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1、第五讲 水资源的利用与保护南开大学滨海学院南开大学滨海学院 王喆王喆（二）一、水体污染源和污染物（一）水质指标（二）水质标准（三）水体污染源（四）水体污染物1.物理指标温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度、温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度、总固体、总固体、悬浮固体（悬浮固体（SS）、电导率等。、电导率等。（一）水质指标悬浮固体悬浮固体（Suspended Solids，SS）含量指把水样用滤）含量指把水样用滤纸过滤后，被滤纸截留的残渣在纸过滤后，被滤纸截留的残渣在103105下烘干至下烘干至恒重后所残存的固体物质总量恒重后所残存的固体物质总量.（一）水质指标2.化学指标 一般的化学性水质指标，
2、如一般的化学性水质指标，如 pH、碱度、硬度、各、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物等。种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物等。有毒的化学性水质指标，如重金属、氰化物、多环有毒的化学性水质指标，如重金属、氰化物、多环芳烃、各种农药等。芳烃、各种农药等。有关氧平衡的水质指标，如有关氧平衡的水质指标，如溶解氧溶解氧(DO)、化学需化学需氧量氧量(COD)、生化需氧量生化需氧量(BOD)、总需氧量、总需氧量(TOD)等。等。pH 反映水的酸碱性质，天然水体的反映水的酸碱性质，天然水体的 pH 一般在一般在69 之间，之间，决定于水体所在环境的物理、化学和生物特性。饮用水的
3、决定于水体所在环境的物理、化学和生物特性。饮用水的适宜适宜 pH 应在应在 6.58.5 间。生活污水一般呈弱碱性，而某些间。生活污水一般呈弱碱性，而某些工业废水的工业废水的 pH 偏离中性范围很远，它们的排放会对天然偏离中性范围很远，它们的排放会对天然水体的酸碱特性产生较大的影响。大气中的污染物质水体的酸碱特性产生较大的影响。大气中的污染物质 SO2 NOx 等也会影响水体的等也会影响水体的 pH。溶解氧（溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）是指溶解在水体中的氧气是指溶解在水体中的氧气浓度。溶解氧值越高，水体受有机物污染程度越低。浓度。溶解氧值越高，水体受有机物污染程度越低。生化
4、需氧量（生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand,BOD）是指水是指水温在温在20 的条件下，微生物氧化有机物所消耗的氧量。通的条件下，微生物氧化有机物所消耗的氧量。通常采用在水温为常采用在水温为20的条件下，经过的条件下，经过5天后微生物氧化有机天后微生物氧化有机物所消耗的氧量物所消耗的氧量五日生化需氧量五日生化需氧量(BOD5)。化学需氧量（化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）是指用强是指用强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾），在酸性条件下，将有机氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾），在酸性条件下，将有机物氧化成二氧化碳与水所消耗的氧量。物氧化成二氧化
5、碳与水所消耗的氧量。（一）水质指标3.生物指标 细菌总数、总大肠菌群数、各种病原菌、病毒等。细菌总数、总大肠菌群数、各种病原菌、病毒等。4.放射性指标 总总放射性、总放射性、总放射性。放射性。（二）水质标准生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准（GB 57492006）地表水环境质量标准地表水环境质量标准（GB 38382002）地下水质量标准（地下水质量标准（GBT1484893）海水水质标准（海水水质标准（GB 30971997）污水综合排放标准污水综合排放标准（GB 89781996）电镀污染物排放标准（电镀污染物排放标准（GB219002008）；煤炭工业污）；煤炭工业污染物排放标准（染
