1、环境科学导论水环境2第一节 水环境概述一、地球上的水一、地球上的水 海洋、陆地、大气中固态水、液态水、气态水构成的一个连续、相互作用又相互不断交换的圈层。水的分布 水的循环第一节 水环境概述（1 1）水的自然循环）水的自然循环 特点：由降雨和蒸发起动水的性质基本不变（2 2）水的社会循环）水的社会循环 第一节 水环境概述特点：工业及生活污水的产生与排放是主要的污染源水的性质不断变化5第一节 水环境概述二、水资源二、水资源 水资源的含义 广义的水资源是指自然界的一切水体，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水及大气中水分。狭义的水资源仅指在一定时期内，能被人类直接或间接开发利用的那部分
2、动态水体。主要指河流、湖泊、地下水和土壤水等淡水，个别地方还包括微咸水。6第一节 水环境概述循环再生性和有限性时空分布的不均匀性利用上的多用性利和害的两重性水资源的特征7第一节 水环境概述水资源的利用生产用水生产用水生态用水生态用水生活用水生活用水城镇城镇农村农村农业用水农业用水工业用水工业用水维护生态环维护生态环境不再恶化境不再恶化并逐渐改善并逐渐改善所需的水资所需的水资源总量源总量8第一节 水环境概述三、天然水三、天然水 天然水的组成 天然水是由溶解性物质和非溶解性物质所组成的化学成分极其复杂的溶液综合体。9第一节 水环境概述 各类天然水的水质特点 大气降水：取决于地区条件。杂质较少、矿化
3、度很低、以HCO3-含量占优势，pH一般在5.67之间，溶解气体常是饱和或过饱和的。地表水：河水、湖泊和海洋 河水：河水的化学成分受多种因素影响 湖泊：湖水组成成分及湖泊所处的气候、地质、生物等条件有密切关系。海洋：地表径流的最终场所，汇集了大量化学物质。地下水：透明、无色，有极少悬浮物质、极少细菌，含盐量，硬度和矿化度也会较大10第二节 水质指标和水质标准 一、水质指标 水质（water quality）：水体质量的简称，是指水体的物理（如色度、浊度等）、化学（无机物和有机物含量）和生物（细菌、微生物、浮游生物等）的特征及其组成状况。水质指标（Water quality index）：描述水
4、质状况及其量化的具体表现，主要表示水中存在的杂质种类和数量。11第二节 水质指标和水质标准 物理指标臭和味：水体受到污染后就可能产生异样的气味颜色：真色和表色浊度：指水中不溶解物质（如粘土、泥沙、浮游生物、微生物等）对光线透过时所产生的阻碍程度固体含量：指在一定温度下，将一定体积的水样蒸发至干时，所残余的固体物质总量。电导率：水中所含溶解盐类越多，水中的离子数量越多，电导率就越大12第二节 水质指标和水质标准水样未经任何处理，在103-105的温度下烘干得到的残渣总量。指水样经过0.45m的滤膜过滤后，滤液（包括溶解物质和一部分胶体物质）在103-105的温度下烘干后得到的固体残渣。指水样经0
5、.45m的滤膜过滤后，被滤膜截留的残渣（包括悬浮物质和另一部分胶体物质）在103-105的温度下烘干至恒重所得残余固体物质总量。总固体含量可滤性固体含量不可滤性固体含量13第二节 水质指标和水质标准化学指标化学指标一般性化学指标一般性化学指标pH酸度和碱度硬度总含盐量溶解氧有毒重金属营养物质等.无机物指标无机物指标生化需氧量化学需氧量总需氧量总有机碳高锰酸盐指数酚类等有机物指标有机物指标14第二节 水质指标和水质标准氮的水质指标氮的水质指标 磷的水质指标磷的水质指标总氮、氨氮总氮、氨氮(NH3和和NH4+)、亚硝酸盐氮、亚硝酸盐氮(NO2-)、硝酸盐氮硝酸盐氮(NO3-)和凯氏氮和凯氏氮(有机
6、氮和氨氮）有机氮和氨氮）通常用总磷表示，包括无机磷和有机磷通常用总磷表示，包括无机磷和有机磷15生化需氧量生化需氧量:在有氧条件下，水中可分解的有机物（如碳水化合在有氧条件下，水中可分解的有机物（如碳水化合物、蛋白质、油脂等）由于好氧微生物的作用而被氧化分解为无物、蛋白质、油脂等）由于好氧微生物的作用而被氧化分解为无机化合物的需氧量机化合物的需氧量，也称生物化学需氧量。，也称生物化学需氧量。第二节 水质指标和水质标准第一阶段第一阶段碳氧化阶段碳氧化阶段有机物被转化成有机物被转化成CO2、H2O和氨和氨第二阶段第二阶段氨被转化为亚硝酸盐和硝氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐酸盐5日生化需氧量日生化需氧量
