水污染與控制工程環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院胡輝楊家寬Tel027-87542224；E-mail:hqh08@;yjiakuan@環(huán)境工程導(dǎo)論內(nèi)容一、水是生命之源二、水循環(huán)與水污染的產(chǎn)生三、常見的水質(zhì)指標(biāo)－BOD/COD/TN/TP四、常見的污水處理工藝－活性污泥法五、水體污染與富營養(yǎng)化六、常見的供水系統(tǒng)及水質(zhì)安全地球很“渴”，請珍愛每滴水全球淡水資源的比重僅占總水量的2.5％

有70％以上被凍結(jié)在南極和北極的冰蓋中，再加上高山冰川和永凍積雪，全球約有87％的淡水資源難以利用人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分，約占地球總水量的0.26％，而且分布不均目前約11億人無法獲得安全的飲用水每年有310萬人因飲用不潔水患病而死亡到2025年全球可能將有30億人生活在缺水地區(qū)水危機(jī)是中國的最大憂患之一據(jù)統(tǒng)計(jì)，2004年我國人均淡水擁有量居世界88位，不及世界人均水平的1/4，有18個(gè)省、自治區(qū)和直轄市人均水資源低于聯(lián)合國2300m3的標(biāo)準(zhǔn)。世界自然基金會07年3月19日發(fā)表報(bào)告，將長度與水量均為世界第三的長江列入世界可能面臨干涸的10條大河之一。在過去40多年，西北地區(qū)冰川面積約減少了1400km2，雪線上升30-60mm，直接導(dǎo)致部分內(nèi)陸河源頭來水量顯著減少。預(yù)測未來50年西北氣溫可能上升1.9-2.3℃，這將導(dǎo)致冰川面積減少27％,其中面積2km2左右的小冰川將基本或完全消失.

1985年，被稱為黃河“蓄水池”的甘南藏族自治州瑪曲縣湖泊數(shù)量還有4077個(gè)，如今已銳減至1800個(gè)；境內(nèi)27條黃河主要支流中已有11條干涸，另有多條河流則成了季節(jié)河。

水污染嚴(yán)重加劇缺水危機(jī)全國70％的江河水系受到污染，40％基本喪失了使用功能，流經(jīng)城市的河流95％以上受到嚴(yán)重污染世界上污染最嚴(yán)重的20個(gè)城市中中國占了16個(gè)。據(jù)水利部對118個(gè)大中城市調(diào)查，地下水嚴(yán)重污染的占64％。2004年水土流失365萬平方公里，占國土面積的37％，土壤流失量16.22億噸，相當(dāng)于125萬平方公里土地上流失掉1厘米厚土壤?；春恿饔蛟颇侠ッ鞯岢爻Ｓ盟Y源的來源及相應(yīng)污染對象常用水資源來源統(tǒng)計(jì)降水地表水地下水大氣污染的酸雨及酸沉降河流/湖泊/水庫的污染重金屬/難降解有機(jī)污染物《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB/T14848-1993

《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3095-823種來源污染對象控制標(biāo)準(zhǔn)水污染和污水來源1.水體污染的含義指污染物進(jìn)入河流、湖泊、海洋或地下水等水體后，使水體的水質(zhì)和水體沉積物的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值和使用功能的現(xiàn)象。2.水體自凈作用水體能夠在其環(huán)境容量范圍內(nèi)，經(jīng)過水體的物理、化學(xué)和生物作用，使排入的污染物的濃度和毒性隨著時(shí)間的推移，在向下游流動(dòng)的過程中自然降低。3.水環(huán)境容量在滿足環(huán)境要求的情況下，受納水體所能夠容納的最大污染物的量。水污染和污水來源分類污水生活污水工業(yè)污水被污染的雨水石油的泄漏一、物理指標(biāo)1．水溫2．色度3．氣味(表)

4．固體含量

懸浮態(tài):不能通過濾器(濾紙或?yàn)V膜)的固體物質(zhì)

膠體態(tài)；溶解態(tài)三、常見污水的水質(zhì)指標(biāo)二、化學(xué)指標(biāo)1.生物化學(xué)需氧量BOD

在人工條件控制下，水中微生物將有機(jī)物氧化成無機(jī)物所消耗的溶解氧。因5d的生化需氧量占總碳氧化需氧量的70-80%。故用BOD5作為可生物降解有機(jī)物的綜合濃度指標(biāo)。2.化學(xué)需氧量COD

