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1、第四章 水污染与防治,目 录,第一节 地球上的水,第二节 基本概念,第三节 水污染,第四节 水污染防治,第一节 地球上的水,1、地球上仅有不到1的淡水为人类所利用，估算约为300万立方千米。2、我国水资源总量丰富，人均不足。我国淡水资源的总量为2.8亿立方米，居世界第六位。但人均占有量较低，以13亿人口计，人均占有量仅有2154立方米，只相当于世界人均水资源占有量10000立方米的1/4左右。,一、水的分布,联合国已将我国列为全球13个最缺水的国家之一。,农业缺水,城市缺水,生态缺水,我国水资源的主要问题： 我国水资源人均和亩均水量少； 水资源在地区分布上很不均匀，水土资源组合不平衡； 水量年
2、内及年际变化大，水旱灾害频繁。,二、水的循环,1、水的自然循环,水的性质基本不变,2、水的社会循环,抽 提,处 理,河流、湖泊,生产、生活,水的性质不断变化,一、 水质的概念：水的质量。是指水与其所含杂质共同表现出来的物理、化学和生物学的综合特性 二、水质指标：衡量水质的好坏，分为物理性（2小类）、化学性（3小类）、生物性三大类。,1.悬浮物1）主要指：沙砾、悬浮固体、漂浮物2）危害：减少阳光对水面的穿透能力，从而衰减了水面下的光合作用；,第二节 基本概念,悬浮物的大量存在，堵塞鱼类的腮，导致死亡； 可以吸附其他的污染物，进行协同的迁移。 2.生化需氧量（BODBiochemical Oxyg
3、en Demand）生活污水和工业废水中所含的碳氢化合物、脂肪、蛋白质、木质素等有机化合物，可在微生物作用下分解生成简单的无机物CO2、H2O等。这些有机物在分解的过程中需消耗大量的溶解氧，因而称为需氧污染物。,需氧性污染物的危害水体发黑变臭,1)定义：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。（mg/1）或水中有机物经微生物分解时所消耗的溶解氧的数量 2)是一种间接表示水被有机污染物污染程度的指标。BOD越大，表示有机污染越严重。 3)测定条件：20， 02充足，不搅动 完全氧化一般为20天，常用5天为测定的标准时间。BOD5=70%BOD20,3.化学需氧量（
4、COD-Chemical Oxygen Demand） 1)定义：在酸性条件下能够将有机物氧化为H20和C02，此时所测出的耗氧量。或者：用化学氧化剂氧化水中有机物时，所需氧化剂的数量 2)特点：测定时间短，不受水质限制。主要作为工业废水的污染指标。 3)CODBOD，COD与BOD的差值可表示不为微生物降解的有机物。,4、植物营养物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，主要指氮、磷。 1)水体富营养化的概念,2）水体富营养化的表现,云南滇池,九寨沟的水(五花池),5.pH值：反映水的酸碱强弱的指标 6.细菌污染指标：一般指大肠杆菌群数 7.有毒物质指标：1)定义：指达到一定
5、浓度后，对人体健康、水生生物的生长造成危害的物质。2)品种繁多，检测内容视具体情况而定,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、地表水环境质量标准（GB3838-2002）,三、主要的水质标准,2.污水综合排放标准：GB8978-88；分为两类标准。类：对人体健康有长远影响的污染物，共9种类：长远影响小于类污染物，共有20种，依照排放
