水污控制第一章緒論解析課件

第一章緒論Introduction1第一章1第一章緒言問(wèn)題：你了解世界和我國(guó)水資源及水污染的現(xiàn)狀嗎？你知道污水與廢水有何區(qū)別嗎？你知道廢水中的污染物有哪些嗎？各種污染物的多少是如何表示的？你了解常用污水處理的分類方法嗎？你認(rèn)為如何才能解決我國(guó)的水污染問(wèn)題？城市廢水一般采用怎樣的流程處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)？你還記得西科大污水處理廠的流程嗎？2第一章緒言問(wèn)題：21.1水與水資源鏈接1.2廢水、廢水污染及水污染鏈接

1.3廢水中的污染物分類及其危害簡(jiǎn)介鏈接1.4污染物在水中的遷移與轉(zhuǎn)化鏈接1.5廢水水質(zhì)控制鏈接

1.6污水出路鏈接鏈接1.7城市廢水處理的典型流程鏈接

31.1水與水資源鏈接31.1水與水資源

1.1.1世界的水資源及其特點(diǎn)

水是地球上最豐富的化合物約占地球外層五公里地殼中的50％覆蓋著地球71％的表面積其平均深度達(dá)到3.8km總量約有1.36×109km3

41.1水與水資源

1.1.1世界的水資源及其特點(diǎn)水地球上水資源及其存在狀態(tài)分布5地球上水資源及其存在狀態(tài)分布51.1.2我國(guó)的水資源及其污染現(xiàn)狀（1）我國(guó)水資源的特點(diǎn)1）總量大，人均量少2）水量在地區(qū)上分布不平衡3）水量在時(shí)間分配上很不均勻61.1.2我國(guó)的水資源及其污染現(xiàn)狀（1）我國(guó)水資源的特點(diǎn)6（2）我國(guó)的水污染現(xiàn)狀“局部有所改善，整體仍在惡化”。我國(guó)大江大河干流水質(zhì)尚好，但臨近大城市河段及城市附近的小河支流均已程度不同地受到了污染，嚴(yán)重的已成了臭水溝。7（2）我國(guó)的水污染現(xiàn)狀7隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和工業(yè)重心的轉(zhuǎn)移，污染已有向農(nóng)村、向內(nèi)地轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，由地表水受污染向地下水受污染轉(zhuǎn)移。我國(guó)的湖泊大多呈富營(yíng)養(yǎng)化，面積也不斷萎縮；近海水域亦因受污染而赤潮頻發(fā)。國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局網(wǎng)站8隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和工業(yè)重心的轉(zhuǎn)移，污染已有向農(nóng)村、向內(nèi)地轉(zhuǎn)1．2廢水、廢水污染及水污染

水在社會(huì)循環(huán)中，由于種種原因而喪失了使用價(jià)值而外排，這種廢棄外排的水稱為廢水?！拔鬯笔潜晃廴疚镂廴玖说乃?，強(qiáng)調(diào)其臟的一面。91．2廢水、廢水污染及水污染水在社會(huì)循環(huán)中，由于種種原因據(jù)廢水的來(lái)源生活廢水（domestic)工業(yè)廢水(industrial)據(jù)污染物的化學(xué)類別有機(jī)廢水(organic)無(wú)機(jī)廢水(inorganic）按廢水產(chǎn)生的工藝焦化廢水(coking)冶金廢水(metallurgical)制藥廢水(pharmaceutical)食品廢水(food)印染廢水(printinganddyeing)??????10據(jù)廢水的來(lái)源生活廢水（domestic)工業(yè)廢水(indu廢水污染是指廢水對(duì)水體、大氣、土壤或生物的污染，這里廢水是污染的原因。水污染是指水體受到廢水、廢氣、固體廢棄物中污染物的污染，這里水體是受害者。但造成水體污染的主要原因是廢水。1．2廢水、廢水污染及水污染11廢水污染是指廢水對(duì)水體、大氣、土壤或生物的污染，這里廢水是污需氧型污染毒物型污染富營(yíng)養(yǎng)型污染感官型污染其它1．2廢水、廢水污染及水污染12需氧型污染1．2廢水、廢水污染及水污染121.3廢水中的污染物分類及危害簡(jiǎn)介

