水污染控制工程.ppt

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1、水污染控制工程,2008年9月,张文启,绪 论,四、水污染及其危害,二、水循环,七、水污染控制工程内容和任务,六、水环境法规与标准,一、水资源,三、世界及我国水资源状况,五、环境工程学科的产生与发展,水 资 源,水是生命之源，是人类维系生命的基本物质。 地球上水很多，但可以利用的水资源很少。,海洋：97.3%（咸水） 冰川：2.1% （固体淡水） 地下水：0.6% 地表水：0.01% 大气水和生物水：0.001% 能够被人类直接利用的水不足1%,水圈的构成,水循环,各种形式的水在不断地循环运动 水循环包括自然循环和社会循环,小循环是指由海洋表面蒸发的水汽 ,又以降水形式落入海洋 ；或者由大陆表

2、面 ( 包括陆地水体表面、土面及植物叶面等 ) 蒸发的水气 , 仍以降水形式落回陆地表面。 这种发生在局部范围内的水循环过程。 大循环是由海洋表面蒸发的水汽 , 随气流带到大陆上空 , 形成降水落回地面 , 再通过径流 ( 地表的及地下)返回海洋的过程这种发生在海陆之间的循环过程。,水的自然循环,图中的百分数对应于不同的体积,自然循环,自然界水循环的意义,水成为一种可更新的资源；具有自身净化作用。 水循环的特点决定：水存在的形式多样性，分布的广泛性，时空变化的随机性，水资源的分配的巨大差异性。 水的循环在地球上起到输送热量和调节气候的作用，对地球环境的形成、演化和人类生存都有重大的作用与影响。

3、,水体更替周期,在开发利用水资源过程中，应当充分考虑各种水 的循环周期和活跃程度，合理开发以防止由于更替周期长或补给不及时，造成水资源的枯竭。,人为水循环可以严重地改变天然水循环，处理不好，会产生一系列水问题与生态环境问题,水的社会循环,给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成一种受人类社会活动作用的水循环。,水资源动态及水污染情况,可用淡水资源的数量少； 社会的发展和人口的增加，导致2.32 亿人口所在的26个国家被列为缺水国家； 中东的集中缺水-地理位置； 印度中国过度开采的缺水及水资源分布不均。,水资源的紧张威胁人类的生存,世界银行调查报告指出

4、：占世界人口40%的80个国家正面临着水危机，发展中国家约有10亿人喝不到清洁的水，17亿人没有良好的卫生设施，每年约有2500万人死于饮用不清洁的水； 过去50年中，由水引发的冲突共507起，其中37起有暴力性质，21起演变为军事冲突。,我国水资源状况,我国水资源总量为24130亿m3，居世界第6位。但由于人口众多，仅相当于世界人均的四分之一左右，居世界110位。 我国水资源时、空分布不均的问题十分突出（南方北方，6-9月占70%-90%) 水污染加剧了水资源的短缺状况。,水污染的概念,1984年颁布的中华人民共和国水污染防治法中说明： 水污染即指“水体因某种物质的介入而导致其物理、化学、生

5、物或者放射性等方面特性的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或破坏生态环境，造成水质恶化的现象”。,水环境污染物,悬浮物（SS） 动水中呈悬浮状，静水中可下沉或上浮。 包括泥砂、大颗粒粘土、矿物废渣等无机易沉悬浮物和草木、浮游生物体等有机易浮悬浮物。 通常用重力沉降法去除。,胶 体,尺寸较小，在水中长期静置不会下沉。 包括粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质等，造成水的色、臭、味。 须投加混凝剂方可去除。,耗氧有机物,宏观表征：( COD, BOD, TOD , DO, TOC) 生活污水和某些工业废水中含有糖、蛋白质、氨基酸、酯类、纤维素等有机物质，这些物质以悬浮状态或溶解状态存在于水中，排

6、入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解过程中消耗氧气，使水体中的溶解氧减少，微生物繁殖。,一般指溶解性物质,植物性营养物,( N, P) 植物性营养物主要指含有氮磷等植物所需营养物的无机、有机化合物，如氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐和含氮和磷的有机化合物。这些污染物排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富营养化污染。,太湖的富营养化N, P污染,富营养化的危害,1、溶解氧下降 鱼类死亡,2、富营养化 污染水源, 我国水体富营养化，藻类过量繁殖，有 些水体几千万个/L，堵塞水处理设备；, 藻类影响常规水处理工艺，而且在消毒 过程中会与氯作

7、用生成氯化消毒副产物, 藻类在代谢过程中产生的藻毒素直接危 害人体健康,重 金 属 污染物,（汞，镉，铅，铬，镍） 很多重金属对生物有显著毒性，并且能被生物吸收后通过食物链浓缩千万倍，最终进入人体造成慢性中毒或严重疾病。例如，著名的日本水俣病就是由于甲基汞破坏了人的神经系统而引起的；骨痛病则是镉中毒造成骨骼中钙的减少的后果，这两种疾病最终都会导致人的死亡。,酸 碱 污 染,当水体pH小于6.5或大于8.5时，水中微生物的生长会受到抑制，致使水体自净能力减弱，并影响渔业生产，严重时还会腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。 用酸化或碱化的水浇灌农田，会破坏土壤的理化性质，影响农作物的生长。 酸碱对水体的

