《水污染控制工程》绪论

1、1水污染控制工程水污染控制工程下册(第三版) 高廷耀，顾国维，周琪主编 高等教育出版社，2007 2 定义：应用工程学的方法对水质进行控制以达到消除污染和恢复水的原有状态。 研究对象：点源污染、面源污染、水环境修复 控制方法：物理法、化学法、物理化学法和生物法 主要目标：保障人类对水的持续需求和用水水质的安全性。水污染控制工程3绪 论 水质、水质指标与水质标准 水污染与水体自净 废水及废水处理技术 废水处理流程41 水质、水质指标与水质标准 1.1 水质水质定义：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。水中杂质按存在状态分类：悬浮物质、溶解物质、胶体物

2、质。51.2 水质指标定义 表示水质状况或水污染状况的指标，具体是指水样中除水分子外所含杂质的种类和浓度。分类：按杂质性质物理性水质指标 温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度、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。化学性水质指标 一般的化学性水质指标。如pH 、碱度、硬度、各种阳和阴离子、总含盐量、一般有机物质等。 有毒的化学性水质指标。如重金属、氧化物、多环芳烃、各种农药等。 有关氧平衡的水质指标。如溶解氧 (DO) 、化学需氧量 (COD) 、生化需氧量 (BOD) 、总需氧量 (TOD) 等。生物学水质指标细菌总数、大肠菌群数、各种病原细菌、病毒等。

3、61.3 水质标准水质标准：不同功能水体标准的总称。地面水环境质量标准：五类(GB3838-88) (GB3838-2002) 生活饮用水水质标准 (GB5749-85)污水综合排放标准：两类 (GB8978-88) (GB8978-1996) 回用水标准（再生水回用景观水、生活杂用水）其他水质标准工业用水的水质要求渔业水域水质标准游泳用水水质要求农田灌溉水质标准GB表示国标, 3838表示标准号, 2002表示发布年代。7地面水环境质量标准(GB3838-2002) 划分：水域环境功能和保护目标、控制功能高低 I 类 : 主要适用于源头水、国家自然保护区。 类 : 主要适用于集中式生活饮用水

4、水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。 类 : 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。 类 : 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区。 V 类 : 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 8污水排放标准 控制形式 浓度标准 总量控制标准 地域管理权限 国家排放标准 行业排放标准 地方排放标准 9原有标准：污水综合排放标准（GB8978-88）分成两类污染物：I类：9项II类：20项针对排放区域新建、现有，执行不同的标准。修订标准：污水综合排放标准（GB89781996），98年1月1日开始实施。I类：增加到13项II类：增加到56项目仍

5、按排放区域不同执行不同的标准。污水综合排放标准（GB8978-88）对人体健康产生长远影响，不允许稀释，一律执行严格标准。 对长远影响小于I类。10 石油炼制工业污染物排放标准 制革工业水污染物排放标准 石油化工水污染物排放标准 钢铁工业水污染物排放标准 肉类加工工业水污染物排放标准 造纸工业水污染物排放标准行业排放标准112 水污染与水体自净 水污染定义及来源 水污染分类 水体自净作用与水环境容量122.1 水污染定义及来源水污染 水体因接受过多的杂质而导致其物理、化学及生物学特性的改变和水质的恶化 , 从而影响水的有效利用 , 危害人体健康的现象 。来源 点污染源：人类活动所排放的各类污水

6、，由于这些污水、废水多由管道收集后集中排除。 (生活污水、工业废水)面污染源：大面积的农田地面径流或雨水径流，由于其进入水体的方式是无组织的。 (农村生活污水、农药、化肥等)132.2 水污染分类分类：根据污染物质及其形成污染的性质 物理性污染：悬浮物、胶体、 热 、放射性。化学性污染：酸碱、重金属、需氧性有机物、营养物质、有机毒物。生物性污染：致病菌及病毒的污染。14水污染物悬浮物 (suspended solids, 简称SS)沉积物 (sediments)耗氧物质 (oxygen demanding wastes)植物营养物质 (plant nutrients)有机化合物 (organi

7、c compounds)无机化合物 (inorganic chemicals)病源物质 (disease causing agents)油脂 (oil)放射性物质 (radioactive materials)热 (heat)15 动水中呈悬浮状，静水中可下沉或上浮。 包括泥砂、大颗粒粘土、矿物废渣等无机易沉悬浮物和草木、浮游生物体等有机易浮悬浮物。 通常用重力沉降法或浮力浮上法去除。悬浮物（SS）16 尺寸较小，在水中长期静置不会下沉。 包括粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质等，造成水的色、臭、味。 须投加混凝剂方可去除。胶体17需氧型有机物一般指溶解性物质宏观表征：COD、BOD、TOD、D

