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1、1第一篇第一篇 水质净化与水污染控制工程水质净化与水污染控制工程主讲人：王玉恒主讲人：王玉恒12 主要研究领域主要研究领域 水体自净及其利用；给水净化处理；城市污水处理；工业废水处理与利用；废水再生与回用；城市、区域和水系的水污染综合整治和受污染水体的修复；水环境质量标准和废水排放标准。23第一节 水的循环与污染 第二节 水质指标与水质标准第三节 废水的成分与性质第四节 水体自净作用于水环境容量第五节 水处理的基本原则和方法 第一章第一章 水质与水体自净水质与水体自净34水的循环与污染第一节第一节一、全球水资源的分布一、全球水资源的分布二、水二、水循循环环三、水三、水污污染染45一、全球水资源
2、的分布一、全球水资源的分布 水圈（水圈（WatershedWatershed）：海洋、江河、湖泊、沼泽、）：海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等。冰川和地下水等。图图1全球水资源分布图全球水资源分布图 总量：总量：1.38109km3易被开发利用的淡易被开发利用的淡水储量水储量4106km3占总量占总量0.3%56全球淡水资源不仅短缺全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡而且地区分布极不平衡约占世界人口总数约占世界人口总数40%的的80个国家和地区严重缺水个国家和地区严重缺水21世纪水资源正在变成世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源！一种宝贵的稀缺资源！!“水不久将成为一项严重的社会危机，
3、石油危机之后的水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机是水下一个危机是水”。67总体状况：总量为28000亿m3排世界第六，人均占有水量2100m3/人，相当世界人均占有量的1/4。全国600多个城市中，有400多个城市供水不足，每年缺水量60多亿m3。淮河以北的水资源量仅为全国水资源总量的19%，而其耕地面积却是全国耕地面积的64%。西北地区占据国土面积47%，只有7%的水资源量，且集中在夏季。一、全球水资源的分布一、全球水资源的分布我国的水资源现状78总量多，人均占有量少；总量多，人均占有量少；地区分布不均匀；地区分布不均匀；季节分布不均匀；季节分布不均匀；河流含泥沙量大；
4、河流含泥沙量大；水污染日益严重；水污染日益严重；地下水开采过量；地下水开采过量；北方资源性缺水，南方水质性缺水，中西部工程性缺水！北方资源性缺水，南方水质性缺水，中西部工程性缺水！补充：我国的水资源特点89水的自然循环 地球上的水在太阳能及其它自然力的作用下，不断发生相态转换和周而复始运动的过程，构成水的自然循环。水的社会循环 人类为了满足生活和生产的需求，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。一、水一、水循循环环910图图2 水的自然循环水的自然循环蒸发蒸发蒸发蒸发蒸腾蒸腾升华升华水汽输送水汽输送凝结凝结降水降水降水降
5、水地表径流地表径流地表径流地表径流下下渗渗下下渗渗下下渗渗地下径流地下径流 特点：特点：水的相态发生改变，性质不变。10海洋海洋-内陆内陆-海洋的循环，称为海洋的循环，称为大循大循环环。在小的自然地理区域内的循环，称。在小的自然地理区域内的循环，称为为小循环小循环。生物体内的水，也进行着吸。生物体内的水，也进行着吸收收-蒸发蒸发-吸收的吸收的内外循环内外循环。1112图图3 水的社会循环水的社会循环在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。在水的社会循环中，水的性质在不断地发生变化。1213自然循环自然循环平衡平衡破坏破坏取水取水排放排放水污染水污染控制工控制工程程平衡平衡破坏破坏给水给水处
6、理处理社会循环社会循环水的社会循环与自然循环的关系1314水污染定义水污染定义水污染定义水污染定义 水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象称为水污染。水污染的原因水污染的原因水污染的原因水污染的原因(1)(1)自然活动自然活动 如矿石溶解、火山爆发灰飞、干旱地区风蚀灰尘落入水如矿石溶解、火山爆发灰飞、干旱地区风蚀灰尘落入水体等，是目前尚
