水污染控制幻灯片.ppt
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1、水污染控制第1页,共193页,编辑于2022年,星期一主要内容主要内容n一、水资源与水污染一、水资源与水污染n二、工业废水处理基础二、工业废水处理基础n三、几种典型工业废水处理工艺三、几种典型工业废水处理工艺第2页,共193页,编辑于2022年,星期一第一章第一章 水资源与水污染水资源与水污染 1.水资源不足原因水资源不足原因n地球上水资源的总量约地球上水资源的总量约13.913.9亿亿kmkm3 3,其中,海洋水占,其中,海洋水占96.5%96.5%,淡水储量仅为总储量的,淡水储量仅为总储量的2.53%,2.53%,约约0.350.35亿亿kmkm3 3。淡水储量中绝大部分为冰盖、冰川和深层
2、底下水,。淡水储量中绝大部分为冰盖、冰川和深层底下水,与人类关系密切的江河湖储水量约与人类关系密切的江河湖储水量约0.2120.212万万kmkm3 3,为淡水为淡水储量的储量的0.006%0.006%。我国人均淡水资源不超过。我国人均淡水资源不超过2545m2545m3 3/a,/a,不不到世界人均值的到世界人均值的1/41/4。我国。我国300300多个大中城市中有多个大中城市中有180180个个城市缺水,其中城市缺水,其中5050多个城市严重缺水。造成水资源严重多个城市严重缺水。造成水资源严重不足的原因有两个:一是水资源的过渡利用和浪费;二不足的原因有两个:一是水资源的过渡利用和浪费;二
3、是地表水源地的严重污染。是地表水源地的严重污染。第3页,共193页,编辑于2022年,星期一n评价水资源是否丰富,可以用径流量的利用率作评价水资源是否丰富,可以用径流量的利用率作为标准。径流量被利用的百分比越小,说明水资源越为标准。径流量被利用的百分比越小,说明水资源越丰富,一般认为径流利用率不足丰富,一般认为径流利用率不足10%10%的为淡水资源丰的为淡水资源丰足;径流利用率在足;径流利用率在10%10%20%20%间的为淡水资源不足;间的为淡水资源不足;径流利用率超过径流利用率超过20%20%的为淡水资源严重不足。我国许的为淡水资源严重不足。我国许多城市因水资源的过渡利用而导致水资源严重不
4、足。多城市因水资源的过渡利用而导致水资源严重不足。同时,中国有同时,中国有70%70%的江河湖泊受到污染,的江河湖泊受到污染,28%28%属于严属于严重污染,无法使用;重污染,无法使用;90%90%的城市地下水不能饮用。由的城市地下水不能饮用。由于各种原因,有限的水资源一再受到侵害,中国的水于各种原因,有限的水资源一再受到侵害,中国的水资源危机正在加速到来。资源危机正在加速到来。第4页,共193页,编辑于2022年,星期一为此中国政府对城市污水资源化提出为此中国政府对城市污水资源化提出的目标是:到的目标是:到20102010年,要实现强化城市排年,要实现强化城市排水和污水处理设施的建设,采用先
5、进的技水和污水处理设施的建设,采用先进的技术和工艺流程,城市污水集中处理率将达术和工艺流程,城市污水集中处理率将达60%60%,而重点城市的污水处理率达,而重点城市的污水处理率达70%70%。加强水污染控制契合时代需要。加强水污染控制契合时代需要。第5页,共193页,编辑于2022年,星期一2.水体污染源及分类水体污染源及分类 水体污染是指某种物质进入水体而导致水体的化学、物理、水体污染是指某种物质进入水体而导致水体的化学、物理、生物或者放射性等方面特性的改变,从而影响水的有效利用,危生物或者放射性等方面特性的改变,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。常见的
