第一节　水污染及其成因 (4)

1、1,第二讲 水污染与水污染防治,环境保护概论,2,水为我们创造了美丽的环境，在人类赖以生存的地理环境中起着重要的作用,3,第一章 水污染,一、 水污染,4,水污染是指水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。,水体污染的概念,污染的分类,化学性 污染,物理性 污染,生物性 污染,酸 碱 污 染,重 金 属 污 染,耗 氧 有 机 物,营 养 物 质 污 染,悬 浮 物 污 染,热 污 染,放 射 性 污 染,水体污染,致 病 细 菌,病 毒 污 染,有 机 毒 物 污 染,6,20世纪十大环境公

2、害,19531956年 日本水俣病事件 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。 当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。,7,8,9,20世纪十大环境公害,日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放含镉废水，人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。

3、病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。 到1977年，共死亡207人。,10,水体富营养化 水体富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。,本质： 由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。,11,（一）水体富营养化类型,天然富营养化,人为富营养化,湖泊营养物质由于天然 富集而使得湖水营养物 质浓度逐渐增高发生水 质变化的过程。,人为排放含营养物质 的工业废水和生活污水 所引起的水体富营养化 现象。,贫营养湖泊与富营养湖泊特征比较,13,水 华,湖泊富营养化图片,云南昆明滇池,2007年

4、6月24日蓝藻大量繁殖，在昆明滇池海埂一线的岸边，湖水如绿油漆一般。,2006-2010年滇池治理投入140多亿元，2011-2015年计划投入420多亿元,水质污染从70年代后期开始，进入80年代，特别是90年代，富营养化日趋严重。造成滇池水污染的原因： 1、滇池地处昆明城市下游，是滇池盆地最低凹地带； 2、生活污水进入滇池； 3、工业废水进入滇池； 4、农业面源污染； 5、滇池流域城镇化迅速发展； 6、滇池属于半封闭性湖泊，缺乏充足的洁净水对湖泊水体进行置换； 7、在自然演化过程中，湖面缩小，湖盆变浅，进入老龄化阶段，内源污染物堆积，污染严重。,江苏无锡太湖,湖泊面积 2427.8平方公里

5、 深度 最大深度 3.34米，平均深度1.89米、容积 51.5亿立方立米 是我国第二大淡水湖，又是长江中下游五大淡水湖之一,无锡太湖,太湖八百里鱼虾捉不尽,太湖治理2007-2011年投入700亿元,20,巢 湖,巢湖位于安徽省中部，东西长54.5公里，南北宽21公里，水域面积约750平方公里，为我国五大淡水湖之一，沿岸为合肥市、巢湖市、庐江县所包围。巢湖是安徽境内最大的湖泊，湖面积达700余平方公里，来水面积有9130平方公里，其中山丘区7735平方公里（占84.7），圩区612平方公里（占6.7），湖区783平方公里（占8.6）。,巢 湖,2007年9月2日，合肥市南淝河入巢湖口段水草丛

6、生,2007年9月1日在合肥市义城镇拍摄的巢湖水面上的蓝藻。,人们打捞由于水体富营养化导致的过量生长的水葫芦,24,来水水质较差 污染源输入 温度升高 光照时数延长 城区环境补水量的锐减,水华爆发,湖泊水华出现原因？,25,赤 潮,海洋富营养化图片,26,海水赤潮,赤潮又称红潮，是海洋因浮游生物的兴盛，海水呈现一片铁锈红色而得名。 赤潮的海水都有臭味，它主要会使水体变粘稠，附着在鱼虾表皮和鳃上，导致鱼虾呼吸困难而死亡；许多赤潮生物还有较大毒性，因此它对海洋捕捞业、养殖业的危害极大。,27,28,夜光藻赤潮,2001年4月东海赤潮,29,东海赤潮7,东海赤潮8,东海赤潮 5,东海赤潮6,30,1

