2.水体污染概论 2.1水体污染 22水体中污染物的类别、来源和危害 23水处理方法
2. 水体污染概论 • 2.1 水体污染 • 2.2 水体中污染物的类别、来源和危害 • 2.3 水处理方法
由于人类活动或天然过程排入水体的污染物超过了水体的自净能 力而引起水体的水质、生物质、底质质量恶化,称为水体污染 有时候外来物数量达到并超过水体的负荷、破坏了水体的原有功 能,也称为水体污染。 ·进入水体的外来物质经过水体的自身功能而减少或降低的过程称 为水体的自净。包括 ·物理过程(净化)如混合、稀释、扩散、挥发、沉淀等过程 化学过程(净化)如酸碱中和、氧化还原、分解化合、吸附解吸 胶溶凝聚等过程 生物过程(净化)如生物质对有机物的分解、转化和富集等 ·水体污染表现在水的感官性状、生物组成、物理化学性质、水体 组成和底质的变化 <返回
• 由于人类活动或天然过程排入水体的污染物超过了水体的自净能 力而引起水体的水质、生物质、底质质量恶化，称为水体污染。 有时候外来物数量达到并超过水体的负荷、破坏了水体的原有功 能，也称为水体污染。 • 进入水体的外来物质经过水体的自身功能而减少或降低的过程称 为水体的自净。包括： • 物理过程（净化）如混合、稀释、扩散、挥发、沉淀等过程 • 化学过程（净化）如酸碱中和、氧化还原、分解化合、吸附解吸、 胶溶凝聚等过程 • 生物过程（净化）如生物质对有机物的分解、转化和富集等 • 水体污染表现在水的感官性状、生物组成、物理化学性质、水体 组成和底质的变化。 •
221水体污染物的类别 类型编号分类标志物 作用 化学性 致浊物 灰尘、渣屑、漂浮物导致透明度下降,阳光难 以进入 入,光合作用下降 尘中物质可能产生下面项 的毒性 致色物 色素、染料 染色,可能有毒 致嗅物 硫化氢、硫醇、氨、胺、使水体变臭,有机的可消 甲醛 耗DO 4需氧有机物 碳水化合物、油脂、氨分解消耗DO,分解后成 基酸、蛋白质等 分对水体有毒 5植物营养物 NO3、NO2、NH4、磷|产生富营养化 酸盐 6无机有害物 盐、酸、碱 提高水的矿化度,降低水 质;酸化 7无机有毒物 氟化物、氰化物 本身是毒物 8|重金属 g、Cd、Cr、Pb、As产生毒性效应 (Zn、Cu、Co、Ni、etc) 9易分解有机毒物」酚类、有机磷农药 苯酚高毒性 10难分解有机毒物有机氯农药、多氯联苯|高毒性,化学性质稳定, (PCB 可在环境中富集 11油 石油 本身有毒,覆盖水体导致 DO下降 物理性12热 水体温度升高,造成DO 13放射性物质5U、3Pu、Sr、BCs减少甚至到0 「生物性14病原微生物 病毒、细菌 传染疾病
2.2.1 水体污染物的类别 类型 编号 分类 标志物 作用 1 致浊物 灰尘、渣屑、漂浮物 导致透明度下降，阳光难 以进入，光合作用下降； 尘中物质可能产生下面项 的毒性 2 致色物 色素、染料 染色，可能有毒 3 致嗅物 硫化氢、硫醇、氨、胺、 甲醛 使水体变臭，有机的可消 耗 DO 4 需氧有机物 碳水化合物、油脂、氨 基酸、蛋白质等 分解消耗 DO，分解后成 分对水体有毒 5 植物营养物 NO3 -、NO2 -、NH4 +、 磷 酸盐 产生富营养化 6 无机有害物 盐、酸、碱 提高水的矿化度，降低水 质；酸化 7 无机有毒物 氟化物、氰化物 本身是毒物 8 重金属 Hg、Cd、Cr、Pb、As （Zn、Cu、Co、Ni、etc） 产生毒性效应 9 易分解有机毒物 酚类、有机磷农药 苯酚高毒性 10 难分解有机毒物 有机氯农药、多氯联苯 （PCB） 高毒性，化学性质稳定， 可在环境中富集 化学性 11 油 石油 本身有毒，覆盖水体导致 DO 下降 物理性 12 热 热 13 放射性物质 235U、238Pu、90Sr、137Cs 水体温度升高，造成 DO 减少甚至到 0 生物性 14 病原微生物 病毒、细菌 传染疾病
