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1、目 录4-1 4-1 水污染概论水污染概论4-2 4-2 水质评价标准水质评价标准4-4-3 3 水中的主要污染物水中的主要污染物4-4-4 4 典型的水污染典型的水污染4-4-5 5 废水的处理废水的处理第1页/共38页思考题1、水污染及水中有机物污染的表示方法。2、简述废水的一、二、三级处理法。3、什么是富营养化？说明其来源、危害及其消除办法。4、水的毒物污染可分为哪四类？5、请简述水主要污染物的来源、毒性及防治方法。6、废水中Hg2+、Cr()、CN-的去除方法。第2页/共38页 环境水体：大气水、地表水、地下水的总称 总水量13.613.6亿kmkm3 3，海水占97.3%97.3%，
2、淡水2.7%2.7%淡水中：地下水30.96%30.96%，冰雪水68.70%68.70%湖泊水0.260%0.260%，沼泽水0.0330.033 河水0.0060.006，大气水0.0370.037，生物水0.00320.0032 易开发的淡水储量400400多万kmkm3 3，占淡水的11%11%，占总水量的0.3%0.3%4-1 4-1 水污染概论水污染概论 1 1环境水体和分布第3页/共38页水的味道:甜味含氧多，涩味含泥多，咸味矿物质多，温泉水H H2 2S S 腥味有机物及水藻多，臭味动植物死亡、腐败，排放的污水天然水中的主要离子组成:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-
3、、NO3-、Cl-、SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的95%99%。第4页/共38页第5页/共38页2 2水污染 主要指人类在生活和生产排放的有害物质进入水体，含量超过水体的本底浓度和自净能力，从而改变了水体的原有性质的用途。第6页/共38页4-2 4-2 水质评价标准水质评价标准1地表水环境质量标准（GB38382002）：类水:源头水 高锰酸盐指数 2 溶解氧DO 7.5(90%饱和)类水:饮用水一级 高锰酸盐指数 4 溶解氧DO 6 类水:饮用水二级 高锰酸盐指数 6 溶解氧DO 5 类水：一般工业用水 高锰酸盐指数 10 溶解氧DO 3 类水：农业用水 高锰酸盐指
4、数 15 溶解氧DO 2第7页/共38页类类：主要适用于源头水、国家自然保护区；类类：主要适用于集中式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；类类：主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；类类：主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的 娱乐用水区；类类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。第8页/共38页2生活饮用水卫生标准（GB57492006）：1)微生物指标：细菌总数、大肠菌群数、游离性余氯：2)毒理学指标:F、CN、As、Se、Hg、Cd、Cr、Pb3)感官性状与一般化学指标指标：色、嗅、味、混浊度、肉眼可见物，pH6.5-8.5，总
5、硬度-25.0，Fe-0.3、Mn-0.1、Cu-1.0、Zn-1.04)放射性指标 TJ2076及GB 5749-85已废除，现为2006：35项增至106项第9页/共38页 3 3工业废水排放标准 (1)(1)污水综合排放标准（最新：GB8978GB897819961996）、类水从严控制排污，类水:执行一级污水排放标准，、类水:执行二级污水排放标准，城镇下水道（进入二级水处理厂）:执行三级污水排放标准。第一类污染物：在环境或生物体内积蓄，对人体产生长远不良影响 Hg Cd Cr As Pb Ni Hg Cd Cr As Pb Ni 苯并芘 第二类污染物：执行一级、二级、三级标准 (2)(