7、：通常采用：通常采用20培养培养5天的生化需氧量为指标，天的生化需氧量为指标，记作记作BOD5。16化学需氧量化学需氧量:指在酸性条件下用强氧化剂（重铬酸钾）将有机物指在酸性条件下用强氧化剂（重铬酸钾）将有机物氧化成氧化成CO2及及H2O所消耗的氧量。所消耗的氧量。反映了水中受还原性物质（如有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁反映了水中受还原性物质（如有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等无机物）污染的程度。盐等无机物）污染的程度。第二节 水质指标和水质标准高锰酸盐指数高锰酸盐指数:指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水指在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的样时所消耗的量，
8、以氧的mg/L来表示。来表示。17总需氧量总需氧量:指在一定条件下，水中有机物全部被氧化为指在一定条件下，水中有机物全部被氧化为CO2、H2O、NO2和和S02所消耗的氧量。所消耗的氧量。第二节 水质指标和水质标准总有机碳（总有机碳（TOC）：）：是以碳的含量表示水体中有机物质总量的是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。综合指标。水质比较稳定的污水，水质比较稳定的污水，BOD5、COD、TOD和和TOC之间有一定之间有一定的相关关系，数值大小排序为的相关关系，数值大小排序为TODCODBOD5TOC.18第二节 水质指标和水质标准细菌总数细菌总数大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总
9、和大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和大肠菌群数大肠菌群数每升水样中所含有的大肠菌群的数目每升水样中所含有的大肠菌群的数目病毒病毒水体中是否存在病毒及其他病原菌的病毒指标水体中是否存在病毒及其他病原菌的病毒指标生物学指标生物学指标19第二节 水质指标和水质标准 二、水质标准 水质标准：指为了有效保障人体健康、控制水污染、保护并合理开发利用水资源，结合水体自然环境特征、控制水环境污染的技术水平及经济条件等因素，由国家或地方政府对各种用水在物理、化学和生物学性质方面的要求进行规定，明确水中污染物或其他物质的最大容许浓度或最小容许浓度，以限制水中的杂质。20第二节 水质指标和水质标准l（一）地
10、表水环境质量标准（一）地表水环境质量标准（GB 38382002GB 38382002）l 为了保障人体健康、维护生态平衡、保护水资源、控制水污染，以及改善地表水质量和促进生产，2002年原国家环保总局颁布了地表水环境质量标准）：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、仔稚幼鱼的索饵场等。类 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。IV类 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。V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。第二节 水质
11、指标和水质标准地表水环境质量标准基本项目标准限值地表水环境质量标准基本项目标准限值l（二）生活饮用水卫生标准（二）生活饮用水卫生标准 目前我国有生活饮用水卫生标准（GB5749-2006)和由卫生部颁布的生活饮用水水质卫生规范（2001年）。l（三）污水综合排放标准（三）污水综合排放标准（GB8978-1996)GB8978-1996)l 为了控制水体污染，保护江河、湖泊、运河、渠道、水库和海洋等地表水体以及地下水体的环境质量，必须从控制污染源入手，制定相应的污染物排放标准。l 污水综合排放标准适用于排放污水和废水的一切企、事业单位。按地表水域使用功能要求和污水排放去向，分别执行一、二、三级标
