水污染控制工程同济大学PPT课件.ppt

第一章 绪论,第一节 水资源与水循环一、水资源 地球上约有97.3%的是海水，难直接使用。人类可利用淡水水量占总水量的3%。而3/4以冰川、冰帽的形式，很难使用。与人类关系最密切、又较易开发利用的淡水仅占地球上总水量的0.3%。这部分淡水在时空上的分布有很不均衡。,第一章 绪论,我国人均占有水量2400m3/人，相当世界人均占有量的1/4。全国600多个城市缺水量600亿m3。我国的水资源存在严重的时空分布不均衡性。淮河以北的水资源量仅为全国水资源总量的19%，而其耕地面积却是全国耕地面积的64%。西北地区占据国土面积47%，只有7%的水资源量，且集中在夏季。,第一章 绪论,河北省水资源及水污染状况：人均占有水量仅全国1/7，每公顷水量占全国均值1/9，是缺水最严重的省份之一。我省平均地表水资源实缺84亿立方米。我省荒漠地面积272万公顷，涉及114个县，占全省总面积14.5%。南水北调 污染状况：.加重水资源短缺,第一章 绪论,二、水循环(1)自然循环(2)社会循环,(1)自然循环 在太阳能及其他自然力的作用下，通过降水、径流、渗流和蒸发等方式，构成水的自然循环。图,BACK,(2)社会循环 人类为了生活和生产，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。,与水的自然循环不同，在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。,自然循环,平衡破坏,取水,排放,水污染控制工程,平衡破坏,给水处理,社会循环,(3)水的社会循环与自然循环的关系,第一章 绪论,第二节 水质与水质标准 1、水质的定义：水质，即水的品质，是指水与其中所含杂质共同表现出来的物理学、化学和生物学的综合特性。2、水中杂质的分类,2、水中杂质的分类(水污染物)按杂质在水中的存在状态可分为：悬浮物质（颗粒尺寸10-3mm）溶解物质（颗粒尺寸10-6mm）胶体物质（10-6mm颗粒尺寸10-3mm）,第一章 绪论,3、水质指标 污水和受纳水体的物理学、化学、生物学等方面的特征是通过水质指标来表示的。水质指标是控制和掌握污水处理设备的处理效果和运行状态的重要依据。第一类 物理性水质指标 第二类 化学性水质指标 第三类 生物性水质指标,第一章 绪论,第一类，物理性水质指标 感官物理性状指标 温度、色度、嗅和味、浊度等。其它物理性状指标 总固体（TS）、悬浮固体（SS）、溶解固体（DS）、可沉固体、电导率（电阻率）等。,第一章 绪论,第二类、化学性水质指标 一般的化学性指标。有毒的化学性指标。有关氧平衡的指标。,一般的化学性指标 pH、碱度、硬度、各种阴离子、各种 阳离子、总含盐量、一般有机物质等。,有毒的化学性指标 如重金属、氰化物、多环芳烃、农药等。,有关氧平衡的指标 如溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）、总有机炭（TOC）等。,第一章 绪论,第三类，生物学水质指标 包括细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。,第一章 绪论,4、常用水质指标简介 pH值、悬浮固体（SS）、COD和BOD(1)pH值 pH值的测定和控制，对维护污水处理设施的正常运行，防止污水处理及输送设备的腐蚀，保护水生生物的生长和水体自净功能都有着重要的实际意义。污水排放pH值：6-9 天然水体pH值：6.5-8.5,第一章 绪论,(2)悬浮固体（SS）水中固体物质分类：总固体（TS）水中所有残渣的总和,溶解性固体（DS）盐类含量悬浮固体（SS）不溶解固态物质的量,挥发性固体（VS）灼烧挥发掉的量固定性固体（FS）灼烧残渣,第一章 绪论,(2)悬浮固体（SS）指不能通过过滤器（滤纸或滤膜）的固体物质，可利用重力或其他物理作用与水分离。,漂浮物质 可沉物质：以有机物为主的污泥；以无机物为主的泥渣。悬浮物质,悬浮物检测方法：过滤法，烘干称重，单位mg/L。,第一章 绪论,(3)COD和BOD,生化需氧量（BOD）表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离态氧的数量，常用单位为mg/L。但生化需氧量不能反应微生物不能降解的有机物的量。,化学需氧量（COD）指在一定条件下，水中各种有机物与化学强氧化剂作用时所消耗的氧化剂的量，以氧量mg/L表示。