6、2)医院污水排放标准（最新：GBJ48GBJ4819831983）第10页/共38页(3)(3)造纸工业水污染物排放标准（最新：GB3544GB354420012001）(4)(4)甘蔗制糖工业水污染物排放标准（最新：GB3546GB35468383）(5)(5)石油炼制工业水污染物排放标准（最新：GB3551GB35518383）(6)(6)纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287GB42879292）最新：纺织染整工业水污染物排放标准：GB4287-2008 GB4287-2008 讨论中4 4其他标准(1)(1)海水水质标准（最新：GB3097GB309719971997代替8282）
7、(2)(2)渔业水质标准（最新：GB11607GB1160719891989）(3)(3)农田灌溉水水质标准（最新：GB5084GB508419921992代替8585）第11页/共38页4-4-3 3 水中的主要污染物水中的主要污染物耗氧污染物耗氧污染物：DO减少，影响鱼类和水生生物水体变黑发臭 致病污染物致病污染物：各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫合成有机物合成有机物：难以降解的有机物，致癌、致畸和致突变植物营养物植物营养物：氮、磷的无机、有机化合物，富营养化无机物及矿物质无机物及矿物质：汞、镉等重金属由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物放射性物质放射性物质热污染热
8、污染第12页/共38页1、有机污染物农药农药多氯联苯多氯联苯(PCBs)(PCBs)卤代脂肪烃卤代脂肪烃醚类醚类单环芳香族化合物单环芳香族化合物苯酚类和甲酚类苯酚类和甲酚类酞酸酯类酞酸酯类多环芳烃类多环芳烃类(PAH)(PAH)亚硝胺和其他化合物亚硝胺和其他化合物第13页/共38页2、金属污染物Cd,Hg,Pb,As,Cr,Cu,Zn,Tl,Ni,Be重金属在水中主要以游离离子态、络合离子态、碳酸盐或氧化物的形式存在。其中水中的浓度主要受碳酸根或羟基的浓度所制约。第14页/共38页3、优先污染物潜在危险大的，作为优先研究和控制的污染物称为优先污染物。我国水中优先控制污染物黑名单有68种。第15
9、页/共38页第16页/共38页原因：城市生活废水、医院污水、垃圾等常见：肠道传染病，如肝炎、霍乱著名事件：LondonLondon 1832-1833 1832-1833年，地表水及地下水污染，死亡67796779人 至1848-18491848-1849死亡共1460014600人 1852-1854 1852-1854年，仅18541854年下半年死亡1067510675人消除：投氯消毒，发达国家用臭氧消毒4-3 4-3 典型的水污染典型的水污染 1 1病原微生物污染 第17页/共38页 水中需氧有机物（无毒）如：碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪、酯类在生化作用下分解时消耗水中的溶解
10、氧，使水质变差。CODCOD：单位体积水用化学氧化剂氧化所消耗氧的量mg/Lmg/LBODBOD5 5：在一定条件（2020O OC C、5 5天）下，单位体积水中的需 氧有机物分解所消耗氧的量mg/Lmg/L 2 2需氧有机物污染CODCOD、BODBOD5 5第18页/共38页COD与BOD5的比较：COD快速、但测定值偏高 BOD5慢，但能真实反应水中生化降解情况地表水环境质量标准 化学需氧量（COD）15 15 20 30 40 五日生化需氧量（BOD5）3 3 4 6 10 城市生活污水BOD5一般100，COD200（O2 mg/L）第19页/共38页 大量的氮、磷、有机碳等植物营
