水污染控制工程绪论.ppt

1、污水象瀑布一样排入黄河主干道,臭水入村、毒水浇地、脏水进肚，黄河水成“三害”,黄河兰州段再次遭红水污染,行程3000公里 亲眼目睹黄河水污染现状(组图),2003年5月19日，兰州雁儿湾附近的黄河水面漂浮着大量黑色油污,甘肃白银市市郊分布着八九家有色金属企业，大量污水从这里流向黄河,西宁市民在观看水草疯长的南川河道,04年5月在淮河支流河南沈丘闸附近的一个河道边 ，安徽界首环保局局长张凤轩拿着从河里打出的一瓶水（右）和一瓶矿泉水做比较,上坝，矿山污染的难解之痛,太湖的富营养化,水俣病病人,2009 蚌埠学院 盛蒂,水污染控制工程,07级环境监测与治理技术班讲义,环境工程,环境工程是一门运用工程

2、、技术的方法和手段来控制环境污染及改善环境质量的学科,水污染控制工程,从技术和工程上解决、预测和控制水污染的问题，提供提高水环境质量、合理利用水资源的方法，满足不同用途和要求的用水的工艺技术和工程措施。,第一章 绪论,第一节 水资源与水循环 第二节 水的性质 第三节 水体污染与自净 第四节 污水处理技术,1. 定义 水资源指可供人们经常使用的水量，即大陆上由大气降水补给的各种地表、地下淡水体的储存量和动态水量。 地表水：河流、湖泊、冰川等，其动态水量为河流径流量。 地下水的动态水量为降水渗入和地表水渗入补给的水量。,第一节 水资源与水循环,一、水资源,2. 全球水资源概况,3. 我国水资源概况

3、 3.1 概况 3.2 特点 (1) 总量大、人均少 (2) 时空分布不均衡，水土资源分布不相匹配 (3) 夏秋多、冬春少；年际变化大 3.3 对策 (1) 节约使用水资源、防治水污染 (2) 兴建跨流域调水工程，调节水资源的地区分布不均 (3) 兴修水库调节水资源的季节分配不均、年际变化大,第一章 绪 论,第一节 水资源与水循环 第二节 水的性质 第三节 水体污染与自净 第四节 污水处理技术,南北方水资源比较,广州,上海,北京,哈尔滨,降水量的月份分配,降水量的年际变化,跨流域调水路线示意图,引黄济青,中线方案,东线方案,引滦入唐,引滦入津,南水北调东线枢纽工程江都抽水站,坎儿井主要由竖井和

4、暗渠组成。图中环状土堆即为竖井,著名的都江堰灌区面积为75万公顷,问 题,对 策,季节和年际变化大,空间分布不均匀,地下水资源枯竭,水体污染,浪费现象严重,建立蓄水工程,植树种草,跨流域引水,工业循环用水,改进灌溉方式,防治水污染,合理开采、雨季回灌,城市推广节水,二、 水循环 1. 定义 水循环指自然界中的水通过蒸发、凝结、降水(雪)、渗透和径流等作用，无终止的往复循环过程。 2. 分类 水的循环分为自然循环和社会循环两种。 (1)自然循环 自然界中的水在太阳照射和地心引力等的影响下不停的流动和转化，通过降水、径流、渗透和蒸发等方式循环不止，构成水的自然循环，从而形成各种不同的水源。 (2)

5、社会循环 在人类社会中构成的局部循环体系，称为社会循环。,第二节 水的性质,一、水的异常特性 1. 水的三态变化 温度-体积效应 3. 热容量最大 溶解及反应能力极强 5. 界面特性突出 6. 有机物和生命物质种氢元素的来源,二、天然水中的杂质 水中的各种杂质按其状态可分为： 溶解物 0.11nm 透明 胶体颗粒 1100nm 光照下浑浊 悬浮物 10010m 浑浊 10m 1mm 肉眼可见 地面水较浑浊，细菌较多，硬度低 地下水较清，细菌较少，但硬度较高,三、污水的来源与分类 1. 定义 污水：生活污水、工业废水、被污染的降水和流入排水管渠的其他污染水的总称。 GB8978-88污水综合排放

6、标准中定义污水：指在生产与生活活动中排放的水的总称。 水质污染：指人为造成河流、湖泊、海洋等自然状态的水，在水的物理、化学、生物等方面发生变化，使水的利用受到妨碍的现象。,2. 污水的来源 污水一般来源于生活污水、工业废水和降水三种。 (1)生活污水 指由家庭、学校、机关等排放的污水，如厨房污水、粪便污水、洗涤污水等的总称（也叫城市下水）。 (2)工业废水 指工业生产中排放出来的水。 (3)降水 降水包括降雨和降雪。,3. 工业废水的分类 (1) 按污染物性质和危害分类 a. 生产废水 直接从生产过程中排放的工业废水 b. 工业冷却水 (2) 按工业废水中所含污染物分类 a. 含无机污染物的污

