水體污染及防治教案

第八章水體污染及其主物防治川和海洋等。它是地表被水掩蓋的自然綜合體。水體污染是指污染物進入水體中的數(shù)量到達破壞水體原有功能的程度。我國水資源總量相對較豐富，地表徑流總量為27萬億m3，占世界第六位；相當于陸地5％。但我國入均占有水量格外少，人均占有地表水僅2639m3，居世界第110徑流量的四分之一。我國城幣缺水更為嚴峻，全國統(tǒng)什有43450國有三億多畝農(nóng)田受干旱威逼，成災面積約1145000人飲困難。3000132023〔不包括火、核電工業(yè)，下同〕廢水排放量為509m3，工業(yè)廢水中化學需氧量〔COD〕1239t113t。東部地區(qū)工業(yè)廢水及COD、氨氮排放量分別占全國工業(yè)排放量的49%、55%和40%；中部35%、314016%、14%20%。2023〔包括全部具有下水管網(wǎng)的建制市和建制鎮(zhèn)〕生活污水排放量為229m3，城鎮(zhèn)生活污水中COD655t69t。東部地區(qū)城鎮(zhèn)生活污水及COD、氨氮排放量分別占全國城鎮(zhèn)排放量的57%、62%、58%；27%、27%、30%；16%、11%、12%。全國七大水系〔珠江、長江、黃河、淮河、遼河、海河和松花江、湖泊、水庫、局部地區(qū)地下水及近岸悔域都受到了不同程度的污染。黃河斷流時間最長的年份廢污水排放量的變化1980～202381m3325m3，7.2418m31163m35.3%。城鎮(zhèn)生活用水和工業(yè)用水之和占總用水的比例由11.3%提高到26.5水資源短缺和水體污染已經(jīng)嚴峻影響我國經(jīng)濟的進展是污染生態(tài)學中重耍的爭論課題。污水澆灌、氧化塘和上地處理系統(tǒng)是污水生物處理的重大措施第一節(jié) 污水澆灌污灌增加的緣由：水土分布不均勻，華北、西北污水排放增加，農(nóng)業(yè)用水沖突加或許念污水澆灌〔sewageirrigation〕一般是指使用經(jīng)過肯定處理的城巾污水澆灌農(nóng)田、森林和草地。城市污水通常是指含有大量生活污水和商業(yè)污水以及少量工業(yè)廢水的混合污水工業(yè)廢水〔主要指農(nóng)產(chǎn)品加工廢水〕進展?jié)补嗟摹Ｎ鬯疂补嗫煞譃椋杭兾鬯疂补唷踩暧梦鬯疂补唷睬逅?、污水棍合使用或輪番澆灌〕間歇污水灌溉〔只在冬季或作物生長期迸行污水澆灌〕一、進呈現(xiàn)狀應用工業(yè)和生活污水進展農(nóng)業(yè)澆灌在世界各地已有近百年的歷史，美國、澳大利亞、91%的工業(yè)和生活污水由下水道收集57%的污水經(jīng)過了凈化處理后仍用于農(nóng)業(yè)澆灌和園林草3m320231/3我國污水澆灌的進展大體可劃分為33：19572040年月起，在北京四周開頭利用工業(yè)與生活廢污水進展農(nóng)田澆灌；1957～1972年為初步進展時期。1957年當時建工部聯(lián)合農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部把污水澆灌列入國家科研打算，從今開頭興建污水澆灌工程，污水澆灌得到了初步進展；1972年至今為快速進展時期。盡管1972年在石家莊召開了全國污水澆灌會議，制定了2080年月中后水澆灌面積得到快速擴大。據(jù)統(tǒng)計，我國1999401m3，污水澆灌面積從19634.1hm2進展1998361.8萬hm2，占全國澆灌總面積的7.3%，特別是20709033.33hm2333.33hm2。地域分布上，我國污水澆灌的農(nóng)田主要集中在北方水資源嚴峻短缺的海、遼85%。大型污水澆灌主要分布在我國北方大中城市近郊區(qū)，如北京、天津、遼寧、山西和疆石河子污水澆灌區(qū)。二、污水澆灌存在的主要問題污水處理技術水平較低，污水澆灌水質(zhì)嚴峻超標、農(nóng)田污染嚴峻。