第一章_緒論-水環(huán)境保護(hù)

1、水環(huán)境保護(hù)教師：教師： 姜欣欣姜欣欣電話：電話：55191521緒論緒論 1.1水環(huán)境保護(hù)的意義、內(nèi)容與任務(wù)水環(huán)境保護(hù)的意義、內(nèi)容與任務(wù) 1.2水體污染物及其危害水體污染物及其危害 1.3水文循環(huán)中水的污染與自凈水文循環(huán)中水的污染與自凈 1.5水環(huán)境質(zhì)量的度量與評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的度量與評(píng)價(jià) 1.4水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)工程措施水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)工程措施1.1.1水環(huán)境保護(hù)的重要意義與作用水環(huán)境保護(hù)的重要意義與作用環(huán)境保護(hù)？環(huán)境保護(hù)？19621992至今至今洪荒洪荒上世紀(jì)上世紀(jì)60年代年代“向大自然宣向大自然宣戰(zhàn)戰(zhàn)”、“征服征服大自然大自然” 自然僅僅是人自然僅僅是人們征服與控制們征服與控制的對(duì)象的對(duì)象

2、寂靜的春天寂靜的春天在美國問世在美國問世，喚起了人們的喚起了人們的環(huán)境意識(shí)，引環(huán)境意識(shí)，引發(fā)了公眾對(duì)環(huán)發(fā)了公眾對(duì)環(huán)境問題的注意境問題的注意 聯(lián)合國世界環(huán)聯(lián)合國世界環(huán)境與發(fā)展大會(huì)境與發(fā)展大會(huì)，通過了，通過了關(guān)關(guān)于環(huán)境與發(fā)展于環(huán)境與發(fā)展的里約熱內(nèi)盧的里約熱內(nèi)盧宣言宣言淮河污染事件松花江污染事件廣西龍江河鎘污染事件 水環(huán)境問題已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要因素。 對(duì)于水資源合理開發(fā)利用，除要知道未來各地水量的時(shí)空變化外，還必須預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)相應(yīng)的水環(huán)境質(zhì)量狀況，進(jìn)行水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃，確保用水安全，這已經(jīng)成為工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與管理的一項(xiàng)必不可少的工作內(nèi)容。1.1.2水環(huán)境保護(hù)工作的任務(wù)與內(nèi)容水環(huán)境保護(hù)工作的

3、任務(wù)與內(nèi)容水研究水研究水量水量水質(zhì)水質(zhì)水文學(xué)水文學(xué)水環(huán)境水環(huán)境降水、蒸發(fā)、降水、蒸發(fā)、下滲、滲流下滲、滲流溶解氧、有機(jī)物、溶解氧、有機(jī)物、無機(jī)物、重金屬無機(jī)物、重金屬污染負(fù)荷預(yù)污染負(fù)荷預(yù)測(cè)測(cè) 水環(huán)境質(zhì)量水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià) 水環(huán)境保護(hù)水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃規(guī)劃 環(huán)境保護(hù)的環(huán)境保護(hù)的最優(yōu)化管理最優(yōu)化管理 建立水環(huán)境建立水環(huán)境模擬預(yù)測(cè)數(shù)模擬預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型學(xué)模型 水環(huán)境的監(jiān)水環(huán)境的監(jiān)測(cè)、調(diào)查與測(cè)、調(diào)查與試驗(yàn)試驗(yàn) 1.2水體污染物及其危害水體污染物及其危害 水中存在的各種物質(zhì)（包括能量），其含量變化過程中，凡有可能引起水的功能凡有可能引起水的功能降低而危害生態(tài)健康降低而危害生態(tài)健康，尤其人類的生存與健康時(shí)，則稱它

4、們?cè)斐闪怂w污染水體污染，于是它們被稱為污染物。 1.2.2水體污染物的分類與來源水體污染物的分類與來源按污染來源點(diǎn)源污染面源污染工業(yè)廢水工業(yè)廢水城鎮(zhèn)生活廢水城鎮(zhèn)生活廢水農(nóng)業(yè)廢水農(nóng)業(yè)廢水化學(xué)性化學(xué)性污染污染物理性物理性污染污染生物性生物性污染污染酸酸堿堿污污染染重重金金屬屬污污染染有有機(jī)機(jī)物物污污染染油油類類污污染染表表觀觀污污染染熱熱污污染染放放射射性性污污染染水體污染水體污染致致病病細(xì)細(xì)菌菌病病毒毒污污染染藻藻類類污污染染1.2.3水污染的危害水污染的危害 耗氧有機(jī)物污染耗氧有機(jī)物污染 ： 來源來源：主要來自工業(yè)廢水和生活污水中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、木質(zhì)素等； 危害危害：微生物作用下

