污水水質(zhì)與水體自凈剖析學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1污水污水(w shu)水質(zhì)與水體自凈剖析水質(zhì)與水體自凈剖析第一頁，共33頁。2第一節(jié)第一節(jié) 污污 水水 水水 質(zhì)質(zhì)第1頁/共33頁第二頁，共33頁。3我拿什么來表達(biod)你？污水第2頁/共33頁第三頁，共33頁。4第3頁/共33頁第四頁，共33頁。5水質(zhì)分析(fnx)指標物理性指標感官性指標，水的色度來源于金屬化合物或有機化合物感官性指標，水的異臭來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機物和氯氣等污染物質(zhì)揮發(fā)性物質(zhì)溶解物質(zhì)固定性物質(zhì)懸浮固體物質(zhì)加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少工業(yè)廢水常引起水體熱污染色度固體物質(zhì)嗅和味溫度第4頁/共33頁第五頁，共33頁。6

2、水和污水中固體成分的內(nèi)部相關(guān)性第5頁/共33頁第六頁，共33頁。7水和污水中雜質(zhì)顆粒分布黏土第6頁/共33頁第七頁，共33頁。8化 學(xué) 性 指 標有機物生化(shn hu)需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機物的量 主要污染特性（以mg/L為單位）。有機污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一般可分為 兩個階段：第一個階段主要是有機物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、 水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機物生物氧化所 需的氧量，全部生物氧化需要(xyo)20100d完成。實際中，常以5d作為測定生化需氧量的標準時間，稱5 日生化需氧量（BOD

3、5）；通常以20為測定的標準溫度。BOD: biological oxygen demand在規(guī)定條件下微生物氧化分解污水(w shu)或受污染的天然水樣中有機物所 需要的氧量（20，5d）。第7頁/共33頁第八頁，共33頁。9BOD與CBOD、NBOD時間/d需氧量/（mgL-1）BODL與BOD5時間/d第8頁/共33頁第九頁，共33頁。10化 學(xué) 性 指 標有機物化學(xué)(huxu)需氧量（COD）常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀K2Cr2O7 （稱 CODCr )和高錳酸鉀 KMnO4 (稱CODMn 或OC ) 。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強。廢水中無機的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果

4、廢水中有機物的組成相對穩(wěn)定，則化學(xué)(huxu)需氧量和生化需氧量之 間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.40.5。 COD: chemical oxygen demand用化學(xué)方法氧化分解(fnji)廢水水樣中有機物過程中所消耗的氧化劑量折合 成氧量（O2）（mg/L）。第9頁/共33頁第十頁，共33頁。11化 學(xué) 性 指 標有機物總有機(yuj)碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC: total organism carbon在950高溫下，以鉑作為(zuwi)催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測定氣體 中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測定中應(yīng)該去除無機碳的含量。各種水質(zhì)之間TOC

5、或TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條 件基本(jbn)不變的條件下，BOD與TOC或TOD 之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。TOD: total oxygen demand在900950高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機物， 包括難分解的有機物及部分無機還原物質(zhì)），燃燒氧化成穩(wěn)定的氧 化物后，測量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（TOD）。TOD測定方便而快速。第10頁/共33頁第十一頁，共33頁。12污水有機物指標(zhbio)之間的關(guān)系有機(yuj)碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn第11頁/共33頁第十二頁，共33頁。13化 學(xué) 性 指 標有機物油類污染物

6、石油類：來源于工業(yè)含油污水。動植物油脂(yuzh)：產(chǎn)生于人的生活過程和食品工業(yè)。油類污染物進入(jnr)水體后影響水生生物的生長、降低水體 的資源價值。油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。油類污染物進入(jnr)海洋，改變海水的反射率和減少進入(jnr)海洋表 層的日光輻射，對局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定影 響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進入(jnr)水體，從而降低水體 的自凈能力。石油污染對幼魚和魚卵的危害很大，堵塞魚的鰓部，能使魚蝦 類產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價值。破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥類生活。第12頁/共33頁第十三頁，共33頁。14化 學(xué) 性 指 標有機物酚類污

7、染物酚污染來源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、 合成樹脂等工業(yè)廢水。原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒。酚濃度低時，能影響魚類的洄游繁殖。酚濃度達0.10.2mg/L時，魚肉有酚味。酚濃度高會引起魚類大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長速度，有時甚 至使其停止生長。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強烈異臭（0.001 mg/L即有異味，排放標準0.5mg/L ）。灌溉(gungi)用水酚濃度超過5mg/L時, 農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。第13頁/共33頁第十四頁，共33頁。15化 學(xué) 性 指 標無機性指標植物營養(yǎng)元素pH和堿度重金屬 過多的氮、磷進入天然水體，易導(dǎo)致富營

8、養(yǎng)化，使水生植物尤其是藻類大量繁殖，造成水中溶解氧急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類金屬砷等生物毒性顯著的元素，一般指序號2183，比重大于4的金屬，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。 一般要求處理后污水的pH在69之間。當天然水體遭受酸堿污染時，pH發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。 堿度指水中能與強酸定量作用的物質(zhì)總量，按離子狀態(tài)可分為三類：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度。 作為微量金屬元素。 重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長，使蛋白質(zhì)凝固;逐級富集

9、至人體，影響人體健康。第14頁/共33頁第十五頁，共33頁。16含氮化合物 氮是有機物中除碳以外的一種主要元素，也是微生物生長的重要元素。 污水中的氮有四種，即有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。 危害：消耗水體中溶解氧；促進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(dozh)水質(zhì)迅速惡化。 關(guān)于氮的幾個指標： 有機氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。 TN：一切含氮化合物以N計量的總稱(zn chn)。 TKN： TN中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。 氨氮：有機氮化合物的分解，或直接來自含氮工業(yè)廢水。 NOx-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。第15頁/共33頁第十六頁，共33頁。