,总有机炭（TOC）水样中所有有机污染物含炭量 总需氧量（TOD）有机物（C、H、N、S）被全部氧化时需氧量（燃烧化学反应）,第一章 绪论,5、水质标准(1)地表水环境质量标准(2)地下水质量标准(3)污水综合排放标准(4)其它水质标准,(1)地表水环境质量标准 保护地面水体免受污染。适用于江、河、湖泊、水库等具有使用功能的地面水域。地表水环境质量标准（GB 3838-2002）,(2)地下水质量标准 地下水质量标准（GB/T14848-93）,(3)污水综合排放标准 地表水环境质量标准规了定地表水体中各类有害物质的允许标准值。还必须控制地面水体的污染源，对各类污染物允许的排放浓度作出规定。污水综合排放标准（GB89781996）,(4)其它水质标准 用水水质标准：如工业用水水质标准、渔业水域水质标准、游泳用水水质标准、农田灌溉水质标准等。行业排放标准：如石油炼制工业、制革工业、医院污水、造纸工业、钢铁工业、纺织染整工业、肉类加工工业、合成氨工业。,第一章 绪论,第三节 水污染（一）水污染的定义,指排入水体的污染物质超过了水体的自净能力使水的组成及性质发生变化，从而使动植物的生存条件恶化，鱼类生长受到损害、人类的生活和健康受到不良影响，水环境的生态平衡遭到破坏。形成水污染 小动画,第一章 绪论,（二）水污染的原因(1)自然活动 如矿石溶解、火山爆发灰飞、干旱地区风蚀灰尘落入水体等，是目前尚无法控制的污染。(2)人类活动 工业生产工业废水 人类生活生活污水,第一章 绪论,（三）水污染源 1、水污染源定义 指向水体中排放污染物质而导致水体的某些物理、化学和生物学特性发生变化，并使水质恶化的场所、设备和装置等。,第一章 绪论,2、水污染源的分类 介绍四种分类方式,（1）按造成水体污染的原因分 天然污染源 人为污染源。,（2）按受纳水体分 地面水污染源 地下水污染源 海洋污染源。,（3）按污染源释放的有害物质的种类分 物理性污染源 化学性污染源 生物性污染源。,（4）按污染源的分布特征分：点污染源 非点污染源（面污染源）,第一章 绪论,（四）水污染的性质及危害 1、化学性污染 2、物理性污染 3、生物性污染,（1）化学性污染 酸碱污染 重金属污染 需氧性有机物污染 营养物质污染 有机毒物污染,（2）物理性污染 悬浮物污染 热污染 放射性污染,（3）生物性污染 主要指致病菌及病毒的污染。如：生活污水，医院污水。,第一章 绪论,第四节 水污染防治 解决水资源短缺和水污染的一个主要途径在于水处理。在很多地方并不是没有水，而是水质不合用。如果能通过人工和自然的处理，使水满足使用和环境的各种要求，并循环使用，则缺水问题将得到缓解。,第一章 绪论,水处理的主要任务：改善水质。即采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。,给水处理：将原水中的杂质去掉，加工成符合生产和生活使用水质要求的成品水；排水处理：收集使用过的废水并处理到水质符合循环使用或排放要求。,第一章 绪论,（一）水污染防治的目标 确保地面水和地下饮用水源地的水质。恢复各类水体的使用功能。还清地面水体的水质，恢复其美好的观瞻，增加人类居住区的悦人景色。,第一章 绪论,（二）水污染防治的主要任务 进行区域、流域或城镇的水污染防治规划。加强对污染源的控制。对各类废水进行妥善的收集和处理。加强对水环境、水资源的保护。,第一章 绪论,（三）水污染防治的原则“防”、“管”、“治”,1、“防”（预防）“防”是指对污染源的控制，通过有效控制使污染源排放的污染物量减少到最少量。推行“清洁生产”工艺 减少末端治理，“零排放”节水，减少生活污水排放量 施肥和农药的合理使用,第一章 绪论,2、“管”“管”是指对污染源，水体及处理设施的管理。对污染源的经常监测和管理；对污水处理厂的监测和管理；对水体卫生特征的监测和管理。例如：,例如：限期治理，2000年零点行动 规范排污口 关停“十五小”排污许可证、总量控制指标 排污收费（水量污染物量）环保设施“三同时”验收,第一章 绪论,3、“治”“治”是水污染防治中不可缺少的一环。通过各种治理措施，对污（废）水进行妥善的处理，确保在排入水体前达到国家或地方规定的排放标准。,第一章 绪论,（四）控制水污染途径 思路：1、减少废水排放量；2、降低废水中污染物浓度。例如：,（1）改革生产工艺，发展清洁生产工艺。（2）改进生产装置的结构性能。（3）发展封闭系统，重复利用废水。（4）清污分流，分隔治理。（5）回收有用物质。（6）适当处理，安全排放。（7）节约用水。（8）排出系统控制。