12、准。第二节 水质指标和水质标准l 标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为二类：第一类污染物是指能在环境或动植物内蓄积，对人体健康产生长远不良影响者。第二类污染物指长远影响小于第一类的污染物质，包括石油类、挥发酚类等，其最高允许排放浓度必须达到排放标准要求。第二节 水质指标和水质标准l 一、水体污染l（一）水体l 是指以相对稳定的陆地为边界的天然水域，包括有一定流速的沟渠、江河和相对静止的水库、湖泊、沼泽，以及受潮汐影响的三角洲及海洋。l 水体是一个完整的生态系统或综合自然体，包括水中的悬浮物质、溶解物质、底泥和水生生物。第三节 水体污染及自净l（二）水体污染l 1.水体污染的定义l 水污染是
13、指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，危害人体健康或者破坏生态环境，造成水质恶化的现象。第三节 水体污染及自净l 2.水体污染的分类l 按照污染物的来源划分 自然污染：自然界自行向水体释放有害物质或造成有害影响的现象 人为污染：指人类生产生活活动中产生的废物进入水体所造成的污染现象第三节 水体污染及自净第三节 水体污染及自净按污染物的性质划分化学性污染 生物性污染物理性污染l 二、水体污染源和污染物l 水体污染源是指向水体排放或释放污染物的场所、设备和装置。第三节 水体污染及自净面污染源点污染源水体污染源废水中污染物浓度大废水中污染物
14、浓度大 废水成分复杂且不易净化废水成分复杂且不易净化 带有颜色或异味带有颜色或异味 废水水量和水质变化大废水水量和水质变化大1.1.点污染源点污染源工业废水工业废水 不易净化，处理困难不易净化，处理困难第三节 水体污染及自净生活污水生活污水 主要来自家庭、商业、学主要来自家庭、商业、学校、旅游服务业及其他城校、旅游服务业及其他城市公用设施，包括厕所冲市公用设施，包括厕所冲洗水、厨房洗涤水、洗衣洗水、厨房洗涤水、洗衣机排水、沐浴排水及其他机排水、沐浴排水及其他排水等。排水等。u生活污水中生活污水中99.9%是水，固体物不到是水，固体物不到0.1%u含氮、磷高含氮、磷高u有机物质主要有纤维素、淀粉
15、、糖类、脂肪、有机物质主要有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等蛋白质和尿素等u含有多种微生物含有多种微生物2.2.面污染源面污染源农业面源污染农业面源污染城市径流污染城市径流污染第三节 水体污染及自净1.悬浮物 使水体变浑，影响水生植物的光合使水体变浑，影响水生植物的光合作用；堵塞鱼鳃，导致鱼类窒息死作用；堵塞鱼鳃，导致鱼类窒息死亡；吸附有机毒物、重金属等，形亡；吸附有机毒物、重金属等，形成危害更大的复合污染物沉入水底。成危害更大的复合污染物沉入水底。2.耗氧有机物 排入水体后能在微生物作用下分解排入水体后能在微生物作用下分解为简单的无机物，在分解过程中消为简单的无机物，在分解过程中消耗
16、氧气，使水体中的溶解氧减少。耗氧气，使水体中的溶解氧减少。影响鱼类和水生生物的生存影响鱼类和水生生物的生存 ，造成，造成水体变黑发臭。水体变黑发臭。第三节 水体污染及自净l（二）水体污染物3.植物性营养物 主要指含有氮、磷的无机、有机化合物，易引主要指含有氮、磷的无机、有机化合物，易引起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成起水中藻类及其他浮游生物大量繁殖，形成富富营养化营养化，使自来水处理厂运行困难，造成饮用，使自来水处理厂运行困难，造成饮用水的异味，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类水的异味，严重时会使水中溶解氧下降，鱼类大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。大量死亡，甚至会导致湖泊的干涸灭亡。4