6、物排放标准（GB204262006）；啤酒工业污染物排放）；啤酒工业污染物排放标准（标准（GB198212005）地地表水环境质量标准（表水环境质量标准（GB 38382002）1.水域环境功能分为五类：水域环境功能分为五类：I类：类：适用于源头水、国家自然保护区适用于源头水、国家自然保护区;II类：类：适用于适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等;III类：类：适用于适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、
7、鱼虾、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区；IV类：类：适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区;V类：类：适用于农业用水区及一般景观要求水域。适用于农业用水区及一般景观要求水域。来源：地表水环境质量标准（来源：地表水环境质量标准（GB3838-2002）2.不同功能类别分别执行相应类别的标准值不同功能类别分别执行相应类别的标准值污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB89781996）该标准按照污水排放去向，该标准按照污水排放去向，分年限分年限规定了规定了69种种水污染物
8、水污染物最最高允许排放浓度高允许排放浓度和和部分行业最高允许排水量部分行业最高允许排水量。适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设计、竣工验收及其投产后的境影响评价、建设项目环境保护设计、竣工验收及其投产后的排放管理。排放管理。1997年年12月月31日前建设的单位日前建设的单位1998年年1月月1日后建设的单位日后建设的单位国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行国家综合排放标准与国家行业排放标准不交叉执行!该标准将污水分为该标准将污水分为一、二、三级标准一、二、三级标准。污染物分类污染物分类*第一
9、类污染物第一类污染物(共共13种种)不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施排放口采样一律在车间或车间处理设施排放口采样，其最高允许排放浓度其最高允许排放浓度必须达到该标准要求（必须达到该标准要求（不分年限不分年限）。如总铬、总镉等。）。如总铬、总镉等。第二类污染物：第二类污染物：在排放单位排放口采样在排放单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到其最高允许排放浓度必须达到标准要求（标准要求（分年限分年限）。）。污水综合排放标准（污水综合排放标准（GB8978GB897819961996）第一类污染物最高允许排
10、放浓度第一类污染物最高允许排放浓度 mg/L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(1997年年12月月31日之前建设的单位日之前建设的单位)单位：单位：mg/L 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（1998年年1月月1日后建设的单位）日后建设的单位）单位：单位：mg/L（三）水体污染源（三）水体污染源点源主要指工业污染源和生活污染源，多 由管道收集后集中排放。面源又称非点污染源，污水进入水体的方式是无组织的，包括农业、农村生活、矿业、石油生产、施工等。（四）水体污染物分类分类分类分类特性特性特性特性主要标志物主要标志物主要标志物主要标志物无无机机物物无
11、毒无毒酸、碱及一般无机盐酸、碱及一般无机盐植物营养物植物营养物（N、P）有毒有毒重金属重金属（汞、镉、铅、铬、砷等）（汞、镉、铅、铬、砷等）氰化物、氟化物、硫化物等氰化物、氟化物、硫化物等有有机机物物无毒无毒需氧污染物（碳水化合物、脂肪、蛋白质等）需氧污染物（碳水化合物、脂肪、蛋白质等）有毒有毒酚类化合物酚类化合物有机氯农药（有机氯农药（DDT、六六六、狄氏剂等）、六六六、狄氏剂等）石油石油其其它它物物质质放射性物质放射性物质放射性元素或同位素（铯、锶、铀、钚等）放射性元素或同位素（铯、锶、铀、钚等）病原微生物病原微生物病菌、病毒、寄生虫病菌、病毒、寄生虫致癌物质致癌物质芳香烃、芳香胺芳香烃、