5、氧化分解為CO2、H2O、 NO3-N等的過程中，不斷消耗水中的溶解氧 ； 解釋放出的植物營(yíng)養(yǎng)素N、P等，會(huì)引起湖泊、水庫、河口等流速緩慢的水體富營(yíng)養(yǎng)化 ；有的耗氧有機(jī)物，如酚、苯、醛等本身就有毒性 可溶性鹽類和酸、堿物質(zhì)污染可溶性鹽類和酸、堿物質(zhì)污染 鹽類：碳酸鹽類、硝酸鹽類、磷酸鹽類等可溶性物質(zhì) ，使水變硬，在輸水管道內(nèi)結(jié)成水垢 。 酸性物質(zhì) ：使植物枯萎死亡；使土壤酸化；使湖泊、水庫酸化，危及魚類生存；腐蝕金屬器具、文物和建筑物等。 堿性物質(zhì)：腐蝕引起管子碎裂；使水稻爛秧、蔬菜死亡，土壤板結(jié)。 重金屬污染重金屬污染 比重達(dá)比重達(dá)4.0以上以上的金屬元素，常稱之為重金屬。 工廠和礦山廢水中

6、常含有某些重金屬，如汞、鎘、鉛、鉻、銅、鋅等。這些金屬及其化合物非常穩(wěn)定，極難降解穩(wěn)定，極難降解，盡管在水中的濃度很低，也會(huì)因在食物鏈的傳遞中在食物鏈的傳遞中不斷濃縮不斷濃縮，而最終給人類帶來嚴(yán)重疾病。 有毒化學(xué)品污染有毒化學(xué)品污染 性能比較穩(wěn)定性能比較穩(wěn)定，不易分解消失，可長(zhǎng)期殘長(zhǎng)期殘留留在土壤和作物上，或受雨水沖刷進(jìn)入水體，危害水生生物的生長(zhǎng)和生存，并以食物鏈的方式危害人類。水中懸浮固體水中懸浮固體 來源來源：來自墾荒、農(nóng)田、采礦、建筑引起的水土流失，以及工廠排放廢水和生活污水等 。 危害危害：淤塞河道，妨礙航運(yùn)，促成洪水泛濫，而且妨礙水資源利用，污染水環(huán)境。能夠截?cái)喙饩€，妨礙水生植物的光

7、合作用，并能傷害魚鰓，濃度大時(shí)可使魚類死亡 油類污染油類污染 組成組成：主要是烷烴、烯烴和芳香烴等碳?xì)浠衔?。 來源來源：自油船、輸油管和海上油井事故，船只的壓艙水、洗艙水和船底廢水，油廠、船廠等排放的廢水，以及各種機(jī)械泄漏在地面上的油類 。 危害危害：阻礙水分蒸發(fā)和氧氣溶入水體。危及魚類及鳥類生存，破壞漁場(chǎng)、海產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)及魚的繁殖場(chǎng)所 。熱污染熱污染 來源來源：是一種能量污染，熱電廠、核電廠、鋼鐵廠、焦化廠等的冷卻水。 危害危害：使水體的溶解氧降低；會(huì)破壞生態(tài)平衡；加大水中某些毒物的毒性；當(dāng)受熱污染的水體的溫度超過相應(yīng)的范圍時(shí)，妨礙魚類生長(zhǎng)和繁殖，甚至引起大量死亡。放射性污染放射性污染 來源

8、來源：主要來自鈾礦開采、選礦和精煉廠的廢水，原子能工業(yè)和反應(yīng)堆設(shè)施的廢水，原子武器試驗(yàn)的沉降物，放射性同位素應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生的廢水。 危害危害：引起生物體細(xì)胞、組織和體液中的原子、分子電離，直接破壞機(jī)體內(nèi)某些大分子結(jié)構(gòu)。使某些生物酶失去活性，還可直接破壞機(jī)體細(xì)胞和組織，引起貧血、白內(nèi)障、不育癥、致畸、惡性腫瘤、發(fā)育不良 ，嚴(yán)重者致死。病原微生物污染病原微生物污染 來源：生物制品廠、制革廠、屠宰廠、洗毛廠、畜牧場(chǎng)、醫(yī)院和生活污水中。 種類：病毒、立克次氏體、細(xì)菌、螺旋體、真菌和放線菌等。 危害：人們飲用或接觸受病源微生物污染的水體時(shí)，便會(huì)感染許多疾病，引起傳染病蔓延。 1.3水文循環(huán)中水的污染與自凈自

