响，共同构成了完

6、整的地球水圈，它是生命的发源地。从这个意义上讲，水圈中的任何水对人类都有着直接或者间接的利用价值，都可以视为水资源。它包括可更新水资源和不可更新水资源。狭义水资源源就是在在水循环环中，富富集于江江河、湖湖泊、冰冰川和埋埋藏在地地下较浅浅的含水水层中的的水。它它来源于于大气降降水，可可以通过过水循环环逐年得得到补充充和更新新，易于于为人类类所利用用，包括括地表水水、地下下水和土土壤水。其其中，地地表水为为河流、冰冰川、湖湖泊、沼沼泽等水水体；地地下水为为地下汇汇水的动动态水量量；土壤壤水为分分散于岩岩石圈表表面的疏疏松表层层中的水水。2）世界水水资源状状况地球表面约约有700%以上上面积为为水所

7、覆覆盖，其其余约占占地球表表面300%的陆陆地也有有水的存存在，但但只有22.599%的水水是供人人类利用用的淡水水。如图图1-11所示，全全球水资资源总量量约133.8109km3，其中中，977.411%为海海水，淡淡水只占占2.559%，而且绝大大部分为为极地冰冰雪冰川川（占1.9984%）和地下下水（占0.5592%）。由于开开发困难难或技术术经济的的限制，海水淡化技术还未成熟、普及，同时，在地球上的淡水资源中，分布在南北两极地区的固体冰川及永冻土底冰是目前人类尚不能利用的，另外，在地下淡水中，由于它们非常分散，而且绝大部分埋藏很深，因此，只有很少一部分浅层水可供人类利用。目前人类较易

8、利用的淡水资源仅占全球淡水资源的0.3%，占全球总储水量的十万分之七，因此地球上的淡水资源并不丰富。全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不均匀。按地区分布，巴西、俄罗斯、加拿大、中国、美国、印度尼西亚、印度、哥伦比亚和刚果9个国家的淡水资源占世界淡水资源的60%，而约占世界人口总数40%的80个国家和地区的人口面临淡水不足，其中26个国家的3亿人口完全生活在缺水状态。预计到2025年，全世界将有30亿人口缺水，涉及的国家和地区达40多个。人类使用水资源的方式以及污染更加剧了水资源的紧张形势。 图1-11 全球球水总量量分布简简图3）中国水水资源现现况我国是一个个水资源源短缺、水水旱灾害害频繁的的

9、国家，如如果按水水资源总总量考虑虑，我国国水资源源总量约约280000亿m3，水资资源总量量居世界界第六位位，但是是我国人人口众多多，若按按人均水水资源量量计算，人人均占有有量只有有22440立方方米，仅仅为世界界人均水水量的11/4，在在世界排排第1110位（按按1499个国家家统计，统统一采用用联合国国19990年人人口统计计结果），已已经被联联合国列列为133个贫水水国家之之一，在在世界银银行连续续统计的的1533个国家家中居第第88位位。按照照国际公公认的标标准，人人均水资资源低于于30000立方方米为轻轻度缺水水；人均均水资源源低于220000立方米米为中度度缺水；人均水水资源低低于

10、10000立立方米为为重度缺缺水；人人均水资资源低于于5000立方米米为极度度缺水。中中国目前前有166个省(区、市市)人均均水资源源量低于于重度缺水线线，有66个省、区区(宁夏夏、河北北、山东东、河南南、山西西、江苏苏)人均均水资源源量低于于5000立方米米，为极极度缺水水地区。然而，中国又是世界上用水量最多的国家。仅2002年，全国淡水取用量达到5497亿立方米，大约占世界年取用量的13%，是美国1995年淡水供应量4700亿立方米的约1.2倍。从人口和水水资源分分布统计计数据，中中国水资资源南北北分配的的差异非非常明显显。长江江流域及及其以南南地区人人口占中中国的554，但但是水资资源却

11、占占了811。北北方人口口占466，水水资源只只有199。最最近几年年，北方方连年干干旱，资资源性缺缺水日益益严重令令人忧心心，南方方地区由由于不注注意污水水的处理理，把未未经处理理的污水水大量排排到天然然河道，污污染了水水体，影影响了水水资源的的有效性性，造成成有水不不能用，形形成了水水质性缺缺水的严严重状况况。受大大陆季风风气候的的影响，中中国水资资源在季季节上分分布极不不均匀，总总是连枯枯连涝。综上所述，我国水资源具有总量多，人均占有量少，地区分布不均匀，季节分布不均匀，河流含沙量大，水污染日益严重，地下水开采过量等特点。2污水的的概念 污水是生活活污水、工业废废水、农业污污水、被污染染

12、的雨水水的总称称。其中中，生活活污水是是人类在在日常生生活中使使用过的的，并被被生活废废料所污污染的水水；工业业废水是是在工矿矿企业生生产活动动中用过过的水，工业废水包括生产污水与生产废水两部分；生活污水与工业废水中的生产污水(或经工矿企业局部处理后的生产污水)的混合污水，称为城市污水。农业污水指农业径流排水；被污染的雨水，主要是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污物，污染程度很高，需要作净化处理。在人类生活活和生产产活动中中，从自自然界取取用了水水资源，经经生活和和生产活活动后，又又向自然然界排出出受到污污染的水水。这些些改变了了原来的的组成，甚甚至丧失失了使用用价值而而废弃外外排的水

