环境与可持续发展3环境保护的主要途径2

第三章环境保护的主要途径石锦芹浙江工商大学食品与生物工程学院2019/9/142目录第1节环境保护的法制建设第2节环境保护技术2.1水污染综合防治2.2大气污染综合防治2.3固体废弃物污染综合防治第3节生态环境保护第4节环境管理的经济手段（自学）2019/9/143污染控制技术的阶段分类根据在生产（生活）过程中不同阶段应用的技术分为：前处理技术：生产前的控制技术，主要是研究人类生产（生活）活动可能造成的环境破坏问题，预先将可能的破坏因素剔除。过程控制技术：对人类生产（生活）活动过程中产生的不利于环境的因素加以控制。转化或综合利用的技术。后处理技术：研究废弃物或有害物以及包含有这些物质的载体在排放到环境前，对它们进行无害化处理或降低它们的危害程度，以达到环境自净程度的技术。全过程控制技术：对生产原料处理、生产工艺过程及产品的最小（或没有）污染、最大节省能源和资源、最低无害化、最好的综合利用的技术。2019/9/1442.1水污染综合防治一、水污染的防治对策二、废水处理的基本方法物理处理法化学处理法生物处理法识记：废水处理的物理、化学、生物学方法的概念、类型2019/9/1451、工业水污染的防治对策宏观性控制政策：合理进行工业布局技术性控制对策：推行清洁生产以节水减污提高工业用水重复利用率实行污染物排放总量控制制度促进工业废水与城市生活污水的集中处理管理性控制对策：完善废水排放标准和相关的水污染控制法规和条例，加大执法力度，严格限制废水的超标排放。2019/9/1462、城市水污染防治对策将水污染防治纳入城市的总体规划城市废水的防治应遵循集中与分散相结合的原则在缺水地区应积极将城市水污染的防治与城市废水资源化相结合加强城市地表和地下水源的保护大力开发低耗高效废水处理与回用技术2019/9/1473、农村水污染防治对策发展节水型农业合理利用化肥和农药加强对畜禽排泄物、乡镇企业废水及村镇生活污水的有效处理2019/9/148隔栅和筛网隔栅：设在废水处理构筑物前，或泵站集水池进口处的渠道中，用以拦截水中粗大的悬浮物及其他杂质，以防以免堵塞水泵及处理构筑物的管道。筛网则用于去除较细小的悬浮物如棉布毛、化学纤维、纸浆纤维、禽羽兽毛、藻类等。调节池：调节水量和均匀水质(废水的浓度、酸碱度、温度等)，以保证污水处理设施的正常运行。2019/9/149沉淀法悬浮颗粒在重力作用下，从水中分离的过程称为沉淀。实现悬浮颗粒与水分离的构筑物或设备称为沉淀池。(1)当悬浮物密度大于水时，悬浮物下沉与水分离。——沉淀(2)当悬浮物密度小于水时，悬浮物上浮与水分离。——上浮沉砂池沉淀池2019/9/1410(1)自由沉淀水中悬浮物颗粒浓度低，呈离散状态；互不干扰，各自完成沉淀过程。颗粒在下沉过程中的形状、尺寸、密度、不发生变化。例如：沉砂池根据悬浮颗粒的性质及其浓度的高低，沉淀可分为四种类型：2019/9/1411(2)絮凝沉淀水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性能。在沉淀过程中互相碰撞发生凝聚，其粒径和质量均随沉淀距离增加而增大，沉淀速度加快。例如：二沉池；混凝沉淀。2019/9/1412(3)拥挤沉淀(分层沉淀)水中悬浮物浓度较高，颗粒下沉受到周围其它颗粒的干扰，沉速降低，颗粒碰撞互相“凝聚”而共同下沉，形成一明显的泥、水界面。沉淀过程实质是泥、水界面下降的过程，沉淀速度为界面下降速度。如：二沉池的上部；污泥浓缩池上部。《动画》2019/9/1413(4)压缩沉淀当悬浮物浓度很高、颗粒互相接触、互相支承，在上层颗粒的重力作用下将下层颗粒间的水挤出，使颗粒群浓缩。例如：二沉池污泥斗;浓缩池底部。2019/9/1414气浮法分离密度接近或小于水的细小颗粒将空气以微小气泡()形式通入水中，微小气泡与水中悬浮的颗粒粘附，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附上气泡后，密度小于水即上浮水面，从水中分离出去，形成浮渣层。