環(huán)境工程概論第3章水污染及其控制工程課件

1、主要學習內容（32學時）章節(jié)安排12346總論（3） 環(huán)境生態(tài)學基礎（3）水污染及其控制工程（8）物理性污染及其控制（4）大氣污染過程及其控制工程（6）5固體廢物處理及其應用（2）7環(huán)境質量評價及環(huán)境管理（4）8清潔生產（2）第三章水污染及其控制工程 第一節(jié) 水污染問題第二節(jié) 水體污染過程及自凈第三節(jié) 水污染控制技術方法第一節(jié) 水污染問題一、概述二、水體主要污染源三、水體主要污染物四、水質指標與水質標準興趣是最好的老師1什么是水體污染？2、水體污染源有哪些？各自有何特點？3、石油化學工業(yè)污水中主要污染物有哪些？4、一般水體污染物有哪幾大類？5、什么是需氧污染物？其具體指標有哪些？分別說明其含義

2、。6、我國環(huán)境標準體系分哪兩類？7、地表水水域功能區(qū)分幾類、水質標準分幾類、標準如何執(zhí)行？8、污水綜合排放標準中將排放的污染物按其性質及控制方式可分為幾類？相應的排放口應如何設置？一、 概 述 1、水循環(huán)海洋、湖泊、河流、冰川；大氣水、地下水、土壤水；生物水形成了不連續(xù)的水圈。水的自然循環(huán)：水由液氣液態(tài)（固）的變化，在海洋、大氣和陸地之間循環(huán)。水的社會循環(huán)：人類社會需求形成的局部循環(huán)體系（取用天然水體廢水排入水體）。 表現(xiàn)人類與自然的矛盾：廢水中有害物質污染天然水體，又影響人類用水。 對水污染進行控制。2、水資源世界水資源：海水：97.2，覆蓋地球表面70.8，不宜被人類直接使用。淡水：人類活

3、動必需，有限，占總水量2.53%，其中34冰川。易開發(fā) 利用0.3。世界陸地可更新水資源量占全球總水量0.34。2000年人均占有0.73萬m3。利用水量1/5，美國利用率17.6，中國17.8。 表3-1 地球上水資源的分布我國水資源：總量：28124.4億m3。降水量60000億m3，占全球陸地總降水量的5，世界第三位。地表徑流27115億m3，世界第六位。人均年徑流量，2400m3/年，世界人均的1/4，第88位，相當貧乏。特點：(1)地區(qū)分布不平衡：東南多、西北少。國土面積53東南沿海，占全國水資源93，西北7。(2)時程分配不均勻：降水集中69月份，占年總降水70。(3)水土資源組合

4、不相適應：東北、西北，黃淮流域的水資源占全國的17%，但土地占65%；長江以南的水資源占全國的83%，土地占35%。 第一章 緒 論第一節(jié) 水資源與水循環(huán)第二節(jié) 水的性質第三節(jié) 水體污染與自凈第四節(jié) 污水處理技術耕地面積徑流量南北方水資源比較廣州上海北京哈爾濱降水量的月份分配降水量的年際變化跨流域調水路線示意圖引黃濟青中線方案東線方案西線方案西線方案引灤入唐引灤入津 坎兒井主要由豎井和暗渠組成。圖中環(huán)狀土堆即為豎井問 題對 策季節(jié)和年際變化大空間分布不均勻地下水資源枯竭水體污染浪費現(xiàn)象嚴重建立蓄水工程植樹種草跨流域引水工業(yè)循環(huán)用水改進灌溉方式防治水污染合理開采、雨季回灌城市推廣節(jié)水水資源開發(fā)利

5、用中存在的主要問題水體污染：廢水排放大，80以上未經處理。 2001年，80河段為劣類，僅能灌溉；東海發(fā)生28次紅潮。水源枯竭：城市地下水位下降，水源嚴重不足。生態(tài)環(huán)境惡化：人類超強度開發(fā)水文系統(tǒng)，江河斷流、水質污染、水土流失、湖泊萎縮、水質咸化、土地退化、沙漠化、地面沉陷、陸地水生生態(tài)環(huán)境破壞。水體污染未經處理的高濃度生產廢水桶中為被污染的井水二、 水體的主要污染源 水體污染：排入水體的廢物水生生態(tài)系統(tǒng)自凈容量 水體的五級污染程度： 一級：水質良好，符合飲用水、漁業(yè)用水水質標準。二級：輕度污染，符合地面水水質衛(wèi)生標準，漁業(yè)用水，處理后可為飲用水。三級：污染較嚴重，但可以作為農業(yè)灌溉用水。四級

