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1、高等学校土建类创新规划教材 2013年 环境工程概论环境工程概论 第二章 水污染及控制 2-1 水环境概述 2-2 水污染控制技术 2-3 废水处理系统 2-4 污泥处理与利用 2-5 土木工程中的水污染与控制 2-1 水环境概述 二、水体污染及危害 三、水体自净和水环境容量 四、水环境标准 一、水环境与水资源 1、水环境 2、水资源 一、水环境与水资源 水环境是指地球表面上的各种水体，包括江、河、 湖、海、冰川、水库、池塘、土壤岩石空隙中的地下水等 指在一定时期内，能被人们直接或间接开发取用的淡水， 包括大气降水补给的各种地表水、地下水等。 全球总贮水量估计为13.86亿m3 可利用的淡水总
2、量不足世界总贮水量的0.6% 一、水环境与水资源 水的自然循环示意图 一、水环境与水资源 水的社会循环示意图 一、水环境与水资源 单向线性的社会水循环 地表地下径流-枯水季节干涸 全国可开采水资源总量 80009500亿m3/a 城镇污水 污水厂 用户 大部分直 接排放 58%已开采 / 取水 供水 一、水环境与水资源 不合理的城市取水模式 一、水环境与水资源 反馈封闭性的社会水循环 地表地下径流- 城镇污水 污水厂 用户 节制开采 取水 供水 再生供 水系统 排放 一、水环境与水资源 新的城市取水模式 一、水环境与水资源 二、水体污染及危害 1、水体污染 2、水体污染源 水体因某种物质的介入
3、而导致其物理、化学、生物等方面特 征的改变，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，称为水体污染。 常见污染源：工业废水、生活污水、 农业排水、 交 通运输、工业废渣和城市垃圾等。 3、水体中的主要污染物及其危害 4、水质指标 需氧污染物： 一般用COD、 BOD、BOD 5、TOD、TOC指 标来表示耗氧有机物的含量 3、水体中的主要污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 需氧污染物排放到水体中，会消耗水中 的氧气，可造成溶解氧的大量减少，影响鱼 类、水生生物的生长发育，甚至威胁生命。 当溶解氧耗尽
4、后，污染物会进行厌氧分解， 产生H2S、NH3、醇类等物质，不但味道难闻 ，而且水颜色变黑。 放射性污污染物 需氧污染物： 3、水体中的主要污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 大量藻类的生长覆盖了大片水面， 减少了鱼类的生存空间，藻类死亡腐败后 会消耗溶解氧，导致溶解氧下降，并释放 出更多的营养物质，死亡的藻类还会产生 并释放有毒物质等。如此周而复始地循环 ，最终导致水质恶化，鱼类死亡，水草丛 生，水体外观呈红色或其他色泽。另外， 硝酸盐超过一定量时有毒性，当亚硝酸盐 进入人体后，有致畸、致癌的危险 放射性污污染物 需氧污染物：
5、 3、水体中的主要污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 无机有毒物质： 金属毒物 ：汞、铬、铅、镉、锌、铜 非金属毒物：砷、氟、硫、氰化物等 有机有毒物质： 酚类化合物、多氯联苯、有机 农药(有机氯、有机磷等） 1919世世纪纪纪纪8080年代，日本富山年代，日本富山县县县县的神的神冈矿冈矿冈矿冈矿 山在采山在采矿矿矿矿 过过过过程及堆程及堆积积积积的的矿矿矿矿渣中渣中产产产产生的含有生的含有镉镉镉镉等重金属的等重金属的废废废废水直水直 接接长长长长期流入周期流入周围围围围的的环环环环境中，在当地的水田土壤、河流境中，在当地的水田
6、土壤、河流 底泥中底泥中产产产产生了生了镉镉镉镉等重金属的沉淀堆等重金属的沉淀堆积积积积。镉镉镉镉通通过过过过稻米稻米进进进进 入人体，首先引起入人体，首先引起肾脏肾脏肾脏肾脏 障碍，逐障碍，逐渐导渐导渐导渐导 致致软软软软骨症，在骨症，在妇妇妇妇 女妊娠、哺乳、内分泌不女妊娠、哺乳、内分泌不协调协调协调协调 、营营营营养性养性钙钙钙钙不足等不足等诱发诱发诱发诱发 原因存在的情况下，使原因存在的情况下，使妇妇妇妇女得上一种女得上一种浑浑浑浑身身剧剧剧剧烈疼痛的烈疼痛的 病，叫痛痛病，也叫骨痛病，重者全身多病，叫痛痛病，也叫骨痛病，重者全身多处处处处骨折，在痛骨折，在痛 苦中死亡。从苦中死亡。从
7、19311931年到年到19681968年，神通川平原地区被确年，神通川平原地区被确 诊诊诊诊患此病的人数患此病的人数为为为为258258人，其中死亡人，其中死亡128128人，至人，至19771977年年 1212月又死亡月又死亡7979人。人。 放射性污污染物 需氧污染物： 3、水体中的主要污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 无机有毒物质： 金属毒物 ：汞、铬、铅、镉、锌、铜 非金属毒物：砷、氟、硫、氰化物等 有机有毒物质： 酚类化合物、多氯联苯、有机 农药(有机氯、有机磷等） 放射性污污染物 需氧污染物： 3、水体中的主要
8、污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 无机有毒物质： 金属毒物 ：汞、铬、铅、镉、锌、铜 非金属毒物：砷、氟、硫、氰化物等 有机有毒物质： 酚类化合物、多氯联苯、有机 农药(有机氯、有机磷等） 19681968年日本九州年日本九州爱爱爱爱知知县县县县一个食用油厂在生一个食用油厂在生产产产产米米 糠油糠油时时时时，因管理不善，操作失，因管理不善，操作失误误误误，致使米糠油中混入，致使米糠油中混入 了在脱臭工了在脱臭工艺艺艺艺中使用的中使用的热载热载热载热载 体多体多氯联氯联氯联氯联 苯，造成食物油苯，造成食物油 污污污污染。由于当染
