水体污染与自净.ppt

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。
(第一章已述)
(第一章已述)
(第一章已述)
(第一章已述)
二、水体自净的基本原理

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。
混合:污水与水体水的彼此分散。完全混合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。
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
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.
(在环境评价中讲述)

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.
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。
三、水环境保护
(在环境评价中讲述)
(在环境评价中讲述—要求弄懂)

水环境标准及排放标准(见p613~635),但污水排放标准已被修改,。