• / 102
  • 下载费用:16 金币  

第二章水资源及水污染

关 键 词:
第二章水资源与水污染 第二章 水污染 第二章水污染
资源描述:
人类面临的主要环境问题 • 全球气候变暖(温室气体:CO2、CH4、NOX、 O3 、氟氯烃) • 臭氧空洞 • 酸雨污染 • 水资源危机(水资源短缺) • 土地荒漠化 • 生物多样性锐减 • ………. 空气污染 • 你可曾仰望过 • 如此璀璨的星空…… • 如此蔚蓝的天…… 而现实…… 水污染和资源匮乏 • 你可曾见过 • 如此明净 • 如此欢畅流淌的水…… 人口爆炸 • 你可曾享受过 • 如此醉人的静谧和安宁…… 而现实… 物种灭绝 • 你可曾赞叹过 • 如此曼妙的生灵…… 野生动物买卖 人类对自然的任何一次改 造,自然都报复了我们。 ——恩格斯 那我们的世界是否没有希望了? 第二章 水环境保护与污染控 制工程 内容提要 • 一、水资源概况 • 二、水污染状况及来源 • 三、水污染控制技术 一、全球及中国天然水资源 • 地球上的水总储量为13.8亿km3,海水 97.3%,淡水仅占2.7%。 • 在2.7%的淡水中又有77.2%为凝固态水-冰 ,储存在极地和高山,难以利用。 • 只有大约22.8%存在于湖泊、河流和地下等 。人类可直接利用的占总储量的0.3%。 可供人类 直接使用 全球水资源近况 • 近20年来世界年用水量以4%速度递增,现 在全世界的淡水使用量是50年前的4倍。 • • 世界上已有近60%的陆地面积、占世界总 人口∼40%的80个国家和地区严重缺水,潜 在的缺水危机十分严峻。 •目前,水资源严重缺乏已成为当前最突出 的全球性环境问题之一。 。 • 中东地区具有世界 上最丰富的石油矿 藏,但淡水资源奇 缺,许多国家内没 有大流量的江河湖 泊,年降雨量不足 160 mm, 2/3地区 <100mm, 66%国 家水资源来自邻国 ,水资源受制于人 ,国际冲突不断 底格里斯河 幼发拉底河 黎巴嫩 我国水资源的特点 • 中国水资源总量为2.8万亿m3,居世界第六 ;但人均年水量只有2260多m3,在世界排 第128位,约占世界平均水平1/4∼1/5。目前 中国缺水在千亿m3以上。已成为世界上13 个贫水国家之一。 淡水资源分布不均衡 • 地域、季节、年季分配失调,干旱洪涝交 替。 • • 长江流域及其以南地区水占总量的80%, 耕地仅占36%,淮河以北正好相反。 • • 5∼9月暴雨成灾,利用困难;少雨季节又 严重缺水,造成干旱。 浪费惊人---中国用水与国外比较 中国发达国家 农业灌溉占总水量70%20%多 农业灌溉用水利用 率 <40%80∼90% 每m3水生产粮食1kg>2kg 工业用水占总水量20%多 工业用水利用率40%75∼85% 万元产值消耗水225 m3100 m3 自然循环与社会循环 自然循环 水气输送 自然循环 排水 工程 生活用水 工业用水 农业用水 给水 工程 社会循环 质 与 量 给水工程 取水工程――给水处理――输配水 •针对不同的水源水水质特点(源) •满足工农业和生活对水质与水量的要求(用户) • 水质标准 • 不断有新的要求出现 排水工程 • 废水收集(来源于生活、工业和农业 )――废水处理――排放或回用 悬浮物 有机物 卫生学 毒理学… 污水排放或 回用标准 (不断有新 的要求) 二、水污染物以及来源 • 太湖美, • 美就美在太湖水, • 水边芦苇青, • 水底鱼虾肥。 • 太湖如今风光不再 ! 广东北江变红河水 水污染定义 水污染:水体因某种物质的介入而导致 其物理、化学、生物或者放射性等方 面特性的改变,从而影响水的有效利 用,危害人体健康或破坏生态环境, 造成水质恶化的现象。 水中的主要污染物 • 水体污染源有多种,不同污染源排放的污 水废水具有不同的成分和性质,但所含污 染物主要有以下几类: • 悬浮物,耗氧有机物,植物性营养物 ,重金属,酸碱污染,石油类,难降 解有机物,放射性物质,热污染。 1. 悬浮物 • 悬浮物主要指悬浮在水中的污染物 质,包括无机的泥沙、炉渣、铁屑 以及有机的纸片、菜叶等。 排入水体后会使水体变得浑浊,影响水生 植物的光合作用以外,还会吸附有机毒物 重金属农药等,形成危害更大的复合污染 物沉入水底,日久后形成淤积,会妨碍水 上交通或减少水库容量,增加挖泥负担。 