1-水污染控制工程--绪论.pptx

第一节第一节 水资源与水循环水资源与水循环一、水资源一、水资源(Water resource)(Water resource)（2 2 2 2）水资源主要用途）水资源主要用途）水资源主要用途）水资源主要用途 农业灌溉和生活饮用农业灌溉和生活饮用农业灌溉和生活饮用农业灌溉和生活饮用、工业用水、城市供水、工业用水、城市供水、工业用水、城市供水、工业用水、城市供水、畜禽用水、牧草灌溉、林业繁育、生态及环境用畜禽用水、牧草灌溉、林业繁育、生态及环境用畜禽用水、牧草灌溉、林业繁育、生态及环境用畜禽用水、牧草灌溉、林业繁育、生态及环境用水、水力发电、航运、渔业、工程及河道冲淤等。水、水力发电、航运、渔业、工程及河道冲淤等。水、水力发电、航运、渔业、工程及河道冲淤等。水、水力发电、航运、渔业、工程及河道冲淤等。第一节第一节 水资源与水循环水资源与水循环一、水资源一、水资源(Water resource)(Water resource)（3 3 3 3）水资源开发利用中存在的主要问题水资源开发利用中存在的主要问题水资源开发利用中存在的主要问题水资源开发利用中存在的主要问题水源枯竭水源枯竭水源枯竭水源枯竭水体污染水体污染水体污染水体污染生态环境恶化生态环境恶化生态环境恶化生态环境恶化 第二节第二节 水污染（水污染（Water pollution)Water pollution)1984198419841984年颁布的年颁布的年颁布的年颁布的中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水污染防治法明确了水污染的定义。明确了水污染的定义。明确了水污染的定义。明确了水污染的定义。水污染的定义水污染的定义 水体因某种物质的介入而导致其水体因某种物质的介入而导致其水体因某种物质的介入而导致其水体因某种物质的介入而导致其化学、物理、化学、物理、化学、物理、化学、物理、生物或放射性等方面特征的改变生物或放射性等方面特征的改变生物或放射性等方面特征的改变生物或放射性等方面特征的改变，从而影响水的，从而影响水的，从而影响水的，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。成水质恶化的现象。成水质恶化的现象。成水质恶化的现象。第二节第二节 水污染（水污染（Water pollution)Water pollution)四、废水的分类四、废水的分类根据根据根据根据来源来源来源来源不同：生活污水、工业废水不同：生活污水、工业废水不同：生活污水、工业废水不同：生活污水、工业废水 2 2、工业废水工业废水 排放量大，污染范围广，排放方式复杂。排放量大，污染范围广，排放方式复杂。排放量大，污染范围广，排放方式复杂。排放量大，污染范围广，排放方式复杂。污染物种类繁多，浓度波动幅度大。污染物种类繁多，浓度波动幅度大。污染物种类繁多，浓度波动幅度大。污染物种类繁多，浓度波动幅度大。污染物质毒性强，危害大。污染物质毒性强，危害大。污染物质毒性强，危害大。污染物质毒性强，危害大。污染物排放后迁移变化规律差异大。污染物排放后迁移变化规律差异大。污染物排放后迁移变化规律差异大。污染物排放后迁移变化规律差异大。恢复比较困难恢复比较困难恢复比较困难恢复比较困难 。生产污水生产污水生产污水生产污水：污染较严重，须经处理后方可排放。：污染较严重，须经处理后方可排放。：污染较严重，须经处理后方可排放。：污染较严重，须经处理后方可排放。生产废水生产废水生产废水生产废水：较清洁，不经处理即可排放或回用。：较清洁，不经处理即可排放或回用。：较清洁，不经处理即可排放或回用。：较清洁，不经处理即可排放或回用。第二节第二节 水污染（水污染（Water pollution)Water pollution)四、废水的分类四、废水的分类根据根据根据根据污染物类别污染物类别污染物类别污染物类别的不同：有机废水和无机废水的不同：有机废水和无机废水的不同：有机废水和无机废水的不同：有机废水和无机废水根据根据根据根据毒物的种类毒物的种类毒物的种类毒物的种类不同：含酚废水、含汞废水等。不同：含酚废水、含汞废水等。不同：含酚废水、含汞废水等。不同：含酚废水、含汞废水等。第二节第二节 水污染（水污染（Water pollution)Water pollution)五、水体污染的危害五、水体污染的危害 1.1.1.1.对人体健康的危害对人体健康的危害对人体健康的危害对人体健康的危害 2.2.2.2.对工业生产的影响对工业生产的影响对工业生产的影响对工业生产的影响 3.3.3.3.