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1、水 資 源 利 用 與 保 護 技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展概況與趨勢,主講：李孟,水資源概況 水資源污染 水資源保護 給水處理技術(shù) 污水處理技術(shù),匯報提綱,水資源概況,世界水資源概況 地球表面的70%被水覆蓋，但淡水資源僅占所有水資源的2.5%，近70%的淡水固定在南極和格陵蘭的冰層中，其余多為土壤水分或深層地下水，不能被人類利用。地球上只有不到1%的淡水或約0.007%的水可為人類直接利用。,全球性的水污染，水資源的過度消耗和管理不當(dāng)已經(jīng)造成可利用水資源水量和水質(zhì)的大幅下降?，F(xiàn)在，世界上每天有6000人因為得不到水或足夠清潔的水而死亡。如果這種趨勢不能得到有效控制，20年后，世界人口的2/3將面臨無

2、水可用的危境。,我國水資源概況 我國水資源總量雖然達到28萬億立方米，居世界第6位，但人均淡水資源量僅2300立方米，只相當(dāng)于世界人均的1/4，世界排名第121位，被列為世界上最貧水的13個國家之一。,我國水資源在地區(qū)上分布極不均勻，約有80以上分布在長江流域及其以南地區(qū)，它與人口、耕地資源的分布不相匹配，南方水多、人多、耕地少，北方水少、人多、耕地多。北方有9個省(自治區(qū)、市)人均水資源占有量少于500m3，水的供需矛盾十分突出。,黃河斷流,水污染的定義 水體因某種物質(zhì)的介入,而導(dǎo)致其化學(xué)、物理、生物或者放射性等方面特征的改變，從而影響水的有效利用，危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境，造成水

3、質(zhì)惡化的現(xiàn)象稱為水污染。,水資源污染,水污染的分類 第一類:自然污染 第二類:人為污染,,1.生活污染 日常生活中使用的洗滌劑和洗衣粉大多含磷,含磷的水排到自然中會造成河流湖泊的富營養(yǎng)化,導(dǎo)致水體發(fā)臭。同時水中生物也因缺氧而死亡。,人為污染包括三個方面:,2.農(nóng)業(yè)污染 農(nóng)業(yè)中大量使用農(nóng)藥,這些農(nóng)藥殘留經(jīng)雨水沖刷進入自然水體,造成了對水的污染。,,,,3.工業(yè)污染 工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水不經(jīng)處理直接排到自然水體中,對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。另外，工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的其它廢棄物進入水體也會造成大量的水污染，如大氣污染，最后可能以酸雨的形式污染水體。,污染的類型,需氧型污染 毒物型污染 富

4、營養(yǎng)型污染 其它,需氧型污染,原因（水體接納了過量的有機物（能量）） 途徑（廢水排放引起的點源污染） 后果（直接和間接） 防止措施 （生物處理）,需氧性污染示意圖,,,,,,,河流,河床,,,,表層,O2,,,,,廢水排放 COD,COD增加,氧濃度分布曲線,,,毒物型污染,原因（有機、無機、重金屬） 途徑（點源污染，廢水排放） 后果（短期和長期） 防止措施 （化學(xué)與物理化學(xué)處理）,毒物型污染-案例,四川沱江污染造成魚類大量死亡,富營養(yǎng)型污染,原因（氮、磷） 途徑（點源、面源） 后果（間接） 防止措施 （生物處理）,富營養(yǎng)型污染-案例,藻類大量繁殖,其它水體污染物,酸、堿和無機鹽污染 熱污染

5、海上石油污染,,水資源污染的危害 污水中的致病微生物、病毒等可引起傳染病的蔓延。水中的有毒物質(zhì)可使人畜中毒，一些劇毒物質(zhì)可在幾分鐘之內(nèi)使水中的生物和飲水的人死亡。最危險的是汞、鎘、鉻、鋁等金屬化合物的污染，它們進入人體后造成慢性中毒，一旦發(fā)現(xiàn)就無法遏止。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）調(diào)查,世界上有70的人喝不到安全衛(wèi)生的飲用水。,水資源污染的危害 1.引發(fā)災(zāi)難性生態(tài)災(zāi)害 赤潮是水體中某些微小的浮游植物、原生動物或細(xì)菌，在一定的環(huán)境條件下突發(fā)性地增殖和聚集，引起一定范圍內(nèi)一段時間中水體變色現(xiàn)象。通常水體顏色因赤潮生物的數(shù)量、種類而呈紅、黃、綠和褐色等。 我國自1933年首次報道以來，至1994年

