1、1水污染控制工程水污染控制工程下冊(第三版) 高廷耀，顧國維，周琪主編 高等教育出版社，2007 2 定義：應(yīng)用工程學的方法對水質(zhì)進行控制以達到消除污染和恢復水的原有狀態(tài)。 研究對象：點源污染、面源污染、水環(huán)境修復 控制方法：物理法、化學法、物理化學法和生物法 主要目標：保障人類對水的持續(xù)需求和用水水質(zhì)的安全性。水污染控制工程3緒 論 水質(zhì)、水質(zhì)指標與水質(zhì)標準 水污染與水體自凈 廢水及廢水處理技術(shù) 廢水處理流程41 水質(zhì)、水質(zhì)指標與水質(zhì)標準 1.1 水質(zhì)水質(zhì)定義：即水的品質(zhì) , 是指水與其中所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來的物理學、化學和生物學的綜合特性。水中雜質(zhì)按存在狀態(tài)分類：懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)、膠體物

2、質(zhì)。51.2 水質(zhì)指標定義 表示水質(zhì)狀況或水污染狀況的指標，具體是指水樣中除水分子外所含雜質(zhì)的種類和濃度。分類：按雜質(zhì)性質(zhì)物理性水質(zhì)指標 溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度、總固體TS、懸浮固體SS、溶解固體DS、可沉固體、電導率 ( 電阻率 ) 等。化學性水質(zhì)指標 一般的化學性水質(zhì)指標。如pH 、堿度、硬度、各種陽和陰離子、總含鹽量、一般有機物質(zhì)等。 有毒的化學性水質(zhì)指標。如重金屬、氧化物、多環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等。 有關(guān)氧平衡的水質(zhì)指標。如溶解氧 (DO) 、化學需氧量 (COD) 、生化需氧量 (BOD) 、總需氧量 (TOD) 等。生物學水質(zhì)指標細菌總數(shù)、大腸菌群數(shù)、各種病原細菌、病毒等。

3、61.3 水質(zhì)標準水質(zhì)標準：不同功能水體標準的總稱。地面水環(huán)境質(zhì)量標準：五類(GB3838-88) (GB3838-2002) 生活飲用水水質(zhì)標準 (GB5749-85)污水綜合排放標準：兩類 (GB8978-88) (GB8978-1996) 回用水標準（再生水回用景觀水、生活雜用水）其他水質(zhì)標準工業(yè)用水的水質(zhì)要求漁業(yè)水域水質(zhì)標準游泳用水水質(zhì)要求農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準GB表示國標, 3838表示標準號, 2002表示發(fā)布年代。7地面水環(huán)境質(zhì)量標準(GB3838-2002) 劃分：水域環(huán)境功能和保護目標、控制功能高低 I 類 : 主要適用于源頭水、國家自然保護區(qū)。 類 : 主要適用于集中式生活飲用水

4、水源地一級保護區(qū)、珍貴魚類保護區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場等。 類 : 主要適用于集中式生活飲用水水源地二級保護區(qū)、一般魚類保護區(qū)及游泳區(qū)。 類 : 主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。 V 類 : 主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。 8污水排放標準 控制形式 濃度標準 總量控制標準 地域管理權(quán)限 國家排放標準 行業(yè)排放標準 地方排放標準 9原有標準：污水綜合排放標準（GB8978-88）分成兩類污染物：I類：9項II類：20項針對排放區(qū)域新建、現(xiàn)有，執(zhí)行不同的標準。修訂標準：污水綜合排放標準（GB89781996），98年1月1日開始實施。I類：增加到13項II類：增加到56項目仍

5、按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標準。污水綜合排放標準（GB8978-88）對人體健康產(chǎn)生長遠影響，不允許稀釋，一律執(zhí)行嚴格標準。 對長遠影響小于I類。10 石油煉制工業(yè)污染物排放標準 制革工業(yè)水污染物排放標準 石油化工水污染物排放標準 鋼鐵工業(yè)水污染物排放標準 肉類加工工業(yè)水污染物排放標準 造紙工業(yè)水污染物排放標準行業(yè)排放標準112 水污染與水體自凈 水污染定義及來源 水污染分類 水體自凈作用與水環(huán)境容量122.1 水污染定義及來源水污染 水體因接受過多的雜質(zhì)而導致其物理、化學及生物學特性的改變和水質(zhì)的惡化 , 從而影響水的有效利用 , 危害人體健康的現(xiàn)象 。來源 點污染源：人類活動所排放的各類污水