用氧化劑氧化試樣中的無機(jī)還原性物質(zhì)和有機(jī)污染物的一部分或全部時(shí)所需的氧量。用CODCr或CODMn表示。

CODCr

＞

CODMn＞

BOD5三、常見污水的水質(zhì)指標(biāo)二、化學(xué)指標(biāo)3.有機(jī)碳總量(TOC)和總需氧量(TOD)

TOC：指水中溶解態(tài)及懸浮態(tài)等所有有機(jī)污染物的含碳量；

TOD：指當(dāng)有機(jī)物全部被氧化時(shí)，碳被氧化為CO2，氫、氮及硫則被氧化為H2O、NO和SO2等所需全部氧的量。4.酸堿度(pH值)；5.總氮(TN)和總磷(TP)；6.油類污染物。三、生物化學(xué)指標(biāo)1.細(xì)菌總數(shù)2.大腸桿菌群數(shù)：指每升水樣中所含有的大腸菌群的數(shù)目(個(gè)/L計(jì))三、常見污水的水質(zhì)指標(biāo)一、地表水環(huán)境質(zhì)量功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)分級地表水環(huán)境質(zhì)量功能區(qū)分為五類：1.功能區(qū)

I類:源頭水、國家自然保護(hù)區(qū)；

II類:集中式生活飲用水水源地一級保護(hù)區(qū)、珍貴魚類保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵場等；

III類:集中式生活飲用水水源地二級保護(hù)區(qū)、一般魚類保護(hù)及游泳區(qū)；

IV類:一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；

V類:農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)一、地表水環(huán)境質(zhì)量功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)分級2.標(biāo)準(zhǔn)分級對應(yīng)地表水上述五類功能區(qū)，將地表水環(huán)境質(zhì)量基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值分為五類，不同功能類別分別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)值，即一類區(qū)執(zhí)行I級標(biāo)準(zhǔn)；二類區(qū)執(zhí)行II級標(biāo)準(zhǔn)；三類區(qū)執(zhí)行III級標(biāo)準(zhǔn)；IV類區(qū)執(zhí)行IV級標(biāo)準(zhǔn)；V類區(qū)執(zhí)行V級標(biāo)準(zhǔn)。水域功能類別高的區(qū)域執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)值嚴(yán)于水域功能類別低的區(qū)域。3.常規(guī)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)限值

水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鉀指數(shù)、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總氮、總磷地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)項(xiàng)

目分類標(biāo)準(zhǔn)值（GB3838-2002）Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類水溫(℃)人為造成的環(huán)境水溫變化應(yīng)限制在周平均最大溫升≤1，周平均最大溫降≤2PH值(無量綱)90%(或7.5)6～96～96～96～9溶解氧≥飽和率6532高錳酸鹽指數(shù)≤2461015化學(xué)需氧量(COD)≤1515203040BOD5≤334610氨氮(NH3-N)≤0.150.51.01.52.0總磷(以P計(jì))≤0.02(湖、庫0.01)0.1(湖、庫0.025)0.2(湖、庫0.05)0.3(湖、庫0.1)0.4(湖、庫0.2)總氮（湖、庫）≤0.20.51.01.52.0銅≤0．011．01．01．01．0鋅≤0．051．01．02．02．0氟化物(以F-計(jì))≤1．01．01．01．51．5硒

≤0.010.010.010.020.02砷≤0．050．050．050．10．1汞≤0.000050.000050.00010.0010.001鎘≤0.0010.0050.0050.0050.01鉻(六價(jià))≤0.010.050.050.050.1鉛≤0.010.010.050.050.1氰化物≤0.0050.050.20.20.2揮發(fā)酚≤0.0020.0020.0050.010.1石油類≤0.050.050.050.51.0陰離子表面活性劑

≤0.20.20.20.30.3硫化物

≤0.050.10.050.51.0糞大腸菌群（個(gè)/L）

≤2002000100002000040000地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)一、地表水環(huán)境質(zhì)量功能區(qū)的分類和標(biāo)準(zhǔn)分級案例分析

