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1、主 讲：陈吉春 电 话：13627248626 Email: jichun_chen3 水污染控制工程 n教 材： 张自杰主编. 排水工程（下册），1996 中国建筑工业出版社，2008第四版 n参考书：1、顾夏声等.水处理工程 清华大学出版社，1985 2、高廷耀主编.水污染控制工程，1999 高等教育出版社 3、给水排水设计手册 中国建筑工业出版社 4、李圭白等 水质工程学 中国建筑工业出版社 5、孙体昌、娄金生主编 .水污染控制工程，2009.6 机械工业出版社 n教学时数：42学分：3 n考试：闭卷笔试 3 污水的物理处理 （12h） 4 污水的生物处理 （18h） 5 污水的生物处理
2、（二）（4h） 6 污水的自然生物处理 （2h） 总 论 （4h） 第二篇 学 时 分 配 第一篇 9 污水处理厂设计 （2h） 第一篇：总论 n第一章 污水的性质与水体污染 n第二章 水体自净与水污染控制 1 污水的性质与水体污染 n1.1 水资源概况 n1.2 污水的性质及污染危害 n1.3 中国的水资源现状 1.1 水资源概况 n水在地球上分布 n富水与贫水的矛盾 n水的循环 1.1.1 水在地球上的分布 n地球上水的储存形式及水量 n世界各大洲水资源状况 n世界部分国家水资源状况 （1） 地球上水的储存形式及水量 n总量：136亿km3； n淡水总量：只占总水量的 2.53%， n3/
3、4为南、北极的冰帽 、冰川， n1.7%为地下水，约2/3 不能利用； n人类能够利用的淡水约 占总淡水量的10%，而 能直接利用的（江河、 湖泊）水只有总淡水量 的不足0.3%，占地球总 水量的不足0.01%。 具体数据见表1-1 表1-1 地球上水的储存形式及水量 序号 类型 分布面积 (106km2) 水 量 (1012m3) 占总储量 (%) 占淡水 量(%) 恢复周 期 水资源量 (1012m3) 1 海洋 3613 1338000.0 96.5 2500 年 地下水 1343 23400.0 1.7 1400 年 2 其中：淡水 10530.0 0.76 30.1 7.52 3 土
4、壤水 820 16.5 0.001 0.05 1 年 16.5 4 冰川与雪山 162.3 24064.1 1.74 68.7 9700 年 2.48 5 永冻土底冰 210 300.0 0.222 0.86 10000年 0.03 湖泊 20.7 176.4 0.013 17 年 6 其中：淡水 12.4 91.0 0.007 0.26 5.35 7 沼泽 26.8 11.5 0.0008 0.03 5 年 2.3 8 河流 1488 2.1 0.0002 0.006 16 天 48.4 9 生物水 5100 1.1 0.0001 0.003 几小时 10 大气水 5100 12.9 0.0
5、01 0.04 8 天 288.56 总储量 5100 1385984.6 100.00 其中：淡水 1488 35029.2 2.53 100 （2）世界各大洲水资源状况（表12） 表12 世界各大洲水资源状况 地区水资源量 （km3） 人口 （万人） 耕地面积 （万公顷） 人均水量 （m3/人） 地均水量 (m3/公顷) 亚洲14410286449.142704.0503133980 非洲457057189.516635.9799148035 北美洲820040689.726786.82015230612 南美洲1176027337.211500.843018102254 欧洲321049
