水污染及其防治

1、1,第三章 水污染及其防治,1 水体环境概述 2 水质和水质标准 3 水体污染 4 水污染防治技术,2,1 水体环境概述,1.1 自然界水的分布,天然水的 存在形态,3,表1-2-1 地球水圈水储量分布,资料来源:贺伟程,1992,世界水资源,见:中国水利大百科全书水利北京:中国大百科全书出版社,世界水资源 概况,水资源分布特点： l 地球上的水量极其丰富,但分布是十分不均匀的 l 大部分为咸水，淡水仅占总水量的2.53%。 l 人类真正能直接使用的淡水只占总储量的0.35%！,4,中国水资源,5,世界各主要国家人均和单位面积耕地占有水量,6,我国水资源特点： 总量很大，人均很少 人均占有量约

2、为世界人均水量的1/4，在世界排第110位，被联合国列为13个贫水国家之一。 降雨量分布不均 地理上从东南向西北递减，时间上70%降水集中在3、4个月份，与耕地搭配不均 水资源利用不当 围湖造田、 水库修建不当、 用水浪费,7,1.2 水的结构和特性,水的结构,8,水的某些异常特性,9,液态水的结构模型,10,1.3 天然水的组成,11,海水,海水中含量最多的 Cl-、Na+、SO2-4、Mg2+、Ca2+、K+、HCO3-、Br-和 Sr2+9种，占海水被溶物总量的99.91。其中: 阴离子含量顺序为 Cl-SO2-4HCO3- 阳离子含量顺序为Na+Mg2+Ca2+.,12,陆地水 占水圈

3、质量的2.7%，主要来自降水，包括湖水、河水、地下水等。,天然水中的溶存气体,溶解氧（DO）,CO2,13,2 水质和水质标准,2.1 水质和水质指标,水质 水样中除水分子外所含杂质的种类和浓度,水质指标,14,由于微生物作用，有机物被氧化达到稳定状态所需的氧的量，以每升水（所含的污染物）所消耗的氧的毫克数来表示（mg/L）。,用化学氧化剂(K2Cr2O7)氧化水中的有机污染物所需要消耗的氧化剂的量,高温燃烧下，用红外线来测定水样中形成的CO2 的多少,高温燃烧所需要的氧量,15,生物指标,细菌总数 小于 100个/ml 极其清洁 100 到 1000个/ml 清洁 大于 1000个/ml 不

4、清洁 大于10000个/ml 极不清洁 大肠菌群水体被粪便污染程度的指标藻类水体营养状态指标,放射性指标总、总、铀、镭、钍等,16,2.2 水质标准,根据使用目的和保护目标将地面水划分为五类： I 类主要适用于源头水、国家自然保护区； II类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等； III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； IV类主要适用于一般工业用水区以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,地面水环境质量标准,17,生活饮用水水源水质标准 一级水源水：水质良好。地下水只需消毒处理，地表

5、水经简易净化处理（如过滤）、消毒后即可供生活饮用者。 二级水源水：水质受轻度污染。经常规净化处理（如絮凝、沉淀、过滤、消毒等），可供生活饮用者。,海水水质标准(GB 3097-1997),污水综合排放标准,18,3 水体和水体污染,水体 是包括水中溶解物质、悬浮物、底泥、水生生物等。水与水体是两个紧密联系又有区别的概念 。 简单地可以认为： 水 + 悬浮物 + 底质 = 水体,19,3.1 水体的自净,污染物排入江河或其它水域后，经过扩散、稀释、沉淀、氧化、受微生物的作用而分解等，使水体可基本上或完全恢复到原来的状态，这个过程称为水体自净。,20,水体的自净作用： （1）物理净化：经过扩散、稀

6、释、混合、沉降等过程，污染物浓度下降。,（2）化学净化：经过 氧化、还原、吸附、凝 聚等作用，污染物浓度 下降。 （3）生物净化：水中 微生物的代谢作用，使 有机物分解、氧化并转 化为无害稳定的无机物。,21,3.2 水体污染,水体污染是由于人类活动排放的污染物，使水和水体的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体使用价值的现象,22,水体污染物种类及危害,酸、碱、盐等无机物污染及危害,重金属污染及危害,耗氧物质污染及危害,植物营养物质污染及危害,石油污染及危害,难降解有机物污染及危害,23,3.3 水体的富营养化污染,富营养化的概念,水体中的N、P等植物营养物的浓度超过一定数值时

7、，使得藻类迅速生长，引起水中氧气大量减少，导致鱼虾等水生生物死亡，使水质恶化的污染现象,（藻类原生质）,藻类是富营养化的主体！,标准：N 小于 0.2mg/l 正常 P 小于 0.02mg/l 正常,四种藻类：蓝绿藻类，绿藻类，硅藻类，有色鞭毛虫。,24,水体中的营养物质 含氮化合物（有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等） 含磷化合物,来源：雨水、农业排污、城市污水及其它。,25,湖水富营养化的程度,总磷含量是指水体中正磷酸盐、聚合磷酸盐、可水解磷酸盐 及有机磷的总浓度 总氮含量是指水体中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及有机氮 总和 叶绿素a的含量实际上就是水体中绿色物质含量,26,3.4 我国水

8、污染形状,2000年中国七大重点流域地表水有机污染普遍，各流域干流有57.7%的断面满足类水质要求，21.6%的断面为类水质，6.9%的断面属类水质，13.8%的断面属劣类水质。主要湖泊富营养化问题突出。 2000年中国环境状况公报 （2001年6月07日）,27,2000年，全国工业和城市生活废水排放总量为415亿吨，其中工业废水排放量194亿吨，城市生活污水排放量221亿吨。废水中化学需氧量（COD）排放总量1445万吨，其中工业废水中COD排放量705万吨，生活污水中COD排放量740万吨。 2000年，全国工业废水处理率（含县及县以上工业和重点乡镇工业污染源）为94.7%，工业废水排放

9、达标率为82.0%；县及县以上工业废水处理率和排放达标率分别为95.0%和82.1%。 2000年，中国海域共记录到赤潮28起，比1999年增加了13起，累计面积1万多平方公里。其中，东海11起，累计面积7800多平方公里；渤海7起，累计面积近2000平方公里，黄海4起，累计面积800多平方公里；南海6起，累计面积近50平方公里。,28,我国七大水系水环境质量现状 （2000）,七大水系污染程度由重到轻顺序为：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江和长江。各大流域片的主要污染河段均集中在城市河段。,29,4 水污染的综合防治,4.1水污染的综合防治,1、压缩耗水量 ： 加强水资源全面规划与管理

10、；制订污染源排放标准 ；管理由浓度控制逐步向总量控制过度 ；节约农业用水 2、压缩排污量：发展闭路循环的水处理系统 ；提高工业用水的重复使用率 ；清洁生产 ；城市污水资源化,30,4.2 污水处理技术,概述,31,废水处理技术,一级处理主要是去除废水中的悬浮固体和飘浮物质，同时起到中和、均衡，调节水质的作用。主要采用筛滤、沉淀等物理处理技术。处理水达不到排放标准，必须进行再处理。 二级处理主要是去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。主要应用各种生物处理技术。处理水可以达标排放。 三级处理是在一级、二级处理的基础上，对难降解的有机物、磷、氮等营养性物质进一步处理。采用的处理技术有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等、处理水可直接排放地表水系或回用。,32,废水处理的分离法技术,废水治理的转化法技术,33,工业废水处理,典型的工业废水处理工艺流程,34,35,杭州四堡污水处理厂 Hangzhou Sibao Sewage Treatment Plant 位于杭州市区东南，占地面积约40公顷。工程1985年动