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1、第四章第四章 水污染与防治水污染与防治水体污染与防治目目 录录第一节第一节 地球上的水地球上的水第二节第二节 基本概念基本概念第三节第三节 水污染水污染第四节第四节 水污染防治水污染防治水体污染与防治第一节第一节 地球上的水地球上的水1 1、地球上仅有不到、地球上仅有不到1 1的淡水为人类所利用，估算约为的淡水为人类所利用，估算约为300300万万立方千米。立方千米。 2 2、我国水资源总量丰富，人均不足。我国淡水资源的总量为、我国水资源总量丰富，人均不足。我国淡水资源的总量为2.82.8亿立方米，居世界第六位。但人均占有量较低，以亿立方米，居世界第六位。但人均占有量较低，以1313亿人亿人口
2、计，人均占有量仅有口计，人均占有量仅有21542154立方米，只相当于世界人均水资源立方米，只相当于世界人均水资源占有量占有量1000010000立方米的立方米的1/41/4左右。左右。 一、水的分布一、水的分布水体污染与防治联合国已将我国列为全球联合国已将我国列为全球1313个最缺水的国家之一。个最缺水的国家之一。农业缺水农业缺水城市缺水城市缺水生态缺水生态缺水我国水资源的主要问题：我国水资源的主要问题：我国水资源人均和亩均水量少；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；水资源在地区分布上很不均匀，水土资源组合不平衡；水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁。水
3、量年内及年际变化大，水旱灾害频繁。水体污染与防治二、水的循环二、水的循环1 1、水的自然循环、水的自然循环 水的性质基本不变水的性质基本不变水体污染与防治2 2、水的社会循环、水的社会循环 抽抽 提提处处 理理河流、湖泊生产、生活生产、生活水的性质不断变化水的性质不断变化水的性质不断变化水的性质不断变化水体污染与防治一、一、 水质的概念：水质的概念： 水的质量。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：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。1.1.悬浮物悬浮物 1）主要指：沙砾、悬浮固体、漂浮物主要指：沙砾
4、、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； 第二节第二节 基本概念基本概念水体污染与防治悬浮物的大量存在，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。2.2.生化需氧量（生化需氧量（BODBODBiochemical Oxygen Demand） 生活污水和工业废水中所含的碳氢化合物、脂肪、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解生成简单的无机物CO2、H2O等。这些有机物在分等。这些有机物在分解的过程中需消耗大量的溶
5、解氧，因而称为需氧污染解的过程中需消耗大量的溶解氧，因而称为需氧污染物。物。 水体污染与防治需氧性污染物的危害水体发黑变臭水体污染与防治1)1)定义：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解定义：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。单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量。（mg/1mg/1） 或水中有机物经微生物分解时所消耗的溶解氧的或水中有机物经微生物分解时所消耗的溶解氧的数量数量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： 2020， 0 02 2充足，不搅动充足，不搅动 完全氧化一般为20天，常用5天为测定的标
6、准时间。 BOD5=70%BOD20水体污染与防治3.3.化学需氧量（化学需氧量（COD-Chemical Oxygen DemandCOD-Chemical Oxygen Demand）1)定义：在酸性条件下能够将有机物氧化为定义：在酸性条件下能够将有机物氧化为H H2 20 0和和C0C02 2，此时所测出的耗氧量，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，所需氧化剂用化学氧化剂氧化水中有机物时，所需氧化剂的数量的数量2)特点：测定时间短，不受水质限制。主要作为工业主要作为工业废水的污染指标废水的污染指标。3)CODBOD，COD与BOD的差值可表示不为微生物降解的有机物。
