1、第一章 我国水污染与防治概论,主要水体的水质与污染状况主要污染源及其发展变化水污染造成的损失水污染发展趋势及防治对策,一主要水体的水质与污染状况,水体类型:地表水(包括:江河、湖泊、渠道、水库)地下水海水特定功能水域如:景观娱乐水体,地表水域功能与标准分类及主要测定指标,依据水域功能和保护目标划分五类,标准逐渐降低:源头水,国家自然保护区:集中式生活饮用水地表水源地一级保护区,珍稀水生生物栖息地,鱼虾类产卵场,仔稚幼鱼索饵场。:集中式生活饮用水地表水源地二级保护区,鱼虾类越冬场,回游通道,水产养殖区等渔业水域及游泳区。:一般工业用水区及人体非直接接触娱乐用水区:农业用水区及一般景观用水区,主要
2、的监测项目:pH,水温,溶解氧,高锰酸盐指数(CODMn) ,化学需要量(COD),生化需氧量(BOD5),氨氮(NH3-N),总磷,总氮,铜、锌、硒、砷,氟化物,汞、铬(6价)、铅、氰化物,挥发氛,石油类,阴离子表面活性剂,粪大肠菌群,地下水水质标准分类,依据水质现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标,划分为五类。类:主要反映地下水化学组分的天然低背景含量。适用于各种用途。类:主要反映地下水化学组分的天然背景含量。适用于各种用途。类:以人体健康基准值为依据。主要适用于集中式生活饮用水水源及工、农业用水。类:以农业和工业用水要求为依据。除适用于农业和部分工业用水外,适当处理后可作生活饮用水。
3、类:不宜饮用,其他用水可根据使用目的选用。,主要水质指标:色 (度)、 嗅和味、 浑浊度 (度)、 肉眼可见物、 pH、 总硬度(以CaCO3计、 溶解性总固体、 硫酸盐、 氯化物、 铁、 锰、 铜、 锌、 钼、 钴、挥发性酚类(以苯酚)、 阴离子合成洗涤剂、高锰酸盐指数、 硝酸盐(以N计)、 亚硝酸盐(以N计)、 氨氮(NH3)、 氟化物、碘化物、 氰化物 、汞、 砷、 硒、镉、 铬(六价)、 铅、 铍、 钡、 镍、 滴滴涕、 六六六、 总大肠菌群、 细菌总数、 总放射牲、 总放射性,海水水质标准,按照海域的不同使用功能和保护目标,海水水质分为四类:第一类: 适用于海洋渔业水域,海上自然保护
4、区和珍稀濒危海洋生物保护区。第二类: 适用于水产养殖区,海水浴场,人体直接触海水的海上运动或召娱乐区,以及与人类食用直接有关的工业用水区。第三类: 适用于一般工业用水区,滨海风景旅游区。第四类 :适用于海洋港口水域,海洋开发作业区。,水质指标:漂浮物质、 色、臭、味、 悬浮物质、 大肠菌群、 粪大肠菌群、 病原体、 水温、 pH、 溶解氧、 化学需氧量、 生化需氧量、 无机氮、 非离子氨、 活性磷酸盐、 汞、 镉、 铅、 六价铬、 总铬、 砷 铜、 锌、 硒、 镍、 氰化物、 硫化物、 挥发性酚、 石油类、 六六六、 滴滴涕、 马拉硫磷、 甲基对硫磷、 苯并(a)芘、 阴离子表面活性剂、放射性
5、核素,我国主要河流水质与污染现状,污染严重,特别是城市及附近河段,且面源污染突出。,污染指标是氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类等。,七大水系,主要湖泊水库水质与污染现状,太 湖 :主要污染指标为总磷和化学需氧量,全湖总体为轻度富营养状态。,滇 池 :重度污染。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。,巢 湖:轻度污染。主要污染指标为石油类、总磷和化学需氧量。,地下水水质状况,主要超标指标为铁、锰、氟化物、“三氮”(亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和氨氮)、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物等,个别监测点存在重(类)金属超标现象。,海洋水质现状(2012),近岸海域水质的主要污染因子是无机
6、氮和活性磷酸盐,二 主要污染源特点及其发展变化,城镇污水工业废水生活污水初期雨水农业污水禽畜养殖业废水农业径流(农田径流、农田退水携带农药、化肥),二 主要污染源特点,工业废水:工业生产过程中被生产原料、中间产品或成品等物料污染的水,特点:污染较重,含有有毒有害物质。生活污水:主要来自家庭、商业、机关、学校、医院、城镇公共设施及工厂的餐饮、卫生间、浴室、洗衣房等,包括厕所冲水、厨房洗涤水、洗衣排水、沐浴排水等,主要成分是淀粉、蛋白质类的有机物和无机氮磷等,与生活习惯等相关。初期雨水:雨雪降至地面形成的初期地表径流,冲刷地面后可携带污染物,受地点、气候等影响。禽畜养殖业废水:禽畜养殖场的粪便冲洗
7、水,含有大量有机物及无机氮磷。农业径流:农田降雨径流、农田退水,携带农业耕作中施用的剩余农药、化肥,禽畜养殖业废水,畜禽养殖特别是规模化畜禽养殖是加剧农村和农业环境污染的重大环境问题畜禽废弃物中有机物量很大。 1999年畜禽废弃物产生量是工业固体废物的2.4倍,COD已远远超过工业和生活污水污染物的COD之和。畜禽废弃物污染环境相当严重畜禽废弃物中氮、磷的流失量已大于化肥的流失量,约为化肥流失量的122%和132%。成为我国农村面源污染的主要来源之一。 水体带来严重污染。高浓度畜禽养殖污水排入江河湖泊中,导致水体严重富营养化;严重的将导致河流等丧失使用功能。畜禽废弃物污水中有毒、有害成分一旦进