6、：水質受到嚴重污染，水體中的水幾乎無使用價值。五級：水質受到嚴重污染，水質已超過工業(yè)廢水最高允許排放濃度標準。 水體污染源：向水體釋放污染物的來源或場所。1.生活污水： 糞便水、洗浴水、洗滌水、沖洗水等。多含有機物，易生化降解。 特點：N、P、S高；纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質、尿素，易產生惡臭的物質；細菌、病原菌、病毒，易使人傳染上各種疾病；洗滌劑，廢水呈弱堿性，對人體有一定危害。2.工業(yè)廢水特點：排放量大，污染范圍廣，排放方式復雜。污染物種類繁多，濃度波動大。污染物質毒性強，危害大。刺激性、腐蝕性；耗氧有機物多；N、P、K等造成水體富營養(yǎng)化；懸浮物含量很高，為生活廢水的10倍。污染物排

7、放后遷移規(guī)律差異大。污染物性質差別大，遷移變化規(guī)律不相同。恢復比較困難。水體一旦受污染，恢復到原來狀態(tài)需要相當長的時間。 工業(yè)廢水主要有下列來源：（1）采礦及選礦廢水各種金屬礦、非金屬礦、煤礦開采過程中產生的礦坑廢水，主要含有各種礦物質懸浮物和有關金屬溶解離子。（2）金屬冶煉廢水煉鐵、煉鋼、軋鋼等過程的冷卻水及沖澆鑄件、軋件的水污染性不大；洗滌水是污染物質最多的廢水，如除塵、凈化煙氣的廢水常含大量的懸浮物，需經沉淀后方可循環(huán)利用，但酸性廢水及含重金屬離子的水有污染。（3）煉焦煤氣廢水焦化廠、城市煤氣廠等在煉焦與煤氣發(fā)生過程中產生嚴重污染的廢水，含有大量酚、氨、硫化物、氰化物、焦油等雜質，可產生

8、多方面的污染效應。（4）機械加工廢水主要含有潤滑油、樹脂等雜質，還含有各種金屬離子如鉻、鋅以及氰化物等，他們都是劇毒性的。電鍍廢水的涉及面很廣，且污染性大，是重點控制的工業(yè)廢水之一。（5）石油工業(yè)廢水主要包括石油開采廢水、煉油廢水和石油化工廢水三個方面。油田開采出的原油在脫水處理過程中排出含油廢水，這種廢水中還含有大量溶解鹽類，其具體成分與含油地層地質條件有關。煉油廠排出的廢水主要是含油廢水、含硫廢水和含堿廢水。含油廢水是煉油廠最大量的一種廢水，主要含石油，并含有一定量的酚、丙酮、芳烴等；含硫廢水具有強烈的惡臭，對設備具有腐蝕性；含堿廢水主要含氫氧化鈉，并常夾帶大量油和相當量的酚和硫，pH可達

9、1114。石油化工廢水成分復雜。裂解過程的廢水基本上與煉油廢水相同，除含油外還可能有某些中間產物混入，有時還含有氰化物。由于產品種類多且工藝過程各不相同，廢水成分極為復雜?？偟奶攸c是懸浮物少，溶解性或乳濁性有機物多，常含有油分和有毒物質，有時還含有硫化物和酚等雜質。（6）化工廢水化學工業(yè)包括有機化工和無機化工兩大類，化工產品多種多樣，成分復雜，排出的廢水也多種多樣。多數(shù)有劇毒，不易凈化，在生物體內有一定的積累作用，在水體中具有明顯的耗氧性質，易使水質惡化。無機化工廢水包括從無機礦物制取酸、堿、鹽類基本化工原料的工業(yè)，這類生產中主要是冷卻用水，排出的廢水中含酸、堿、大量的鹽類和懸浮物，有時還含硫

10、化物和有毒物質。有機化工廢水則成分多樣，包括合成橡膠、合成塑料、人造纖維、合成染料、油漆涂料、制藥等過程中排放的廢水，具有強烈耗氧的性質，毒性較強，且由于多數(shù)是人工會成的有機化合物，因此污染性很強，不易分解。（7）造紙廢水造紙工業(yè)使用木材、稻草、蘆葦、破布等為原料，經高溫高壓蒸煮而分離出纖維素，制成紙漿。在生產過程中，最后排出原料中的非纖維素部分成為造紙黑液。黑液中含有木質素、纖維素、揮發(fā)性有機酸等，有臭味，污染性很強。（8）紡織印染廢水紡織廢水主要是原料蒸煮、漂洗、漂白、上漿等過程中產生的含天然雜質、脂肪以及淀粉等有機物的廢水。印染廢水是洗染、印花、上漿等多道工序中產生的，含有大量染料、淀粉