10、17含磷化合物 磷也是有機物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素。 磷主要來自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場及含磷工業(yè)廢水。 危害：促進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)(shu zh)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。含磷化合物有機磷有機磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無機磷磷酸鹽:正磷酸鹽(PO43-)、磷酸氫鹽(HPO42-) 、 磷酸二氫鹽（H2PO4- ) 、偏磷酸鹽(PO3-)聚合磷酸鹽:焦磷酸鹽(P2O74) 、三磷酸鹽(P3O105-) 、 三磷酸氫鹽(HP3O92-) 第16頁/共33頁第十七頁，共33頁。18生 物 性 指 標生活污水：腸道傳染病、肝

11、炎病毒、SARS、 寄生蟲卵等制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病，影響衛(wèi)生，導(dǎo)致水體缺氧來源及危害 水中細菌總數(shù)反映了水體有機污染程度和受細菌污染的程度。 常以細菌個數(shù)/mL計。 飲用水：100個/ mL 醫(yī)院排水： 500個/ mL細菌總數(shù) 大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。 常以大腸菌群數(shù)/L計。 飲用水：3個/L 城市排水：10000個/L 游泳池： 1000個/L大腸菌群第17頁/共33頁第十八頁，共33頁。19融會貫通(rng hu gun tng)各水質(zhì)指標間的關(guān)系第18頁/共33頁第十九頁，共33頁。

12、20第二節(jié)第二節(jié) 污染物在水體環(huán)境污染物在水體環(huán)境(hunjng)(hunjng)中的遷移與轉(zhuǎn)化中的遷移與轉(zhuǎn)化第19頁/共33頁第二十頁，共33頁。21水體(shu t)的自凈作用 河流的自凈作用是指河水中的污染物質(zhì)(wzh)在河水向下游流動中濃度自然降低的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機制分為三類物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用第20頁/共33頁第二十一頁，共33頁。22污水(w shu)排入河流的混合過程豎向混合階段：污染物排入河流后因分子擴散、湍流擴散、彌散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度與寬度相比較小，所以首先在深度方向上達到濃度分

13、布均勻，從排放口到深度上達到濃度分布均勻的階段稱為豎向混合階段，同時也存在橫向混合作用。橫向混合階段：當深度上達到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過程。經(jīng)過一定距離后污染物在整個橫斷面上達到濃度分布均勻，這一過程稱為橫向混合階段。斷面充分混合后階段：在橫向混合階段后，污染物濃度在橫斷面上處處相等。河水向下游流動的過程中，持久性污染物的濃度將不再變化，非持久性污染物濃度將不斷減少。第21頁/共33頁第二十二頁，共33頁。23水體(shu t)的自凈作用第22頁/共33頁第二十三頁，共33頁。24持久污染物的稀釋(xsh)擴散 當持久性污染物隨污水穩(wěn)態(tài)排入河流后，經(jīng)過混合過程達到充分混合階段(j

14、idun)時，污染物濃度可由質(zhì)量守恒原理得出河流完全混合模式：式中：c排放口下游河水的污染物濃度；cw，Qvw污水的污染物濃度和流量； ch，Qvh上游河水的污染物濃度和流量。wvwhvhvwvhc Qc QcQQ第23頁/共33頁第二十四頁，共33頁。25 河斷面達到充分混合后，污染物濃度受到縱向分散(fnsn)作用和污染物的自身分解作用不斷減小。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，其變化過程可用下式描述：式中：v河水流速； x初始點至下游x斷面處的距離； Mx縱向分散(fnsn)系數(shù)； K污染物分解速度常數(shù)； c0初始點的污染物濃度； cx斷面處的污染物濃度。22ddddxccvMKcxx024exp112

15、xxKMvxccMv非持久性污染物的稀釋(xsh)擴散和降解第24頁/共33頁第二十五頁，共33頁。26水體污染與恢復(fù)第25頁/共33頁第二十六頁，共33頁。27氧垂曲線(qxin)： 水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點后又逐步回升的變化過程(guchng)，稱氧垂曲線。有機物降解(jin ji)：L1LddcKct 1LL0eK tcc1L0(1 e)K txcc氧垂曲線的求解：D2DddcKct第26頁/共33頁第二十七頁，共33頁。28污染物在河流中的擴散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素的影響。河口是指河流進入海洋(hiyng)前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐

16、影響，受漲潮、落潮、平潮時的水位、流向和流速的影響。湖泊水庫的貯水量大，但水流一般比較慢，污染物的稀釋、擴散能力較弱。海洋(hiyng)雖有巨大的自凈能力，但是海灣或海域局部的納污和自凈能力差別很大。污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化受多種因素影響，地下水一旦污染，要恢復(fù)原狀非常困難。污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化(zhunhu)規(guī)律第27頁/共33頁第二十八頁，共33頁。29第三節(jié)第三節(jié) 污污 水水 出出 路路第28頁/共33頁第二十九頁，共33頁。30污水的污水的最終最終(zu zhn)出路出路排放水體工農(nóng)業(yè)利用地下水回灌第29頁/共33頁第三十頁，共33頁。31污水排放水體的限制污水綜合排放標準GB89781996城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準 GB 189182002 海洋水質(zhì)量標準GB3097地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB 38382002 第30頁/共33頁第三十一頁，共33頁。32對人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良