气浮法的条件：1）向水中提供足够数量的细微气泡，尺寸为15～30m最为合适；2）废水中的污染物质能形成悬浮状态；3）气泡与悬浮的物质产生黏附作用；4）污染物质为疏水性物质。2019/9/1415废水化学处理法是通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元有混凝、中和、氧化还原等；以传质作用为基础的处理单元有萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。2019/9/1416中和法中和法是利用碱性药剂或酸性药剂将废水从酸性或碱性调整到中性附近的一类处理方法。废水排放标准pH6-9废水中含有酸（硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸、草酸、柠檬酸等）或碱（氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、胺类等）废酸液：酸含量大于3-5%废碱液：碱含量大于1-3%回收利用2019/9/1417混凝法是指在混凝剂的作用下，使废水中的胶体(粒径在0.1m～1nm)和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。“混凝”是凝聚和絮凝的总称（即混合和反应）混凝剂：高分子物质(聚丙烯酰铵PAM、甲壳素等)，无机铝盐和铁盐如明矾、聚合氯化铝、硫酸铁等。胶体失去稳定性的过程脱稳胶体相互聚集2019/9/1418氧化还原法利用废水中的污染物在化学反应过程中能被氧化或还原的性质，将它转变成无毒或微毒的，或易于从水中分离出来的新物质，从而将其从废水中除去的方法。常用氧化剂——空气、臭氧、氯气、次氯酸钠及漂白粉；空气（及纯氧）氧化法：含硫（Ⅱ）废水处理氯氧化法：处理含氰废水，除酚，脱色。高锰酸盐氧化法：去除废水中酚、H2S、CN-等；在给水处理中，可用于消灭藻类、除臭、除味、除铁（Ⅱ）、除锰（Ⅱ）等。常用还原剂——硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硼氢化钠、水合肼及铁屑等。硫酸亚铁—石灰法除铬，向含六价铬废水中加入硫酸亚铁还原剂后，六价铬被还原为三价铬，再加入石灰，即形成氢氧化铬沉淀，与废水分离。2019/9/1419化学沉淀法向废水中投入化学药剂使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应，形成难溶盐沉淀下来，从而降低废水中溶解性污染物浓度。用于水质处理中的软化过程，也常用于工业废水处理，以去除重金属和氰化物。投入废水中的化学药剂称为沉淀剂，常用的有石灰、硫化物和钡盐等。根据沉淀剂的不同，可分为：①氢氧化物沉淀法，即中和沉淀法，是从废水中除去重金属有效而经济的方法；②硫化物沉淀法，能更有效地处理含金属废水，特别是经氢氧化物沉淀法处理仍不能达到排放标准的含汞、含镉废水；③钡盐沉淀法，常用于电镀含铬废水的处理。2019/9/1420吸附法利用多孔性固体物质吸附废水中某种或几种污染物（称为吸附质），以回收或去除某些污染物，从而使废水得到净化的方法。吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。物理吸附、化学吸附和离子交换性吸附。吸附法操作分三步：①废水和固体吸附剂接触，废水的污染物被吸附剂吸附；②将吸附有污染物的吸附剂与废水分离；③吸附剂的再生或更新。吸附剂有活性炭与大孔吸附树脂等。炉渣、焦炭、硅藻土、褐煤、泥煤、粘土等均为廉价吸附剂，吸收容量小效率低。2019/9/1421离子交换法借助于离子交换剂中的交换离子同废水中的离子进行交换而去除废水中有害离子。交换过程：①被处理溶液中的某离子迁移到附着在离子交换剂颗粒表面的液膜中；②该离子通过液膜扩散（简称膜扩散）进入颗粒中，并在颗粒的孔道中扩散而到达离子交换剂的交换基团的部位上（简称颗粒内扩散）；③该离子同离子交换剂上的离子进行交换；④被交换下来的离子沿相反途径转移到被处理的溶液中。2019/9/1422膜分离半透膜：可使溶液中一种或几种成分不能通过，而其他成分可以通过的膜，即为半透膜。