13、水称为污污水。由由于污水水中混进进了各种种污染物物，排进进自然界界水体，日日积月累累，最终终将导致致自然界界中的某某一水系系丧失使使用价值值。 1）生活活污水 城乡居居民在日日常生活活中所产产生的污污水，主主要包括括生活废废料和人人的排泄泄物，包包括厨房房洗涤、沐沐浴、洗洗衣等废废水以及及冲洗厕厕所等污污水。污污水的成成分及其其变化取取决于居居民的生生活状况况、生活活水平及及生活习习惯。污污染物的的浓度与与用水量量有关。生活污水的的水质特特征是水水质较稳稳定，但但浑浊、色色深且具具有恶臭臭，呈微微碱性，一一般不含含有毒物物质。由由于生活活污水适适于各种种微生物物的生长长繁殖，所所以往往往含有大

14、大量的细细菌、病病毒和寄寄生虫卵卵。生活活污水中中所含固固体物质质约占总总质量的的0.1100.2，其中中溶解性性固体约约占固体体总量的的3/552/3，主主要是各各种无机机盐和可可溶性的的有机物物质，悬悬浮固体体占总量量的1/322/5，而而其中有有机成分分几乎占占3/44以上。此此外，生生活污水水中还含含有氮、磷磷等营养养物质。2）工业废废水 工业废废水是指指工业生生产过程程中所排排放的废废水，包包括生产产污水与与生产废废水两类类。生产污污水是指指在生产产过程中中形成、并并被生产产原料、半半成品或或成品等等废料所所污染的的水，也也包括热热污染(指生产产过程中中产生的的、水温温超过660的水

15、)。由于工工业类型型、生产产工艺及及用水水水质、管管理水平平的不同同，使各各类生产产污水的的成分与与性质千千差万别别，含有有各种各各样的污污染物：有的含含有大量量的有机机污染物物质；有有的含有有毒有害害物质；有的物物理性状状十分恶恶劣，成成分十分分复杂。生产废废水是指指在生产产过程中中形成，但但未直接接参与生生产工艺艺、未被被生产原原料、半半成品或或成品污污染或只只是温度度稍有上上升的水水。生产产污水必必须经净净化处理理后方能能排入水水体或城城市下水水道系统统；生产产废水不不需要净净化处理理或仅需需作简单单的处理理，如冷冷却处理理。3）农业污污水 随随着农药药与化肥肥的大量量使用，农农业径流流

16、排水已已成为水水体的主主要污染染源之一一。施用用于农田田的农药药与化肥肥除一小小部分被被植物吸吸收外，大大部分残残留在土土壤或漂漂浮于大大气中，经经降水洗洗淋、冲冲刷及农农田灌溉溉排水，残残留的农农药与化化肥最终终会随降降水及灌灌溉排水水径流排排入地面面水体或或渗入地地下水中中。此外外，农业业废弃物物(包括括农作物物的秆、茎茎、叶以以及牲畜畜粪便等等)也会会随各种种途径带带入水体体中，造造成水体体的污染染。3主要水水污染类类型污染物（污污水）种种类繁多多，由此此产生的的水污染染也多种种多样，主主要类型型如下。1）嗅觉感感官污染染 被污污染了的的水体在在颜色、浊浊度和嗅嗅味等方方面将发发生变化化

17、，如水水色发红红或变黑黑，水体体恶臭浑浑浊，产产生大量量泡沫等等。2）耗氧有有机物污污染 由由城市居居民和工工矿企业业等排放放的含有有大量有有机物的的污水，这这些污水水虽然无无毒性，但但过多地地进入水水体时，将将导致水水体溶解解氧含量量降低，影影响鱼类类及其他他水生物物的生长长。3）富营养养化污染染 富营养养化污染染是指植植物营养养物（如如磷和氮氮的化合合物）过过多排入入水体后后所引起起的二次次污染现现象。“富营养养化”一词来来自湖沼沼学。湖湖沼学家家认为，富富营养化化是湖泊泊衰老的的一种表表现。湖湖泊中植植物营养养元素含含量增加加，导致致某些水生生植物的的大量繁繁殖，主主要是各各种藻类类的大

18、量量繁殖，使使鱼类生生活的空空间愈来来愈少。藻藻类的种种类数逐逐渐减少少，而个个体数则则迅速增增加。通通常藻类类以硅藻藻、绿藻藻为主转转为以蓝蓝藻为主主，而蓝蓝藻有不不少种有有胶质膜膜，不适适于作鱼鱼料，有有一些是是有毒的的。藻类类过度生生长繁殖殖还将造造成水中中溶解氧氧的急剧剧变化。藻藻类在有有阳光的的时候，在在光合作作用下产产生氧气气；在夜夜晚无阳阳光的时时候，藻藻类的呼呼吸作用用和死亡亡藻类的的分解作作用所消消耗的氧氧能在一一定时间间内使水水体处于于严重缺缺氧状态态，从而而严重影影响鱼类类生存。在在自然界界物质的的正常循循环过程程中，也也有可能能使某些些湖泊由由贫营养养湖发展展为富营营养

19、湖，进进一步发发展为沼沼泽和干干地。水水体富营营养化现现象除发发生在湖湖泊、水水库中，也也发生在在海湾内内，但在在有水流流动的河河流中发发生较少少。水体中氮、磷磷含量的的高低与与水体富富营养化化程度有有密切关关系。就就污水对对水体富富营养化化作用来来说，磷磷的作用用远大于于氮。4）有毒物物质污染染 有毒毒物质分分为无机机和有机机毒物质质，水体体中的无无机有毒毒物质主主要指重重金属污污染。包包括汞、镉镉、铅、铬铬、镍，以以及金属属砷等生生物毒性性显著的的元素，也也包括具具有一定定毒害性性的一般般重金属属，如锌锌、铜、钴钴、锡等等。重金金属作为为有色金金属在人人类的生生产和生生活方面面有广泛泛的应

