第九章 水污染控制与治理-1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第九章 水环境污染控制与治理的生态工程及微生物学原理,第一节,水资源污染控制与治理,概述,地球上每年降水量40万立方千米，占总水量0.03%，约1/4强降落到陆地，其中56%蒸发和蒸腾，34%形成地面径流，10%下渗补给地下水。,由自然力促成的水循环称为水的自然循环。自然界中的水在太阳照射和地心引力等作用下不停流动和转化，通过蒸发、降水、径流和渗透等方式循环不止。,一 水的社会循环,由人的因素促成的水循环，称为水的社会循环。人类为了满足生活和生产的需要，不断取用天然水体中的水，经过使用，一部分天然水被消耗，但绝大部分却变成生活污水和生产废水排放，重新进入天然水体。在社会循环中，水质不断发生变化，其污染程度随用水性质、方式而变。,降水,海洋,蒸发,地下渗流,地面径流,蒸发,给水,工业,农业,新陈代谢,生活和商业,产品用水,冷却用水,灌溉,废水,收集,处理,处置,地面水,地面水,地下水,回用水,水的循环示意图,咸水97.5%,地球总水量13.9亿立方千米，三分之二被水覆盖,2.5%,冰帽和冰川,地下水,易得的江河湖淡水不到总淡水量1%,中国水资源问题：南多北少，东多西少、时多时少、总量多人均少亩均少,水资源,二、水资源的利用现状,世界各国和国民经济各部门对水资源的使用情况各有不同，一般可分为：,工业用水：发电、造纸、人造纤维等部门的需水量最大。,农业用水,生活用水,“水脏”问题主要是工业用水过程产生的。水是工业发展的基础，水可以是工业生产中的一种原料，也可以作为工业生产流程中的原料有用组分或杂质的浸出渗液，或作为工业生产工艺的反应介质。,生产1吨钢材需水100m,3,以上,制造1吨尼龙丝大约需水600m,3,染1万米布大约需300m,3,制1吨纸浆大约需水300m,3,等。,目前，我国工业万元产值耗水量平均为600-700m,3,。,农业和工业是人类社会的两个用水大户,研究农业用水过程对于解决我国的“水少”问题具有决定性的作用,研究工业用水过程则对解决我国“水脏”问题具有决定性的作用。,我国90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工业废水）以每年6.5%的速度增加，预计到2000年城市污水排放量将达到700亿m,3,/a以上。,我国八五期间曾有全国污水处理厂达到150座，城市污水处理率达10%的规划目标，实际1995年处理率达到了15%。,九五期间拟新增污水处理设施，使日处理能力达400万m,3,以上，城市排水管网普及面积率达70%75%，污水集中处理率达到20%，县以上工业企业废水处理率达76.8%,目前我国城市工业水重复利用率约为50%左右（日本80年代末就达到75%以上）”。,从这些数据可以看出，我国城市污水治理还是相对滞后的，处于欠帐状态。,三、世界性的水荒,遍及世界的许多地区，由于工业的膨胀和每人消费量的提高，需水量已增长到超过天然来源的境地。,地下水被取竭，而且受到污染。,由于人口的增长和经济的大发展，水质恶化、水资源紧缺的矛盾更加尖锐，第二次环境问题的高潮开始出现。,水污染控制（治理）工程,就是以工程技术措施，来防止、减轻或消除水环境的污染，改善和保持水环境质量，保障人体健康，以及有效地保护和合理利用水资源。,四,水体的污染与自净,1,水体污染及水体自净作用,水体：河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川和海洋等“贮水体”的总称。,在环境科学领域中，水体不仅包括水，而且也包括水中的悬浮物、底泥及水中生物等。,从自然地理的角度看，水体是指地表被水覆盖的自然综合体。,水体污染,是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理特征、化学特征和生物特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。,造成水体污染的因素,向水体排放未经过妥善处理的城市污水和工业废水；,施用的化肥、农药及城市地面的污染物，被雨水冲刷，随地面径流而进入水体；,随大气扩散的有毒物质通过重力沉降或降水过程而进入水体等。,有些赤潮生物会分泌出粘液，粘在鱼、虾、贝等生物的鳃上，妨碍呼吸，导致窒息死亡。,含有毒素的赤潮生物被海洋生物摄食后能引起中毒死亡。,人类食用含有毒素的海产品，也会造成类似的后果。,环境工程,海洋科学,海洋生物资源与环境,生物工程,人类行为对生态系统的影响,水体自净作用,水体能够在其环境容量的范围以内，经过水体的物理、化学和生物的作用，使排入的污染物质的浓度和毒性随着时间的推移在向下游流动的过程中自然降低，称之为水体的自净作用。,水体自净机理,物理过程，其中包括稀释、混合、扩散、挥发、沉淀等过程，水体中的污染物质在这一系列的作用下，其浓度得以降低；,化学及物理化学过程，污染物质通过氧化、还原、吸附、凝聚、中和等反应使其浓度降低；,生物化学过程，污染物质中的有机物，由于水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转化为无害、稳定的无机物，从而使其浓度降低。,2,、水污染指标,（,1,）生化需氧量（BOD）：表示在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，常用单位为,mg,L,，这是一种间接表示水被有机污染物污染程度的指标。,在20和在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，以五日作为测定BOD的标准时间，称之为五日生化需氧量，以BOD,5,表示,。,（,2,）化学需氧量（COD）,用强氧化剂重铬酸钾，在酸性条件下能够将有机物氧化为H,2,O和CO,2,，此时所测出的耗氧量称为化学需氧量（COD）。,COD能够比较精确地表示有机物含量，而且测定需时较短，不受水质限制，因此多作为工业废水的污染指标。,用另一种氧化剂高锰酸钾，也能够将有机物加以氧化，测出的耗氧量较COD低，称为耗氧量，以OC表示。,（,3,）总需氧量（TOD）,有机物主要是由碳（,C,）、氢（,H,）、氮（,N,）、硫（,S,）等元素所组成。当有机物完全被氧化时，,C,、,H,、,N,、,S,分别被氧化为,CO,2,、,H,2,O,、,NO,和,SO,2,，此时的需氧量称为总需氧量（,TOD,）。,（,4,）总有机碳（TOC）：是污水中有机污染物的总含碳量。其测定结果以C含量表示，单位为mgL。,（,5,）悬浮物：是通过过滤法测定的，滤后滤膜或滤纸上截留下来的物质即为悬浮固体，它包括部分的胶体物质，单位为,mg,L,。,（,6,）有毒物质：是指其达到一定浓度后，对人体健康、水生生物的生长造成危害的物质。非重金属的氰化物和砷化物及重金属中的汞、镉、铬、铅等，是国际上公认的六大毒物（砷有时与重金放在一起进行研究）。,（,7,）pH值：,对水体生物生长有较大影响，也直接影响水处理工艺及装置的选用。,（,8,）大肠菌群数,：是指单位体积水中所含的大肠菌群的数目，单位为个L，它是常用的细菌学指标。,3,水体中主要污染物的来源及其危害,无机无毒物,无机有毒物,有机无毒物,有机有毒物,放射性物质、生物污染物质和热污染等。,所谓无毒害作用是相对而有条件的。,