某大型湖泊位于兩個(gè)不同的行政管理區(qū)域，根據(jù)省政府對該水域的中長期規(guī)劃建設(shè)要求，必須對該水域進(jìn)行水環(huán)境容量核算，以確保該水域周邊地區(qū)發(fā)展的需要。其中，該水域的一側(cè)要求的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為三級，以保證生活飲用水和漁業(yè)資源利用的需要，另一側(cè)的水質(zhì)要求之需要滿足工業(yè)生產(chǎn)用水IV類即可。問題：

1.該水域的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如何確定？

2.如何計(jì)算確定該水域的水環(huán)境容量？污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)

適用于現(xiàn)有單位水污染物的排放管理，以及建設(shè)項(xiàng)目的環(huán)境影響評價(jià)、建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)施設(shè)計(jì)、竣工驗(yàn)收及其投產(chǎn)后的排放管理。1．標(biāo)準(zhǔn)分級

①排入Ⅲ類水域和二類海域的污水，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)

②排入Ⅳ、Ⅴ類水域和三類海域的污水，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。

③

排入二級污水處理廠的污水，執(zhí)行三級標(biāo)準(zhǔn)。

④排入未設(shè)置二級污水處理廠的污水，根據(jù)排出水受納水域功能要求，執(zhí)行①和②的規(guī)定。

⑤

Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ類水域中劃定的保護(hù)區(qū)和一類海域。

污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)2．污染物分類

☆第一類污染物，不分行業(yè)和污水排放方式，不分受納水體功能類別，一律在車間排放口采樣，最高允許排放濃度必須達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)要求。?

☆第二類污染物，在排污單位排放口采樣，最高允許排放濃度必須達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)要求。第一類污染物最高允許排放濃度單位：mg/L

序號污染物最高允許排放濃度1總汞0.052烷基汞不得檢出3總鎘0.14總鉻1.55六價(jià)鉻0.56總砷0.57總鉛1.08總鎳1.09苯并(a)芘0.0000310總鈹0.00511總銀0.512總α放射性1Bq/L13總β放射性10Bq/L一、水污染源點(diǎn)源、面源葛店化工集團(tuán)一排污渠造紙廠的污水直接排入了洞庭湖四、常見的污水處理工藝四、常見的污水處理工藝二、基本方法1.按原理分類：☆物理處理法：用物理作用，分離和回收污水中主要呈懸浮狀態(tài)的不溶解性污染物質(zhì)，在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)?！罨瘜W(xué)處理法：向污水中投加某種化學(xué)物質(zhì),利用化學(xué)反應(yīng)分離和回收污水中的污染物,或使其轉(zhuǎn)化為無害物。如中和法、化學(xué)沉淀法、氧化還原法等

☆生物處理法：通過微生物新陳代謝作用，將廢水中部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微生物的細(xì)胞物質(zhì)，另一部分轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)的方法。四、常見的污水處理工藝二、基本方法2.按處理程度分類：☆一級處理:預(yù)處理或稱為物理處理☆二級處理：生物處理：活性污泥法、生物膜法、氧化塘法等☆三級處理深度處理及污水回用四、常見的污水處理工藝三、一級處理對象及設(shè)備1.處理對象

懸浮態(tài)固體污染物（SS）2.一級處理的物理處理法設(shè)備

篩網(wǎng)，格柵，濾池，沉砂池，沉淀池，隔油池，氣浮池，離心機(jī)，漩流分離器四、常見的污水處理工藝三、二級處理的對象和主要構(gòu)筑物1.處理對象膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物;2.處理方法

☆好氧生物方法：在有氧氣存在的情況下，將有機(jī)污染物進(jìn)行分解；

☆厭氧生物方法：在無氧氣存在的情況下，將有機(jī)污染物進(jìn)行分解；3.主要構(gòu)筑物為生物處理法的構(gòu)筑物活性污泥法的曝氣池，氧化塘，生物轉(zhuǎn)盤，生物膜反應(yīng)器，濕地處理系統(tǒng)等。四、常見的污水處理工藝三、二級處理的對象和主要構(gòu)筑物3.主要構(gòu)筑物為好氧生物處理法的構(gòu)筑物