7、无法控制的污染。体等，是目前尚无法控制的污染。(2)(2)人类活动（主要原因）人类活动（主要原因）工业生产工业生产工业废水工业废水 人类生活人类生活生活污水生活污水三、水三、水污污染染1415 目前，全世界每年约有4200多亿立方米的废水排入江 河湖海，污染了5.5104亿立方米的淡水，这相当于全球径流总量的14%以上。中国的水环境污染形势也十分严峻，主要污染物排放总量仍处于较高水平，水污染的发展趋势仍未得到有效控制，许多水域水质仍在下降。中国的水环境安全已经受到威胁，一些不安全的因素和区域已经显现。水污染现状现状1516全国水环境质量状况全国水环境质量状况 节选自节选自20122012年中国
8、环境状况公报年中国环境状况公报 2012年，全国环境质量总体保持平稳：地表水年，全国环境质量总体保持平稳：地表水总体为轻度污染；海洋环境质量总体较好，近岸海域总体为轻度污染；海洋环境质量总体较好，近岸海域水质一般；城市环境空气质量总体稳定，酸雨分布区水质一般；城市环境空气质量总体稳定，酸雨分布区域无明显变化；城市区域声环境质量和道路交通噪声域无明显变化；城市区域声环境质量和道路交通噪声基本保持稳定；辐射环境质量总体良好。基本保持稳定；辐射环境质量总体良好。1617全国水环境质量状况全国水环境质量状况 节选自节选自20122012年中国环境状况公报年中国环境状况公报 2012年，全国地表水总体为
9、年，全国地表水总体为轻度污染。湖泊（水库）富营养化轻度污染。湖泊（水库）富营养化问题仍突出。问题仍突出。十大流域监测的十大流域监测的704个国控断个国控断面中，面中，类、类、类和劣类和劣类类水质断面比例分别为水质断面比例分别为68.9%、20.9%和和10.2%。主要污染指标为主要污染指标为化学需氧量、五日生化需氧量和总化学需氧量、五日生化需氧量和总磷。磷。1718 三三.全国水环境质量状况全国水环境质量状况 节选自节选自20112011年中国环境状况公报年中国环境状况公报在监控营养状态的在监控营养状态的60个湖（库）个湖（库）中，贫营养状态占中，贫营养状态占13.3%、中营、中营养状态占养状
10、态占61.7%、轻度富营养状态、轻度富营养状态占占18.3%和中度富营养状态的湖泊和中度富营养状态的湖泊（滇池、达贲湖、白洋淀和淀山滇池、达贲湖、白洋淀和淀山湖湖）占）占6.7%。滇池滇池滇池滇池1819 三三.全国水环境质量状况全国水环境质量状况 节选自节选自20112011年中国环境状况公报年中国环境状况公报20122012年，全国废水排放年，全国废水排放总量为总量为684.6684.6亿吨，化学需氧亿吨，化学需氧量排放总量为量排放总量为2423.72423.7万吨，万吨，与上年相下降与上年相下降3.05%3.05%；氨氮排；氨氮排放总量为放总量为253.6253.6万吨，与上年万吨，与上
11、年相比下降相比下降2.62%2.62%。滇池滇池1920水污染的危害水污染的危害（一）危害人体健康（二）影响农、林、牧、渔业生产的产量和质量（三）制约工业的发展（四）加速生态环境的退化和破坏（五）造成经济损失 2021松松 花花 江江 苯苯 污污 染染太湖蓝藻太湖蓝藻淮淮 河河 污污 染染2122福建紫金山铜矿污水渗漏事故福建紫金山铜矿污水渗漏事故 云南曲靖铬污染云南曲靖铬污染四川涪江水污染事故四川涪江水污染事故 渤海漏油事故渤海漏油事故2223我们身边的臭水沟我们身边的臭水沟23水水污污染染化学性污染化学性污染物理性污染物理性污染生物性污染：病原微生物等生物性污染：病原微生物等无机污染物质：
12、酸、碱、无机盐类无机污染物质：酸、碱、无机盐类无机有毒物质：重金属无机有毒物质：重金属有机有毒物质：有机农药、多环芳烃等有机有毒物质：有机农药、多环芳烃等需氧污染物质：可生物降解有机物需氧污染物质：可生物降解有机物植物营养物质：氮、磷等植物营养物质：氮、磷等油类污染物质油类污染物质悬浮物质污染悬浮物质污染热污染热污染放射性污染放射性污染水污染的分类和影响24水水污污染染点源污染点源污染：由固定排放点的污染源所造成的污染。：由固定排放点的污染源所造成的污染。面源污染面源污染：污染物以广域的、分散的形式进入到水体中。：污染物以广域的、分散的形式进入到水体中。水污染的分类和影响内源污染内源污染：次生
13、污染，水体内部由于污染物长期积累产：次生污染，水体内部由于污染物长期积累产生的污染再排放。生的污染再排放。2526 水水质质：即即水水的的品品质质，是是指指水水与与其其中中所所含含杂杂质质共共同同表表现现出出来来的的物理学、化学和生物学的综合特性。物理学、化学和生物学的综合特性。水中杂质的分类(水中污染物)按杂质在水中的存在状态可分为：悬浮物质（颗粒尺寸10-3mm）溶解物质（颗粒尺寸10-6mm）胶体物质（10-6mm颗粒尺寸10-3mm）我拿什么来表达你？我拿什么来表达你？水水水质指标与水质标准第二节第二节一、水质指标一、水质指标2627 作用：水质指标是评价水质污染程度、水处理工程设计、