对农业、渔业生产的影响对农业、渔业生产的影响对农业、渔业生产的影响对农业、渔业生产的影响第二节第二节 水污染（水污染（Water pollution)Water pollution)六、水污染防治的目标、措施、任务与原则六、水污染防治的目标、措施、任务与原则 1 1 1 1、水污染防治的、水污染防治的、水污染防治的、水污染防治的主要目标主要目标主要目标主要目标 (1)(1)(1)(1)确保地面水和地下水源的水质，为向居民供确保地面水和地下水源的水质，为向居民供确保地面水和地下水源的水质，为向居民供确保地面水和地下水源的水质，为向居民供应安全可靠的饮用水提供保证。应安全可靠的饮用水提供保证。应安全可靠的饮用水提供保证。应安全可靠的饮用水提供保证。(2)(2)(2)(2)恢复各类水体的使用功能，为经济建设提供恢复各类水体的使用功能，为经济建设提供恢复各类水体的使用功能，为经济建设提供恢复各类水体的使用功能，为经济建设提供水资源保障，确保社会经济的可持续发展。水资源保障，确保社会经济的可持续发展。水资源保障，确保社会经济的可持续发展。水资源保障，确保社会经济的可持续发展。(3)(3)(3)(3)保证各类水体具有良好的水质，确保水生生保证各类水体具有良好的水质，确保水生生保证各类水体具有良好的水质，确保水生生保证各类水体具有良好的水质，确保水生生态系统的繁荣昌盛。态系统的繁荣昌盛。态系统的繁荣昌盛。态系统的繁荣昌盛。第二节第二节 水污染（水污染（Water pollution)Water pollution)六、水污染防治的目标、措施、任务与原则六、水污染防治的目标、措施、任务与原则 2 2 2 2、水体污染、水体污染、水体污染、水体污染防治措施防治措施防治措施防治措施防止地下水污染防止地下水污染防止地下水污染防止地下水污染的主要措施为的主要措施为的主要措施为的主要措施为：禁止利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放含毒废水和带菌废弃物；禁止利用渗井、渗坑、裂隙和溶洞排放含毒废水和带菌废弃物；不得采用无防渗措施的沟渠池塘输送含毒或带菌废水；不得采用无防渗措施的沟渠池塘输送含毒或带菌废水；开采地下水时，应防止已被污染的潜水渗入地下水，并防止水质开采地下水时，应防止已被污染的潜水渗入地下水，并防止水质 差异很大的各层地下水相互渗透；差异很大的各层地下水相互渗透；兴建地下工程设施或进行地下勘探及采矿时，应采取防护措施，兴建地下工程设施或进行地下勘探及采矿时，应采取防护措施，防止地下水污染；防止地下水污染；人工回灌补给地下水时，不得恶化地下水质。人工回灌补给地下水时，不得恶化地下水质。第三节第三节 水质与水质指标水质与水质指标!水质水质定义：是指水与其中所含杂质共同表现出来的物定义：是指水与其中所含杂质共同表现出来的物定义：是指水与其中所含杂质共同表现出来的物定义：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。理学、化学和生物学的综合特性。理学、化学和生物学的综合特性。理学、化学和生物学的综合特性。!水质指标水质指标水质指标水质指标定义：根据水体中污染物的性质，对水体进行定义：根据水体中污染物的性质，对水体进行定义：根据水体中污染物的性质，对水体进行定义：根据水体中污染物的性质，对水体进行定定定定 性或定量性或定量性或定量性或定量分析的指标。分析的指标。分析的指标。分析的指标。国际通用水质指标：国际通用水质指标：国际通用水质指标：国际通用水质指标：物理性指标、化学性指标、生物性指标物理性指标、化学性指标、生物性指标物理性指标、化学性指标、生物性指标物理性指标、化学性指标、生物性指标物物理理性性指指标标感官性指标，水的色度来源感官性指标，水的色度来源于于金属化合物或有机化合物金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质性有机物和氯气等污染物质挥发性固体挥发性固体溶解性固体溶解性固体固定性固体固定性固体悬浮固体悬浮固体加速耗氧反应，最终导加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化致水体缺氧或水质恶化造成水中造成水中溶解氧溶解氧减少减少工业废水工业废水常引起水常引起水体体热污染热污染色度色度固体物质固体物质嗅和味嗅和味温度温度第三节第三节 水质与水质指标水质与水质指标 第三节第三节第三节第三节 水质与水质指标水质与水质指标水质与水质指标水质与水质指标固体物质（固体物质（total solids)total solids)TS=DS+SSTS=DS+SS（mg/l)mg/l)按能否按能否按能否按能否透过孔径透过孔径透过孔径透过孔径3 3 3 310m10m10m10m滤膜或滤纸分为滤膜或滤纸分为滤膜或滤纸分为滤膜或滤纸分为(溶解性能溶解性能溶解性能溶解性能)溶解固体溶解固体溶解固体溶解固体（dissolved