20、用用。这一一情况使使得在环环境中存存在着各各种各样样的重金金属污染染源。采采矿和冶冶炼是向向环境中中释放重重金属的的最主要要的污染染源。通通过废水水、废气气、废渣渣向环境境中排放放重金属属的工业业企业举举不胜举举。由于于人类活活动进入入环境的的重金属属量几乎乎相当于于自然过过程中的的迁移量量。前者者常是点点源，因因而能在在局部地地区造成成严重的的污染后后果。5）病原微微生物污污染 生生活污水水、医院院污水以以及屠宰宰、鞣革革等工业业废水，含含有各类类病毒、细细菌、寄寄生虫等等病原微微生物，流流入水体体会传播播各种疾疾病。6）油类污污染物 主要包包括石油油类（来来源于工工业含油油污水）和和动植物

21、物油脂（产产生于人人的生活活过程和和食品工工业）等等。油类类污染物物进入水水体后将将影响水水生生物物的生长长、降低低水体的的资源价价值。油膜覆盖盖水面将将阻碍水水的蒸发发，影响响大气和和水体的的热交换换；油类污染染物进入入海洋，将将改变海海洋的反反射率和和减少进进入海洋洋表层的的日光辐辐射，对对局部地地区的水水文气象象条件可可能产生生一定影影响；大面积油油膜将阻阻碍大气气中的氧氧进入水水体，从从而降低低水体的的自净能能力；石油污染染对幼鱼鱼和鱼卵卵的危害害很大，将将堵塞鱼鱼的鳃部部，使鱼鱼虾类产产生石油油臭味，降降低水产产品的食食用价值值。破坏风景景区，危危害鸟类类生活。7）酚类污污染物 酚污

22、染染主要来来源于煤煤气、焦焦化、石石油化工工、木材材加工、合合成树脂脂等工业业废水。属属于原生生质毒物物，可使使蛋白质质凝固，引引起神经经系统中中毒。酚酚浓度低低时，能能影响鱼鱼类的回回游繁殖殖。酚浓浓度达00.1mmg/LL0.22mg/L时，鱼鱼肉有酚酚味。酚酚浓度高高会引起起鱼类大大量死亡亡，甚至至绝迹。酚酚的毒性性可抑制制水中微微生物的的自然生生长速度度，有时时甚至使使其停止止生长。酚酚能与饮饮用水消消毒氯产产生氯酚酚，具有有强烈异异臭（00.0001mgg/L即即有异味味，排放放标准00.5mmg/LL ）。二、水污染染治理基基本原理理、方法法与系统统（一）水污污染治理理基本原原理

23、11水体体自净水体自净（或或称水体体净化）作作用是指指污染物物（污水水）排入入各种水水体后，在在水体本本身和污污染物自自身的物物理、化化学和生生物等过过程机理理作用下下，使水水中污染染物浓度度自然降降低或总总量减少少，受污污染的水水体部分分或完全全地恢复复原状的的现象。水水体的自自净作用用需要一一定的时时间、范范围和适适当的水水文、水水域条件件。另外外，也取取决于污污染物性性质、浓浓度以及及排放方方式等，当当排入水水体的污污染物一一旦超过过了水体体的最大大自净“容量”，正常常的生物物循环或或生态平平衡将被被破坏，水水体即被被污染。1）水体自自净机理理 水体自净机机理包括沉沉淀、稀稀释、混混合、

24、挥挥发等物物理过程程；氧化还还原、分分解化合合、吸附附、胶溶溶凝聚、离离子交换换等化学学和物理理化学过过程以及厌厌氧和好好氧的生生物同化过程程。在自自净过程程中，各各种机理理或同时时或断续续起作用用，并互互相影响响和交织织地进行行。（1）物理理自净 水体的的物理自净是指污水水或污染染物排于于水体之之后，只只改变其其物理性性状、空空间位置置，而不不改变其其化学性性质，不不参与生生物作用用。通过过混合、稀稀释、扩扩散、沉沉淀、挥挥发等物物理过程程，水中中污染物物浓度降降低。其其中，可可沉淀固固体将逐渐沉沉至水底底形成底底泥；悬浮胶胶体和溶溶解性污污染物则则因混合合稀释而而逐渐降降低其在在水中的的浓

25、度，水水体得到到一定程程度的净净化。（2）化学学自净 化学自净是指污水水或污染染物在水体中中以简单单或复杂杂的离子子或分子子状态迁迁移，并并发生化化学元素素性质或或形态、价价态上的的转化，使使水质也也发生了了化学性性质的变变化，但但未参与与生物作作用的过过程。通通过化学学作用可可使一些些难溶性性物质变为为可溶性的盐；而而使一些些可溶的的物质氧氧化成几几乎不溶溶的物质质或水合合氧化物物而沉淀淀于水底底。化学学作用能能改变污污染物在在水体中中的迁移移能力、毒毒性大小小，也能能改变水水环境的的化学元元素反应应条件。当当这些能能力与条条件都使使受污水水朝向污污染减轻轻的方向向发展，通过化学或物理化学过

26、程去除了水中的污染物，则称之为化学自净作用。（3）生物物自净 水体的的生物自净是指水水体中的的污染物物经生物物吸收、降降解作用用使污染染物消失失或浓度度降低的的过程。包包括水中中微生物物对有机机物污染染物的生生物分解解、生物物转化和和生物富富集等作作用。水水体生物物自净作作用也被被称为狭狭义的自自净作用用，主要要是指悬悬浮物和和溶解有有机污染染物在微微生物作作用下，发发生氧化化分解过过程。在在水的自自净中，生生物化学学过程占占主要地地位。（4）水体体自净举例例 以河河流自净净为例，其其自净作作用是指指河水中中的污染染物质在在河水向向下游流流动过程程中浓度度自然地地逐渐降降低的现现象，如如图1-