14、反映水处理效果、开展水污染控制的基本依据。国际通用三大类指标：第一类 物理性指标 第二类 化学性指标 第三类 生物性指标 水质指标水质指标27几种重要的水质指标几种重要的水质指标（1）浑浊度）浑浊度(turbidity)（2）颜色、色度）颜色、色度(chromaticity color)（3）固体物质含量）固体物质含量（4）比电导）比电导（5）总含盐量和离子平衡）总含盐量和离子平衡（6）碱度）碱度alkalinity（7）硬度）硬度hardness（8）化学需氧量和耗氧量（）化学需氧量和耗氧量（COD）（9）生物化学需氧量（）生物化学需氧量（BOD）（10）总有机碳（）总有机碳（TOC）和总需
15、氧量（）和总需氧量（TOD）（11）氮和磷含量）氮和磷含量28水质指标水质指标物物理理性性指指标标感官性指标，水的异臭来源于感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质性有机物和氯气等污染物质挥发性物质挥发性物质溶解物质溶解物质固定性物质固定性物质悬浮固体物质悬浮固体物质加速耗氧反应，最终导加速耗氧反应，最终导致水体缺氧或水质恶化致水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少造成水中溶解氧减少工业废水工业废水常引起水常引起水体热污染体热污染色度色度固体物质固体物质嗅和味嗅和味温度温度浑浊度浑浊度2930水水和和污污水水中中固固体体成成分分的的内
16、内部部相相关关性性水 样 英霍夫 锥形管可沉固体 蒸 发TS 过滤 （微孔滤膜）滤渣蒸发 滤液蒸发SSSSDS 马弗炉VSSFSS 马弗炉VDSVFSVSFSTS30浑浊度浑浊度概念：不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度概念：不溶性物体对光线透过时所产生的阻碍程度发展变化：发展变化：JTU（杰克逊浊度单位）（杰克逊浊度单位）：蒸馏水中含有蒸馏水中含有1mg/LSiO2NTU（散射光浊度单位）（散射光浊度单位）光电浊度计，与入光电浊度计，与入射光呈射光呈90度角的散射光强度度角的散射光强度FTU（福尔马肼浊度单位）（福尔马肼浊度单位）甲簪浊度单位甲簪浊度单位硫酸肼硫酸肼+六亚甲基四胺配置标准浑
17、浊液六亚甲基四胺配置标准浑浊液31水的颜色水的颜色:真色真色（溶解和胶体物质所致）（溶解和胶体物质所致）;表色表色（悬浮、溶解和胶体物质所致）（悬浮、溶解和胶体物质所致）真色真色测定方法：测定方法：铂钴标准比色法铂钴标准比色法（氯铂酸钾和氯化钴（氯铂酸钾和氯化钴配成与天然水黄色色调相同的标准比色系列），度配成与天然水黄色色调相同的标准比色系列），度（TCUTCU）1 1度度=1L=1L水中含有水中含有1mg1mg铂的颜色。铂的颜色。表色表色:稀释倍数法稀释倍数法比色管无色清洁水比色管无色清洁水色度色度32比电导比电导比电导（电导率）比电导（电导率）：25时长时长1m、横截面积为、横截面积为1m
18、2水中的电导值。水中的电导值。水的电阻率：水的电阻率：相距相距1cm、面积各为、面积各为1cm2的两片平行的两片平行板电极，将它们插入被测水中时的电阻值。电阻率板电极，将它们插入被测水中时的电阻值。电阻率越大，溶解盐类越少。越大，溶解盐类越少。电导率电导率=1/电阻率电阻率天然水中，溶解固体与电导率之间可按下式进行估天然水中，溶解固体与电导率之间可按下式进行估算。算。TDS=（）（）33总含盐量和离子平衡总含盐量和离子平衡总含盐量（总矿化度）：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总总含盐量（总矿化度）：水体中所含各种溶解性矿物盐类的总量量(测量误差测量误差5%)总含盐量总含盐量阳离子阳离子阴离子阴离
19、子天然水主要阳离子：天然水主要阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+阴离子：阴离子：HCO3-、CO32-、SO42-、CL-总含盐量与溶解固体的关系：总含盐量与溶解固体的关系：总总含含盐盐量量溶解固体溶解固体+1/2HCO3-例题例题1-21-2（P22P22）：实测与理论误差）：实测与理论误差5%5%34碱度（碱度（alkalinity）概念概念：水接受质子的能力水接受质子的能力测定方法测定方法：中和滴定法（标准浓度盐酸溶液）中和滴定法（标准浓度盐酸溶液）指示剂指示剂：酚酞（变色范围酚酞（变色范围pH8.3pH8.3）酚酞碱度（酚酞碱度（P P）甲基橙（变色范围甲基橙（变色范围pH4.3