solids)dissolved solids)dissolved solids)dissolved solids)DS DS DS DS 能能能能 （盐类）（盐类）（盐类）（盐类）悬浮固体悬浮固体悬浮固体悬浮固体（suspended solids)suspended solids)suspended solids)suspended solids)SS SS SS SS 不能不能不能不能 （不溶性固体物质）（不溶性固体物质）（不溶性固体物质）（不溶性固体物质）SS=VS+FSSS=VS+FSSS=VS+FSSS=VS+FS（mg/lmg/lmg/lmg/l)600600600600高温灼烧高温灼烧高温灼烧高温灼烧(挥发性能挥发性能挥发性能挥发性能)挥发性悬浮固体挥发性悬浮固体挥发性悬浮固体挥发性悬浮固体（volatile solids)volatile solids)volatile solids)volatile solids)VS VS VS VS（有机污染物质）（有机污染物质）（有机污染物质）（有机污染物质）固定性悬浮固体固定性悬浮固体固定性悬浮固体固定性悬浮固体(fixed solids)(fixed solids)(fixed solids)(fixed solids)FS FS FS FS（无机污染物质）（无机污染物质）（无机污染物质）（无机污染物质）可沉固体（可沉固体（可沉固体（可沉固体（settleable solids)settleable solids)settleable solids)settleable solids)SSSSSSSS (ml/l)(ml/l)(ml/l)(ml/l)将将将将1(L1(L1(L1(L)水样在标准沉降管中（静置水样在标准沉降管中（静置水样在标准沉降管中（静置水样在标准沉降管中（静置1 1 1 1小时）能够沉降分离的可沉小时）能够沉降分离的可沉小时）能够沉降分离的可沉小时）能够沉降分离的可沉降悬浮固体的量。降悬浮固体的量。降悬浮固体的量。降悬浮固体的量。例题例题2 2将某污水水样将某污水水样将某污水水样将某污水水样100 mL100 mL100 mL100 mL置于质量为置于质量为置于质量为置于质量为46.4718g46.4718g46.4718g46.4718g的古氏的古氏的古氏的古氏坩埚中坩埚中坩埚中坩埚中过滤过滤过滤过滤,在在在在105105105105下烘干，称重为下烘干，称重为下烘干，称重为下烘干，称重为46.5036g46.5036g46.5036g46.5036g，然后再将此坩埚置于然后再将此坩埚置于然后再将此坩埚置于然后再将此坩埚置于600600600600下灼烧下灼烧下灼烧下灼烧，最后称重为，最后称重为，最后称重为，最后称重为46.4848g46.4848g46.4848g46.4848g。另取同一水样。另取同一水样。另取同一水样。另取同一水样100 mL100 mL100 mL100 mL置于质量为置于质量为置于质量为置于质量为67.9624g67.9624g67.9624g67.9624g的的的的蒸发皿蒸发皿蒸发皿蒸发皿中中中中,在在在在105105105105下蒸干后称重为下蒸干后称重为下蒸干后称重为下蒸干后称重为68.0138g68.0138g68.0138g68.0138g。试计算该水样的总固体、悬浮固体、。试计算该水样的总固体、悬浮固体、。试计算该水样的总固体、悬浮固体、。试计算该水样的总固体、悬浮固体、溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体的溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体的溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体的溶解固体、挥发性悬浮固体和固定性悬浮固体的含量各为多少含量各为多少含量各为多少含量各为多少(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)。化化 学学 性性 指指 标标有有机机性性指指标标生化需氧量（生化需氧量（BODBOD）n反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有 机物的量主要污染特性（机物的量主要污染特性（mg/Lmg/L）。）。nBOD:biological oxygen demandBOD:biological oxygen demandn在规定条件下微生物氧化分解污水或受污在规定条件下微生物氧化分解污水或受污 染的天然水样中有机物所需要的氧量。染的天然水样中有机物所需要的氧量。