6、，由于這些污水、廢水多由管道收集后集中排除。 (生活污水、工業(yè)廢水)面污染源：大面積的農(nóng)田地面徑流或雨水徑流，由于其進入水體的方式是無組織的。 (農(nóng)村生活污水、農(nóng)藥、化肥等)132.2 水污染分類分類：根據(jù)污染物質(zhì)及其形成污染的性質(zhì) 物理性污染：懸浮物、膠體、 熱 、放射性。化學性污染：酸堿、重金屬、需氧性有機物、營養(yǎng)物質(zhì)、有機毒物。生物性污染：致病菌及病毒的污染。14水污染物懸浮物 (suspended solids, 簡稱SS)沉積物 (sediments)耗氧物質(zhì) (oxygen demanding wastes)植物營養(yǎng)物質(zhì) (plant nutrients)有機化合物 (organi

7、c compounds)無機化合物 (inorganic chemicals)病源物質(zhì) (disease causing agents)油脂 (oil)放射性物質(zhì) (radioactive materials)熱 (heat)15 動水中呈懸浮狀，靜水中可下沉或上浮。 包括泥砂、大顆粒粘土、礦物廢渣等無機易沉懸浮物和草木、浮游生物體等有機易浮懸浮物。 通常用重力沉降法或浮力浮上法去除。懸浮物（SS）16 尺寸較小，在水中長期靜置不會下沉。 包括粘土、細菌、病毒、腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)等，造成水的色、臭、味。 須投加混凝劑方可去除。膠體17需氧型有機物一般指溶解性物質(zhì)宏觀表征：COD、BOD、TOD、D

8、O、TOC生活污水和某些工業(yè)廢水中含有糖、蛋白質(zhì)、氨基酸、酯類、纖維素等有機物質(zhì)，這些物質(zhì)以懸浮狀態(tài)或溶解狀態(tài)存在于水中，排入水體后能在微生物作用下分解為簡單的無機物，在分解過程中消耗氧氣，使水體中的溶解氧減少，微生物繁殖。 18需氧性有機物污染示意圖河流河床表層O2廢水排放CODCOD增加氧濃度分布曲線19需氧型有機物污染-案例水體處于厭氧狀態(tài)20兩類：N、P植物性營養(yǎng)物主要指含有氮、磷等植物所需營養(yǎng)物的無機、有機化合物，如氨氮、硝酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽、含氮和磷的有機化合物。這些污染物排入水體，特別是流動較緩慢的湖泊、海灣，容易引起水中藻類及其他浮游生物大量繁殖，形成富營養(yǎng)化污染。植物性營

9、養(yǎng)物21太湖的富營養(yǎng)化N、P污染22云南滇池爆發(fā)藍藻23我國水體富營養(yǎng)化，藻類過量繁殖，有些水體幾千萬個/L，堵塞水處理設(shè)備。藻類影響常規(guī)水處理工藝，而且在消毒過程中會與氯作用生成氯化消毒副產(chǎn)物。藻類在代謝過程中產(chǎn)生的藻毒素直接危害人體健康。溶解氧下降影響水生物生存，如造成魚類死亡富營養(yǎng)化污染水源富營養(yǎng)化的危害24重金屬污染物（汞、鎘、鉛、鉻、鎳） 很多重金屬對生物有顯著毒性，并且能被生物吸收后通過食物鏈濃縮千萬倍，最終進入人體造成慢性中毒或嚴重疾病。例如，著名的日本水俁病就是由于甲基汞破壞了人的神經(jīng)系統(tǒng)而引起的；骨痛病則是鎘中毒造成骨骼中鈣的減少的后果，這兩種疾病最終都會導致人的死亡。25酸

10、堿污染當水體pH小于6.5或大于8.5時，水中微生物的生長會受到抑制，致使水體自凈能力減弱，并影響漁業(yè)生產(chǎn)，嚴重時還會腐蝕船只、橋梁及其他水上建筑。用酸化或堿化的水澆灌農(nóng)田，會破壞土壤的理化性質(zhì)，影響農(nóng)作物的生長。酸堿對水體的污染，還會使水的含鹽量增加，提高水的硬度。26石油類石油類產(chǎn)品的廢水進入水體后會漂浮在水面并迅速擴散，形成一層油膜，阻止大氣中的氧進入水中，妨礙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，造成水體缺氧。石油還會使魚類呼吸困難直至死亡。27病原體生活污水、醫(yī)院污水和屠宰、制革、洗毛、生物制品等工業(yè)廢水，常含有病原體，會傳播霍亂、傷寒、胃炎、腸炎、痢疾以及其他病