6、396.522780.06498140913 澳洲3001588.84842.7188826195 大洋州2090907.085.32304202450176 全世界46850491565.2137573.6953134054 n（3）世界部分国家水资源状况（表1-3） n表13 世界部分国家水资源状况（1992年） 国家或地 区 水资资源量 （km3） 人口 （万人） 耕地面积积 （万公顷顷） 人均水量 （m3/人 ） 地均水量 (m3/公顷顷) 巴西519042210160500 俄罗罗斯404327130 加拿大290113008071550 中国2812240025500 印尼2530
7、18990198000 美国24781350015750 全世界46850 491565.2137573.6953134054 表14 我国径流地带区划 降水 分区 年降水 (mm) 年径流 (mm) 径流分 区 大 致 范 围围 多雨1600900丰水 海南、广东东、福建、台湾、湖南山地 、广西西部、西藏东东北部 湿润润8001600200900多水 广西、云南、贵贵州、四川、长长江中下 游 半湿 润润 40080050200中度 黄淮海平原，山西、陕陕西、东东北大部 、四川西北部、西藏东东部 半干 旱 2004001050少水 东东北西部、内蒙古、甘肃肃、宁夏、新 疆西北部、西藏北部 干旱
8、20mg/m3和无机氮300mg/m3 n且N和P的比值=(1213):1时,最适宜于藻类生长 富营养化过程 N、P输入藻类植物繁殖 阻挡阳光，光合作用停止 藻类、鱼类死亡 残骸沉积 阳光照射 最终将导致荒漠化、沙漠化如此循环: （3）硫酸盐及硫化物污染 n硫酸盐以SO2-4表示，超过240mg/L，会引起腹泻 n在缺氧条件下，生成H2S气体，产生恶臭 （4）氯化物污染 n造成无机盐含量过高 n堵塞管道 n不宜灌溉（土壤盐碱化） （5）重金属污染 v重金属离子 v主要源于化石燃料的燃烧，采矿和冶炼等。 v即使含量极低，也会经生物浓缩，再经食物链危害人类 v不能自然分解，只会化学迁移 v含量较低
9、，不易处理 v毒性较大的重金属污染 v汞污染 v镉污染 v铬污染 v铅污染 v其它重金属污染 Hg污染 n无机金属汞 n有升华特性，黏附在食物或通过呼吸道进入人体，积累在 肝、肾及脑中，抑制酶蛋白的活性 n可通过药物从泌尿系统排除 n有机汞 n有机农药及无机汞的转化 n毒性远大于无机汞 n如八大公害中的日本水俣事件，就是Hg2+在鱼类富集，转化 为有机汞，人食鱼而痴呆，精神失常； Cd污染 n典型的富集性毒物 n在海洋无脊椎动物中的最高富集倍数为250000倍 n在肾、骨骼中富集 n肾功能失调 n取代骨骼中的钙，造成骨骼疏松、自然骨折，“骨痛病” n潜伏期可达1030年，难以治愈 Cr污染 n
10、Cr6+的毒性远大于Cr3+ n引起神经性中毒 n有致癌作用 Pb污染 n富集性毒物 n能与人体中的多种酶络合，干扰机体的生理功能， 危及神经系统、肾及大脑，造成永久性脑损伤 n儿童更易中毒 其它重金属污染 n所有重金属离子都具有一定的脂溶性，能在生物体 内富集（见教材P19表2-1） n一般在1000倍以上，镉在海洋无脊椎动物体类富集倍数高 达250000倍 n对生物都有不同程度的毒害作用 （6）其它有毒无机物污染 n氰化物 n主要源于电镀废水和有色矿山废水； n剧毒：空气中1 mg/l，或口服50100 mg均可致人死亡； n危害生物：0.1mg/l能杀死虫类，0.3mg/l能杀死微生物。
11、 n氟化物 n损坏人的骨质 nAs（砷）、Se（硒） n主要源于冶炼、农药等 n口服100-130 mg致死； n慢性中毒，损坏肝、肾、神经，并有致癌作用。 1.2.3.3 水体的有机物污染 n耗氧有机物 n有机有毒物 （1）耗氧有机物 n绝大多数有机物具有一个共同的特征：即生物可降解性，在降 解过程中，消耗水中的溶解氧。 如：典型的葡萄糖的降解 C6H12O66O26CO26H2O150(J) 当溶解氧的消耗量补充量，氧浓度下降；当下降到某一限值 时（如4mg/l），鱼群大量死亡；当氧浓度为0时：厌氧微生物 繁殖，并进行厌氧分解；当发生厌氧分解时，代谢产物有： H2S：毒害生物 硫醇、氨气：