20、pH4.3）甲基橙碱度（总碱度甲基橙碱度（总碱度T T）按水中致碱阴离子的不同可分为：按水中致碱阴离子的不同可分为：碳酸盐碱度碳酸盐碱度重碳酸盐碱度重碳酸盐碱度氢氧化物碱度氢氧化物碱度可用可用P P和和T T测定值进行计算测定值进行计算P23P23表表1-31-335硬度硬度概念概念：由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴：由于能与肥皂作用生成沉淀和与水中某些阴离子化合生成水垢的二价金属离子的存在而产生的。离子化合生成水垢的二价金属离子的存在而产生的。（钙和镁离子）（钙和镁离子）测定测定：多用多用EDTA络合滴定法测定络合滴定法测定(总硬度）总硬度）分为以下两种硬度：分为以下两种硬度：碳酸盐硬
21、度（暂时硬度）：受热煮沸除去碳酸盐硬度（暂时硬度）：受热煮沸除去非碳酸盐硬度（永久硬度）非碳酸盐硬度（永久硬度）总硬度碳酸盐硬度非碳酸盐硬度总硬度碳酸盐硬度非碳酸盐硬度可由总硬度可由总硬度和碱度求出和碱度求出36计算方法：计算方法：设设S=2CO32-+HCO3-，则有：，则有：（1）1/2S总硬度时，碳酸盐硬度总硬度时，碳酸盐硬度=总硬度，非碳硬总硬度，非碳硬=0，1/2S-总硬度总硬度=负硬度负硬度硬度常用单位换算硬度常用单位换算例题例题1-41-4（P25P25）3738有机物生化需氧量（BOD）作用：反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物 的量（以mg/L为单位）。原理：有机污染
22、物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可 分为两个阶段。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机 物生物氧化所需的氧量，需要20d左右。实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20为测定的标准温度。补充：生活污水BOD570250mg/L;城市污水100300mg/L;垃圾渗滤液200030000mg/L：。BOD:biological oxygen demand在规定条件下，微生物氧化分解水中有机物所需要的氧量（20，5d）3839生化需氧量生化需氧量(BOD)(BOD)的测定存在一些缺点：的测定存在一些缺点：(1)(1)当污水中含大量难降解有机物时，当污
23、水中含大量难降解有机物时，BODBOD5 5测定误差较测定误差较 大；大；(2)(2)每次测定需每次测定需5 5天，不能及时指导实际工作；天，不能及时指导实际工作；(3)(3)废水中如存在抑制微废水中如存在抑制微 生物生长繁殖的物质生物生长繁殖的物质 或不含微生物生长所或不含微生物生长所 需的营养时，将影响需的营养时，将影响 测定结果。测定结果。3940化 学 性 指 标有机物化学需氧量（COD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（称 CODCr)和高 锰酸钾KMnO4(称CODMn 或OC)；CODCr CODMn（？）酸性条件下，硫酸银作为催化剂。废水中部分无机的还原性物质同样被氧化
24、。如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生 化需氧量之间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.4-0.5。BOD5/CODCr大于0.3时，一般认为该废水具有可生化性。COD:chemical oxygen demand用化学方法氧化分解水样中有机物过程中，所消耗的氧化剂量（mg/L）。4041CODCr的测定方法的测定方法4142化 学 性 指 标有机物总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC:total organism carbon在950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体 中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量。各种水质之间T
25、OC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条 件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。TOD:total oxygen demand在900950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及大部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。4243总有机碳(TOC)的测定 总有机碳总有机碳(TOC)(TOC)的测定方法是：向氧含量已知的氧气流中注的测定方法是：向氧含量已知的氧气流中注入定量的水样，并将其送入以铂为触媒的燃烧管中，在入定量的水样，并将其送入以铂为触媒的燃烧管中
