1、水污染控制工程Water Pollution Control Engineering-Treatment and Reuse-江汉大学化学与环境工程学院江汉大学化学与环境工程学院刘延湘（刘延湘（）2011.21.你对学习水污染控制工程的期望是什么？2.环境工程设计水污染控制工程设计中，我们可能、能够作些什么具体的工作？3.对于一个具体的环境工程项目，如何完成？选用教材推荐参考书推荐参考书【1】张自杰主编张自杰主编.排水工程排水工程.中国建筑出版社（第四版）中国建筑出版社（第四版）【2】许保玖编著】许保玖编著当代给水与废水处理原理当代给水与废水处理原理高等教育出高等教育出版社版社【3】王宝贞主编
2、】王宝贞主编水污染控制工程水污染控制工程高等教育出版社高等教育出版社【4】张希衡主编】张希衡主编水污染控制工程水污染控制工程冶金工业出版社冶金工业出版社【5】李圭白，张杰，彭永臻，等】李圭白，张杰，彭永臻，等水质工程学水质工程学中国建筑中国建筑工业出版社工业出版社【6】赵庆良，刘雨编著】赵庆良，刘雨编著.废水处理与资源化新技术废水处理与资源化新技术.中国建中国建筑工业出版社筑工业出版社【7】任南琪，赵庆良主编】任南琪，赵庆良主编.水污染控制原理与技术水污染控制原理与技术.清华大清华大学出版社学出版社【8】韩洪军。污水处理构筑物设计与计算，哈尔滨工业大】韩洪军。污水处理构筑物设计与计算，哈尔滨工
3、业大学出版社学出版社英文经典英文经典v清华大学出版社英文原版影印版 工具书工具书v标准标准v规范规范v手册手册室外排水设计规范（GB50014-2006）；污水综合排放标准(GB8978-1996)；城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）；水处理工程典型设计实例.化学工业出版社；水污染治理新工艺与设计.海洋出版社，给水排水设计手册.中国建筑工业出版社，三废处理工程技术手册废水卷.化学工业出版社，期刊杂质期刊杂质v中文中文v外文外文-中国给水排水中国给水排水 ;给水排水给水排水;环境科学环境科学;工业水处理工业水处理;水处理技术水处理技术;环境工程环境工程-Water Rese
4、arch；Water Technology；Water,Air and Soil Pollution;Water Environment&Technology;Water Science and Technology 绪论绪论v主要内容主要内容 水的循环与水资源短缺水的循环与水资源短缺 水污染控制之涵义水污染控制之涵义 水污染控制的基本途径水污染控制的基本途径 水污染控制的典型实例水污染控制的典型实例10v水的循环水的循环 自然循环自然循环 社会循环社会循环v水资源短缺水资源短缺 水量型短缺水量型短缺 水质型短缺水质型短缺 水从海洋蒸发形成水汽，水从海洋蒸发形成水汽，被气流输送至大陆并以雨、雪
5、的被气流输送至大陆并以雨、雪的形式降落至地面，部分通过径流形式降落至地面，部分通过径流形成地表水、部分通过渗透形成形成地表水、部分通过渗透形成地下水、部分通过蒸发返回大气。地下水、部分通过蒸发返回大气。地表水和地下水最终流入海洋的地表水和地下水最终流入海洋的过程。过程。水文水文/水文地质及水水文地质及水利工程研究的对象。利工程研究的对象。给水处理给水处理社会生活社会生活生产使用生产使用河道河道/海洋海洋天然水体天然水体污水处理污水处理取水取水输水输水收水收水排水排水给水处理给水处理河道河道/海洋海洋天然水体天然水体污水处理污水处理社会生活社会生活生产使用生产使用取水取水输水输水收水收水排水排水
6、回用回用 人们从天然水体取水，并经适人们从天然水体取水，并经适当处理后供生活和生产之用，经使用当处理后供生活和生产之用，经使用后的水经适当的处理后排放，最终回后的水经适当的处理后排放，最终回到天然水体的过程。到天然水体的过程。水污染控制工程研水污染控制工程研究的对象。究的对象。水循环的属性与特征水循环的属性与特征v 1有限性（淡水资源、水环境容量）有限性（淡水资源、水环境容量）v 2可再生性（化学性质稳定、气液固和海陆空三相转变、周而复始、可再生性（化学性质稳定、气液固和海陆空三相转变、周而复始、循环再生）循环再生）v 3价值性（生活、生产、生态服务、景观、文化娱乐功能，即直接经价值性（生活、