9、然界中水的這種不斷蒸發(fā)、輸送、凝結(jié)、降水、產(chǎn)流、匯流的往復(fù)循環(huán) ，稱為水文循環(huán)，或自然界的水分循環(huán)。 水文循環(huán)自然污染由于自然地理因素引起的。指特殊的地質(zhì)構(gòu)造或其他自然條件，使一個(gè)地區(qū)的水體中某些化學(xué)元素富集，或天然植物在腐爛過程中產(chǎn)生某些有毒物質(zhì)等，地面地下徑流將這些物質(zhì)大量帶入河流、湖泊。人為污染是人為因素引起的。如大量的工業(yè)廢水不加處理而直接排放，農(nóng)藥、化肥隨降雨徑流進(jìn)入水體等。1.3.1水體的污染水體的污染1.3.2水體的自凈水體的自凈納污納污：污染物在水文循環(huán)中不斷地進(jìn)入水體。水體自凈自凈：水體中的污染物隨水體的運(yùn)動(dòng)不停地發(fā)生變化，自然地減少、消失或無害化。水體自凈是一個(gè)物理、化學(xué)、

10、生物作用極其復(fù)雜的過程。物理凈化過程化學(xué)凈化過程生物凈化過程物理凈化過程：是指污染物在水體中混合、稀釋、沉淀、吸附、凝聚、向大氣揮發(fā)和病菌死亡等物理作用下使水體污染濃度降低的現(xiàn)象。例如污水排入河流后，在下游不遠(yuǎn)的地方污染濃度就會(huì)大大降低，就主要是擴(kuò)散作用混合、稀釋的結(jié)果?；瘜W(xué)凈化過程：是指污染物在水中由于分解與化合、氧化與還原、酸堿反應(yīng)等化學(xué)作用下，致使污染濃度降低或毒性喪失的現(xiàn)象。例如水在流動(dòng)中大氣里的氧氣不斷溶入，使鐵錳等離子氧化成難溶的鹽類而沉淀，從而減少了它們?cè)谒械暮?。生物凈化過程：水體內(nèi)的龐大的微生物群，在它們分泌的各種酶的作用下，使污染物不斷發(fā)生分解和轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的現(xiàn)象。例如

11、有機(jī)物在細(xì)菌作用下，部分轉(zhuǎn)化為菌體，部分轉(zhuǎn)化為無機(jī)物；接著細(xì)菌又成為水中原生動(dòng)物的食料，原生動(dòng)物又成為后生動(dòng)物、高等水生動(dòng)物的食品，無機(jī)物為藻類等植物吸收，使之發(fā)育成長(zhǎng)，這樣有機(jī)物便逐步轉(zhuǎn)化為無害無機(jī)物和高等水生生物，達(dá)到無害化，從而起到凈化作用。水體自凈過程水體自凈過程 污染物的自我衰減過程，如放射性污染； 污染物被水體同化過程，如熱污染； 復(fù)雜有機(jī)物降解為簡(jiǎn)單的有機(jī)物，進(jìn)一步分解為無機(jī)物的過程； 溶解物發(fā)生反應(yīng)形成沉淀，如水中金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成沉淀（鎘離子和聚合氯化鋁）； 不穩(wěn)定污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的污染物 高毒害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低毒害物質(zhì)或者無毒害物質(zhì) 由耗氧過程轉(zhuǎn)化為復(fù)氧過程1.3.3水環(huán)

12、境容量水環(huán)境容量 水的自凈能力：水中污染物濃度自然降低而恢復(fù)到較清潔的能力。 環(huán)境容量：自然情況下，對(duì)于一定的水體，在滿足規(guī)定的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下，允許有的一個(gè)年最大年最大納污量納污量。體現(xiàn)了不造成污染的情況下水體的最大自凈能力。 水功能區(qū)水域納污能力：一定設(shè)計(jì)水文條件和排污情況下，為滿足水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)要求，水體所能容納某種污染物的最大數(shù)量容納某種污染物的最大數(shù)量。流域合作綜流域合作綜合整治合整治清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)水土保持水土保持生態(tài)農(nóng)業(yè)生態(tài)農(nóng)業(yè)水利工程水利工程人工濕地人工濕地污水處理廠污水處理廠生態(tài)工程措施1.4水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)工程措施水環(huán)境保護(hù)的生態(tài)工程措施生態(tài)工程：依據(jù)生態(tài)學(xué)原理，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)

