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1、水污染污染源及其综合治理Water Pollution Source and Comprehensive Management水污染污染源及其综合治理摘要:水是一种重要的自然资源和战略储备,目前中国的用水量已超过美国成为世界第一大用水国,但中国存在着水资源分布不均、利用率低、人均占有量少、水污染严重等特点，因此怎样合理的防治水污染就成为了我国面临的一个关乎人民生活和国家可持续发展的重要课题。本文主要结合中国水资源的现状并借鉴国外水污染治理的先进方法分析了我国水污染的主要特征和治理方案。本文共分五章，首先介绍了世界水资源的和我国水资源的特征，接着介绍了水污染的污染源及其分类，最后按照工业水污染、
2、农业水污染、城市水污染的分类方法介绍了各自的主要水污染源和处理方法。工业污水处理方面，主要讲了污水处理的物理方法、化学方法、物理化学方法；农业污水处理方面，主要分析了化肥和农药对水的污染和我国农村水污染的成因和防治现状；城市水污染方面，主要涉及了城市水资源的特征和城市水资源的再利用技术。总结前人经验，促使人们了解国内外水资源状况，了解目前污水处理再利用方法，推过新技术，新方法，新工艺，提高人们的环保意识，保护水资源，是本文的主要宗旨。相信随着科学技术的发展和各种新技术在污水处理方面的应用，我国在水污染治理和综合利用方面一定会取得更好的发展，真正实现可持续发展和谐发展。关键词：水污染；工业污水处
3、理；农业污水处理；城市污水处理Water Pollution Source and Comprehensive ManagementAbstract：Water is a kind of important natural resources and strategic reserves. At present Chinas water use has caught up with the United States and China has become the worlds first big water kingdom, but Chinese water pollution has
4、the characteristics of uneven distribution and utilization of water resources, low per capita are less severe etc., so how to reasonable to prevent and control water pollution, become an important issue for China, which is of vital importance to the peoples life and the national sustainable developm
5、ent .Combining the present situation of Chinas water resources and water pollution treatment of foreign advanced method, it analyzed the main features of our water pollution and control plan. The article is divided into five chapters, first introduced the worlds water resources and the characteristi
6、cs of water resource in China, then water pollution sources and its classification, and finally introduced their method of major water pollution sources and the treatment method according to the industrial water pollution, agriculture water pollution and the classification of urban water pollution.
7、Of industrial wastewater treatment, it mainly about the physical method, chemical method and physically chemical method in sewage reuse method; Of agricultural wastewater treatment, it mainly analysis the fertilizer and pesticide on the water pollution and the causes of the rural areas in China and
8、the prevention and control of water pollution situation; Of urban water pollution, it mainly involved the characteristics of urban water resources and water resources recycling technology of the city.Summarizing the predecessors experience, urging people to understand the status quo of water resourc
9、es at home and abroad and to learn about the sewage reuse method, pushing a new technology, new methods and new technology, then raising peoples awareness of environmental protection and the protection of water resources, is the main objective.Believe that with the development of science and technol
10、ogy and all kinds of new technology application in wastewater treatment, our country will be a better development in natural water pollution control and comprehensive utilization, realizing the harmonious and sustainable development.Keywords: Water pollution; Industrial wastewater treatment; Agricul
11、tural wastewater treatment; the urban sewage treatmentI前言人类的生活离不开水,水的开发利用渗透到工业、农业、人民生活的每一个角落。然而在对水资源的开发利用中，却存在着大量的污染情况，在我国这种情况更是不容乐观，因此，嘉庆对水污染的治理，在不破坏环境的情况下有效地开发利用就显得尤为重要。本文主要解决的问题有：我国水资源的情况和形式 ；水污染的污染源有哪些，它没事怎样分类的；工业污染源都有哪些，怎样治理；农业对水的污染是怎样分类的，以及治理方法；城市污水回收再利用的工序是什么。这些都是本文主要阐述的重点内容。通过对解决农业、工业、生活水污染的
12、先进技术的介绍，加强人们的环保意识，并针对我国水污染的现状努力找到一条适合的水污染解决方案，从而改善水质，缓解我国水资源紧张状况，最终达到改善人民生活利国利民才是真正的期望。目录1概述11.1 水资源的特征及我国水资源现状11.1.1 水资源状况及其特征11.1.2 我国水资源状况31.1.3我国水资源的特点51.2 水资源危机及解决对策71.2.1水资源危机原因71.2.2水资源危机的解决对策82、 水体污染的主要污染物及污染源的分类102.1营养盐及有机污染物102.1.1溶解氧(Do)102.1.3化学需氧量(COD)112.1.4高锰酸盐指数112.1.5总需氧量(TOD)112.1.
