搜索
华侨大学土木工程学院2010年水污染与控制第二章主要内容§2-1水环境概述§2-2我国的水环境问题§2-3污水处理技术概述§2-4污泥处理§2-1水环境概述水资源水体污染水体自净废水排放标准建设节水型社会一、水资源1、水体的定义地球表面的海洋、湖泊、河流、水库、沼泽、冰川以及地下水统称为水体。2、水资源广义:地球水圈中的一切水体及一切形态的水狭义:直接能被人们取用的水水资源分布全球总贮水量估计为13.9亿立方千米其中淡水总量仅为0.36亿立方干米除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%海洋97.41%2.59%冰帽和冰河1.984%地下水0.592%生物体0.0001%冰流0.0001%大气中的水蒸气0.001%土壤含水0.005%水的自然循环示意图水的社会循环示意图工业自然水体取水与供水不同用户污水处理农业生活地下径流给水系统排水系统单向线性的社会水循环地表地下径流-枯水季节干涸全国可开采水资源总量8000~9500亿m3/a城镇污水污水厂用户大部分直接排放58%已开采/取水供水不合理的城市取水模式自然河流自然水体中游城市下游河段受污染、断流、无法作城市集中水源上游城市从上游修建长距离人工引水渠大坝河流丧失生命下游城市排水从上游修建长距离人工引水渠反馈封闭性的社会水循环地表地下径流-城镇污水污水厂用户节制开采取水供水再生供水系统排放新的城市取水模式湖自然河流自然水体中游城市河流上中下游共享良好水资源上游城市保障河流生态基流，维持良好生态系统再生水再生水下游城市再生水水资源短缺；水资源污染自然条件的影响城市与工业区集中发展水体污染用水浪费不合理地开发利用水土资源从1993年起，每年的3月22日定为世界水日3、水资源危机2、水体污染源工业废水生活污水农业排水交通运输工业废渣和城市垃圾二、水体污染1、什么是水体污染？水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生物等特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象。3、水体中的主要污染物及其危害①需氧污染物：危害:排放到水体中,会消耗水中的氧气,可造成溶解氧的大量减少,影响鱼类、水生生物的生长发育，甚至威胁生命。当溶解氧耗尽后，污染物会进行厌氧分解，产生H2S、NH3、醇类等物质，不但味道难闻，而且水颜色变黑。二、水体污染一般用COD、BOD、BOD5、TOD指标来表示耗氧有机物的含量COD：即化学需氧量，指用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需的氧量，以每升水消耗氧的毫克数表示。BOD：即生物化学需氧量，简称生化需氧量，表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的氧数量。TOD：当有机物在高温氧化燃烧时，C、H、N、S分别被氧化为CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量（TOD）。滇池的富营养化②营养性污染物危害：富营养化藻类大量繁殖→消耗水中的溶解氧→导致鱼类或其他生物大量死亡→水质恶化3、水体中的主要污染物及其危害水体发生富营养化③有毒污染物无机有毒物质：金属毒物：汞、铬、铅、镉、锌、铜非金属毒物：砷、氟、硫、氰化物等有机有毒物质：酚类化合物、多氯联苯、有机农药(有机氯、有机磷等）放射性物质：核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等排出3、水体中的主要污染物及其危害日本富山骨痛病事件19世纪80年代，日本富山县的神冈矿山实现现代化经营，成为从事铅、锌矿的开采、精炼及硫酸生产的大型矿山企业。然而在采矿过程及堆积的矿渣中产生的含有镉等重金属的废水却直接长期流入周围的环境中，在当地的水田土壤、河流底泥中产生了镉等重金属的沉淀堆积。