水体污染与自净

三、水环境保护
1.水质评价（在环境评价中讲述） 2.水环境容量（在环境评价中讲述—要求弄懂） 3.我国环境法规与标准 水环境标准及排放标准（见p613～635），但污水排放 标准已被修改，于2003.7.1执行新标准。

标准说明 a.地面水环境质量标准，见p613～614，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、 Ⅴ和劣于Ⅴ类。 b.污水综合排放标准，见p618～627。排入不同水域、管网 的污水执行不同级的标准（4.1条款）。污染物排放标准： 第一类污染物不允许超标排放，不允许设超越管。 c.农田灌溉水质标准：见p627～631。因农作物具有生物积 累功能，故其水质标准严格，重金属、部分有害有机物排 放浓度低。 d.污水排入城市下水道水质标准，一类污染物浓度不变。 e.景观娱乐用水水质标准：比较严格，不能出现第一类污染 物，其与地面水环境质量标准也有区别。
污染物成分：含氮有机物→ 小分子有机物、氨氮和无机磷酸盐→ CO2 、 H2O和亚硝酸盐→硝酸盐→氮气 微生物：异养菌→自养菌→后生动物或细菌→植物型鞭毛虫→动物型鞭 毛虫→游泳型纤毛虫→固着型纤毛虫→轮虫. 2.水体水质模型（在环境评价中讲述） 3.河流氧垂曲线 1）氧垂曲线：污水排入水体后水体中的DO曲线呈悬索状下垂，故称之。 原因:有机物被生物降解耗氧、同时大气复氧.

3）生物化学净化作用 水体生物化学净化过程如下：
讨论题：水体自净的工程意义是什么？哪一环节起主要作用？ 微生物学特征如何？


物理和化学净化只能使污染物的存在形态发生变化，使水体 中的污染物浓度降低，但不能减少污染物的总量。 生物化学净化作用包括生物吸附和生物净化。生物首先是吸 附有机物；生物化学净化则是借助微生物的增殖将有机物转 变成CO2 、将含氮物质部分同化成微生物自身，剩余部分 变成硝酸盐和氮气，最终使有机污染物无机化。 生物化学净化过程（污水生物处理原型）： 排污口→ 河流净化段 污染物浓度：重 → 轻 → 消除(多污带→ 中污带→ 寡污 带→ 清洁带) DO(大气复氧)：厌氧→ 缺氧（兼氧）→ 好氧→ DO恢复
④ 复合技术：膜法＋生物法；生物法＋化学法；化学法＋生 物法等。 2. 按处理程度分：一级、一级半、二级、二级半或三级。 一级处理（primary treatment）：主要是采用沉淀法去 除污水中悬浮状态的固体污染物，一般可去除30％的BOD, 为预处理。对普通活性污泥法因初沉池水力停留时间长， 可去除40％以上的COD。

曲线分三段： 污染段：耗氧速率大于复氧速率，水中DO下降，亏氧量增 加，直至耗氧速率等于复氧速率。 恢复段：复氧速率大于耗氧速率，水中DO回升。 清洁段：DO回升至原状。 对于大气复氧：除与有机物浓度有关外，还与温度、水动力 学条件以及水面是否有油膜（对淡水水体影响较大，而海洋 影响较小）等有关。 水中DO浓度是维持水生生态系统的重要因素，它是检验水 体水质的重要参数。 2）氧垂曲线方程—有机物耗氧动力学、DO变化过程动力学、 曲线方程应用在环境评价中讲述。
第二章 水体污染净化模型及其 污水处理基本方法
教学要求： 掌握水体自净的概念、原理；理解氧垂曲线的概念，了 解水处理的基本方法和典型的工艺流程。
一、水体污染及其危害
1. 水体污染：是指排入水体的污染物在数量上超过该物质在水 体中的本底含量和水体的环境容量，从而导致水体的物理性 质和化学性质发生变化，使水体的固有生态系统和水体功能 受到破坏。 污染来源：点源污染、非点源污染、大气沉降。 2.水体的物理性污染及危害（第一章已述） 3.无机物污染及危害（第一章已述） 4.有机物污染及危害（第一章已述） 5.病源微生物污染及危害（第一章已述）
混合：污水与水体水的彼此分散。完全混Байду номын сангаас断面某污染物的 平均浓度为C＝Ciq/Q。 沉淀：污染物因重力作用、物理化学性质变化以及被水体悬 浮物吸附而沉于水底。但河水扰动时可能会造成二次污染。 挥发：污水中的挥发组分因挥发而使其在水体中的浓度降低. 2）化学净化作用 氧化还原：如Fe2+被水中DO氧化而最终变成了Fe(OH)3↓. 酸碱反应：如漓江中的HCO3－遇到Ca2+而沉淀；硫酸盐遇 到石灰石。 吸附与凝聚:悬浮泥沙及胶体因吸附各种离子后凝并而沉淀。

一级半处理（一级强化）：即在一级处理的基础上 投加化学絮凝剂或生物絮凝剂，能去除70％的SS、 50％的BOD和部分磷。

二级处理（secondary treatment）：采用生物技 术去除污水中的胶体状和溶解性有机物, 能去除90 ％左右的COD、BOD，但氮磷可能不达标。常规 方法有活性污泥法、AB法、SBR和生物膜法等。
四、污水处理基本方法与系统
1.按原理分：物理、化学、生物和复合技术处理法四类。 ① 物理法（physical treatment）：利用物理作用实现固液 分离，去除呈悬浮状污染物。包括：筛滤、沉淀法、上浮法、 过滤法、反渗透法等。 ② 化学法（chemical treatment）：利用化学反应分离、转 化、破坏或回收废水中的污染物，并使其转化为无害化物质。 包括中和、混凝、电解、氧化还原、汽提、萃取、吸附、离 子交换、电渗析等。 ③ 生物法（biological treatment）：利用微生物的代谢作用 使污水中溶解性、胶体有机物转化为稳定的无害化物质，最 终泥水分离。包括好氧和厌氧二种。
二、水体自净的基本原理
1.水体的自净作用 水体自净（self-purification of water body） ：污染物在 进入天然水体后，通过物理、化学和生物因素的共同作用， 使污染物的总量减少或浓度降低，曾受污染的天然水体部分 或完全地恢复原状。 如何理解： ①以生物化学作用为主体，物理、化学和生物共同协同； ②污染物的总量和浓度随时间和空间逐步降低； ③生物的分解作用及其种群变化。 1）物理净化作用 污染物通过稀释、混合（mixing）、沉淀 （sedimentation）、挥发（volatile），使浓度降低。