膜分离利用半透膜的选择性透过能力，使废水中的颗粒、分子或离子与水分离。电渗析、微滤、超滤、反渗透等。2019/9/1423废水的生物处理是通过微生物的新陈代谢作用，将废水中的有机物的一部分转化为微生物的细胞物质，另一部分转化为比较稳定的化学物质（无机物或简单有机物）的方法。2019/9/1424生物处理方法分类2019/9/1425好氧生物处理作用机理：废水的好氧处理是在提供游离氧的前提下，以好氧微生物为主，使有机物降解的方法。特点：反应速度快，所需反应时间短，在反应过程中基本没有什么臭气，较卫生。有机物＋氧＋微生物代谢作用合成新微生物CO2H2ONH3SO42-PO43-＋能量2019/9/1426对废水水质的要求1.溶解氧：0.3～2mg/L。2.pH值：在6～9之间。3.水温：20℃～40℃最合适。4.微生物生长必须的营养：碳、氮、磷、硫以及微量的钾、钙、镁、铁等和维生素。5.毒性物质：多数重金属如锌、铜、铅、铬等均含毒性，不利于微生物的成活。如逐步提高有毒物质的浓度，有可能在一定程度上使其适应新环境，而提高处理效率。6.进水有机物的浓度：进水BOD5浓度一般在100～600mg/L。7.废水的可生化性：废水的可生化性一般用BOD5/COD值表示。当BOD5/COD＞0.5，采用生物处理效果明显；BOD5/COD＜0.4，则不宜采用生物法处理。2019/9/1427主要方法活性污泥法：水体自净的人工化，微生物群体在曝气池内呈悬浮状，又悬浮生长法氧化沟SBR法接触氧化法生物膜法：土壤自净的人工化，微生物群体附着于其他物体表面呈膜状，又固定生长法生物转盘普通生物滤池生物接触氧化池2019/9/1428厌氧生物处理法利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物的技术。又称厌氧生化处理法或厌氧消化法。处理对象：有机物含量大大高于城市污水，包括高浓度有机工业废水、城镇污水的污泥、动植物残体及粪便、屠宰场和发酵工业生产污水等。主要产物是以甲烷为主的沼气。2019/9/1429厌氧生物处理是一个复杂的微生物化学过程，主要依靠水解产酸细菌、产氢产乙酸菌和甲烷细菌的联合作用完成。因此将厌氧消化过程分为三个阶段：复杂有机物高级有机酸H2乙酸CH476%4%20%24%52%28%72%水解酸化产氢产乙酸产甲烷厌氧消化的原理2019/9/1430自然生物处理法利用自然条件下生长、繁殖的微生物处理废水的技术。如稳定塘和土地处理法。2019/9/14311.用作肥料和改良土壤2.其它用途，如从工业废水泥渣中可以回收工业原料等。水泥渣肥料污泥的利用2019/9/1432废水资源化城市回用：风景景观用水，市政建筑，绿地灌溉，其他杂用工业回用：冷却用水，工艺用水，锅炉补给水农林牧渔业用水：灌溉。对水质的要求为：不传染疾病，确保卫生健康；不破坏土壤结构和性能；不使土壤中重金属和有害物质的积累超过有害水平；不危害作物生长；不污染地下水。地下水回灌2019/9/1433废水处理的一般工艺流程根据不同处理程度，废水处理系统分为：一级处理主要解决悬浮固体、胶体、悬浮油类等污染物的分离，多采用物理法。悬浮物和有机物去除率只有50-70%和25%左右，一般达不到排放要求，主要工艺是沉淀池。二级处理主要解决可分解或氧化的呈胶状或溶解状的有机污染物去除问题，多采用生物化学处理法。二级处理后一般可达到排放标准，但可能会残存有微生物以及不能降解的有机物和氮、磷等无机盐类，它们数量不多，对水体的危害不大。主要工艺有活性污泥法、生物膜法等。三级处理(深度处理、高级处理)主要处理难以分解的有机物和溶液中的无机物等污染物，使处理后的水质达到工业用水和生活用水的标准。主要工艺有生物除氮脱磷、混凝沉淀、过滤、吸附等。2019/9/1434污水进入格栅井去除大颗粒悬浮物及飘浮物后，流入调节池调节水量、均匀水质。反应池中加入各种药剂将废水的金属离子转化成沉淀物同时调节pH值。斜管沉淀池将反应池中生成的沉淀物质和水中的大部分悬浮物沉淀去除。高效气浮池里设置一节混合池，投加微量活性絮凝剂，将废水、污水中可溶性有机物解析为不溶