13、6总有机碳(TOC)112.2植物营养物质112.2.1含氮化合物在水体中的转化112.2.2含磷化合物在水体中的转化122.2.3水体富营养化过程及其危害122.3重金属离子122.3.1重金属离子污染122.3.2重金属离子在水体中的迁移132.4固体污染物和有机化学毒物142.4.1固体污染物142.4.2有机化学毒物142.5其他常见污染物152.5.1氰化物152.5.2病原微生物污染及危害152.5.3放射性物质162.5.4油类污染物162.5.5感官性污染物172.5.6热污染172.6水污染的来源和分类172.6.1水污染的来源分类方法172.6.2污染源按产生污染的来源分类
14、183、工业污水的来源及处理利用193.1工业水污染的来源及其分类193.1.1按污染程度和危害分类193.1.2按所含污染物的化学成分类193.1.3按主体污染物与采用的处理方法分类193.2工业废水处理和利用的基本方法203.2.1工业废水处理的基本原则203.2.2废水处理的方法分类203.3废水的物理处理方法223.3.1重力分离法223.3.2离心分离法243.3.3过滤分离法263.3.4蒸发与结晶法273.4废水的化学处理方法283.4.1中和（均衡）法283.4.2混凝和化学沉淀法293.4.3氧化还原法303.5废水的物理化学处理方法313.5.1吸附基本原理及分类323.5
15、.2影响吸附性能的因素323.5.3离子交换法323.5.4萃取法333.5.5膜分离技术-电渗析法333.5.6电解法334、农业水污染及其治理354.1 农业对水质的影响354.2农业水污染的治理364.2.1化肥作为水污染物364.2.2 农药作为水污染物384.3我国农村水污染的成因与防治对策的现状394.3.1 农村水污染的形成因素394.3.2 农村水污染的防治策略404.3.3 结论415城市污水的再生利用技术425.1城市水资源的特征污水处理要求425.1.1城市污水水质特征425.1.2城市污水二级出水的水质特征425.1.3城市污水再生利用的目的和意义425.1.4城市污水
16、再生利用的途径与水质要求425.2城市污水再生处理单元工艺与新技术445.2.1有机污染物的去除单元445.2.2脱氮单元445.2.3除磷单元455.2.4悬浮物与浊度的去除单元465.2.5消毒单元465.3城市污水回用发展趋势47总结与建议48参考文献50致谢51Catalogue1Summarze11.1 The characteristics of water resources in China and the present situation of water11.1.1 Water resources situation and characteristics11.1.2 T
17、he status quo of water resources in our country31.1.3 The characteristics of water resource in China51.2 A water crisis and countermeasures71.2.1 A water crisis causes71.2.2 A water crisis solution countermeasures82、 Water pollution in the main pollutants and the classification of the pollution sour
18、ces102.1 Nutrient and organic pollutants102.1.1 Dissolved oxygen102.1.3 Chemical oxygen demand112.1.4 Permanganate Index112.1.5Total oxygen demand112.1.6 Total organic carbon112.2 Plant nutrients112.2.1 Nitrogen compounds in the water in the transformation122.2.2 Phosphorus compound in the water in
19、the transformation122.2.3 Eutrophication process and its harm122.3 Heavy metal ion122.3.1 Heavy metal ion pollution122.3.2 Heavy metal ions in the water in the migration132.4 Solid pollutants and organic chemical toxicant142.4.1 Solid pollutants142.4.2 Organic chemical toxicant142.5 Other common pol