8、O、TOC生活污水和某些工业废水中含有糖、蛋白质、氨基酸、酯类、纤维素等有机物质，这些物质以悬浮状态或溶解状态存在于水中，排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解过程中消耗氧气，使水体中的溶解氧减少，微生物繁殖。 18需氧性有机物污染示意图河流河床表层O2废水排放CODCOD增加氧浓度分布曲线19需氧型有机物污染-案例水体处于厌氧状态20两类：N、P植物性营养物主要指含有氮、磷等植物所需营养物的无机、有机化合物，如氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、含氮和磷的有机化合物。这些污染物排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富营养化污染。植物性营

9、养物21太湖的富营养化N、P污染22云南滇池爆发蓝藻23我国水体富营养化，藻类过量繁殖，有些水体几千万个/L，堵塞水处理设备。藻类影响常规水处理工艺，而且在消毒过程中会与氯作用生成氯化消毒副产物。藻类在代谢过程中产生的藻毒素直接危害人体健康。溶解氧下降影响水生物生存，如造成鱼类死亡富营养化污染水源富营养化的危害24重金属污染物（汞、镉、铅、铬、镍） 很多重金属对生物有显著毒性，并且能被生物吸收后通过食物链浓缩千万倍，最终进入人体造成慢性中毒或严重疾病。例如，著名的日本水俣病就是由于甲基汞破坏了人的神经系统而引起的；骨痛病则是镉中毒造成骨骼中钙的减少的后果，这两种疾病最终都会导致人的死亡。25酸

10、碱污染当水体pH小于6.5或大于8.5时，水中微生物的生长会受到抑制，致使水体自净能力减弱，并影响渔业生产，严重时还会腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。用酸化或碱化的水浇灌农田，会破坏土壤的理化性质，影响农作物的生长。酸碱对水体的污染，还会使水的含盐量增加，提高水的硬度。26石油类石油类产品的废水进入水体后会漂浮在水面并迅速扩散，形成一层油膜，阻止大气中的氧进入水中，妨碍水生植物的光合作用。石油在微生物作用下的降解也需要消耗氧，造成水体缺氧。石油还会使鱼类呼吸困难直至死亡。27病原体生活污水、医院污水和屠宰、制革、洗毛、生物制品等工业废水，常含有病原体，会传播霍乱、伤寒、胃炎、肠炎、痢疾以及其他病

11、毒传染的疾病和寄生虫病。大肠菌群：最基本的粪便污染的指标菌群，并间接表明有肠道病菌存在的可能性。28其他污染物21世纪影响人类生存与健康的三大环境问题 持久性有毒化学污染物(联合国环境规划署 UNEP 27种)：Persistent Toxic Substances, PTS。具有生物累积性、难以降解、可远距离传输、致癌致突变性和内分泌干扰等特性。大部分为POPs(Persistent Organic Pollutants)。臭氧层破坏温室效应 难降解有机物 放射性物质 热污染等29 工农业的飞速发展，带来巨大环境问题水污染，产生一系列的严重后果，甚至是灾难性事件。2.3 水污染及其危害30早

12、在18世纪，英国由于只注重工业发展，而忽视了水资源保护，大量的工业废水废渣倾入江河，造成泰晤士河污染，已基本丧失了利用价值。19世纪初，德国莱茵河也发生严重污染，德国政府为此运用严格的法律和投入大量资金致力于水资源保护，经过数十年不懈努力，才使莱茵河碧水畅流，达到饮用水标准。世界性水污染事件311953年，水俣镇发现了一个怪病人，开始时步态不稳，面部呆痴，进而是耳聋眼瞎，全身麻木，最后精神失常，身体弯弓，高叫而死。1956年又有同样病症的女孩住院，引起当地熊本大学医院专家注意，开始调查研究。最后发现原来是当地一个化肥厂在生产氯乙烯和醋酸乙烯时，采用成本低的汞催化剂工艺，把大量含有有机汞的废水排

13、入水俣湾，1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283人，其中60人死亡。水俣病事件3219551972年，在日本富山县神通川流域两岸出现了一种怪病，患者中妇女比男士多，患上此病，则全身骨骼疼痛，不能行走，故取名为“痛痛病” ，起因是附近的电镀厂、蓄电池制造厂及熔接工厂或因采矿工业含镉之废水未经适当处理而径行排水，污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，稻米和饮用水含镉而中毒。1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。痛痛病事件33日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍 ；每年因饮用不卫生水至少