17、.重金属 汞、镉、铅、铬汞、镉、铅、铬、锌、镍、钴、锡锌、镍、钴、锡重金属污染物进入水体环境中不易消失，重金属污染物进入水体环境中不易消失，通过食物链的富集进入人体，再经过较长通过食物链的富集进入人体，再经过较长时间积累造成慢性中毒时间积累造成慢性中毒；重金属及其化合重金属及其化合物的毒性几乎都通过物的毒性几乎都通过及及机体结合，使各种机体结合，使各种酶失去活性而发生作用。酶失去活性而发生作用。第三节 水体污染及自净5.难降解有机物 指难以被微生物降解的有机物，能指难以被微生物降解的有机物，能在水中长期稳定地存留，并通过食在水中长期稳定地存留，并通过食物链富集，最后进入人体。它们中物链富集，最
18、后进入人体。它们中的一部分化合物即使在十分低的含的一部分化合物即使在十分低的含量下仍具有致癌、致畸和致突变的量下仍具有致癌、致畸和致突变的作用作用。6.石油类 主要来源于船舶废水、工业废水、海上石油开主要来源于船舶废水、工业废水、海上石油开采及大气石油烃沉降采及大气石油烃沉降。它会阻止氧进入水中，。它会阻止氧进入水中，妨碍水生植物的光合作用妨碍水生植物的光合作用。同时，石油还会粘。同时，石油还会粘附在鱼鳃上，使之呼吸困难直至死亡，还会抑附在鱼鳃上，使之呼吸困难直至死亡，还会抑制水鸟产卵和孵化。食用在含有石油的水中生制水鸟产卵和孵化。食用在含有石油的水中生长的鱼类等水产品，会危及人体健康。长的鱼
19、类等水产品，会危及人体健康。第三节 水体污染及自净7.酸碱 主要来自矿山排水及许多工业废水主要来自矿山排水及许多工业废水。它。它会破坏水生生态系统的平衡；影响渔业生会破坏水生生态系统的平衡；影响渔业生产，腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。用产，腐蚀船只、桥梁及其他水上建筑。用酸化或碱化的水浇灌农田，会破坏土壤的酸化或碱化的水浇灌农田，会破坏土壤的理化性质，对工业、农业、渔业和生活用理化性质，对工业、农业、渔业和生活用水都会产生不良的影响。水都会产生不良的影响。8.病原微生物污染物 生活污水、医院污水和屠宰、制革、生活污水、医院污水和屠宰、制革、洗毛、生物制品等工业废水，常含洗毛、生物制品等工业废水
20、，常含有各种病原体，如病毒、病菌、寄有各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫，会传播霍乱、伤寒、胃炎、生虫，会传播霍乱、伤寒、胃炎、肠炎、痢疾以及其他病毒传染的疾肠炎、痢疾以及其他病毒传染的疾病和寄生虫病。病和寄生虫病。第三节 水体污染及自净自然水体的演化过程水体富营养化水体富营养化 水体富营养化：滞流水体滞流水体连续接纳过量的氮、磷过量的氮、磷等植物营养物质，使藻类以及其他水生生物异常繁殖，水体透明度和溶解氧降低，造成水质恶化，加速水体老化，从而使水生生态系统和水功能受到影响和破坏，影响水资源的利用，给饮用、工农业供水、水产养殖、旅游等带来巨大损失，并对人体健康构成危害。水体富营养化是水体受氮、磷
21、等污染物所产生的生态效应。水体富营养化水体富营养化控制污染源对策控制污染源对策 湖泊富营养化发生的主要原因是外界环境输入的营养物质过量，因而最根本的控制措施是减少湖泊营养物质的输入量，即通过对湖泊外源负荷和内源负荷的控制来实现。减少氮、磷的入湖排放量：通过计算湖泊氮、磷环境容量，采取总量控制。削减点污染源和面污染源的入湖负荷。同时限制含磷洗涤剂在湖区的使用也是一项重要措施。控制湖内污染源：控制湖内底泥、旅游污染、船舶污染和养殖污染等。水体富营养化水体富营养化湖泊生态修复对策湖泊生态修复对策 湖泊是有生命的水体，只有修复湖泊良性生态系统良性生态系统，湖泊富营养化才能真正得到控制。包括建立湖泊周围