,第一章 绪论,（五）水污染控制工程的基本内容 水体污染和自净规律 城市污水处理 工业废水治理 水系污染防治工程 饮用水源的污染控制与污染原水的深度净化 流域、区域水污染综合防治,第一章 绪论,（六）废水处理技术概述 废水处理的基本任务是采用各种方法将废水中的污染物分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使废水得到净化。1废水处理方法的分类：（1）按照废水处理的作用原理分类 物理法、化学法、物理化学法、生物法,第一章 绪论,物理法 利用物理作用使悬浮状态的污染物质与废水分离，在处理过程中污染物质的化学性质不发生变化。,处理对象：悬浮物 处理方法：a 截留 b 沉淀 c 过滤 d 气浮 e 离心分离 f 膜分离,第一章 绪论,化学法、物理化学法 利用某种化学反应使废水中污染物质的性质或形态发生改变，而从水中除去的方法。,处理对象：溶解性污染物质或胶体物质。处理方法：a 混凝 b 中和 c 氧化还原 d 电解 e 萃取 f 吸附 g 离子交换,第一章 绪论,生化法（生物法）利用微生物的作用去除废水中胶体和溶解性有机物的方法。A、好氧生物处理法（如活性污泥法、生物膜法、氧化塘等）B、厌氧生物处理法,第一章 绪论,（2）按照废水处理程度划分 一级处理（包括预处理）二级处理（生物处理）三级处理（深度处理）,第一章 绪论,预处理,主要任务：为某种意图而进行的污水处理。去除污水中某些特殊有害物质或降低其浓度。,处理方法：机械法、物化法、生化法（多用厌氧法，如水解酸化法）。,第一章 绪论,一级处理（物理处理）,主要任务：从废水中去除漂浮物和悬浮物，调节废水pH值，减轻废水的腐化程度和后续处理的工艺负荷。,常用方法：筛滤法、重力沉淀法、上浮法（如隔油法）、气浮、离心分离、滤池、微滤机等。,第一章 绪论,二级处理（生物处理）,主要任务：大幅度地去除污水中呈胶体和溶解状态的有机物。,处理方法：以生化处理为主体工艺。主要有活性污泥和生物膜法。,第一章 绪论,三级处理（深度处理或高级处理）,主要任务：防止受纳水体发生富营养化和受到难降解的有毒化合物的污染。/污水回用。,去除对象：污水中的N、P及难生物降解的有机物、病原菌、矿物质（盐类）等。,处理方法：生物处理、活性炭吸附、离子交换、电渗析、反渗透、消毒等。,第一章 绪论,污泥处理：污泥是污水处理过程中的产物。处理程度不同，污泥成分不同。污泥处置。,第一章 绪论,2典型的处理流程简介 废水中的污染物是多种多样的，不能预期只用一种处理方法就能够把所有的污染物质去除殆尽，一种废水往往需要把几种处理方法联合成有机整体，并合理配置其主次关系和前后顺序，才能达到最经济有效地处理要求的程度。这种处理系统，叫废水处理流程(废水处理系统)。,第一章 绪论,设计废水处理流程的原则：先易后难，先简后繁,即：首先使用物理法，然后再使用生化法和物化法。,具体原则：首先去除大块漂浮物质，然后再依次去除悬浮固体，胶体物质、溶解性物质。,第一章 绪论,工业废水的水质千差万别，处理要求也极不一致.一般的废水处理程序：澄清回收污染物处理再用或排放比较成型的流程：城市污水处理流程。,第一章 绪论,（1）一级处理厂流程,第一章 绪论,（2）二级处理厂（活性污泥法）流程,二级生化污水处理厂,第一章 绪论,（3）三级处理厂流程,第一章 绪论,城市污水三级处理全流程,第一章 绪论,（4）工业废水处理流程,第一章 绪论,1,图1-9 造纸废水处理工艺流程图,第一章 绪论,3.污水净化后的处置方式,排入水体，作为水体的补给水：排入水体是污水的自然归宿，是造成水体遭受污染的原因之一。同时由于水体自净作用，可使污水得到进一步净化。,灌溉田地 灌溉田地可使污水得到充分利用，但符合农溉标准，使土壤与农作物免遭污染。,重复利用：是最合理的出路。循环冷却水外排水回用。污水进一步净化作城市、工矿企业给水源；城市污水为给水源，处理后作生活杂用水或饮用水。建筑中水回用。,地下水回灌,污水回用应满足下列要求：对人体健康不应产生不良影响；对环境质量和生态系统不应产生不良影响；对产品质量不应产生不良影响；应符合应用对象对水质的要求或标准；应为使用者和公众所接受；回用系统在技术上可行、操作简便；价格应比自来水低廉；应有安全使用的保障。,习题：1、何谓水污染？造成水体污染的途径有哪些？2、控制水污染的途径有哪些？3、按照废水处理的作用原理分类，废水处理可分为几类处理方法？4、按照水处理的程度分类，废水处理可分为几级？分别说明其去除对象和主要采用的方法。它们之间有何区别和联系？,