11、毒傳染的疾病和寄生蟲病。大腸菌群：最基本的糞便污染的指標菌群，并間接表明有腸道病菌存在的可能性。28其他污染物21世紀影響人類生存與健康的三大環(huán)境問題 持久性有毒化學污染物(聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署 UNEP 27種)：Persistent Toxic Substances, PTS。具有生物累積性、難以降解、可遠距離傳輸、致癌致突變性和內(nèi)分泌干擾等特性。大部分為POPs(Persistent Organic Pollutants)。臭氧層破壞溫室效應(yīng) 難降解有機物 放射性物質(zhì) 熱污染等29 工農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展，帶來巨大環(huán)境問題水污染，產(chǎn)生一系列的嚴重后果，甚至是災(zāi)難性事件。2.3 水污染及其危害30早

12、在18世紀，英國由于只注重工業(yè)發(fā)展，而忽視了水資源保護，大量的工業(yè)廢水廢渣傾入江河，造成泰晤士河污染，已基本喪失了利用價值。19世紀初，德國萊茵河也發(fā)生嚴重污染，德國政府為此運用嚴格的法律和投入大量資金致力于水資源保護，經(jīng)過數(shù)十年不懈努力，才使萊茵河碧水暢流，達到飲用水標準。世界性水污染事件311953年，水俁鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)了一個怪病人，開始時步態(tài)不穩(wěn)，面部呆癡，進而是耳聾眼瞎，全身麻木，最后精神失常，身體彎弓，高叫而死。1956年又有同樣病癥的女孩住院，引起當?shù)匦鼙敬髮W醫(yī)院專家注意，開始調(diào)查研究。最后發(fā)現(xiàn)原來是當?shù)匾粋€化肥廠在生產(chǎn)氯乙烯和醋酸乙烯時，采用成本低的汞催化劑工藝，把大量含有有機汞的廢水排

13、入水俁灣，1972年日本環(huán)境廳公布：水俁灣和新縣阿賀野川下游有汞中毒者283人，其中60人死亡。水俁病事件3219551972年，在日本富山縣神通川流域兩岸出現(xiàn)了一種怪病，患者中婦女比男士多，患上此病，則全身骨骼疼痛，不能行走，故取名為“痛痛病” ，起因是附近的電鍍廠、蓄電池制造廠及熔接工廠或因采礦工業(yè)含鎘之廢水未經(jīng)適當處理而徑行排水，污染了神通川水體，兩岸居民利用河水灌溉農(nóng)田，稻米和飲用水含鎘而中毒。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日趨加劇的水污染，已對人類的生存安全構(gòu)成重大威脅，成為人類健康、經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的重大障礙 ；每年因飲用不衛(wèi)生水至少

14、造成全球2000萬人死亡，因此，水污染被稱作世界頭號殺手，已引起世界人們的關(guān)注。水危害的關(guān)注34我國水污染狀況地表水35我國水污染狀況地下水我國地下水總體水質(zhì)較好，但水位總體仍呈下降趨勢；海水倒灌，鹽度增加。水質(zhì)在基本穩(wěn)定的基礎(chǔ)上也有惡化趨勢，大部分城市和地區(qū)的地下水存在一定程度的點狀或面狀污染，污染區(qū)仍然以人口密集和工業(yè)化程度較高的城市中心區(qū)為主，超標指標有礦化度、總硬度、硝酸鹽、亞硝酸鹽、NH4+-N、鐵、錳、氯化物、硫酸鹽、pH值、氟化物、酚等。36水污染造成的經(jīng)濟損失我國19962000年投資4500億用于污染控制，其中40%用于水污染控制，折合360億/年；我國水污染造成的健康損失成