6、水害人体健康或者破坏生态环境,造成水质恶化的现象。常见的水污染源分类有:污染源分类有:按污染源排放时间分类,有连续性污染源、间断性污染源按污染源排放时间分类,有连续性污染源、间断性污染源和瞬时性污染源。和瞬时性污染源。按污染源在空间分布方式分类,有点污染源按污染源在空间分布方式分类,有点污染源(如城市污水和工如城市污水和工矿企业矿企业)和面污染源和面污染源(如农田排水、地表径流如农田排水、地表径流)。第6页,共193页,编辑于2022年,星期一 按污染源位置分类,有固定污染源和流动污染源。按污染源位置分类,有固定污染源和流动污染源。按污染物属性分类,有物理污染源、化学污染源、生物污染按污染物属
7、性分类,有物理污染源、化学污染源、生物污染源以及同时排放多种污染物的复合污染源。源以及同时排放多种污染物的复合污染源。按污染物分类,有汞污染源、酚污染源、热污染源、放射性污按污染物分类,有汞污染源、酚污染源、热污染源、放射性污染源等。染源等。按导致水污染的人类社会活动分类,有生活污染源、农业污染按导致水污染的人类社会活动分类,有生活污染源、农业污染源和工业污染源。源和工业污染源。第7页,共193页,编辑于2022年,星期一 3.水体污染物分类水体污染物分类 (1 1)根据对环境造成危害的不同,废水中的污染物大致可)根据对环境造成危害的不同,废水中的污染物大致可分为以下几个类别:物理性污染分为以
8、下几个类别:物理性污染(噪声、感官污染物、色、噪声、感官污染物、色、温度温度)、酸碱污染、需氧污染物、毒性污染物、营养污染物、酸碱污染、需氧污染物、毒性污染物、营养污染物、生物污染物及其它污染物等。生物污染物及其它污染物等。(2 2)污水中的污染物质按物理形态可分为悬浮固体、胶体及溶)污水中的污染物质按物理形态可分为悬浮固体、胶体及溶解性污染物质。解性污染物质。(3 3)按化学成分可分为无机污染物质和有机污染物质两大类。)按化学成分可分为无机污染物质和有机污染物质两大类。第8页,共193页,编辑于2022年,星期一 无机污染物无机污染物 无机污染物分为无直接毒害作用的无机污染物和有直接无机污染
9、物分为无直接毒害作用的无机污染物和有直接毒害作用的无机污染物两类。毒害作用的无机污染物两类。a.a.无直接毒害作用的无机污染物可分为三种类型,即:属于砂粒、无直接毒害作用的无机污染物可分为三种类型,即:属于砂粒、矿渣类颗粒状物质;酸、碱无机盐类;氮、磷等营养物。矿渣类颗粒状物质;酸、碱无机盐类;氮、磷等营养物。b.b.有直接毒害作用的无机污染物主要包括非重金属无机有毒物有直接毒害作用的无机污染物主要包括非重金属无机有毒物质和重金属离子。质和重金属离子。非重金属无机有毒物质如氰化物和砷化物非重金属无机有毒物质如氰化物和砷化物,重金属如汞重金属如汞(Hg)(Hg)、镉、镉(Cd)(Cd)、铬、铬(
10、Cr)(Cr)、铅、铅(Pb)(Pb)、锌、锌(Zn)(Zn)、铜、铜(Cu)(Cu)。氰化物、砷化物和汞氰化物、砷化物和汞(Hg)(Hg)、镉、镉(Cd)(Cd)、铬、铬(Cr)(Cr)、铅、铅(Pb)(Pb)是国际上公认的是国际上公认的六大毒性物质。六大毒性物质。第9页,共193页,编辑于2022年,星期一 有机污染物有机污染物 按生物降解难易程度可分为易于生物降解的有机污染物和难于按生物降解难易程度可分为易于生物降解的有机污染物和难于生物降解的有机污染物。生物降解的有机污染物。易于生物降解的有机污染物多属于碳水化合物、蛋白质、易于生物降解的有机污染物多属于碳水化合物、蛋白质、脂肪等。脂肪