8、污染，还会使水的含盐量增加，提高水的硬度，,石 油 类,石油类产品的废水进入水体后会漂浮在水面并迅速扩散，形成一层油膜，阻止大气中的氧进入水中，妨碍水生植物的光合作用。 石油在微生物作用下的降解也需要消耗氧，造成水体缺氧。 石油还会使鱼类呼吸困难直至死亡。,病 原 体,生活污水、医院污水和屠宰、制革、洗毛、生物制品等工业废水，常含有病原体，会传播霍乱、伤寒、胃炎、肠炎、痢疾以及其他病毒传染的疾病和寄生虫病。 大肠杆菌群：最基本的粪便污染的指标菌群，并间接表明有肠道病菌存在的可能性。,其他污染物,难降解有机物 放射性物质 热污染等,四、水污染物的主要来源,人类活动所排放的各类污水是将上述污染物带

9、入水体的一大类污染源，由于这些污水、废水多由管道收集后集中排除，因此常被称为点污染源。 大面积的农田地面径流或雨水径流也会对水体产生污染，由于其进入水体的方式是无组织的，通常被称为非点污染源，或面污染源。,点源污染,1生活污水 生活污水主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他排水等。 污水中主要含有悬浮态或溶解态的有机物质，还含有氮、硫、磷等无机盐类和各种微生物。,工业废水,工业废水产自工业生产过程，其水量和水质随生产过程而异，根据其来源可以分为工艺废水、原料或成品洗涤水、场地冲洗水以及设备冷却水等；根据废水中主要污染物的性

10、质，可分为有机废水、无机废水、兼有有机物和无机物的混合废水、重金属废水、放射性废水等；根据产生废水的行业性质，又可分为造纸废水、印染废水、焦化废水、农药废水、电镀废水等。,面 污 染 源,农村生活污水一般含有有机物、病原体、悬浮物、化肥、农药等污染物；畜禽养殖业排放的废水，常含有很高的有机物浓度；对于湖泊的富营养化，面污染源所作的贡献常会超过50%。 大气中含有的污染物随降雨进入地表水体，也可认为是面污染源，如酸雨。 风刮起泥沙、粉尘进入水体等，也是一种面污染源。,水污染及其危害,工农业的飞速发展，带来巨大环境问题-水污染，产生一系列的严重后果，甚至是灾难性事件,世界性水污染事件,早在18世纪

11、，英国由于只注重工业发展，而忽视了水资源保护，大量的工业废水废渣倾入江河，造成泰晤士河污染，已基本丧失了利用价值。 19世纪初，德国莱茵河也发生严重污染，德国政府为此运用严格的法律和投入大量资金致力于水资源保护，经过数十年不懈努力，才使莱茵河碧水畅流，达到饮用水标准。 美国7年前（两虫）寄生虫侵入密尔沃基供水系统，造成100人死亡，40万人致病后，水质问题备受关注。,水俣病事件 1953年，水俣镇发现了一个怪病人，开始时步态不稳，面部呆痴，进而是耳聋眼瞎，全身麻木，最后精神失常，身体弯弓，高叫而死。 1956年又有同样病症的女孩住院，引起当地熊本大学医院专家注意，开始调查研究。最后发现原来是当

12、地一个化肥厂在生产氯乙烯和醋酸乙烯时，采用成本低的汞催化剂工艺，把大量含有有机汞的废水排入水俣湾，1972年日本环境厅公布：水俣湾和新县阿贺野川下游有汞中毒者283人，其中60人死亡。,痛痛病事件 19551972年，在日本富山县神通川流域两岸出现了一种怪病，患者中妇女比男士多，患上此病，则全身骨骼疼痛，不能行走，故取名为“痛痛病” ，起因是附近的电镀厂、蓄电池制造厂及熔接工厂或因采矿工业含镉之废水未经适当处理而径行排水，污染了神通川水体，两岸居民利用河水灌溉农田，稻米和饮用水含镉而中毒。 1963年至1979年3月共有患者130人，其中死亡81人。,水危害的关注,日趋加剧的水污染，已对人类的

13、生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍 ； 每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作“世界头号杀手“，已引起世界人们的关注。,我国水污染状况,水污染使水资源紧张状况更为严峻。 据水环境2003年国家公报，2003年全国工业和城镇生活废水排放总量为460亿吨，且有逐年上升的趋势；在现有的水处理技术水平和资金来源机制条件下，污水处理新债不断出现。,我国水环境分级,类水体：为源头水及其自然保护区； 类水体：为集中生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区，鱼虾产卵场等； 类水体：为集中饮用水水源地二级保护区，一级鱼类保护区，游泳区等； 类水体：为