15、本至少每年為20億美元 ；污染對我國漁業(yè)生產(chǎn)、旅游資源、供水設(shè)施及運行費用、工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量及工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施等都有巨大的不利影響，據(jù)估計每年造成的損失約為400億美元。372005年11月13日，吉林石化公司雙苯廠一化工車間連續(xù)發(fā)生爆炸，產(chǎn)生的污染物硝基苯和苯，對松花江流域造成重大水污染，震驚了全國，影響國際。苯化物超標數(shù)十倍，甚至上百倍。預計有100公里左右的污染團流產(chǎn)生。松花江整個污染水帶全長約135公里，其中污染物超標5倍以上的重度污染帶達到80公里。預計整個污染水帶將在25天后離開黑龍江省。300萬人口的哈爾濱市發(fā)布通知停水4天。 外交部發(fā)言人秦剛12月16日介紹說，自松花江水污染事件發(fā)

16、生以來，中方本著高度負責和友好的精神，在極短時間內(nèi)向俄方提供了6臺水質(zhì)檢測儀和150噸活性炭(吸附清除污染物) ，受到俄方歡迎。我國水污染事件38爆炸濃煙遮住了半邊天 天空擎起巨型蘑菇云 392005年11月，航拍受污染的松花江402.4 水體自凈作用與水環(huán)境容量水體：是河流、湖泊、水庫、地下水和海洋等的總稱。水體自凈作用：水體具有消納一定量的污染物質(zhì) , 使自身的質(zhì)量保持潔凈的能力 。排入的污染物的濃度和毒性隨時間的推移在向下流動的過程中自然降低。物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用。水環(huán)境容量：水體所具有的自凈能力就是水環(huán)境接納一定

17、量污染物的能力，一定水體所能容納污染物的最大負荷被稱為水環(huán)境容量。41緒 論 水質(zhì)、水質(zhì)指標與水質(zhì)標準 水污染與水體自凈 廢水及廢水處理技術(shù) 廢水處理流程423 廢水及廢水處理技術(shù)廢水：在使用過程中由于喪失了使用價值而被廢棄外排的水。廢水水質(zhì)特點：取決于廢水中污染物的種類、性質(zhì)和濃度。廢水處理目的：達標排放、再生回用、回收有價物質(zhì)廢水處理：是指利用較小的處理設(shè)施，在人為控制的條件下，加速自然凈化能力，以恢復和保持天然水體的物理、化學、生物學等多方面性能的要求，并盡可能滿足水的回用或再利用、排放的要求。43工業(yè)廢水及其來源廢水種類廢水來源重金屬廢水放射性廢水含鉻廢水含氰廢水含油廢水含酚廢水硝基苯

18、類廢水有機廢水含砷廢水酸性廢水堿性廢水采礦、冶煉、金屬處理、電鍍、電池、特種玻璃及化工等工業(yè)鈾、釷、鐳礦的開采加工、核動力站運轉(zhuǎn)、醫(yī)院同位素試驗室等采礦冶煉、電鍍、制革、顏料、催化劑等工業(yè)電鍍、提取金銀、選礦、煤氣洗滌、焦化、金屬清洗、有機玻璃等煉油、機械廠、選礦廠及食品廠等焦化、煉油、化工、煤氣、染料、木材防腐、塑料、合成樹脂等染料工業(yè)、炸藥生產(chǎn)等化工、釀造、食品、造紙等制藥、農(nóng)藥、化工、化肥、采礦、冶煉、涂料、玻璃等化工、礦山、金屬酸洗、電鍍、鋼鐵等制堿、造紙、印染、化纖、制革、化工、煉油等44廢水處理技術(shù)(方法)污染物轉(zhuǎn)化方式：化學性質(zhì)分離處理：物理轉(zhuǎn)化處理：化學、物理化學、生物處理方法

19、或作用原理物理法化學法物理化學法生物處理法處理程度一級處理二級處理三級處理或深度處理45廢水處理技術(shù)(方法) 物理處理法 截留、沉淀、沉淀、 氣浮、離心分離、膜分離等。 化學處理法 中和、混凝、化學沉淀、氧化還原。 物理化學處理法 吸附、離子交換、膜分離、萃取、電解等。 生物處理法 活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理技術(shù)、 天然的生物凈化系統(tǒng)。46定義：利用物理作用使懸浮狀態(tài)的污染物與廢水分離，在處理過程中污染物質(zhì)的化學性質(zhì)不發(fā)生變化。格柵：粗大SS和漂浮物篩網(wǎng)：細小SS沉淀法：比重大于1的可沉物質(zhì)(砂粒、SS、污泥)氣浮法：分離比重接近1或小于1的難沉細微SS離心分離：SS、乳化油物理處理法47化學處理法定義：利用化學反應(yīng)來分離、回收廢水中的污染物，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)