12、芳香胺亚硝基化合物亚硝基化合物有机氯化合物有机氯化合物（如多氯联苯）（如多氯联苯）什么是水体的热污染？高温废水，如温度超过高温废水，如温度超过60的工业废水（直接冷却水）的工业废水（直接冷却水），排入水体后，使水温升高，物理性质发生变化，危害水，排入水体后，使水温升高，物理性质发生变化，危害水生动、植物的繁殖与生长，称为水体的热污染。生动、植物的繁殖与生长，称为水体的热污染。热污染一方面会降低水资源的利用价值，另一方面会热污染一方面会降低水资源的利用价值，另一方面会破坏水体生态系统，对水生生物的生存构成威胁。如水温破坏水体生态系统，对水生生物的生存构成威胁。如水温升高，可使藻类的繁殖速度加快，
13、固氮藻的固氮速率增大，升高，可使藻类的繁殖速度加快，固氮藻的固氮速率增大，水体中各类无机氮含量增加，水体富营养化，改变正常的水体中各类无机氮含量增加，水体富营养化，改变正常的水生生态系统。水温升高还将使水中溶解氧降低，进而影水生生态系统。水温升高还将使水中溶解氧降低，进而影响原有水生生物的繁殖与生长。响原有水生生物的繁殖与生长。l 热污染侵扰长江水热污染侵扰长江水什么是水体的自净作用？水体有消纳一定量污染物质，使自身质量保持洁净水体有消纳一定量污染物质，使自身质量保持洁净的能力，此即的能力，此即水体自净水体自净。水体自净过程十分复杂，包括。水体自净过程十分复杂，包括物理过程，如稀释、扩散、挥发
14、、沉淀等；化学和物理物理过程，如稀释、扩散、挥发、沉淀等；化学和物理化学过程，如氧化、还原、吸附、凝聚、中和等；生物化学过程，如氧化、还原、吸附、凝聚、中和等；生物和生物化学过程，如微生物对有机物分解代谢，不同生和生物化学过程，如微生物对有机物分解代谢，不同生物群体相互作用等。物群体相互作用等。一定水体所能容纳污染物的最大负荷称为一定水体所能容纳污染物的最大负荷称为水环境容量水环境容量。2009年我国年我国203条河流条河流408个地表水国控监测断面中，个地表水国控监测断面中，类、类、类和劣类和劣类水质的断面比例分别为类水质的断面比例分别为57.3%、24.3%和和18.4%。主要污染指标为。
15、主要污染指标为高锰酸盐指数高锰酸盐指数、五日生化需氧量五日生化需氧量和和氨氮氨氮。其中，。其中，珠江、长江水质良好，松花江、淮河为轻度污染珠江、长江水质良好，松花江、淮河为轻度污染，黄河、辽河为中度污染黄河、辽河为中度污染，海河为重度污染海河为重度污染。摘自2009年中国环境状况公报年中国环境状况公报 2009年我国年我国26个国控重点湖泊（水库）中，满足个国控重点湖泊（水库）中，满足类水质类水质的的1个，占个，占3.9%；类类的的5个，占个，占19.2%；类类的的6个，占个，占23.1%；类类的的5个，占个，占19.2%；劣劣类的类的9个，占个，占34.6%。主要污染指标。主要污染指标为为总
16、氮和总磷总氮和总磷。营养状态为重度富营养的。营养状态为重度富营养的1个，占个，占3.8%；中度富；中度富营养的营养的2个，占个，占7.7%；轻度富营养的；轻度富营养的8个，占个，占30.8%；其他均为；其他均为中营养，占中营养，占57.7%。摘自2009年中国环境状况公报年中国环境状况公报2009年，年，全国废水排放总量全国废水排放总量为为589.2亿吨亿吨，比上年增加，比上年增加3.0%；化学需氧量化学需氧量排放量为排放量为1277.5万吨，比上年下降万吨，比上年下降3.3%；氨氮氨氮排放量为排放量为122.6万吨，比上年下降万吨，比上年下降3.5。2009年，全国重点城市共监测年，全国重点
17、城市共监测397个集中式饮用水源地，个集中式饮用水源地，其中地表水源地其中地表水源地244个，地下水源地个，地下水源地153个。监测结果表明，个。监测结果表明，重点城市年取水总量为重点城市年取水总量为217.6亿吨，亿吨，达标水量达标水量为为158.8亿吨，占亿吨，占73.0%；不达标水量不达标水量为为58.8亿吨，占亿吨，占27.0%。摘自2009年中国环境状况公报年中国环境状况公报二、水污染的危害（一）危害人体健康（二）降低农作物、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）造成经济损失广西永福县水污染致大批鱼死亡广西永福县水污染致大批鱼死亡三、水体污染防治
18、途径*（一）提高水资源利用率（一）提高水资源利用率 1.降低工业用水量，提高水的重复利用率降低工业用水量，提高水的重复利用率 2.减少农业用水，实行科学灌溉（减少农业用水，实行科学灌溉（如滴灌、喷灌如滴灌、喷灌）3.提高城市生活用水利用率提高城市生活用水利用率（二）建立城市污水处理系统（二）建立城市污水处理系统（三）发展城市污水资源化（三）发展城市污水资源化（再生水回用再生水回用）（四）开展流域性水污染防治（四）开展流域性水污染防治 四、污水处理技术1.目的将污染物分离出来或将污染物分离出来或转化为无害稳定物质转化为无害稳定物质防止毒害与防止毒害与病菌的传染病菌的传染四、污水处理技术2.技术分
