水體環(huán)境污染及其治理

關(guān)于水體環(huán)境污染及其治理第1頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三我國(guó)飲用水的現(xiàn)狀資源型缺水西北、華北、東北部分地區(qū)，年降雨量200~600mm，十年九旱，多年連旱，長(zhǎng)期缺水工程性缺水西南、華南、華中部分地區(qū)，年降雨量雖在1000mm以上，但地形、地貌和地質(zhì)條件復(fù)雜，蓄水工程不足，有水蓄不住?！叭嗽谏缴献?，水在山下流，聽(tīng)水響看水流，山上用水貴如油”。水質(zhì)型缺水部分地區(qū)地下水和地面水，含氟、含砷嚴(yán)重超標(biāo)第2頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三天然水的性質(zhì)及水中的主要物質(zhì)水的性質(zhì)水體溶解的主要?dú)怏w以氧氣和二氧化碳意義較大，少量硫化氫天然水中含氧量為：0~14mg/L，二氧化碳含量為：20~30mg/L水中溶解的主要物質(zhì)硅、鋁、鎂、鈉和鉀、錳、氮、磷、硫第3頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.2水體污染及其來(lái)源水體污染水體污染－排入水體的污染物在數(shù)量上超過(guò)該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體的環(huán)境容量，導(dǎo)致水的物理、化學(xué)及微生物性質(zhì)發(fā)生變化，使固有的生態(tài)系統(tǒng)和功能受到破壞。常見(jiàn)的水體污染物類型持久性污染物、非持久性污染物、酸和堿（以pH值表征）、熱污染物（以溫度表征）第4頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三按產(chǎn)生污染物的行業(yè)性質(zhì)分類工業(yè)污染源：最主要的污染源農(nóng)業(yè)污染源交通運(yùn)輸污染源生活污水污染源生活污水生活污水是指城市機(jī)關(guān)、學(xué)校和居民在日常生活中產(chǎn)生的廢水，包括廁所糞尿、洗衣洗澡水、廚房等家庭排水以及商業(yè)、醫(yī)院和游樂(lè)場(chǎng)所的排水。第5頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三城市每人每日排出的生活污水量為150—400L，其量與生活水平有密切關(guān)系。生活污水中含有大量有機(jī)物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等；也常含有病原菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵；無(wú)機(jī)鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等?？偟奶攸c(diǎn)是含氮、含硫和含磷高，在厭氧細(xì)菌作用下，易生惡臭物質(zhì)。第6頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三工業(yè)污水工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所排出的廢水，其成份取決于生產(chǎn)所用原料、工藝.特點(diǎn)懸浮物含量高，可達(dá)100~30000mg/L生物需氧量（BOD）高，可達(dá)200~5000mg/L酸堿度變化大，pH值在5~11，甚至在2~13溫度高，可達(dá)40°C，造成熱污染易燃，因常含低沸點(diǎn)的揮發(fā)性液體，易釀成水面火災(zāi)多種多樣有毒有害成份：酚、氰、油、農(nóng)藥、重金屬、放射性等第7頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三工業(yè)廢水主要來(lái)源采礦及選礦廢水金屬冶煉廢水煉焦煤氣廢水機(jī)械加工廢水石油工業(yè)廢水化工廢水造紙廢水紡織印染廢水皮毛加工及制革廢水食品工業(yè)廢水農(nóng)業(yè)污水特點(diǎn)：含有機(jī)質(zhì)、植物營(yíng)養(yǎng)素及病原微生物高。含較高的化肥、農(nóng)藥，隨用農(nóng)藥、化肥的80~90%均可進(jìn)入水體，有機(jī)酚耐油墊半衰期均為15年。全球各類水體中均有存在。交通運(yùn)輸污水主要指運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的廢水第8頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3水體污染物概念：造成水體水質(zhì)惡化的各種物質(zhì)或能量分類：