7、生产、生态服务、景观、文化娱乐功能，即直接经济价值和间接生态系统服务功能价值）济价值和间接生态系统服务功能价值）v 4不可替代性（生命之源、农业命脉、工业血液、气候环境调节器）不可替代性（生命之源、农业命脉、工业血液、气候环境调节器）v 5利弊双重性（旱灾与洪灾）利弊双重性（旱灾与洪灾）v 6时空分布不均匀性（雨量分布东南多，西北少）时空分布不均匀性（雨量分布东南多，西北少）雨量分布图0.017%1361016 m3Surface water 2301012 m318 目前，全世界有目前，全世界有43个国家和地区缺水，世个国家和地区缺水，世界人口的界人口的2/3每天只能维持很低的水量，有每天只
8、能维持很低的水量，有18亿人口的日用水量不足亿人口的日用水量不足50升，至少升，至少5亿人亿人口得不到足够的安全饮用水。口得不到足够的安全饮用水。在在1998年年8月份召开的月份召开的“水与可持续发展水与可持续发展”会议上，法国总统希拉克曾指出会议上，法国总统希拉克曾指出“如果不如果不尽快行动起来，下个世纪可能因水而引起尽快行动起来，下个世纪可能因水而引起战争战争”，“水是生命的源泉，但也常常是水是生命的源泉，但也常常是冲突的起源冲突的起源”。我国多年平均水资源总量为我国多年平均水资源总量为2.62.8万亿万亿m3，人均拥有量为，人均拥有量为20002400m3，为世界平均，为世界平均值的值的
9、1/4。属水资源十分紧缺的国家。属水资源十分紧缺的国家。v水体污染水体污染 点源污染大量城市生活污水和工业废水的排放大量城市生活污水和工业废水的排放低的污水处理率（低的污水处理率（30%）低的循环利用率（低的循环利用率（3040%）面源污染农田径流等（水体富营养化）农田径流等（水体富营养化）v水资源不合理规划利用水资源不合理规划利用“黑龙江”“红河”“蓝色的多瑙河”v 在一定时间和空间范围内，因大量污在一定时间和空间范围内，因大量污染物质随污水排入水体，超过了水体染物质随污水排入水体，超过了水体的自净能力（容量）而引起水质恶化的自净能力（容量）而引起水质恶化，影响水体原有功能，影响水体原有功能
10、水体污染水体污染v 全国每年排放污水总量全国每年排放污水总量350400亿亿m3，造成经济损失造成经济损失1000多亿元，目前每年多亿元，目前每年总缺水总缺水50多亿多亿m3，到，到2030年，年，年缺水年缺水量将达量将达500亿亿m3，90%的城市水域受到的城市水域受到污染，污染，400多个城市出现水危机。多个城市出现水危机。苏州市内城河的污染状况（苏州市内城河的污染状况（2002年）年）胶州湾水域富营养化状况（胶州湾水域富营养化状况（1998年）年）http:/ 2008年我国地表水水环境质量状况年我国地表水水环境质量状况水系名称水系名称断面断面个数个数水质总水质总体评价体评价各类水质所占
11、比例（各类水质所占比例（%）主要污染指标主要污染指标类类类类类类劣劣类类南南方方流流域域长长 江江104良良 好好85.66.71.95.8氨氮、石油类氨氮、石油类 BOD5珠珠 江江33良良 好好84.99.13.03.0石油类石油类 BOD5 氨氮氨氮浙闽诸河浙闽诸河32轻度污染轻度污染71.928.1-石油类石油类 氨氮氨氮 BOD5西南诸河西南诸河17良良 好好88.2-11.8铅铅北北方方流流域域西北诸河西北诸河28优优 良良92.83.6-3.6石油类石油类 氨氮氨氮 BOD5松花江松花江42轻度污染轻度污染33.345.27.214.3CODmn 石油类石油类 BOD5辽辽 河河
12、37中度污染中度污染35.113.518.932.5石油类石油类 CODmn 氨氮氨氮淮淮 河河86中度污染中度污染38.433.75.822.1CODmn 石油类石油类 氨氮氨氮黄黄 河河44中度污染中度污染68.24.56.820.5氨氮、石油类氨氮、石油类 BOD5海海 河河63重度污染重度污染28.614.36.350.8氨氮氨氮 BOD5 CODmn平均状态平均状态409 552420.8 v 研究水在社会循环中水质的变化及其特性研究水在社会循环中水质的变化及其特性，研究为满足生活和生产用水需要、为实，研究为满足生活和生产用水需要、为实现水的良性社会循环及水资源的可持续利现水的良性社