11、、纖維素、木質素、洗滌劑等有機物，以及堿、硫化物、各類鹽類等無機物，污染性很強。（9）皮毛加工及制革廢水主要包括皮毛和皮革的清整等加工過程，經浸泡、脫毛、清理等預備工序排出的廢水，富含丹寧酸和鉻鹽，有很高的耗氧性，是污染性很強的工業(yè)廢水之一。（10）食品工業(yè)廢水食品工業(yè)的內容極其復雜，包括制糖、釀造、肉類、乳品加工等生產過程，所排出的廢水都含有機物，具有強的耗氧性，且有大量懸浮物隨廢水排出。動物性食品加工排出的廢水中還含有動物排泄物、血液、皮毛、油脂等，并可能含有病菌，因此耗氧量很高，比植物性食品加工排放的廢水的污染性高得多。一些工業(yè)廢水中所含的主要污染物如表6-2 所示。表3-2 一些工業(yè)廢

12、水中的主要污染物工業(yè)部門廢水中主要污染物化學工業(yè)各種鹽類、Hg、As、Cd、氰化物、苯類、酚類、醛類、醇類、油類、多環(huán)芳香烴化合物等石油化學工業(yè)油類、有機物、硫化物有色金屬冶煉酸、重金屬Cu、Pb、Zn、Hg、Cd、As等鋼鐵工業(yè)酚、氰化物、多環(huán)芳香烴化合物、油、酸紡織印染工業(yè)染料、酸、堿、硫化物、各種纖維素懸浮物制革工業(yè)鉻、硫化物、鹽、硫酸、有機物造紙工業(yè)堿、木質素、酸、懸浮物等采礦工業(yè)重金屬、酸、懸浮物等火力發(fā)電冷卻水的熱污染、懸浮物核電站放射性物質、熱污染建材工業(yè)懸浮物食品加工工業(yè)有機物、細菌、病毒機械制造工業(yè)酸、重金屬Cr、Cd、Ni、Cu、Zn等,油類電子及儀器儀表工業(yè)酸、重金屬3.

13、農業(yè)生產廢水 牲畜飼養(yǎng)、食品加工、含農藥、化肥的廢水。 特點：生化需氧量高：有機質、植物營養(yǎng)物質、病原微生物含量高?；?、農藥含量高：85均可進入水體，有機氯農藥半衰期為15年。 三、 水體主要污染物 1.固體污染物。溶解態(tài)、膠體態(tài)、懸浮態(tài)。2.生物污染物。病毒、病菌、寄生蟲卵、藻類。3.需氧有機污染物。轉化過程需要消耗氧。4.富營性污染物。N、P、K、S等。富營養(yǎng)化。5.感官污染物。渾濁、泡沫、惡臭。6.酸、堿、鹽類污染物。工業(yè)廢水、酸雨。7.有毒污染物。12000種, 無機毒物、有機毒物、放射性物質。8.油類污染物。礦物油、動植物油。9.熱污染。廢水溫度過高。 四、 水質與水質標準 水質指

14、標衡量水質的好壞。第一類，物理性：感官。溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度。其他?？偣腆w、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導率、電阻率。第二類，化學性：一般指標：pH值、硬度、各種陰、陽離子、總含鹽量、有機物。有毒。重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、各種農藥。氧平衡。溶解氧(DO)，化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、總需氧量(TOD)。第三類，生物性：細菌總數(shù)、總大腸菌群數(shù)、各種病原細菌、病毒。 常用水質指標 簡介（1）pH值。污水酸堿性大小。 天然水pH69。生活污水一般呈弱堿性，某些工業(yè)廢水pH值偏離中性很遠。（2）懸浮固體(簡稱SSSuspended Solids)。水中呈懸浮狀態(tài)固體

15、物質，mgL。 揮發(fā)性懸浮物高溫下(600)，懸浮物灼燒失去的重量。表示有機物含量。 固定性懸浮物灼燒后殘留的懸浮物的重量。代表懸浮物中無機物的含量。 （3）有機污染物。C、H、O、N、S組成。在水中不穩(wěn)定，微生物分解無機物。 需氧有機物通過生化過程或化學作用消耗水中溶解氧的物質。 微生物分解有機物，氧化反應，消耗水中O2。當消耗大氣補充，水質惡化。當溶解氧很少時，有機物進行厭氧分解，產生H2S、CH4、NH3，臭氣、水變黑。 生化需氧量BOD（Biochemical Oxygen Demanded） 有氧條件下，20時，微生物分解可降解有機物所需溶解氧量(mg/L)。 BOD需氧有機物。 綜