20、lutant152.5.1 Cyanide152.5.2 Pathogenic microorganisms pollution and harm152.5.3 Radioactive substances162.5.4 Oil pollutant162.5.5 Sensory sex pollutants172.5.6 Thermal pollution172.6 Water pollution sources and classification172.6.1 The source of the water pollution classification method172.6.2 Ac
21、cording to produce pollution sources pollution sources classification183、The source of the industrial sewage treatment and utilization193.1 Industrial water pollution sources and their classification193.1.1 According to the pollution harm degree and classification193.1.2 According to the chemical po
22、llutants into classification193.1.3 According to the main body and the pollutants the treatment method of classification193.2 Industrial wastewater treatment and utilization of the basic method203.2.1 The basic principles of industrial wastewater treatment203.2.2 Wastewater treatment method of class
23、ification203.3 The physical process wastewater223.3.1 Gravity separation223.3.2 Centrifuge method243.3.3 Filtration separation263.3.4 Evaporation and crystallization method273.4 Chemical treatment of wastewater method283.4.1 Acid-base titration283.4.2 Coagulation and chemical precipitation293.4.3 Ox
24、idation reduction process303.5 The physical and chemical wastewater treatment method323.5.1 The basic principle and classification of adsorption323.5.2 The factors affecting the adsorption performance323.5.3 Ion exchange method333.5.4 Extraction method333.5.5 Membrane technology- electrodialysis met
25、hod333.5.6 Electrolytic method344 Agricultural water pollution and its management354.1 The influence of agricultural on water quality354.2 The management of agricultural water pollution364.2.1 Fertilizer as water pollutants364.2.2 Pesticide as water pollutants384.3 Chinas rural water pollution cause
26、s and countermeasures to prevent and control of the status quo394.3.1 The factors of water pollution394.3.2 Rural water pollution prevention and control of the strategy404.3.3 Conclusion415 The urban sewage reuse technology425.1 The characteristics of urban water resources sewage treatment requireme