7、水 b. 含有机污染物的污水 c. 即含有大量有机污染物又含大量无机污染物的污水 (3) 按耗氧和含有毒指标分类 a. 无机污水 b. 有机污水 (4) 按主体污染物与采取治理方法结合分类 a. 含悬浮物和含油的工业废水 b. 含无机污染物的工业废水 c. 含有机污染物的工业废水 d. 冷却用水,四、污水的水质指标 水质：指水与水中杂质共同表现的综合特征。 水质指标：水中杂质具体衡量的尺度，是对水体进行监测、评价、利用以及污染治理的主要依据。 水质指标：物理指标 化学指标 无机性指标 有机物 生物指标,物 理 性 指 标,总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）,TOC: total organ

8、ism carbon 在950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体 中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。 测定中应该去除无机碳的含量。,各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条 件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。,TOD: total oxygen demand 在900950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物， 包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧 化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。 TOD测定方便而快速。,化学需氧量（COD）,常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2C

9、r2O7 （称 CODCr )和高锰酸钾 KMnO4 (称CODMn 或OC ) 。 酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。 废水中无机的还原性物质同样被氧化。 如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之 间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.40.5。,COD: chemical oxygen demand 用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合 成氧量（O2）（mg/L）。,生化需氧量（BOD）,反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量 主要污染特性（以mg/L为单位）。 有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为 两个阶段：第一个

10、阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、 水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所 需的氧量，全部生物氧化需要20100d完成。 实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20为测定的标准温度。,BOD: biological oxygen demand 在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所 需要的氧量（20，5d）。,生 物 性 指 标,五、水质标准（自学） 地面水环境质量标准GB3838-88 2. 污水综合排放标准GB8978-1996 3. 污水排入城市下水道水质标准G

11、J18-86 4. 农田灌溉水质标准GB5084-92 5. 城市污水处理厂污水污泥排放标准GJ3025-93 6. 生活杂用水水质标准GJ251-89,第三节 水体污染与自净,一、水体污染 1. 定义 水体：指地表被水覆盖的自然综合体。包括水、水中的悬浮物、底泥及水中生物等。 水体污染：直排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体环境容量，从而导致了水体的物理特征和化学特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 水体热污染：向水体排放含热的污水、含热的冷却水导致水体温度升高而影响水体质量，影响人类使用及水生生物生存的污染。

12、,2. 导致水污染的原因 (1) 向水体排放未经妥善处理的城市污水和工业废水(主要原因) (2) 使用化肥、农药及城市地面的污染物进入水体 (3) 其他污染物被雨水冲刷随地面径流而进入水体 (4) 随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程而进入水体 (5) 水体热污染、放射性物质污染、生物污染物质等等,3. 水体中污染物的分类 (1)无机无毒物 颗粒状污染物质 酸、碱、无机盐类 氮、磷等植物营养物 (2)无机有毒物 (3) 有机无毒物(需氧有机物) (4) 有机有毒物 (5) 石油及其他污染物 石油类污染物 放射性污染 热污染,颗粒状污染物质 水体被悬浮物污染，造成的主要危害： a.大大降低

13、了光的穿透能力、减少了水的光合作用并妨碍水体的自净作用； b.对鱼类产生危害，悬浮物可能会堵塞鱼鳃、导致鱼的死亡； c.成为各种污染物的载体，易吸附污染物并随水流动迁移造成新的危害。,酸、碱、无机盐类 酸、碱污染物主要由工业废水排放的酸碱以及酸雨带来。水质标准中以pH值来反映其含量水平。 危害：a. 酸碱污染物使水体的pH值发生变化，破坏自然缓冲作用。 b. 抑制微生物生长，妨碍水体自净，使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。 各种生物都有自己的pH适应范围，超过该范围，就会影响其生存。对渔业水体而言，pH值不得低于6或高于9.2，当pH值为5.5时，一些鱼类就不能生存或生殖率下降。农业灌溉用水的pH

14、值应为6.58.5。 c. 此外酸性废水也对金属相混凝土材料造成腐蚀。, 氮、磷等植物营养物 营养物质是指促使水中植物生长，从而加速水体富营养化的各种物质，主要是指氮、磷。 来源：天然水体中过量的植物营养主要来自农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水。 危害：促进水生生物异常繁殖，严重影响水中动物、鱼类生存。 氮、磷等植物营养物质大量进入湖泊、水库及海外等缓流水体，促进水生生物异常繁殖（主要是藻类）。藻类过度生长繁殖，造成水体中溶解氧的急剧变化，藻类的吸收作用和死亡藻类分解作用消耗水中大量的氧，有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态，严重影响水中动物、鱼类生存。特别是海洋，海面藻类

