水污染及其治理 PPT

• 据世界卫生组织（WHO）调查，人类疾病的 80%与水有关。
• 联合国提供的材料表明，如果不能设法提供干 净安全的饮用水，到2025年世界上无法获得安 全饮用水的人数将增加到23亿，而由饮用水不 卫生致死的人数将大大超过目前的每年530 万。
水污染概况
• 世界各城市每天产生的２００万吨人类粪便，只有不 到２０％经过处理，其余都倒入江河中了。全国约有1 ／3以上的工业废水和9／10以上的生活污水未经处理 就排入河湖，资料显示，近年来全国年排放污水量近 ６００亿吨，其中大部分未经处理直接排入水域。使 得全国90％的城市水环境恶化，加剧了可利用水资源 的不足。据对全国５３２条河流污染状况调查，已有 ４３６条河流受到不同程度的污染，占调查总数的８ ２％，我国七大水系中近一半河段污染严重，86%的 城市河段水质普遍超标。全国7亿多人饮用大肠杆菌超 标的水，1.64亿人饮用有机污染严重的水，3500万人 饮用硝酸盐超标的水。
稀 反渗透，浓
稀
高纯水的制备
高纯水生产流水线
石 英 1砂 池
活性 2 炭净
水器
阳离 3 子交
换柱
脱 4气
机
阴离 5 子交
换柱
阴阳离 6 子混合
床
活性 7 炭净
水器
灭 8菌
器
灌 9装
机
封 1口 0机
贴 1标 1机
水的污染
Water Pollution
• 酸碱盐等无机物污染 • 重金属污染 • 有机物污染 • 水体富营养化 Eutrophication • 热污染 Thermal Pollution
水污染及其治理
Water pollution and prevention
水是人类赖以生存的 宝贵资源
• 地球上总的水体积大约为14亿km3，其中只有 2.5%是淡水。
• 大部分的淡水以永久性冰或雪的形式封存于南 极洲和格陵兰岛，或成为埋藏很深的地下水。
• 能被人类所利用的水资源主要是湖泊、河流、 土壤湿气和埋藏相对较浅的地下水盆地。这些 水资源中可用的部分仅有20万km3――不足淡 水总量的1%，仅为地球上水资源总量的0.01％。
除盐
• 除去水中各种阳离子和阴离子杂质所得 之纯水称去离子或除盐。
离子交换法Ion Exchange 电渗析法 electrodialysis 反渗透 Reverse Osmosis
电渗析法
• 电渗析法是在外加直流 电场的作用下，利用阴、 阳离子交换膜对水中离 子的选择透过性，使水 中阴、阳离子分别通过 阴、阳离子交换膜向阳 极和阴极移动，从而达 到净化作用。这项技术 常用于将自来水制备初 级纯水。
破坏胶体稳定性，使水中细小悬浮物及胶体微 粒互相吸附结合成较大的颗粒，凝聚沉淀。 • 混凝剂主要有铝盐和铁盐，铝盐有明矾、硫酸 铝、碱式氯化铝等；铁盐有硫酸亚铁、硫酸铁 和三氯化铁。
新型混凝剂
• 有机高分子混凝剂聚丙烯酰胺，无机高 分子混凝剂聚合氯化铝，广泛用于工业、 生活污水处理和污泥脱水。
消毒
• 水体因某种物质的介入，而导致其化学、物理、 生物或者放射性等方面特征的改变，从而影响水 的有效利用，危害人体健康或者破坏生态环境， 造成水质恶化的现象称为水污染。
• 水的污染有两类：
– 一类是自然污染；
– 另一类是人为污染。当
– 前对水体危害较大的是 人为污染。
水污染概况
• 全世界约有10亿多人由于饮用水被污染，受到 疾病传染的威胁，世界卫生组织的调查表明， 全世界每年至少有1500万人死于水污染引起的 疾病。
电渗析法
• 反渗透法（超滤技术）是以压力为驱动 力，提高水的压力来克服渗透压，使水 穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗 透法也能除去胶体物质，对水的利用率 可达７５％以上；反渗透法产水能力大， 操作简便，能有效使水净化到符合国家 标准。
半透膜 纯溶剂
渗 透 压
盐 溶 液
渗透与反渗透
半透膜
渗透，浓
化学耗氧量
chemical oxygen demand
• 化学耗氧量(chemical oxygen demand) 亦称“化学 需氧量”，简称“耗氧量”。用化学氧化剂(如高 锰酸钾、重铬酸钾)氧化水中需氧污染物质时所消 耗的氧气量，常以符号COD表示。计量单位为mg ／L。是评定水质污染程度的重要综合指标之一。
0.5
1.0
≤
0.1以下
0.1
0.1
0.5
1.0
≤
0.01以下
1.0(渔0.01)
1.0(渔0.01)
1.0
1.0
8 总锌
≤
0.05
1.0(渔0.1)
1.0(渔0.1)
2.0
2.0
9 硝酸盐(以N计)
≤
10以下
10
20
20
25Leabharlann 10 亚硝酸盐(以N计)≤
0.06
0.1
0.15
1.0