27、nts425.1.1 Urban sewage water quality characteristics425.1.2 Urban sewage level 2 water quality of the water of the features425.1.3 Urban sewage reuse of purpose and meaning425.1.4 Urban sewage reuse the way and the water quality requirements425.2 Urban sewage treatment unit of technology and new re
28、newable technology445.2.1 Organic contamination removal unit445.2.2 Denitrification unit455.2.3 Phosphorus removal unit455.2.4 Suspended solids and turbidity removal unit465.2.5 Disinfection unit475.3 Urban sewage reuse development trend47Conclusion and advice48Reference50Thanks5153水污染污染源及其综合治理1概述水在
29、自然界中的循环运动即水的自然循环。在没有人类社会干扰的情形下，水的自然循环是良性的。大气中的水与地球表面的水通过降水过程及蒸发作用相互循环补给：地表水与地下水通过渗流过程相互补给循环。降雨或积雪融化汇成干流，内江河汇集于湖海.再经蒸发到大气，而回到源头。在上述水的自然循环中，一些杂质会进入水中.而形成定程度的污染，但在环境容量范围内，水的自净作用对污染可以起到足够的缓解作用.使水可以维持定的洁净度。人类社会的生活、生产离不开水。大量的水在人类取用后被人类程度不同的污染，一般被废弃并任其回到自然水体中。废水带入的杂质一旦超过环境容量，而无法通过自净作用保持水质，则会导致自然水体的污染程度日益加剧
30、.也使水的循环进入恶性状态。上述情形是水的社会循环不完善造成的。长期以来.人类只重视取用水.顺忽视了废水的处理与再用。伴随着水环境的恶化，人类也逐渐面临着由于水污染而带来的安全问题、技术问题以及经济问题、社会问题等。因此人们已认识到，只有从优化水的社会循环，才可能从根本上解决水的资源与环境问题.保障人类社会的可持续发展。在水的社会循环中，污水的再生与利用是一个最为关键的环节，污水经二级处理.排放的仍然有大量的污染物，仅仅是污染的程度得到一定减轻，经年累月的流入水体仍然会导致水体污染的继续加剧。只有将大部分的废水经过再生处理后代替新鲜水再用，才能减少用水过程对新鲜水的污染量，同时也对以减少排放到
31、水体中的污染物的量。因此，水的综合治理既是开源也是节流，是水的可持续开发利用的重要保障 1.1 水资源的特征及我国水资源现状1.1.1 水资源状况及其特征水在自然界通过蒸发、降水、下渗与径流等运动方式进行着周而复始的循环运动。水从地球表面蒸发，主要依靠地面蒸发、水面蒸发、海洋蒸发、叶面蒸发和截止蒸发等五种方式形成蒸汽，并在高空凝结。在一定的条件和环境下，凝结在空中的水以降雨或降气的方式降落到地球表面。降落到陆地上的水或是以地面径流的形式汇集成江河流入海洋或湖泊，或是以地下渗流的形式渗入江河湖泊和海洋。水在自然界的循环过程中，水量虽然不会增加或减少.但这种循环却对地球的自然环境和人类的生存产生巨
32、大影响。通过蒸发进入大气的水气是产生雷雨闪电的主要物质基础，空气中的含水量的多少，直接影响气候的湿润及干燥；降水形成的径流，冲刷和侵蚀地面，将平原切割成沟堑，山丘侵蚀为平原；水流搬运大量泥沙，堆积形成冲积平原，低洼由于地表水的蓄积形成湖泊或沼泽。渗入地下的水将溶解于水中的物质、富集盐分送入海洋；容易溶解的岩石受到水流强烈的侵蚀和溶解作用，形成岩溶等地貌；降水将大气中游离的氮带到地面滋养植物；陆地上径流将大量的有机物带入海洋，供养海洋生物。此外，水在自然界的这种循环也为人类利用水资源创造了基本条件。自然界的水.其总量约为1.41018m3，其中海洋占总水量的94，约为1.31018m3。陆地上6
33、的水资源中有4是深层水或高矿化度水，共量约为5.51016m3.其中2为淡水。而这2的淡水中又有近1.7为冰川，仅有余下的0.3%0.47%1015m的淡水开发条件较好，其中逐年更新的淡水仅占总剩余量的1，即全球总量的0.003，其绝对量约为471013m3，这其中在一定经济技术条件下能为人们利用的又极为有限(表11)。表格1- 1地球水资源分布水的类型体积/km3站水资源的比例/%海洋1.32*10993.7咸水湖及内陆海1.04*1050.008大气中的水1.3*1040.001土壤及渗透水6.7*1040.005冰帽及冰川2.92*1072.14潜层地下水（800m）4.17*1060.