7、水体污染与防治4、植物营养物植物营养物 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)1)水体富营养化的概念水体富营养化的概念水体污染与防治2）水体富营养化的表现云南滇池云南滇池水体污染与防治九寨沟的水(五花池)水体污染与防治5.pH5.pH值：值：反映水的酸碱强弱的指标6.6.细菌污染指标：细菌污染指标：一般指大肠杆菌群数7.7.有毒物质指标：有毒物质指标： 1)1)定义：指达到一定浓度后，对人体健康、水生定义：指达到一定浓度后，对人体健康、水生生物的生长造成危害的物质。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水体污染与防治类类类类：主要适
8、用于：主要适用于源头水源头水、国家自然保护区；、国家自然保护区；类类类类：主主要要适适用用于于集集中中式式生生活活饮饮用用水水水水源源地地一一级级保保护护区区、珍贵珍贵鱼类鱼类保护区、鱼虾产卵场等；保护区、鱼虾产卵场等；类类类类：主主要要适适用用于于集集中中式式生生活活饮饮用用水水水水源源地地二二级级保保护护区区、一般一般鱼类鱼类保护区及游泳区；保护区及游泳区；类类类类：主主要要适适用用于于一一般般工工业业用用水水区区及及人人体体非非直直接接接接触触的的娱娱乐用水区；乐用水区；类类类类：主要适用于：主要适用于农业农业用水区及一般用水区及一般景观景观要求水域。要求水域。1 1、地表水环境质量标准
9、地表水环境质量标准（GB3838-2002GB3838-2002）三、主要的水质标准三、主要的水质标准水体污染与防治2.2.污水综合排放标准：污水综合排放标准：GB8978-88GB8978-88；分为两类标准；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，依照排放水域分为3级标准进行控制。3.3.生活饮用水水质标准：生活饮用水水质标准：GB5749-85GB5749-85；共考核；共考核3535项。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。4.4.其他专项用水水质标准其他专项用水水质标准水体污染与防治
10、第三节第三节 水污染水污染 一、一、水污染定义水污染定义 是是指指水水体体因因某某种种物物质质的的介介入入而而导导致致其其化化学学、物物理理、生生物物或或放放射射性性方方面面特特性性的的改改变变，从从而而影影响响水水的的有有效效利利用用，危危害害人人体体健健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。水体污染与防治一、废水中污染物浓度大一、废水中污染物浓度大 二、废水成分复杂且不易净化二、废水成分复杂且不易净化 三、带有颜色或异味三、带有颜色或异味 四、废水水量和水质变化大四、废水水量和水质变化大 1、点污染源、点污染源工业废水工业废水 二、水污染的主要来源水体
11、污染与防治生活污水生活污水 主要来自家庭、商业、学主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他机排水、沐浴排水及其他排水等。排水等。 生活污水中生活污水中99.9%是水，固体物不到是水，固体物不到0.1% 大量合成洗涤剂大量合成洗涤剂 水体污染与防治2、面污染源、面污染源农业面源污染农业面源污染城市径流污染城市径流污染水体污染与防治1、悬浮物、悬浮物 使水体变浑，影响水生植物的光合使水体变浑，影响水生植物的光合作用，吸附有机毒物、重金属等，作用，吸附有机毒物、重金
12、属等，形成危害更大的复合污染物沉入水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。或减少水库容量，增加挖泥负担。 2、耗氧有机物、耗氧有机物 排入水体后能在微生物作用下分解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影响鱼类和水生生物的生存 ，造成，造成水体变黑发臭水体变黑发臭 。三、主要的水污染物质水体污染与防治3、植物性营养物、植物性营养物 主要指含有氮、磷的无机、有机化合物，易引主要指含
13、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，使自来水处理厂运行困难，造成饮用营养化，使自来水处理厂运行困难，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。大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。 4、重金属、重金属 重重金金属属是是具具有有潜潜在在危危害害的的重重要要污污染染物物质质，从从50年年代代前前后后日日本本出出现现的的水水俣俣病病和和骨骨痛痛病病，均均已已查查明明是是由由于于汞汞、镉镉污污染染引引起起的的公公害害病病。重重金金属属的的环
14、环境境污污染染已已受受到到人人们们极大的关注。极大的关注。水体污染与防治5、难降解有机物、难降解有机物 指难以被微生物降解的有机物，能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、致畸和致突变的作下仍具有致癌、致畸和致突变的作用用 。6、石油类、石油类 主要来源于船舶废水、工业废水、海上石油开采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及大气石油烃沉降 。它会阻止氧进入水中，妨。它会阻止氧进入水中，妨碍
