水污染控制与设备运行电子教案教学课件作者110第一章

高职高专系列教材配套电子教案,水污染控制与设备运行,高等教育出版社,高等教育电子音像出版社,主编 郭正,（高职版）,主编 郭正 张宝军,高职高专系列配套电子教案 目录,第一章 概论,第二章 废水的物理处理,第三章 废水的生物处理,第四章 废水的化学处理及深度处理,第五章 污泥处理与处置,第六章 典型污水处理设备设计与运行,第七章 污水生物处理设备设计与运行,第八章 废水处理常用机械设备,第九章 水处理厂常用电气与仪表,第十章 污水处理厂（站）的调试与运行管理,第一章 概论,第一节 水的循环与污染,第二节 水质指标与水环境质量标准,第三节 水体自净作用与水环境容量,知识目标 了解水的循环过程 了解水污染现状了解水体 了解水体自净作用和水环境容量 了解水污染净化的基本原则和方法 能力目标 掌握废水水质指标及污水排放标准,第四节 水污染控制的基本原则和方法,第一节 水的循环与水污染,一、水循环,水循环,第一章 概论,第一章 概论,一、水循环,(一) 自然循环 循环空间：大气圈、生物圈、岩石圈、水圈 循环方式：水分蒸发、水汽输送、凝结降水、水分下渗、径流 特点：不均匀性（空间、时间）,第一节 水的循环与水污染,第一章 概论,第一节 水的循环与水污染,一、水循环,(二) 社会循环 见右图以城市用水循环为例： 给水工程用水废水水污染控制技术排水系统河流给水工程,第一章 概论,第一节 水的循环与水污染,一、水循环,(三) 水循环与地球环境的相互影响,1.水循环使地球上各水体组合成一个连续、统一的水圈，并把地球上四大圈层联立组成相互联系、相互制约的有机整体;,2.水循环使地球上的物质和能量得到传递和输送;,3.水循环使海洋和陆地之间的联系十分紧密;,4.水循环使地球上的水周而复始地补充、消耗和变化，供人们利用，属于可再生资源;,5.环境的变化使水循环的数量、路径、速度也发生变化.,第一章 概论,第一节 水的循环与水污染,二、水污染,自然水体受到来自废水、大气、固体废物中污染物的污染水污染（简单定义） 水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和水体环境容量，从而导致了水体的物理、化学及微生物特性发生变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。 水污染控制的涵义,控制废水水质，不使它对环境造成污染,研究废水对自然水体的污染规律，以便采取措施，保护水体的使用价值,第一章 概论,第一节 水的循环与水污染,三、水中污染物质及危害,(一) 有机污染物,1.耗氧有机污染物 包括糖类、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯类等有机物质。 耗氧有机物没有毒性，但水体耗氧有机物愈多，耗氧也愈多，水质愈差，水体污染愈严重。 危害：水体缺氧，对水生生物中鱼类危害严重。,第一章 概论,由于生活污水，工业废水尤其是农业径流所携带的植物所需要的氮磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，导致藻类及其他浮游生物急剧过量生长，藻类死亡后其分解作用大大降低了水体中溶解氧的含量而形成厌氧条件，使水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡水体富营养化,第一节 水的循环与水污染,三、水中污染物质及危害,(一) 有机污染物,第一章 概论,2.常见的有机毒物 包括酚类化合物、有机氯农药、有机磷农药、增塑剂、多环芳烃、多氯联苯等。,第一节 水的循环与水污染,三、水中污染物质及危害,(一) 有机污染物,(二) 重金属,相对密度大于5或4的金属 五毒金属：汞、镉、铅、铬、砷以及它们的化合物,第一章 概论,第一节 水的循环与水污染,三、水中污染物质及危害,(二) 重金属 水体受重金属污染后产生的毒性特点： 1.水体中重金属离子浓度在0.0110mg/L之间即产生毒性效应; 2.不易被微生物降解,反而可转化为毒性更强的金属有机物; 3.可在水生生物体内大量累积,遗传给后代; 4.可造成慢性中毒.,第一章 概论,第一节 水的循环与水污染,三、水中污染物质及危害,(三) 病原微生物,主要来源城市生活污水、医院污水、垃圾及地表径流等方面。 水质监测中通常规定用细菌总数和大肠杆菌数作为病原微生物污染的间接指标。 病原微生物污染的特点: 数量大，分布广，存活时间长（病毒在自来水中可存活2-288天），繁殖速度快，易产生抗药性。,第一章 概论,第二节 水质指标与水环境质量标准,一、废水的水质指标,物 理 性 指 标,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,生化需氧量（BOD）,反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量 主要污染特性（以mg/L为单位）。 有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为 两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成二氧化碳、 水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所 需的氧量，全部生物氧化需要20100d完成。 实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20为测定的标准温度。,BOD: biological oxygen demand 在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所 需要的氧量（20，5d）。,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,化学需氧量（COD）,常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7 （称 CODCr )和高锰酸 钾KMnO4 (称CODMn 或OC ) 。 酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。 废水中无机的还原性物质同样被氧化。 如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧 量之间应有一定的比例关系：生活污水通常在0.40.5。,COD: chemical oxygen demand 用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂 量折合成氧量（O2）（mg/L）。,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）,TOC: total organism carbon 在950高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体 中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。 