13、会循环及水资源的可持续利用，而对水质进行控制及对水进行处理的用，而对水质进行控制及对水进行处理的系统化科学技术。系统化科学技术。v 以水的正常社会循环为目标，将给水处理以水的正常社会循环为目标，将给水处理和污水处理之方法与目标有机结合，而形和污水处理之方法与目标有机结合，而形成的一门综合新兴学科。成的一门综合新兴学科。水和废水处理工艺流程水和废水处理工艺流程水污染控制的涵义水污染控制的涵义控制废水水质，不使它对环境造成污染控制废水水质，不使它对环境造成污染研究废水对自然水体的污染规律，以便采取研究废水对自然水体的污染规律，以便采取措施，保护水体的使用价值措施，保护水体的使用价值v 控制用水单耗
14、控制用水单耗v 切实保护水体功能切实保护水体功能v 提高污水处理率提高污水处理率v 提高污水处理等级提高污水处理等级v 水资源的开发利用水资源的开发利用（海水、雨水等）（海水、雨水等）v 实施清洁生产、循环经济实施清洁生产、循环经济v 合理调配水资源合理调配水资源v 经济杠杆、综合经济杠杆、综合/统一管理统一管理 本课程限于水处理工本课程限于水处理工艺方法的介绍，请大家同艺方法的介绍，请大家同时关注与之相关的其他方时关注与之相关的其他方面的知识！面的知识！德国鲁尔河鲁尔河概况鲁尔河概况 鲁尔河流域面积鲁尔河流域面积4488km2，年均降水量，年均降水量1040mm。每年从鲁尔河取水每年从鲁尔河
15、取水714亿亿m3，其中，其中34.2亿亿m3向北向北输送到输送到Emscher、Lippe和和Wupper河流域。河流域。流域建造了大小不同的流域建造了大小不同的14座水库，丰水期储水，枯座水库，丰水期储水，枯水期调水，水库水调水时先流入鲁尔河，向有关供水期调水，水库水调水时先流入鲁尔河，向有关供水区就近供水；水库中大都建有水电站。水区就近供水；水库中大都建有水电站。鲁尔河还补充地下饮用水源。鲁尔河还补充地下饮用水源。德国鲁尔河 管理组织管理组织 管理机构管理机构 在一个流域内由一个流域管理协会统一规划、设计、建造在一个流域内由一个流域管理协会统一规划、设计、建造和管理运营污水处理厂（和管理
16、运营污水处理厂（100年前引入的大胆、创新的流域资源管理方年前引入的大胆、创新的流域资源管理方法！法！），其主要优点是，获得的成功经验易于推广应用。，其主要优点是，获得的成功经验易于推广应用。职责功能职责功能 鲁尔河协会除了供应足够的水量以外，还要保证鲁尔河水鲁尔河协会除了供应足够的水量以外，还要保证鲁尔河水质。各流域的城市负责各自的污水管网系统，鲁尔河协会负责将这些污水质。各流域的城市负责各自的污水管网系统，鲁尔河协会负责将这些污水进行收集处理，并建造、管理和运行污水处理设施、水电站、水库等，保进行收集处理，并建造、管理和运行污水处理设施、水电站、水库等，保证鲁尔河及其支流不受污染，保证其作
17、为饮用水源的质量和供给与调配。证鲁尔河及其支流不受污染，保证其作为饮用水源的质量和供给与调配。鲁尔河流域的水质管理概况鲁尔河流域的水质管理概况 水质保障水质保障 污水处理污水处理 在鲁尔河协会的污水处理厂中约有在鲁尔河协会的污水处理厂中约有40%采用最后净化塘采用最后净化塘(多多级串联塘级串联塘)作为其三级处理，使其最后出水达到很高的水质作为其三级处理，使其最后出水达到很高的水质(如如SS和和BOD510mg/L，细菌和大肠菌总数减少，细菌和大肠菌总数减少99.99%)，与投氯消毒的方法相比，与投氯消毒的方法相比，完全消除了过量有机卤化物的产生和对水源的污染，既经济安全，也很美完全消除了过量有
18、机卤化物的产生和对水源的污染，既经济安全，也很美观。观。水质监测水质监测 在鲁尔河及其它支流上设置许多水文站和水质自动检测站，在鲁尔河及其它支流上设置许多水文站和水质自动检测站，共有共有12个水质监测项目，自动检测记录；鲁尔河协会设置中心实验室，对个水质监测项目，自动检测记录；鲁尔河协会设置中心实验室，对河水、污水处理厂水质，污泥和水生物等进行定期取样分析；每年根据水河水、污水处理厂水质，污泥和水生物等进行定期取样分析；每年根据水质分析结果，绘制鲁尔河及其支流水质评价等级分布图；在污水处理厂中，质分析结果，绘制鲁尔河及其支流水质评价等级分布图；在污水处理厂中，其出水设置在线自动监测站，测定其出