27、2所示。污污水排入入河流后后，物理理、化学学和生物物等自净净过程互相相影响，交织地地起作用用，自净净程度在不不同的位位置是不不同的。可分为三个相连接的河段，即污染物(污水)排入水体的初期阶段为严重污染的重污染段、其后的中等污染阶段和污水排入水体的后期阶段为污染较轻的轻污染段。每一河段除有各自的物理化学特点之外，还有各自的生物学特点。 （aa）河水水物理净净化过程程（b）河水水生物化化学净化化过程 （c）BBOD55和DOO的变化化过程图1-2 水体的的自净作作用接纳大量污污水的河河流从污污水排放放后，经一一定的距距离和时时间后，被被排放的的污水将与与河水完完全混合合，最终终实现水水体自净净。其

28、间间，受许许多因素素影响，主主要有：河水流流量与污污水流量量之比、河河流水文文条件及及污水排排放口的的位置(岸边或或河中)和型式式（单点或或多点排排放)，而而影响河流流自净过程的因因素也很很多，如如水流方方向和速速度、风风向和风风速、水水温等。污污水中的的无机污污染物和和一些难难溶或可可溶性污污染物通通过稀释释、扩散散、氧化化还原、分分解-化化合、沉沉淀、挥挥发等物物理或化化学过程程降低了了污染浓浓度，而而污水中中呈悬浮浮胶体和和溶解状状态的有有机污染染物，在在有溶解解氧的条条件下，被被河流中中好氧微微生物（如如腐生细细菌等）氧化降解为简单和稳定的无机物如水、二氧化碳、氨氮和磷酸盐等。氨氮再由

29、硝化菌、亚硝化菌作用转变成硝酸盐和亚硝酸盐。好氧生物净化过程中所消耗的溶解氧由水面复氧和水体中水生植物的光合作用产生的氧来补充，耗氧和复氧过程同时进行。沉于水体底部的有机物则发生厌氧的生物降解过程，最后形成甲烷、二氧化碳、氨和硫化氢等化合物。图1-2(b)简单描绘了河流中污水生物化学净化过程。在有机污染染物排入水体体的初期期阶段，由于于有机污污染物浓浓度大，相应的耗氧氧量大而而复氧量量较小导导致水体体中溶解解氧(DDO)浓度度下降，后后阶段由由于复氧氧速度大于耗耗氧速率率而使溶溶解氧浓浓度不断断上升(图图1-2(c)。由图1-2(c)可见，对对BODD变化曲曲线来说说，当污污水排入入河中时时（

30、以此此点为00点），其值急剧剧上升，随随着河水水的下流流有机污污染物被被分解BOD值逐渐渐降低，经过一段段时间后后又恢复复到原来来状态。对对DO曲线来来说，当污污水排入入河中，河河水的溶溶解氧因因有机污染染物的好好氧生化化降解而而逐渐下下降，一直直达到最最小DOO点(称称为临界界点或最最大亏氧氧点)，在该该点耗氧氧速率等等于复氧氧速率；在该点点之前，耗耗氧速率率大于复复氧速率率，因而而DO不断下下降，而在在该点之之后复氧速速率大于于耗氧速速率，致使使DO不断上上升，最后后恢复到到原始值值。2）污染物物在水体体环境中中的迁移移与转化化污染物在不不同水体体中的迁迁移转化化规律不不同。河河流的自自净

31、能力力较强，污污染相对对容易控控制。河河流流量量大，流流速快，水水流更新新期短，易易稀释扩扩散，使使水中化化学成分分变化迅迅速，溶溶解氧含含量迅速速恢复，因因此，水水流受到到污染后后能较快快地恢复复到原水水平。污污水排入入河流，水水体受到到污染，形形成污染染段，水水体中溶溶解氧逐逐渐被消消耗，经经过竖向向混合阶阶段、横横向混合合阶段和和断面充充分混合合等阶段段的混合合恢复过过程，水水体中溶溶解氧逐逐步回升升，污水水得以净净化。污污染物在在河流中中的扩散散和分解解受到河河流的流流量、流流速、水水深等因因素影响响。河口口（河口口是指河河流的终终段，是是河流和和受水体体的结合合地段。受受水体可可能是

32、海海洋、湖湖泊、水水库和河河流等，因因而河口口可分为为入海河河口、入入湖河口口、入库库河口和和支流河河口等。此处指入海河口）污染物的迁移转化受潮汐影响，受涨潮、落潮、平潮时的水位、流向和流速的影响。湖泊、水库库的贮水水量大，但但水流一一般比较较慢，对对污染物物的稀释释、扩散散能力较较弱。污污染物不不能很快快地和湖湖、库的的水混合合，易在在局部形形成污染染。当湖湖泊和水水库的平平均水深深超过一一定深度度时，由由于水温温变化使使湖(库库)水产产生温度度分层，当当季节变变化时易易出现翻翻湖现象象，湖底底的污泥泥翻上水水面。海洋虽有巨巨大的自自净能力力，但是是海湾或或海域局局部的纳纳污和自自净能力力差