污水澆灌面積盲目進展，相關監(jiān)控、治理體系嚴峻滯后，作物污染嚴峻。城市郊區(qū)渠道澆灌功能退化，大多變成污水排放的河道。污水澆灌的理論與技術爭論不夠三、污水澆灌的效益3〔一〕供給澆灌水源〔二〕提高土壤肥力污灌能增加士壤肥力污灌改善了上壤物理性質(zhì)污灌能增加土壤微生物活性〔三)凈化污水四、污灌凈化水體的機制1、物理化學吸附和交換吸附作用2、生物氧化作用3、化學和光化學降解4、植物的吸取和代謝五、污灌存在的問題1、有機質(zhì)過多消耗土壤中的氧氣，導致養(yǎng)分環(huán)境。2、微量元素過多，對植物產(chǎn)生毒害。3、油過多，杜塞土壤空隙，隔絕氧氣，加速土壤的復原。六、措施

4、有害物質(zhì)〔重金屬、有機氯等〕破壞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。5、城市和醫(yī)院污水造成病原菌污染。利用氧化塘處理污水，再用于農(nóng)灌。排污管道的凈化作用七、污灌技術的爭論〔一〕各類污水澆灌的可能性和措施污水分為：城市生活污水：有機質(zhì)工礦污水：重金屬、酚、氰、農(nóng)藥、石油等〔二、爭論污染物在土壤－植物系統(tǒng)中遷移、轉(zhuǎn)化和富集規(guī)律，合理調(diào)整作物布局?！踩?、土壤環(huán)境容量和凈化功能的爭論〔四、污灌的監(jiān)測和治理〔五、污水的預處理技術其次節(jié)富養(yǎng)分化1102040一、富養(yǎng)分化概念富養(yǎng)分化〔eutrophication〕它是指水體中養(yǎng)分物質(zhì)過多，特別是氮、磷過多而導致水生植物〔浮游藻類等老的進程。破壞水體生態(tài)系統(tǒng)。是水體年輕的一種表現(xiàn)，也是潮泊分類與演化的一個指標。往呈現(xiàn)藍色、紅色、棕色等。毒，外表有一層膠質(zhì)膜，魚不能食用。藻類聚攏在水體上層，一方面發(fā)生光合作用，放出大養(yǎng)分元素在水體中的物質(zhì)循環(huán)，使它們可以長期存在于水何中。富養(yǎng)分化水體的上層處于溶解氧過飽和狀態(tài)明顯對魚類生長不利，在藻類大量生殖的季節(jié)，會造成大量魚類的死亡。同時，大量藻類尸體沉積水體底部，會使水深漸漸變淺，年深月久，這些湖泊、水庫等水體會演化成沼澤，引留意并應予賜予足夠重視的嚴峻現(xiàn)象。述水體富養(yǎng)分化：1、溶氧量DO：指溶解于水中的分子態(tài)氧。2BOD：指水體中的有機物在好氣條件下經(jīng)微生物分解咸CO2和H2O時所需要的氧氣。3、化學耗氧量COD：指化學氧化劑氧化水中有機污染物時所需的氧氣。高錳酸鉀法和重銘酸鉀法4、總有機碳與總需氧量總有機碳〔TOC〕包括水中全部有機物質(zhì)的含碳量，是評價水體有機物污染的一個綜合指標?？傂柩趿俊睺OD〕是指把水體中的碳、氮、硫、氫等元素全部氧化時所需氧的總量。TOC、TODBOD只在水質(zhì)條件根本一樣的狀況下．才能表示為肯定的相關關系。二、富養(yǎng)分化形成的條件1、養(yǎng)分元素氮、磷是主要元素， 最小值定律：P2、光打算植物的分布：富光帶； 光補償面； 深水帶。水體中的光照強弱、水生植物光合強度的強弱直接影響水體的富養(yǎng)化。3、溫度水體溫度的時間變似季節(jié)、晝夜〕形成水體的運動，是影晌水中氧和養(yǎng)分物質(zhì)的垂直運動和在各層分布的重要因索。夏、冬季節(jié)水體的上下對流弱春、秋季對流強二、富養(yǎng)分化的指標與評價〔一〕富養(yǎng)分化的指標1、物理指標〔1〕透亮度〔2〕養(yǎng)分狀態(tài)指數(shù)，不同的養(yǎng)分狀態(tài)水應水質(zhì)參數(shù)。表2、化學指標氮、磷的含量 表3、生物學指標生物多樣性指標，如浮游生物表貧養(yǎng)分性浮游硅藻〔小環(huán)藻、平板藻〕錯誤！未找到引用源。