1.3.1固體污染物

固體污染物是指廢水中在100°C時(shí)不能蒸發(fā)的所有物質(zhì)，稱為總固體。總固體(totalsolid

TS)溶解性固體(dissolvedsolid，DS)懸浮性固體(suspensionsolid，SS)131.3廢水中的污染物分類及危害簡(jiǎn)介1.3.1固體污懸浮固體可沉降固體（settleable)：能在2小時(shí)內(nèi)靠重力沉降的固體

難沉降固體(unsettleable)兩小時(shí)內(nèi)不能沉降的稱為難沉降固體

廢水中固體污染物的多少用單位體積的水中所含質(zhì)量表示，即質(zhì)量濃度，單位一般為mg/L。14懸浮固體可沉降固體（settleable)：難沉降固體(un廢水中懸浮物含量的多少也可用濁度(turbidity)表示

在水質(zhì)分析中規(guī)定，1L水中含有1mgSiO2所構(gòu)成的濁度為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)濁度單位，簡(jiǎn)稱1度

15廢水中懸浮物含量的多少也可用濁度(turbidity)表示1.3.2需氧污染物需氧污染物主要是指廢水中所含的能被微生物降解的有機(jī)物，有些是有毒的，但這類有機(jī)物大部分本身是無(wú)毒的。這類污染物的特點(diǎn)是數(shù)量大、成分復(fù)雜，所以很難分別表示其含量。產(chǎn)生污染的主要原因是在其分解過(guò)程中消耗水中的溶解氧。需氧污染物用間接指標(biāo)來(lái)衡量，常用的有BOD、COD、TOC和TOD等。161.3.2需氧污染物16（1）生物化學(xué)需（耗）氧量（biochemicaloxygendemand簡(jiǎn)稱BOD）生化過(guò)程：有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為CO2、NH3NH3被氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽表示在一定條件下（20C），單位體積廢水中所含的有機(jī)物被微生物完全分解所消耗的分子氧的數(shù)量。

單位為mg（氧）/L（廢水）有BOD5和BOD20之分，BOD5最常用。BOD5=0.7*BOD特點(diǎn)：準(zhǔn)確反映污染的程度，但測(cè)定所需時(shí)間長(zhǎng)，不利于指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)和自動(dòng)控制。17（1）生物化學(xué)需（耗）氧量17（2）化學(xué)耗氧量（chemicaloxygendemand簡(jiǎn)稱COD）用化學(xué)氧化劑氧化分解廢水中的有機(jī)物，用所消耗的氧化劑中的氧來(lái)表示有機(jī)物的多少，單位仍為mg/L。

常用的氧化劑有K2Cr2O7和KMnO4，分別用

CODCr和CODMn表示。特點(diǎn)：測(cè)定速度快，但與實(shí)際污染的程度有差距。

18（2）化學(xué)耗氧量18（3）總需氧量（totaloxygendemand，TOD）和總有機(jī)碳（totalorganiccarbon，TOC）

在900℃下，以鉑為催化劑，使水樣汽化燃燒，然后測(cè)定氣體載體中氧的減少量，作為有機(jī)物完全氧化所需的氧量，稱為總需氧量；19（3）總需氧量（totaloxygendemand，T在同樣條件下測(cè)定氣體中二氧化碳的增量，從而確定出水樣中碳元素的含量，稱為總有機(jī)碳

特點(diǎn)：測(cè)定速度快，但設(shè)備復(fù)雜且與BOD、COD之間無(wú)固定關(guān)系。BOD5、BOD20、TOD、TOC有各自的特點(diǎn)和用途，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)各自的特點(diǎn)和不同的情況選用！20在同樣條件下測(cè)定氣體中二氧化碳的增量，從而確定出水樣中碳元素1.3.3有毒污染物

