水污染简介与防治

水污染控制概要西南交通大学付永胜教授博士生导师★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院2一．中国水环境形势二．水质标准三．现代水处理工艺概述四．常见处理工艺技术简介授课内容★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院3一、中国水环境形势1.水资源短缺2010年全国水资源总量为29797.6亿m3，比常年值偏多11.6%。人均水资源量约2110m3，相当于世界人均水资源量的1/4～1/5。同时，在全国有100多座城市严重缺水，在32个百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水困扰。同时随着全国用水量持续增长，水资源短缺进一步加剧。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院42.水环境污染严重2010年全国废污水排放总量620亿t。2010年，对约15万km的河流水质进行了监测评价，Ⅰ类水河长占评价河长的3.5%，Ⅱ类水河长占31.8%，Ⅲ类水河长占25.9%，Ⅳ类水河长占11.4%，Ⅴ类水河长占6.8%，劣Ⅴ类水河长占20.6%。对44个湖泊的营养状态进行评价，1个湖泊为贫营养，中营养湖泊有22个，轻度富营养湖泊有10个，中度富营养湖泊有11个。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院53.浪费惊人2010年全国总用水量6022.0亿m3，其中生活用水占12.7%，工业用水占24%，农业用水占61.3%，生态与环境补水（仅包括人为措施供给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水）占2.0%。与2007年比较，全国总用水量增加91亿m3。2010年全国用水消耗总量3182.2亿，其中农业耗水占73%，工业耗水占11.2%，生活耗水占12.4%，生态与环境补水耗水占2.8%。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院6目前我国平均每立方米水实现国内生产总值仅为世界平均水平的１/５,农业灌溉用水有效利用系数为0.4～0.5（435立方每亩）,而发达国家为0.7～0.8；万元GDP用水量高达150立方米,而发达国家仅55立方米；一般工业用水重复利用率在60％左右，发达国家已达85％。另外，许多城市输配水管网和用水器具的漏失率高达20％以上；我国在污水处理回用、海水、雨水利用等方面也处于较低水平。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院7二、水处理标准选用1、水环境标准①水环境质量标准GB3838-2002《中华人民共和国地表水环境质量标准》GB/T14848-93《中华人民共和国地下水质量标准》GB3097-1997《海水水质标准》★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院8②水用途标准GB5749《生活饮用水卫生标准》CJ25.1-89《生活杂用水水质标准》GB12941-1991《景观娱乐用水水质标准》GB5084－92《农田灌溉水质标准》GB11607－89《渔业水质标准》★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院9③污水排放标准•综合排放标准GB8978-1996《污水综合排放标准》CJ18－1996《污水排入城市污水沟道水质标准》•行业排放标准GB13457－1992《肉类加工工业水污染排放标准》GB3544－1992《造纸工业水污染排放标准》★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院10GB15580-1995《磷肥工业水污染物排放标准》GB11607－89《渔业水质标准》GB20425-2006《皂素工业水污染物排放标准》GB20426-2006《煤炭工业污染物排放标准》GB18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》GB19821—2005《啤酒工业污染物排放标准》GB19430-2004《柠檬酸工业污染物排放标准》★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院11GB14470.1-2002《兵器工业水污染物排放标准火炸药》GB14470.2-2002《兵器工业水污染物排放标准火工药剂》GB14470.3-2002《兵器工业水污染物排放标准弹药装药》GB13458-2001《合成氨工业水污染物排放标准》GB3544-2001《造纸工业水污染物排放标准》GB18486-2001《污水海洋处置工程污染控制标准》GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》GB14374-93《航天推进剂水污染物排放标准》★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院12GB13456-92《钢铁工业水污染物排放标准》GB4287-92《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4914-85《海洋石油开发工业含油污水排放标准》GB4286-84《船舶工业污染物排放标准》GB4286-84《船舶工业污染物排放标准》GB19431-2004《味精工业污染物排放标准》GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB15581-95《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院13三、现代水处理工艺概述•水体污染•污水、废水•废水处理•一级处理•二级处理•三级处理★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院14（一）水体中污染物的粒度分类★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院15（二）废水处理技术方法分类所有这些方法按处理作用原理可分为物理方法、化学方法、物理－化学方法、生物法和自然处理法五类。上图中仅第三行为生物处理法。①物理法废水物理法的去除对象是水中不溶解的悬浮物质。应用的工艺有筛滤截留、重力分离（自然沉淀、上浮）、离心分离等。常用的处理方法有：★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院16●格栅Screening●沉淀池Sedimentationtank●沉砂池Gritchamber●气浮装置Flotationunit●离心分离Centrifugalseparator★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院17②化学法向废水中投加某些化学药剂，通过化学反应达到净化废水的目的。常见处理方法如下：●中和法（Neutralization）●混凝（Coagulation）●氧化还原（Oxidationandreduction）●吸附（Adsorption）●离子交换（Ionexchange）●反渗透（Reverseosmosis，RO）●电解（Electrolysis）等。