固體污染物、需氧污染物、營(yíng)養(yǎng)性污染物、酸堿性污染物、有毒污染物、油類污染物、生物污染物、感官性污染物、熱污染等廢水水質(zhì)主要指標(biāo)：有毒物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)、懸浮物、細(xì)菌總數(shù)、pH值、色度、溫度第9頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3.1固體污染物懸浮物：泥沙、有機(jī)體、各種懸浮在水體中的固體物質(zhì)導(dǎo)致水質(zhì)混濁，設(shè)備和管道堵塞、磨損，干擾廢水處理和回收設(shè)備的工作。是衡量水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也是廢水處理的一項(xiàng)基本任務(wù)。濁度是對(duì)水的光傳導(dǎo)性能的一種測(cè)量。可表征廢水中膠體和懸浮物的含量。第10頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3.2耗氧有機(jī)物天然水中的有機(jī)物是指天然的腐殖物質(zhì)及水生生物的生命活動(dòng)產(chǎn)物廢水中大量的有機(jī)物直接進(jìn)入水體后，通過(guò)微生物的生物化學(xué)作用而分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)（二氧化碳和水），在分解過(guò)程中需消耗水中的溶解氧，在缺氧條件下污染物就發(fā)生腐敗分解、惡化水質(zhì)。需氧有機(jī)物越多，耗氧也越多，水質(zhì)就越差，水體污染越嚴(yán)重水中溶解氧濃度因夜晚植物和動(dòng)物呼吸作用，含量會(huì)降低，早上植物開(kāi)始光合作用儲(chǔ)氧第11頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三化學(xué)需氧量（COD）定義：在酸性條件下，用強(qiáng)的化學(xué)氧化劑將有機(jī)物氧化成CO2、H2O所消耗的氧量。COD值越高，表明水體受有機(jī)污染越嚴(yán)重常用氧化劑：重鉻酸鉀和高錳酸鉀ISO規(guī)定：化學(xué)需氧量指CODCr，CODMn為高錳酸鉀指數(shù)生化需氧量（BOD）定義：在有氧條件下，因微生物的活動(dòng)，降解有機(jī)物所需的氧量BOD值越高，表明水中耗氧有機(jī)物污染越嚴(yán)重總需氧量（TOD）定義：有機(jī)物在高溫燃燒后，將產(chǎn)生CO2、H2O、NO2和SO2,所消耗的氧量TOD>COD第12頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象富營(yíng)養(yǎng)化后果會(huì)引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，隔絕水面與大氣之間的復(fù)氧，導(dǎo)致水體溶解氧量下降，使魚(yú)類或其他生物大量死亡，進(jìn)一步消耗溶解氧，使水質(zhì)惡化死亡的藻類和魚(yú)類不斷沉積于水體底部，最終使水體變成沼澤甚至旱地。水華（江河湖泊）、赤潮（海洋）[太湖藍(lán)藻、水葫蘆]浮游生物的顏色不同而使水面呈藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等促使湖泊老化，破壞水資源，危害水源富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)總磷濃度>0.02mg/L，無(wú)機(jī)氮濃度>0.3mg/L防止富營(yíng)養(yǎng)化途徑合理施用化肥，防止流失；降低工業(yè)廢水中N、P排放量；生活糞便等污水先做沼氣后再作有機(jī)肥；對(duì)水源進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)4.3.3富營(yíng)養(yǎng)化污染第13頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3.4無(wú)機(jī)無(wú)毒物質(zhì)(酸、堿、鹽污染物)來(lái)源：酸性廢水主要來(lái)自于礦山排水、工業