第五章 水污染及其防治

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H2O
物理性质 化学性质
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天然水中的主要物质
悬浮物 0.1µm 胶体物质 0.1~0.001 µm 溶解物质 <10-9 µm
8大离子 大离子 Ca2+、Mg2+、K+、Na+、CO32-、HCO3-、SO42-、Cl-。
天然水的矿化 天然水的矿化
矿化度
水中溶解性离子的总量(主要是 大离子 水中溶解性离子的总量 主要是8大离子 。 主要是 大离子)。
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化学需氧量测定仪
总有机碳
水体中所含有机物的 全部有机碳的数量。 全部有机碳的数量。 其测定方法是将所有 有机物全部氧化成CO2 有机物全部氧化成 和H2O,然后测定所生 , 成的CO2量 。 成的
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总有机碳测定仪
总需氧量
氧化水体中总的碳、 氧化水体中总的碳、 氢、氮和硫等元素所 需之氧量。 需之氧量。测定全部 氧化所生成的CO 氧化所生成的 2、 H2O、NO和SO2等的 、 和 总需氧量 。
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色度仪
浊 度
表示水因含悬浮物而呈浑浊状态 表示水因含悬浮物而呈浑浊状态 ,即对光线透过时所发生阻碍的 程度。 程度。水的浊度大小不仅与颗粒 的数量和性状有关, 的数量和性状有关,而且同光散 射性有关,我国采用1L蒸馏水 射性有关,我国采用 蒸馏水 中含lmg二氧化硅为一个浊度单 中含 二氧化硅为一个浊度单 位,即1度 。 度
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水体的污染
什么是水污染? 什么是水污染?
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 底含量和水体的环境容量,从而导致水体的物理特征、化学 底含量和水体的环境容量,从而导致水体的物理特征、 特征和生物特征发生不良变化, 特征和生物特征发生不良变化,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。 破坏了水体的功能及其在经济发展和人民生活中的作用。
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PH计
水体中的其它污染物
有毒物质:重金属、农药、 有毒物质:重金属、农药、芳香烃等
来源: 酸、碱、盐等无机污染物 来源:各类化工废水
植物营养物 来源:农药、清洁剂等 植物营养物 来源:农药、清洁剂等 油类污染物 油类污染物 热污染
来源:生活污水、医院废水、 致病污染物 来源:生活污水、医院废水、生物粪便等
什么是水体自净? 什么是水体自净?
水体中的污染物的浓度因物理、 水体中的污染物的浓度因物理、化学或生物作用而降低的现 象。
自净机制
废水在水体中的稀释 ——物理作用。还包括沉淀、扩散等。 物理作用。 物理作用 还包括沉淀、扩散等。
生物自净: 生物自净:微生物对有机物的氧化分 解作用 化学自净: 化学自净:分解、化合、吸附反应、 配位螯合、放射性蜕变、氧化还原、 酸碱反应
残渣和悬浮物
在一定温度下,将水样蒸 在一定温度下, 干后所留物质称为残渣。 干后所留物质称为残渣。 它包括过滤性残渣( 它包括过滤性残渣(水中溶 解物)和非过滤性物质( 解物)和非过滤性物质(沉降 物和悬浮物)两大类。 物和悬浮物)两大类。悬浮 物就是非过滤性残渣 。
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电 导 率
是截面lcm2,高度 是截面 为1cm的水柱所具 的水柱所具 有的电导。 有的电导。它随水 中溶解盐的增加而 增大。 增大。电导率的单 位为s/ 位为 /cm 。
电导率仪
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PH
指水溶液中,氢离子 指水溶液中,氢离子(H+)浓 浓 度的负对数, 度的负对数,即:pH=- =- 1g[H+],为了便于书写,如 ,为了便于书写, pH=7,实际上是, = ,实际上是, n(H+)=0.000000l=10—7mol/L 的范围从0到 。 等 ,pH的范围从 到14。pH等 的范围从 时表示中性, 于7时表示中性,小于 时表 时表示中性 小于7时表 示酸性,大于 大于7时 示酸性 大于 时,则为碱性 。
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理论需氧量
根据化学方程式计算 的有机物完全氧化时 所需氧量 。
成分比较固定的污水 其 的值与CODCr 的值之间能够保 成分比较固定的污水,其BOD5 的值与 比较固定的污水 持一定的相关关系。 持一定的相关关系。而BOD5/CODCr的比值可作为衡量污水是 否适宜于采用生物处理法进行处理(即可生化法 的一项指标, 即可生化法)的一项指标 否适宜于采用生物处理法进行处理 即可生化法 的一项指标, 其值越高,污水的可生化性越强。 其值越高,污水的可生化性越强。
简单的说:就是水体在利用过程中被排放的污染物影响,失去了使用 价值。