222水体污染物的来源和危害 ·水体污染源是指造成水体污染的污染物的发生源。通常是指向水 体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。 2221天然源 ·包括岩石矿物的风化和水解、火山喷发、水流冲蚀地表、大气颗 粒物的沉降、生物(主要是植物)释放物质。如含有萤石CaF2、 氟磷灰石Ca3(PO)地区的水中含氟量增高,造成氟污染,引发 氟斑牙、氟骨病等 222.2人为源 人为源体系很复杂,按人类活动可分为工业、农业、交通、生活 等污染源;按排放污染物种类不同,可分为有机、无机、热放射 性、重金属、病原体等污染源以及同时排放多种污染物的混合源 按排放污染物的空间方式可分为点源和非点源(线源和面源)
2.2.2 水体污染物的来源和危害 • 水体污染源是指造成水体污染的污染物的发生源。通常是指向水 体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。 • 2.2.2.1 天然源 • 包括岩石矿物的风化和水解、火山喷发、水流冲蚀地表、大气颗 粒物的沉降、生物（主要是植物）释放物质。如含有萤石CaF2、 氟磷灰石Ca5 (PO4 )3F 地区的水中含氟量增高，造成氟污染，引发 氟斑牙、氟骨病等。 • 2.2.2.2 人为源 • 人为源体系很复杂，按人类活动可分为工业、农业、交通、生活 等污染源；按排放污染物种类不同，可分为有机、无机、热放射 性、重金属、病原体等污染源以及同时排放多种污染物的混合源； 按排放污染物的空间方式可分为点源和非点源（线源和面源）
22221面源 农业污水含有大量农药、肥料、作物茎千等,易产生富营养化 大气降水含有从大气中冲刷下来的污染物质 ·22.22.2点源 工业废水、城市生活污水 工业废水特点: 1)悬浮物含量高30000gL1(一般水200-500mgL1) 2)需氧量高化学需氧量COD400-10000mgL;生化需氧量 BOD5200~500mgL(一般水COD<1mgL,BOD<10mgL1) 3)pH值变化幅度大5~11(一般69,低限2,高限13) 4)温度较高 5)易燃常含有低沸点易燃物 6)含有大量的有毒、有害物质
• 2.2.2.2.1 面源 • 农业污水 含有大量农药、肥料、作物茎干等，易产生富营养化 • 大气降水 含有从大气中冲刷下来的污染物质 • 2.2.2.2.2 点源 • 工业废水、城市生活污水 • 工业废水特点： • 1）悬浮物含量高 30000mg·L-1（一般水200~500mg·L-1） • 2）需氧量高 化学需氧量COD 400~10000 mg·L-1；生化需氧量 BOD5 200~500 mg·L-1（一般水COD<1 mg·L-1 ，BOD5<10 mg·L-1） • 3）pH值变化幅度大 5~11（一般6~9，低限2，高限13） • 4）温度较高 • 5）易燃 常含有低沸点易燃物 • 6）含有大量的有毒、有害物质
城市生活污水特点 1)含N、S、P较高,在厌氧细菌作用下易产生恶臭物质 2)含有大量的合成洗涤剂 3)含有多种微生物 返 T-3城市污水中的一些主要成分 成分 来 水中的作用 谲氢污染物质大多数为有机物尤其是人集便 禅耗溶解氧 难降解有机物工业废水,家庭生活用品 对水生生物有害 病毒 人体废物 致病,在致癌,妨碍污水再循环 洗涤剂 家用洗涤剂 响环境外观,对某些水生生物有害 磷盐 家用洗涤剂 藻类肯养物 油脂 烹调,食品加L工业废物 影响环境外观,有吝某些水生生物 盐类 「体渡物水软化剂工业康物 增加盐度 拿:乐典邮化学实難废亦,存性} 登合剂 洗涤剂,工业物 水中重金属离子的迁移 体物质 来原源广泛 影咧环塘景现,对水生生暂有害
• 城市生活污水特点： • 1）含N、S、P较高，在厌氧细菌作用下易产生恶臭物质 • 2）含有大量的合成洗涤剂 • 3）含有多种微生物