7、.造成感官污染 2.引起水质恶化 3.减少鱼类活动的空间 4.藻类分解的有害物质伤害水生生物 5.消耗水中的溶解氧，严重影响鱼类生存,（二）富营养化的危害,31,防治水体富营养化的方法,（三）富营养化的防治,物理性 水质指标,化学性 水质指标,生物学 水质指标,水质指标,感官指标 总固体 悬浮固体 溶解固体 可沉固体 电导率,一般化学性指标 各种离子 总含盐量 有毒化学性指标 化学需氧量（COD） 生化需氧量（BOD） 总需氧量（TOD）,细菌总数 总大肠菌群数 各种病原细菌 病毒,二、水质指标,33,浑浊度,色度,温度,嗅味,感官指标,34,碱度,pH值,硬度,各种阳离子,一般化学性指标,各

8、种阴 离子,总含盐量,35,多环芳烃,重金属,各种农药,有毒化学指标,36,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氧的数量，常用单位为毫克/升。,化学需氧量“（COD）：用强氧化剂重铬酸钾，有酸性条件下能够将有机物氧化为H2O和CO2，此时所测出的耗氧量。,37,常见的水体污染源,三、水污染的主要来源,38,1）未经处理的工业废水；2）矿山污水；3） 把固体工业垃圾堆放在水边。 按行业性质：造纸废水、印染废水、焦化废水、农药废水、电镀废水、化工、冶金 按主要污染物性质：有机废水、无机废水、重金属废水、放射性废水,1.工业方面主要的污染源有：,

9、39,工业废水的特点,（1）污染物浓度大 （2）成分复杂且不易净化 （3）带有颜色或异味 （4）水量和水质变化大 （5）某些工业废水的水温高,陕西榆林市榆阳区大漠纸业公司造纸废水未经处理偷排入沙漠中形成“黑湖”,42,贵州一化肥厂废水排入贵阳市重要饮用水源地红枫湖,重庆巴南：电镀废水直排长江，没见人管（2007年06月04日）,45,1） 把生活垃圾倒在水边；2） 未经处理的生活污水；3）把餐饮泔水直接或间接排入水体中；4）车油泄漏和在河边洗车 。,2.生活方面的污染源主要有：,把吃剩的饭菜倒入下水道,使用过量的洗衣粉,汽车漏油会污染地下水,49,生活污水：,1921年上海北区污水处理厂是我国

10、最早的污水处理厂 20世纪50年代前我国的城镇污水处理总体上仍旧停留于水体自净阶段。 20世纪60年代城市开始注意污水处理问题并采取了一定的措施。 20世纪80年代，我国第一座大型城市污水处理厂 天津市纪庄子污水处理厂于1984年投产运行，处理规模为26万m3/d。,50,至2004年底，全国661个城市建有污水处理厂708座，总污水处理率45。 管网建设比发达国家晚100多年，运行负荷率平均仅为65。 城市污水接受一半工业废水，超标排放导致城市污水处理厂的瘫痪。,51,1）过量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；2）养殖场排放的畜禽污水； 污染负荷高，如北京养殖业排放的BOD约为工业和生活污水

11、BOD总量的3倍，可高达5000mg/L。 处理率低：3-43）水土流失。,3.农业方面的污染源主要有：,52,四、水污染的危害,（1）危害人体健康 水污染可能导致这些疾病： 癌症亚硝酸化合物、三氯甲烷 肝病工业废水及农药所含的毒性有机物、重金属等 结石高硬度的地下水 心血管高含量的无机盐 痴呆症金属铝等 骨骼症重金属镉 造血系统疾病重金属 内分泌紊乱毒性有机物、高含量的无机盐、重金属等,53,（2）降低农作物的产量和质量 （3）影响渔业生产的产量和质量 （4）制约工业的发展 （5）加速生态环境的退化和破坏 （6）造成经济损失,54,第二章 水污染防治,55,（一）工业水污染防治对策,工业污水

12、排放量约占全国污水排放总量的60%左右。 1、宏观性控制对策 把水污染防治和保护水环境作为重要的战略目标，优化产业结构与工业结构，合理进行工业布局。,一、各类水污染的防治对策,56,（1）积极推行清洁生产 （2）提高工业用水重复利用率 （3）实行污染物排放总量控制制度 （4）促进工业废水与城市生活污水的集中处理,2、技术性控制对策,57,3、管理性控制对策,进一步完善废水排放标准和相关的水污染控制法规和条例，加大执法力度，严格限制废水的超标排放。,58,（二）城市水污染防治对策,我国城市基础设施落后，城市废水的集中处理率目前不足10%。 1、将水污染防治纳入城市的总体规划 2、城市废水的防治应