测定中应该去除无机碳的含量。,各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条 件基本不变的条件下，BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。,TOD: total oxygen demand 在900950高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物， 包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧 化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。 TOD测定方便而快速。,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,油类污染物,石油类：来源于工业含油污水。 动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。,油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。 油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。 油类污染物进入海洋，改变海水的反射率和减少进入海洋表层的日光 辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定影响。 大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。 石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾类产生 石油臭味，降低水产品的食用价值。 破坏风景区，危害鸟类生活。,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,酚类污染物,酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂 等工业废水。 原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。 酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。 酚浓度达0.10.2mg/L时，鱼肉有酚味。 酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。 酚的毒性可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停 止生长。 酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001mg/L即 有异味，排放标准0.5mg/L ）。 灌溉用水酚浓度超过5mg/L时, 农作物减产甚至枯死。,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,含氮化合物,氮是有机物中除碳以外的一种主要元素，也是微生物生长的重 要元素。 污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。 危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成 水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。,关于氮的几个指标： 有机氮：主要指蛋白质和尿素。 TN：一切含氮化合物以N计量的总称。 TKN： TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。 氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。 NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,生 物 性 指 标,生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、寄生虫卵等 制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等 医院污水：各种病原体 危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧,来源及 危害,第一章 概论,一、废水的水质指标,第二节 水质指标与水环境质量标准,融会贯通各水质指标间的关系,第一章 概论,二、水环境质量标准,第二节 水质指标与水环境质量标准,(一) 水域水质标准,依据人类对水体的使用要求制定的。我国已颁布了地表 水环境质量标准、海水水质标准、农业灌溉水质标准、景观娱乐用水水质标准等。,(二) 排水水质标准,依据水体的环境容量和现代的技术经济条件制定的。排水 水质标准有国际标准，也有地方性和行业性标准。,(GB8978-1996)将排放的污染物按性质分为两类:,第一类污染物 具有长远不良影响,必须在车间或车间处理设施排放口取样分析,第二类污染物 长远影响小于第一类,排放单位的排出口取样分析,第一章 概论,一、水体自净作用,第三节 水体的自净作用与水环境容量,污染物随污水排入水体中，经物理、化学和生物等方面的作用，使污染物的浓度或总量减少，经过一段时间后，受污染的水体将恢复到受污染前状态的现象,水体的自净作用,根据净化机制分为三类,物理净化： 稀释、扩散、沉淀,化学净化： 氧化、还原、分解,生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用,第一章 概论,第三节 水体的自净作用与水环境容量,二、影响水体自净能力的因素,污染物种类和特性,难易降解程度,易被生物化学作用分解或化学作用分解,易在耗氧条件下降解或厌氧条件下降解,浓度的高低程度,水体的水情要素,水温、流量、流速和含沙量等,溶解氧含量,水生生物,其他环境因素,大气污染降尘,太阳辐射,水体本身营养物质含量及比例,底质特征,周围地质地貌,第一章 概论,第三节 水体的自净作用与水环境容量,三、水环境容量,水环境容量是指在人类生产、生存和自然生态不致受到伤害的前提下，水体所能容纳污染物的最大负荷量，又被称为水体负荷量或纳污能力。 从水体稀释、自净的实质来看，水环境容量可分为,稀释容量（差值容量） 水量起决定作用,自净容量（同化容量） 水体的运动特征和污染物的排放 方式起决定作用,第一章 概论,第三节 水体的自净作用与水环境容量,三、水环境容量,从控制污染的角度来看，水环境容量可分为,绝对容量 某一水体所能容纳某污染物的最大负荷量，不受 时间限制,年容量 水体中污染物累计浓度不超过环境标准规定的最 大容许值的前提下，每年水体所能容纳的某种污 染物的最大负荷量，受时间限制，并和水体的本 底量、水质标准及净化能力有关,第一章 概论,第三节 水体的自净作用与水环境容量,四、影响水环境容量的因素,水环境质量标准,水体自净能力,水体自然背景值,污染物的性质及排污点的位置和方式,水量,第一章 概论,第四节 水污染控制