(toxicmaterials)廢水中能對(duì)生物引起毒性反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)稱為有毒污染物。特點(diǎn)：急性中毒：慢性中毒：211.3.3有毒污染物

(toxic影響危害程度的因素：濃度和作用時(shí)間：環(huán)境條件：生物的種類及生物自身的適應(yīng)能力。分類：無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)和放射性毒物三類。表示方法：質(zhì)量濃度表示，單位為mg/L。22影響危害程度的因素：22（1）無(wú)機(jī)化學(xué)毒物(inorganictoxics)無(wú)機(jī)化學(xué)毒物主要是指重金屬離子、氰化物、氟化物和亞硝酸鹽等?；瘜W(xué)上一般把密度大于4的金屬稱為重金屬（heavymetals)。水污染中所指的重金屬主要是Hg、Cr、Cd、Pb、As、Ni、Ce、Cu、Zn、Ti、Mo、Ti等。2323重金屬(heavymetals)污染有如下特點(diǎn)：（a）毒性以離子狀態(tài)最大，且不同價(jià)態(tài)的毒性不同。（b）很難被生物降解，有時(shí)還可以被生物富集或轉(zhuǎn)化成毒性更大的物質(zhì)。（c）危害時(shí)間長(zhǎng)，難消除。（d）有些重金屬是人體必須的元素。24重金屬(heavymetals)污染有如下特點(diǎn)：24（2）有機(jī)化學(xué)毒物（organictoxics)有機(jī)化學(xué)毒物大多是人工合成的有機(jī)物。主要有：農(nóng)藥（DDT、有機(jī)氯、有機(jī)磷等）酚類化合物、聚氯聯(lián)苯、稠環(huán)芳烴和芳香族氨基化合物等。特點(diǎn)：這類物質(zhì)的種類最多，性質(zhì)最復(fù)雜。毒性大?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好。大多數(shù)難被生物降解且可以通過(guò)食物鏈富集，危害人體健康。25（2）有機(jī)化學(xué)毒物（organictoxics)25（3）放射性物質(zhì)(radioactivematters)主要是指廢水中所含的能產(chǎn)生有害射線的物質(zhì)。26261.3.4營(yíng)養(yǎng)污染物(nutrients)營(yíng)養(yǎng)污染物主要是指植物和微生物生長(zhǎng)過(guò)程中所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并非有毒，主要是氮和磷。富營(yíng)養(yǎng)化污染(eutrophication)產(chǎn)生污染的原因：赤潮redcurrent水華waterbloom271.3.4營(yíng)養(yǎng)污染物(nutrients)營(yíng)養(yǎng)污染物主282829293030除氮和磷外，BOD、溫度、維生素類物質(zhì)也能觸發(fā)和促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)化污染。表示水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多少的指標(biāo)是單位體積水中含氮和磷的總質(zhì)量，單位為mg/L。氮有多種表示方法：有機(jī)氮NH3和NH4NO2-

NO3-總氮（TN）31除氮和磷外，BOD、溫度、維生素類物質(zhì)也能觸發(fā)和促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)化1.3.5生物污染物

(biologicalpollutants)生物污染物主要是指廢水中的致病微生物(pathogens)和其他的有機(jī)體。指標(biāo)

（1）細(xì)菌總數(shù)(totalbacteria)細(xì)菌總數(shù)是指1mL水中所含有各種細(xì)菌的總數(shù)。（2）大腸菌數(shù)(coliforms)大腸菌數(shù)是指1L水中所含大腸菌個(gè)數(shù)。由于大腸菌在外部環(huán)境中的生存條件與腸道傳染病的細(xì)菌、寄生蟲卵相似，而且大腸菌的數(shù)量多，比較容易檢驗(yàn)，所以把大腸菌數(shù)作為生物污染指標(biāo)。321.3.5生物污染物

(biologi1.3.6感官污染物

(sceneryshock)廢水中的異色、混濁、泡沫、不良?xì)馕兜葧?huì)引起人們感官上不快的污染物稱為感官污染物（1）色澤和色度(color)