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程第一个阶段：有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第一个阶段：有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶阶段：氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。第二阶阶段：氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。化化 学学 性性 指指 标标有有机机性性指指标标生化需氧量生化需氧量（BODBOD）n反映了在有氧的条件下，水中反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物可生物降解的有机物量量的主要污染特性（以的主要污染特性（以mg/Lmg/L为单位）。为单位）。n实际中，常以实际中，常以5d5d作为测定生化需氧量的标准时间作为测定生化需氧量的标准时间,称称5 5日生化需氧量（日生化需氧量（BODBOD5 5）,通常以通常以2020为测定的标为测定的标 准温度。准温度。BODBOD5 5（2020）、）、BODBOD5 5、BODBODnBOD:biological oxygen demandBOD:biological oxygen demandn在规定条件下微生物氧化分解污水或受污在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所需要的染的天然水样中有机物所需要的氧量氧量。第三节第三节 水质与水质指标水质与水质指标生化需氧量（生化需氧量（BODBOD）的缺点：）的缺点：1 1 1 1、工业废水中含有剧毒物质时微生物活动受到、工业废水中含有剧毒物质时微生物活动受到、工业废水中含有剧毒物质时微生物活动受到、工业废水中含有剧毒物质时微生物活动受到 限制，影响有机物的分解。限制，影响有机物的分解。限制，影响有机物的分解。限制，影响有机物的分解。2 2 2 2、只反应可生物降解有机物含量。、只反应可生物降解有机物含量。、只反应可生物降解有机物含量。、只反应可生物降解有机物含量。3 3 3 3、时间较长。、时间较长。、时间较长。、时间较长。化化 学学 性性 指指 标标有有机机性性指指标标化学需氧量（化学需氧量（CODCOD）l表示废水中表示废水中还原性物质还原性物质的量。的量。FCOD=CODCOD=CODB B+COD+CODNB NB CODCODB B=1.72BOD=1.72BOD5 5F氧化剂氧化剂:高锰酸钾高锰酸钾 KMnOKMnO4 4 (称称 CODCODMn Mn 或或OC)OC)重铬酸钾重铬酸钾K K2 2CrCr2 2O O7 7 （称（称 CODCODCrCr)-COD)-COD nCOD:chemical oxygen demandCOD:chemical oxygen demandn用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所 消耗的消耗的氧化剂量氧化剂量折合成氧量（折合成氧量（O O2 2）（）（mg/Lmg/L）。）。例题例题2 2生活污水化学需氧量（生活污水化学需氧量（CODCOD）含量为）含量为450mg/L450mg/L，生化需氧量（，生化需氧量（BODBOD5 5 5 5）为）为250mg/L250mg/L，出水出水COD=65mg/LCOD=65mg/L，BODBOD5 5 5 5=40mg/L,=40mg/L,测试结果表测试结果表明剩余明剩余CODCOD为多少？为多少？化化 学学 性性 指指 标标有有机机性性指指标标总有机碳（总有机碳（TOCTOC）和总需氧量（）和总需氧量（TODTOD）nTOC:total organism carbonTOC:total organism carbonn在在950950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后 测定气体中的测定气体中的COCO2 2含量，从而确定水样中含量，从而确定水样中碳元素碳元素总量。总量。mg(C)/Lmg(C)/Ln测定中应该去除无机碳的含量。测定中应该去除无机碳的含量。nTOD:total oxygen demandTOD:total oxygen demandn在在900900950950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是 有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），有机物，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化物时燃烧氧化成稳定的氧化物时需氧量需氧量。