26、，在900900高高温下燃烧，用红外气体分析仪测定在燃烧过程中产生的温下燃烧，用红外气体分析仪测定在燃烧过程中产生的COCO2 2量，量，再折算出其中的含碳量，就是总有机碳再折算出其中的含碳量，就是总有机碳T0CT0C值。为排除无机碳酸值。为排除无机碳酸盐的干扰，应先将水样酸化，再通过压缩空气吹脱水中的碳酸盐。盐的干扰，应先将水样酸化，再通过压缩空气吹脱水中的碳酸盐。TOCTOC的测定时间仅需几分钟。的测定时间仅需几分钟。局限性局限性:含悬浮物较多的水样含悬浮物较多的水样,TOC,TOC就无法准确地反映总有机就无法准确地反映总有机物的含量物的含量.return日本岛津日本岛津TOCTOC仪仪4
27、3443 3总需氧量总需氧量(TOD)(TOD)有机物主要元素是有机物主要元素是C、H、O、N、S等。在高温下燃烧后，将等。在高温下燃烧后，将分别产生分别产生CO2和和H2O，所消耗的氧量称为总需氧量，所消耗的氧量称为总需氧量TOD。TOD的的值一般大于值一般大于COD的值。的值。TOD的测定方法是：向氧含量已知的氧气的测定方法是：向氧含量已知的氧气流中注入定量的水样，并将其送入以铂为触媒的燃烧管中，在流中注入定量的水样，并将其送入以铂为触媒的燃烧管中，在900高高return温下燃烧，水样中的有温下燃烧，水样中的有机物即被氧化。消耗掉机物即被氧化。消耗掉氧气流中的氧气，剩余氧气流中的氧气，剩
28、余氧量可用电极测定并自氧量可用电极测定并自动记录。氧气流原有氧动记录。氧气流原有氧量减去剩余氧量即得总量减去剩余氧量即得总需氧量需氧量TOD。TOD的测的测定仅需几分钟。定仅需几分钟。444545污水有机物指标之间的比较有机碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn45454646化 学 性 指 标无机性指标植物营养元素pH重金属 过多的氮、磷氮、磷进入天然水体，易导致富营养化（赤潮或水华），使水生植物尤其是藻类大量繁殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。一般要求处理后污水的pH在69之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发生变化，
29、消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。46464747含氮化合物 氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重要元素。总氮浓度超过0.2mg/l,引起富营养化现象.污水中的氮有四种存在形式，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。关于氮的几个指标表达形式：有机氮(Oganic Nitrogen)：主要指蛋白质和尿素。总氮（Total Nitrogen，TN)：一切含氮化合物，以N计量的
30、总称。凯氏氮（Kjeldahl Nitrogen，TKN）：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。氨氮(NH3-N)：有机氮化合物的分解，或来自含氮工业废水。NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。47474848含磷化合物 磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的重要元素。总磷浓度超过0.02mg/l,引起富营养化现象.磷主要来源：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐:正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-)、磷
31、酸二氢盐（H2PO4-)、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O74)、三磷酸盐(P3O105-)、三磷酸氢盐(HP3O92-)48484949油类污染物油类污染物石油类：来源于工业含油污水。石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体 的资源价值。的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表油类污染物进
