第四章污染控制工程

第四章污染控制工程第一节水污染控制工程第二节大气污染控制工程第三节固体废物污染控制工程第一节水污染控制工程一、水污染状况及来源二、污染物性质与水质指标三、水污染防止战略对策与保障措施自然界的水循环水的社会循环自然循环平衡破坏取水排放水污染控制工程平衡破坏给水处理社会循环水的社会循环对自然（原始）循环的影响一、水污染状况及来源1、工业废水造纸废水、印染废水、化工、冶金......含酚废水、电镀废水、农药废水、含油废水、高浓度有机废水。染料化工废水直接排入渗坑，使70米的地下水受到污染，打出的水变成了红色。（1）“红色”地下水：（2）20世纪十大环境公害：①马斯河谷事件②洛杉矶光化学烟雾事件③多诺拉烟雾事件④伦敦烟雾事件⑤水俣病事件⑥骨痛病事件⑦四日哮喘病事件⑧米糠油事件⑨博帕尔毒气事件⑩切尔诺贝利核污染事件⑨博帕尔毒气事件：发生于1984年印度中央邦博帕尔市，由于设在该市的美国联合碳化物公司农药厂的储罐爆裂，大量剧毒物甲基异氰酸酯外泄，造成至少2500多人死亡，十几万人受伤的惨剧。死者被放在地上，勉强用被子盖着被博帕尔农药厂毒气夺去生命的孩子因博帕尔农药厂毒气泄漏而毙命的牲畜⑩切尔诺贝利核污染事件：发生于1986年前苏联基辅地区的切尔诺贝利核电站，由于反应堆爆炸，大量放射性物质外泄，上万人受到辐射伤害，直接死亡31人，13万居民被迫疏散，污染范围波及邻国，核尘埃遍布欧洲。变异的鸟类在医院接受治疗的孩子“第九大危害”目前日本正在利用小小的电池在中国酝酿着世界第九大危害。碳性电池属于极污染物品，因此污染水资源及土壤，故需要特别回收。一节废旧碳性电池遗留在土壤中，会造成约1立方米土壤永久性失去利用价值；如果遗弃在水中，将对12立方米的水造成永久性伤害。然而日本却把淘汰了的生产线移到中国大肆生产和销售。2、生活污水1921年上海北区污水处理厂是我国最早污水处理厂；20世纪50年代前我国的城镇污水处理总体上仍旧停留于水体自净阶段；20世纪60年代城市开始注意城市污水处理问题并采取了一定的措施；20世纪80年代，我国第一座大型城市污水处理厂——天津市纪庄子污水处理厂于1984年投产运行，处理规模为26万m3/d;2、生活污水到2004年底全国661个城市建有污水处理厂708座，总污水处理率45%；城市污水接受一半工业废水，超标排放导致城市污水处理厂的瘫痪。3、养殖业废水产值占农业生产总值的30%；污染负荷高，如北京养殖业排放的BOD约为工业和生活污水BOD总量的3倍；处理率低：3-4%；4、面源污染城市暴雨；农业生产：化肥和农药的使用增加，农田排水与暴雨径流。二、污染物性质与水质指标（一）污染源1、病原微生物致病菌、病毒、寄生虫；来源：生活污水、屠宰废水、医院污水水质标准中规定：细菌总数、总大肠杆菌群2、需（耗）氧有机物碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸等来源：生活污水、屠宰废水、食品废水水质指标：COD、BOD53、植物性营养物质N、P来源：生活污水（含磷洗涤剂），农业化肥，磷矿排水等缓流水体（湖泊、水库、内海等）的富营养化、赤潮。赤潮（akashiwo，redtide，redwater，dis－coloredwater）赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。赤潮发生的原因、种类、和数量的不同，水体会呈现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、棕色等。山东日照附近海域现大面积赤潮海面上呈现粉红色、流沙状的漂浮藻类（5月7日摄）。经采样分析鉴定为夜光藻赤潮。4、重金属汞、镉、铅、镍等12类来源：金属冶炼、矿山、电镀通过食物链富集、蓄积，进入水体，不易排泄，沉在底泥和土壤中。5、有毒难降解有机物农药（有机氯农药），PAH（合成工业发展）持久性有机污染物（POPs)内分泌干扰物质（环境荷尔蒙）（人类的消亡？）