14、造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作世界头号杀手，已引起世界人们的关注。水危害的关注34我国水污染状况地表水35我国水污染状况地下水我国地下水总体水质较好，但水位总体仍呈下降趋势；海水倒灌，盐度增加。水质在基本稳定的基础上也有恶化趋势，大部分城市和地区的地下水存在一定程度的点状或面状污染，污染区仍然以人口密集和工业化程度较高的城市中心区为主，超标指标有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、NH4+-N、铁、锰、氯化物、硫酸盐、pH值、氟化物、酚等。36水污染造成的经济损失我国19962000年投资4500亿用于污染控制，其中40%用于水污染控制，折合360亿/年；我国水污染造成的健康损失成

15、本至少每年为20亿美元 ；污染对我国渔业生产、旅游资源、供水设施及运行费用、工农业产品的质量及工业生产设施等都有巨大的不利影响，据估计每年造成的损失约为400亿美元。372005年11月13日，吉林石化公司双苯厂一化工车间连续发生爆炸，产生的污染物硝基苯和苯，对松花江流域造成重大水污染，震惊了全国，影响国际。苯化物超标数十倍，甚至上百倍。预计有100公里左右的污染团流产生。松花江整个污染水带全长约135公里，其中污染物超标5倍以上的重度污染带达到80公里。预计整个污染水带将在25天后离开黑龙江省。300万人口的哈尔滨市发布通知停水4天。 外交部发言人秦刚12月16日介绍说，自松花江水污染事件发

16、生以来，中方本着高度负责和友好的精神，在极短时间内向俄方提供了6台水质检测仪和150吨活性炭(吸附清除污染物) ，受到俄方欢迎。我国水污染事件38爆炸浓烟遮住了半边天 天空擎起巨型蘑菇云 392005年11月，航拍受污染的松花江402.4 水体自净作用与水环境容量水体：是河流、湖泊、水库、地下水和海洋等的总称。水体自净作用：水体具有消纳一定量的污染物质 , 使自身的质量保持洁净的能力 。排入的污染物的浓度和毒性随时间的推移在向下流动的过程中自然降低。物理净化：稀释、扩散、沉淀化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用。水环境容量：水体所具有的自净能力就是水环境接纳一定

17、量污染物的能力，一定水体所能容纳污染物的最大负荷被称为水环境容量。41绪 论 水质、水质指标与水质标准 水污染与水体自净 废水及废水处理技术 废水处理流程423 废水及废水处理技术废水：在使用过程中由于丧失了使用价值而被废弃外排的水。废水水质特点：取决于废水中污染物的种类、性质和浓度。废水处理目的：达标排放、再生回用、回收有价物质废水处理：是指利用较小的处理设施，在人为控制的条件下，加速自然净化能力，以恢复和保持天然水体的物理、化学、生物学等多方面性能的要求，并尽可能满足水的回用或再利用、排放的要求。43工业废水及其来源废水种类废水来源重金属废水放射性废水含铬废水含氰废水含油废水含酚废水硝基苯

18、类废水有机废水含砷废水酸性废水碱性废水采矿、冶炼、金属处理、电镀、电池、特种玻璃及化工等工业铀、钍、镭矿的开采加工、核动力站运转、医院同位素试验室等采矿冶炼、电镀、制革、颜料、催化剂等工业电镀、提取金银、选矿、煤气洗涤、焦化、金属清洗、有机玻璃等炼油、机械厂、选矿厂及食品厂等焦化、炼油、化工、煤气、染料、木材防腐、塑料、合成树脂等染料工业、炸药生产等化工、酿造、食品、造纸等制药、农药、化工、化肥、采矿、冶炼、涂料、玻璃等化工、矿山、金属酸洗、电镀、钢铁等制碱、造纸、印染、化纤、制革、化工、炼油等44废水处理技术(方法)污染物转化方式：化学性质分离处理：物理转化处理：化学、物理化学、生物处理方法

19、或作用原理物理法化学法物理化学法生物处理法处理程度一级处理二级处理三级处理或深度处理45废水处理技术(方法) 物理处理法 截留、沉淀、沉淀、 气浮、离心分离、膜分离等。 化学处理法 中和、混凝、化学沉淀、氧化还原。 物理化学处理法 吸附、离子交换、膜分离、萃取、电解等。 生物处理法 活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理技术、 天然的生物净化系统。46定义：利用物理作用使悬浮状态的污染物与废水分离，在处理过程中污染物质的化学性质不发生变化。格栅：粗大SS和漂浮物筛网：细小SS沉淀法：比重大于1的可沉物质(砂粒、SS、污泥)气浮法：分离比重接近1或小于1的难沉细微SS离心分离：SS、乳化油物理处理法47化学处理法定义：利用化学反应来分离、回收废水中的污染物，或将其转化为无害物质