第一章制浆造纸污染控制绪论1111

1、浙江理工大学浙江理工大学 材料与纺织学院材料与纺织学院制浆造纸污染控制制浆造纸污染控制1主讲：郭大亮主讲：郭大亮o 本章学习要求：本章学习要求：o 了解世界和我国水资源情况，了解水的自然循环和社会了解世界和我国水资源情况，了解水的自然循环和社会循环的关系。循环的关系。o 掌握废水污染物类型及评价指标（掌握废水污染物类型及评价指标（BOD、COD等）。等）。o 掌握废水处理技术分类，理解废水三级处理流程。掌握废水处理技术分类，理解废水三级处理流程。2第一章第一章 绪论绪论1.1 水资源水资源1.1.1 基本概念基本概念l 水圈：存在于地球上的固、气、液态的水构成的水环境。水圈：存在于地球上的固、

2、气、液态的水构成的水环境。l 水圈分类：水圈分类： 水的自然圈（地下水的自然圈（地下1km，地上，地上10km） 水的社会圈（人类活动范围）水的社会圈（人类活动范围）l 水循环（水在自然界中的迁移转化规律）水循环（水在自然界中的迁移转化规律）l 水资源：所有参与水循环的水水资源：所有参与水循环的水3第一节第一节 水环境的污染与防治水环境的污染与防治1.1.2 水资源的特征水资源的特征o 有限性（有限性（Limited）：）：总量约有总量约有1.361018 m3 4o 可再生性（可再生性（Renewable）l 自然再生（周期性）自然再生（周期性）l 人工再生人工再生 （解决水资源短缺的重要途

3、径之一）（解决水资源短缺的重要途径之一）51.1.3 我国水资源状况我国水资源状况o 水资源缺乏（人均仅为世界平均值的水资源缺乏（人均仅为世界平均值的1/4）o 城市人均占有的水资源量更低城市人均占有的水资源量更低o 时空分布不均时空分布不均p 水资源污染现状：水资源污染现状：“50年代的水淘米洗菜，年代的水淘米洗菜，70年代的水年代的水开始变坏，开始变坏，90年代的水鱼虾皆殆，年代的水鱼虾皆殆，21世纪的水百病袭来世纪的水百病袭来。”这是全国人大常委会委员辜胜阻对于我国水污染现这是全国人大常委会委员辜胜阻对于我国水污染现状的描述。状的描述。6p 我国降雨量分布我国降雨量分布78p 水的自然循

4、环方式：蒸发和传输水的自然循环方式：蒸发和传输 1.1.4 水的自然循环与社会循环水的自然循环与社会循环p 水的社会循环水的社会循环9p 水的社会循环对自然循环的影响水的社会循环对自然循环的影响10自然循环平衡破坏取水排放水污染控制技术平衡破坏给水处理社会循环1.2 水污染及水质标准水污染及水质标准1.2.1 基本概念基本概念l 水污染的定义：进入水体的污染物超过水体自净化能力水污染的定义：进入水体的污染物超过水体自净化能力，使水体丧失原有的使用价值时称为水体污染。，使水体丧失原有的使用价值时称为水体污染。l 水污染物（气、渣、热、光等）水污染物（气、渣、热、光等）l 水污染的途径（工业、农业

5、、生活等）水污染的途径（工业、农业、生活等）111.2.2 水污染类型水污染类型o 需氧型污染需氧型污染o 毒物型污染毒物型污染o 富营养型污染富营养型污染o 感官型污染感官型污染o 其他污染其他污染121）需氧型污染）需氧型污染p 原因：水体接纳了过量的有机物或能量。原因：水体接纳了过量的有机物或能量。p 途径：废水排放引起的点源污染。途径：废水排放引起的点源污染。p 后果：直接耗氧和间接耗氧。后果：直接耗氧和间接耗氧。p 措施：生物处理。措施：生物处理。p 表示：常用表示：常用BOD、COD、TOC 和和TOD等表示。等表示。13 表示在一定条件下（表示在一定条件下（20 C），单位体积废

6、水中所含的有），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）（氧）/L（废水）。（废水）。 有有BOD5和和BOD20 之分，之分，BOD5最常用。最常用。 特点：准确反映污染的程度，但测定所需时间长，不利特点：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。于指导实际生产和自动控制。 生化需氧量（生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD） 用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的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（氧化剂

