水污染控制工程：第2章_水體污染與自凈

1、第 2 章 水體污染與自凈2.1 水體污染及其危害一、水體的正常生物循環(huán) 水體就是自然水域，它包括河流、湖泊、海洋和地下水等，水體是自然環(huán)境的重要組成部分，也是其中非?；钴S的部分。 1、生態(tài)系統(tǒng)食物鏈 2、水體的自凈 許多年來(lái)，人類就是利用水體的這種正常的生物循環(huán)來(lái)處理生活污水和工業(yè)廢水的，稱之為水體的自凈。 3、水體的自凈容量 在水體正常的生物循環(huán)中能夠處理廢物的最大數(shù)量，稱為。 廢水負(fù)荷（或污染物量） 水體自凈容量 水體正常的生物循環(huán)遭到破壞，水體受到污染二、水體污染 1、懸浮物污染 2、油污染 3、有毒物質(zhì)污染 4、有機(jī)物污染 5、熱污染 6、放射性污染 7、重金屬污染 2.2 水體自凈

2、的基本規(guī)律 河流的自凈作用是指河水中的污染物質(zhì)在河水向下游流動(dòng)中濃度自然降低的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機(jī)制分為三類物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用一、水體對(duì)污水的稀釋（物理凈化） 1、稀釋機(jī)理 推流（對(duì)流，平流等） 擴(kuò)散（分子擴(kuò)散、紊流擴(kuò)散、彌散） 沉淀與揮發(fā) 2、影響混合的因素（水質(zhì)模型） 稀釋度（ nQ河/q） 污水排放口的形式（點(diǎn)源、面源） 河流的水文條件（河流的深度、河床形狀、水流 速度、是否有急流等）3、稀釋度（ nQ河/q） ： 表示污水被稀釋的程度 4、河流斷面上污染物濃度的計(jì)算方法二、水體的化學(xué)凈化作用 是指污染物質(zhì)由于中和、

3、氧化、還原、分解等作用而使水體污染物質(zhì)濃度降低的過(guò)程。1、氧化還原（溶解氧） 2、酸堿反應(yīng)3、吸附與凝聚三、水體的生物化學(xué)自凈1、生化自凈的概念 廢水排入水體后，廢水中的有機(jī)物在好氧條件下被好氧性微生物氧化分解，逐漸變?yōu)闊o(wú)機(jī)物質(zhì)，這一過(guò)程稱為2、生化自凈的過(guò)程3、反映生化自凈過(guò)程的指標(biāo) 水體中溶解氧的含量 溶解氧的消耗 溶解氧的補(bǔ)充 河流中BOD變化曲線 河流中DO變化曲線（氧垂曲線） 菲里普斯方程水體中無(wú)機(jī)氮的形態(tài) 有機(jī)氮氨氮亞硝酸鹽氮硝酸鹽氮氮?dú)?水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點(diǎn)后又逐步回升的變化過(guò)程，稱氧垂曲線。菲里普斯方程的工程意義用于分析受有機(jī)物污染的河水中溶解氧的變

4、化動(dòng)態(tài)，推求河流的自凈過(guò)程及其環(huán)境容量，進(jìn)而確定可排入河流的有機(jī)物最大限量。推算確定最大缺氧點(diǎn)即氧垂點(diǎn)的位置及到達(dá)時(shí)間，并依此制定河流水體防護(hù)措施。四、水體中細(xì)菌的死亡1、有機(jī)物的無(wú)機(jī)化，細(xì)菌賴以生存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少。2、水溫、日照等物理因素的影響；水溫不適合，細(xì)菌 就會(huì)逐漸死亡，日光有殺菌能力。3、pH、有毒物質(zhì)等化學(xué)因素的影響。4、生物吞食；水中某些生物吞食細(xì)菌，使細(xì)菌數(shù)目逐漸 減少。2.3 水環(huán)境保護(hù) 水環(huán)境保護(hù)有量和質(zhì)兩個(gè)方面。以水質(zhì)保護(hù)為主。一、水體水質(zhì)評(píng)價(jià) 1、現(xiàn)狀評(píng)價(jià) 綜合污染指數(shù)（K）法 水質(zhì)質(zhì)量系數(shù)（P）法 2、預(yù)斷評(píng)價(jià) 是指人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)可能產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)先的 斷定和評(píng)價(jià)。

5、二、水環(huán)境容量（水體納污能力） 是指在滿足水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的條件下，水體所能接納的最大允許污染物負(fù)荷量。W = f（C0，CN，x，Q，q，t）式中： W 水環(huán)境容量； C0 河水中污染物的原有濃度，mg/L； CN 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，見附錄10，mg/L；x，Q，q，t 表示距離，河流流量，排放污水量和時(shí)間。三、我國(guó)水環(huán)境法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)1、我國(guó)的環(huán)境保護(hù)立法 1979年 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法（試行） 1989年 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法 我國(guó)環(huán)境保護(hù)法律有縱向體系與橫向體系之分。 圖2-23（縱向?qū)哟危﹫D2-24（橫向?qū)哟危㏄512、我國(guó)水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）

6、污水排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）2.4 污水處理和利用的基本方法及系統(tǒng)一、解決污水問(wèn)題的原則 1、力求革新生產(chǎn)工藝條件，減少?gòu)U水排放量和降低 排放濃度； 2、必須考慮廢水的綜合利用，變“廢”為寶； 3、必須從全局出發(fā)，對(duì)廢水進(jìn)行妥善處理； 4、經(jīng)濟(jì)合理的選擇廢水處理和利用的方案。二、污水的綜合利用1、實(shí)行綜合利用的原因及目的 對(duì)濃度較高的廢水 工業(yè)廢水中的雜質(zhì)，有的是副產(chǎn)品 工業(yè)廢水中的物質(zhì)，有的可以作為原料進(jìn)行生產(chǎn) 工業(yè)廢水本身可以循序使用和循環(huán)使用2、綜合利用的方式 對(duì)于城市污水： 污泥利用 灌溉和養(yǎng)殖 作為工業(yè)用水的水源 補(bǔ)充地下水 對(duì)于工業(yè)廢水： 回收物質(zhì) 用作原料 循序使用 循

7、環(huán)使用對(duì)人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為使用者和公眾所接受回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行，操作簡(jiǎn)便價(jià)格應(yīng)比自來(lái)水低廉應(yīng)有安全使用的保障污水回用應(yīng)滿足的要求城市污水回用的幾個(gè)方面城市生活用水和市政用水農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)地下水回灌其他方面工 業(yè)城 市綠地灌 溉供 水市政與建筑用水城 市 景 觀工 藝生產(chǎn)用 水冷 卻 用 水鍋 爐 補(bǔ) 充 水其 他 雜 用 水三、污水處理的基本方法1、物理處理法 利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。 通常包括： 篩濾法、重力分離法（沉淀與上?。?、 離心分離法、過(guò)濾法等 2、化學(xué)處理法 利用化學(xué)反應(yīng)的作用，分離回收污水中處于各種形態(tài)的污染物質(zhì)（包括懸浮物、膠體、溶解物質(zhì)等）。 通常包括： 中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法、 臭氧氧化法等3、物理化學(xué)處理法 利用化學(xué)反應(yīng)的作用，分離污水中處于各種形態(tài)的污染物質(zhì)，然后去除相應(yīng)的生成物的方法。 通常包括： 混凝處理法、吸附法、氣浮法等。4、生物處理法 利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化