镉通过稻米进入人体，首先引起肾脏障碍，逐渐导致软骨症，在妇女妊娠、哺乳、内分泌不协调、营养性钙不足等诱发原因存在的情况下，使妇女得上一种浑身剧烈疼痛的病，叫痛痛病，也叫骨痛病，重者全身多处骨折，在痛苦中死亡。从1931年到1968年，神通川平原地区被确诊患此病的人数为258人，其中死亡128人，至1977年12月又死亡79人。氰化钠泄漏事故2001年１１月１日上午，洛阳第二运输公司司机郭某驾驶载重１０吨（核定载重量是５吨）的储液罐车，从偃师某化工厂驶出，１４时３０分左右，行至兴华乡窑子头村时，汽车在沿河而走的狭窄的土路上颠覆。土路的旁边，是山上汇集到沟底的常年不息的小溪。剧毒液体沿着河道，可以让几百万人立即毙命的含量３０％的氰化钠沿着溪流，向北洛河流域流去，它们的下面，是黄河和郑州。１７时许，几个在山涧放牧的农民突然发现，几头安详地在饮用溪水的牛羊，立刻倒地死亡。“氰化钠污染”事件图为救灾现场喝了含砷的地表水而中毒的孩子日本米糠油事件1968年日本九州爱知县一个食用油厂在生产米糠油时，因管理不善，操作失误，致使米糠油中混入了在脱臭工艺中使用的热载体多氯联苯，造成食物油污染。由于当时把被污染了的米糠油中的黑油用去做鸡饲料，造成了九州、四国等地区的几十万只鸡中毒死亡的事件。随后九州大学附属医院陆续发现了因食用被多氯联苯污染的食物而得病的人。病人初期症状是皮疹、指甲发黑、皮肤色素沉着、眼结膜充血，后期症状转为肝功能下降、全身肌肉疼痛等，重者会发生急性肝坏死、肝昏迷，以至死亡。1978年，确诊患者人数累计达1684人。关于农药危害的链接★DDT是功臣还是灾难？★雷切尔.卡逊和《寂静的春天》④油类污染物使水和水生生物带有强烈的异味,水体失去使用价值.危害:一些油类物质属于难降解物质,通过食物链转入人体引起癌症.大片油膜覆盖在海洋、湖泊水体表面,阻碍海水的蒸发,干扰大气、海洋的水分循环和热交换。油膜影响氧气进入水体，破坏了水体的复氧条件，使好氧大于复氧，水中的溶解氧逐渐减少,导致鱼类、其他水生生物的死亡。油类附着在动植物体表，影响动植物的养分吸收和体内废物的排出。油污染还破坏了海滩修养地、风景区的景观。3、水体中的主要污染物及其危害艰难“行走”在石油污染的水体中海洋油污染海洋石油污染⑤酸碱污染物危害：污染引起水体pH值的变化，抑制一些微生物的生长，破坏水体的自净能力、缓冲能力，使水质恶化。用污染的水灌溉，造成土壤酸化、盐碱化。酸性废水对金属、混凝土材料有一定的腐蚀性。3、水体中的主要污染物及其危害⑥生物污染物主要指废水中的致病性微生物以及其他有害的生物体，包括致病细菌、病毒和寄生虫以及水草、藻类、铁菌等。来源：来自于生活污水、医院污水和屠宰厂、肉类加工厂、制革厂等废水。危害：引起各种疾病的传播3、水体中的主要污染物及其危害⑦感官性污染物⑧热污染危害：导致水中溶解氧减少，造成鱼类和水生生物的死亡。加快藻类繁殖，从而加快水体的富营养化过程。加快水体中的化学反应速度，使离子浓度、电导率、腐蚀性发生变化，可导致对管道、容器的腐蚀。加快水中细菌的生长繁殖，增加后续水处理的费用。3、水体中的主要污染物及其危害⑨固体污染物固体污染物质在水中以三种状态存在：溶解态、胶体态、悬浮态在水质分析中，固体污染物分为两类：悬浮物固体（SS）、溶解性固体（DS）总固体（TS）危害：影响水体的外观，增加水体的混浊度，妨碍水生生物的生长；堵塞河道，影响渔业生产；堵塞废水处理管道、泵体和设备的工作。3、水体中的主要污染物及其危害4、水质指标水质指标一般分为三类：物理性水质指标、化学性水质指标和生物学水质指标物理性水质指标：温度、色度、嗅和味、固体物质化学性水质指标：有机物的化学性指标：生化需氧量（BOD）、化学需氧量(COD)、总需氧量(TOD)、溶解氧(DO)无机物的化学性指标：植物营养元素（N、P）含量、pH、有毒物质生物学水质指标：细菌总数、大肠菌群二、水体污染三、水体自净1、什么是水体自净？