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水体污染源
把向水体排放或释放污染物的来源和场所称为水体的污染源 根据来源不同分类,可以分为三类: ,根据来源不同分类,可以分为三类:
工业污染源 农业污染源 生活污染源 主要指城市 居民聚集地区 所产生的生活 污水
农业污染源包括 农业牲畜粪便、 农业牲畜粪便、 污水、污物、 污水、污物、农 化肥、 药、化肥、用于 灌溉的城市污水 、工业污水等。 工业污水等。
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化工废水的特点 废水排放量大 污染物种类多 污染物毒性大、 污染物毒性大、不易生物降解 废水中含有有害污染物较多 化工废水的水量和水质视其原料路 线、生产工艺方法及生产规模不同而 有很大差异 污染范围广
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水体的自净作用( 水体的自净作用(self-purification) )
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化工废水的主要来源 化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、 化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、 堆放的过程中因一部分物料流失又经雨水或用 水冲刷而形成的废水 化学反应不完全而产生的废料。 化学反应不完全而产生的废料。如残余浓度低 且成分不纯的物料常常以废水的形式排放出来 化学反应中副反应过程生成的废水 冷却水, 冷却水,若采用冷却水与反应物料直接接触的 直接冷却方式, 直接冷却方式,则不可避免地排出含有物料的 废水 地面和设备冲洗水和雨水, 地面和设备冲洗水和雨水,因常夹带某些污染 物最终形成废水
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化工废水的来源及特点
主要来自基本有机原 合成材料( 料、合成材料(如合 成塑料、合成橡胶、 成塑料、合成橡胶、 合成纤维)、农药、 )、农药 合成纤维)、农药、 染料等行业排出的废 水
含有机物 的废水
如氯碱、 如氯碱、感光材 料、涂料等行业 含有机、 含有机、 无机物的 废水
化工废水分类 含无机物 的废水 如无机盐、氮肥、 如无机盐、氮肥、 磷肥、硫酸、 磷肥、硫酸、硝酸 及纯碱等行业排出 的废水
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水体中BOD~DO的关系 的关系 水体中
河流中BOD~DO变化曲线图 ~ 河流中 变化曲线图
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污水防治技术
概述
水体污染控制的基本途径
减少排量:改革生产工艺、减少用水量、重复利用废水、回收有用产 减少排量: 品 妥善处理城市及工业废水 加强对水体及其污染源的监测和管理: 加强对水体及其污染源的监测和管理:对工业废水排量及浓度监测管 理;对水体卫生特征、经济指标的监测管理
水体的生化自净
杀菌净化:在日光紫外线的照射作用下、水生物间的拮抗作用、噬菌 杀菌净化:
体的噬菌作用、微生物不适宜的环境因素作用下
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水体自净过程中污染物的转归
类型
稀释:化学性质稳定而不易分解的毒物, 稀释:化学性质稳定而不易分解的毒物,其存在形态和数量基本保持 不变,只能随流而稀释。 不变,只能随流而稀释。 挥发:具有挥发性物质被逸散到大气中。 挥发:具有挥发性物质被逸散到大气中。 重力沉降:悬浮物因重力作用而沉降于水底的底质中,如重金属。 重力沉降:悬浮物因重力作用而沉降于水底的底质中,如重金属。 有机物氧化分解: 有机物氧化分解:需氧污染物和植物营养物被微生物生化分解成简单 的无机物。 的无机物。 生物转化:某些污染物经细菌或者酶催化使之生物转化, 生物转化:某些污染物经细菌或者酶催化使之生物转化,可能毒性增 加。 生物富集:水生生物吸收后,可不断蓄积而富集。 生物富集:水生生物吸收后,可不断蓄积而富集。
非重金属的无机毒性物质:氰化物(CN 非重金属的无机毒性物质:氰化物(CN-)、砷(As) 重金属毒性物质
有机有毒污染物
多氯联苯(PCB) (PCB)和有机氯 有机氯化合物 :多氯联苯(PCB)和有机氯 农药 多环有机化合物 :酚类 ,芳香烃类物质
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水体污染的水质指标
需氧污染物
溶解氧(DO,dissolved oxygen) 溶解氧 生化需氧量(BOD, biochemical oxygen demand) 生化需氧量 化学需氧量(COD, chemical oxygen demand) 化学需氧量 总有机碳(TOC, total organic carbon) 总有机碳 总需氧量(TOD, total oxygen demand ) 总需氧量 理论需氧量(ThOD, theoretical oxygen demand) 理论需氧量
第五章
司徒杨璟
水污染及其防治
目录
第一节 概述 第二节 水体的污染 第三节 水体的自净作用 第四节 污水防治技术
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概述
什么是水体? 什么是水体?
