水污染及控制原则.ppt

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1、水污染控制工程,网络资源参考：中国水网中国水处理网中国污水网中国国际环保网 材化系 环境工程教研室袁基刚,水污染控制工程Water pollution control engineering,材化学院环境与安全系袁基刚 Cell：E-mail：QQ：245903356,主要章节及内容第一章 水污染及控制原则第二章反应器理论基础与污水均化第三章污水的物理化学处理第四章污水的生物处理第五章污水的深度处理及回用第六章污泥的处理与处置第七章污水的生态工程处理技术第八章污水处理厂设计,参考网络资源,中国水网中国水处理网中国污水网(国际水协会)中国国际环保网 国家环保局 美国国家环保 废水网,第一章 水污

2、染及控制原则,本章主要内容及学习要求：1.了解水及水资源的基本知识2.了解水污染的危害、原因、类型3.掌握水中主要污染物及其危害、表示方法及意义4.了解污水水质及污染指标5.了解水污染控制的原则和方法,第一节 水污染及其危害,一、水及水资源基本知识 水是地球上最丰富的化合物，是地球的重要组成部分，也是生物机体不可缺少的部分，号称“生命之源”，约占地球外层五公里地壳中的50，覆盖着地球71的表面，其平均深度达到3.8 km。地球水约1.361018M3，97%分布在海洋，淡水占2.53%，能供人类使用占0.22%。1.水循环（Water circulation）地球上的水经常处于循环运动中，包括

3、自然循环和社会循环：自然循环：社会循环：上水（给水）下水（排水）中水2.水体自净（Self-stabilization of water body）物理净化：稀释、扩散、沉淀等化学作用：氧化、还原、分解等生物净化：,3.我国的水资源现状总量大，人均量少；淡水总量在全世界占第6位。但人均占有量只有2340m3/人年（以12亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。水量在地区上分布不平衡；81的水资源分布在长江流域及其以南东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm,水量在时程分配上很不均匀；6080降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差36倍（大

4、时）水土资源组合不相适应,许多地区缺水严重;三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）在640个城市中，300多个城市缺水。水污染严重水环境污染造成的危害主要表现在以下几个方面：对人体健康的危害影响工农业生产干扰自然界的生态系统,二、水污染及危害1.水污染的基本概念 水体污染：Water body pollution 水体因接受过多的污染物而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用，这种状况称为水体污染。废水：Wastewater 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

5、。“废水”是指废弃外排的水，强调废弃的一面。污水：Sewage 污水是被污染物污染了的水，强调其脏的一面。实际上有相当数量的废水是不脏的，如冷却水。因而用“废水”一词统称所有排水比较合适。,2.水污染来源 工业污染源 生活污染源 养殖业 面污染源 3.我国的水污染现状 局部有所改善，整体仍在恶化；有水皆污.,三、水中污染物及表示方法1.需氧污染物2.富营养污染物3.固体污染物4.毒性 污染物5.放射性水污染6.生物污染物7.感官污染物 8.酸碱污染物9.热污染物10.油类污染物,1.需氧污染物定义：能通过生物化学的作用而消耗水中溶解氧的化学物质统称需氧污染物。需氧污染物主要是指废水中所含的能被

6、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。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。危害：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，耗氧使溶解氧浓度低，影响水生物生长或死亡；厌氧微生物作用，生成H2S等有毒，刺鼻恶臭，使水质变黑，冒泡等.表示方法：需氧污染物用间接指标来衡量，常用的有BOD、COD、TOC（总有机碳）和TOD（总需氧量）等。,（1）生物化学需氧量（biochemical oxygen demand简称BOD）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）

7、。有BOD5和BOD20 之分，BOD5最常用。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。,（2）化学需氧量（COD）COD:Chemical Oxygen Demand 用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合 成氧量（O2）（mg/L）常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（称 CODCr)和高锰酸钾 KMnO4(称CODMn)。酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强；废水中无机的还原性物质同样被氧化；如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之 间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.40.5。,（3）总有机碳（TOC

8、）和总需氧量（TOD）TOC:Total Organism Carbon 在950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体 中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量TOD:Total Oxygen Demand 在900950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧 化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条 件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系,2.富营养污染物

9、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。这种由营养物质过多产生的污染称做富营养化（entrophication）污染。产生污染的原因：当大量营养物质进入水体时，会使藻类大量繁殖，水面上积聚大量的动物和植物，这种现象在海洋中出现叫赤潮(red current)，在湖泊中出现叫水华（water bloom)。当水中的生物大量死亡时会使水中的BOD值猛增，导致水中的溶解氧降低，影响水体功能，影响鱼类生存。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。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,3.毒性 污染物废