11、养素引起藻类等浮 游生物急剧繁殖的水体污染。使自来水处理厂运行困 难，造成饮用水的异味，严重时会使水中溶解氧下 降，鱼类大量死亡。来源：生活废水（有机质、含磷洗涤剂），农业（化肥、农家肥）以及工业废水、垃圾等4 4恶臭污染 嗅阈值：无臭水的稀释倍数，取均方值 腐败的鱼臭胺，烂白菜硫醇，臭鸡蛋硫化氢 汗臭酪酸，刺激性氨、醛类 无臭水：蒸馏水用活性炭吸附3 3富营养化污染来源、危害及其消除办法第20页/共38页5酸碱盐污染酸碱改变水中的pH值，影响植物生长和鱼类生长盐增加了水的渗透压，同样不利植物生长和鱼类生长饮用水：pH6.58.5，极限范围pH 6.59.2农业用水 pH4.59.0 WHO规
12、定：饮用水中的无机盐总量10Cr10Cr，致癌物 AsAs：AsAs2 2O O3 3是砒霜，剧毒,AsAs3+3+比 AsAs5+5+毒第22页/共38页(3)(3)易分解的有机毒物：醛、酚、苯 苯会引白血病，氯丁胶（皮鞋胶粘剂）的溶剂(4)(4)难分解的有机毒物：DDTDDT、六六六、多氯联苯 DDTDDT、六六六：严禁使用8 8油污染油开采和油轮失事引起 1961-1967 1961-1967年1717起，19671967年3 3月托雷坎荣号在 英吉利海峡，11.811.8万吨原油倾入海洋 1 1mlml油可覆盖1212m m2 29 9其它污染:地面径流、热、放射性、酸雨等第23页/共
13、38页 三大类：生活用水、工业专用水、排放水 取决因素：水源情况、水的用途一水的一级处理 定义：利用过滤、沉降、浮选等方法把水中的悬浮物除去 1过滤：介质格栅、筛滤、石英砂、帆布等 2沉降法：进水、出水、刮刀 3浮选法：泡沫浮选、离子浮选4-4 4-4 废水的处理废水的处理第24页/共38页二水的二级处理 利用微生物处理废水的方法即水的生物化学处理法（20世纪初开始使用）1优点：(1)去除率达90%可达排放标准 (2)废水处理费用低 (3)有利于脱水第25页/共38页2 2缺点:(1)(1)出水的色度、嗅味不理想，除N50%N50%、P30%P30%还有部分不能分解的有机物和溶解性无机物(2)
14、(2)对进水的水质有一定要求(3)(3)占地大3 3细菌的主要成份:80%:80%水、20%20%固体物质，实验式：C C5 5H H7 7NONO2 24 4细菌的营养：氮化物、碳水化合物、水、无机盐、微生素5 5细菌分解有机物的机理：靠外酶和内酶的作用 外酶把长链分子分解成水溶性物质 内酶半透膜的细胞壁吸入后，内酶吸收、排泄6 6细菌的生长曲线：静止期、对数期、稳定期、衰老期 第26页/共38页 7 7生物化学处理对废水水质的要求：（1 1）养料：NPBODNPBOD5 5=51100=51100 生活废水养活充足，工业废水可能缺乏N N、P P （2 2）BODBOD5 5/COD0.3
15、/COD0.3效果差，生活废水可达0.70.7 （3 3）温度酸度：15-4015-40O OC C，pH 6-9 pH 6-9 （4 4）废水组成成份和浓度 酚：0.5%(45000.5%(4500g/ml)g/ml)油分:动植物油5050mg/Lmg/L以下，矿物油 20 20mg/Lmg/L以下 氰：20-30 20-30 mg/Lmg/L以下 其它：CrCr3+3+1010、CuCu2+2+1 1、ZnZn2+2+5 5、NiNi2+2+2 2、PbPb2+2+1 1、SbSb3+3+0.20.2 As As3+3+0.2 0.2、CrCr6+6+2-52-5、FeFe3+3+1001
16、00、CdCd2+2+1-51-5、CNCN-2 2、S S2-2-4040、NaCl10000 NaCl10000、NHNH4 4SCN500SCN500、NHNH4 4Ac500Ac500、石油焦油5050、烷基苯磺酸1515、苯胺100100、苯100100、甘油5 5、二甲苯7 7、甲醛160160、吡啶400400、氯苯1010、丁酸500500、甲醇200200等第27页/共38页8 8废水生化处理分类 （1 1）好气生化处理：活性污泥法（2 2）厌气生化处理：污泥消化9 9活性污泥法的应用：城市污水、炼油、石油化工、合成纤维、焦化、煤气、木材防腐、绝缘 材料、合成橡胶、农药、纺织