6、水域分为3级标准进行控制。 3.生活饮用水水质标准：GB5749-85；共考核35项。*制定标准的原则卫生安全可靠化学成分对人无害使用时不致造成其他不良影响。 4.其他专项用水水质标准,第三节 水污染,一、水污染定义是指水体因某种物质的介入而导致其化学、物理、生物或放射性方面特性的改变，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。,一、废水中污染物浓度大,二、废水成分复杂且不易净化,三、带有颜色或异味,四、废水水量和水质变化大,1、点污染源,工业废水,二、水污染的主要来源,生活污水,主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗
7、衣机排水、沐浴排水及其他排水等。,生活污水中99.9%是水，固体物不到0.1%,大量合成洗涤剂,2、面污染源,农业面源污染,城市径流污染,1、悬浮物,使水体变浑，影响水生植物的光合作用，吸附有机毒物、重金属等，形成危害更大的复合污染物沉入水底，日久形成淤积，妨碍水上交通或减少水库容量，增加挖泥负担。,2、耗氧有机物,排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解过程中消耗氧气，使水体中的溶解氧减少 。影响鱼类和水生生物的生存 ，造成水体变黑发臭 。,三、主要的水污染物质,3、植物性营养物,主要指含有氮、磷的无机、有机化合物，易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富营养化，使自来水处理
8、厂运行困难，造成饮用水的异味，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。,4、重金属,重金属是具有潜在危害的重要污染物质，从50年代前后日本出现的水俣病和骨痛病，均已查明是由于汞、镉污染引起的公害病。重金属的环境污染已受到人们极大的关注。,5、难降解有机物,指难以被微生物降解的有机物，能在水中长期稳定地存留，并通过食物链富集最后进入人体。它们中的一部分化合物即使在十分低的含量下仍具有致癌、致畸和致突变的作用 。,6、石油类,主要来源于船舶废水、工业废水、海上石油开采及大气石油烃沉降 。它会阻止氧进入水中，妨碍水生植物的光合作用 。同时，石油还会粘附在鱼鳃上，使之呼吸困难
9、直至死亡，还会抑制水鸟产卵和孵化。食用在含有石油的水中生长的鱼类等水产品，会危及人体健康。,四、需氧污染物分解与溶解氧平衡,一条假定的被污染河流中生化需氧量和溶解氧的变化曲线 溶解氧 耗氧复氧 BOD清洁区 水质恶化区 恢复区 清洁区,-39,-19,0,19,39,58,77,97,横坐标从左至右表示河流的流向和距离（流经的距离以公里计，流经的时间以日计）。 纵坐标表示溶解氧和生化需氧量的浓度，单位是ppm。 将污水排入河流处定为基点O，向上游去的距离取负值，向下游去的距离取正值。污水源于四万人口的小城市的下水道。假定河流的流量是100m3/s，流进河中的污水立即与河水混合，水温是25。,由
10、BOD曲线可以看出：在上游未受污染的区域，BOD 很低，在0点有污水注入后，BOD急剧上升。由此向下，随着分解作用的进行，BOD逐渐降低，慢慢恢复到污水注入前的水平。,由溶解氧曲线可以看出：溶解氧与BOD 有非常密切的关系。在污水未注入前，河水中溶解氧很高，污水注入后因分解作用耗氧，溶解氧从0点开始向下游逐渐降低，从0点流下2.5日，降至最低点。以后又回升，最后恢复到近于污水注入前的状态。在污染河流中溶解氧曲线呈下垂状，称为溶解氧下垂曲线。,根据BOD 和DO曲线，可以把该河划分为污水注入前的清洁水区，注入后的水质恶化区、恢复区和恢复后的清洁水区。 在污染河段两组作用影响着水中溶解氧的含量:一
11、组作用使水中溶解氧含量降低，即有机污染物分解作用耗氧和有机体呼吸作用耗氧，这一组作用简称耗氧作用；另一组作用使水中富集氧，如空气中的氧溶于水，水生植物的光合作用放出氧等。空气氧溶于水的作用简称为曝气作用（复氧作用）。,第四节 水污染控制,基本控制模式三级控制,源头控制,污水集中处理,尾水最终处置,再利用/环境水体,接管标准,出水标准,环境标准,一级控制,二级控制,三级控制,一、源头控制,1工业废水优化产业结构、调整规划布局清洁生产单位产品耗水量 （国外先进水平国内平均水平）钢铁行业：35m3/t70100m3 /t油炼制行业：0.2m3/t56m3/t就地处理：达到污水排放标准,2生活污水合理