13、計(jì)的能使資源充分利用、循環(huán)利用、且污染程度最小的可持續(xù)發(fā)展的綜合性系統(tǒng)工程技術(shù)，它是各種適宜的環(huán)境保護(hù)與治污技術(shù)的多層次優(yōu)化組合系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行，人與自然和諧共處。1.4.1流域流域(區(qū)域區(qū)域)合作綜合整治合作綜合整治 1. 建立權(quán)威性的流域水污染防治和水資源保護(hù)、利用的管理機(jī)構(gòu)。 2. 制定和實(shí)施水環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 3. 實(shí)施綜合性的水環(huán)境保護(hù)技術(shù)措施 4. 實(shí)現(xiàn)水環(huán)境保護(hù)的產(chǎn)業(yè)化1.4.2清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn) 清潔生產(chǎn)：是指既可滿足人們的需要，又可合理地使用自然資源和能源，并保護(hù)環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和措施，其實(shí)質(zhì)是一種物料和能耗最少的人類生產(chǎn)活動(dòng)的規(guī)劃和管理，將廢

14、物減量化、資源化和無害化，或消滅于生產(chǎn)過程之中。1.4.3水土保持措施水土保持措施 水土流失：是指流域表面的土壤在植被較差的情況下，因降雨徑流、風(fēng)力、重力、冰川等因素影響下，表層的土壤和水分流失，造成土地干旱、沙化和生態(tài)退化，洪澇災(zāi)害加劇，嚴(yán)重威脅人類生存的一種環(huán)境惡化現(xiàn)象。水土流失水力侵蝕：為地面植被差、坡度陡的情況下，降雨徑流沖刷造成的土壤侵蝕。風(fēng)力侵蝕：為植被差的西北和北部風(fēng)沙地區(qū)，主要由風(fēng)力作用造成的侵蝕。農(nóng)耕農(nóng)耕措施措施生物生物措施措施工程工程措施措施水土保持措施.1.4.4生態(tài)農(nóng)業(yè)工程生態(tài)農(nóng)業(yè)工程生態(tài)農(nóng)業(yè)工程：即利用生態(tài)學(xué)原理，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律建立的一種農(nóng)

15、、林、牧、副、漁相互結(jié)合、相互利用的綜合生產(chǎn)模式。其生產(chǎn)結(jié)構(gòu)是初級(jí)生產(chǎn)者農(nóng)作物的產(chǎn)物能依食物鏈的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)進(jìn)行多層次轉(zhuǎn)化、循環(huán)與利用，充分發(fā)揮資源、能源效益。1.4.5水利工程水利工程水利工程：主要指對(duì)河流有重要控制作用的大型工程，包括水庫、水電站、堤防、引水渠等。通過對(duì)水利工程系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度，將會(huì)積極提升人類的生產(chǎn)生活環(huán)境，如消除洪旱災(zāi)害、生產(chǎn)清潔能源、減少河道淤積、增加枯季徑流、改善水質(zhì)、保護(hù)濕地等。1.4.6人工濕地污水處理系統(tǒng)人工濕地污水處理系統(tǒng) 濕地：是指自然的或人工的，長(zhǎng)久的或暫時(shí)性的沼澤地、泥炭地、水域地帶，靜止的或流動(dòng)的淡水、半咸水、咸水水體，包括低潮時(shí)水深不超過6m的水域。 濕

16、地就是地球表面水陸交互作用的水體系統(tǒng)，被譽(yù)為“地球之腎”。 作用：調(diào)節(jié)徑流、蓄洪抗旱、污水凈化、水禽棲息繁衍、水產(chǎn)養(yǎng)殖、調(diào)節(jié)氣候、淤地造陸、改善環(huán)境。 人工濕地：是一個(gè)綜合的生態(tài)系統(tǒng)，它應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生物種共生、物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，在促進(jìn)廢水中污染物質(zhì)良性循環(huán)的前提下，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境的再污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。優(yōu)化的植物生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化的植物生態(tài)系統(tǒng)單元濕地構(gòu)筑物單元濕地構(gòu)筑物適宜降解污染物的適宜降解污染物的微生物種群微生物種群適合當(dāng)?shù)貧夂蚝臀鬯m合當(dāng)?shù)貧夂蚝臀鬯畻l件的水生高級(jí)動(dòng)物條件的水生高級(jí)動(dòng)物進(jìn)、出水系統(tǒng)進(jìn)、出水系統(tǒng)被處理

17、的污水被處理的污水人工濕人工濕地組成地組成2004年7月，北京元大都公園的人工濕地建成，位于元大都公園東端，面積達(dá)17000平方米。云南滇池寶象河污水人工濕地處理系統(tǒng)工藝流程儲(chǔ)水池，用于調(diào)節(jié)水流和沉積泥沙；一級(jí)氧化塘(實(shí)際為兼氧塘)，種植水葫蘆、大藻，兩者均為浮水植物，耐污性強(qiáng)，生長(zhǎng)快，一方面可以輸送氧氣到根系周圍，促進(jìn)那里的好氧微生物分解污水中的有機(jī)物成為營(yíng)養(yǎng)鹽，供植物吸收利用，另一方面，水葫蘆、大藻對(duì)水面的覆蓋，造成離根系較遠(yuǎn)的水體為強(qiáng)厭氧環(huán)境，促使那里的污染物厭氧分解；表面流濕地，接納一級(jí)氧化塘的出水，其填料為砂土，水流從床面流過，床面上種植的植物為香蒲、蘆葦、水芹菜，系由當(dāng)?shù)?0余種水