22、的缓冲带，保护湖区周围及上游的森林植被，保护良性水生生态系统。水体富营养化水体富营养化湖泊管理对策湖泊管理对策 根据国情和经济实力提出切实可行的、有效的管理对策，是湖泊污染控制的关键任务之一。制订湖区出水质管理规划，确定水环境和湖泊生态目标。制订保护湖泊的法规，加强对群众的宣传教育，建立湖区管理机构。水体富营养化水体富营养化富营养化水体的植被恢复富营养化水体的植被恢复 水生植被是在漫长的湖泊演化过程中逐步形成的，是湖泊生态良性循环的基础，一旦水生植被遭到破坏，其生态环境也将发生重大的变化。恢复水生植被基本条件的创建恢复水生植被基本条件的创建 将污染负荷（包括内、外源）控制在湖泊生态系统的承受范
23、围之内。创建适合水生植物生长的环境条件首要任务。水体富营养化水体富营养化 恢复水生植被的技术途径恢复水生植被的技术途径 恢复水生植被是一个从无到有、从有到优、从优到稳定的逐步发展过程，其中包含了水生植被及环境的相互适应、相互影响和协同发展。自然条件下，要完成这一发展过程至少需要十几年甚至几十年的时间。人工恢复水生植被则利用不同生态型、不同种类水生植物在适应和改造环境能力上的差异，设计出各种人为辅助的种类更替系列，在尽可能短的时间内完成这些演替过程。水体富营养化水体富营养化 水生植被的优化设计水生植被的优化设计 健康的水生植被由着生在湖盆上的挺水植物、浮叶植物和沉水植物所组成，各类水生植物对底质
24、条件和湖水深度有各自的适应范围。挺水植物的分布上限可以高出最高水位线，分布下限可以达到最低水位线下1m左右的深度，但水位年度变幅比较大时分布下限也比较高；浮叶植物的最大适应水深一般在3m左右；沉水植物则可达到10m左右的深度。金鱼草荷叶浮萍石菖蒲水体富营养化水体富营养化建立良好的水生生态系统建立良好的水生生态系统 以初级生产者（藻类、高等水生植物）、消费者（食草动物、杂食性动物等）和分解者（微生物）组成的水生生态系统，既能防治水体富营养化，又能提供足够的生物产量，是治理湖泊富营养化的最佳方案。初级生产者中有沉水植物（藻类、眼子菜等）、浮水植物（水葫芦等）和挺水植物（芦苇等），不仅能吸收水中的氮
25、、磷，而且能增加溶解氧，并可作为食草动物的饲料。水生生态系统必须达到初级生产者、消费者和分解者在种类和数量上的平衡，主要表现为应有一定数量的食草动物和杂食性动物，以控制藻类和沉水植物的发展。否则，过多的初级生产者会加重水体富营养化。水体富营养化水体富营养化重金属污染重金属污染 在水中不能为微生物所降解，具有累积作用，只能产生各种形态和价态之间的相互转化以及分散及富集，此过程称为重金属的迁移。重金属由于其化合物溶解度极小和带正电吸附负电胶体颗粒，往往沉积于水的底质中，因此，重金属一般都富集于排污口下游一定范围的底泥中。一般污染物，在汛期大量水的稀释下其浓度降低，而重金属则常会升高。总的来说，重金
26、属污染有以下几个特点（就对生物危害方面来说）产生毒性效应的临界浓度低。即在天然水体中只要有微量浓度就可产生毒性效应。一般重金属毒性浓度范围110 mg/L，毒性强的如Hg、Cd等，范围0.010.001mg/L。饮用水Hg不超过0.001mg/L。微生物不能降解重金属，相反，有些重金属在微生物的作用下，转化为金属有机化合物产生更大的毒性。重金属污染重金属污染 重金属在水体中会发生迁移和各种形态转化，且及酸碱条件有关。水体中重金属可通过食物链富集，达到相当的浓度。如淡水鱼可富集Hg1000倍，Cd3000倍，Cr200倍等。藻类对重金属富集程度更为强烈，可达到4000倍。通过食物链进入人体产生严
27、重的重金属中毒。主要危害机理主要危害机理：进入人体的重金属与生理高分子物质如蛋白质、酶等发生作用而使它们失活。重金属污染重金属污染l三、各类水体的污染特征地表水污染特征地下水污染特征海洋污染第三节 水体污染及自净特点：污染程度随径流量变化 染物扩散快 污染影响大河流污染第三节 水体污染及自净 特点：特点：污染来源广、途径多、种类复杂污染来源广、途径多、种类复杂 污染稀释和搬运能力弱污染稀释和搬运能力弱 生物降解和累积能力强生物降解和累积能力强 湖泊富营养化湖泊富营养化我国主要湖泊富营养化状况：我国主要湖泊富营养化状况：主要湖泊富营养化问题突出：滇池、太湖主要湖泊富营养化问题突出：滇池、太湖湖泊