9、。由于当时时时时把被把被污污污污染了的米糠油中的黑油用去做染了的米糠油中的黑油用去做 鸡饲鸡饲鸡饲鸡饲 料，造成了九州、四国等地区的几十万只料，造成了九州、四国等地区的几十万只鸡鸡鸡鸡中毒中毒 死亡的事件。随后九州大学附属医院死亡的事件。随后九州大学附属医院陆续发现陆续发现陆续发现陆续发现 了因食了因食 用被多用被多氯联氯联氯联氯联 苯苯污污污污染的食物而得病的人。病人初期症状染的食物而得病的人。病人初期症状 是皮疹、指甲是皮疹、指甲发发发发黑、皮肤色素沉着、眼黑、皮肤色素沉着、眼结结结结膜充血，后膜充血，后 期症状期症状转为转为转为转为 肝功能下降、全身肌肉疼痛等，重者会肝功能下降、全身肌肉
10、疼痛等，重者会发发发发 生急性肝坏死、肝昏迷，以至死亡。生急性肝坏死、肝昏迷，以至死亡。19781978年，确年，确诊诊诊诊患患 者人数累者人数累计计计计达达16841684人。人。放射性污污染物 需氧污染物： 3、水体中的主要污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 放射性污污染物 需氧污染物： 3、水体中的主要污染物及其危害 营养性污染物 有毒污染物 油类污染物 酸碱污染物 生物污污染物 热污染 固体污污染物 放射性污污染物 导致水中溶解氧减少，造成鱼类和水生生 物的死亡。 加快藻类繁殖，从而加快水体的富营养化过程 。 加快水体中
11、的化学反应速度，使离子浓度、电 导率、腐蚀性发生变化，可导致对管道、容 器的腐蚀。 加快水中细菌的生长繁殖，增加后续水处理的 费用。 物理性水质指标： 化学性水质指标： 生物学水质指标： 4、水质指标 温度、色度、嗅和味、悬浮物、浊度等 有机物的化学性指标：生化需氧量（ BOD）、化学需氧量(COD)、总需氧 量(TOD)、溶解氧(DO) 无机物的化学性指标：氨氮、亚硝酸氮 、硝酸氮、总氮、磷酸盐和总磷 、 pH、有毒物质等 细菌总数、大肠菌群、贾第鞭毛虫 和隐孢子虫等 1、什么是水体自净？ 三、水体自净和水环境容量 2、水体自净机制 3、水环境容量 v物理作用：稀释混合、沉淀、吸附凝聚 v化
12、学作用：分解与化合 、氧化与还原、 酸碱反应等 v生物作用：生物降解作用、生物富集作用 生物富集作用： 金鱼藻-能从水中选择吸收砷 水葱-能从水中选择吸收酚 凤眼莲-能从水中选择吸收锌 一定水体所能容纳污染物的最大负荷被称 为水环境容量。 W=V(CsCi)C 1、水环境质量标准 四、水环境标准 2、废水排放标准 是指为保护人体健康和水的正常使用 而对水体中污染物或其他物质的最高容许 浓度所作的规定。 为保护各类水体免受污染，对排放废水中的 污染物的最高容许浓度所作的规定。 我国在废水排放标准的执行方面，坚持国家污水综合排 放标准与国家行业排放标准不交叉执行的原则 地表水环境质量标准（GB38
13、38-2002） 类主要适用于源头水、国家自然保护区。 类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保 护区、鱼虾产卵场等。 类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保 护区及游泳区。 类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。 类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 1）污染物的分类标准 污水综合排放标准 四、水环境标准 2）废水排放标准分级 第一类污染物：汞、镉、铬、铅、镍 、铍、苯并芘、放射性等 第二类污染物:溶解氧、生化需氧量、 悬浮固体、pH、大肠菌和各种有毒有 害物质，共有三级标准，其中一级标 准要求最严。 、类水域和类水域中划定的保护区，
14、禁止新建排污口，现有排污口 应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定 用途的水质标准。 排入类水域（划定的保护区和游泳区除外）的污水，执行一级标准。 排入、类水域的污水，执行二级标准。 排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。 排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出 水受纳水域的功能要求，分别执行以上两条的规定。 一级标准 二级标准 三级 标准 新扩 改 现有 新扩 改 现有 1 PH值 6-9 6-9 6-9 6-96-9 2色度 50 80 80 100 - 3悬浮物 70 100 200 250 400 4生化需氧量 3
15、0 60 60 80 300 5化学需氧量 100 150 150 200 500 6石油类 10 15 10 20 30 7动植物油 20 30 20 40 100 8挥发性酚 0.5 1.0 0.5 1.0 2.0 9氰化物 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 表2 第二类污染物最高允许排放浓度 表1 第一类污物最高允许排放浓度 污染物 最高允许排放浓 度 总汞 0.05 烷基汞 不得检出 总镉 0.1 总铬 1.5 六价铬 0.5 总砷 0.5 总铅 1.0 总镍 1.0 苯并芘 0.00003 污水综合排放标准 2-2 水污染控制技术 二、废水的化学处理法 三、废水的物理化学处理法 以自学为主 五、废水的生态处理法 四、废水的生物处理法 一、废水的物理处理法 一、废水的物理处理法 1、原理 2、分类 利用物理作用，将废水中呈悬浮状态的 物质分离出来。在整个处理过程中污染 物质的性质不发生变化。 格栅和筛网
