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1、第一节概述一、水资源基本知识1 1、水体的概念 水体是水集中的场所，水体又称为水域。水体不仅包括水，而且包括水中的悬浮物、底泥和水生生物。它是完整的生态系统或自然综合体。水体分类：地面水水体、地下水水体、海洋。地面水水体主要指江、河，湖泊、沼泽、水库等水 第1页/共81页地球上水资源第2页/共81页2、水体的特征（1）海洋：潮汐是由于月亮和太阳引力而形成的潮力作用海水的结果，分全日潮、半日潮和混合潮。（2）河流：地表水在重力作用下沿陆地表面上的线性凹地流动形成河流，流域就是每条河流的集水面，而流域之间的分界叫分水岭。（3）湖泊：湖泊的形成需要四个条件：盆地、有河流汇入、底层不透水、入水大于支出
2、水。湖水温度分层，溶解氧上面高下面低，主要环境问题是富营养化。（4）地下水：埋藏在土壤、岩石中的各种类型的水。水量稳定，水质不易受到污染。第3页/共81页3、环境水文地表径流：一次较大的降雨经过植物的枝叶截留、填充地面洼地、下渗和蒸发损失以后，余下的水经坡面漫流进入河网，再汇入江河，最后流入海洋，这部分水称为地表径流。地下径流：从地表下渗的水在地下流动，经过一段时间以后有一部分逐渐渗入河道，这部分水流称为地下径流。第4页/共81页4、水体污染水体受到人类或自然因素或因子(物质或能量)的影响，使水的感观性状(色、嗅、味，浊)、物理化学性能(温度、酸碱、电导度、氧化还原电位，放射性)、化学成分(无
3、机、有机)、生物组成(种类、数量、形态，品质)及底质情况等产生了恶化，污染指标超过地面水环境质量标准，称为水体污染。水体污染分类，自然污染，人为污染。第5页/共81页4、水体污染人为污染：由于人类的生活和生产活动向水体排放的各类污染物质(或能量)，其数量达到使水和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体原使用价值，造成了水体的人为污染。污染物进入水体后，发生两个相互关联的过程：一是水体污染恶化过程，二是水体污染的净化过程。第6页/共81页第7页/共81页第8页/共81页第9页/共81页第10页/共81页第11页/共81页第12页/共81页第13页/共81页水体污染恶化过程
4、(1)溶解氧下降过程排入水体中的有机物，在好氧细菌的作用下，复杂的有机物被分解为简单的有机物直至转化为无机物，要消耗大量溶解氧，使水体中溶解氧下降，水质恶化。水体底部多为厌氧条件，底泥中的有机物在厌氧细菌的作用下，产生出硫化氢、甲烷等还原性气体，在其上浮到水面过程中要消耗溶解氧，水质恶化。水体中溶解氧的下降，威胁水生生物的生存。第14页/共81页(2)水生生态平衡破坏过程 由于水体中溶解氧的下降，营养物质增多，使耐污、耐毒、喜肥的低等水生动物、植物大量繁殖。鱼类等高等水生生物迁移，死亡。当水体中溶解氧低于3mg/L时，就会引起鱼类窒息死亡。因此，渔业水体中溶解氧(DO)不得低于3mg/L。第1
5、5页/共81页(3)低毒变高毒过程由于水体中pH值、氧化还原、有机负荷等条件的改变，使低毒化合物转化为高毒化合物。如三价铬，五价砷、无机汞可转化为更毒的六价铬、三价砷、甲基汞。第16页/共81页(4)低浓度向高浓度转化过程由于物理堆积和生物富集作用，使低浓度向高浓度转化。如重金属、难分解有机物、营养物向底泥的积累过程，使底泥的污染物浓度升高。由于生物的食物链或营养链作用，使污染物在鱼类或其它水生动物体里富集，造成污染物的高浓度。第17页/共81页水体自净机制(1)(1)物理净化 物理净化是由于水体的稀释、混合，扩散、沉积、冲刷、再悬浮等作用而使污染物浓度降低的过程。(2)(2)化学净化 化学净