18、生植物篩選出來的吸收去除污染物能力比較強(qiáng)的種群；二級(jí)氧化塘，種植水芹菜和大藻，強(qiáng)化一級(jí)氧化塘的去污效果；潛流濕地，接收二級(jí)氧化塘的出水，其填料為碎石，上面種植的植物為香蒲、菖蒲、美人蕉、水蔥、旱傘竹，水流以潛流的方式通過碎石床，利用濕地植物的生長(zhǎng)對(duì)懸浮物過濾和碎石床生物膜的降解，繼續(xù)去除污水中的碳、氮、磷污染物；碎石床集水溝，接收潛流濕地的出水，溝底為碎石，上面種植的植物為香蒲、美人蕉，主要作用是對(duì)凈化后的水流曝氣增氧，最后流入觀景水塘并排出。 人工濕地優(yōu)點(diǎn): 建造和運(yùn)行費(fèi)用便宜 易于維護(hù),技術(shù)含量低 可進(jìn)行有效可靠的廢水處理 可緩沖對(duì)水力和污染負(fù)荷的沖擊 可提供和間接提供效益,如水產(chǎn)、畜產(chǎn)、

19、造紙?jiān)稀⒔ú?、綠化、野生動(dòng)物棲息、娛樂和教育。 人工濕地缺點(diǎn)： 占地面積大 易受病蟲害影響 生物和水力復(fù)雜性加大了對(duì)其處理機(jī)制、工藝動(dòng)力學(xué)和影響因素的認(rèn)識(shí)理解，設(shè)計(jì)運(yùn)行參數(shù)不精確，因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放，有的人工濕地反而成了污染源。 缺乏長(zhǎng)期運(yùn)行系統(tǒng)的詳細(xì)資料。1.4.7污水處理廠污水處理廠 污水處理廠視污水情況和要求處理的程度將有所不同。根據(jù)處理程度不同，城鎮(zhèn)污水處理可分為預(yù)處理、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)（高級(jí)）處理。 1. 廢水在企業(yè)和工廠內(nèi)預(yù)處理 為使工廠輸往污水處理廠的污水滿足輸水管道和處理廠的水質(zhì)要求，如不能腐蝕管道，不能有劇毒、放射性物質(zhì)、重金屬等，在出廠之

20、前要針對(duì)這些污染物做特殊處理，使出廠的污水必須滿足國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。 2. 一級(jí)處理 主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。經(jīng)過一級(jí)處理的污水，BOD一般可去除30%左右，多數(shù)情況達(dá)不到向天然水體排放的標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)則要求做進(jìn)一步的處理，如二級(jí)處理。對(duì)此，一級(jí)處理屬于二級(jí)處理的預(yù)處理。 3. 二級(jí)處理 是城鎮(zhèn)污水處理廠最常見的，二級(jí)處理，主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD，COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90%以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。采用的方法，主要是以生化處理為主體工藝的活性污泥法和生物膜法。 4. 三級(jí)處理 又稱高級(jí)處理，進(jìn)一步處理

21、難降解的有機(jī)物、氮和磷等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲分析法等。 好氧活性污泥法二級(jí)處理廠典型工藝流程圖 通過粗格柵的原污水經(jīng)過污水提升泵提升后，經(jīng)過格柵或者砂濾器，之后進(jìn)入沉砂池，經(jīng)過砂水分離的污水進(jìn)入初次沉淀池，以上為一級(jí)處理(即物理處理)， 初沉池的出水進(jìn)入生物處理設(shè)備，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反應(yīng)器有曝氣池，氧化溝等，生物膜法包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法和生物流化床)，生物處理設(shè)備的出水進(jìn)入二次沉淀池，二沉池的出水經(jīng)過消毒排放或者進(jìn)入三級(jí)處理，到此為二級(jí)處理， 三級(jí)處理包括生