8、入地下水中,造成持久性的有机污染,农药和化肥的污染和农业径流,农药、氮肥和磷肥的预期归宿,氮肥主要污染地下水磷肥主要污染地表水农药两者都有可能农业径流是它们进入地表水主要途径,农药、化肥已经成为水体的主要污染源,控制农业径流是治理的关键,三 水污染造成的损失,优质水源短缺,供需矛盾紧张危害人体健康1.5%总死亡率和3%的总疾病源于水污染工农业造成损失渔业资源减少,成本增加农业污染加剧工业产品质量下降,工业成本增加旅游、地产等行业损失,世行估算我国水污染造成的损失约每年40亿美元,四 我国的水污染发展趋势,四种可能:水污染发展速度与经济、社会增长同步,污染防治措施严重滞后,水环境迅速恶化水污染控
9、制速度低于经济发展速度,污染物排放量继续增加,水污染继续加重工业废水污染排放零增长,增产不增污;城市污水和面源污染得到逐步处理,水污染得以逐步控制,水环境得到逐步改善,但所需时日较长工业废水污染排放负增长,增产减污,城市污水处理率大幅增加,面源污染得到有效控制,水污染完全得到控制,水环境质量长足改善,加大治理力度,采取正确措施,尽快控制水污染,本章主要掌握知识点,地表水分类主要污染源类型及特点,第二章 主要水体污染物及处理技术概论,主要水体污染物及表征方法污水处理流程,一 水体主要污染物及指标,物理性污染水温色度嗅和味固体物质:总固体、溶解性固体、悬浮固体,挥发性固体,固定性固体,一 水体主要
10、污染物及指标,有机化学污染物耗氧有机物油类:石油类和动植物油酚类污染物表面活性剂:烷基苯磺酸盐、直链烷基苯磺酸盐有机酸碱有机农药苯类化合物,耗氧有机物,特点:不稳定,可在水中微生物的作用下分解为简单的无机物、二氧化碳和水。是水体产生黑臭的主要因素表征指标:生化需氧量(BOD)化学需氧量(COD)总有机碳(TOC)和总需氧量(TOD),(1) 生物化学需氧量BOD,在水温20的条件下,由于微生物(主要是细菌)的生活活动,将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量,称为生物化学需氧量,代表的是可生物降解的有机物的数量,包括两个阶段的需氧量:总碳氧化需氧量BODU和硝化需氧量NODU),有机物(可生物降解
11、),异养菌,CO2, H2O,NH3,能,新细胞,合成,H2O,NO2-,能,残存物质,CO2, H2O,NH3,能,内源呼吸,合成,自养菌,新细胞,NO3-能,Oc,Ob,Od,BODu=Oa+Ob; NODu=Oc+Od,两阶段生化需氧量曲线,(1) 生物化学需氧量BOD,在水温20的条件下,最终完成两个阶段约需100d以上前20d占到90%以上,5d的需氧量已占到总需氧量的70%80%因此常用20d的生化需氧量BOD20作为总生化需氧量,在工程实际中,20d太长,常选用5d作为可生物降解有机物的浓度指标BOD5,(2) 化学需氧量COD,用强氧化剂(我国法定用重铬酸钾),在酸性条件下,将
12、有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量,即称为化学需氧量,用表示CODcr ,简称COD。由于强氧化剂氧化能力极强,可较完全地氧化水中的有机物,包括可生物降解的有机物和难生物降解的,因此COD大于BOD,两者差值大致等于难生物降解有机物量。BOD5/COD的比值常用于作为判断污水是否可生物降解的指标,称为可生化性指标,比值越大越容易被生物处理,一般认为此值大于0.3的污水,才适用于生物处理,一 水体主要污染物及指标,无机化学污染物无机酸碱植物营养元素:氮磷重金属无机性非金属有害物生物污染(自学)细菌总数大肠菌群病毒,二 污水处理的基本方法与系统,污水处理就是采用各种手段和技术将污水中的污染物质
13、分离去除、回收利用、或将其转化为无害物质,使污水得到净化,分为三大类:物理处理法:利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态的污染物质,包括:筛滤、沉淀、上浮、过滤、反渗透等。化学处理法:利用化学反应作用,分离回收污水中处于各种形态的污染物质,包括:中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃 取、吸附、离子交换、电渗析、反渗透等。生物化学法:利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解胶体状态的有机污染物质,转化为稳定的无害物质,包括:好氧氧化(广泛用于处理城市污水和有机性生产污水,包括活性污泥法和生物膜法)和厌氧氧化(用于处理高浓度有机污水与污泥)。 实际应用中,常常是以上多种方法的组合。,废水处理系统生活污水
14、处理流程,城市生活污水已形成了一套行之有效的典型处理流程。根据处理任务的不同,可将废水处理系统归纳为以下的三级处理: 一级处理(机械处理)主要处理对象是较大的悬浮物,采用的分离设备依次为格栅、沉砂池和沉淀池。二级处理(生化处理)出水水质要求高的地方,在一级处理的基础上,需要再进行生物化学处理,叫做二级处理。二级处理的对象是废水中的胶体态和溶解态有机物,采用的典型设备有生物曝气池(或生物滤池)和二次沉淀池。三级处理和高级处理对出水要求更高时,在二级处理之后,还要进行三级处理。三级处理的主要对象是残留的污染物和营养物质(氮和磷)及其它溶解物质,所采用的方法有化学絮凝、过滤和生物脱氮除磷等。有时,三级处理的目的不是排放,而是为了直接回用(如用做工业用水)。,污水出路与排放标准,污水出路:排放水体再生利用污水排放标准浓度排放标准总量控制标准国家排放标准行业排放标准,本章要掌握的知识点,污水可生化性,