15、水生植物的光合作用碍水生植物的光合作用 。同时，石油还会粘附。同时，石油还会粘附在鱼鳃上，使之呼吸困难直至死亡，还会抑制水在鱼鳃上，使之呼吸困难直至死亡，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。类等水产品，会危及人体健康。 水体污染与防治水体污染与防治四、需氧污染物分解与溶解氧平衡四、需氧污染物分解与溶解氧平衡水体污染与防治 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 溶解氧溶解氧 耗氧耗氧 复氧复氧 BOD 清洁区清洁区 水质恶化区水质恶化区 恢复区恢复
16、区 清洁区清洁区 -39 -190 19 39 58 77 97ppm2610141821012345678910 （日）（日）116135 154174（公里）（公里）水体污染与防治横横坐坐标标从从左左至至右右表表示示河河流流的的流流向向和和距距离离（流流经经的距离以公里计，流经的时间以日计）。的距离以公里计，流经的时间以日计）。纵纵坐坐标标表表示示溶溶解解氧氧和和生生化化需需氧氧量量的的浓浓度度，单单位位是是ppmppm。将将污污水水排排入入河河流流处处定定为为基基点点O O，向向上上游游去去的的距距离离取取负负值值，向向下下游游去去的的距距离离取取正正值值。污污水水源源于于四四万万人人口
17、口的的小小城城市市的的下下水水道道。假假定定河河流流的的流流量量是是100m100m3 3/s/s，流流进进河河中中的的污污水水立立即即与与河河水水混混合合，水温是水温是2525。水体污染与防治由由BOD曲线可以看出：在上游未受污染的区域，曲线可以看出：在上游未受污染的区域，BOD 很低，在很低，在0点有污水注入后，点有污水注入后，BOD急剧上急剧上升。由此向下，随着分解作用的进行，升。由此向下，随着分解作用的进行，BOD逐逐渐降低，慢慢恢复到污水注入前的水平。渐降低，慢慢恢复到污水注入前的水平。 水体污染与防治由由溶溶解解氧氧曲曲线线可可以以看看出出：溶溶解解氧氧与与BOD BOD 有有非非
18、常常密密切切的的关关系系。在在污污水水未未注注入入前前，河河水水中中溶溶解解氧氧很很高高，污污水水注注入入后后因因分分解解作作用用耗耗氧氧，溶溶解解氧氧从从0 0点点开开始始向向下下游游逐逐渐渐降降低低，从从0 0点点流流下下2.52.5日日，降降至至最最低低点点。以以后后又又回回升升，最最后后恢恢复复到到近近于于污污水水注注入入前前的的状状态态。在在污污染染河河流流中中溶溶解解氧氧曲曲线线呈呈下垂状，称为下垂状，称为溶解氧下垂曲线溶解氧下垂曲线。水体污染与防治根据根据BOD 和和DO曲线，可以把该河划分为污水曲线，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、恢注入前的清洁水区，
19、注入后的水质恶化区、恢复区和恢复后的清洁水区。复区和恢复后的清洁水区。在在污污染染河河段段两两组组作作用用影影响响着着水水中中溶溶解解氧氧的的含含量量: : 一一组组作作用用使使水水中中溶溶解解氧氧含含量量降降低低，即即有有机机污污染染物物分分解解作作用用耗耗氧氧和和有有机机体体呼呼吸吸作作用用耗耗氧氧，这一组作用简称这一组作用简称耗氧作用耗氧作用； 另另一一组组作作用用使使水水中中富富集集氧氧，如如空空气气中中的的氧氧溶溶于于水水，水水生生植植物物的的光光合合作作用用放放出出氧氧等等。空空气气氧溶于水的作用简称为氧溶于水的作用简称为曝气作用（复氧作用）。曝气作用（复氧作用）。水体污染与防治
20、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水体污染与防治一、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 水体污染与防治 2生活污水 合理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、源头控制水体污染与防治 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
21、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、源头控制水体污染与防治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 水体污染与防治浙江余姚茶园喷灌电动时针式喷灌机滴 灌发展喷灌、滴灌 水体污染与防治 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水体污染与防治 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水体污染与防治二、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