11、等。难于生物降解的有机污染物多属于人工合成的有机物质,难于生物降解的有机污染物多属于人工合成的有机物质,如农药如农药(DDT(DDT、六六六及有机氯农药等、六六六及有机氯农药等)、醛、酮、酚以及、醛、酮、酚以及聚聚氯联苯、塑料、合成橡胶、人造纤维氯联苯、塑料、合成橡胶、人造纤维和染料等。和染料等。第10页,共193页,编辑于2022年,星期一第二章第二章 工业废水处理基础及技术工业废水处理基础及技术 2.1 2.1 工业废水处理基础工业废水处理基础 2.1.1 工业废水特点工业废水特点 (1 1)工业废水的主要特点)工业废水的主要特点 工业废水是指工业生产过程中排出的废水,包括工艺过工业废水是
12、指工业生产过程中排出的废水,包括工艺过程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤水程用水、机器设备冷却水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤水等。等。工业废水主要具有以下几个特点:工业废水主要具有以下几个特点:排放量大,污染范围广,排放方式复杂排放量大,污染范围广,排放方式复杂,即,即:点多、面广、量点多、面广、量大,许多属无规律排放,给污染物的防治造成很大困难。大,许多属无规律排放,给污染物的防治造成很大困难。第11页,共193页,编辑于2022年,星期一 污染物种类繁多,水质水量波动幅度大污染物种类繁多,水质水量波动幅度大。工业废水量取决于。工业废水量取决于用水情况。冶金、造纸、石油化工、
13、电力等工业用水量大,废水量用水情况。冶金、造纸、石油化工、电力等工业用水量大,废水量也大,如有的炼钢厂生产也大,如有的炼钢厂生产1t 1t钢产生废水钢产生废水200200250t250t;而造纸和食品等;而造纸和食品等工业部门的废水,有机物含量很高,工业部门的废水,有机物含量很高,BODBOD5 5常超过常超过2000 mg/L2000 mg/L,有的达有的达30000 mg/L30000 mg/L。污染物质毒性强,危害大污染物质毒性强,危害大。被酸碱类污染的废水有刺激性、。被酸碱类污染的废水有刺激性、腐蚀性,而有机含氧化合物如醛、酮、醚等则有还原性,能消耗腐蚀性,而有机含氧化合物如醛、酮、醚
14、等则有还原性,能消耗水中的溶解氧,使水体缺氧而导致水生生物死亡。而工业废水中水中的溶解氧,使水体缺氧而导致水生生物死亡。而工业废水中含有大量的氮、磷、钾等营养物,可促使藻类大量生长消耗水中含有大量的氮、磷、钾等营养物,可促使藻类大量生长消耗水中溶解氧,造成水体富营养化。溶解氧,造成水体富营养化。第12页,共193页,编辑于2022年,星期一 污染物排放后迁移变化规律差异大污染物排放后迁移变化规律差异大。一旦排放,迁移变化。一旦排放,迁移变化规律各不相同,有的沉积水底,有的挥发转入大气,有的富规律各不相同,有的沉积水底,有的挥发转入大气,有的富集于生物体内,有的则分解转化为其他物质,甚至造成二次
15、集于生物体内,有的则分解转化为其他物质,甚至造成二次污染,使污染物具有更大的危险性。污染,使污染物具有更大的危险性。恢复比较困难恢复比较困难。水体一旦受到污染,即使减少或停止污。水体一旦受到污染,即使减少或停止污染物的排放,要恢复到原来状态仍需要相当长的时间。染物的排放,要恢复到原来状态仍需要相当长的时间。第13页,共193页,编辑于2022年,星期一(2)工业废水的分类)工业废水的分类 工业废水由于来源、污染成分复杂,分类方法也多种多样,工业废水由于来源、污染成分复杂,分类方法也多种多样,一般可按照以下三种依据分类。一般可按照以下三种依据分类。按污染物的化学性质分类:按污染物的化学性质分类:
16、分为无机废水、有机废水、兼含分为无机废水、有机废水、兼含有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和有机物和无机物的混合废水、重金属废水、含放射性物质的废水和仅受热污染的冷却水。仅受热污染的冷却水。按企业的产品和加工对象分类按企业的产品和加工对象分类:分为造纸废水、纺织废水、制:分为造纸废水、纺织废水、制革废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等。革废水、农药废水、冶金废水、炼油废水等。第14页,共193页,编辑于2022年,星期一 按污染物的主要成分可分为按污染物的主要成分可分为:酸性废水、碱性废水、含:酸性废水、碱性废水、含酚废水、含铬废水、含有机磷废水和放射性废水等。酚废水、含
17、铬废水、含有机磷废水和放射性废水等。通常以废水中含量较多或危害较大的某一种成分或毒物来通常以废水中含量较多或危害较大的某一种成分或毒物来命名或分类。命名或分类。(3 3)工业废水中主要有害物质的来源工业废水中主要有害物质的来源 工业废水中的污染物,主要来源于原料、原料中的杂质、工业废水中的污染物,主要来源于原料、原料中的杂质、产品、中间产品、副产品、废水处理过程中投加的药剂等。产品、中间产品、副产品、废水处理过程中投加的药剂等。第15页,共193页,编辑于2022年,星期一(4 4)工业废水的污染物指标工业废水的污染物指标 为了表征废水水质,人们规定了许多水质指标,常用的有:为了表征废水水质,
18、人们规定了许多水质指标,常用的有:悬浮物、生化需氧量悬浮物、生化需氧量(BOD)(BOD)、化学需氧量、化学需氧量(COD)(COD)、总需氧量、总需氧量(TOD)(TOD)、总有机碳、总有机碳(TOC)(TOC)、氮、磷、氮、磷、pHpH值等。值等。化学需氧量化学需氧量 COD COD是在酸性条件下利用强氧化剂将有机物氧化为是在酸性条件下利用强氧化剂将有机物氧化为COCO2 2和和H H2 2OO所所消耗的氧的量。化学需氧量越高,表示水中的有机污染物越多。但消耗的氧的量。化学需氧量越高,表示水中的有机污染物越多。但污水中存在的还原性无机物如污水中存在的还原性无机物如亚硫酸钠、硫化钠、水合肼、
19、硫亚硫酸钠、硫化钠、水合肼、硫酸亚铁酸亚铁等,都能显示出等,都能显示出CODCOD值,因此准确的说值,因此准确的说CODCOD是利用强是利用强氧化剂将还原性物质氧化所消耗的氧的量。氧化剂将还原性物质氧化所消耗的氧的量。第16页,共193页,编辑于2022年,星期一总需氧量总需氧量(TOD)(TOD)指有机物完全被氧化的需氧量。指有机物完全被氧化的需氧量。TODTOD是有机物全部被氧化时的是有机物全部被氧化时的需氧量。在需氧量。在900900的高温下,以铂为催化剂,使水样汽化燃烧,然的高温下,以铂为催化剂,使水样汽化燃烧,然后测定气体载体中氧的减少量,作为有机物完全氧化所需的氧量,后测定气体载体
20、中氧的减少量,作为有机物完全氧化所需的氧量,称为总需氧量。称为总需氧量。总有机碳总有机碳(TOC)(TOC)表示污水中有机污染物的总含碳量。在表示污水中有机污染物的总含碳量。在900900的高温下,的高温下,以铂为催化剂,使水样汽化燃烧,然后测定气体中的以铂为催化剂,使水样汽化燃烧,然后测定气体中的COCO2 2增量,增量,从而确定水样中碳元素的含量,用以判定有机物含量,称为总有机从而确定水样中碳元素的含量,用以判定有机物含量,称为总有机碳。对于同一有机污水,一般有碳。对于同一有机污水,一般有TODCODBODTODCODBOD2020 BOD BOD5 5 TOCTOC 汞、铬、镉、铅、砷及