6、共有194次較大規(guī)模的赤潮，其中60年代以前只有4次，1990年后則有157起。,左圖：1999年5月15日， 上海外灘赤潮,右圖： 美國佛羅里達州赤潮， 造成大量魚死亡,2.引起傳染病的蔓延 污水中的致病微生物、病毒等可引起傳染病的蔓延。水中的有毒物質(zhì)可使人畜中毒，一些劇毒物質(zhì)可在幾分鐘之內(nèi)使水中的生物和飲水的人死亡。最危險的是汞、鎘、鉻、鋁等金屬化合物的污染，它們進入人體后造成慢性中毒，一旦發(fā)現(xiàn)就無法遏止。,3.給生產(chǎn)帶來巨大的損失 嚴(yán)重的污染使魚蝦大量死亡；許多水產(chǎn)品因污染而不能食用，許多優(yōu)質(zhì)魚也瀕臨滅絕。污水還污染農(nóng)田和農(nóng)作物，使農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。污水對運輸和工業(yè)生產(chǎn)的危害也很大，它嚴(yán)重

7、腐蝕船只、橋梁、工業(yè)設(shè)備，降低工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。水污染還造成其他環(huán)境條件的下降，影響人們的游覽、娛樂和休養(yǎng)。,水資源保護,,加強水資源和水生態(tài)保護。 大力推行清潔生產(chǎn)。 提高水的利用率,大力倡導(dǎo)節(jié)水型產(chǎn)業(yè)。 加快建設(shè)城市廢水處理廠。 加大對水污染治理的投資。 建立健全水管理系統(tǒng)的法律法規(guī)。,水體污染與防治的幾個概念,水體的自凈作用：指水體中的污染物的濃度因物理、化學(xué)或生物作用而降低的現(xiàn)象。 水體污染：當(dāng)進入水體的污染物質(zhì)的量超過了水體的自凈能力，使水質(zhì)受到損害，以至于對水的用途產(chǎn)生不利和不合理影響的現(xiàn)象叫水體污染。,水體污染物：從化學(xué)的角度來分，水體污染物有以下幾類： 1、無機有害物

8、 2、無機有毒物 3、有機有害物 4、有機有毒物 5、病原微生物,城市飲用水工程,城市飲用水供給存在的問題 1.供水量不足 我國城市缺水有4種類型，即資源型缺水、工程型缺水、管理型缺水和污染型缺水等。 1996年在全國的666個城市中，有330個不同程度缺水，其中嚴(yán)重缺水的達108個；在32個百萬人口以上的特大城市中，有30個城市長期受缺水的困擾。,2.水源污染日趨嚴(yán)重 據(jù)7大水系和內(nèi)陸河流的110個重點河段統(tǒng)計，符合“地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”、類的占32，類的占29，屬于、類的占39(主要污染指標(biāo)為氨氮、COD、揮發(fā)酚和BOD等)。黃河、松花江、遼河屬、

9、類水質(zhì)的河段已超過60。淮河枯水期的水質(zhì)已達不到類，其大部分支流的水質(zhì)，常年在類以上。長江和珠江的水質(zhì)為、類的江段已超過20。,3.供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)偏低 我國現(xiàn)行的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)僅有35項指標(biāo)，而世界衛(wèi)生組織制訂的有49項，日本1993年底開始執(zhí)行的為59項，歐盟制定的為66項，美國環(huán)保局安全飲水法中規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo)共83項。并且在一些單項指標(biāo)的規(guī)定上，我國較低。例如濁度，我國是35 NTU，發(fā)達國家是1 NTU。,4.建設(shè)資金短缺 由于歷史原因及80年代以來國民經(jīng)濟的突飛猛進，使城市的市政工程設(shè)施處于滯后狀態(tài)。另外，給水工程是系統(tǒng)工程，一般工程量較大，施工較復(fù)雜，建設(shè)周期較長，故所需的投資

10、相對較多。,城市飲用水工程的發(fā)展特點,建設(shè)規(guī)模越來越大 長距離引水工程越來越多 水廠凈化工藝越來越復(fù)雜 利用外資建設(shè)的項目越來越多 特殊水處理技術(shù)的經(jīng)驗越來越豐富 給水增壓技術(shù)設(shè)施越來越新 水廠自動化程度越來越高并趨普及 分質(zhì)供水與廣域供水系統(tǒng)越來越多 避咸蓄淡的河口水庫逐漸增多 集成化水處理裝置越來越多,給水處理的基本方法,對于去除水中各類雜質(zhì)和污染物質(zhì)，有多種方法可供在給水處理中使用、選擇與組合。 1.去除顆粒物(包括膠體顆粒和懸浮顆粒)的處理方法 2.去除、調(diào)整水中溶解(無機)離子、溶解氣體的處理方法 3.去除有機物的處理方法 4.消毒方法 5.冷卻方法,給水處理的基本工藝,給水處理可以