6、化是由于化学吸附、化学沉淀、氧化还原、水解等过程而使污染物浓度降低。(3)(3)生物净化 生物净化是由于水生生物特别是微生物的降解作用使污染物浓度降低。第18页/共81页5、水体污染物及污染源污染源：向水体排放或释放污染物的来源或场所。污染物或污染因子：对环境质量造成影响的物质和能量，如CODcr、BOD5、SS、NH3-N、重金属、热污染等 第19页/共81页污染源及污染物的分类按排放方式分类点源通过管道、沟渠集中排放面源农田排水、矿山排水、城市和工业区路面排水按污染性质分类持久性污染物不能或很难由水体自净作用而降解、挥发，如无机盐、重金属等,难降解、毒性、累积非持久性污染物好氧有机物酸碱度
7、pH废热（热污染）以温度表示第20页/共81页6、评价参数（1）物理参数：温度、臭、味、色、浊度、固体（2）化学参数：分为无机和有机。无机指标：含盐量、硬度、pH、铁、锰、氯化物、硫酸盐、硫化物、重金属、氮、磷等。有机指标：BOD5、CODcr、CODMn、DO、酚、油等。（3）生物参数：大肠杆菌第21页/共81页地地表表水水评评价价工工作作程程序序第22页/共81页第二节第二节水环境质量现状调查与评水环境质量现状调查与评价价1.调查范围受建设项目影响较显著的地面水区域。2.调查时间一级评价：平水期、枯水期，如可能加丰水期；二级评价：枯水期，如可能加平水期；三级评价：枯水期。冰封期较长的水域，
8、且作为生活饮用水、食品加工用水的水源或渔业用水时，应调查冰封期的水质、水文情况。第23页/共81页不同污水排放量时河流环境现状调查范围不同污水排放量时河流环境现状调查范围污水排放量（m3/d）调查范围（km）大河中河小河500001530204030502000050000102015302540100002000051010201530500010000255101025500035515第24页/共81页大河150m150m3 3s s；中河1515150m150m3 3s s；小河15m15m3 3s s。大、中、小河流的划分第25页/共81页长江：从每年11月底到次年3月的枯水季节，长
9、江水流量在15万m3/s黄浦江流量：平均300m3/s黄河入海口流速：100m3/s，出现断流危险第26页/共81页3、水文调查和水文测量P118（1）河流根据评价等级与河流的规模决定，其中主要有：丰水期、平水期、枯水期的划分：河流平直及弯曲；横断面、纵断面(坡度)、水位、水深、河宽、流量、流速及其分布等；北方河流还应了解结冰、封冻、解冻等现象。（2）感潮河口根据评价等级及河流的规模决定工作内容，其中除与河流相同的内容外，还有感潮河段的范围，涨潮、落潮及平潮时的水位、水深、流向、流速及其分布；横断面、水面坡度的河潮间隙、潮差和历时等。（3）湖泊、水库根据评价等级、湖泊和水库的规模决定工作内容，
10、其中主要有：湖泊、水库的面积和形状，应附有平面图；丰水期、平水期、枯水期的划分；流入、流出的水量；停留时间；水量的调度和储量；水深；水温分层情况及水流状况(湖流的流向和流速，环流和流向、流速及稳定时间)等。第27页/共81页4 4、污染源调查在调查范围内对地表水产生影响的主要污染源。排放点位置、排放数据（水质、水量）用水情况 监测调查的污染因子应与项目工程分析筛选出来的评价因子一致，外加项目依当地水体状况、水环境规划和管理要求具体确定。第28页/共81页5 5、污染源评价1)1)拟建项目的水污染物排放量可以按两种方式处理：a.a.按各种水污染物绝对排放量进行统计计算，所得结果是污染物i i的总