19、类*物理处理物理处理 化学处理化学处理 生物处理生物处理 物理处理物理处理利用物理作用使污水中呈悬浮状态的污染物质利用物理作用使污水中呈悬浮状态的污染物质与污水分离的处理技术，在处理过程中污染物与污水分离的处理技术，在处理过程中污染物质的性质不发生变化质的性质不发生变化。通常采用的方法与设备有：通常采用的方法与设备有：l 筛滤截留法，设备主要包括筛网、格栅、滤池等；筛滤截留法，设备主要包括筛网、格栅、滤池等；l 重力分离法，设备主要包括沉沙池、沉淀池等；重力分离法，设备主要包括沉沙池、沉淀池等；l 离心分离法，设备主要包括离心机等。离心分离法，设备主要包括离心机等。格栅格栅 沉沙池沉沙池离心脱
20、水机离心脱水机 化学处理化学处理利用向污水中投加某种化学药剂，与污水中溶利用向污水中投加某种化学药剂，与污水中溶解性的污染物质发生化学反应，使污染物质生解性的污染物质发生化学反应，使污染物质生成沉淀或转变为无害物质的处理技术。成沉淀或转变为无害物质的处理技术。化学处理技术主要去除污水中的溶解性物质和自然沉化学处理技术主要去除污水中的溶解性物质和自然沉淀无法去除的悬浮物质。淀无法去除的悬浮物质。常用的化学处理技术包括中和法、化学沉淀法和氧化常用的化学处理技术包括中和法、化学沉淀法和氧化还原法。还原法。生物处理生物处理利用水生生物（主要是微生物）对水中污染物利用水生生物（主要是微生物）对水中污染物
21、的吸收、降解作用，使其浓度降低或转变为无的吸收、降解作用，使其浓度降低或转变为无害物质的处理技术。害物质的处理技术。生物处理方法有活性污泥法、生物膜法等。生物处理方法有活性污泥法、生物膜法等。活性污泥是一种生物絮凝体，主要由大量具有活性污泥是一种生物絮凝体，主要由大量具有降解有机物的微生物群体组成。活性污泥法是一种降解有机物的微生物群体组成。活性污泥法是一种以活性污泥为主体的污水生物处理技术。以活性污泥为主体的污水生物处理技术。向曝气池的活性污泥和废水混合液连续鼓入空向曝气池的活性污泥和废水混合液连续鼓入空气，微生物将水中有机物氧化分解，同时不断生长气，微生物将水中有机物氧化分解，同时不断生长
22、繁殖。停止曝气后，活性污泥沉降与水分离使废水繁殖。停止曝气后，活性污泥沉降与水分离使废水得以净化。得以净化。l活性污泥法activated sludge process初次沉初次沉淀池淀池再生池再生池二次沉二次沉淀池淀池曝气池曝气池空气空气进水进水回流污泥回流污泥剩余污泥剩余污泥污污泥泥出水出水n 曝气池：污水、微生物和氧气在此充分混合，最终将污水中大曝气池：污水、微生物和氧气在此充分混合，最终将污水中大部分有机物分解为二氧化碳和水等无机物，少部分转化为微生物部分有机物分解为二氧化碳和水等无机物，少部分转化为微生物剩余污泥。剩余污泥。n 二次沉淀池：污泥和水分离，最终在二次沉淀池上部得到需要二
23、次沉淀池：污泥和水分离，最终在二次沉淀池上部得到需要的水。的水。n 回流污泥系统：保持曝气池中一定的污泥浓度。回流污泥系统：保持曝气池中一定的污泥浓度。曝气池曝气池二次沉淀池二次沉淀池初沉池初沉池四、污水处理技术3.城市污水处理一级处理一级处理：物理处理；去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质；：物理处理；去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质；二级处理二级处理：主体工艺为生化处理；主要去除污水中呈胶体和溶解：主体工艺为生化处理；主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，使有机污染物达标排放。状态的有机污染物质，使有机污染物达标排放。三级处理三级处理：又称深度处理，控制富营养化和重新回用；进一步处：又称深度处理，控制富营养化和重新回用；进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、沙滤法、活机物等。主要方法有生物脱氮除磷法、混凝沉淀法、沙滤法、活性炭吸附法、离子交换法、电渗析法等。并进行消毒，如臭氧、性炭吸附法、离子交换法、电渗析法等。并进行消毒，如臭氧、紫外线消毒等。紫外线消毒等。紫外线消毒紫外线消毒Thank you!The end