231水处理方法 2.3.1.1物理法 ·1)沉淀(重力分离)利用污水中的悬浮物和水密度不同的原理,借重 力沉降(或上浮)作用,使其从水中分离出来。沉淀处理的设备有沉砂 池、沉淀池及隔油池等。 2)筛滤(截留)利用筛滤介质截留污水中的悬浮物。筛滤介质有钢条、 筛网、砂、布、塑料、微孔管等。属于筛滤处理的设备有格栅、微滤机、 砂滤机、真空滤机、压滤机等。 3)气浮将空气打入污水中,并使其以微小气泡的形式由水中析出,污 水中密度近似水的微小颗粒状污染物质黏附到空气泡上,并随气泡上升 到水面,形成泡沫浮渣而去除。 ·4)反渗透用一种特殊的半渗透膜,在一定的压力下将水分子压过去, 而溶解于水中的污染物则被膜所截留,污水被浓缩,而被压透过膜的水 就是处理过的水。制作半透膜的材料有醋酸纤维素、磺化聚苯醚等髙分 子材料,操作压力一般为30-50kgcm2。反渗透法是膜分离技术的一种 属于膜分离技术的还有电渗析、渗析等。 ·属于物理法的污水处理技术还有离心分离、磁分离、蒸发等
2.3.1 水处理方法 • 2.3.1.1 物理法 • 1）沉淀（重力分离） 利用污水中的悬浮物和水密度不同的原理，借重 力沉降（或上浮）作用，使其从水中分离出来。沉淀处理的设备有沉砂 池、沉淀池及隔油池等。 • 2）筛滤（截留） 利用筛滤介质截留污水中的悬浮物。筛滤介质有钢条、 筛网、砂、布、塑料、微孔管等。属于筛滤处理的设备有格栅、微滤机、 砂滤机、真空滤机、压滤机等。 • 3）气浮 将空气打入污水中，并使其以微小气泡的形式由水中析出，污 水中密度近似水的微小颗粒状污染物质黏附到空气泡上，并随气泡上升 到水面，形成泡沫浮渣而去除。 • 4）反渗透 用一种特殊的半渗透膜，在一定的压力下将水分子压过去， 而溶解于水中的污染物则被膜所截留，污水被浓缩，而被压透过膜的水 就是处理过的水。制作半透膜的材料有醋酸纤维素、磺化聚苯醚等高分 子材料，操作压力一般为30~50kg/cm2。反渗透法是膜分离技术的一种， 属于膜分离技术的还有电渗析、渗析等。 • 属于物理法的污水处理技术还有离心分离、磁分离、蒸发等
231.2化学法 ·1)混凝法向水中投加带有相反电荷的电解质(混凝剂),使污 水中的胶体颗粒变为电中性,失去稳定性,并凝聚成大颗粒而下 沉。这种方法适用于处理含油废水、染色废水、洗毛废水等。常 用的混凝剂有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。 2)中和法向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠、石灰 石等,向碱性废水可吹入含有CO2的烟道气进行中和,也可用其 它酸性物质进行中和。 3)氧化还原法常用的氧化剂有空气、漂白粉、氯气、臭氧等, 氧化法多用于处理含酚、氰废水;常用的还原剂有铁屑、硫酸亚 铁等,还原法多用于处理含铬、汞废水。 4)电解法在废水中通电,在阳极产生氧气,在阴极产生氢气, 新鲜的氧气和氢气可以氧化和还原相应的污染物。主要用于处理 含铬及含氰废水
• 2.3.1.2 化学法 • 1）混凝法 向水中投加带有相反电荷的电解质（混凝剂），使污 水中的胶体颗粒变为电中性，失去稳定性，并凝聚成大颗粒而下 沉。这种方法适用于处理含油废水、染色废水、洗毛废水等。常 用的混凝剂有硫酸铝、碱式氯化铝、硫酸亚铁、三氯化铁等。 • 2）中和法 向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠、石灰 石等，向碱性废水可吹入含有CO2的烟道气进行中和，也可用其 它酸性物质进行中和。 • 3）氧化还原法 常用的氧化剂有空气、漂白粉、氯气、臭氧等， 氧化法多用于处理含酚、氰废水；常用的还原剂有铁屑、硫酸亚 铁等，还原法多用于处理含铬、汞废水。 • 4）电解法 在废水中通电，在阳极产生氧气，在阴极产生氢气， 新鲜的氧气和氢气可以氧化和还原相应的污染物。主要用于处理 含铬及含氰废水