7、量折合成氧量（O2）（）（mg/L） 常用的氧化剂主要是重铬酸钾常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7 （称（称 CODCr )和和高锰酸钾高锰酸钾 KMnO4 (称称CODMn) 。 废水的可生化性：生化需氧量和化学需氧量比值表示，废水的可生化性：生化需氧量和化学需氧量比值表示，一般认为，该值大于一般认为，该值大于0.3时适宜生化处理。时适宜生化处理。 化学需氧量化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand, COD )l TOC: Total Organism Carbon 在在950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气

8、体然后测定气体 中的中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总含量，从而确定水样中碳元素总量。量。 l TOD: Total Oxygen Demand 在在900950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，是有机物， 包括难分解的有机物及部分无机还原物质），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燃烧氧化成稳定的氧 化物后，测量载气中氧的减少量。化物后，测量载气中氧的减少量。 总有机碳（总有机碳（TOC）和总需氧量（）和总需氧量（TOD） 2）毒物型污染）毒物型污染o 原因：无机、有机、放射性原因：无机、有机、放射性o 途径：点源污染

9、途径：点源污染o 后果：短期（极性中毒）和长期（慢性中毒）后果：短期（极性中毒）和长期（慢性中毒）o 措施：化学或物理化学处理措施：化学或物理化学处理173）富营养型污染）富营养型污染o 原因：氮和磷过量原因：氮和磷过量o 途径：点源污染和面源污染途径：点源污染和面源污染o 后果：间接后果后果：间接后果o 措施：生物处理措施：生物处理18194 ）感官型污染）感官型污染o 原因：色度、臭味、混浊、泡沫、悬浮物原因：色度、臭味、混浊、泡沫、悬浮物o 途径：点源污染途径：点源污染o 后果：直接后果和间接后果后果：直接后果和间接后果o 措施：物理、化学、生物化学措施：物理、化学、生物化学202. 水

10、污染防治基础知识水污染防治基础知识2.1 废水废水o 水在社会循环中，由于种种原因而丧失了使用价值而外水在社会循环中，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。排，这种废弃外排的水称为废水。21据废水的来源据废水的来源生活废水（生活废水（domestic)domestic)工业废水工业废水 (industrial)(industrial)据污染物的化学类别据污染物的化学类别有机废水有机废水(organic)(organic)无机废水无机废水(inorganic(inorganic）2.2 污染物污染物2.2.1 固体污染物固体污染物p 三种分散状态：溶解态（直径小于三种分散

11、状态：溶解态（直径小于1nm）、胶体态（直）、胶体态（直径径1-100nm）和悬浮态（直径大于）和悬浮态（直径大于100nm）22总固体总固体(total solid TS)溶解性固体溶解性固体(dissolved solid，DS)悬浮性固体悬浮性固体(suspension solid，SS)2.2.2 需氧型污染物需氧型污染物o 需氧型污染物指能通过生物化学或化学作用消化水中溶需氧型污染物指能通过生物化学或化学作用消化水中溶解氧的物质。解氧的物质。 o 无机需氧污染物不多，主要有无机需氧污染物不多，主要有Fe，Fe2+，NH4+，NO2-,S2-, SO32-等具有还原性无机物。等具有还原

12、性无机物。o 绝大多数有机物为需氧型污染物（可生物降解），可生绝大多数有机物为需氧型污染物（可生物降解），可生物降解有机物分为难生物降解有机物和易生物降解有机物降解有机物分为难生物降解有机物和易生物降解有机物。物。232.2.3 毒物型污染物毒物型污染物o 分类：无机化学毒物、有机化学毒物和放射性毒物三类分类：无机化学毒物、有机化学毒物和放射性毒物三类。1）无机化学毒物）无机化学毒物(inorganic toxics)o 无机化学毒物主要是指重金属离子、氰化物、氟化物和无机化学毒物主要是指重金属离子、氰化物、氟化物和亚硝酸盐等。亚硝酸盐等。o 水污染中所指的重金属主要是水污染中所指的重金属主要