▲活性污泥：由細(xì)菌、原生動(dòng)物等與懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)混雜在一起形成的一種絮狀體顆粒物的總稱?！攸c(diǎn)：①具有很強(qiáng)的吸附能力；②具有很強(qiáng)的氧化、分解有機(jī)物的能力；③具有良好的沉降性能?！钚晕勰喾ǖ臉?gòu)筑物：曝氣池，氧化塘，生物轉(zhuǎn)盤，生物膜反應(yīng)器活性污泥法的工藝流程進(jìn)水回流污泥出水二次沉淀池曝氣池剩余污泥曝氣系統(tǒng)圖

傳統(tǒng)活性污泥工藝基本流程三、三級處理的對象和主要方法1.三級處理處理對象進(jìn)一步去除污水中難降解的有機(jī)物質(zhì)、磷、氮等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物質(zhì)。以及某種特殊的污染物質(zhì)，如除鐵、除錳、除氟等。2.常用方法生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法、電滲析法等。四、常見的污水處理工藝四、土地處理系統(tǒng)和主要方法1.污水土地處理系統(tǒng)

在人工控制條件下，將污水投配在土地上，通過土壤—植物系統(tǒng)，進(jìn)行一系列物理、化學(xué)和生物凈化過程，使污水得到凈化的一種工藝。2.污水土地處理系統(tǒng)的組成

a.污水的預(yù)處理設(shè)備和污水的調(diào)節(jié)、貯存設(shè)備；

b.污水的輸送、配布與控制系統(tǒng)與設(shè)備；

c.土地凈化田和凈化水的收集、利用系統(tǒng)。四、常見的污水處理工藝四、土地處理系統(tǒng)和主要方法3．凈化作用機(jī)理

1)物理過濾:懸浮物、病原體.2)物理吸附與物理化學(xué)吸附:N、P、重金屬.3)化學(xué)反應(yīng)與化學(xué)沉淀:N、P、重金屬.4)微生物代謝作用下的有機(jī)物分解:BOD.4．土地處理基本工藝

慢速滲濾系統(tǒng)、快速滲濾系統(tǒng)

地表漫流處理系統(tǒng)、濕地處理系統(tǒng)四、常見的污水處理工藝四、土地處理系統(tǒng)和主要方法5．濕地處理系統(tǒng)

將污水投放到土壤經(jīng)常處水飽和狀態(tài)，且生長有蘆葦、香蒲等沼澤地上，在污水沿一定方向流動(dòng)中，在耐水植物和土壤聯(lián)合作用下，污水得到凈化的工藝。種類a.天然濕地系統(tǒng)

b.自由水面人工濕地

c.人工潛流濕地處理系統(tǒng)四、常見的污水處理工藝系統(tǒng)進(jìn)水與出水水質(zhì)比較四、常見的污水處理工藝四、土地處理系統(tǒng)和主要方法5．濕地處理系統(tǒng)

甘坑村位于深圳龍崗區(qū)布吉鎮(zhèn)，甘坑水庫--平湖鎮(zhèn)飲用水源上游。鑒于甘坑河及甘坑水庫水質(zhì)日趨惡化，深圳環(huán)保局籌集資金，建立了甘坑人工濕地污水處理工程，處理規(guī)模為16000噸/天、處理水為生活污水、少量工業(yè)污水和雨水的混合水，其進(jìn)水水質(zhì)相對較好。該工程2003年7月完成施工，目前該工程運(yùn)行情況良好。五、水體污染與富營養(yǎng)化一、水體的富營養(yǎng)化是指由于氮、磷等植物營養(yǎng)物的排入引起水體中藻類大量繁殖的現(xiàn)象?！畎l(fā)生場所湖泊、水庫、河口和港灣等水流較緩的區(qū)域；一般來說，總磷和無機(jī)氮分別為20mg/m3和300mg/m3，就可以認(rèn)為水體已處于富營養(yǎng)化的狀態(tài)。二、水華現(xiàn)象

湖泊、水庫等淡水區(qū)域水體富營養(yǎng)化主要表現(xiàn)為綠藻和藍(lán)藻的大量生長，也稱水華現(xiàn)象。三、赤潮現(xiàn)象

在河口、海灣等區(qū)域的水體富營養(yǎng)化會導(dǎo)致紅藻等藻類的大量繁殖，也稱為赤潮現(xiàn)象。五、水環(huán)境污染防治管理一.水環(huán)境污染防治管理措施

管理內(nèi)容1．法律、法規(guī)和行政規(guī)章《中華人民共和國水污染防治法》（1984）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》