农药，二恶英（美国越南战场喷洒枯叶剂），多氯联苯，雌二醇（EDC）（ourstolenfuture）尤先科说：“我对能够通过这次考验感到自豪，我知道99％的人无法通过。在乌克兰没有人中了这种毒还可以活下来。”目前欧洲只有两名二恶英幸存者，其中一人是尤先科，另一人是一名奥地利纺织品专家。乌克兰总统尤先科毁容案尤先科毁容前后的脸（二）水质指标物理性质（感观）：色度、温度、浊度（SS)、嗅化学性质：pH、有机物、溶解性固体、有毒物N、P有机物综合指标：BOD5、COD、TOD、TOC卫生学指标：细菌总数、大肠菌数毒理学指标：重金属、有毒物质三、水污染防止战略对策与保障措施尽快实现从末端治理向源头控制的战略转移，大力推行清洁生产。加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源化。从单纯的点污染源治理转向点源、内源和面源的流域综合治理。切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性。四、水污染的控制技术（一）污水处理系统：格栅调节与沉淀池生物处理设备消毒二沉池污泥处理设备污水出水污泥污泥利用（二）污水中悬浮污染物的去除技术格栅，筛网沉砂池，沉淀池悬浮污染物的去除技术（沉淀池）（三）污水中有机污染物的去除技术好氧生物处理（活性污泥法、生物膜法）人工强化的生物处理技术生物处理技术厌氧生物处理氧化塘自然生物处理技术土地处理系统生物处理技术的原理活性污泥城市污水处理厂（曝气池）推流式曝气池完全混合曝气池8竖式曝气机卧式曝气刷生物滤池回转式布水器自然生物处理技术兼性塘湿地，地球之肾湿地（Wetland)是陆生生态系统和水生生态系统之间的过渡（Ecotone）。湿地类型：沼泽、湖泊、河流、浅海和滩涂、人工湿地。若尔盖湿地内蒙古坝上草甸湿地人工湿地（ConstructedWetland）人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统类似自然沼泽地，但由人工建造和监督控制，是一种人为地将石砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。人工湿地人工湿地生物净化的基本原理：在一定的填料上种植等特选的植物，将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上。当富营养化水流过人工湿地时，经沙石、土壤过滤，植物根际的多种微生物活动，使水质得到净化。奥林匹克公园北部森林公园湿地生活污水处理人工湿地洪湖人工湿地系统深圳甘坑人工湿地（四）消毒（Disinfection)1、消毒定义：将水体中病原微生物灭活，使之减少到可以接受的程度。人体内致病微生物：病菌、原生动物胞囊、病毒等。消毒与灭菌(sterilization)不同：灭菌是消灭所有活生物。评价指标：细菌总数：＜100个/mL总大肠菌群：每100mL水样中不得检出粪大肠菌群：每100mL水样中不得检出2、常用消毒方法氯消毒（包括二氧化氯、氯胺、次氯酸钠、漂白粉等）臭氧消毒紫外消毒电化学消毒（五）污水的再生利用（废水资源化）1、污水再生利用意义减少了城市对自然水的需求量；削减了对水环境的污染负荷；减弱了对水自然循环的干扰，是维持健康水循环的措施；与开发其他水资源相比，在经济上有优势。（五）污水的再生利用（废水资源化）再生利用目标回灌地下工业回用农业回用市政杂用景观回用3、国外污水资源化实例日本从1985年至1996年用再生水复活了150余条城市小河流，给沿河市区带来了风景景观。1996年日本有162处污水厂有再生水设备，再生水利用量为48×104m3/d。利用再生污水冲刷厕所、作冷却水、浇花园和草地、冲洗马路和汽车或作景观、消防用水，获得了显著成效。第二节大气污染综合防治一、大气污染及其分类二、大气污染的综合防治三、大气污染控制技术一、大气污染及其分类1、大气圈及大气组成（重点对流层和平流层）大气的垂直分层国际标准化组织ISO定义：由于人类活动或自然过程使得某些物质进入大气，达到一定浓度，并持续足够的时间,以致对公众健康、动物、植物、材料、大气特性或环境美学产生可测量的不利影响，这就是大气污染。