14、工业用水区，人体不直接接触的娱乐用水区； 类水体：为农业用水区，一般景观要求水域。,地表水污染状况,河流: 七大水系407个重点监测断面中，38.1%的断面满足类水质要求，32.2的断面属、类水质，29.7%的断面属劣类水质；水系的主要污染指标是石油类、NH4+-N、高锰酸盐指数、挥发酚等。 28个重点湖库中，满足类水质的湖库只有1个，占3.6%；类水质的湖库有6个，占21.4%；类水质湖库有7个，占25.0%；类水质湖库有4个，占14.3%；劣类水质湖库有10个，占35.7%。许多湖泊、水库已经处于富营养化水平。,地下水污染状况,我国地下水总体水质较好，但水位总体仍呈下降趋势；海水倒灌，盐度

15、增加。 水质在基本稳定的基础上也有恶化趋势，大部分城市和地区的地下水存在一定程度的点状或面状污染，污染区仍然以人口密集和工业化程度较高的城市中心区为主，超标指标有矿化度、总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、NH4+-N、铁、锰、氯化物、硫酸盐、pH值、氟化物、酚等。,水污染造成的经济损失,我国1996-2000年投资4500亿用于污染控制，其中40%用于水污染控制，折合360亿/年。 我国水污染造成的健康损失成本至少每年为20亿美元 ； 污染对我国渔业生产、旅游资源、供水设施及运行费用、工农业产品的质量及工业生产设施等都有巨大的不利影响，据估计每年造成的损失约为400亿美元,我国水污染事件,吉林石化爆炸

16、产生的污染物硝基苯和苯对松花江流域造成了巨大的环境破坏， 震惊了全国，影响国际。 外交部发言人秦刚12月16日介绍说，自松花江水污染事件发生以来，中方本着高度负责和友好的精神，在极短时间内向俄方提供了6台水质检测仪和150吨活性炭，受到俄方欢迎,2005年11月，航拍受污染的松花江,水污染防治法,水污染防治法的历史可以追溯到19世纪，英国1876年制定了河流污染防治法，日本1896年制定了河川法等。20世纪50年代以后，许多国家都加强了水污染防治方面的立法，制定了较完备的水污染防治法，如日本的水质污染防治法、美国的水净化法等等。,我国在50年代开始注意水污染的防治，如1959年制定了生活饮用水

17、卫生规程。 70年代后进一步加强水污染防治立法，关于保护和改善环境的若干规定（试行草案）、中华人民共和国环境保护法（试行）1979和中华人民共和国环境保护法等法律法规都对保护水环境作了规定。 1984年5月全国人大常委会通过中华人民共和国水污染防治法。 1996年通过了中华人民共和国水污染防治法的修改方案,水污染排放标准,我国综合污水排放标准（国家标准） 上海市综合污水排放标准（地方标准） 水量和水质指标 综合排放和行业排放指标 （一级、二级、三级）排放水体要求 达到的标准,存在问题,第一个，对法律惩处的力度现在远远不够。 第二个，就是我们的执法部门，环境保护行政主管部门，它只能对一些严重排污

18、的，违法排污的（行为）提出建议，比如说将它关闭，还是限期整顿，可是关不关最后由政府来决定，这个力度是不够的。,水污染控制工程的发展历程,环境问题及其发展,环境保护的倡导,产业革命之前,简单小规模 的生产,自然界的 自我调节,环境问题不突出,经济 发展,产业革命20世纪50年代 传统的发展模式,完全忽视经济发展对环境的影响,美国生物学家雷切尔卡森于1962年出版了名著寂静的春天,以大量的科学事实和依据揭示了滥用杀虫剂对生态环境的破坏和对人体健康的损害。激烈抨击了依靠科学技术征服、统治自然的生活方式、发展模式和价值观念。,如果没有这本书，环境运动将会被延误很长时间，或者 现在还没有开始。这本书犹如

19、一道闪电，第一 次使我们 时代值得讨论的最重要的问题显露出来。她惊醒的是 整个世界。”,经济发展,环境保护,开始关注环境保护，但主要是末端治理， 治理跟不上污染的增加,20世纪6080年代,经济增长,环境保护,生态经济,可持续发展战略被人们接受： 既符合当代人类的需求,又不致损害后代人，满足 其需求能力的发展.,1992年以后,新的工业革命,清洁生产 再制造 绿色建筑 绿色化学 循环经济：减量化，再利用，再循环 把提高资源利用率作为主要目标,经济增长,环境保护,社会发展,生态经济,可持续性,开始关注经济、社会和环境的和谐发展 环境伦理观必须贯穿工程教育全过程,21世纪,环境伦理观的主要内容,尊重与善待自然： 尊重并善待一切物种； 维护生态系统的和谐与稳定； 顺应自然的生活 关心自己并关心人类： 人类应享有平等的权利、应争取美好生活加强合作 着眼当前并思虑未来： 应遵从责任原则，节约原则，慎行原则。,本课程主要内容,排水管网（上册） 水处理技术及其设计（下册）,水污染控制工程（上册） 排水管渠系统,绪论 排水管渠系统 排水管渠水力计算 污水管道系统的设计,废水处理技术分类及其关系,按处理程度分： 预处理及一级处理 二级处理 三级处理或深度处理 按处理方法分： 物理、化学及物理化学法 生物处理法,