32、入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表 层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影 响。响。大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体 的自净能力。的自净能力。石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾 类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。破坏风景区，危害鸟类生活。破坏风景区，危害鸟类生活。49495050 这类毒物大多是人工合成有机物，难以被生这类毒物大多是人工合成有机物
33、，难以被生化降解，并且大多是较强的三致物质化降解，并且大多是较强的三致物质(致癌、致突变、致癌、致突变、致畸致畸)，毒性很大。，毒性很大。主要有：农药主要有：农药(有机氯、有机磷等有机氯、有机磷等)、酚类化合物、酚类化合物、聚氯联苯、稠环芳烃聚氯联苯、稠环芳烃(如苯并芘如苯并芘)、芳香族氨基化合物、芳香族氨基化合物等。以有机氯农药为例，首先其具有很强的化学稳定等。以有机氯农药为例，首先其具有很强的化学稳定性，在自然环境中的半衰期为十几年到几十年，其次性，在自然环境中的半衰期为十几年到几十年，其次它们都可能通过食物链在人体内富集，危害人体健康。它们都可能通过食物链在人体内富集，危害人体健康。如如
34、DDTDDT能蓄积于鱼脂中，浓度可比水体中高能蓄积于鱼脂中，浓度可比水体中高1250012500倍。倍。return有机化学毒物有机化学毒物有机化学毒物有机化学毒物50505151生 物 性 指 标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、伤 寒、霍乱、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：数量大，分布广，存活时间长，繁殖速度快。传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧来源及危害 水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度。常以细菌个数/mL计。饮用水：100个/mL 医院排水：500个/mL细菌总数 大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的
35、可能性。常以大肠菌群数/L计。饮用水：3个/L 城市排水：10000个/L 游泳池：1000个/L大肠菌群5151 水质标准水质标准是用水对象是用水对象(包括饮用和工业用水对包括饮用和工业用水对象等象等)所要求的各项水质参数应达到的限值。可分为所要求的各项水质参数应达到的限值。可分为国际标准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标国际标准、国家标准、地区标准、行业标准和企业标准等不同等级。包括：准等不同等级。包括：饮用水水质标准、水环境质量饮用水水质标准、水环境质量标准和污水排放标准。标准和污水排放标准。三、水三、水质质标标准准52521、饮用水水质、饮用水水质标准标准(GB5749-2006)
36、制定原则：制定原则：流行病学上应安流行病学上应安流行病学上应安流行病学上应安全可靠。全可靠。全可靠。全可靠。化学组成上应对化学组成上应对化学组成上应对化学组成上应对人体无害。人体无害。人体无害。人体无害。感官性状良好。感官性状良好。感官性状良好。感官性状良好。使用上应方便无使用上应方便无使用上应方便无使用上应方便无弊。弊。弊。弊。表表我国的生活饮用水质标准我国的生活饮用水质标准(GB574985)53535454 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低划分为依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低划分为5 5类：类：类类 主要适用于源头水，国家自然保护区；主要适用于源头水，国家自然保
