水污染控制工程课件第一章 绪论

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1、第一章 绪 论 Introduction 1 第一章 绪言 问题： l你了解世界和我国水资源及水污染的现状吗？ l你知道污水与废水有何区别吗？ l你知道废水中的污染物有哪些吗？各种污染物的多少是 如何表示的？ l你了解常用污水处理的分类方法吗？ l你认为如何才能解决我国的水污染问题？ l城市废水一般采用怎样的流程处理才能达到排放标准？ l你还记得西科大污水处理厂的流程吗？ 2 1.1 水与水资源 链接 1.2 废水、废水污染及水污染 链接 1.3 废水中的污染物分类及其危害简介 链接 1.4 污染物在水中的迁移与转化链接 1.5 废水水质控制 链接 1.6 污水出路链接链接 1.7 城市废水处

2、理的典型流程 链接 3 1.1 水与水资源 1.1.1 世界的水资源及其特点 l水是地球上最丰富的化合物 l约占地球外层五公里地壳中的50 l覆盖着地球71的表面积 l其平均深度达到3.8 km l总量约有1.36109 km3 4 地球上水资源及其存在状态分布 5 1.1.2 我国的水资源及其污染现状 （1）我国水资源的特点 1）总量大，人均量少 2）水量在地区上分布不平衡 3）水量在时间分配上很不均匀 6 （2）我国的水污染现状 l“局部有所改善，整体仍在恶化”。 l我国干流水质尚好，但临近大城市河段 及城市附近的小河支流均已程度不同地受到了污 染，严重的已成了臭水沟。 7 l随着乡镇企业

3、的发展和工业重心的转移，污染已 有向农村、向内地转移的趋势，由地表水受污染 向地下水受污染转移。 l我国的湖泊大多呈富营养化，面积也不断萎缩； 近海水域亦因受污染而赤潮频发。 国家环境保护总局网站 8 12 废水、废水污染及水污染 l水在社会循环中，由于种种原因而丧失了使用价值 而外排，这种废弃外排的水称为废水。 l“污水”是被污染物污染了的水，强调其脏的一面 。 9 据废水的来源 生活废水（domestic) 工业废水 (industrial) 据污染物的化学类别 有机废水(organic) 无机废水(inorganic） 按废水产生的工艺 焦化废水(coking) 冶金废水(metallu

4、rgical) 制药废水(pharmaceutical) 食品废水(food) 印染废水(printing and dyeing) 10 l废水污染是指废水对水体、大气、土壤或生物的 污染，这里废水是污染的原因。 l水污染是指水体受到废水、废气、固体废弃物中 污染物的污染，这里水体是受害者。但造成水体 污染的主要原因是废水。 12 废水、废水污染及水污染 11 l需氧型污染 l毒物型污染 l富营养型污染 l感官型污染 l其它 12 废水、废水污染及水污染 12 1.3 废水中的污染物分类及危害简介 1.3.1 固体污染物 l 固体污染物是指废水中在100C时不能蒸发 的所有物质，称为总固体。

5、总固体 (total solid TS) 溶解性固体 (dissolved solid，DS) 悬浮性固体 (suspension solid，SS) 13 悬浮固体 可沉降固体（settleable)： 能在2小时内靠重力沉降的固体 难沉降固体(unsettleable) 两小时内不能沉降的称为难沉降 固体 废水中固体污染物的多少用单位体积的水中所含 质量表示，即质量浓度，单位一般为mg/L。 14 废水中悬浮物含量的多少也可用浊度(turbidity)表示 在水质分析中规定，1 L水中含有1 mgSiO2所构成的 浊度为一个标准浊度单位，简称1度 15 1.3.2 需氧污染物 l需氧污染物

6、主要是指废水中所含的能被微生物降 解的有机物，有些是有毒的，但这类有机物大部 分本身是无毒的。 l这类污染物的特点是数量大、成分复杂，所以很 难分别表示其含量。 l产生污染的主要原因是在其分解过程中消耗水中 的溶解氧。 l需氧污染物用间接指标来衡量，常用的有BOD、 COD、TOC和TOD等。 16 （1）生物化学需（耗）氧量 （biochemical oxygen demand简称BOD） 生化过程：有机物被转化为CO2、NH3 NH3被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐 l表示在一定条件下（20C），单位体积废水中所含的有 机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。 单位为mg（氧）/L（废水） l有

7、BOD5和BOD20 之分，BOD5最常用。 BOD5=0.7*BOD l特点：准确反映污染的程度，但测定所需时间长，不利于 指导实际生产和自动控制。 17 （2）化学耗氧量 （chemical oxygen demand简称COD） l用化学氧化剂氧化分解废水中的有机物，用所消耗 的氧化剂中的氧来表示有机物的多少，单位仍为 mg/L。 l常用的氧化剂有K2Cr2O7和KMnO4，分别用 CODCr 和CODMn表示。 l特点：测定速度快，但与实际污染的程度有差距。 18 （3）总需氧量（total oxygen demand ，TOD） 和总有机碳（total organic carbon

8、，TOC） l在900下，以铂为催化剂，使水样汽化燃烧，然 后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全 氧化所需的氧量，称为总需氧量； 19 l在同样条件下测定气体中二氧化碳的增量，从 而确定出水样中碳元素的含量，称为总有机碳 l特点：测定速度快，但设备复杂且与BOD、 COD之间无固定关系。 lBOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特点和 用途，在实际应用中应根据各自的特点和不同 的情况选用！ 20 1.3.3 有毒污染物 (toxic materials) l废水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有 毒污染物 。 l特点： l急性中毒： l慢性中毒： 21 l影响危害程度的因素：