28、污染第三节 水体污染及自净 特点：特点：污染来源广污染来源广 污染治理难度大污染治理难度大 污染危害严重污染危害严重地下水污染第三节 水体污染及自净特点：特点：污染源多而复杂污染源多而复杂 污染的持续性强污染的持续性强 污染扩散范围大污染扩散范围大海洋污染第三节 水体污染及自净四大海区中，黄海近岸海域水质良四大海区中，黄海近岸海域水质良好，南海近岸海域水质一般，渤海好，南海近岸海域水质一般，渤海和东海近岸海域水质差；和东海近岸海域水质差；9个重要海个重要海湾中，黄河口和北部湾水质良好，湾中，黄河口和北部湾水质良好，胶州湾和辽东湾水质差，渤海湾、胶州湾和辽东湾水质差，渤海湾、长江口、杭州湾、闽江
29、口和珠江口长江口、杭州湾、闽江口和珠江口水质极差。水质极差。第三节 水体污染及自净 四、水体污染危害 危害人体健康 破坏水生生态系统 加剧缺水状况 影响正常的工农业生产第三节 水体污染及自净 五、水体自净l 水体自净：水体受到污染后，由于物理、化学、生物等因素作用，使污染物的浓度和毒性逐渐降低，经过一段时间，恢复到受污染以前状的自然过程。第三节 水体污染及自净（一）物理自净 物理自净是指通过污染物在水体中进行混合、稀释、扩散稀释、扩散、挥发、沉淀等作用降低浓度，使水体得到一定程度净化的过程。物理自净能力的强弱取决于污染物自身的物理性质，如密度、形态和粒度等，以及水体的水文条件，如温度、流速、流
30、量、河道弯曲程度、污水排放口的位置和形式等。第三节 水体污染及自净（二）化学自净 化学自净是指水中的污染物通过氧化、还原、中和、吸附和凝聚等反应，使其浓度降低的过程。影响化学自净能力的因素有污染物的形态和化学性质、水体的温度、氧化还原电位和酸碱度等。第三节 水体污染及自净（三）生物化学自净 生物化学自净是指进入水体的污染物经过生物吸收、降解作用，使其浓度降低或转化为无害物质的过程。影响水体生物化学自净的主要因素包括污染物的性质和数量、微生物种类及水体的温度、供养状况等。第三节 水体污染及自净第三节 水体污染及自净 水环境污染防治应遵循预防为主、防治结合、综合治理的原则，通过采用各种管理措施和工
31、程治理技术手段，减少废水排放量，降低水环境污染程度，提高水体的自净能力，实现各水环境功能区水质达标，促进水环境的可持续利用。第四节 水环境污染防治一、水环境污染防治途径（一）提高水资源利用率-提高农业用水、工业用水和生活 用水的利用率（二）推进城市污水资源化城市污水处理和再生利用（三）控制工业废水污染和面源污染（四）开展流域性水污染防治（五）发展适宜的污水治理技术（六）加强水环境污染管理第四节 水环境污染防治 工业废水污染控制 优化结构、合理布局优先发展第三产业，低水耗低污染 产业 清洁生产和循环经济 就地处理加强对工业企业污染源的就地处理或工业小区 废水的联合预处理第四节 水环境污染防治 面
32、源污染控制 合理利用农药 截留农业污水 畜禽粪便处理 乡镇企业废水及村镇生活污水处理第四节 水环境污染防治 城市径流控制 充分收集利用雨水 减少城市硬质地面 增加城市绿地二、水污染防治技术第四节 水环境污染防治第四节 水环境污染防治68 利用物理作用使污水中呈悬浮状态的污染 物质及污水分离的处理技术。物理处理物理处理格栅或筛网分离法：其去除对象为颗粒的污染物。格栅或筛网分离法：其去除对象为颗粒的污染物。格栅：由一组或多组相互平行的金属栅条及框架构成。倾斜安装在进水的渠道，格栅：由一组或多组相互平行的金属栅条及框架构成。倾斜安装在进水的渠道，或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物及杂
33、质。或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物及杂质。筛网：用于纺织、造纸、化纤等工业废水的处理。筛网：用于纺织、造纸、化纤等工业废水的处理。第四节 水环境污染防治69重力沉降法：基本原理是利用重力作用使废水中重于水的固体物质下沉，从而重力沉降法：基本原理是利用重力作用使废水中重于水的固体物质下沉，从而达到及废水分离的目的，适用于去除达到及废水分离的目的，适用于去除20-10020-100 m m以上的颗粒。以上的颗粒。沉砂池沉砂池：利用重力作用去除污水中的沙子、煤渣等密度较大的无机颗粒物的污：利用重力作用去除污水中的沙子、煤渣等密度较大的无机颗粒物的污水处理构筑物，其作用是避免这些杂