16、合水質指標：用水中溶解氧的減少量，間接表示有機物濃度。有機物分解過程：BOD BODu + NODu第一階段(碳化階段BODu)：有機物無機的CO2、H2O和NH3。第二階段(硝化階段NODu)：NH3（硝化菌作用）亞硝酸根、硝酸根 ( 在第一階段有機物已基本無機化了，作為衡量有機物多少的指標，只需采用碳化需氧量BODu即可。BODBODu) 測定BODu需20天（BOD20），太長。 BOD520，5天所需BOD。 BOD5BODuBOD。 生活用水：BOD5/BOD2070。 從BOD5可推得BOD20。 缺點： a)含難生物降解物質時，BOD5測定誤差較大； b)測定需5天，仍慢； c)

17、含抑制微生物繁殖物質，或不含微生物生長所需營養(yǎng)時，影響測定結果。化學需氧量COD（Chemical Oxygen Demanded）用氧化劑氧化分解有機物時，與消耗的氧化劑當量相等的氧量。CODCr（COD）氧化劑 K2Cr2O7 (重鉻酸鉀指數(shù))。CODMn氧化劑KMnO4（高錳酸鉀指數(shù)）。優(yōu)點：CODCr在較短時間內(規(guī)定2小時)測出耗氧物質含量，不受水質限制。缺點：不能完全表示可被微生物氧化的有機物量， 還原性無機物也消耗O2。對特定水質： CODCr（COD）BODu（BOD）BOD5CODMn。 BOD5CODCr0.3，宜采用生化處理。 總需氧量TOD（Total Oxygen D

18、emanded） 900時，有機物催化燃燒成CO2、H2O、NO2、SO2所消耗的氧量?？稍趲追昼妰韧瓿?，TODCOD。 總有機碳TOC（Total Organic Carbon） 900時催化燃燒，測定產生的CO2量，折算出其中的含碳量。也僅需幾分鐘。 （4）溶解氧DO（Dissolved Oxygen）。 水中溶解的分子氧的含量，mg/L。 無污染水，溶解氧處于飽和。常壓，0時淡水溶解氧10 mg/L，海水為淡水的80%。溶解氧4.0 mg/L，水生生物就難以生存。DO，水體污染程度。（5）N、P等植物性營養(yǎng)物質。 分氨氮，總氮，總磷排放。（6）有毒物質。對主要毒物規(guī)定濃度限值。（7）大腸

19、菌群數(shù)。每升水中的大腸菌群數(shù)。 一般，大腸菌為非致病菌。 水致傳染病菌、病毒生長環(huán)境與大腸菌基本相同，檢測困難， 用大腸菌群作為間接檢測指標。 水環(huán)境標準簡介1、我國的環(huán)境標準體系所謂環(huán)境標準體系，就是按照標準的性質、功能和內在聯(lián)系，進行分級和分類，構成一個系統(tǒng)的有機整體，就稱為環(huán)境標準體系。環(huán)境標準分級和體系我國劃分國家和地方兩級。目前我國環(huán)境標準分為國家級和地方級（兩級）:國家級包括：國家環(huán)境標準、國家污染物排放標準（或控制標準）、國家環(huán)境監(jiān)測方法標準、國家環(huán)境標準樣品標準、國家環(huán)境基礎標準、以及國家環(huán)境保護行業(yè)標準。地方級包括：地方環(huán)境質量標準、地方污染物排放標準.此外，還可分為強制性標

20、準和推薦性標準。我國環(huán)境標準體系相關的水環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準GB3838-2002地下水質量標準GB/T 14848-93海水水質標準GB 3097-1997污水綜合排放標準GB8978-1996城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準GB 18918-2002 地表水環(huán)境質量標準GB3838-2002主要內容：本標準按照地表水環(huán)境功能分類和保護目標，規(guī)定了水環(huán)境質量應控制的項目及限值，以及水質評價、水質項目的分析方法的標準的實施與監(jiān)督。本標準將標準項目分為：地表水環(huán)境質量標準基本項目、集中式生活飲用水地表水源地補充項目和集中式生活飲用水地表水源地特定項目。四、常用環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準適用范圍