1.0
11 非离子氨
• 以硫酸盐、氯化物形式构成的硬度叫“非碳酸 盐硬度”，又叫 “永久硬度permanent hardness”。
• 这两种硬度就组成“总硬度（GH）”。
• 水中发生化学或生物化学氧化还原反应所 消耗氧化剂或溶解氧的量。
• 间接反映水中有机物的含量。水中有机物 愈多，耗氧量就愈高，从而溶解氧减少。
• 测定方法不同，分为化学耗氧量（COD） 和生物耗氧量（BOD）。
• COD的数值越大，则水体污染越严重。一般洁净 饮用水的COD值为几至十几mg／L。COD测定较 易且快。
微生物学指标
• 水受人蓄粪便、生活污水的污染时，水 中细菌含量大增。检测水中细菌总数和 大胞肠杆菌群数可判断水质受粪便污物 污染的情况。
表1 地表水环境质量标准基本项目标准值 单位：mg/L
2 40 10 1.5 0.02 0.1 0.001 0.01 0.1 0.1 0.2 0.1 1.0 0.3 10000 1.5 1.0
生活饮用水水质标准
生活饮用水水质标准
生活饮用水水质标准
生活饮用水水质标准
水的净化
• 澄清与消毒 • 软化 • 除盐 • 高纯水的制备
澄清与消毒
• 澄清是除去水中悬浮物体和胶体物质的过程。 • 加入混凝剂，以中和水中胶体微粒表面的电荷，
• 生活饮用水常用液氯或臭氧消毒。目前 采取液氯消毒较多，氯气注入水中产生 次氯酸，次氯酸能够杀死水体中的致病 菌，使自来水清洁卫生，适于饮用。
臭氧消毒
• 臭氧是很强的氧化剂， 瞬时灭菌性质优于氯。 臭氧水的作用比氯快 600～1000倍，强一倍， 而剂量只是氯的万分之 一。臭氧水致死细菌的 浓度为0.4 ～ 0.5ppm， 时间只需0.5 ～ 5min； 致死病毒的浓度为4ppm， 远低于臭氧气的杀菌浓 度。
我国的水环境
我国的水环境面临三个主要问题:
• 一是水资源短缺; • 二是水污染; • 三是用水的极大浪费。
软化 softened water
• 降低硬水中钙离子和镁离子含量使硬水 变成软水的处理叫做作水的软化。
• 软化水能防止锅炉、冷冻机组、空调系 统等用水设备的结垢。
• 水的软化方法主要有两种。
1. 石灰软化法 2. 离子交换法
石灰软化法
• 加入石灰（CaO），可使水中的二氧化碳、 碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧 化镁的沉淀，由镁永久硬度转化为钙永 久硬度。然后用纯碱、磷酸钠等除去过 量的钙离子，使水软化。
• 胶体物质：硅胶、腐殖酸胶体。 • 悬浮物质：粘土、泥沙、细菌等。
评价水质的指标
water quality assessment
• 浑浊度 • 电导率 • pH • 硬度 • 耗氧量 • 微生物学指标
• 浑浊度：简称浊度，衡量水中所含悬浮 物质的多少。
• 国家《生活饮用水卫生标准》规定浊度 不得超过5度。
电导率
• 电导率(electric conductivity)电解质溶液 在电场作用下的导电能力。其大小间接 反应了水中溶解性盐类的总量，也反映 了水中矿物质的总量。
• 电导率的单位为 S·m-1
pH
• pH值是指水的酸碱度，表示水中H+和 OH-的含量比例（范围为0-14）。
• 人体对pH值的反应非常敏感，身体内大 部分物质的pH值为6.8，血液和细胞水的 pH值为7.2-7.3。
5 20 4 1.0 0.01 0.05 0.0001 0.005 0.05 0.05 0.2(渔0.005) 0.005 0.05 0.2 2000 0.5 0.2
3 30 6 1.5 0.02 0.1 0.001 0.005 0.05 0.05 0.2 0.01 0.5 0.3 5000 1.0 0.5
• 水的硬度是指水中所含的钙、镁离子的 总量（一般以碳酸钙来计算）。表示水 中结垢物质的含量的指标。
• 硬度单位：mg/L（毫克每升）， mmol/L(毫摩尔每升)。
永久硬度与暂时硬度
• 在天然水中Ca2+、Mg2+以碳酸盐、重碳酸盐 形式存在，所构成的硬度叫“碳酸盐硬度 （KH）” ，可通过煮沸而转变成碳酸盐沉淀 除去，又称 “暂时硬度Temporary Hardness ” 。
水缺乏
• 目前世界上已有29个国家或轻或重地遭到缺水 的折磨，到2025年，缺水国家将达34个；在今 后50年内，世界将有10亿至24亿人面临缺少淡 水的威胁。
• 据估计，世界上每8秒钟就有一名儿童死于饮 用不卫生的水所引起的疾病。
• 在全国七大流域中，有近50％的河段受到不同 程度的污染，其中10％的河段污染极为严重， 已丧失了水体的使用功能，75％的城市河段已 不适宜作为饮用水的水源。
序 号
基本要求
I类
II类
III类