11、排放量Q Qi i值；b.b.按等标排放量P Pi i进行统计。2)2)可以采用等标排放量 (等标污染负荷法)确定评价区域或流域的主要水污染物和主要排污单位。第29页/共81页6、选择水质调查参数需要调查的水质因子有两类：（1）常规水质因子，反映受纳水体的水质一般状况；pH值、DO、CODMn、CODcr、BOD5、TN、NH3-N、酚、CN-、As、Hg、Cr6+、TP等（2）特殊水质因子，它能代表建设项目将来排水的水质特征。根据建设项目所属行业特征进行选择，如P119，甲苯、二甲苯等。（3）其他方面的因子。被调查水域的环境质量要求较高(如自然保护区、饮用水源地、珍贵水生生物保护区、经济鱼类
12、养殖区等)，且评价等级为一、二级，应考虑调查水生生物和底质。水生生物：浮游动植物、藻类、底栖无脊椎动物的种类和数量，水生生物群落结构等。底质方面：主要调查与建设项目排污水质有关的易积累的污染物。第30页/共81页7、水域功能调查一般由环保部门规定。调查内容包括：城市、工业、农业、渔业、水产养殖业等。是否有水源保护区，如何划分。第31页/共81页8、水环境质量现状调查河流取样断面的布设。在调查范围的两端调查范围内重点保护水域及重点保护对象附近的水域水文特征突然变化处(如支流汇入处等)、水质急剧变化处(如污水排入处等)、重点水工构筑物(如取水口、桥梁涵洞)附近、水文站附近等应布设取样断面适当考虑拟
13、进行水质预测的地点在建设项目拟建排污口上游500m处.第32页/共81页取样断面上水质取样垂线设置的原则当河流断面形状为矩形或相近于矩形时：小河：在取样断面的主流线上设一条取样垂线。大、中河：河宽小于50m者，设两条取样垂线，在取样断面上各距岸边1/3水面宽处各设一条取样垂线；河宽大于50m者，共设三条取样垂线，在主流线上及距两岸不少于0.5m，并有明显水流的地方各设一条取样垂线。特大河：由于河流过宽，应适当增加取样垂线数，而且主流线两侧的垂线数目不必相等，拟设置排污口一侧可以多一些。第33页/共81页垂线上水质取样点设置的原则每根垂线上按照水深布设水质取样点。在一条垂线上，水深大于5m时，在
14、水深0.5m处及在距河底0.5m处，各取样一个；水深15m时，只在水面0.5m处取一个样；在水深不足1m时，取样点距水面不应小于0.3m，距河底也不应小于0.3m。对三级评价的小河，不论河水深浅，只在一条垂线上取一个样，一般情况下，取样点应在水面下0.5处，距河底不应小于0.3m。第34页/共81页水样的对待二、三级评价：需要预测混合过程段水质的场合，每次应将该段内各取样断面中每条垂线上的水样混合成一个水样。其他情况每个取样断面每次只取一个混合水样。一级评价：每个取样点的水样均应分析，不取混合样。第35页/共81页二、水环境现状评价单项水质参数评价多项水质参数综合评价第36页/共81页单项水质
15、参数评价标准指数法单项水质参数评价是目前使用最多的水质评价方法，该方法简单明了，可直接了解水质状况与评价标准之间的关系。计算公式为：式中Ciji污染物在j点的浓度，mg/L；Csj水质参数i的地面水质标准，mg/L。第37页/共81页DO的标准指数为DOjDOs时：DOjDOs时：DOf饱和溶解氧的浓度，mg/L；DOs溶解氧的地面水质标准，mg/L；t水温，。DOj地面水监测浓度，mg/L。第38页/共81页pH标准指数pHj7.0pHj7.0pHj河流上游或湖库、海的pH值；pHsd地面水水质标准中规定的pH值下限；pHsv地面水水质标准中规定的pH值上限。第39页/共81页第三节第三节水
16、环境影响评价工作分级水环境影响评价工作分级一、评价等级的划分地面水环境影响评价工作共分三级，一级要求最高，三级最低，低于三级地面水环境影响评价条件的项目，不必进行地面水环境影响评价，只需进行简单的环境影响分析。划分原则：（1 1）项目的污水排放量和排放水质复杂程度 污水排放量越大，水质越复杂，环境影响越大，评价等级越高。（2 2）受纳水域承受能力 水域规模越小，水质要求越高，对外界影响的承受能力越小，评价工作等级越高。第40页/共81页地面水环境影响评价分级判据地面水环境影响评价分级判据建设项目污水排放量m3/d项目污水水质的复杂程度一级二级三级地面水域规模地面水水质要求地面水域规模地面水水质