34、31深层地下水4.17*1060.31河流1.25*1030.0001淡水湖1.25*1050.009合计1.4*1091001.1.2 我国水资源状况我国水资源量包括地表水资源量和地下水资源量。地表水资源量是指河流、湖泊等水体的动态水量，通常用河川径流量来表示。我国水资源主要来自降水，水资源总量较为丰富。水利水电部的调查统计表明，我国年平均降水总量约为61012m3平均降水深648mm，小于世界平均降水深798mm和亚洲平均降水深741mm，有45%的降水转为地表和地下水资源量，其余55的水量为植物蒸腾或地表水分蒸发所消耗。以河川径流量为代表的地表水资源约为2.71012m3，折合径流深28
35、4mm、地下水资源量约为8.31011m3，扣除地表和地下水重复计算的7.31012m3，水资源总量为2.81241012 m3，与河川径流量相似。我国湖泊的储水总量为7.61011m3，其中淡水储量约占28，为2.171011m3，其中淡水储量约占28%，为2.171011m3。我国河川年径流量位居世界第六位，按国土面积计算，平均每平方公里的产水量为世界陆地平均每平方公里产水量的90左右.但由于人口众多，找国的人均占有水资源量仅有2300m3。不足世界人均占有水量的1/4，列世界第110位；我国耕地每公顷平均水量约26250m3，只占世界平均值的12。预计到2030年，中国人口接近16亿的高
36、峰时，人均水资源仅有1760m3，即使在充分考虑节水的情况下，估计用水总量为7101181011m3。要求供水能力比现在增长1.310112. 31011m3。扣除必须的生态环境需水后，全国实际可能利用的水资源量约为8101191011m3，预计的用水量已经接近合理利用水量的极限1。不仅如此，我国水资源时空分布不均勺，淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5，但水资源仅占全国总量的19。此外，水资源的年内、年际分配严重不均，大部分地区6080的降水量集中在夏秋汛期，洪涝干旱灾害频繁。建国以来，我国进行了大规模的防治水害和开发利用水资源的工作，取得了巨大成就，但同时在水资源利用和管理方面也
37、存在着许多问题：可利用的水资源量占水资源总量的比重小，对水资源的综合利用不够，地下水开采过量，水的浪费问题也十分突出，特别是北方水资源严重不足，根据1997年中国环境状况公报统计，20世纪70年代黄河断流的年份最长历时21天，1996年为113天，1997年长达226天。另外我国水污染现象普遍较严重，1997年我国7大水系、湖泊、水库、部分地区地下水受到不同程度污染。这都导致了我国可资利用的水资源日益短缺，水资源缺乏和水域污染己成为我国经济和社会发展的制约因素，我国也被联合国列为13个水资源贫乏的国家之一。我国缺水严重的城市如表1-2所示。主要分布如图1-1所示。表格1- 2我国缺水城市统计资
38、料缺水城市/座(全国:114)占缺水城市/%占该地区城市的/%南北分北方地区:7162.330.0南方地区:4337.717.8东西分沿海地区:4842.125.0中部地区:4136.020.0西部地区:2521.925.0注:资料来源为城市可持续发展与水污染防治对策图1- 1全国重点缺水城市分布图衡量一个国家淡水资源储备多少的标准是：淡水消耗量占全国可用淡水的2040的为中高度缺水国家.超过40%的为高度缺水国家。据统计，我国可利用的淡水资源平均111012m3 。按目前的正常需要和不超采地下水，我国年缺水总量在3101041010m3。全国用水量低于日均10L或15L的严重缺水人口已达47
39、00万人，l00多个水资源缺乏的城市中有40个城市被列为水荒城市。全国农村约有500万人，3000万牲畜饮水困难。每年平均受害农田达20km2。根据水利部门调查分析，我国北方缺水地区总面积已达581014km2，包括北京、天津、河北、山西、河南和山东等地。尤其是遇上干旱少雨的年份，常使河道干涸断流，水库储水锐减。水资源紧张严重阻碍了国民经济的发展，给人民的生活带来很大的不便。随着经济和社会的高速发展，中国需水量将愈来愈大，预计到2030年左右人口达到高峰时，也将出现用水高峰，如果不采取有力措施，我国有可能在未来出现更严重的水危机，水资源问题已成为中国实施可持续发展战略过程中必须认真解决的重大问
40、题。1.1.3我国水资源的特点我国地域辽阔，地处亚欧大陆东侧，跨高中低三个纬度区，受季风与自然地理特征的影响，南北、东西气候差异很大，致使我国水资源的时空分布极不均衡。(1)水量在地区上分布不均衡 我国市方地区，特别是广东、福建、浙江、湖南、广西、云南、西藏东南部等地区水系发达，水量丰沛，其中资源量占全国水资源总量的80以上，人均水资源占有量为4000m3左右。而我国北方地区，如内蒙古、甘肃、宁复、新疆西部和北部、东北西部等地区干旱少水，水资源严重缺乏，其水资源量仅占今国水资源总量的14左右，人均水资源占有量仅为900m3左右，已低于国际水资源紧缺限度（1000m3)。此外，我国水资源分布与降