34、质影响后续处理构筑物的正常运行。水处理构筑物，其作用是避免这些杂质影响后续处理构筑物的正常运行。沉淀池沉淀池：利用重力作用去除水中悬浮物质（：利用重力作用去除水中悬浮物质（SSSS）的污水处理构筑物。根据池内）的污水处理构筑物。根据池内水流方向不同可分为：平流式、竖流式、辐流式和斜板（管）沉淀池。水流方向不同可分为：平流式、竖流式、辐流式和斜板（管）沉淀池。第四节 水环境污染防治气浮法：气浮法：用于分离相对密度及水接近或比水小，靠自重难以沉淀用于分离相对密度及水接近或比水小，靠自重难以沉淀的细微颗粒污染物。其基本原理是在废水中通入空气，产生大量的细微颗粒污染物。其基本原理是在废水中通入空气，产
35、生大量的细小气泡，并使其附着于细微颗粒污染物上，形成相对密度小的细小气泡，并使其附着于细微颗粒污染物上，形成相对密度小于水的浮体，上浮至水面，从而达到使细微颗粒与废水分离的目于水的浮体，上浮至水面，从而达到使细微颗粒与废水分离的目的。的。第四节 水环境污染防治过滤法：过滤法：使污水流过一定空隙率的使污水流过一定空隙率的过滤介质过滤介质以以截留截留污水中悬浮物污水中悬浮物质，从而使污水得到净化的处理方法，是从液体介质中分离固体质，从而使污水得到净化的处理方法，是从液体介质中分离固体颗粒物的有效方法之一颗粒物的有效方法之一。第四节 水环境污染防治 利用某种化学反应使污水中溶解物质的性质或形态发生利
36、用某种化学反应使污水中溶解物质的性质或形态发生改变，从而从水中除去的方法。改变，从而从水中除去的方法。化学处理化学处理中和法：中和法：利用碱性或酸性药剂将酸性污水或碱性污水调整至近中利用碱性或酸性药剂将酸性污水或碱性污水调整至近中性的处理方法，被处理的酸和碱主要是无机的性的处理方法，被处理的酸和碱主要是无机的。化学沉淀法化学沉淀法：通过向废水中投入某种化学药剂，使之及水中的溶：通过向废水中投入某种化学药剂，使之及水中的溶解性污染物质发生反应，形成难溶性化合物，然后通过沉淀或气解性污染物质发生反应，形成难溶性化合物，然后通过沉淀或气浮加以分离的方法。浮加以分离的方法。适用：适用：给水处理中去除钙
37、、镁硬度，废水处理中去除给水处理中去除钙、镁硬度，废水处理中去除重金属重金属（如（如Hg、Zn、Cd、Cr、Pb、Cu等）和某些非金属（如等）和某些非金属（如As、F等）等）。第四节 水环境污染防治氧化还原法氧化还原法：利用溶解于污水中的有毒有害物质能在氧化还原反利用溶解于污水中的有毒有害物质能在氧化还原反应中被还原或被氧化的性质，将其转化为无毒无害新物质的处理应中被还原或被氧化的性质，将其转化为无毒无害新物质的处理方法方法。氧化法氧化法：氰化物、硫化物以及造成色度、臭、味、氰化物、硫化物以及造成色度、臭、味、BOD及及COD的的有机物，也可氧化某些金属离子有机物，也可氧化某些金属离子还原法还
38、原法：含有六价铬和汞化合物的废水含有六价铬和汞化合物的废水73混凝法：混凝法：通过向污水中投加带有及欲去除的污染物质（通常为胶通过向污水中投加带有及欲去除的污染物质（通常为胶体颗粒）所带电荷相反的电解质体颗粒）所带电荷相反的电解质混凝剂，使胶体颗粒变为电混凝剂，使胶体颗粒变为电中性、失去稳定性，随后通过吸附、卷带和桥连作用凝聚成大颗中性、失去稳定性，随后通过吸附、卷带和桥连作用凝聚成大颗粒沉降下来，从而使胶体颗粒从污水中分离出来的处理方法。粒沉降下来，从而使胶体颗粒从污水中分离出来的处理方法。常用混凝剂：常用混凝剂：硫酸铝，氯化铁，聚合硫酸铁，聚合氯化铁硫酸铝，氯化铁，聚合硫酸铁，聚合氯化铁等
39、。等。第四节 水环境污染防治第四节 水环境污染防治 利用物理化学反应的作用分离回收污水中的污利用物理化学反应的作用分离回收污水中的污 染物的方法。染物的方法。物理化学处理物理化学处理吸附法：吸附法：利用多孔固体吸附剂表面的物理和化学吸附性能，去除利用多孔固体吸附剂表面的物理和化学吸附性能，去除废水中多种污染物的方法。废水中多种污染物的方法。常用吸附剂常用吸附剂：活性炭、磺化煤、焦炭、炉渣活性氧化铝等活性炭、磺化煤、焦炭、炉渣活性氧化铝等。离子交换法离子交换法：借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换借助于离子交换剂上的离子和水中的离子进行交换反应而去除水中有害离子的方法。反应而去除水中有害
