环保概论3水资源与水污染防治.ppt

3水资源与水污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,主要内容,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水资源与水循环,1,水体污染,2,水体污染防治,3,3.1水资源与水循环,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.1.1世界水资源,3.1水资源与水循环,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.1.1世界水资源,3.1水资源与水循环,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.1.2水资源循环,3.1水资源与水循环,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.1.3人类对水的需要,不同地区工业用水与其他主要用水户的比较图,3.1水资源与水循环,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.1.3人类对水的需要,人类对水的依赖是众所周知的，不论是生活还是生产活动都离不开水，且随着人口的增长和社会经济发展，人类对水的需求量将大幅增长。,世界人均可用淡水量约9200立方米,A.,B.,中国人均可用淡水量约2300立方米，为世界的1/4,C.,北京人均可用淡水量约290立方米，为世界的1/32,中国的1/8,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.1水体污染的含义,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水体自净,各类天然水体都有一定的自净能力。污染物质进入天然水体后，由于一系列物理、化学及生化的共同作用，会使污染物在水中的浓度降低，这种现象称为水体自净。,物理净化,天然水体通过扩散、稀释、沉淀和挥发等物理作用，使污染物质浓度降低的过程,化学净化,天然水体通过分解、氧化还原、凝聚、吸附、酸碱反应等作用，使污染物质的存在形态发生变化或浓度降低的过程,生物净化,天然水体中的生物，尤其是微生物在生命活动过程中不断将水中有机物氧化分解成无机物的过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水体自净,虽然天然水体有一定的自净能力，但是在一定时间和空间范围内，如果污染物质大量进入天然水体并超过了其自净能力时，就会造成水体污染。,水体污染定义：由于污染物进入水体，其含量超过了水体的本底含量和自净能力，致使水体的水质、底质及生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值和使用功能的现象，称为水体污染。,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.2水体污染物,颗粒状污染物、酸碱及无机盐、植物营养物N、P,非金属有害物、重金属毒性物等,碳水化合物，蛋白质，脂肪等,酚类化合物、有机农药、聚氯联苯、多环芳烃,放射性物质、生物污染物质、感官性污染物,无机无毒物,无机有毒物,有机无毒物,有机有毒物,其他污染物,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,几个重要概念：,化学需氧量（COD）：用化学氧化剂氧化水中的有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示（mg/L）.,五日生化需氧量（BOD5）：在人工控制条件下，使水中的有机物在微生物作用下进行生物氧化，在一定时间内消耗的溶解氧的数量，可以间接的反映出有机物的数量。以每升水消耗氧的毫克数表示（mg/L）.,总需氧量(TOD)：是指在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900度温度下使一定量水样汽化，其中有机物燃烧，再测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需要的氧量.,总有机碳（TOC）：在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900下，使水样汽化燃烧，燃烧后测定气体中二氧化碳含量，从而确定水中的碳元素总量，再减去无机碳元素含量.,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,定义：水体富营养化是一种氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。,本质：由于水体中氮、磷营养物质的富集，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其他生物大量死亡、水质恶化的现象。,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,水体富营养化类型,天然富营养化:由于天然富集而使得水体营养物质浓度逐渐增高发生水质变化的过程。,人为富营养化:人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象。,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,水华：是淡水中的一种自然生态现象，由藻类引起，如蓝藻、绿藻、硅藻等，也就是水的富营养化。水华发生时，水一般呈蓝色或绿色，出现腥臭味的浮沫。蓝藻严重暴发时，会造成鱼类死亡；蓝藻中有些种类还会产生毒素，对鱼类、人畜产生毒害。,水体富营养化的表现形式,赤潮：被喻为“红色幽灵”，它是海洋中某一种或某几种浮游生物在一定环境条件下爆发性繁殖或高度聚集，引起海水变色，影响和危害其它海洋生物正常生存的灾害性海洋生态异常现象。赤潮爆发时，因赤潮生物种类和数量的不同，海水可呈现红、黄、绿等不同颜色。,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,富营养化的危害,造成感官污染,引起水质恶化,减少鱼类活动的空间,藻类分解的有害物质伤害水生生物,消耗水中的溶解氧，严重影响鱼类生存,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.3水体富营养化过程,防治水体富营养化的方法,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.4水体污染源,水体污染源,天然污染源:自然界自行向水体释放污染物或造成有害影响的场所，诸如岩石和矿物的风化和水解、火山喷发、水流冲蚀地表、大气降尘的降水淋洗等都属于天然污染物的来源。,人为污染源:人为污染源是指由人类活动形成的污染源，是水体污染防治的主要对象。人为污染源体系很复杂，根据不同的标准可以分为不同的类型。,定义：导致水体污染的污染物的发生源。即向水体排放污染物和对水体产生有害影响的场所、设备和装置。