10、水中能对生物引起毒性反应的化学物质称为有毒污染物。分类：无机化学、有机化学毒物表示方法：质量浓度表示，单位为mg/L。4.放射性水污染,5.固体污染物：在常温下呈固态，分为有机物和无机物。总固体TS 溶解固体DS 悬浮固体 SS溶解态：直径小于1nm胶体：直径介于1100nm悬浮状存在：直径大于100nm危害：废水浑浊，有色，盐分影响生物生长，造成阻塞、淤积和磨损等,6.生物污染物 生物污染物主要是指废水中的致病微生物和其他的有机体。（1）细菌总数细菌总数是指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

11、、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。,7.感官污染物 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 色泽和色度(color)：色泽是指废水的颜色种类，通常用文字描述，如：废水呈深蓝色、棕黄色、浅绿色、暗红色等色度是指废水所呈现的颜色深浅程度。色度有两种表示方法：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

12、无色时所需的稀释倍数表示色度。,臭和味(odor)：臭和味是判断水质优劣的感官指标之一。洁净的水是没有气味的，受到污染后会产生各种臭味。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。臭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。比较准确的定量方法是臭阈法，即用无臭水将待测水样稀释到接近无臭程度的稀释倍数表示臭的强度。,8.酸碱污染物主要是指进入水体的无机酸和碱，它们影响水体的pH值。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。9.热污染物 由于废水的温度过高引起的危害称为热污染。热污染可以破坏废水的生物处理过程，影响水中生

13、物的生存，加速水体富营养化的进程等,9.油类污染物 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。废水中油类污染物的多少也用质量浓度表示，单位为mg/L。石油类：来源于工业含油污水 动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业它不溶于水，进入水体后会在水面上形成薄膜，影响氧气的溶入，降低水中的溶解氧。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体 的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表 层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影 响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体 的自净能力。石油

14、污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾 类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。,四、污水水质及指标。1.污水水质（1）城市污水的水质特征（2）工业废水的特征2.水质指标（1）物理性指标温度:色度:嗅和味：固体物质：SS，DS，TS,2.化学性指标有机物：无机性：3.生物性指标细菌总数：大肠杆菌数：,第二节水污染的控制原则及方法,一、污水处理出路1.排放水体2.工农业利用3.处理后回用二、水污染控制的基本原则：防管治基本措施：降低工业 污染建设城镇排水系统加强管理,近20年来，我国经济增长方式粗放，主要水系污染严重，主要河流水生态系统健康受到明显影响、湖泊水

15、库富营养化问题严重、饮用水安全受到威胁、水污染突发事件频发、人口不断增加，水资源短缺现象严重、水环境恶化趋势加剧。水环境污染成为经济社会发展中的重大问题，制约了经济社会与环境的协调发展。未来15年，我国人口将继续增加，经济总量将再翻两番，资源、能源消耗持续增长，水环境保护工作面临的压力越来越大，水将继续成为制约经济社会可持续发展的重大瓶颈。开展水资源保护和水污染控制与治理工作已刻不容缓。发展循环经济和清洁生产，水污染控制由末端治理到过程控制转变，在“以预防为主，防治结合，加强管理”的原则下，水体治理由单纯的“污染控制”技术发展为“水生态的修复与恢复”，实现由以“水污染控制”为目标向以“流域水生

16、态系统健康保护”为目标的转变，在技术体系上，河流的水质改善技术总体上呈现出多元化、集成化和系统化的发展趋势，主要是从流域污染特点出发，以流域为尺度构建水污染控制和水环境改善的技术体系，从而达到了流域水环境质量改善的最终目的。我国已经将“三湖三河”流域作为重点治理区域，已经列为国家的重大水治理专项。,四、废水处理方法简介（一）基本处理方法1、物理法：不溶态污染物的处理格栅、沉淀、气浮等2、化学法：处理溶解性物质或胶体 中和、混凝、化学沉淀、氧化还原等3、物理化学法：吸附、离子交换等4、生物处理方法：好氧、厌氧（二）污水的处理程度一级处理：也叫初级处理，该过程只能除去废水中的大颗粒的悬浮物及漂浮物，很难达到排放标准。二级处理：一般可以除去细小的或呈胶体态的悬浮物及有机物，一般能达到排放标准。三级处理，也称高级处理：进一步除去废水中的胶体及溶解态的污染物，一般可达到回用的目的。,五、课程学习方法1.基本理论2.设计3.应用,