17、要求地面水域规模地面水水质要求20000复杂大IIII大IV、V中、小IIV中、小V中等大IIII大IV、V中、小IIV中、小V简单大I、II大IIIV中、小IIII中、小IV、V2000010000复杂大IIII大IV、V中、小IIV中、小V中等大I、II大III、IV大V中、小I、II中、小IIIV简单大IIII大IV、V中、小I中、小IIIV中、小V第41页/共81页地面水环境影响评价分级判据地面水环境影响评价分级判据建设项目污水排放量m3/d项目污水水质的复杂程度一级二级三级地面水域规模地面水水质要求地面水域规模地面水水质要求地面水域规模地面水水质要求100005000复杂大、中I、I
18、I大、中III、IV大、中V小I、II小III、IV小V中等大、中IIII大、中IV、V小I小IIIV小V简单大、中I、II大、中IIIV小IIII小IV、V50001000复杂大、中IIII大、中IV、V小I小IIIV小V中等大、中I、II大、中IIIV小IIII小IV、V简单大、中IIV小I小IIV1000200复杂大、中IIV小IV中等大、中IIV小IV简单中、小IIV第42页/共81页二、参数的判别1、污水排放量：不包括间接冷却水、循环水以及其它含有污染物极少的清净下水的排放量，但包括含热量大的冷却水的排放量。第43页/共81页2、水质复杂程度判断、水质复杂程度判断水污染物类型水污染物
19、类型持久性污染物：持久性污染物：（包括在水中难降解的、毒性大、易长期累积的有毒物质），如总磷、SS、重金属等；非持久性污染物：非持久性污染物：常规指标如CODcr、BOD5、NH3-N、石油类等。酸碱酸碱（以pH表征）热热（以温度表征）第44页/共81页2、水质复杂程度判断、水质复杂程度判断复杂复杂：污染物类型数3，或只有两类污染物，但需要预测其浓度的水质参数10；中等中等：污染物类型数=2，且需要预测其浓度的水质参数10;或污染物类型数=1，但需要预测其浓度的水质参数7；简单简单：污染物类型数=1，且需要预测其浓度的水质参数7。第45页/共81页3、水域规模的判断、水域规模的判断河流与河口规
20、模：按建设项目排污口附近河段的多年平均流量或平水期平均流量划分为：大河150m150m3 3s s；中河1515150m150m3 3s s；小河15m15m3 3s s。湖泊（水库）规模：按枯水期湖泊或水库的平均水深以及水面面积划分。平均水深 10m:10m:大湖（库）：25km25km2 2 中湖（库）：2.52.525km25km2 2 小湖（库）：2.5km2.5km2 2 平均水深 10m:10m:大湖（库）：50km50km2 2 中湖（库）：5 550km50km2 2 小湖（库）：5km5km2 2第46页/共81页水体规模的划分水体规模的划分水体类别水体规模大中小河流150m
21、3/s15150m3/s15m3/s湖泊或水库水深10m25km22.525km22.5km2水深10m50km2550km25km2第47页/共81页水质要求等级水质要求等级根据中华人民共和国地表水环境质量标准（GB3838-2002）确定；根据当地水环境质量功能区划确定。P8第48页/共81页地表水环境质量功能区的分类和标准地表水环境质量功能区的分类和标准值值（1）功能区分类：五类类主要适用于源头水、国家自然保护区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、仔雏幼鱼的索饵场等（不得设排污口）类集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护水产养殖区、鱼虾类越冬