33、别很很大。海海湾污水水的水温温较高，含含盐量少少，密度度较海水水小，易易于浮在在表面，在在排放口口处易形形成污水水层。地下水埋藏藏在地质质介质中中，其污污染是一一个缓慢慢的过程程，但地地下水一一旦污染染要恢复复原状非非常困难难。污染染物在地地下水中中的迁移移转化受受对流与与扩散、机机械过滤滤、吸附附与解吸吸、化学学反应、溶溶解与沉淀、降降解与转转化等受受多种因因素与过过程的影影响。天然水体具具有接受受一定数数量污染染物的能能力，人人类把生生活和生生产废物物排入水水体后，经经过扩散散稀释以以及微生生物的生生化作用用，可以以逐步达达到净化化。但是是，水体体的自净净能力有有一定限限度，如如果排入入的

34、污染染物数量量过多，水水体溶解解氧被大大量消耗耗或破坏坏而不能能及时补补充，在在缺氧条条件下，由由于厌氧氧菌作用用，就会会产生腐腐败现象象，使水水体受到到严重污污染。2水污染染治理基基本原理理面对日益严严重的水水污染，促促使我们们必须对对所排放放的污水水及其它它污染物物进行处处理和治治理，使使其能达达标排放放，以减减轻和改改善水环环境污染染。水污污染治理理就是采采用各种种技术与与手段，将将污水中中所含的的污染物物质分离离去除（回回收利用用），或或将其转转化为无无害物质质，使污污水得到到净化。按按处理方方法的原原理，可可将水污污染治理理技术分分为物理理处理，化化学处理理和生物物化学处处理三类。具

35、具有代表表性的单单元操作作有自然然沉降和和自然浮浮上法、凝凝聚沉降降和凝聚聚浮上法法、过滤滤法、膜膜滤法、氧氧化还原原法、活活性污泥泥法、生生物膜法法、厌氧氧消化法法、生物物硝化脱脱氮法等等。由于于污水中中的污染染物质多多种多样样，不可可能用一一种处理理单元就能够够把所有有的污染染物质去去除干净净。因此此，在实实际污水水处理中中，往往往需要通通过几种种处理方法法组合起来来进行处处理。多多种污水水处理方方法组合合就构成成了污水水处理系系统或称称污水处处理工艺艺流程。究究竟采用用哪些基基本方法法或哪几几种方法法组合的污水水处理系系统，需需要根据据污水的的水质和和水量、排放标标准、处理方方法的特特点

36、、处理成成本和回回收经济济价值等等，通过过调查、分分析、比比较后才才能决定定，必要要时还要要进行小小试、中中试等试试验研究究。（二）水污污染治理理基本方方法 水水污染治理的基本本方法，就就是为了了防止污污水（生生活污水水、工业业废水、农农业污水水和被污污染的雨雨水等）引引起环境境水体污污染而进进行的各各种净化化方法，使使污水必必须达到到一定净净化要求求才能排排放。污污水中所含有有的污染染物，就就其存在在的形态态可分为为溶解性性的和不不溶解性性的两大大类。溶解性性污染物物又可分分为分子子态（离离子态）和和胶体态态两种；不溶性性污染物物又可分分为漂浮浮在水中中的大颗颗粒物质质、悬浮浮在水中的的容易

37、沉沉降下来来的物质质和悬浮浮在水中中而不容容易沉降降的物质质。形态态不同的的污染物物在去除除时的难难易程度度相差较较大，所所采用的的方法也也不相同同。一般般漂浮在在水中的的大颗粒粒物质最最容易被被去除，通常采采用简单单的格栅栅或筛网过滤滤就能够够完成；而分子子态的溶溶解性污污染物质质最难被被去除，它它往往需需要通过过化学或或生物化化学反应应、或物物理化学学反应才才能被去去除。现现代水污污染治理理技术，按按原理可可分为物物理处理理方法，化化学处理理方法和和生物化化学处理理方法三三类。 11物理处处理方法法 利用物物理作用用分离污污水中呈呈悬浮状状态的固固体污染染物质。主主要方法法有：筛筛滤法，沉

38、沉淀法，上上浮法，气气浮法，过过滤法和和反渗透透法等。 22化学处处理方法法 利用化化学反应应的作用用，分离离回收污污水中处处于各种种形态的的污染物物质(包括悬悬浮的、溶溶解的、胶胶体的等等)。主要要方法有有中和、混混凝、电电解、氧氧化还原原、汽提提、萃取取、吸附附、离子子交换和和电渗析析等。化化学处理理法多用用于处理理工业废废水中的的生产污污水。3生物化化学处理理方法 利用微微生物的的代谢作作用，使使污水中中呈溶解解、胶体体状态的的有机污污染物转转化为稳稳定的无无害物质质。主要要方法可可分为两两大类，即即利用好好氧微生生物作用用的好氧氧法(好氧氧氧化法)和利用用厌氧微微生物作作用的厌厌氧法(

39、厌氧还还原法)。前者者广泛用用于处理理城市污污水及工工业有机机性生产产污水，其其中主要要有活性性污泥法法和生物物膜法两两种；厌厌氧法多多用于处处理高浓浓度工业业有机污污水与污污水处理理过程中中产生的的污泥，现现在也开开始用于于处理城城市污水水与低浓浓度有机机污水。水污染治理理的基本本方法包包括物理理治理法法、化学学治理法法和生物物化学治治理法将将在第二二篇第2章中详详细讨论论，第二二篇第3章和第5章中还将详细细讨论污污水的生生态净化化处理方方法和污污水的再再生及其其利用。（三）水污污染治理理程度与与流程污水中的污污染物多多种多样样，需要要采用几几种方法法的组合合，才能能处理不不同性质质的污染染