17、、印染、造纸工业等。生化原理：（1 1）有机物氧化：变成简单的无机物COCO2 2、H H2 2O O、NHNH3 3、POPO4 43-3-nC nCX XH HY YO OZ Z+（x+1/4y-1/2zx+1/4y-1/2z）O O2 2xCOxCO2 2+1/2YH+1/2YH2 2O+HO+H（2 2）合成新的原生质：nC nCX XH HY YO OZ Z+NH+NH3 3+(nx+n/4y-n/2z-5)O+(nx+n/4y-n/2z-5)O2 2 C C5 5H H7 7NONO2 2+(nx-5)CO+(nx-5)CO2 2+1/2(ny-4)H+1/2(ny-4)H2 2O
18、+HO+H第28页/共38页 （3 3）原生质氧化 C C5 5H H7 7NONO2 2+5O+5O2 2 5CO 5CO2 2+2H+2H2 2O+NHO+NH3 3+H +H 工艺流程:ClCl2 2 污水筛滤装置砂砾池初沉池曝气池二沉池出水 部分 砂石 砂石 浓缩消化干燥污泥处理 筛滤：平行间隔1 1cmcm，砂砾池：停留1 1minmin，初沉池：停留90-15090-150minmin （除去50-60%50-60%固体物质及25-40%25-40%的BODBOD5 5）曝气池：二级处理的核心 第29页/共38页 实用废水处理技术，佟玉衡，19981998年1111月，化工版（1
19、1）纯氧曝气法:占地少效率高，国内大型石化已用 多段加盖式：碳联法（美国碳化物联合公司开发）曝气方式联合曝气、表面曝气 表面曝气简单、应用广 推流式曝气法（2 2）深水曝气法：100100米深，O O2 2利用率90%90%（一般设计2-52-5米，O O2 2利用率为10%10%）7 7米以上为深水曝气（3 3）粉末碳-活性污泥法（4 4）两级活性污泥法（5 5）活性污泥法脱氮1010活性污泥法的发展第30页/共38页1111厌气生化处理法厌气菌和兼气菌 二个阶段：酸性发酵和碱性发酵阶段 原生质 原生质 有机物+微生物 （产酸菌）有机酸、醇 NHNH3 3、CHCH4 4、能量 NH NH3
20、 3、COCO2 2、H H2 2S S、能量 （甲烷细菌）酸性发酵阶段 碱性发酵阶段 （1 1）细菌培养 （2 2）浓度：15-20%15-20%，BODBOD5 5 3000mg/L 3000mg/L，去除率78%78%（3 3）中温发酵：37-3837-38O OC C，高温发酵53-5453-54O OC C （4 4）废水组成：CN=10-20CN=10-20，C/P=100C/P=100左右 pH 7pH 7左右(6.6-7.2)(6.6-7.2)（5 5）搅拌 （6 6）挥发酸（HAcHAc计）500500mg/L500mg/L 先用厌氧发酵（除80%80%），再用好气发酵 第3
21、1页/共38页任务：1.1.能促进藻类生长的可溶性无机物，N N、P P等 2.2.影响色、味等的有机物 3.3.细菌 4.4.病菌 5.5.胶状物 6.6.妨碍水重复使用的可溶性矿物方法：1.1.化学凝聚法 明矾AlAl2 2(SO(SO4 4)3 3KK2 2SOSO4 424H24H2 2O O等2.2.氧化还原法:化学氧化还原，电解氧化还原 (1)(1)碱性氯化法除氰化学氧化法 .CNCN-+2OH+2OH-+Cl+Cl2 2 CNO CNO-+2Cl+2Cl-+H+H2 2O O .CNO .CNO-+4OH+4OH-+3Cl+3Cl2 2 2CO 2CO2 2+N+N2 2+6Cl