22、物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物處理設(shè)備，一部分進(jìn)入污泥濃縮池，之后進(jìn)入污泥消化池，經(jīng)過脫水和干燥設(shè)備后，污泥被最后利用。1.5水環(huán)境質(zhì)量的度量與評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的度量與評(píng)價(jià) 1.5.1水質(zhì)指標(biāo)及度量單位水質(zhì)指標(biāo)及度量單位 水質(zhì)指標(biāo)是指水樣中除去水分子外所含雜質(zhì)的種類和數(shù)量，它是描述水質(zhì)狀況的一系列標(biāo)準(zhǔn)。 類型：物理性指標(biāo)、化學(xué)性指標(biāo)和生物性指標(biāo)。物理指標(biāo)物理指標(biāo)(嗅味、溫度、渾濁度、透明度、顏色嗅味、溫度、渾濁度、透明度、顏色) （1）溫度 許多工業(yè)排出的廢水都有較高的溫度，這些廢水排入水體，引起水體的熱污染。水溫

23、升高影響水生生物的生存和對(duì)水資源的利用。氧氣在水中的溶解度隨水溫的升高而減小，這樣，一方面水中溶解氧減少，另一方面水溫升高加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化。 污水的水溫過低(如低于5)或過高(如高于40)都會(huì)影響污水的生物處理的效果。 （2）色度 色度是一項(xiàng)感官性指標(biāo)。一般純凈的天然水是清澈透明的，即無色的。但帶有金屬化合物或有機(jī)化合物等有色污染物的污水呈各種顏色。 稀釋倍數(shù)法用于污染較嚴(yán)重的水，將有色污水用蒸餾水稀釋后與參比水樣對(duì)比，一直稀釋到二水樣色差一樣，此時(shí)污水的稀釋倍數(shù)即為其色度。 鉑鈷比色法適用于較清潔的水,單位為度，1mg鉑在1L水中所具有的顏色稱為1度 （3）嗅和味 嗅

24、和味同色度一樣也是感官性指標(biāo)，可定性反映某種污染物的多寡。天然水是無嗅無味的。當(dāng)水體受到污染后會(huì)產(chǎn)生味。水的異臭來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)。不同鹽分會(huì)給水帶來不同的異味。如氯化鈉帶咸味，硫酸鎂帶苦味，硫酸鈣略帶甜味等。 測(cè)定水中臭氣沒有標(biāo)準(zhǔn)的單位表示，一般常以水樣在40及60時(shí)測(cè)者的感覺用文字定性描述并以臭氣強(qiáng)度表示。描述臭氣強(qiáng)度分為6級(jí)。味在強(qiáng)度上也分為6級(jí)。 （4）固體物質(zhì) 固體物質(zhì)按存在形態(tài)的不同可分為：懸浮的、膠體的和溶解的三種。 水中所有殘?jiān)目偤头Q為總固體（TS），總固體包括溶解物質(zhì)（DS）和懸浮固體物質(zhì)（SS）。水樣經(jīng)過過濾后，濾液蒸干所得的固體即為

25、溶解性固體（DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（SS）。溶解性固體表示鹽類的含量，懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質(zhì)的量。 固體殘?jiān)鶕?jù)揮發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（VS）和固定性固體（FS）。將固體在600的溫度下灼燒，揮發(fā)掉的量即是揮發(fā)性固體（VS），灼燒殘?jiān)鼊t是固定性固體（FS）。揮發(fā)性固體反映固體中有機(jī)成分的量。 （5）濁度 濁度：水中懸浮物對(duì)光的散射情況的量度（FTU濁度單位， NTU濁度測(cè)定單位。 濁度可用比濁法或散色光法（濁度儀)進(jìn)行測(cè)定。 比濁法:將水樣和用高嶺土配制（或?yàn)趼逋衅妨蛩犭拢┑臐岫葮?biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行比較，并規(guī)定一升蒸餾水中含有1毫克二氧化硅為一個(gè)濁度單位。 濁度儀：濁度儀發(fā)出光

26、線，使之穿過一段樣品，并從與入射光呈90的方向上檢測(cè)有多少光被水中的顆粒物所散射。 （6）放射性指標(biāo)(總射線、總射線、鈾、鐳、釷等) 總放射性標(biāo)準(zhǔn)0.1Bq（貝克勒爾，表示活度，舊用Ci（居里）/L）?？偡派湫詷?biāo)準(zhǔn)1Bq/L。化學(xué)指標(biāo)化學(xué)指標(biāo) 污水中的污染物質(zhì)，按化學(xué)性質(zhì)可分為無機(jī)物與有機(jī)物。 （1）溶解氧（DO） DO：指溶解在水中的分子氧O2，其含量跟空氣里氧的分壓、大氣壓、水溫和水質(zhì)有密切的關(guān)系，以每升水中溶解的分子氧的毫克數(shù)表示，即mg/L，可采用碘量法和溶氧儀測(cè)定。水中溶解氧含量受到兩種作用的影響：一種是使DO下降的耗氧作用，包括好氧有機(jī)物降解的耗氧，生物呼吸耗氧；另一種是使DO增加