40、物与污污泥，从从而将不不同形态态的污染染物依次次去除，达到净净化与排排放标准准的目的的。在水水污染治理工工程中，能够完完成某种污水去除除功能的的装置（处理方法法）被称称作处理理单元。由多个污水处理单元（处理方法）串联组合构成了水污染治理工艺流程（或称治理系统）。水污染治理工艺流程通常按照图1-3所示的顺序将不同处理单元（通常采取由简到难的顺序）串联组合起来。根据污水的水质和处理要求不同，可分别选用其中全部或部分工艺流程。 图11-3 水污染治治理工艺艺流程顺顺序 1. 水污染治治理程度度与流程程现代水污染染治理技术，按按治理程度度划分，可可分为一一级、二二级和三三级治理。1）一级治治理 主要去

41、去除污水水中呈悬悬浮状态态的固体体污染物物质，物物理处理理法大部部分只能能完成一一级处理理的要求求。经过过一级处处理后的的污水，BOD一般可去除30左右，达不到排放标准。一级治理属于二级治理的预处理。 22）二级级治理 主要去去除污水水中呈胶胶体和溶溶解状态态的有机机污染物物质(即BODD，CODD物质)，去除除率可达达90以以上，使使有机污污染物达达到排放放标准。二二级治理一般般采用生生物化学学处理方方法进行行。 33）三级级治理 是在一一级、二二级治理后，进进一步处处理难降降解的有有机物、磷磷和氮等等能够导导致水体体富营养养化的可可溶性无无机物等等。主要要方法有有生物脱脱氮除磷磷法，混混凝

42、沉淀淀法，砂砂滤法，活活性炭吸吸附法，离离子交换换法和电电渗析法法等。三三级治理是深深度处理理的同义义语，但但两者又又不完全全相同，三三级治理常用用于二级级治理之后后。而深深度处理理则以污污水回收收、再用用为目的的，在一一级或二二级治理后增增加的处处理工艺艺。污水水再用的的范围很很广，从从工业上上的重复复利用、水水体的补补给水源源到成为为生活用用水等，将将第二篇篇第5章中详详细讨论论。 污污泥是污污水处理理过程中中的产物物。城市市污水处处理产生生的污泥泥含有大大量有机机物，富富有肥分分，可以以作为农农肥使用用，但又又含有大大量细菌菌、寄生生虫卵以以及从生生产污水水中带来来的重金金属离子子等，需

43、需要作稳稳定与无无害化处处理。污污泥处理理的主要要方法是是减量处处理(如浓缩缩法、脱脱水等)，稳定定处理(如厌氧氧消化法法、好氧氧消化法法等)，综合合利用(如消化化气利用用，污泥泥农业利利用等)，最终终处置(如干燥燥焚烧、填填地投海海、建筑筑材料等等)。 对对于某种种污水、究究竟采用用哪几种种治理方法法组成系系统，要要根据污污水的水水质、水水量，回回收其中中有用物物质的可可能性、经经济性、受受纳水体体的具体体条件，并并结合调调查研究究与经济济技术比比较后决决定，必必要时还还需进行行试验。根根据不同同水质水水量和不不同出水水要求合合理选择择最佳的的水污染治治理工艺流流程，是是水污染治治理工程的的

44、重要内内容之一一。2水污染染治理工工程举例例北京排水集集团清河河污水处处理厂是是北京拟拟建的115座城城市污水水处理厂厂中规模模较大的的一座，承承担着北北京市西西北部地地区，包包括著名名风景旅旅游区、科科教文化化区、中中关村高高科技园园区和清清河工业业区等总总计1559.442平方方公里范范围内的的污水收收集与治治理任务务。服务务人口约约81.4万，厂厂区总占占地面积积30.1公顷顷。清河污污水处理理厂位于于清河北北岸，清清河镇以以东马坊坊村。规规划总处处理规模模为每日日40万立立方米。根根据上游游管网配配套情况况及资金金状况，按按“统一规规划、分分期建设设”的原则则，工程程分两期期施工。一一

45、期工程程日处理理量200万立方方米，总总投资44.422亿元人人民币，其其中使用用瑞典政政府贷款款折合人人民币883000万元。工工程于220000年12月开开工，220022年9月建成成通水。二二期工程程日处理理量200万立方方米，总总投资22.755亿元，工工程于220033年7月份开开工，220044年12月建建成通水水。清河污水处处理厂一一期采用用倒置AA2O工艺，二二期采用用A2O工艺，均均具有脱脱氮除磷磷功能，进进一步改改善了出出水水质质。活性性污泥在在生物反反应池内内达到稳稳定状态态。为减减少占地地，设计计上无初初沉池和和浓缩池池，增设设化学除除磷池,其处理理流程简简图如图图1-

46、113所示示。处理理厂的主主要设施施包括：格栅、进进水泵房房、沉砂砂池、生生化反应应池（曝曝气池、除除磷池）、沉沉淀池、鼓鼓风机房房、脱水水机房和和总变电电室等，其其部分实实物图如如图1-4图1-13所示。 图1-4 清河污污水处理理厂污水水处理流流程简图图 图11-5 清河污污水处理理厂鸟瞰瞰图 图11-6 外景景 图1-7 格栅 图11-8 曝气池池 图1-9 鼓风机机房 图1-10 沉淀池池 图 1-111 脱水机机房 图图1-112 出出水口未处理前 (b) 处理理之后 图1-13 治理前后比较清河污水处处理厂建建成并稳稳定运行行后，对对解决中中关村高高科技园园区水体体污染状状况、改改