22、+6Cl-+2H+2H2 2O O ：pH8.5-11 2-3minpH8.5-11 2-3min，：pH8-8.5 1hpH8-8.5 1h完成 全部投料:CNCN-Cl Cl2 2 NaOH=16.836.20 NaOH=16.836.20 用漂白粉，不用碱三水的三级处理水的深度处理第32页/共38页(2)(2)电解氧化除氰 阳极:CNCN-+2OH+2OH-2e=CNO-2e=CNO-+H+H2 2O O 2CNO 2CNO-+4OH+4OH-6e=2CO-6e=2CO2 2+N+N2 2+2H+2H2 2O O 阴极:2:2H H+2e=H+2e=H2 2 Cu Cu2+2+2e=Cu
23、+2e=Cu 加NaClNaCl催化，促进CNCN-分解(3)(3)电解还原除CrCr6+6+阳极：Fe Fe 2e=Fe2e=Fe2+2+（铁板）6 6FeFe2+2+Cr+Cr2 2O O7 72-2-+14H+14H+=2Cr=2Cr3+3+6Fe+6Fe3+3+7H+7H2 2O O 阴极：也用铁板2 2H H+2e=H+2e=H2 2 Cr Cr2 2O O7 72-2-+14H+14H+6e=2Cr+6e=2Cr3+3+7H+7H2 2O O 反应进行后pHpH升高，pH5pH5时Cr(OH)Cr(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3 第33页/共38页 3.3.吸附法主要
24、是活性炭吸附 活性炭吸附除汞：HgHg2+2+S+S2-2-=HgS=HgS 但仍含有HgHg2+2+1mg/L1mg/L，而排放标准是0.050.05mg/Lmg/L 工艺流程:Ca(OH)Ca(OH)2 2 Na Na2 2S S 取样测定 取样测定 含汞废水反应池沉降池吸附池 吸附池排放 FeSOFeSO4 4 HgO HgS HgO HgS 用量:容是4040T T废水,活性炭2.72.7T T，床高1 1米 再生：活性炉10001000O OC C（Hg B.P357Hg B.P357 O OC C，HgClHgCl2 2 301 301 O OC C）加热半小时，HgClHgCl2
25、 2 Hg+Cl Hg+Cl2 2 冷凝收集汞 第34页/共38页4.4.萃取 新溶剂 废水A+B A+B 溶剂回收 分离器 废水排放 溶质 5.5.离子交换离子交换树脂 6.6.反渗透海水淡化，醋酸纤维半透膜 7.7.液膜分离（略）第35页/共38页总废水处理系统：COCO2 2 废水 初沉池A A 曝气池B B 沉降池C C 沉降池D D 废污泥 空气 废污泥 NHNH3 3 废石灰、磷酸盐 调pHpH 出水 I H G F I H G F 调节池 沉降池E E 活性炭吸附 洗提氨 COCO2 2 废石灰 第36页/共38页 1984-1987 1984-1987年建成，占地2000200
26、0亩，投资70007000万元 处理能力2020万吨（4040万吨）杭州中河路以东 BOD5BOD5、CODCOD去除率仅25%25%（进水差，出水差）二部分：污水、泥 污水：1.1.格栅2525mmmm，每天粗悬浮物100100KgKg 下水道4-54-5米，8 8台泵（每台1010万吨）2 2曝气沉沙池 泥沙4 4吨（干）每天 3 3沉沙池 4 4只（19001900m m3 3），深4-54-5米，有效水深3.13.1米,每天5050吨干固体 排污口钱塘江（汛期2 2个月）泥：消化8 8天二只，1717天一只（12001200m m3 3）一天处理700700吨污泥 含水率70%3770%37O OC C（蒸气烧），搅拌后至3535 O OC C （中温发酵）一共2525天，有机物分解30-40%30-40%如40-5040-50天，分解率可达100%100%。四水处理厂介绍杭州四堡污水处理第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页