41、水分布基本相似。影响我国大部分地区降水的是来自西太平洋的东南季风和印度洋、孟加拉湾的西南季风。雨季随这两个季风的进退而变化。我国东南沿海地区年降水量通常超过2000mm，西南部分地区，平原地区略少约16001800mm，长江中下游地区大部分超过1000mm.淮河流域为8001000mm，华北平原和东北平原的年降水量约为500600mm，东北西部降水则更少，仅为300400mm，而大西北沙漠区，年降水量更是不足25mm。由于河川径流主要来自降水，因受海陆位置、气候条件、地形条件等因素的影响，我国水资源的地区分布与降水分布相似，呈东南多、西北少、出东南沿海地区向西北内陆递减，分布很不均匀 。如图1
42、-2中国水资源分布图。(2)水量在时程分配上分布不均匀 由于受季风气候的影响，我国降水和径流在年内分配上很不均匀，年际变化大，枯水年和丰水年持续出现。降水的年际变化随季风出现的次数、季风的强弱及其携带的水气量在各年有所不同。年际间的降水量变化大，导致年径流量变化大，而且时常出现连续几年多水段和连续几年的少水段。一般来说，我国南方属于低纬度湿润地区，降雨量较多，雨季降雨集中，气温高，蒸发量大，水文循环强烈；我国北方则属于高纬度地区，冰雪覆盖期长，气温低，水文循环弱；而我国西北干旱地区降水稀少，蒸发能力大，但实际蒸发量小，水文循环也较弱。我国各地年最大降水量和年最小降水量的比值相差较大，西北地区(
43、除新疆西北山地外)一般大于8，华北地区46，东北区34，南方地区23，西南地区小于2。河川径流量的年际变化除取决于降水外，还受地面条件、蒸发虽大小、汇流面积大小等影响，降水量大时，往往地面吸收少，蒸发也少.形成径流所占的比重就大，相反降水量少，地面吸收多，蒸发量也多.形成径流所占的比重就小，结果使径流变化幅度比降水变化幅度更大。长江以南各河流的最大径流量与最小径流量的比值一般小于5，而北方地区可高达10以上。图1- 2中国水资源分布图另外对于我国绝大部分河流来说，径流的年内分配主要取决于降水的季节分配，冬季我国大部分地区少雨雪，各河流均为枯水季，我向北方冬季径流量占全年的46，长江流域及西南部
44、分地区内到68。春季随着气温回升，径流量也开始增加，北方河流春季径流量所占比例一般达58，南方地区有些河流则开始进入汛期。全国降雨一般集中在69月份，在夏季汛期4个月的径流量约占全年的6070，而我国北方河流的汛期径流更为集中，部分河流的最大4个月径流占全年径流的80以上。我国降雨量和径流量在年内分配上的不均匀以及年际变化大，导致了我国水资源在时程分配上分布不均匀，这不仅容易造成频繁的大面积洪灾或旱灾，而且对水资源的开发利用也极为不利。 (3)水资源与人口、耕地的分布不相适应 我国北方，包括东北、西北、山东半岛、海河流域、黄河流域、淮河流域的水资源量只占全国水资源总量的14.4，人口却占全国的
45、43.2，耕地占全国的58.3，而南方，包括华南、东南、西南以及长江流域的水资源量占全国水资源总量的81，人口只占全国的54.7.耕地占全国的35.9。以单位水量相比，南方的亩均水量约为4134m3。北方的亩均水量约为454m3，相差9倍多，可见我国的水资源分布与人口、耕地的分布极不适应。正是这种水资源与人口、耕地的分布不相适应的特点，使得我国各地对水资源的开发利用程度也差别较大，南方多水地区的水的利用程度较低，而北方干旱少水地区的地表水、浅层地下水的开发利用程度较高。1.2 水资源危机及解决对策1.2.1水资源危机原因联合国早在1977年2月就向全世界发出警告“水不久将成为一个重要的全球性危
46、机”如今，全世界面临水资源危机，产生的原因主要包括用水量急剧增加、水污染、水资源开发不合理、浪费严重等几个方面。随着社会的迅速发展和文明的不断进步、特别是人口的急剧增加，人类对水的依赖程度越来越高，世界用水量急剧增加。1987年7月11日世界人口达到50亿，那一天被联合国定为“50亿”人口日，而今，短短的十多年间世界人口已超过60亿，地球上的人口净增10亿多，而世界淡水消耗的增长速度比人口的增长速度还要高出2倍多。现有人类平均每天提取的淡水量约为10km3，年均3500km 3，是200年前世界工业初期时的36倍多，而近半个世纪，淡水的提取量以每年48的速度递增。在水资源的消耗中，用水量最大的是农业，其中灌溉用水一般占农业用水的90%左右。平均每年产1t粮食用水2500t水。由于世界粮食需求量不断增加，耕地面积迅速增加，从1900年的4千多万公顷剧增到1990年的2.5亿公顷。1997年我国农业用水量约为4198109m3，占全国总用水量的74.5，其中农业灌溉用水量360610e9m3。到2000年我国农业总用水量为4074109m3，占全国总用水量的74.1.目前世界平均农业用水量约占总用水量的69，而工业用水约占23%，公共生活用水约占8%。目前全世界每年仅排入水体的污水量有71012m