,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.4水体污染源,人为污染源的分类,人类活动方式,可分为工业、农业、交通、生活等污染源等,可分为有机、无机、热放射性、重金属、病源体等污染源,污染物种类,可以分为点源和非点源,污染物空间分布方式,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.2.5水体污染的危害,严重影响人的健康,A.,B.,造成水环境生态系统破坏,C.,加剧了缺水状况,D.,对农作物产生危害,E.,造成了较大的经济损失,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,内蒙古自治区默特左旗塔布赛乡黑河村的村民长期饮用含砷严重超标的地下水，致使不少村民患有严重的皮肤病。,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,松花江苯胺导致的水体污染,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水污染导致的鱼类死亡,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,排污口排出的污水,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水污染导致的鱼类死亡,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,感官污染,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,河流的污染给人类带来什么,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,这还是河流吗,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水污染导致的大量泡沫,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,水污染摧毁的是生活，希望,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,这样的景象在我们身边不少,3.2水体污染,2019/12/10,EnvironmentalProtection,含重金属工业废水污染的河流,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.3.1污水处理技术,污水处理方法,物理法,化学法,物化法,生物法,筛滤,离心分离,重力分离,中和法,氧化还原,化学沉淀,混凝法,气浮法,吸附法,离子交换,萃取,电解法,膜分离,好氧法,厌氧法,自然生物处理,活性污泥法,生物膜法,厌氧接触法,厌氧生物滤池,稳定塘法,污水灌溉,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,物理法,定义：通过物理作用，来分离、回收污水中不溶解的、呈悬浮状的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。,筛滤,离心法,针对污染物具有一定形状及尺寸大小的特性，利用筛网、多孔介质或颗粒床层机械截流作用，将其从水中去除。,用离心场取代重力场来提高悬浮物与水分离效果或加快分离过程。,重力法,由于许多悬浮物的密度与水的密度存在较大差异，他们在水中会自然上浮或下沉，利用这一性质，可以很容易的将他们从水中去除。,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,物理法,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,化学法,定义：向污水中投加化学试剂，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质，或将污染物转化为无害的物质。,中和法,化学沉淀法,氧化还原法,电解法,根据酸碱中和的原理，去除废水中过量的酸和碱。,向废水中投加某种化学药剂，使之与水中的溶解性物质生成难溶于水的盐类，形成沉渣，降低水中溶解物质的含量。,向投加氧化剂和还原剂后，由于电子的得失迁移而发生氧化还原反应，使污染物转化成无害物质。,在废水中插入电极，并通以电流，阳极上发生氧化反应，在阴极上发生还原反应。,混凝法,废水中含胶体等不易沉淀物质时，一般沉淀法不能除去，通常是向废水加入混凝剂，使其沉降。,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,物化法,定义：运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。,气浮法,吸附法,离子交换法,萃取法,往水中通入微气泡，黏附水中微细粒悬浮物，形成整体密度小于水的气-液-固三相混合体上浮，从而得以与水分离。,将废水通过多孔性固体吸附剂，使废水中溶解性有机物或无机污染物吸附到吸附剂上。,离子交换法与吸附法类似，离子交换树脂在吸附水中的欲去除离子时，同时也向水相释放出等当量的交换离子。,利用溶质在水中（一般污染物）和在溶剂（萃取剂）中的溶解度差异进行的一种分离过程。,膜分离法,利用特殊的薄膜对污水中的污染物进行选择性透过的分离技术。有反渗透，超滤等。,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,生物法,定义：废水生物处理是通过微生物的新陈代谢作用，将废水中有机物的一部分转化为微生物的细胞物质，另一部分转化为比较稳定的无机物和有机物的过程。根据废水处理的生化反应过程需氧与否分为好氧生物法和厌氧生物法。,好氧生物处理时，一部分被微生物吸收的有机物质氧化分解成简单的无机物，同时释放出能量，作为微生物自身生命活动的能源；另一部分有机物则作为其生长繁殖所需的构造物质，合成新的原生质。,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,厌氧生物法分两个阶段：产酸菌（发酵细菌）将存在于废水中的复杂有机物转化为简单有机物和CO2，NH3等无机物；与甲烷菌共生的产氢产乙酸菌将简单有机物转化为氢和乙酸，再由甲烷菌将乙酸，CO2和H2转化成CO2和CH4。,生物法,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,自然生物处理法主要有水体净化和土壤净化法两类。前者有氧化塘和养殖糖，统称为生物稳定糖，其净化机理与活性污泥法相似；后者有土壤渗滤和污水灌溉，统称为污水的土地处理，其净化机理与生物膜法相似。自然生物处理法的优点是：基建投资省、运行费用低、管理方便，且对难生物降解的有机物、氮磷营养物等的去除率较高。此外，在一定条件下，生物稳定塘还能作为养殖塘加以利用，污水灌溉则可将污水和其中的营养物质作为水肥资源利用。,生物法,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.3.2污水处理流程,去除有机物SS90%BOD590%,去除沉淀性物质及油脂等SS40%BOD530%,去除氮和磷及其他溶解性物质、杀菌消毒,一级处理,二级处理,三级处理,3.3水体污染防治,2019/12/10,EnvironmentalProtection,3.3.2污水处理流程,补充地面水源,A.,B.,回灌地下,C.,工业用水,D.,小区中水（再生水）,E.,农田灌溉，市政杂用,深度处理水的用途：,3.3