37、护区；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；等；类类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护 区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；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；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。主要适用于农
38、业用水区及一般景观要求水域。return地表水环境质量标准（地表水环境质量标准（GB 3838-2002GB 3838-2002）54545555 一般排放标准有一般排放标准有工业工业“三废三废”排放试行标准排放试行标准(GBJ4-(GBJ4-73)73)、污水综合排放标准污水综合排放标准(GB8978-96)、城镇污水处理城镇污水处理厂污染物排放标准厂污染物排放标准（GB18918-2002)等。行业排放标准涉及等。行业排放标准涉及各种行业，如各种行业，如石油炼制工业水污染物排放标准石油炼制工业水污染物排放标准(GB3551-83)、制革工业水污染物徘放标准制革工业水污染物徘放标准(GB35
39、49-83)、医院医院污水排放标准污水排放标准(GB3548-83)、造纸工业水污染物排放标准造纸工业水污染物排放标准(GB3544-92)、钢铁工业水污染物排放标准钢铁工业水污染物排放标准(GBl3456-92)、纺织染整工业水污染物排放标准纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)、肉类加工工业水污染物排放标徒（肉类加工工业水污染物排放标徒（GBl3457-92)、合成氨合成氨工业水污染物排放标准工业水污染物排放标准(GBl3458-92)等，可作为规划、设计、等，可作为规划、设计、管理与监测的依据。管理与监测的依据。return污水排放标准污水排放标准55555656 第一类污染
40、物能在环境或在动植物体内积蓄，对人类健康产生长远的影响，第一类污染物能在环境或在动植物体内积蓄，对人类健康产生长远的影响，规定含此类污染物的污水必须在车间或车间处理设施排放口处取样分析，规定含此类污染物的污水必须在车间或车间处理设施排放口处取样分析，同时其含量必须符合同时其含量必须符合表表1-11-1的规定。第二类污染物的长远影响小于第一类，的规定。第二类污染物的长远影响小于第一类，规定的取样地点为排污单位的排出口，其最高允许徘放浓度要按地面水使规定的取样地点为排污单位的排出口，其最高允许徘放浓度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向，分别执行表用功能的要求和污水排放去向，分别执行表1-21-
41、2中的一、二、三级标准。中的一、二、三级标准。表表1-1 1-1 第一类污染物最高允许排放浓度（第一类污染物最高允许排放浓度（mg/Lmg/L）烧碱行业（新扩建、改建企业）采用烧碱行业（新扩建、改建企业）采用0.005mg/L0.005mg/L。为试行标准、二级、三级标准区暂不考虑。为试行标准、二级、三级标准区暂不考虑。return污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB 8978-1996GB 8978-1996）56565757表表1-2 1-2 第二类污染物最高允许排放浓度（第二类污染物最高允许排放浓度（mg/Lmg/L）return57575858一级标准一级标准GB3838类水域类水
42、域二级标准二级标准GB3838中中、类水域类水域三级标准三级标准城市污水处理厂城市污水处理厂GB3838中中、类水域和类水域和类水域中类水域中划定的保护区划定的保护区，禁止新建排污口，实行污，禁止新建排污口，实行污染物总量控制。染物总量控制。GB 8978-1996GB 8978-199658585959浓度标准不论废水接纳水体的大小和状况，不论污染源的大小，都浓度标准不论废水接纳水体的大小和状况，不论污染源的大小，都采取同一个标准。因此即使满足排放标准，采取同一个标准。因此即使满足排放标准，如果排放总量大大超过如果排放总量大大超过接纳水体的环境容量，也会对水体造成不可逆的严重后果。此外，接纳
43、水体的环境容量，也会对水体造成不可逆的严重后果。此外，浓度标准也无法防止某些工厂用清水稀释，来降低排放浓度以满足浓度标准也无法防止某些工厂用清水稀释，来降低排放浓度以满足排放标准的现象。排放标准的现象。针对这一状况，近年来总量控制标准受到了重视。这种标准根据一针对这一状况，近年来总量控制标准受到了重视。这种标准根据一定范围内的水体环境容量和自净能力，计算出允许排入该水域的污定范围内的水体环境容量和自净能力，计算出允许排入该水域的污染物总量，然后再按照一定的原则，将这些允许的排污总量合理地染物总量，然后再按照一定的原则，将这些允许的排污总量合理地分配给区内各污染源。分配给区内各污染源。总量控制可