2. 耗氧有机物 • 耗氧有机物:生活污水和和某些工业废水中含有 糖、蛋白质、氨基酸、脂类、纤维素等有机物质 ,以悬浮状态或溶解状态存在于水中,在微生物 作用下分解成无机物,同时消耗氧气,使水中溶 解氧减少,微生物大量繁殖。 • • 溶解氧<4mg/L,严重影响鱼类和微生物生存, 溶解氧=0mg/L,厌氧微生物占优势,水体变黑发 臭,不能作为饮用水源和其他用途。 • • 水中耗氧有机物成分复杂,种类繁多,要分别测 量其含量是很困难的。一般用综合指标来表示其 含量: 水质污染的综合指标 • ⑴ 化学需氧量(COD)是指在一定条件下,水中 各种有机物与外加的强氧化剂作用时所消耗的氧 化剂量,以氧量(mg/L)计。一般用K2CrO7。 • ⑵ 生化需氧量(BOD) 表示在有氧条件下,当 温度为20℃时由于微生物(主要是细菌)的活动 ,使可降解的有机物氧化达到稳定状态时所需的 氧量。BOD以单位体积污(废)水所消耗的氧量 表示,越高,表示水中有机物含量越多。清洁水 体中BOD5含量应低于3 mg/L, BOD5含量超过 10 mg/L表明水体已经受到严重污染。 • ⑶ 总需氧量(TOD):有机物主要元素是C 、H 、O 、N 、S等。在高温下燃烧后,将分别产生 CO2 、H2O 、NO2和SO2,所消耗的氧量称为 总需氧量。TOD的值一般大于COD的值。TOD在 水质分析中应用较少。 • ⑷ 总有机碳(TOC):TOC是近年来发展起来的一 种水质快速测定新方法,是以碳的含量表示水体 中有机物质总量的综合指标。通过测定废水中的 总有机碳量可以表示水中有机物的含量。 3. 植物性营养物 • 富营养化污染:主要是指含有氮磷等植物 所需营养物的无机有机化合物,如氨、氮 、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、含氮和磷 的有机化合物。这些污染物排入水体,特 别是流动较缓慢的湖泊海湾,容易引起水 中藻类及其他浮游生物大量繁殖,形成富 营养化污染。造成饮用水异味,水中溶解 氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊 的干凅灭亡。 • 成分:氮、磷 • 来源:生活污水(含磷洗涤剂),农业化 肥,磷矿排水等。 • 缓流水体(湖泊,水库,内海等)的富营 养化, 赤潮 • 滇池容颜被毁,蓝藻 似油漆 4.重金属毒物和非金属毒物 • 成分:汞,镉,铅,镍等12类重金属 • 来源:金属冶炼,矿山,电镀。 • 通过食物链富集,蓄积,进入人体,不易排泄,沉 在底泥和土壤中。 • 汞进入水体→甲基汞→人脑累积→破坏神经。(如 1956年日本水俣病,猫舞蹈症) • 镉进入人体累积在肝和肾→骨质疏松→全身疼痛→ 骨节变形,心血管病。(骨痛病,1931,富山县) •非金属毒物:砷、硒、氟、硫、氰、亚硝酸根等。 • 如砷中毒时能引起中枢神经紊乱,诱发皮肤癌等。 亚硝酸盐在人体内还能与仲胺生成亚硝胺,具有强 烈的致病作用 5. 难降解有机物质 • 难以被微生物降解的有机物,多为人工合 成有机物。主要有酚类化合物、有机农药 (DDT 、有机氯、有机磷、有机汞等) 、 聚氯联苯(PCB) 、多环芳烃等。种类多, 难降解,主要特点是能在水中长期稳定 地存留,半衰期长,毒性很大。并通过 食物链富集最后进入人体。大多是较强的 三致物质:致癌、致畸、致突变,对人类 的健康构成了极大的威胁。 6. 酸碱污染物 • 酸碱污染物排入水体,会使水体pH发 生变化,破坏水的自然缓冲作用,水 体pH<6.5或pH>8.5时,抑制水中微 生物生长,减弱水体自净能力,腐蚀 船只及水上建筑,破坏土壤理化性质 ,影响农作物生长,提高水硬度,对 工农业生产产生不良影响。 7. 其他污染物 • 石油类:含石油废水进入水体后会负载水 面并迅速扩散,形成油膜,妨害鱼类生长 并危害人体健康。 • 放射性物质:主要来自核工业及相关部门 ,能从水中或土壤中转移到生物,蔬菜或 其他食物中,并发生浓缩和富集进入人体 ,对人体造成伤害,如血癌,白血病。 • 热污染:废水排放引起水温升高称热污染 (低于5度或大于40度)。使水中溶解氧减 少,降低水自净能力以及污水处理效果。 • 病原体:生活污水、医院污水含有许多方 面病原体,传染各种疾病。 水污染的主要来源 • 点源污染:包括生活污水,主要为悬浮态和 溶解态有机物,BOD5在200~400mg/L之间 。工业废水,成分复杂,浓度大,不易净化 ,常带有颜色和气味,有些废水温度高。 • 面源污染:又称非点源污染,主要指农田灌 溉水形成的径流,农村无组织排放的废水, 地面径流。含有大量有机物,病源体,悬浮 物,化肥,农药等。含有大量氮磷等营养物 质和有毒的农药。大气中含有的污染物随降 水进入地表水体,如酸雨,也是面源污染。 水质指标 • 定义:水样中除水分子外所含杂质的种类 和数量或浓度。 • 天然水的水质指标可分为物理、化学、生 物、放射性四类。常用的水质指标有数十 项。 水质指标内容 • 物理指标:温度、臭和味、颜色、浊度、 透明度、残渣。 • •化学指标:电导率、pH 、氧化还原电位、 硬度、碱度。各种无毒和有毒金属离子、 各种阴离子、氨氮、COD 、BOD 、TOC 、溶解性气体(O2,CO2)、洗涤剂、石油 … • • 生物指标: 细菌总数、大肠杆菌、藻类。 • • 放射性指标:总α 、总β 、铀镭钍等。 水污染防止战略对策与保障措施 • 尽快实现从末端治理向源头控制的战略转 移,大力推行清洁生产。 • 加快城市废水处理厂的建设步伐,实施废 水资源化 。 • 从单纯的点污染源治理转向点源、内源和 面源的流域综合综合治理 。 • 切实保护饮用水源地,提高饮用水安全性 。 水资源保护和再利用 水资源保护 再利用水 点源控制 面源控制 污水 雨水 人工强化处理方法 生物和生态方法 减轻对水体的污染 减少新鲜水用水量 增加有效水资源量 水资源可持续发展 2006-5-31 三、水污染控制技术 污水处理系统 臭气 污水 格栅 调节与 沉淀池 生物处理 设备 二沉 池 消 毒 出水 污泥 臭气 污泥处理设备污泥利用 2006-5-31 污水中悬浮物的去除技术 • 设备: 格栅(城市污水),筛网 、筛滤机(工业污水) • 构筑物:沉砂池,沉淀池 悬浮污染物的去除技术(沉淀池) 2006-5-31 2006-5-31 幅流式沉淀池 • φ=20-30m,φ16m •适用于大水量,但占地大,机械维修, •配水条件差 污水中有机污染物的去除技术 • 生物处理技术 • •好氧生物处理技术 • •厌氧生物处理技术 • •自然生物处理技术 2006-5-31 活性污泥 生物处理技术的原理 氧化沟工艺 2006-5-31 氧化沟的曝气转刷和转盘 2006-5-31 膜分离技术 • 微滤:(微孔过滤)可分离、截留直径为0.05μm 到10μm的粒子 • 超滤:可分离分子量从1000~1,000,000道尔顿的 可溶性大分子物质,对应孔径为20~500埃。( 0.002μm ~ 0.05μm)。 • 纳滤:膜孔径小于20埃,水处理中除硬度,分子 量为 100~1000左右有机物分子浓缩或脱除 • 反渗透:在高于溶液渗透压的压力作用下,只有 溶液中的水透过膜,而所有大分子、小分子有机 物及无机盐全被截留住。用于苦咸水、海水化, 超纯水制备. 溶液产生渗透压 • 渗透(微滤)现象:将蔗糖溶液与水(纯 溶剂)用半透膜隔开(示意图1) • 不久可见蔗糖溶液液面不断上升,说明水分子不断 透过半透膜进入溶液中。我们把溶剂水分子透过半 透膜进入溶液的自发过程称为渗透。不同浓度的两 溶液用半透膜隔开时,都有渗透现象发生。 • 由于蔗糖分子不能透过半透膜,而溶剂水分子却可 以自由通过。膜两侧单位体积内溶剂分子数目不等 ,单位时间内由纯溶剂进入溶液中的水分子数目比 蔗糖溶液进入纯溶剂中的数目多。其净结果使蔗糖 溶液一侧液面升高,溶液的浓度降低(示意图2) 渗透现象 • 渗透产生的条件: • ①有半透膜存在 • ②膜两侧溶液存在浓度差 • 渗透的方向: • 溶剂分子从①纯溶剂流向溶液 • ②稀溶液流向浓溶液 溶液产生渗透压 • 溶液体积逐渐增大,液面不断上升,产生的液体压 力逐渐增大,使溶液中的溶剂分子在单位时间内透 过半透膜的数目增多。当液面上升到一定高度,增 加的液体压力就会抵消由于单位体积内溶剂分子数 目不等而造成的渗透现象。此时单位时间内从半透 膜两侧透过的溶剂分子数目相等,溶液液面不再上 升,体系达到渗透平衡 • 为使渗透现象不发生,必须在液面上施加一个额外 压力(示意图)。