9、l浓度和作用时间： l环境条件： l生物的种类及生物自身的适应能力。 l分类：无机化学、有机化学和放射性毒物三类 。 l表示方法：质量浓度表示，单位为mg/L。 22 （1）无机化学毒物(inorganic toxics) l无机化学毒物主要是指重金属离子、氰化物、氟 化物和亚硝酸盐等。 l化学上一般把密度大于4的金属称为重金属（ heavy metals)。 水污染中所指的重金属主要是Hg、Cr、Cd、Pb 、As、Ni、Ce、Cu、Zn、Ti、Mo、Ti等。 23 l重金属(heavy metals)污染有如下特点： （a）毒性以离子状态最大，且不同价态的毒 性不同。 （b）很难被生物降解

10、，有时还可以被生物富集 或转化成毒性更大的物质。 （c）危害时间长，难消除。 （d）有些重金属是人体必须的元素。 24 （2）有机化学毒物 （organic toxics) l有机化学毒物大多是人工合成的有机物。主要 有：农药（DDT、有机氯、有机磷等）酚类化 合物、聚氯联苯、稠环芳烃和芳香族氨基化合 物等。 特点： l这类物质的种类最多，性质最复杂 。 l毒性大。 l化学稳定性好。 l大多数难被生物降解且可以通过食物链富集 ，危害人体健康。 25 （3）放射性物质(radioactive matters) l主要是指废水中所含的能产生有害射线的物质 。 26 1.3.4 营养污染物 (nut

11、rients) l营养污染物主要是指植物和微生物生长过程中 所需的营养物质，并非有毒，主要是氮和磷。 l富营养化污染 (eutrophication) l产生污染的原因： 赤潮 red current 水华 water bloom 27 28 29 30 l除氮和磷外，BOD、温度、维生素类物质也能 触发和促进富营养化污染。 l表示水中营养物质多少的指标是单位体积水中 含氮和磷的总质量，单位为mg/L。 l 氮有多种表示方法： 有机氮 NH3和NH4 NO2- NO3- 总氮（TN） 31 1.3.5 生物污染物 (biological pollutants) l生物污染物主要是指废水中的致病

12、微生物 (pathogens)和其他的有机体。 l指标 （1）细菌总数(total bacteria) 细菌总数是指1 mL水中所含有各种细菌的总数。 （2）大肠菌数(coliforms) 大肠菌数是指1 L水中所含大肠菌个数。由于大肠 菌在外部环境中的生存条件与肠道传染病的细菌 、寄生虫卵相似，而且大肠菌的数量多，比较容 易检验，所以把大肠菌数作为生物污染指标。 32 1.3.6 感官污染物 (scenery shock) l废水中的异色、混浊、泡沫、不良气味等会引起 人们感官上不快的污染物称为感官污染物 （1）色泽和色度(color) 色泽是指废水的颜色种类，通常用文字描述. 33 色度是

13、指废水所呈现的颜色深浅程度。 一是采用铂钴标准比色法，规定在1 L水中含 有氯铂酸钾（K2PtCl6）2.491 mg及氯化钴（ CoCl26H2O）2.00 mg时，也就是在1 L水中含 铂1 mg及钴0.5 mg时所产生的颜色深浅为1度 ； 二是采用稀释倍数法，即将废水稀释，用把废 水稀释到接近无色时所需的稀释倍数表示色度 。 34 （2）嗅和味(odor) l嗅和味是判断水质优劣的感官指标之一。 常见的水臭味有霉烂臭味、粪便臭味、汽油臭 味、臭蛋味、氯气味等。 l嗅味的表示方法现行是用文字描述臭的种类，用 强、弱等字样表示臭的强度。 l比较准确的定量方法是嗅阈法，即用无嗅水将待 测水样稀

14、释到接近无臭程度的稀释倍数表示臭的 强度。 35 1.3.7 酸碱污染物(acid and base) l主要是指进入水体的无机酸和碱，它们影响水 体的pH值 。 l废水中酸碱污染物的多少常用废水的pH值表示 。浓度高时也用酸或碱的质量分数表示。 36 1.3.8 油类污染物 (oil and grease) 油类污染物一般是指比水轻能浮在水面上的 液体物质，多指油类。 l废水中油类污染物的多少也用质量浓度表示， 单位为mg/L。 37 38 1.3.9 热污染物 (temperature) l由于废水的温度过高引起的危害称为热污染 。 39 1.4 污染物在水中的迁移转化 一、水体的自净作用

15、 1、根据作用机理的分类 2、污水排入河流的混合过程 3、持久污染物的稀释扩散 4、非持久污染物的稀释扩散 5、水体的氧平衡 二、污染物在水体中的迁移转化规律 40 1、根据作用机理的分类 物理净化：稀释、扩散、沉淀 化学净化：氧化、还原、分解 生物净化：有解物的氧化分解、污染物质进入生物体 41 2、污水排入河流的混合过程 l1）竖向混和 l2）横向混和 l3）断面充分混合后阶段 42 3、持久污染物的稀释扩散 4、非持久污染物的稀释扩散 5、水体的氧平衡 43 1.5 废水水质控制 l废水水质控制就是采取一定的技术措施，使废水 中污染物的浓度降低到规定的水平。目的有三个 ： l（a）满足废水再用（循环再用或接续再用）对 水质的要求； l（b）满足有价物质回收工艺对水质的要求； l（c）满足废水排放对水质的要求。 44 151 废水水质 l不同的行业、不同目的的废水有相应的要求， 即废水排放标准和水体中允许的标准。 l值得指出的是我国目前大多为浓度标准，即只 规定排放废水中污染物的允许浓度，而没有规 定允许的排放总量，这是不合理的。应同时有 排放总量的要求。 45 152控制废水污染的途径 （1）改革生产工艺，严格控制污染源 （2）加强废水处理技术的研究 （3）对不同的废水要分别处理，即要先处理后 排放