12、产生恶臭 硫化铁：水变黑，冒泡 n有机物的种类很多，测定每种有机物的含量是不可能的，通常 用综合性的指标来表示有机物的含量水平。 表示耗氧有机物含量的指标 nBOD(biochemical Oxygen Demand) 生物化学需氧量 水中有机物由于好氧微生物的生物化学作用被氧化分解时消耗 的氧量，单位：mg/l或ppm。 nCOD（Chemical Oxygen Demand）化学需氧量 用KMnO4或K2CrO7为氧化剂氧化分解有机物所测定的需氧量（用 与消耗的氧化剂量相等的当量氧间接表示有机物的多少，单位 mg氧/l水或 ppm)。 nTOC（Total Oxganic Carbon）：
13、总有机碳量 nTOD（Total Oxygen Demand）：总需氧量 优点：快速、准确； 缺点：设备昂贵，操作复杂 上述几种表示方法的关系见图4-1 图4-1 几种表示方法的关系图 （2）有机有毒物质 指未降解前能直接引起中毒的有机物（其它性质仍同耗氧有机 物） 主要来源于石油化工的合成生产过程及相关产品的使用过程。 例： n有机酚类：高浓度，急性中毒，致死 低浓度，慢性中毒，致癌 n有机农药: 有的农药不易分解，如DDT，南极也有发现，DDT 在 鱼脂中可浓缩125000倍。 n取代苯类化合物：是芳香族化合物苯环上的氢被取代的芳香族 类 化合物，大多有毒； n聚氯联苯和稠环芳烃：致癌和遗
14、传变异。 1.2.3.4 生物污染物质 n来源：来自生活污水，医院污水，肉类，制革工业 废水等含大量细菌、病毒、寄生虫。 n危害：引起疾病传染 1.2.3.5 放射性物质 n来源 n主要来自放射性废物，如放射性矿物的采 选废水，原子能工业的废水。 n危害： 白血病，致癌，污染农作物，通过 食物链进入人体 。 1.3 中国的水资源和水污染 概言之： 是“贫血症”和“败血症”的并发症 。 1.3.1 贫血症 n水资源概况（亿m3） n我国人均占有地表水资源 n约2200 m3，世界人均量的14； n我国的用水量 n80年统计实际用水量 500亿m3，占可用水46 n我国的水资源分布不均匀 n我国外
15、流流域土地面积占全国的64，径流量占全国的96 n内陆河流流域土地面积占全国的36，径流量占全国的4 径流总量地下水 冰川溶水 可利用水 世界排名 人均排名 28000800050011000688 1.3.2 败血症 n基本情况 n江河 n湖泊 （1）基本情况 n一位专家曾说过：如果不及时解决水污染带来的水危机，中国 在21世纪就将进口水源。这可能有些夸张，但并非杞人忧天。 n根据环保局的一项调查：在被统计的131条流径城市的河流中 ，严重污染的有26条，重度污染的有11条，中度污染的有28条 。 n中科院1996年发布的一份国情研究报告表明，全国532条主要 河流中，有436条受到不同程度
16、的污染，七大河流流经的15个 主要城市河段中，有13个河段水质严重污染。 n80年代初，约五分之一的水井水质超过了饮用水质标准，而到 了80年代后期，超过饮用水质标准的水井就已达13，一半以 上的城市地下水受到污染。 2013年有关报道： n一份由公益人士制作的“中国癌症村地图”正在互联网 上被关注，村子数量被认为超过200个。 n环保部2月20日发布化学品环境风险防控“十二五” 规划称个别地方因环境污染出现癌症村。 n此前，地下水污染导致癌症高发甚至牛羊绝育的报 道，在诸多地区出现。 n据国土资源部网站资料，辽宁海城市污水排放造成 地下水大面积污染，附近一个村160人因水而亡；由 于地下水的严重污染，淄博日供水量51万立方米的 大型水源地面临报废。即使是北京，浅层地下水中 也普遍检测出了三致(致癌、致畸、致突变)物质。这 些“三致”有机物在我国东部其他城市和地区，很可能 同样存在。 （2）江河 我国有七大水系