为维持只允许溶剂分子通过的膜 所隔开的溶液与纯溶剂之间的渗透平衡而需要的超 额压力,定义为渗透压。 • 反渗透:如果在溶液的一侧施加一个大于 渗透压的外压力,则溶剂由溶液一侧通过 半透膜向纯溶剂或低浓度方向渗透。反渗 透法为海水淡化和废水处理提供了一个重 要方法。 海水淡化示意图溶液 纯水 П= cB×R×T 自然生物处理技术 氧化塘 河水自净的人 工强化 地下渗滤系统 土壤净化的人工 强化 2006-5-31 强化人工湿地 植 物 , 土 壤 , 水 2006-5-31 2006-5-31 消 毒 (Disinfection) 一、定义 • 将水体中病原微生物(pathogenic organisms)灭活,使之减少到可以接 受的程度。 • •人体内致病微生物主要包括:病菌 (bacteria)、原生动物胞囊(protozoan oocysts andcysts)、病毒( viruses)(如传染性肝炎病毒、脑膜 炎病毒)等。 • •消毒与灭菌(sterilization)不同:灭 菌是消灭所有活生物。 • 评价指标(生活饮用水卫生规范,卫生部, 2001.6) • 细菌总数:100个/mL • •总大肠菌群:每100mL水样中不得检出 • •粪大肠菌群:每100mL水样中不得检出 常用消毒方法 氯消毒(包括二氧化氯、氯胺、次氯酸钠、 漂白粉等) • 臭氧消毒 • 紫外消毒 • 电化学消毒 污水再生利用(污水资源化) • 城市污水是城市稳定的淡水资源,污水再 生利用: • 减少了城市对自然水的需求量 • 削减了对水环境的污染负荷 • 减弱了对水自然循环的干扰,是维持健康 水循环的措施 • 与开发其它水资源相比,在经济上有优势 污水的再生利用(废水资源化) 再生利用目标 回 灌 地 下 工 业 回 用 农 业 回 用 市 政 杂 用 景 观 回 用 2006-5-31 国外污水资源化状况-1 • 以色列在污水净化和回收利用方面,始终处于世 界领先地位,污水回用于灌溉、工业企业、市民 冲厕、河流复苏等。目前,100%的生活污水和 72%的城市污水得到回用。有200多个污水回用 工程,再生水42%用于农业灌溉,30%回灌地下 ,其余用于工业和市政建设等。全国的127座污 水库与其他水源联合控制,统一使用。回灌地下 的再抽出至管网系统,输送到南部地区,最南部 地区甚至将它作为饮用水源。 • 污水的再生成本大约是海水淡化的1/3~l/5,这种 经济性使人们认识到必须优先利用污水。 国外污水资源化状况-2 • 日本从1985年—1996年用再生水复活了 150余条城市小河流,给沿河市区带来了风 情景观。1996年日本有162处污水厂有再生 水设备,再生水利用量为48×104 m3/d。 利用再生污水冲刷厕所、作冷却水、浇花 园和草地、冲洗马路和汽车或作景观、消 防用水,获得了显著成效。 污水的再生利用 2006-5-31 • 问题? • 1 政策问题 • 2 经济问题 • 3 技术问题 •高效经济的技术开发 •安全性的保障技术 •毒理学的安全 •卫生学的安全
展开阅读全文
  麦档网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:第二章水资源及水污染
链接地址:https://www.maidoc.com/p-15676258.html

当前资源信息

0****

编号: 20180816110806768647

类型: 共享资源

格式: PPT

大小: 61.71MB

上传时间: 2019-11-07

关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

[email protected] 2018-2020 maidoc.com版权所有  文库上传用户QQ群:3303921 

麦档网为“文档C2C模式”,即用户上传的文档所得金币直接给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的金币归上传人(含作者)所有。
备案号:蜀ICP备17040478号-3  
川公网安备:51019002001290号 


收起
展开