22、场及游泳区类一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域（2）标准值：五类 对应地表水上述五类功能区，将地表水环境质量基本项目标准分为五类，不同功能类别分别执行相应类别的标准值。第49页/共81页地面水环境影响预测地面水环境影响预测预测方法数学模式法:比较简便，可以定量给出预测结果物理模型法：能反映较复杂的水环境特点，定量化程度高，评价级别较高时应用。类比调查法：半定量方法，用于评价级别较低、时间较短的项目中。第50页/共81页预测范围和时段预测范围：等于或略小于调查范围；预测时段：自净能力最小（枯水期）、自净能力一般（平水期）、自净能力最大（丰水期）。第5
23、1页/共81页Q15m3/s的的大中型河流：大中型河流：水流变化大，评价等级为一级，按非矩形、非水流变化大，评价等级为一级，按非矩形、非平直河流计算，其余情况简化为矩形、平直河平直河流计算，其余情况简化为矩形、平直河流计算。流计算。Q15m3/s的弯曲型河流：的弯曲型河流：弯曲系数大于弯曲系数大于1.3，视为弯，视为弯曲河流，否则简化为平直河流。曲河流，否则简化为平直河流。河流的简化河流的简化 河流可以简化成矩形平直河流、矩形弯河流可以简化成矩形平直河流、矩形弯曲河流和非矩形河流。曲河流和非矩形河流。小河简化为平直河流。小河简化为平直河流。第52页/共81页河口的简化河口的简化河口：河流的汇合
24、处、河流感潮段等。三级评价，河口可简化为河流。湖泊水库的简化湖泊水库的简化分为大湖、小湖和分层湖三类。污染源简化污染源简化简化为点源、面源排放规律简化连续恒定排放和非连续恒定排放第53页/共81页排放口简化排入同一条河流的两个口距离较近时可简化成一个，位置假设在两个排放口之间，排放量为二者之和。排放口距离较远时，分别单独考虑。排入小湖（库）的所有排放口可简化成一个，排放量为所有排放量之和。第54页/共81页水质预测模式从管理使用上分为河流模式、河口模式、湖泊模式、海洋模式等。从空间上，分为零维模式、一维模式、二维模式、三维模式。四种类型的污染物（持久、非持久、酸碱和废热）预测模式不同预测河段可
25、分为：充分混合段、混合过程段和上游河段。第55页/共81页混合过程段和完全混合段。混合过程段和完全混合段。第56页/共81页充分混合段：断面上任一点的浓度与断面平均浓度之差小于平均浓度的5%混合过程段：排放口下游达到充分混合以前的河段。上游河段：排放口上游的河段第57页/共81页河流常用预测模式河流常用预测模式1、持久性污染物（1）充分混合段零维模式（完全混合）（2）平直河流混合过程段岸边排放第58页/共81页例：工厂以2.83m3s的流量排放废水，废水SS浓度为1300mg/L，河流平均流速v为0.457m/s，平均河宽W为13.72m，平均水深h为0.61m，河水中SS浓度310mg/L，
26、问该厂废水排入河之后SS浓度是否超标？（设SS标准为500mg/L）第59页/共81页解：Cp310mg/LQpvWh=0.45713.720.61=3.82m3SCh=1300mg/L,Qh=2.83m3S根据完全混合模型计算混合后浓度为：C=(CpQp+ChQh)(Qp+Qh)731mg/L结论：河水浓度超标第60页/共81页常用零维模型解决的问题不考虑混合距离的重金属污染物、部分有毒物质等其他持久性污染物的下游浓度预测。有机物降解性物质的降解项可忽略时，可采用。对于降解性有机物，当需要考虑降解时最好采用一维模型。第61页/共81页河流常用预测模式河流常用预测模式2、非持久性污染物（1）充
