《水体污染及防治方法》
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水体污染及其防治
一、水资源 二、水质指标与水质标准 三、水污染与水体自净 四、水体污染防治途径 五、污水处理技术
第一节 水资源
一 水资源分布 二 水循环 三 我国水资源特征与利用
的问题
一 水资源分布
海洋
97.41%
2.59%
冰帽和 冰河 1.984%
地下水 0.592%
生物体 0.0001%
冰流0.0001%
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； KN： TN中的有机氮和氨氮 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
含磷化合物
磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的 重要元素 磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷 工业废水 危害： 促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡； 水质迅速恶化，危害水产资源。
有机磷
含磷化合物
无机磷
表示耗氧有机物指标
生物化学需氧量BOD 化学需氧量COD 总有机碳TOC 总需氧量TOD
生化需氧量（BOD）
BOD: biological oxygen demand
在规定条件下微生物氧化分解污水中有机物所需要
有
的氧量（20℃，5d）。
机
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、
物
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20~100d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。
响、用水浪费、水污染
我国的水资源现状
①年降水量约为60000m3 相当于全球降水量的 5%，居世界第三位；
② 我国多年平均河川径流量为27225×108 m3。 ③多年地下水资源量8288 m3 以上三项合计，全国水资源总量28124×108 m3，居世界第六位。 人均水资源量 2700 m3 ，不及世界平均值1/4 。
大气中的水蒸 气0.001%
土壤含水0.005%
全球总贮水量估计为13.9亿立方千米 其中淡水总量仅为0.36亿立方干米 除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%
二 水循环
二 水循环
地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互作用 下，水分通过蒸发、降水、渗透及径流，水分不断循环 往复。 作用：
第二节 水质指标与水质标准
◈水质，即水的品质，是指水与其中所含杂质 共同表现出来的物理学，化学和生物学的综合特 性。通常用水质指标来衡量水质的好坏。
◈水质指标分为三大类：物理性水质指标、化
学性水质指标、生物学水质指标。
一、水质指标
物理指标：温度、色度、臭味、矿化度、浑浊度、透明度、
总残渣、过滤性残渣、非过滤性残渣、电导率等
TOD测定方便而快速。
有机碳量
需氧量
TOC
TOD CODcr BODL BOD5 CODMn
污水有机物指标之间的关系
生物性指标
来源及 危害
细菌总数
生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、 寄生虫卵等
化学需氧量（COD）
COD: chemical oxygen demand •用强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾），在酸性条件下，将
有 •有机物氧化成二氧化碳与水所消耗的氧量（O2）（mg/L）
常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7 （称 CODCr )和
机
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。
溶解物质
悬浮固体物质
2、化学性水质指标
◈ 无机物指标 包括pH、溶解氧、碱度、硬度、 各种阳离子、各种阴离子、总含盐量等。
◈ 有机物指标 包括各种有机物指标，如化学 需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量 （TOD）等。
溶解氧（DO） 溶于水中自由状态氧分子的量。 水体中的溶解氧的来源 :
天
然 水
化学指标：pH值、总硬度、金属离子、酸根离子
生物指标：细菌总数、大肠杆菌
水质分析指标
温度 物
理
色度
性
嗅和味 指
标 固体物质
工业废水 常引起水 体热污染
造成水中溶解氧减少
加速耗氧反应，最终导 致水体缺氧或水质恶化
感官性指标，水的色度来源 于金属化合物或有机化合物
感官性指标，水的异臭来源于 还原性硫和氮的化合物、挥发 性有机物和氯气等污染物质
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
物 化需氧量之理
生活污水通常在0.4~0.5。
总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）
TOC: total organism carbon
有
在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后
一是由大气中的氧通过扩散方式补给，这是水 中溶解氧的主要来源； 二是水生植物的光合作用也放出氧。
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 污水中氮有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、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，形成水花、赤潮； 引起鱼类死亡，水质迅速恶化。
热量输送、调节气候
三 我国水资源特征与利用
1. 水资源： 广义：地球上各种形态的水 狭义：可供人们经常取用的水量，在大陆上由
大气降水补给的各种地表水，浅层地下水的储 量和动态水量组成。
三 我国水资源特征与利用的问题
2.主要问题 人均、亩均水量低于世界水平 分布不均：地区、时间 水量变化大、可利用水少 水土流失严重，许多河流含沙量大 水资源开发中存在问题：水利对水文的影
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。