12、进行人口密度及分布规划公众教育现代水输的不利影响“绿色消费”、“绿色生活”：无磷洗衣粉,一、源头控制,3面源水污染城市径流收集雨水利用减少硬质地面增加绿化用地农村面源发展节水农业减少土壤侵蚀合理利用农药截流农业污水畜禽粪便处理乡镇企业废水及村镇生活污水处理,一、源头控制,浙江防渗渠,河南人民胜利渠,发展节水农业,改进地面灌溉方式,浙江余姚茶园喷灌,电动时针式喷灌机,滴 灌,发展喷灌、滴灌,基本控制模式三级控制,源头控制,污水集中处理,尾水最终处置,再利用/环境水体,接管标准,出水标准,环境标准,一级控制,二级控制,三级控制,基本控制模式三级控制,源头控制,污水集中处理,尾水最终处置,再利用/环
13、境水体,接管标准,出水标准,环境标准,一级控制,二级控制,三级控制,二、污水集中处理,物理处理法,化学处理法,生物处理法,主导：城市污水处理厂,处理方法分类,废水处理分为一、二、三级处理 ： 一级处理是指除去水中的悬浮物、胶体、浮油，经常采用中和、沉降、浮选、除油等方法。废水经一级处理后通常达不到排放标准。 二级处理主要除去可以分解和氧化的有机物及部分悬浮固体，目前主要采用生物处理方法。 三级处理是除去难以分解的有机物和无机物，处理方法有吸附、离子交换、化学法等。,处理深度分类,去除物质不溶性的、呈悬浮状态的污染物。主要工艺筛滤截留、重力分离、离心分离等。处理设备格栅和筛网、沉砂池和沉淀池、气
14、浮装置、离心机、旋流分离器等。,物理处理法,二、污水集中处理,去除物质呈溶解、胶体状态的污染物。主要工艺中和、混凝、化学沉淀、氧化还原、吸附、离子交换、膜分离等。,化学处理法,二、污水集中处理,微生物作用分为：好氧生物处理、厌氧生物处理,多种处理方法、多个处理单元有机组合,生物处理法,二、污水集中处理,需氧生物处理法 ：利用需氧微生物在有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法厌氧生物处理法 ：在厌氧细菌或兼性细菌的作用下将污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和二氧化碳等气体。,活性污泥法 活性污泥：将空气连续鼓入曝气池的废水 中，经过一段时间后，水中就形成大量好 气性微生物的絮凝体，这絮凝体就是“
15、活性 污泥”。 主要设备是曝气池和两次沉淀池。,活性污泥法基本流程图,曝气池,二次 沉淀池,空气,进水,回流污泥,剩余污泥,出水,活性污泥法,活 性 污 泥 法,常规工艺流程,一级处理 处理方法：物理法 净化效率：悬浮物 6070%有机物 2040%,二级处理 处理方法：生物法 净化效率：有机物 7090%,三级处理 处理方法：化学法、物化法 净化效率：满足排放及回用需要,二、污水集中处理,城市污水的典型流程图,污水,排放,工业废水处理流程,成分复杂多变，没有通用的集中处理工艺流程。,二、污水集中处理,基本控制模式三级控制,源头控制,污水集中处理,尾水最终处置,再利用/环境水体,接管标准,出水标准,环境标准,一级控制,二级控制,三级控制,三、尾水最终处置,效果好达到或超过常规系统的处理程度,污水生态工程的特点：,费用低水、土壤、细菌、高等植物和阳光,空间大、时间长,三、尾水最终处置,基本控制模式三级控制,源头控制,污水集中处理,尾水最终处置,再利用/环境水体,接管标准,出水标准,环境标准,一级控制,二级控制,三级控制,关键控制水质标准,自然角度：长期缺水 社会角度：确实需要 经济角度：经济可行 技术角度：有效去除（潜在微量有毒有害物质）,废水再利用应考虑到诸多因素,关键控制水质标准,