27、分混合段（S-P模式）浓度只沿浓度只沿x x轴变化，在轴变化，在y y轴、轴、z z轴上浓度是均匀的。轴上浓度是均匀的。第62页/共81页S-P模式（斯特里特菲利浦模式）：是研究河流溶解氧与BOD关系的最早的、最简单的耦合模型。S-P模式迄今仍得到广泛地应用，也是研究各种修正模型和复杂模型的基础。一、二、三级评价均可采用。第63页/共81页例已知某工厂的排污断面上的BOD5浓度为65mg/L，DO为7mg/L，受纳水体废水的河流平均流速为1.8km/d，20时河水的K1=0.18/d，K2=2/d，试求距离为1.5km处的DO浓度、DO临界浓度和临界距离。第64页/共81页解：利用S-P模式计
28、算，按20计算，1.5km处DO浓度为：l1.5km处DO的浓度为：9.07-4.72=4.35（mg/L）第65页/共81页1.5km处DO的浓度为：9.07-4.72=4.35（mg/L）DO临界浓度为：9.07-4.79=4.28(mg/L)第66页/共81页（2）平直河流混合过程段二维稳态混合衰减模式P132第67页/共81页例题一河段上断面处有一岸边排放污水的排污口稳定地向河流排放污水，污水流量为19440m3/d，BOD5=81.4mg/L。河流流量为6.0m3/s，河水BOD5=6.16mg/L,河水宽B=50m，I=0.09%，水深1.2m，流速0.1m/s,K1=0.3，试计
29、算混合过程段（污染带）的长度。如果忽略污染物在该河段内的降解和沿程河水流量的变化，在完全距离混合断面后10km处河水中BOD5的浓度是多少？第68页/共81页解：L=(0.4B-0.6a)第69页/共81页河流常用预测模式河流常用预测模式（3）弯曲河流的混合过程段（4）沉降作用明显的河流第70页/共81页河流常用预测模式河流常用预测模式3、酸碱污染物（1）充分混合段（2）混合过程段4、废热（1）充分混合段（一维模式）（2）混合过程段（目前尚无成熟的简单模式）第71页/共81页小小结结1).1).利用数学模型预测河流水质时,充分混合段可以采用一维模型或零维模型预测断面平均水质,大、中河流一、二级
30、评价,且在排放口下游3 35km5km以内有集中取水点或其他特别重要的环保目标时,均应采用二维模型或其他模型预测混合过程段水质,其他情况可根据工程、环境特点、评价工作等级及当地环保要求,决定是否采用二维模型。2).2).河流水温可采用一维模型预测断面平均值或采用其他预测方法进行预测,pH,pH视具体情况可以只采用零维模型预测。第72页/共81页第四节第四节 工业废水的处理工业废水的处理第73页/共81页一、处理方法按作用原理可分为：物理法：格栅、离心、澄清、过滤、隔油化学法：中和、氧化还原、催化氧化、微电解、焚烧物化法：混凝、沉淀、吸附、浮选、离子交换、萃取、气提、结晶生物法：活性污泥法、生物
31、膜法、厌氧生物硝化法、稳定塘等第74页/共81页二、处理系统按处理深度：一级：通常是沉淀二级：主体处理，一般达到评价标准三级处理：深度处理，还有以水回用、资源化为目标。一般是多种技术的组合第75页/共81页三、废水的预处理1、均和调节水量水质的调节，便于稳定处理，均量、均质，事故池2、格栅、栅网除去大颗粒过滤去除细小的悬浮物3、沉砂利用重力去除固体物质4、隔油利用油水比重不同，油自然上浮后去除第76页/共81页四、废水的一级处理1、沉淀池2、中和池3、化学沉淀处理：向水中投加化学药剂，形成难溶的固体，固液分离。如重金属4、浮选：投加混凝剂，使水中的悬浮颗粒、乳化油脱稳、絮凝，以微小气泡作载体，粘附水中悬浮物，随气泡上升至水面，收集泡沫分离污染物。第77页/共81页五、废水二级（生物）处理活性污泥生物膜厌氧处理第78页/共81页六、废水的三级处理悬浮物的去除除磷脱氮第79页/共81页七、污泥的处置1、浓缩固态物含量3-5%的污泥浓缩后体积减少50%。2、稳定减少病原体、去除引起异味的物质3、调节去除污泥中的水分，脱水前使用4、处置与利用卫生填埋、焚烧第80页/共81页感谢您的观看。第81页/共81页