15、迅速繁殖，他们死亡后使海水出现“赤潮”现象。,(2)无机有毒物 无机有毒物包括金属和非金属两类。 金属毒物主要为汞、铬、镉、铅、锌、镍、铜、铁、锰、钒、钼和铋等，特别是前几种危害更大。金属毒物具有以下特点：不能被微生物降解；其毒性以离子态存在时最严重，金属离子在水中容易被带负电荷的胶体吸附，吸附金属离子的胶体可随水流迁移，但大多数会迅速沉降；能被生物富集于体内，既危害生物，又通过食物链危害人体；重金属进入人体后，能够和生理高分子物质发生作用而使这些生理高分子物质失去活性，也可能在人体的某些器官积累，造成慢性中毒。 重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亚硝酸根等。如砷中毒时能引起中枢神经紊乱，

16、诱发皮肤癌等。亚硝酸盐在人体内还能与仲胺生成亚硝胺，具有强烈的致癌作用。,(3) 有机无毒物(需氧有机物) 废水中能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质，统称为需氧污染物。 绝大多数的需氧污染物是有机物，无机物主要有Fe3+、Fe2+、S2-、CN-等。因而在一般情况下，需氧物即指有机物。 主要来源：生活污水。 由于有机物的种类非常多，现有的分析技术难以将其区分与定量。在工程实际中主要用生化需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳等指标来描述。 危害：破坏渔业水产资源。,(4) 有机有毒物 这类毒物大多是人工合成有机物，难以被生化降解，并且大多是较强的三致物质(致癌、致突变、致畸)，毒件

17、很大。主要有：农药(DDT、有机氯、有机磷等)、酚类化合物、聚氯联苯、稠环芳烃(如苯并芘)、芳香族氨基化合物等。 主要污染特征：a. 不易被微生物分解，降解需要时间长； b. 危害人类健康； c. 消耗水中溶解氧。 以有机氯农药为例，首先其具有很强的化学稳定性，在自然环境中的半衰期为十几年到几十年，其次它们都可能通过食物链在人体内富集，危害人体健康。如DDT能蓄积于鱼脂中，浓度可比水体中高12500倍。, 石油类污染物 来源：a.海上石油运输和船舶事故造成石油污染； b.工业污染； c.海底石油开采； d.大气中石油烃的降解。 危害：a.油类污染物能在水面土形成油膜，隔绝大气与水面，破坏水体的

18、复氧条件。 b.它还能附着于土壤颗粒表面和动植物体表，影响养分的吸收和废物的排出。 c.当水中含油0.010.1mg/L，对鱼类和水生生物就会产生影响。 d.影响水的使用功能，当水中含油0.30.5mg/L就会产生石油气味，不适合饮用。, 放射性污染 放射性污染：水中所含有的放射性核素构成一种特殊的污染。 放射性是指原子核衰变而释放射线的物质属性。主要包括X射线、射线、射线、射线及质子束等。废水中的放射性物质主要来自铀、镭等放射性金属生产和使用过程，如核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等。其浓度一般较低，主要引起慢性辐射和后期效应，如诱发癌症、对孕妇和婴儿产生损伤，引起遗传性伤害等。, 热污染

19、热污染：指因能源的热消费而引起环境增温效应的污染。 热污染的主要危害有以下几点： (1)使水体溶解氧浓度降低，相应的亏氧量随之减少，大气中的氧向水体传递的速率也减慢； (2)导致生物耗氧速度加快，促使水体中溶解氧更快被耗尽，水质迅速恶化，造成鱼类和水生生物缺氧死亡； (3)加快藻类繁殖，从而加快水体富营养化进程； (4)导致水体中的化学反应加快，使水体的物化性质发生变化，可能对管道和容器造成腐蚀。 (5)加速细菌生长繁殖，增加后续水处理的费用。,二、水体的自然净化 1. 定义 水体的自然净化：指水体能够在其环境容量的范围以内，经过物理、化学和生物的作用，是排入水体的污染物质的浓度，随着时间的推

20、移、流动的过程中自然降低及至小时的作用，表现出一定条件下水体有自动调节的功能。 水环境容量：指在充分利用水环境的自净能力和不造成污染损害的前提下，某一特定环境区域能容纳的污染物质的最大负荷量。,2.水体自然净化的过程分类 水体的自净作用，从净化机制来看，可分为物理净化、化学净化和生物净化。在实际情况中，这三种净化过程是交织在一起的。 (1)物理净化 物理净化指污染物质由于稀释、混合、沉淀等作用而使水体污染物质浓度降低的过程。 (2)化学净化 化学净化指污染物质由于中和、氧化、还原、分解等作用而使水体污染物质浓度降低的过程。 (3)生物净化 生物净化作用指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。,水体的自净作用,河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。,土壤的净化作用,第四节 污水