47、善清河河水质及及两岸居居民的居居住环境境，提高高北京市市污水处处理率和和缓解水水资源紧紧缺状况况，把首首都建设设成为清清洁、优优美的国国际化大大都市，增增强经济济可持续续发展能能力均具具有重大大意义。图图1-114为一期工工程运行行前后主主要污染染物排放放比较。污水厂出水排入河河系时 间项 目BOD5（mg/L）CODcrr(mg/L）SS（mgg/L）TN（mgg/L）TP（mgg/L）清河污水厂厂清河运行前(220022年6月07.75运行后(220033年7月)75.714688.325.23.70 图1-14 一期工工程运行行前后主主要污染染物排放放比较三、经

48、治理理后的“污水”去处为防止污染染环境，污污水在排排放前应应根据具具体情况况给予适适当处理理，污水水经净化化处理后后的最终终去处主要要有：排排放水体体，作为为水体的的补给水水，地下下水回灌灌；工农农业利用用，灌溉溉田地等等；处理理后回用用，重复复使用等等等。 11排放放水体及及基本要要求排放水体是是污水的的自然归归宿，也也是污水水传统的的和最主主要的去去处。由由于水体体具有一一定的稀稀释与自自净能力力，将使使污水得得到净化化，因此此最常采采用，同同时也是是可能造造成水体体遭受污污染的原原因之一一。污水水排入水水体应以以不破坏坏该水体体的原有有功能为为前提。由由于污水水排入水水体后需需要一个个逐

49、步稀稀释、降降解的净净化过程程，所以以污水排排放口一一般均应应建在取取水口的的下游，以以免污染染取水口口的水质质。水体体接纳污污水受到到其使用用功能的的约束。污污水排放放水体的的基本要要求如下下。（1）根据据中华华人民共共和国水水污染防防治法规规定，禁禁止向生生活饮用用水地表表水源和和一级保保护区的的水体排排放污水水，已设设置的排排污口，应应限期拆拆除或限限期治理理。在生生活饮用用水水源源地、风风景名胜胜区水体体、重要要渔业水水体和其其他有特特殊经济济文化价价值的水水体的保保护区内内，不得得新建排排污口。在在保护区区附近新新建排污污口，必必须保证证水体不不受污染染。（2）污污水综合合排放标标准

50、GBB 89978-19996规规定在地地表水环环境质量量标准338388-20002中中I类、类水域域和类水域域中规定定的保护护区和海海水水质质标准GGB 330977-19997中中规定的的I类水域域，禁止止新建排排污口。现现有的排排污口必必须按水水体功能能要求，实实行污染染物总量量控制，以以保证接接纳水体体的水质质符合规规定用途途的水质质标准。（3）对生生活饮用用水地下下水源应应当加强强保护。禁禁止企事事业单位位利用渗渗井、渗渗坑、裂裂隙和溶溶洞排放放、倾倒倒含有毒毒污染物物的污水水和含病病原体的的污水。向向水体排排放含热热污水，应应当采取取适当措措施，保保证水体体的水温温符合环环境质量

51、量标准，防防止热污污染危害害。排放放含病原原体的污污水，必必须经过过消毒处处理，符符合国家家有关标标准后排排放。（4）向农农田灌溉溉渠道排排放污水水应保证证下游最最近的灌灌溉取水水点的水水质符合合农灌标标准。利利用污水水进行农农田灌溉溉时，应应防止地地下水、土土壤和农农产品受受到污染染。2污水再再生利用用水资源短缺缺已成为全全球面临临的严重重问题，污污水经过过适当的的处理进进行再生生利用和和水的循循环，已已经成为为全世界界的共识识。随着着污水处处理技术术的不断断进步，水水质净化化手段日日益增多多，经过过处理后后的污水水再生利利用率正正在不断断提高，有有些企业业的(例如冶冶金矿山山的磁选选厂)污

52、水利用用率已超超过955。污污水再生生利用可可以缓解解水资源源的供需需矛盾，但但必须十十分谨慎慎，以免免造成危危害。污污水的再再生利用用领域主主要包括括市政用用水(绿地浇浇灌、市市政与建建筑用水水、城市市景观用用水等)、工业业用水(工艺用用水、冷冷却用水水、锅炉炉用水、其其他杂用用水等)、农业业用水、林林业用水水、渔业业用水、畜畜牧业用用水及地地下水回回灌等，将在第二篇第五章中详细讨论。污水再生利利用可分分为直接接回用与与间接回回用两种种。直接接回用又又可分为为循序使使用法和和循环使使用法。工工矿企业业在生产产过程中中，甲工工序产生生的污水水经适当当处理后后用于乙乙工序叫叫循序使使用；经经适当

53、处处理后，再再用于甲甲工序叫叫循环使使用。地地表水体体接纳污污水并对对其作进进步净化化处理后后，再作作为沿岸岸城市与与工矿企企业的给给水水源源，属于于污水的的间接回回用。以以城市污污水为给给水水源源，经处处理后作作为生活活饮用水水，也是是重复使使用，但但处理成成本极高高，在极极端缺乏乏水源地地区，才才可考虑虑采用。在在市政用用水方面面，污水水再生利利用日益益广泛，已已大量用用于洗车车、道路路清洗、绿绿地浇灌灌、市政政与建筑筑用水、城城市景观观用水等等；在农农林牧渔渔方面，灌灌溉田地地可使污污水得到到充分利利用，但但必须符符合灌溉溉的有关关规定，使使土壤与与农作物物免遭污污染。污水再生利利用应满