19、水设置在线自动监测站，测定SS、BOD5、CODMn、pH、DO、温度等、温度等指标。指标。德国鲁尔河鲁尔河协会拥有的水质和水量控制设施鲁尔河协会拥有的水质和水量控制设施 水质控制水质控制 污水处理厂污水处理厂 97 座座 雨水处理设施雨水处理设施 397座座 沉淀湖沉淀湖 5 座座 泵站泵站 82 座座 水电站水电站 5 座座水量调节水量调节 水库水库 14 座座 总容积总容积 4.47亿亿m3 回水泵站回水泵站 7 座座 水电站水电站 12 座座WATER QUALITY AND QUANTITY CONTROL FACILITIES OWNED BY RUHR RIVER BASIN（1
20、996）FACILITIES FOR QUALITY CONTROL wastewater treatment plants 97 rain water treatment facilities 397 settling(impounding)lakes 5 pumping stations 82 hydropower stations 5FACILITIES FOR QUANTITY REGULATION reservoirs 14 total volume of reservoirs 4.47108m3 re-pumping stations 7 hydropower stations 1
21、2 鲁尔河流域鲁尔河流域德国鲁尔河2002年年Ruhr river的水质变化的水质变化1994年年1988年年德国鲁尔河鲁尔河协会雨水调节池及净化塘鲁尔河协会雨水调节池及净化塘鲁尔河雨水净化塘鲁尔河雨水净化塘Ruhr river的水质净化系统的水质净化系统鲁尔河上的沉淀湖鲁尔河上的沉淀湖 沉淀湖比鲁尔河正常宽度大几倍，在其中发生沉淀，底部沉淀物定期清除并将其送到附近岸边处置，在其上种植草和树木，形成美观的绿地）鲁尔河协会鲁尔河协会Duisburg-Kablerfeld 污水处理厂污水处理厂工程治水工程治水 生态治水生态治水国家国家“十五十五”重大科技专项重大科技专项“水污染控制技术与治理工程水
22、污染控制技术与治理工程”课题申请课题申请指南指南 v 湖泊污染控制与水体修复技术及工程示范v 城市水环境质量改善技术与综合示范v 饮用水安全保障技术与应用示范v 水污染控制生物与物化新技术 高效优良菌种选育及生物处理系统中微生物种群的优化调控高效优良菌种选育及生物处理系统中微生物种群的优化调控 超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发超级工程菌剂和解毒酶制剂的开发 生物降解基因资源的开发与应用生物降解基因资源的开发与应用 高效厌氧和好氧生物反应器研制与应用高效厌氧和好氧生物反应器研制与应用 新型膜新型膜-生物反应器生物反应器 多相光催化氧化技术研究与设备开发多相光催化氧化技术研究与设备开发 湿式氧化催化
23、剂和反应器的研制与开发湿式氧化催化剂和反应器的研制与开发 高级催化还原技术与设备高级催化还原技术与设备 高效吸附材料高效吸附材料 纳米型无机高分子絮凝剂制备技术纳米型无机高分子絮凝剂制备技术 新型物化组合技术与设备新型物化组合技术与设备 物化、生化组合技术与设备物化、生化组合技术与设备国家水专项国家水专项“十二五十二五”总体目标总体目标v突破水体“减负修复”关键技术，形成水环境“监控业务化运行”成套技术与管理示范，支撑示范流域水质明显改善。要重点突破面源污染控制、有毒有害污染物控制、水体生态修复和饮用水净化关键技术，突破示范流域水环境监控技术体系与开展业务化运行的关键技术，完善流域水环境监控与
24、综合管理技术体系和水污染治理技术体系，确保示范流域污染物排放总量得到有效削减、水环境质量得到明显改善、饮用水安全得到有效保障，促进流域社会经济可持续发展。湖北省湖北省v武汉大东湖生态构建关键技术研究与工程示范，v汉江河流型水华防控技术研究与示范，v湖北省四湖流域面源污染综合整治技术研究与示范，v微污染湖泊（梁子湖）休养生息管理体系与生态恢复支撑技术研究与示范，v国家中长期科学和技术发展规划纲要(20062020年)确定的16个科技重大专项之一-水污染治理、控制水污染治理、控制p是个艰巨又漫长的工程！是个艰巨又漫长的工程！p是需要滴水穿石的精神！是需要滴水穿石的精神！p是需要前仆后继的治理队伍！是需要前仆后继的治理队伍！