浮游黃鞭毛藻〔錐囊藻〕富養(yǎng)分拴浮游硅藻〔星桿藻、囫桿型、冠盤藻，顆粒直連藻〕富養(yǎng)分性浮游綠藻〔盤星藻、柵藻〕浮游藍藻〔向囊藻、囊絲藻、魚腥藻｝眼蟲藻類浮游生物〔裸藻〕細菌類浮憎生物三、富養(yǎng)分化的危害感官惡化，不利觀光魚類窒息或中毒死亡影響植物生長水質(zhì)變劣，凈化費用提高加速湖泊衰亡附件：廢水處理的根本方法廢水處理按其處理程度不同可分為三級：處理后的廢水，通常仍含有有機物及其它污染物，不宜排放，還必需進展二級處理。二級處理主耍去除廢水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機性污染物，BOD的去除率可達80％以上，常用的處理方法是生物化學法。二綴處理后的廢水，水質(zhì)已很大改善，一般可到達排放標準。三級處理用干去除不能降解的有機物，以及氮、磷等可溶性無機物。混凝沉淀、砂濾、活性碳過糠、離子交換、電慘析、生物脫氮等。物理方法主要是通過物理作用采分別或回收廢水中的懸浮物質(zhì)篩濾、沉淀、氣浮、過濾、離心分別、蒸發(fā)、結晶等方法；化學法，主要是借助化學反響的作用，來回收或去除廢水中的溶解性物質(zhì)或膠體物質(zhì)，常用的化學方法有化學沉淀法、混凝法、中和法、氧化復原法等；法有吸附法、離子交換法，萃取取法、汽提法、吹脫法、電滲析法、反滲透法等；質(zhì)，將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。42四、富養(yǎng)分化治理1、污泥法除氮三段污泥法：去除BOD 硝化 脫氮錯誤！未找到引用源。第三節(jié)氧化塘氧化塘〔oxidationponds〕又稱穩(wěn)定塘或生物塘。它是利用庫塘等水生生態(tài)系統(tǒng)對污水的凈化作用，進展污水處理和利用的生物工程措施。機物進展厭氧分解．產(chǎn)生的沼氣〔CH4〕逸出水面，二氧化碳、氨等溶解于永中。溶解或懸中藻類養(yǎng)分和生殖。藻類進展光合柞用放出的氧氣供微生物分解有機物。一、我國氧化塘的主要特點充分利用地形超大型氧化塘工程凈化和利用相結合廣譜、高效、穩(wěn)定的凈化力量人工強化系統(tǒng)塘的爭論和利用二、氧化塘的構造和凈化機制氧化塘的凈化作用主要是通過氧化、復原、合成的過程去除污水中的污染物〔生物可降解的物質(zhì)。生物不能降解的物質(zhì)，則由污水中物理化學性質(zhì)的變化而發(fā)生氧化、復原、分散、沉降作用而沉淀除去?！惨弧硡捬跆良嫘蕴梁秃醚跆燎暗念A處理塘，有機負荷高，厭氧占優(yōu)勢。厭氧菌能從NO3－和NO2－中獵取氧并放出氮。硫酸鹽和碳酸鹽是厭氧菌和兼性菌主要供氧體兩個階段： 產(chǎn)酸；甲烷發(fā)酵〔甲烷菌〕中恬性污泥混合為混合液，同時不斷地供給空氣，使氧轉(zhuǎn)移到污水中促進好氣紉菌的活動，次沉淀池，使泥水分別，澄清后將水排出。沉淀的污泥一局部回流到吧氣池與污水混合，維泥郡分則是從系統(tǒng)中排出。3、活性污泥降解慶水中有機物的過程〔去除可分為兩個階段——吸附階段和穩(wěn)定階到凈化。在穩(wěn)定階段，主要是轉(zhuǎn)移到活性污泥上的有機物質(zhì)為微生物所利用的過程。當廢水中的有機物處于懸浮狀態(tài)和膠態(tài)時，吸附階段很短〔一般在145分鐘左右而穩(wěn)定階段較長?；钚晕勰喾ǖ闹饕獑栴}是產(chǎn)生大量剩余的污泥，需要用其它方法處理?，F(xiàn)在世界各國，包括我國都進展了各種處理系統(tǒng)以削減剩余污泥的產(chǎn)量的方法。這種方法是把活性污泥培育成顆粒狀，用顆?；钚晕勰嗤耆V化廢水中的有機物，高碑店污水處理廠使用的就是活性污泥法?！捕成锬しㄉ锬しê突钚晕勰喾ㄒ粯佣际抢梦⑸飦砣コ龔U水中有機物的方法。但在活性污泥生物則附著生長在某些固體物的外表，所以生物膜處理系統(tǒng)又稱為附著生長系統(tǒng)。生物轉(zhuǎn)盤〔又名轉(zhuǎn)盤式生物濾池〕1．