表面被水覆盖的综合体
它包含了: 它包含了:水、悬浮物、底泥、水生生物 悬浮物、底泥、
可分为:地表水、地下水、降水 可分为:地表水、地下水、
水的性质 水的性质
浊度仪
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硬 度
水的硬度是由水中的钙盐 和镁盐形成的。 和镁盐形成的。硬度分为 暂时硬度(碳酸盐 碳酸盐)和永久 暂时硬度 碳酸盐 和永久 硬度 非碳酸盐), 硬度(非碳酸盐 ,两者之 非碳酸盐 和称为总硬度。 和称为总硬度。水中的硬 度以“ 表示, 水中 度以“度”表示,lL水中 的钙和镁盐的含量相当于 lmg/L的CaO时,叫做 度 的 时 叫做l度 。
电器制造废水 轻工废水 电镀工业废水 冶金工业废水 采矿废水 含热废水
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水体主要污染物
水体中的污染物大致分类如下:
无机无毒污染物
悬浮状污染物 酸、碱、无机盐类污染物 氮、磷等植物营养物
有机无毒污染物
主要指碳水化合物、蛋白质、油脂、氨 主要指碳水化合物、蛋白质、油脂、 基酸等
无机有毒污染物
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生化需氧量测定仪
化学需氧量
是在一定的条件下, 是在一定的条件下,采用一定 的强氧化剂处理水样时, 的强氧化剂处理水样时,所消 耗的氧化剂 氧化剂量 耗的氧化剂量。它是表示水中 还原性物质多少的一个指标, 还原性物质多少的一个指标, 表示。 以mg/L表示。目前应用最普遍 表示 的是酸性高锰酸钾 高锰酸钾氧化法与重 的是酸性高锰酸钾氧化法与重 铬酸钾氧化法, 铬酸钾氧化法,但两种氧化剂 都不能氧化稳定的苯等有机化 合物。它是水质污染程度的重 合物。 要指标, 要指标,COD的的数值越大表 的的数值越大表 明水体的污染情况越严重。 明水体的污染情况越严重。
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溶解氧
溶解在水中的分子态氧 溶解在水中的分子态氧 叫溶解氧。 ℃ ,叫溶解氧。20℃时,0 .1MPa下,饱和溶解氧 下 含量为9× 含量为 ×10-6。它来自 大气和水中化学、 大气和水中化学、生物 化学反应生成的分子态 氧。 溶解氧测定仪
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生化需氧量
在好氧条件下, 在好氧条件下,微生物分 解水中有机物质的生物化 学过程中所需要的氧量。 学过程中所需要的氧量。 目前, 目前,国内外普遍采用在 20℃下,五昼夜的生化耗 ℃ 氧量作为指标,即用BOD5 氧量作为指标,即用 表示。单位以mg/L表示。 表示。 表示。单位以 表示
一般认为(BOD5/CODCr )>0.3 即可生化处理。 一般认为( >0. 即可生化处理。
BOD5<CODCr的原因有: 的原因有: 许多能被K2Cr2O7氧化的有机物不能通过生ห้องสมุดไป่ตู้作用氧化. 有些无机离子可被无机氧化剂氧化,而生化法不行.
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其它指标
色 度
水的感官性状指标之一。当 的感官性状指标之一。 水中存在着某种物质时, 水中存在着某种物质时,可 使水着色, 使水着色,表现出一定的颜 即色度。规定1mg/L以氯 色,即色度。规定 以氯 铂酸离子形式存在的铂所产 生的颜色,称为1度 。 生的颜色,称为 度
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就水污染综合防治的实际效果而言,应当从“控制措施” 就水污染综合防治的实际效果而言,应当从“控制措施”和“ 废水利用”两个方面入手。 废水利用”两个方面入手。
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