22、法分类处理方法分类水体污染与防治废水处理分为一、二、三级处理废水处理分为一、二、三级处理 ：一一级级处处理理是是指指除除去去水水中中的的悬悬浮浮物物、胶胶体体、浮浮油油，经经常常采采用中和、沉降、浮选、除油等方法。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。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。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
23、等。有吸附、离子交换、化学法等。处理深度分类处理深度分类水体污染与防治 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、气浮装置、离心机、旋流分离器等。 物理处理法二、污水集中处理水体污染与防治 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、污水集中处理水体污染与防治 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、污水集中处理水体污染与防治 需氧生物处理法需氧生物处理法 ：利用需氧微生物在有：利用需氧微生物在
24、有氧条件下将废水中复杂的有机物分解的氧条件下将废水中复杂的有机物分解的方法方法 厌氧生物处理法厌氧生物处理法 ：在厌氧细菌或兼性细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。后产生甲烷和二氧化碳等气体。水体污染与防治活性污泥法活性污泥法活性污泥：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“活性污泥”。 主要设备主要设备是曝气池和两次沉淀池。 水体污染与防治活性污泥法基本流程图曝气池二次沉淀池空气空气进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥出水出水水体污染与防治活性
25、污泥法水体污染与防治活性污泥法水体污染与防治常规工艺流程常规工艺流程一级处理一级处理处理方法：物理法处理方法：物理法净化效率：悬浮物净化效率：悬浮物 606070%70% 有机物有机物 202040%40%二级处理二级处理处理方法：生物法处理方法：生物法净化效率：有机物净化效率：有机物 707090%90%三级处理三级处理处理方法：化学法、物化法处理方法：化学法、物化法净化效率：满足排放及回用需要净化效率：满足排放及回用需要二、污水集中处理水体污染与防治城市污水的典型流程图污水排放格栅沉沙池初次沉淀池曝气池二次沉淀池消毒沼气池浓缩池晒泥场农肥污水污泥水体污染与防治水体污染与防治工业废水处理流程
26、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、污水集中处理水体污染与防治 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水体污染与防治三、尾水最终处置主导：污水生态工程v 利用土壤-微生物-植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，既达到对城市污水及部分工业废水的高级净化处理，又可利用其中的有用物质，实现污废水的资源化。 水体污染与防治 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、尾水最终处置水体污染与防治 基本控制模式三级控制源
27、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水体污染与防治四、再利用 城市回用工业回用农业回用地下水回灌生态回用再利用途径：关键控制水质标准水体污染与防治自然角度：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四、再利用 水体污染与防治就近水域排江排海尾水最终出路：关键控制水质标准四、再利用 水体污染与防治第四章：复习思考题第四章：复习思考题一、概念一、概念1 1、水污染、水污染2 2、生物化学需氧量、生物化学需氧量3 3、化学需氧量、化学需氧量4 4、溶解氧、溶解氧7 7、水体富营养化、水体富营养化8 8、生物法、生物法9 9、活性污泥、活性污泥水体污染与防治二、简答题二、简答题1 1、水体中的主要污染物分为几大类？、水体中的主要污染物分为几大类？2 2、水体中的溶解氧的来源、水体中的溶解氧的来源 。3 3、水体中溶解氧减少有几个方面？、水体中溶解氧减少有几个方面？4 4、富营养化的危害。、富营养化的危害。5 5、水体中油类污染物的来源。、水体中油类污染物的来源。6、石油进入水体后的迁移转化。石油进入水体后的迁移转化。 7、海洋石油污染的危害海洋石油污染的危害 。水体污染与防治