生物膜的構造與性能微生物附著在介質(zhì)外表上，為微生物供給附著介質(zhì)的材料稱為濾料〔或載體。廢水在形成生物膜。生物膜是微生物高度密集的物質(zhì)，是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌．真菌、原生的。料或載體外表的薄層中造成厭氧環(huán)境而形成厭氧膜層。進入塵物膜被降解，微生物的代謝產(chǎn)物則沿著相反的方向徘除．物膜呈老化狀態(tài)。在流淌水的沖刷下，老化的生物膜脫落，的生物膜又開頭生長，它具有較強的凈化功能。3、生物膜法的特點菌和較高級的微生物，如絲狀菌、輪蟲、寡毛蟲等。為生物膜法多為分段處理，在每段都能自然形成各自獨特的優(yōu)勢微生物種群。動具有較強的適應性，并能在低溫條件下保持較好的凈化功能。它與活性污泥法相比，處理工藝產(chǎn)生的污泥量少，約為淆性污泥法的3／4，動力消耗一般較低，所產(chǎn)生的污泥宜干固液分別?！踩澄鬯幚斫Y——氧化塘〔生物塘〕污水處理塘是一些適宜的自然池塘、經(jīng)人工改造的自然池塘或是人工修建的池塘。這些池塘通過不同工作原理和凈化機理，諸如厭氧、好氧、兼性生物凈化、水生生物處理、的自凈容量。大多數(shù)的污水處理塘是利用水垢中的微生物和藻類對污水和有機廢水迸行需氧生物處理，所以又稱生物塘。有多年的歷史：據(jù)美國的資料，在60年月初，美國用作家庭生活污水處理的生物浴已超過1000多個，而用作工業(yè)廢水處理的生物塘也超過800個。近隼來，考慮到節(jié)能和污水197240001／3。我國從20世紀叨年月初就開晨了應用生物塘處理城市清水和工業(yè)廢水的探究性爭論。據(jù)有關資料，到1984年，我國就有犯座生物塘．過去生物塘主要用于處理人口較少的城鎮(zhèn)污水，現(xiàn)在已發(fā)履到每天可處理10萬噸以上污水。澳大利亞墨爾本市生物塘每天可處理35萬噸污水。一、我國氧化塘的主要特點(一)充分利用地形，工程簡易(二)超大型氧化塘工程(三)凈化和利用相結合(四)廣譜、高故和穩(wěn)定的凈化力量(玉)人工強化系統(tǒng)絡的爭論和應用二、氧化塘構造及凈化機制1、厭氧塘厭氧塘是在處理高濃度有機污染物時，在兼性塘和好氧塘前的預處理塘，有機負菏高，厭氧占優(yōu)勢。N03-和NO2-、硫酸鹽和碳酸鹽是厭氧茵和兼性茵的主要供氧體。厭氧降解包括兩個階段：第一階段是產(chǎn)酸階段，其次階段是甲烷發(fā)酵，就去除CODBOD而言，產(chǎn)酸階段CODBOD降低得很少，但在甲烷發(fā)酵階段則和二氧化碳而從廢水中除去。產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體的量越大，BoD和COD的去除率越高。(二)兼性塘分層:塘的上層陽光充分，藻類光合作用旺盛，水中溶解氧充分，是好氧菌—藻類共生系統(tǒng)；中層光照弱，溶解氧少，兼性微生物占優(yōu)勢；底層為厭氧層，厭氧微生物占優(yōu)勢，對沉淀于塘底的污泥進展厭氧發(fā)酵。兼性塘的BOD去除率取決于水中藻類濃度．一般可達70％一90％，比好氧塘更廣譜地去污。在兼性塘中放養(yǎng)水葫蘆、狐尾藻等植物時，能增加其除污力量。(三)好氧塘生系統(tǒng)能很好地除去BOD、氮、磷等無機養(yǎng)分，但由于藻類大量生殖，致使出水水質(zhì)臺藻類過多而使懸浮物、BOD、COD養(yǎng)魚、蝦、貝、鴨和鵝等，消耗藻類，維持水體養(yǎng)分平衡，實現(xiàn)污水資源化。好氧塘假設水質(zhì)差，塘淺不易養(yǎng)魚，可種植耐污而有凈化力量的水蔥、盧葦、菖蒲、水花生及水葫蘆等。三、氧化塘的效益〔一、凈化效率因素：季節(jié)生態(tài)系統(tǒng)類型和生物量藻類過多范圍廣和降解速率快，在到達同樣的出水水質(zhì)時，所需時間可縮短50％。同時、占地面積也可削減50％。