21、：本標準適用于中華人民共和國領域內江河、湖泊、運河、渠道、水庫等具有使用功能的地表水水域。具有特定功能的水域，執(zhí)行相應的專業(yè)用水水質標準?；卷椖抗?4項：分別是水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量（COD）、五日生化需氧量（BOD5）、氨氮（NH3-N）、總磷、總氮、銅、鋅、氟化物、鍶、砷、汞、鎘、鉻(六價)、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群, 共計24項。集中式生活飲用水地表水源地：補充項目共5項，特定項目共80項。四、常用環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準（2）、水域功能分類 依據(jù)地表水水域環(huán)境功能和保護目標，按功能高低依次劃分為五類： 類 主要適用于源

22、頭區(qū)、國家自然保護區(qū)。 類 主要適用于集中式飲用水地表水源地一級保護 區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產卵場、仔稚幼魚的索餌場等。 類 主要適用于集中式飲用水地表水源地二級保護區(qū)、魚蝦類越冬場、洄游通道、水產養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。 類 主要適用于一般工業(yè)區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)。 類 主要適用于農業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。四、常用環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準（3）、水環(huán)境質量標準分類 對應地表水上述五類水域功能，將地表水環(huán)境質量標準基本目標標準值分為五類：類、類、類、類、類。 （4）、標準執(zhí)行 不同功能類別分別執(zhí)行相應類別的標準值。水域功能類別高的標準值嚴于水域功能類別低的標準值。同一

23、水域兼有多類使用功能的，執(zhí)行最高功能類別對應的標準值。四、常用環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準（5）、標準值地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值(共24項)見表1。表 1 地表水環(huán)境質量標準基本項目標準限值 單位：mg/L序號I類II類III類IV類V類1水溫（OC）人為造成的環(huán)境水溫變化應控制在：周平均最大溫升1，周平均最大溫降22pH值 (無量綱）693溶解氧 飽和率90 （或7.5）65324高錳酸鹽指數(shù) 24.610155化學需氧量(COD)日生化需氧量(BOD5) 3346107.氨氮（NH3-N） .0.15.o.5.1.0.1.5.2.0.24糞大腸菌群(個/L

24、) 2002000100002000040000標準值項目四、常用環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準集中式生活飲用水地表水源地補充項目標準限值(共5項)見表2。集中式生活飲用水地表水源地特定項目標準限值(共80項)見表3 。表2 集中式生活飲用水地表水源地補充項目標準限值 單位:mg/L序號項 目標準值1硫酸鹽2502氯化物2503硝酸鹽104鐵 0.35錳0.1表3 集中式生活飲用水地表水源地特定項目標準限值 單位:mg/L序號項目標準值序號項目標準值1三氯甲烷0.06.2四氯化碳0.0023三溴甲烷0.180鉈0.0001四、常用環(huán)境標準地表水環(huán)境質量標準3. 廢水排放標準 分綜合排放標準、行業(yè)部

25、門標準兩種，不交叉執(zhí)行，有的地區(qū)還制定了嚴于國家排放標準的地方標準。 我國污水綜合排放標準（GB89781996）限制允許排放濃度。 （1）、主要內容與適用范圍主要內容： 污水綜合排放標準 （GB 8978-1996 ）按照污水排放去向，分年限規(guī)定了69種水污染物最高允許排放濃度及部分行業(yè)最高允許排水量。適用范圍： 本標準適用于現(xiàn)有單位水污染物的排放管理，以及建設項目的環(huán)境影響評價、建設項目環(huán)境保護設施設計、竣工驗收及其投產后的排放管理。 四、常用環(huán)境標準污水綜合排放標準按照國家綜合排放標準與國家行業(yè)排放標準不交叉執(zhí)行的原則，下列行業(yè)執(zhí)行各自的排放標準：造紙工業(yè)，船舶，船舶工業(yè)，海洋石油開發(fā)工

26、業(yè)，紡織染整工業(yè)，肉類加工工業(yè)，合成氨工業(yè)，鋼鐵工業(yè)，航天推進劑使用，兵器工業(yè)，磷肥工業(yè)，燒堿、聚氯乙烯工業(yè)。其他水污染物排放均執(zhí)行本標準。本標準頒布后，新增加國家行業(yè)水污染物排放標準的行業(yè)，按其適用范圍執(zhí)行相應的國家水污染物行業(yè)標準，不再執(zhí)行本標準。四、常用環(huán)境標準污水綜合排放標準（2）、標準分級 (1) 排入GB3838類水域(劃定的保護區(qū)和游泳區(qū)除外)和排入GB3097中二類海域的污水，執(zhí)行一級標準。 (2) 排入GB3838中、類水域和排入GB3097中三類海域的污水，執(zhí)行二級標準。 (3) 排入設置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水，執(zhí)行三級標準。 (4) 排入未設置二級污水處理廠的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的污水，必須根據(jù)排水系統(tǒng)出水受納水域的功能要求，分