54、满足如下下要求：对人体体健康不不应产生生不良影影响；对对环境质质量和生生态系统统不应产产生不良良影响；对产品品质量不不应产生生不良影影响；应应符合应应用对象象对水质质的要求求或标准准；应能能被使用用者和公公众所接接受；回回用系统统在技术术上可行行、操作作简便；价格应应比自来来水低廉廉；应有有安全使使用的保保障。第三节水污污染水质质指标一、物理性性质及指指标表示污水物物理性质质的主要要指标是是水温、色色度、臭臭味、固固体含量量及泡沫沫等。1温 度 污污水的水水温，对对污水的的物理性性质、化化学性质质及生物物性质有有直接的的影响。水水温是污污水水质质的重要要物理性性质指标标之一。我国的幅员员广大，

55、但但根据统统计资料料表明，各各地的生生活污水水年平均均温度差差别不大大，均约约在10020之间。工工业废水水中的生生产污水水水温与与生产工工艺有关关，变化化很大。故故城市污污水的水水温，与与排入排排水系统统的生产产污水性性质、所所占比例例有关。污污水的水水温过低低(如低于于5)或过高高(如高于于40)都会影影响污水水的生物物处理效效果。工工业废水水常引起起水体热热污染，造造成水中中溶解氧氧减少，加加速耗氧氧反应，最最终导致致水体缺缺氧或水水质恶化化。2色 度色度是一种种感官性性指标。纯纯净天然然水一般般是无色色的，水水的色度度来源于于金属化化合物或或有机化化合物，含含有有机机化合物物或金属属化

56、合物物等有色色污染物物的污水水会呈现现出各种种颜色，影影响观瞻瞻。生活活污水的的颜色常常呈灰色色。但当当污水中中的溶解解氧降低低至零，污污水所含含有机物物腐烂，则则水色转转呈黑褐褐色并有有臭味。工工业废水水中的生生产污水水的色度度视工矿矿企业的的性质而而异，差差别极大大，如印印染、造造纸、农农药、焦焦化、冶冶金及化化工等的的生产污污水，都都有各自自的特殊殊颜色。故故色度往往往给人人以感观观不悦。色度可由悬悬浮固体体、胶体体或溶解解物质形形成。悬悬浮固体体形成的的色度称称为表色色。胶体体或溶解解物质形形成的色色度称为为真色。水水的颜色色用色度度作为指指标。3嗅 和和 味嗅和味也是是一种感感官性指

57、指标。纯纯净天然然水是无无嗅无味味的，水水的异臭臭来源于于还原性性硫和氮氮的化合合物、挥挥发性有有机物和和氯气等等污染物物质。当当水体受受到污染染后会产产生异样样的气味味，还原原性硫、挥挥发性有有机物和和氯气等等污染物物会使水水发出异异臭，而而不同盐盐分会使使水产生生不同的的异味。生生活污水水的臭味味主要由由有机物物腐败产产生的气气体造成成。工业业废水的的臭味主主要由挥挥发性化化合物造造成。 臭臭味大致致有鱼腥腥臭胺类CHH3NH2，(CHH3)3N，氨氨臭(氨NH3)，腐肉肉臭二元胺胺类NHH2 (CH22)4NH2，腐蛋蛋臭(硫化氢氢H2S)，腐腐甘蓝臭臭有机硫硫化物(CH33)2S，粪粪

58、臭(甲基吲吲哚C8H5NHCCH3)以及某某些生产产污水的的特殊臭臭味。臭味给人以以感观不不悦，甚甚至会危危及人体体生理，呼呼吸困难难，倒胃胃胸闷，呕呕吐等。故故臭味也也是物理理性质的的主要指指标。4固 体体 物 质固体物质按按存在形形态的不不同可分分为：悬悬浮的、胶胶体的和和溶解的的三种；按性质质的不同同可分为为：有机机物、无无机物与与生物体体三种。固固体含量量用总固固体量作作为指标标（英文缩缩写为TTS）。把一一定量水水样在11051100烘箱中中烘干至至恒重，所所得的重重量即为为总固体体量。水中所有残残渣的总总和称为为总固体体(TSS，Totaal SSoliid)，总固体体包括溶溶解物

59、质质（DS）和悬浮浮固体物物质（SS，Susppendded So1iid）或称悬悬浮物。水水样经过过滤后，滤液蒸蒸干所得得的固体体即为溶溶解性固固体（DS），滤渣渣脱水烘烘干后即即是悬浮浮固体（SS）。溶解解性固体体表示盐盐类的含含量，悬悬浮固体体表示水水中不溶溶解的固固态物质质的量。固体残渣根根据挥发发性能可可分为挥挥发性固固体（VVS）和和固定性性固体（FS）。挥发性固体反映固体的有机成分量。悬浮固体也由有机物和无机物组成。故又可分为挥发性悬浮固体(英文缩写为VSS)或称为燃烧减重和非挥发性悬浮固体(英文缩写为NVSS)或称为灰分两种。水体含盐量量多将影影响生物物细胞的的渗透压压和生物物

60、的正常常生长。悬悬浮固体体将可能能造成水水道淤塞塞。挥发发性固体体是水体体有机污污染的重重要来源源。二、化学性性指标1有机物物指标有机物指标标用于测测定水中中有机污污染物成成分。生生活污水水中含有有大量有有机物，主主要来源源于人类类排泄物物及生活活活动产产生的废废弃物洗洗涤污物物、食物物残屑、动动植物残残片等；主要成成分是碳碳水化合合物、蛋蛋白质与与尿素及及脂肪；组成元元素是碳碳、氢、氧氧、氮和和少量的的硫、磷磷、铁等等。食品加工、饮饮料等工工业废水水中有机机物成分分与生活活污水基基本相同同，其他他工业废废水所含含有机物物种类繁繁多，主主要有动动植物纤纤维、油油脂、糖糖类、染染料有机机酸、各各