2、大气污染源生活污染源（燃料燃烧、烹饪、垃圾焚烧等）工业污染源（火电、建材、钢铁、化工等）交通运输污染源3、大气污染物的分类（1）气溶胶状态污染物(颗粒物)沉降速度可忽略的小固体粒子、液体粒子:粉尘(dust)、烟(fume)、飞灰(flyash)、黑烟(smoke)雾（fog)《我国环境空气质量标准》：依据颗粒的大小总悬浮颗粒物（totalsuspendedparticle)(TSP):能悬浮在空气中，空气动力学当量直径＜100um可吸入颗粒物（inhalableparticles)(PM10):能悬浮在空气中，空气动力学当量直径＜10um.(2)气体状态污染物（气态污染物）以分子状态存在的污染物。分为五类：表气态污染物及其人为源4、光化学烟雾和硫酸烟雾（1）光化学烟雾（二次污染物）：是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx:NO和NO2）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧(O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。4、光化学烟雾和硫酸烟雾（1）光化学烟雾（二次污染物）氮氧化合物碳氢化合物氧化剂臭氧过氧乙酰硝酸酯酮类、醛类阳光照射蓝色烟雾光化学反应刺激性危害大化学烟雾实例美国洛杉矶光化学烟雾事件（2）酸烟雾（酸沉降、酸雨）SO2、NO2在空气中发生一系列化学反应生产硫酸、硝酸或其盐的气溶胶。pH＜5.6的雨雪或其它形式的大气降水即为酸雨。5、我国大气污染的状况大气污染以煤烟型为主，主要污染物SO2和TSP（总悬浮微粒物）。少数大城市属煤烟与汽车尾气并重的污染（北京、上海、广州、深圳）二、大气污染的综合防治1、全面规划、合理布局大气污染是一项十分复杂，综合性很强的技术经济和社会问题，其影响因素很多：城市的发展规模；人口增长与分布；经济类型、规模和速度；城市的功能区划分；能源结构与改革；交通运输发展和调整；做好环境规划。2、严格环境管理运用法律、经济、技术、教育和行政手段，对人类的社会和经济活动实施管理，从而协调社会经济发展与环境保护之间的关系。包括：环境立法：环境管理的依据环境监测：手段和依据环境保护的管理结构：领导者和组织者大气污染防治法规与标准体系1、中华人民共和国大气污染防治法1987年9约5日由第六届全国人大常委会第22次会议通过，1988年6月1日起执行1995年8月29日，第八届全国人大常委会第15次会议对该法进行了修订2000年对该法再次修订2、大气环境质量控制标准体系（1）GB3095-1996:环境空气质量标准（2）GB16297-1996：大气污染物综合排放标准（3）GB4915-1996：水泥厂大气污染物排放标准（4）GB14761.5-93：汽油车怠速污染物排放标准（25）。。。。。。（共25条）中华人民共和国国家标准环境空气质量标准（AmbientairqualitystandardGB3095-1996)环境空气质量一级标准：为保护自然生态和人群健康，在长期接触情况下，不发生任何危害性影响的空气质量要求。环境空气质量二级标准：为保护人群健康和城市、乡村的动植物，在长期和短期的接触情况下，不发生伤害的空气质量要求。环境空气质量三级标准：为保护人群不发生急慢性中毒和城市一般动植物正常生长的空气质量要求。环境空气质量功能区划分：一类区：为自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护的地区；二类区：为城镇规划中确定的居民区、商业交通居民混合区、文化区、一般工业区和农村地区；三类区：为特定工业区。3、控制大气污染的技术措施（1）实施清洁生产清洁的生产过程和清洁产品清洁的生产过程：节约资源和能源，避免使用有毒有害的原材料，降低排放物的数量和毒性；清洁的产品：使用过程不危害生态环境、人体健康，使用寿命长，易于回收再利用。（2）可持续发展的能源战略改善能源供