机
TOD: total oxygen demand
物
在900~950℃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）。
一、水资源 二、水质指标与水质标准 三、水污染与水体自净 四、水体污染防治途径 五、污水处理技术
第一节 水资源
一 水资源分布 二 水循环 三 我国水资源特征与利用
的问题
一 水资源分布
海洋
97.41%
2.59%
冰帽和 冰河 1.984%
地下水 0.592%
生物体 0.0001%
冰流0.0001%
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； KN： TN中的有机氮和氨氮 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
含磷化合物
磷也是有机物中的一种主要元素，是仅次于氮的微生物生长的 重要元素 磷主要来自：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷 工业废水 危害： 促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡； 水质迅速恶化，危害水产资源。
有机磷
含磷化合物
无机磷
表示耗氧有机物指标
生物化学需氧量BOD 化学需氧量COD 总有机碳TOC 总需氧量TOD
生化需氧量（BOD）
BOD: biological oxygen demand
在规定条件下微生物氧化分解污水中有机物所需要
有
的氧量（20℃，5d）。
机
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、
物
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20~100d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。
响、用水浪费、水污染
我国的水资源现状
①年降水量约为60000m3 相当于全球降水量的 5%，居世界第三位；
② 我国多年平均河川径流量为27225×108 m3。 ③多年地下水资源量8288 m3 以上三项合计，全国水资源总量28124×108 m3，居世界第六位。 人均水资源量 2700 m3 ，不及世界平均值1/4 。
大气中的水蒸 气0.001%
土壤含水0.005%
全球总贮水量估计为13.9亿立方千米 其中淡水总量仅为0.36亿立方干米 除冰川和冰帽外，可利用的淡水总量不足世界总贮水量的1%
二 水循环
二 水循环
地球表面的水在太阳辐射能和地心引力的相互作用 下，水分通过蒸发、降水、渗透及径流，水分不断循环 往复。 作用：
第二节 水质指标与水质标准
◈水质，即水的品质，是指水与其中所含杂质 共同表现出来的物理学，化学和生物学的综合特 性。通常用水质指标来衡量水质的好坏。
◈水质指标分为三大类：物理性水质指标、化
学性水质指标、生物学水质指标。
一、水质指标
物理指标：温度、色度、臭味、矿化度、浑浊度、透明度、
总残渣、过滤性残渣、非过滤性残渣、电导率等
TOD测定方便而快速。
有机碳量
需氧量
TOC
TOD CODcr BODL BOD5 CODMn
污水有机物指标之间的关系
生物性指标
来源及 危害
细菌总数
生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、 寄生虫卵等
化学需氧量（COD）
COD: chemical oxygen demand •用强氧化剂（重铬酸钾或高锰酸钾），在酸性条件下，将
有 •有机物氧化成二氧化碳与水所消耗的氧量（O2）（mg/L）
常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7 （称 CODCr )和
机
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。
溶解物质
悬浮固体物质
2、化学性水质指标
◈ 无机物指标 包括pH、溶解氧、碱度、硬度、 各种阳离子、各种阴离子、总含盐量等。
◈ 有机物指标 包括各种有机物指标，如化学 需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量 （TOD）等。
溶解氧（DO） 溶于水中自由状态氧分子的量。 水体中的溶解氧的来源 :
天
然 水
化学指标：pH值、总硬度、金属离子、酸根离子
生物指标：细菌总数、大肠杆菌
水质分析指标
温度 物
理
色度
性
嗅和味 指
标 固体物质
工业废水 常引起水 体热污染
造成水中溶解氧减少
加速耗氧反应，最终导 致水体缺氧或水质恶化
感官性指标，水的色度来源 于金属化合物或有机化合物
感官性指标，水的异臭来源于 还原性硫和氮的化合物、挥发 性有机物和氯气等污染物质
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
物 化需氧量之理
生活污水通常在0.4~0.5。
总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）
TOC: total organism carbon
有
在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后
一是由大气中的氧通过扩散方式补给，这是水 中溶解氧的主要来源； 二是水生植物的光合作用也放出氧。
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 污水中氮有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、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，形成水花、赤潮； 引起鱼类死亡，水质迅速恶化。
热量输送、调节气候
三 我国水资源特征与利用
1. 水资源： 广义：地球上各种形态的水 狭义：可供人们经常取用的水量，在大陆上由
大气降水补给的各种地表水，浅层地下水的储 量和动态水量组成。
三 我国水资源特征与利用的问题
2.主要问题 人均、亩均水量低于世界水平 分布不均：地区、时间 水量变化大、可利用水少 水土流失严重，许多河流含沙量大 水资源开发中存在问题：水利对水文的影
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。
机
TOD: total oxygen demand
物
在900~950℃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）。