44、以避免浓度标准的缺点，但要实行总量控制先需做很多总量控制可以避免浓度标准的缺点，但要实行总量控制先需做很多基础工作，如污染源调查、环境质量评价、水体自净规律和污染物基础工作，如污染源调查、环境质量评价、水体自净规律和污染物迁移转化规律的研究、污染治理边际费用研究等。在没有这些条件迁移转化规律的研究、污染治理边际费用研究等。在没有这些条件以前，总量控制难以实施或奏效。以前，总量控制难以实施或奏效。补充补充：总量控制标总量控制标准准 水环境容量：水环境容量：在不影响水的正常用途的情况下在不影响水的正常用途的情况下,水体所能容纳水体所能容纳的污染物的量或自身调节净化并保持生态平衡的能力。的污染物的量
45、或自身调节净化并保持生态平衡的能力。59594、工业用水水质要求、工业用水水质要求工业用水工业用水用用途途饮用水饮用水生产技术用水生产技术用水锅炉用水锅炉用水冷却用水冷却用水锅炉的结构形锅炉的结构形式和压力对水式和压力对水中中悬浮固体、悬浮固体、硬度和溶解氧硬度和溶解氧等各项指标有等各项指标有严格要求。严格要求。包括原料用包括原料用水、生产工水、生产工艺用水、生艺用水、生产过程用水。产过程用水。表表1-91-9水质条件水质条件：尽可能低：尽可能低的水温；不会有水垢的水温；不会有水垢和泥渣沉淀；对金属和泥渣沉淀；对金属腐蚀性小；不会因微腐蚀性小；不会因微生物等的繁殖使管道生物等的繁殖使管道和设备
46、堵塞。和设备堵塞。水质要求：水质要求：浑浊度浑浊度5010050100度度H H2 2S S0.55 mg/L0.55 mg/L铁铁0.10.5 mg/L0.10.5 mg/L碳酸盐硬度碳酸盐硬度100350 100350 mg(CaCOmg(CaCO3 3)/L)/L606061 生活污水、工业废水、生活污水、工业废水、农业废水、农业废水、初期雨水及城镇污水；初期雨水及城镇污水；生活污水一般呈弱碱性，较容易处理；生活污水一般呈弱碱性，较容易处理；工业废水成分复杂，处理难度较大；工业废水成分复杂，处理难度较大；淋溶作用使初期雨水更具危险性；淋溶作用使初期雨水更具危险性；城镇污水是一种混合污水；
47、城镇污水是一种混合污水；合流制与分流制排水系统。合流制与分流制排水系统。污水的类型与特征第三节第三节616262水体自净作用与水环境容量水体自净作用与水环境容量第四节第四节62626363水体的自净作用 经过一系列的物理、化学和生物学变化，污染物质被经过一系列的物理、化学和生物学变化，污染物质被分散、分离或分解，最后水体基本上或完全恢复到原来状分散、分离或分解，最后水体基本上或完全恢复到原来状态的自然过程。态的自然过程。净化机制分为三类物理过程：稀释、扩散、沉淀、挥发等；化学和物理化学净化：中和、絮凝、吸附、络合氧化、还原；生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用63636464废水在水体中
48、的稀释和扩散废水在水体中的稀释和扩散竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。6464 1、推流：污染物质由于河流流
49、速的推动沿着水流前进方向运动的污染物输送形式。Q1=V Q1-污染物质推流量（mg/m2 s)V-河流速度（m/s）-污染物质浓度（mg/m3）（一）稀释机理6565（一）稀释机理 2、扩散：污染物质的进入，使水流产生可浓度差，污染物由高浓度处向低浓度处迁移的物质运动形式。Q2=-K(d/dx)Q2 -污染物质的扩散量，mg/m2 s；d/dx-单位路程长度上的浓度变化值，mg/（m3 m)K -扩散系数（m2/s)推流和扩散是同时存在而又相互影响的运动形式，由此产生了污染物质从排入口往下游逐渐降低的稀释现象。q+Q26666（二）水体混合稀释1、混合系数、混合系数：参与混合稀释的河水流量与河
50、水总流量之比。：参与混合稀释的河水流量与河水总流量之比。完全混合断面前，完全混合断面前，1；在完全混合断面及其下游，；在完全混合断面及其下游，=1。经验数值：流速为经验数值：流速为0.20.3m/s，=0.70.8；流速较低时，流速较低时，=0.30.6左右；左右；流速较高时，流速较高时，=0.9左右。左右。6767（二）水体混合稀释2、稀释比、稀释比n：参与混合稀释的河水流量与废水流量的比值。：参与混合稀释的河水流量与废水流量的比值。6868（二）水体混合稀释3、经校正后的完全混合污染物浓度计算公式、经校正后的完全混合污染物浓度计算公式1=0，Q q简简化化为为6969二、水体的生化自净二、