11、分為兩大類： 1.飲用水處理 2.工業(yè)用水處理 其中，飲用水處理的工藝可以分成： 1.飲用水常規(guī)處理工藝 2.在飲用水常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，增加預(yù)處理和(或)深度處理的飲用水處理工藝 3.其他特殊處理工藝,飲用水常規(guī)處理工藝,當(dāng)以地表水為水源時，飲用水常規(guī)處理工藝如下圖所示： 氯 混凝劑 原水 管網(wǎng),,,,混凝,,沉淀,,過濾,,清水池,,在以地下水為水源時，飲用水常規(guī)處理的主要去除對象是水中可能存在的病原微生物。處理工藝流程見圖： 氯 井水 管網(wǎng),,清水池,,,增加預(yù)處理和(或)深度處理的飲用水處理工藝,受到一定污染的水源水(微污染水源水)的飲用水凈化處理工藝

12、有： 1.在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上，增加生物預(yù)處理、加強預(yù)氧化(高錳酸鉀、臭氧等)、投加粉狀炭等預(yù)處理措施； 2.對常規(guī)處理進行強化，如采用高效混凝劑、改用氣浮、強化過濾等； 3.在常規(guī)處理的基礎(chǔ)上，增加臭氧氧化、活性炭吸附或生物活性炭等深度處理措施； 4.綜合采用上述加強預(yù)處理、強化常規(guī)處理和增加深度處理的措施等。,,,,,飲用水特殊處理工藝和工業(yè)給水處理工藝,1.含鐵含錳地下水的飲用水處理工藝 2.過硬原水的軟化、苦咸水淡化、海水淡化處理工藝 3.工業(yè)用水軟化處理工藝 4.工業(yè)純水、高純水除鹽處理工藝 5.循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定處理工藝 6.飲用凈水、飲用純水處理工藝等,污水處理方法簡介,1、物理法

13、 利用物理作用處理、分離和回收費水中的污染物。在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。常采用的有沉淀法、過濾法、離心法、蒸發(fā)法。 2、化學(xué)法 利用化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用處理、回收費水中的污染物，常用的方法有化學(xué)沉淀法、混凝法、中和法、萃取法、吸附法、離心交換法、電滲析法等。,3、生物法 利用微生物的生化作用處理廢水中的有機污染物。常用的方法有活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法等。,需氧生物處理法 ：利用需氧微生物在有氧條件下將廢水中復(fù)雜的有機物分解的方法 厭氧生物處理法 ：在厭氧細(xì)菌或兼性細(xì)菌的作用下將污泥中的有機物分解，最后產(chǎn)生甲烷和二氧化碳等氣體。,,污水處理工藝流程 按污水種類可分為：城

14、市污水處理和工業(yè)污水處理；按處理后的水的去向可分為：排放和回用等；不同的污水及不同的用途，需要采用不同的處理流程。 典型的城市污水主要來源時城市居民生活污水，主要的去除對象是有機污染物，一般用BOD5和COD為指標(biāo)。一般城市污水中的污染物易于生物降解，所以主要采用生物處理方法。,,1.典型的城市污水一級處理工藝流程：,,,2. 典型的二級處理工藝流程：,,,3.三級處理工藝系統(tǒng)： 1）混凝、澄清過濾系統(tǒng),,,2）直接過濾系統(tǒng),,,,,,3）微絮凝過濾系統(tǒng),4）生物膜過濾系統(tǒng),,,,5）氣浮過濾系統(tǒng),6）臭氧化系統(tǒng),,,,7）臭氧、活性炭聯(lián)用系統(tǒng),8）反滲透工藝系統(tǒng),我國水處理研究在世界上所處的地位,特點：1 年輕，發(fā)展?jié)摿Υ? 2 基礎(chǔ)理論工作薄弱，原創(chuàng)性研究很少，大多偏向應(yīng)用性領(lǐng)域 3 著重考慮經(jīng)濟成本 4 水質(zhì)復(fù)雜，挑戰(zhàn)性大,報告結(jié)束，謝謝大家！,