40、离子的方法。适用：适用：工业给水处理中的水质软化和除盐，主要去除金属离子和工业给水处理中的水质软化和除盐，主要去除金属离子和一些非金属离子一些非金属离子。离子交换剂离子交换剂：多孔性结构，带有电荷，并多孔性结构，带有电荷，并及及反离子相吸引反离子相吸引第四节 水环境污染防治 利用微生物的代谢作用，使污水中溶解性、胶利用微生物的代谢作用，使污水中溶解性、胶体的和细微悬浮状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。体的和细微悬浮状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。生物处理法生物处理法厌氧法好氧法生物处理法活性污泥法生物膜法76好氧生物处理法：利用好氧和兼性微生物的新陈代谢过程对废水中的污染物进行转化处
41、理的方法，保证足够的溶解氧。处理过程：溶解性有机物直接透过细胞膜进入微生物体内，不溶性和胶体态有机物首先被微生物吸附，并在细菌分泌的胞外酶作用下分解为可透过微生物细胞壁的溶解性产物，进入微生物体内的有机物在微生物胞内酶的作用下分解为分解为CO2、H2O、NH3等简单的无机物质。第四节 水环境污染防治第四节 水环境污染防治C、N、p活性污泥法：活性污泥法：是一种微生物呈絮体状并悬浮在反应器中的处理工艺。是一种微生物呈絮体状并悬浮在反应器中的处理工艺。活性污泥：活性污泥：由好氧微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）由好氧微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢的和吸附的有机物、无
42、机物组成。及其代谢的和吸附的有机物、无机物组成。78序批式活性污泥法（序批式活性污泥法（SBR)SBR)：也称间歇曝气式活性污泥法。其特点：也称间歇曝气式活性污泥法。其特点是曝气和沉淀在同一个序批式反应器（是曝气和沉淀在同一个序批式反应器（SBRSBR）内部完成。）内部完成。SBRSBR工作工作时，时，进水、曝气、沉淀和排水进水、曝气、沉淀和排水按一定的顺序进行并循环往复。按一定的顺序进行并循环往复。序批式活性污泥法的运行周期第四节 水环境污染防治79氧化沟法的反应器像一个环形的跑道水渠，混合液依靠氧化沟法的反应器像一个环形的跑道水渠，混合液依靠转转刷（或者其他机械曝气设备）的推动作用在其中循
43、环流动刷（或者其他机械曝气设备）的推动作用在其中循环流动，转刷在推动水流前进的同时，将空气曝入水中，为微生物转刷在推动水流前进的同时，将空气曝入水中，为微生物代谢提供溶解氧。代谢提供溶解氧。第四节 水环境污染防治第四节 水环境污染防治 生物膜法 生物膜法是一种让微生物附着到其他物体表面形成一定厚度的膜，对流经其上的废水中的有机物进行生物氧化降解的处理方法。第四节 水环境污染防治 氧化塘法 污水在自然或经人工修造的池塘内缓慢流动、储存，通过微生物（细菌、真菌、藻类和原生动物）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。第四节 水环境污染防治 土地处理法 在人工可控条件下，将污水施于土
44、地上，利用土壤-微生物-植物组成的生态系统，经土壤表层颗粒的吸附过滤及土壤中微生物的作用，使污水的水质得到净化和改善；并通过系统的营养物质和水分的循环利用，使绿色植物生长繁殖，从而实现废水的资源化、无害化和稳定化。83厌氧生物处理法：在废水中没有游离氧存在的条件下，利用厌氧和兼性微生物的生命活动过程，使废水中的有机物转化为较简单的有机物和无机物。处理过程：产酸阶段和产气阶段（甲烷发酵）。第四节 水环境污染防治第四节 水环境污染防治一级处理二级处理 思考题 水质指标有哪些？每一类主要包括哪些具体指标？各自含义是什么？何为水体污染？水体污染分哪些类型？污染水体中可能存在哪些污染物？这些污染物的主要来源是什么？什么是水体自净？水体自净是如何进行的？1.请列举出不同污水处理方式的常用方法。第四节 水环境污染防治