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院18③物理－化学法物理－化学法指污水中污染物在物理、化学的综合作用下去除。如投加絮凝剂的气浮工艺、超滤去除高浓度污染物、吹脱等。④生物法（可生化性BOD5/CODCr≥0.3）主要是通过微生物的生命过程把污水中的污染物转化为新的微生物细胞以及简单的无机物，从而达到去处污染物的目的。应用微生物主要是细菌。应用形式主要有活性污泥法和生物膜法。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院19微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微微:微微微微微微微微微微微微微微微微微★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院20⑤自然处理法自然处理指污水中污染物在自然条件下经物理、化学、生物的综合作用下去除。如人工湿地、土地处理系统、生物塘法（厌氧塘、好氧塘）等。其处理负荷低、占地面积大、卫生条件差、易引起二次污染等。微微微微微O2微微微微微微微微微微微微微微微微微微SBR微A2/O微微微微微微微微微微微微微ABR微UASB微IC★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院21注意地方：1、各种方法的原理及优缺点2、投资及运行费用3、膜法、膜生物法及生物膜法的区别★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院22物化法1、絮凝沉淀法优点：主要去处水中悬浮颗粒及胶体，操作简单。缺点：对溶解性污染物无去处能力。四、常用工艺技术简介★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院232、吹脱法优点：控制条件简单，可回收部分有用物质缺点：填料等与药剂作用易堵塞，当污染物浓度高时药剂消耗量大，此外易形成二次污染★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院24３、湿式氧化法★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院25湿式氧化法（WetAirOxidation，简称WAO）是在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。一般认为有两个主要步骤：①空气中的氧从气相向液相的传质过程；②溶解氧与基质之间的化学反应。若传质过程影响整体反应速率，可以通过加强搅拌来消除。与常规方法相比，具有适用范围广，处理效率高，极少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物科等特点★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院26局限性：①WAO一般要求在高温高压的条件下进行，其中间产物往往为有机酸，故对设备材料的要求较高，须耐高温、高压，并耐腐蚀，因此设备费用大，系统的一次性投资高；②由于WAO反应中需维持在高温高压的条件下进行，故仅适于小流量高浓度的废水处理，对于低浓度大水量的废水则很不经济；③即使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难以做到完全氧化；④WAO过程中可能会产生毒性题解强的中间产物。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院27厌氧处理1、第一代反应器——厌氧消化池单相厌氧消化两相厌氧消化★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院28共同特点：①水力停留时间（HRT）很长，但泥龄（SRT）不高；②虽然HRT相当长，但传质速率低，处理效率低，占地面积较大；③具有浓臭的气味；④具有耐高SS的优点，控制要求简单，运行、制造、管理成本低等★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院292、第二代厌氧反应器——UASB、AF等★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院30UASB工程实例（交大环境学院）——成都军区蜀阳制药厂污水治理工程★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院31主要特点①HRT大大缩短，有机负荷大大提高，处理效率大大提高；②HRT与SRT分离，SRT相对很长，HRT则可以较短，反应器内生物量很高；③能回收甲烷气，部分抵消运行成本缺点①对有毒物质敏感，不耐高SS②控制要求较高，运行管理及制造成本均较高；③不能脱N除P★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院323、第三代厌氧反应器——IC、EGSB等★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院33共同特点①泥龄（SRT）较长，污泥物种丰富；②泥水混合充分，传质速率较高；③处理率高，占地面积少④可回收生物能源缺点①制造成本、运行管理成本均较高；②不耐高SS，易堵塞★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院344、厌氧挡板反应器ABR出水升流区沼气进水降流区污泥层气室★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院35ABR工程实例（交大环境学院）——西藏拉萨啤酒股份有限公司污水治理工程★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院36主要特点与厌氧生物转盘相比，可省去转动装置；与UASB相比，可不设三相分离器而截流污泥；启动运行时间较短，运行较稳定；不需设置混合搅拌装置；不存在污泥堵塞问题。缺点第一格室易酸化导致反应器去除率低。★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院37好氧处理a、氧化沟工艺（OxidationDitch）★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院38A型(不单建沉淀池)（按沟形分）氧化沟BMTS式船式侧沟式（按沉淀形式分）合建式帕斯韦尔卡鲁塞式奥尔伯式分建式连续式(建沉淀池)VR型b型T型交替式半交替式DE型★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院391)BMTS式2）侧沟式3)Pasveer式4）Carrousel式★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院405）Orbal式6）VR型7）T型8）DE型★现代水处理技术西南交通大学环境科学与工程学院41构造上的特征①池体狭长；池深较浅，一般在2～5m左右；②曝气装置多用表面机械曝气器，竖轴曝气器，如：低速曝气叶轮；横轴曝气器，如：曝气转刷、曝气转盘；③进、出水装置简单。工艺上的特征①氧化沟内的流态呈循环混合态；沟内混合液呈推流式快速流动（0.40.5m/s）；进