13、是Hg、Cr、Cd、Pb、Ni、Cu、Zn、Ti、Mo等。等。242）有机化学毒物）有机化学毒物 （organic toxics)p 有机化学毒物大多是人工合成的有机物。主要有：挥发有机化学毒物大多是人工合成的有机物。主要有：挥发酚、农药（酚、农药（DDT、有机氯、有机磷等）、聚氯联苯、有机氯、有机磷等）、聚氯联苯、稠环芳烃和芳香族氨基化合物等。稠环芳烃和芳香族氨基化合物等。 3）放射性物质）放射性物质(radioactive matters)p 主要是指废水中所含的能产生有害射线的物质。主要是指废水中所含的能产生有害射线的物质。 252.2.4 营养性污染物营养性污染物o 营养污染物主要是指

14、植物和微生物生长过程中所需的营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。养物质，并非有毒，主要是氮和磷。o 当水中氮和磷的浓度分别超过当水中氮和磷的浓度分别超过0.2mg/L和和0.02mg/L时，时，会引起水体的富营养化。会引起水体的富营养化。262.2.5 生物污染物生物污染物o 生物污染物主要是指废水中的致病微生物生物污染物主要是指废水中的致病微生物(病毒、细菌病毒、细菌（炭疽杆菌、大肠杆菌）、虫卵（炭疽杆菌、大肠杆菌）、虫卵)和其他的有机体。和其他的有机体。2.2.6 感官污染物感官污染物p 废水中的异色、混浊、泡沫、不良气味等会引起人们感废水中的

15、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官上不快的污染物称为感官污染物 。272.2.7 酸碱污染物酸碱污染物p 指进入水体的无机酸和碱，它们影响水体的指进入水体的无机酸和碱，它们影响水体的pH值值 。2.2.8 油类污染物油类污染物p 油类污染物包括矿物油（石油）和动植物油中的液体部油类污染物包括矿物油（石油）和动植物油中的液体部分。难溶于水，粒径较大的分散于水面；粒径介于分。难溶于水，粒径较大的分散于水面；粒径介于100-10000 nm的微小油珠易被表面活性剂和疏水固体所包围的微小油珠易被表面活性剂和疏水固体所包围，形成乳化油，稳定地悬浮于水中。，形成乳化油

16、，稳定地悬浮于水中。282.3 废水水质控制标准废水水质控制标准o 废水水质控制就是采取一定的技术措施，使废水中污染废水水质控制就是采取一定的技术措施，使废水中污染物的浓度降低到规定的水平。目的有三个：物的浓度降低到规定的水平。目的有三个：l a）满足废水循环再用对水质的要求；）满足废水循环再用对水质的要求；l b）满足有价物质回收工艺对水质的要求；）满足有价物质回收工艺对水质的要求；l c）满足废水排放对水质的要求。）满足废水排放对水质的要求。292.4 废水水质控制方法简介废水水质控制方法简介30按废水按废水中污染中污染物的除物的除去方式去方式 分离处理分离处理(separation)：通

17、过各种方法使污：通过各种方法使污染物从废水中分离出来。一般不改变污染物染物从废水中分离出来。一般不改变污染物的化学性质。的化学性质。 转化处理转化处理(transformation)：通过化学或生：通过化学或生物化学的方法，使废水中的污染物转化为物化学的方法，使废水中的污染物转化为无害的物质，或是转化为易于分离的物质无害的物质，或是转化为易于分离的物质然后再分离。然后再分离。 稀释处理稀释处理 (dilution)2.4.1 分离处理分离处理31p离子态污染物：离子交换法、离子吸附法、电渗析法离子态污染物：离子交换法、离子吸附法、电渗析法 、离子浮选法、电解沉积法、离子浮选法、电解沉积法p分子

18、态污染物：吹脱法、汽提法、萃取法、吸附法、分子态污染物：吹脱法、汽提法、萃取法、吸附法、 超滤法、纳滤、反渗透法超滤法、纳滤、反渗透法p胶体态污染物：絮凝法和膜分离法胶体态污染物：絮凝法和膜分离法p悬浮态污染物：重力分离法、气浮法、离心力分离法、悬浮态污染物：重力分离法、气浮法、离心力分离法、阻力截留法、磁力分离法阻力截留法、磁力分离法2.4.2 转化处理转化处理32p化学转化法：化学转化法：pH值调节法、氧化还原法、电化学法、值调节法、氧化还原法、电化学法、 化学沉淀法化学沉淀法p生物化学转化法：好氧生物转化法、厌氧生物转化法生物化学转化法：好氧生物转化法、厌氧生物转化法p消毒转化法：药剂消毒法、能源消毒法消毒转化法：药剂消毒法、能源消毒法2.4.