mg(O)/Lmg(O)/L化化 学学 性性 指指 标标无无机机性性指指标标植物营植物营养元素养元素pHpH和碱度和碱度重金属重金属 过多的氮、磷进入天然水体，易导致过多的氮、磷进入天然水体，易导致富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁殖，殖，造成水中溶解氧急剧变化造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。为沼泽和干地。一般要求处理后污水的一般要求处理后污水的pHpH在在6 69 9之之间。当天然水体遭受酸碱污染时，间。当天然水体遭受酸碱污染时，pHpH发发生变化，生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。碱度指水中能与强酸定量作用的物质碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。作为微量金属元素。作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，重金属的主要危害：生物毒性，抑制抑制微生物生长，使蛋白质凝固微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人逐级富集至人体，影响人体健康。体，影响人体健康。生生 物物 性性 指指 标标生活污水生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、：肠道传染病、肝炎病毒、SARSSARS、寄生虫卵等寄生虫卵等制革屠宰等工业废水制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水医院污水：各种病原体：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧来源及来源及危害危害反映了反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度水体有机污染程度和受细菌污染的程度。常以细菌个数常以细菌个数/mL计。计。饮用水：饮用水：100个个/mL 医院排水：医院排水：500个个/mL细菌总数细菌总数可表明水样被可表明水样被粪便污染的程度粪便污染的程度，间接表明，间接表明有肠道病菌存在的可能性。有肠道病菌存在的可能性。常以大肠菌群数常以大肠菌群数/L计。计。饮用水：饮用水：3个个/L 城市排水：城市排水：10000个个/L 游泳池：游泳池：1000个个/L大肠菌群大肠菌群第四节第四节 污染物在水体环境中的迁移与转化污染物在水体环境中的迁移与转化 （水体自净、河流的自净作用）（水体自净、河流的自净作用）污染物在水体环境中的迁移与转化污染物在水体环境中的迁移与转化污染物在水体环境中的迁移与转化污染物在水体环境中的迁移与转化 水体的混合过程：水体的混合过程：水体的混合过程：水体的混合过程：纵向（深度）纵向（深度）纵向（深度）纵向（深度）横向（宽度）横向（宽度）横向（宽度）横向（宽度）多个断面充分混合多个断面充分混合多个断面充分混合多个断面充分混合水体的自净作用F 河流的自净作用河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下是指河水中的污染物质在河水向下 游流动中浓度自然降低的现象。游流动中浓度自然降低的现象。根据净化（悬浮固体、有机物、微生物）机制根据净化（悬浮固体、有机物、微生物）机制 物理净化：物理净化：稀释、扩散、沉淀稀释、扩散、沉淀化学净化：化学净化：氧化、还原、分解氧化、还原、分解生物净化：生物净化：水中微生物对有机物水中微生物对有机物的氧化分解作用的氧化分解作用氧垂曲线氧垂曲线：BODBOD和和DODO变化曲线变化曲线 水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的过程。后又逐步回升的过程。后又逐步回升的过程。后又逐步回升的过程。根根据据污污水水处处理理原原理理物理方法物理方法 格栅、筛网、过滤、沉淀、气浮、离格栅、筛网、过滤、沉淀、气浮、离心分离、膜分离等心分离、膜分离等化学方法化学方法 混凝、中和、化学沉淀、氧化还原、混凝、中和、化学沉淀、氧化还原、消毒、电解消毒、电解物理化学物理化学 吸附、萃取、离子交换、吸附、萃取、离子交换、膜析法膜析法生物处理生物处理好氧（生物膜法、活性污泥法）厌氧好氧（生物膜法、活性污泥法）厌氧好氧（生物膜法、活性污泥法）厌氧好氧（生物膜法、活性污泥法）厌氧