·5)吸附法将污水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机 污染物吸附到吸附剂上,常用的吸附剂为活性炭,可吸附水中的 酚、汞、铬、氰等,还可以脱色、脱臭。一般用于深度处理。离 子交换法也属于吸附法,只是在吸附过程中,吸附剂每吸附一个 离子,同时也放出一个等当量的离子。 6)电渗析法污水通过由阴、阳离子交换膜所组成的电渗析器时, 污水中阴、阳离子分离,达到浓缩和处理的目的。可用于酸性废 水回收、含氰废水处理等 属于化学法的处理技术还有气提法、吹脱法、萃取法、化学沉淀 法等
• 5）吸附法 将污水通过固体吸附剂，使废水中溶解的有机或无机 污染物吸附到吸附剂上，常用的吸附剂为活性炭，可吸附水中的 酚、汞、铬、氰等，还可以脱色、脱臭。一般用于深度处理。离 子交换法也属于吸附法，只是在吸附过程中，吸附剂每吸附一个 离子，同时也放出一个等当量的离子。 • 6）电渗析法 污水通过由阴、阳离子交换膜所组成的电渗析器时， 污水中阴、阳离子分离，达到浓缩和处理的目的。可用于酸性废 水回收、含氰废水处理等。 • 属于化学法的处理技术还有气提法、吹脱法、萃取法、化学沉淀 法等
2.3.1.3生物法 )活性污泥法。将空气连续注入曝气池的污水中,经过一端时间,水中 即形成繁殖有巨量好氧微生物的絮凝体——活性污泥。活性污泥能够吸 附水中的有机物,生活在活性污泥上的微生物以有机物为食物,获得能 量并不断生长增殖,有机物被去除,污水得以净化。 2)生物膜法使污水连续流经固体填料,在填料上形成污泥状的生物膜, 繁殖大量的微生物,能够起到与活性污泥同样的浄化作用,吸附和降解 水中的有机污染物,从填料上脱落的衰死生物膜随污水流入沉淀池,经 沉淀分离,污水得以净化 3)生物稳定塘使污水在自然或经人工改造、修造的池塘内缓慢流动 通过微生物的代谢活动,降解污水中的有机污染物,从而使污水得到净 化,其过程和自然水体的自净过程很接近。生物塘按功用和效能划分为 厌氧塘、好氧塘、水生植物塘、生态塘、完全容纳塘和控制排放塘等 ·4)土地处理法将污水施于土地上,利用土的净化能力使污水得到净化。 污水土地处理法有多种形式,如慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地 灌溉和地下灌溉等。 ·5)厌养消化法利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌的新陈代谢功能净化污水, 并且可以产生沼气的生物处理方法,可以用于高、中、低各种浓度的有 机污水的处理
• 2.3.1.3 生物法 • 1）活性污泥法 将空气连续注入曝气池的污水中，经过一端时间，水中 即形成繁殖有巨量好氧微生物的絮凝体——活性污泥。活性污泥能够吸 附水中的有机物，生活在活性污泥上的微生物以有机物为食物，获得能 量并不断生长增殖，有机物被去除，污水得以净化。 • 2）生物膜法 使污水连续流经固体填料，在填料上形成污泥状的生物膜， 繁殖大量的微生物，能够起到与活性污泥同样的净化作用，吸附和降解 水中的有机污染物，从填料上脱落的衰死生物膜随污水流入沉淀池，经 沉淀分离，污水得以净化。 • 3）生物稳定塘 使污水在自然或经人工改造、修造的池塘内缓慢流动， 通过微生物的代谢活动，降解污水中的有机污染物，从而使污水得到净 化，其过程和自然水体的自净过程很接近。生物塘按功用和效能划分为 厌氧塘、好氧塘、水生植物塘、生态塘、完全容纳塘和控制排放塘等。 • 4）土地处理法 将污水施于土地上，利用土的净化能力使污水得到净化。 污水土地处理法有多种形式，如慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地 灌溉和地下灌溉等。 • 5）厌养消化法 利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌的新陈代谢功能净化污水， 并且可以产生沼气的生物处理方法，可以用于高、中、低各种浓度的有 机污水的处理