13、遵循集中与分散相结合的原则 3、在缺水地区应积极将城市水污染的防治与城市资源化相结合 4、加强城市地表和地下水源的保护 5、大力开发低耗高效废水处理与回用技术,59,（三）农村水污染防治对策,1、发展节水型农业 2、合理利用化肥和农药 3、加强对畜禽排泄物、乡镇企业废水及村镇生活污水的有效处理,60,水污染防治的原则： “防”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。,二、水污染综合防治原则,61,三、废水处理的基本方法,62,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

14、学性质。,向污水中投加化学试剂，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，或将污染物转化为无害的物质。,利用微生物的新陈代谢功能，使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质，使污水得以净化。,63,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,64,茂名市第一污水处理厂曝气沉砂池,曝气沉砂池图解,曝气管,集砂槽,66,幅流式沉淀池,67,68,化学法,化学沉淀,中 和,氧化还原,吸 附,膜分离,混 凝,离子交换,69,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

15、的废水的处理,含锌废水：Zn2+CaO+H2OZn（OH）2 （pH9-11）,含汞废水：Hg2+Na2S HgS +2Na+,含铬废水：CrO42-+Ba2+ BaCrO4 ,70,71,72,73,四、城市废水的一般工艺流程,74,厂区主要处理建筑物,主要包括 ：,粗 格 栅,提 升 泵 房,细 格 栅,沉 砂 池,生 化 反 应 池,生化反应池池面,污泥回流泵房,鼓 风 机 房,鼓风机房内部,二 沉 池,沉 池,二沉池配水井,消 毒 池,污 泥 脱 水 间,污水,回流污水,出水,回流污泥,剩余污泥,厌氧、缺氧、好氧脱氮除磷工艺,厌氧池,缺氧池,好氧池,二沉池,76,进一步降低BOD5、

16、COD、SS等指标,脱氮、除磷,消毒杀菌,深度处理的对象,77,深度处理水的用途,补充地面 水源,农田灌溉、 市政杂用,小区中水,工业用水,回灌地下,78,污泥处理、处置与利用,一座二级污水处理厂，产生的污泥量约占处理污水的0.3-0.5%（含水率以97%计）。,含有： 有毒物质：病原微生物、寄生虫卵、重金属离子等 营养物质：氮、磷、钾、有机物等。,若不加妥善处理会造成二次污染,一般污泥处理费用约占全污水处理厂运行费用的20-50%,79,80,五、城市废水资源化,消除污染，缓解水资源短缺,（一）城市废水资源化的意义,（二）废水资源途径与再生水水质标准,城市回用：生活杂用水、市政和建筑用水等

17、工业回用：冷却水 农业回用：灌溉用水 地下水回灌：防止海水入侵,81,82,城市废水资源化实例1,美国： 加利福尼亚橘子县21世纪水厂再生水回灌地下，1965年佛罗里达州圣彼得斯堡的废水再生与回用，1978年实施双配水系统（饮用水和非饮用水） 亚利桑那州派洛浮弟核电站回用再生水作冷却水,83,城市废水资源化实例2,日本： 废水回用率达到了0.8% 主要回用于中水道（典型代表，1988年，844套，办公楼和学校）、工业用水、农田灌 溉、河道补给水等。,84,城市废水资源化实例3,其他国家： 纳米比亚首都温德和克市，世界第一座城市再生水直接用于饮用水源。 以色列：废水处理率接近90%，生活废水和城市废水回用率分别达到100%，72%,85,城市废水资源化实例4,中国： (1) 农田灌溉， 污水灌溉选址不当，设计不合理，预处理不够，缺乏水质控制标准和及时监测 导致土壤、农作物、地下水污染 (2) 回用作冷却水,污水回用存在哪些困难？,1、政策问题 2、经济问题 3、技术问题 高效经济的技术开发 安全性的保障技术 毒理学的安全 卫生学的安全,87,六、流域或区域水污染综合防治对策,中华人民共和国水污染防治法第10条：防治水污染应当按流域或者区域实行统一规划