21、其化合物被称为五毒汞、铬、镉、铅、砷及其化合物被称为五毒。第17页,共193页,编辑于2022年,星期一 碱度碱度 碱度是指水所含的能与强酸发生中和作用的全部物质,即能碱度是指水所含的能与强酸发生中和作用的全部物质,即能接受接受H H+的物质总量。组成水中碱度的物质有强碱、弱碱及强碱弱的物质总量。组成水中碱度的物质有强碱、弱碱及强碱弱酸盐等三类。按照它们的离子状态来分,碱度主要有以下三类:酸盐等三类。按照它们的离子状态来分,碱度主要有以下三类:.氢氧化物碱度,即氢氧化物碱度,即OHOH-的离子含量;的离子含量;.碳酸盐碱度,即碳酸盐碱度,即COCO3 32-2-含量。含量。.重碳酸盐碱度,即重
22、碳酸盐碱度,即HCOHCO3 3-离子含量。离子含量。水中这些物质对强酸的全部中和能力就称之为总碱度,水中这些物质对强酸的全部中和能力就称之为总碱度,通常简称为碱度。可以用下式表示通常简称为碱度。可以用下式表示 :碱度碱度=OHOH-+COCO3 32-2-+HCOHCO-H H+第18页,共193页,编辑于2022年,星期一 废水中所含的碳酸盐、重碳酸盐碱度,对外加的酸碱有一废水中所含的碳酸盐、重碳酸盐碱度,对外加的酸碱有一定的缓冲能力。定的缓冲能力。所以在废水生物处理中,希望废水具有一定所以在废水生物处理中,希望废水具有一定的碱度,使得废水在生化反应过程中的的碱度,使得废水在生化反应过程中
23、的pHpH值有所控制,保值有所控制,保持在对微生物活动适宜的范围内。如在好氧生物处理过程中,持在对微生物活动适宜的范围内。如在好氧生物处理过程中,据估计,每去除据估计,每去除1kg BOD1kg BOD5 5可中和可中和0.5kg 0.5kg 碱度碱度(以以CaCOCaCO3 3计计)。在厌氧消化系统正常运行时,碱度一般在在厌氧消化系统正常运行时,碱度一般在100010005000mg/L(5000mg/L(以以CaCOCaCO3 3计计)之间。之间。2.1.2 2.1.2 工业废水处理的主要方法工业废水处理的主要方法 废水处理方法按处理原理不同,将处理方法分为物理法、废水处理方法按处理原理不
24、同,将处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法四类。化学法、物理化学法和生物化学法四类。第19页,共193页,编辑于2022年,星期一2.1.3 废水的深度处理废水的深度处理(1 1)工业回用主要水质)工业回用主要水质 目前常见的工业回用水方式有:目前常见的工业回用水方式有:厂内回用。根据各生产环节的不同,在工厂内部合理厂内回用。根据各生产环节的不同,在工厂内部合理配置用水,不仅减少新鲜水的用量,还可以节约处理费用。配置用水,不仅减少新鲜水的用量,还可以节约处理费用。将城市污水经适当处理和再生后作为部分工业用水以将城市污水经适当处理和再生后作为部分工业用水以代替新鲜水,通常作为锅炉补
25、给水和冷却水等。代替新鲜水,通常作为锅炉补给水和冷却水等。值得指出值得指出的是,再生水并不等同于回用水,它更强调对污水进行深的是,再生水并不等同于回用水,它更强调对污水进行深度处理,使其恢复到天然水质的程度,无害于人体,是回度处理,使其恢复到天然水质的程度,无害于人体,是回用水的一种特殊形式。用水的一种特殊形式。工业企业之间污水回用。这要求不同企业之间具备逐级关联工业企业之间污水回用。这要求不同企业之间具备逐级关联用水的水质、水量和实施条件。用水的水质、水量和实施条件。第20页,共193页,编辑于2022年,星期一 污水处理后出水作为冷却水回用时,应具备的条件:污水处理后出水作为冷却水回用时,
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