主要是由于水解他能將大分子難降解有機物轉(zhuǎn)化為小分子物質(zhì)，從而加速了在后續(xù)穩(wěn)定塘中的降解。四、氧化塘系統(tǒng)的類型(一)處理—貯存培系統(tǒng)(二)多級生態(tài)處理與利用系統(tǒng)第四節(jié)污水土地處理系統(tǒng)污水通過二級處理，仍舊合有肯定量的懸浮固體、溶解性有機物質(zhì)、溶解性無機鹽類，特別是含有較大量的氮、磷物質(zhì)，因此，必需實行三級處理、但三級處理費用昂貴，所以提平衡，保護土壤土地處理系統(tǒng)概念污水土地處理是在人工調(diào)控下利用土壤—微生物—植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使污水中的污染物凈化的處理方法。污水資源化、無害化和穩(wěn)定化的處理利用系統(tǒng)。污水土地處理是在污水農(nóng)田澆灌的根底上進展起來的，二者不同：和污灌相像但不同：廢水土地處理(LandTreatmentofWastewater)1化廢水，到達肯定的水質(zhì)目標，實質(zhì)上是生態(tài)工程系統(tǒng)；對進水的水量、水質(zhì)有較嚴格要求，需要肯定的預處理；通過試驗爭論確定設計運行參數(shù)，承受適宜負荷與運行條件；對系統(tǒng)進展有效治理與維護保證處理效果；能終年穩(wěn)定運行；7、有收集系統(tǒng)，對出水進展有控的排放與利用；8、對四周環(huán)境設有監(jiān)測系統(tǒng)

廢水澆灌農(nóng)田(WastewaterIrrigation)1以作物對水肥資源的利用為目標；以灌水定額、澆灌制度及廢水農(nóng)田排放標準來掌握澆灌水的水量與水質(zhì)；無特地的設計運行參數(shù)，一般無完整科學的設計；不能終年運行；56無特地的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)一、土地處理系統(tǒng)類型土地處理技術有五種類型：慢速滲濾快速滲濾地表漫流濕地地下滲濾系統(tǒng)統(tǒng)，土地凈化田，凈化出水的收集和利用系統(tǒng)等五局部組成。慢速滲濾系統(tǒng)的污水投配負荷一般較低，滲濾速度慢，故污水凈化效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良。選擇和預處理等?？焖贊B濾系統(tǒng)適用于滲透性格外良好的土壤，如砂土、礫石性砂土、砂質(zhì)砂土等。污水灌至快速滲層土壤處于厭氧一好氧交替運行狀態(tài)進展分解，使污水得以凈化。快速滲濾法的主要目的是補給地下水和廢水再生回用。用于補給地下水時不設集水系般狀況下，污水經(jīng)過一級處理就可以滿足要求。假設可供使用的土地有限，需加大滲濾速率，或要求高質(zhì)量的出水水質(zhì)時，則應以二級處理作為預處理。地表漫流系統(tǒng)地表漫流系統(tǒng)適用于滲透性低的黏土或亞黏土，地面最正確坡度為2％到8％。廢水以噴灌法或漫灌(淹灌)法有掌握地分布在地面上均勻的漫流，流向設在坡腳的集水渠，在流行過土壤流失，尾水收集后可回用或排放水體(4—8)。承受何種澆灌方法取決于土壤性質(zhì)、作物類型、氣象和地形。濕地處理系統(tǒng)濕地處理系統(tǒng)是一種利用低洼濕地和沼澤地處理污水的方法和土壤共同作用下得以凈化濕地處理可用于直接處理污水或深度處理。污水進入系統(tǒng)前需預處理，方法有化糞池、格柵、篩網(wǎng)、初沉池、酸化(水解)池和穩(wěn)定塘等。地下滲濾處理系統(tǒng)地下滲濾處理系統(tǒng)是將污水投配到距地面約0.5m深，有良好滲透性的地層中，藉毛管浸潤和土壤滲透作用，使污水向四周集中，通過過濾、沉淀污水得到凈化.地下滲濾系統(tǒng)適用于無法接人城市排水管網(wǎng)的小水量污水處理，如分散的居民點住宅、度假村、療養(yǎng)院等。污水進入處理系統(tǒng)前需經(jīng)化糞池或酸化(水解)池