色澤是指廢水的顏色種類，通常用文字描述.331.3.6感官污染物

(scenerys色度是指廢水所呈現(xiàn)的顏色深淺程度。一是采用鉑鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法，規(guī)定在1L水中含有氯鉑酸鉀（K2PtCl6）2.491mg及氯化鈷（CoCl2·6H2O）2.00mg時(shí)，也就是在1L水中含鉑1mg及鈷0.5mg時(shí)所產(chǎn)生的顏色深淺為1度；二是采用稀釋倍數(shù)法，即將廢水稀釋，用把廢水稀釋到接近無(wú)色時(shí)所需的稀釋倍數(shù)表示色度。34色度是指廢水所呈現(xiàn)的顏色深淺程度。34（2）嗅和味(odor)嗅和味是判斷水質(zhì)優(yōu)劣的感官指標(biāo)之一。常見的水臭味有霉?fàn)€臭味、糞便臭味、汽油臭味、臭蛋味、氯氣味等。嗅味的表示方法現(xiàn)行是用文字描述臭的種類，用強(qiáng)、弱等字樣表示臭的強(qiáng)度。比較準(zhǔn)確的定量方法是嗅閾法，即用無(wú)嗅水將待測(cè)水樣稀釋到接近無(wú)臭程度的稀釋倍數(shù)表示臭的強(qiáng)度。35（2）嗅和味(odor)351.3.7酸堿污染物(acidandbase)

主要是指進(jìn)入水體的無(wú)機(jī)酸和堿，它們影響水體的pH值。廢水中酸堿污染物的多少常用廢水的pH值表示。濃度高時(shí)也用酸或堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。361.3.7酸堿污染物(acidandbase)

主要1.3.8油類污染物(oilandgrease)油類污染物一般是指比水輕能浮在水面上的液體物質(zhì)，多指油類。廢水中油類污染物的多少也用質(zhì)量濃度表示，單位為mg/L。371.3.8油類污染物(oilandgrease)38381.3.9熱污染物

(temperature)

由于廢水的溫度過(guò)高引起的危害稱為熱污染。391.3.9熱污染物(temperature)

由于廢水的1.4污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化一、水體的自凈作用1、根據(jù)作用機(jī)理的分類2、污水排入河流的混合過(guò)程3、持久污染物的稀釋擴(kuò)散4、非持久污染物的稀釋擴(kuò)散5、水體的氧平衡二、污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律401.4污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化一、水體的自凈作用401、根據(jù)作用機(jī)理的分類物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：有機(jī)物的氧化分解、污染物質(zhì)進(jìn)入生物體411、根據(jù)作用機(jī)理的分類物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀412、污水排入河流的混合過(guò)程1）豎向混和2）橫向混和3）斷面充分混合后階段422、污水排入河流的混合過(guò)程1）豎向混和423、持久污染物的稀釋擴(kuò)散4、非持久污染物的稀釋擴(kuò)散5、水體的氧平衡433、持久污染物的稀釋擴(kuò)散4、非持久污染物的稀釋擴(kuò)散5、水體的1.5廢水水質(zhì)控制廢水水質(zhì)控制就是采取一定的技術(shù)措施，使廢水中污染物的濃度降低到規(guī)定的水平。目的有三個(gè)：（a）滿足廢水再用（循環(huán)再用或接續(xù)再用）對(duì)水質(zhì)的要求；（b）滿足有價(jià)物質(zhì)回收工藝對(duì)水質(zhì)的要求；（c）滿足廢水排放對(duì)水質(zhì)的要求。441.5廢水水質(zhì)控制廢水水質(zhì)控制就是采取一定的技術(shù)措施，使1．5．1廢水水質(zhì)不同的行業(yè)、不同目的的廢水有相應(yīng)的要求，即廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和水體中允許的標(biāo)準(zhǔn)。值得指出的是我國(guó)目前大多為濃度標(biāo)準(zhǔn)，即只規(guī)定排放廢水中污染物的允許濃度，而沒有規(guī)定允許的排放總量，這是不合理的。應(yīng)同時(shí)有排放總量的要求。451．5．1廢水水質(zhì)451．5．2控制廢水污染的途徑（1）改革生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格控制污染源（2）加強(qiáng)廢水處理技術(shù)的研究（3）對(duì)不同的廢水要分別處理，即要先處理后排放（4）加強(qiáng)有關(guān)法律法規(guī)的制訂和實(shí)施（5）加強(qiáng)宣傳教育提高全民的環(huán)境意識(shí)