27、的復(fù)氧作用，主要有空氣中氧的溶解，水生植物的光合作用等。這兩種作用的相互消長(zhǎng)，使水中溶解氧含量呈現(xiàn)出時(shí)空變化。在20、100kPa下，純水里大約溶解氧9mg/L。在正常情況下地表水中溶解氧量為5-10mg/L，在有風(fēng)浪時(shí)，海水中溶解氧可達(dá)14 mg/L，在水藻繁生的水體中，由于光合作用使放氧量增加，也可能使水中的氧達(dá)到過飽和狀態(tài)，地下水中一般溶解氧較少，深層水中甚至完全無氧。水中溶解氧的多少，是反映水質(zhì)好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。有些有機(jī)化合物在好氧菌作用下發(fā)生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有機(jī)物以碳來計(jì)算，根據(jù)C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧氣。當(dāng)水中的溶解氧值降到5mg/L時(shí)，一

28、些魚類的呼吸就發(fā)生困難。水里的溶解氧由于空氣里氧氣的溶入及綠色水生植物的光合作用會(huì)不斷得到補(bǔ)充。當(dāng)水體受到有機(jī)物污染，耗氧嚴(yán)重，溶解氧得不到及時(shí)補(bǔ)充，水體中的厭氧菌就會(huì)很快繁殖，有機(jī)物因腐敗而使水體變黑、發(fā)臭。 （2）生化需氧量（BOD） 生化需氧量（BOD）：在有溶解氧的條件下，水中可分解的有機(jī)物由于好氧微生物的作用分解而無機(jī)化，這個(gè)過程所需要的氧量。以每升水中有機(jī)物生化降解消耗的氧的毫克數(shù)表示，即mg/L。微生物分解有機(jī)物的速度和程度同溫度、時(shí)間有關(guān)、最適宜的溫度是1530，從理論上講，為了完成有機(jī)物的生物氧化需要無限長(zhǎng)的時(shí)間，但是對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，可以認(rèn)為反應(yīng)可以在20天內(nèi)完成，稱為BOD2

29、0，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)5天培養(yǎng)后測(cè)得的BOD約占總BOD的7080%，能夠代表水中有機(jī)物的耗氧量。為使BOD值有可比性，因而采用在20條件下，培養(yǎng)五天后測(cè)定溶解氧消耗量作為標(biāo)準(zhǔn)方法，稱五日生化需氧量，以BOD5表示。 一般有機(jī)物在微生物作用下，其降解過程可分為兩個(gè)階段，第一階段是有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氨和水的過程，第二階段則是氨進(jìn)一步在亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的作用下，轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，即所謂硝化過程。 BOD一般指的是第一階段生化反應(yīng)的耗氧量。 BOD反映水體中可被微生物分解的有機(jī)物總量，以每升水中消耗溶解氧的毫克數(shù)來表示。BOD小于1mg/L表示水體清潔；大于3-4mg/l，表示受到有

30、機(jī)物的污染。但BOD的測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)；對(duì)毒性大的廢水因微生物活動(dòng)受到抑制，而難以準(zhǔn)確測(cè)定。能相對(duì)地反映出水中的有機(jī)物含量，因此也是評(píng)價(jià)水中有機(jī)物含量的重要指標(biāo)。 （3）化學(xué)需氧量（COD） 化學(xué)需氧量：是指應(yīng)用化學(xué)方法，通過強(qiáng)氧化劑（如重鉻酸鉀K2Cr2O7，高錳酸鉀KMnO4）氧化水中有機(jī)物所需要的氧量，仍以氧的mg/L表示。 化學(xué)需氧量測(cè)定快速，但使用不同的強(qiáng)氧化劑測(cè)得的結(jié)果將不同。 當(dāng)用重鉻酸鉀作強(qiáng)氧化劑時(shí)，測(cè)得的化學(xué)需氧量稱鉻法化學(xué)需氧量，記為CODCr。CODCr習(xí)慣上稱化學(xué)需氧量COD；適用于污染嚴(yán)重的水樣和工業(yè)廢水。當(dāng)用高錳酸鉀作強(qiáng)氧化劑時(shí)，測(cè)得的化學(xué)需氧量稱錳法化學(xué)需氧量，記為CO