(yè)廢水及酸雨堿性廢水主要來(lái)自于堿法造紙、化學(xué)纖維制造、制堿、制革等工業(yè)廢水飲用水pH=7.0~8.5，漁業(yè)用水pH=6.0~9.2，農(nóng)業(yè)用水pH=4.5~9.04.3.5有毒污染物定義：廢水中能對(duì)生物引起毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)類型：無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)、有機(jī)有毒物質(zhì)和放射性物質(zhì)第14頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)特點(diǎn)：強(qiáng)烈的生物毒性，經(jīng)食物鏈危害人健康類型：金屬和非金屬重金屬污染的危害汞（Hg）污染潛伏期達(dá)10~30年。有機(jī)汞在貝類、魚(yú)類中富集，經(jīng)食物鏈進(jìn)入人體，在肝、腎、腦中積累，侵入中樞神經(jīng)，引發(fā)“水俁病”，毒性大大超過(guò)無(wú)機(jī)汞。無(wú)機(jī)汞可用藥物排出，有機(jī)汞極難用藥物排出。第15頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三鎘（Cd）污染典型的富集性毒物積累在人體的肝、腎組織中，不易排出。后果：腎臟功能不全，降低機(jī)體免疫力，骨質(zhì)疏松、軟化，引起全身疼痛、腰關(guān)節(jié)受損、骨節(jié)變形潛伏期達(dá)1~30年，發(fā)病后難以治療。鉻（Cr）污染六階鉻毒性大于三階鉻引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒鉛（Pb）污染富集性毒物，攝入量超過(guò)1mg時(shí)，有明顯積累。后果：干擾機(jī)體生理功能，危機(jī)神經(jīng)系統(tǒng)、腎與腦，兒童易受永久性的腦損傷。鎳、銅、鋅、鈷、錳、釩、鉬和鉍等重金屬離子對(duì)人體也有一定的毒害作用。第16頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三非金屬有毒物：砷、硒、氟、硫、氰、亞硝酸根砷中毒會(huì)引起中樞神經(jīng)紊亂、腹痛、肝痛、肝大等消化系統(tǒng)障礙，常伴有皮膚癌、肝癌、砷癌、肺癌等發(fā)病率增高現(xiàn)象。無(wú)機(jī)氰化物的毒性為破壞血液，影響運(yùn)送氧和氫的機(jī)能而導(dǎo)致死亡。亞硝酸鹽在人體中能與仲胺生成硝酸胺，有強(qiáng)烈的致癌作用。第17頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三有機(jī)有毒物質(zhì)種類繁多，其環(huán)境化學(xué)行為知之甚少。特點(diǎn)：經(jīng)遷移、轉(zhuǎn)化、富集或食物鏈循環(huán)，危機(jī)水生生物及人體健康。大多以污染物形式進(jìn)入水體。農(nóng)藥主要為有機(jī)氯、有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯類農(nóng)藥有機(jī)氯農(nóng)藥難以降解，主要滯留在土壤、沉積物和水生生物中，水中較少有機(jī)氯農(nóng)藥和DDT已經(jīng)禁用。有機(jī)磷農(nóng)藥和氨基甲酸酯農(nóng)藥易被生物降解，不易富集、吸附，易揮發(fā)。主要產(chǎn)品為有機(jī)氯除草劑、氮取代物、脲基取代物和二硝基苯胺除草劑有機(jī)磷和氨基甲酸酯農(nóng)藥主要?dú)埩粼诘乇硭w中，除草劑是主要污染物第18頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3.6油類污染物

有“石油類”和“動(dòng)植物油類”兩項(xiàng)，是水體污染的重要來(lái)源之一來(lái)源：工業(yè)排放、船只清洗、海上采油、油船意外事故流出等后果：破壞環(huán)境，降低療養(yǎng)地和旅游地的使用價(jià)值嚴(yán)重危害水生生物漂浮在海面上的多數(shù)是致癌物質(zhì)油膜在0.001mm時(shí)，影響水循環(huán)和水中魚(yú)類生存引起火災(zāi)墨西哥灣與渤海灣漏油事件第19頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3.7生物污染物質(zhì)主要指廢水中的致病性微生物，包括致病細(xì)菌、病蟲(chóng)卵和病毒病源微生物的