461．5．2控制廢水污染的途徑461．5．3廢水處理方法簡(jiǎn)介

按廢水中污染物的除去方式分離處理(separation)：通過(guò)各種方法使污染物從廢水中分離出來(lái)。轉(zhuǎn)化處理(transformation)：通過(guò)化學(xué)或生物化學(xué)的方法，使廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，或是轉(zhuǎn)化為易于分離的物質(zhì)然后再分離。

稀釋處理(dilution)471．5．3廢水處理方法簡(jiǎn)介按廢水中污染物的除去方式分離處分離處理離子態(tài)污染物—離子交換法、離子吸附法、離子浮選法、電解沉積法、電滲析法分子態(tài)污染物—吹脫法、汽提法、萃取法、吸附法、浮選法、結(jié)晶法、蒸發(fā)法、冷卻法、冷凍法、反滲透法膠體態(tài)污染物—凝聚和絮凝法懸浮態(tài)污染物—重力分離法、離心力分離法、阻力截留法、粒狀介質(zhì)過(guò)濾法、磁力分離法48分離處理48離子交換法：廢水與固體離子交換劑接觸時(shí)，離子態(tài)污染物能與交換劑上的同號(hào)離子互相交換，從而使廢水中的有害離子被分離出來(lái)。離子吸附法：廢水與具有離子吸附性能的地固體吸附劑相接觸時(shí)，離子態(tài)污染物便與吸附劑上的電性相反的活性基相吸，從而被分離出來(lái)。電解沉積法：廢水通過(guò)電解槽時(shí)，其中的金屬陽(yáng)離子移向陰極，經(jīng)放電后便沉積在陰極上而被分離。電滲析法：廢水通過(guò)由一組交替排列的陰陽(yáng)離子交換膜組成的通道時(shí)，在直流電場(chǎng)的作用下，離子能有選擇性的透過(guò)不同的膜，濃集于一些通道中，另一些通道的廢水則得到凈化。吹脫法：廢水與空氣充分接觸時(shí)，溶解氣體和揮發(fā)性污染物便擴(kuò)散到空氣中去。汽提法：采用水蒸氣直接加熱廢水至沸騰，揮發(fā)性污染物分子便隨同水蒸氣一起逸出。49離子交換法：廢水與固體離子交換劑接觸時(shí)，離子態(tài)污染物能與交換轉(zhuǎn)化處理化學(xué)轉(zhuǎn)化法—pH值調(diào)節(jié)法、氧化還原法、電化學(xué)法、化學(xué)沉淀法、水質(zhì)穩(wěn)定法、自然衰變法生物化學(xué)轉(zhuǎn)化法—好氧生物轉(zhuǎn)化法、厭氧生物轉(zhuǎn)化法消毒轉(zhuǎn)化法—藥劑消毒法、能源消毒法稀釋處理水體稀釋法廢水稀釋法50轉(zhuǎn)化處理50按處理的程度一級(jí)處理(primary)：也叫初級(jí)處理，該過(guò)程只能除去廢水中的大顆粒的懸浮物及漂浮物，很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)處理(secondary)：一般可以除去細(xì)小的或呈膠體態(tài)的懸浮物及有機(jī)物，一般能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)處理(tertiary)，也稱高級(jí)(advanced)處理：進(jìn)一步除去廢水中的膠體及溶解態(tài)的污染物，一般可達(dá)到回用的目的。51按處理的程度一級(jí)處理(primary)：也叫初級(jí)處理，該過(guò)程廢水的一級(jí)處理方法重力分離法(gravityseparation)阻力截留法(retaining)稀釋法(dilution)中和法(neutralization)沉降法(sedimentation