2、水体自净过程的机制物理作用：稀释混合、沉淀、吸附凝聚化学作用：分解与化合、氧化与还原、酸碱反应生物作用：生物降解作用----氧垂曲线生物富集作用：金鱼藻----能从水中选择吸收砷水葱--------能从水中选择吸收酚凤眼莲-----能从水中选择吸收锌历时（流程）洁净段降质污染段恢复段又复洁净DOBODBODBODDO又复饱和DO污水源口BOD,DO含量O21、污染物的分类标准第一类污染物：汞、镉、铬、铅、镍、铍、苯并芘、放射性等第二类污染物:溶解氧、生化需氧量、悬浮固体、pH、大肠菌和各种有毒有害物质，共有三级标准，其中一级标准要求最严。2、受纳水体的分类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。四、废水排放标准《污水综合排放标准》3、废水排放标准分级Ⅰ、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。排入Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外）的污水，执行一级标准。排入Ⅳ、Ⅴ类水域的污水，执行二级标准。排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，分别执行以上两条的规定。四、废水排放标准一级标准二级标准三级标准新扩改现有新扩改现有1PH值6-96-96-96-96-92色度508080100-3悬浮物701002002504004生化需氧量306060803005化学需氧量1001501502005006石油类10151020307动植物油203020401008挥发性酚0.51.00.51.02.09氰化物0.50.50.50.51.0表2第二类污染物最高允许排放浓度表1第一类污物最高允许排放浓度污染物最高允许排放浓度１总汞0.05２烷基汞不得检出３总镉0.1４总铬1.5５六价铬0.5６总砷0.5７总铅1.0８总镍1.0９苯并芘0.00003四、废水排放标准4、《污水综合排放标准》五、建设节水型社会我国政府针对水资源问题提出了“坚持开源节流并重，把节水放在突出位置”的战略思想。并在2003年，国务院提出了“全面推进节水型社会建设，大力提高水资源利用效率”，这是解决我国水资源紧缺的最有效的战略措施。节水型社会建设的总体思路是：到2010年，初步建立起节水型社会的法律、行政、经济技术政策、宣传教育体系；水资源利用效率和效益明显提高，万元GDP用水量年均降低6％以上，力争农业灌溉用水实现零增长，工业用水量年均增长率不超过1％。到2020年，将初步建成与全面小康社会相适应的节水型社会。节水制度和水资源配置工程体系基本完善；全社会形成自觉节水的风尚和合理的用水方式；在维系良好生态系统的基础上实现水资源的供需平衡，力争实现经济社会发展用水零增长。五、建设节水型社会当前节水技术的重点工作有推进城市节水工作：重视节水宣传；积极推进节水产品研发与推广；改造供水管网，降低管网漏失率；推动公共建筑、住宅小区节水和中水回用设施建设，推进污水处理及再生工作；合理调整用水价格推进农业节水：改造农村灌溉系统，推广节水灌溉设备；在丘陵、山区和干旱地区开展雨水积蓄利用，发展旱作节水农业，扩大节水作物品种和种植面积。推进节水技术改造和海水利用：推进高耗水行业节水技术改造、矿井水资源化利用。推进沿海缺水城市海水淡化和海水直接利用。加强地下水资源管理：严格控制超采、滥采地下水。防治水污染，缓解水质性缺水。§2-2我国的水环境问题我国的水资源问题我国的水污染问题一、我国的水资源问题我国的水资源概况案例：水资源短缺——黄河断流我国水资源的主要问题1、我国的水资源概况我国的水资源总量为2.8万亿m3---居世界第六位。按人口平均只有2200m3/人---不足世界平均水平的1/4。目前，全国661座城市中---有400多个城市缺水，占60%多，110个城市严重缺水，年缺水量达到60多亿m3。32个百万人口以上的特大城市中---有30个长期受缺水的困扰。14个沿海开放城市