31、DMn，習(xí)慣上稱高錳酸鹽指數(shù)。適用于測(cè)定較清潔的水樣。重鉻酸鉀法氧化的實(shí)際上是水樣中的還原性物質(zhì)，既包括有機(jī)物，也包括無機(jī)性的還原物。因污水中有機(jī)物的含量大大多于無機(jī)性還原物，因此測(cè)得的COD可認(rèn)為是有機(jī)污染的指標(biāo)。高錳酸鉀法比重鉻酸鉀法簡(jiǎn)便快速，但測(cè)得的數(shù)值不能代表水中有機(jī)物質(zhì)可被氧化的全部含量。一般情況是，水中的含碳有機(jī)物在測(cè)定條件下易被高錳酸鉀氧化，而含氮有機(jī)物就較難分解。因此，同樣的污水，CODCr值將比CODMn值大得多，如漢江某些監(jiān)測(cè)站分析，CODCr為CODMn的34倍。COD與BOD比較，COD的測(cè)定不受水質(zhì)條件限制，測(cè)定的時(shí)間短。但是COD不能區(qū)分可被生物氧化的和難以被生物氧

32、化的有機(jī)物不能表示出微生物所能氧化的有機(jī)物量，而且化學(xué)氧化劑不僅不能氧化全部有機(jī)物，反而會(huì)把某些還原性的無機(jī)物也氧化了。所以采用BOD作為有機(jī)物污染程度的指標(biāo)較為合適，在水質(zhì)條件限制不能做BOD測(cè)定時(shí)，可用COD代替。水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定條件下，COD與BOD之間有一定關(guān)系：一般重鉻酸鉀法CODCrBOD5高錳酸鉀法CODMn。 （4）總氮（TN） 氮是僅次于碳、氫、氧的又一生物元素，是形成蛋白質(zhì)的重要元素，存在于幾乎所有的動(dòng)植物生命過程中。 污水中的氮有四種，即有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。 總氮（TN）：即是硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮與有機(jī)氮這四種含氮量的總和。 凱氏氮：有機(jī)氮與氨氮的和。

33、危害：消耗水體中溶解氧；促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，形成水華、赤潮；引起魚類死亡，導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化。 有機(jī)氮：以有機(jī)化合物形式存在的氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、尿素、有機(jī)胺、硝基化合物等中的氮。 氨氮（NH3-N）：有機(jī)氮在好氧微生物作用下，首先轉(zhuǎn)化為CO2、H2O、NH3或NH4+，其中以以NH3或NH4+形式存在的氮。 亞硝酸鹽氮NO2-N)：氨氮在亞硝酸菌作用下氧化為以NO2-產(chǎn)形式存在的氮化物。 硝酸鹽氮（NO3-N）：以NO2-形式存在的氮化物在硝酸菌作用下繼續(xù)氧化，最終生成以NO3-形式存在的硝酸鹽。 （5）總磷（TP） 磷也是有機(jī)物體的一種主要元素。 磷主要來自：人體排泄物、有機(jī)磷農(nóng)

34、藥、含磷化肥、合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)及含磷工業(yè)廢水。 危害：促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡；使水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。總磷（總磷（TP)TP)有機(jī)磷有機(jī)磷有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無機(jī)磷無機(jī)磷磷酸鹽磷酸鹽: :正磷酸鹽正磷酸鹽(PO(PO4 43-3-) )、磷酸氫鹽、磷酸氫鹽(HPO(HPO4 42-2-) ) 、 磷酸二氫鹽（磷酸二氫鹽（H H2 2POPO4 4- - ) ) 、偏磷酸鹽、偏磷酸鹽(PO(PO3 3- -) )聚合磷酸鹽聚合磷酸鹽: :焦磷酸鹽焦磷酸鹽(P(P2 2OO7 74 4) ) 、三磷酸鹽三磷酸鹽(P(P3

35、 3OO10105-5-) ) 、 三磷酸氫鹽三磷酸氫鹽(HP(HP3 3OO9 92-2-) ) （6）酸堿強(qiáng)度pH 水的pH值用來表示水的酸堿強(qiáng)度，它是最常用的水質(zhì)指標(biāo)之一。 pH值是溶液中氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)，可用玻璃電極法測(cè)定，是一個(gè)無因次數(shù)。pH=7時(shí)，水溶液為中性；pH7時(shí)為堿性。水的用途不同，pH將有不同的要求。如飲用水的pH值必須在6.58.5之間，鍋爐給水的pH值需保持在7.08.5之間等。生物性指標(biāo)生物性指標(biāo) 污水中的有機(jī)物是微生物的食料，污水中的微生物以細(xì)菌與病菌為主。 細(xì)菌總數(shù)細(xì)菌總數(shù)反映水體受細(xì)菌污染的程度，但不能說明污染的來源，必須結(jié)合大腸菌群數(shù)來判斷水體污染的來源和安全程度。1ml水樣,在普通瓊脂培養(yǎng)基中經(jīng)37、24 h培養(yǎng)后所生長(zhǎng)的細(xì)菌菌群總數(shù)。（個(gè)/ml） 大腸菌群大腸菌群大腸菌群是最基本的糞便污染指示菌群。大腸菌群的值可表明水體被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的