水污染危害歷史最久，至今仍是危害人類健康和生命的重要水污染類型病源微生物特點(diǎn)：數(shù)量大、分布廣、存活時(shí)間長(zhǎng)，繁殖速度很快引發(fā)脊髓灰質(zhì)炎、腸道傳染病、霍亂，傷寒病第20頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.3.8感官性狀污染物廢水中能引起異色、渾濁、泡沫、惡臭等現(xiàn)象的物質(zhì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)色度、濁度、臭味、漂浮物等指標(biāo)都有規(guī)定4.3.9熱污染定義：廢水溫度過(guò)高引起的危害后果：水中溶解氧減少，水質(zhì)易惡化，導(dǎo)致魚(yú)類等死亡加快藻類繁殖，加快水體富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程對(duì)管道、容器等腐蝕加大細(xì)菌繁殖加快，水處理費(fèi)用增大第21頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三4.4水污染治理技術(shù)水體自凈污染物參與水體中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)過(guò)程，經(jīng)一系列物理、化學(xué)、和生物的作用，將其分離或分解，使水體基本或完全恢復(fù)原有的生態(tài)平衡的過(guò)程。水體所具備的這種能力稱為自凈能力或自凈容量物理凈化作用：稀釋、混合、沉淀與揮發(fā)化學(xué)凈化作用：氧化還原、酸堿反應(yīng)、分解合成、吸附凝聚等生物化學(xué)凈化作用：水生生物特別是微生物的生命活動(dòng)，使其存在形態(tài)發(fā)生變化，有機(jī)物無(wú)機(jī)化，有害物無(wú)害化，濃度降低，總量減少。生物化學(xué)凈化作用是水體自凈的主要原因第22頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三一般處理原則一級(jí)處理：分離水中的懸浮固體物、膠狀物、浮油或重油；采用水質(zhì)水量調(diào)節(jié)、自然沉淀、上浮、隔油等方法。二級(jí)處理：去除可生物降解的有機(jī)溶解物和部分膠狀物的污染，以減少?gòu)U水中的BOD和部分COD，通常采用生物化學(xué)法處理。三級(jí)處理：去除生物難降解的有機(jī)污染物和無(wú)機(jī)污染物，常用活性炭吸附和化學(xué)氧化，也可采取離子交換或膜分離技術(shù)。三級(jí)處理中適用于出水標(biāo)準(zhǔn)要求高，廢水的色、臭、味污染嚴(yán)重，或BOD和COD比值甚小。屬于深度處理。第23頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三化學(xué)及物理化學(xué)處理法主要方法：中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、吸附、離子交換和電滲析等吸附法：原理：利用多孔性的固體物質(zhì)，使廢水中的一種或多種物質(zhì)被吸附在固體物質(zhì)表面而去除類型：物理吸附和化學(xué)吸附吸附劑：活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖質(zhì)酸、焦炭、木炭、木屑?；钚蕴繉?duì)銻、鈕、錫、汞、鉛、鈷、鎳、六階鉻等有較好的吸附能力第24頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三離子交換法原理：借助于離子交換樹(shù)脂的離子置換作用，除去廢水中有害離子的處理方法離子交換劑：離子交換樹(shù)脂和磺化煤電滲析法膜分離法原理：利用隔膜使溶劑（通常是水）同溶質(zhì)或微粒分離的方法；用隔膜分離溶液時(shí)，使溶質(zhì)通過(guò)膜的方法稱為滲析，使溶劑通過(guò)膜的方法稱為滲透。特點(diǎn)：不發(fā)生相變，能量轉(zhuǎn)化效率高；一般無(wú)需投加其他物質(zhì)；分離和濃縮同步進(jìn)行，有利于回收有用物質(zhì)；常溫適應(yīng)性強(qiáng)，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，易于自動(dòng)控制第25頁(yè)，講稿共27頁(yè)，2023年5月2日，星期三污水處理廠處理系統(tǒng)市政污水成份：99.9%是水，固體物質(zhì)占0.03~0.06%；