水污染控制工程概述.doc

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水污染控制工程概述 摘要：本文從什么是水污染、怎樣衡量水污染、什么是水污染控制和什么是水污染控制工程這四個(gè)問(wèn)題來(lái)仔細(xì)介紹水污染控制工程的概念是什么。并且詳細(xì)介紹了水污染控制工程中包括的清潔生產(chǎn)和污水處理的基本步驟。最后簡(jiǎn)要介紹了水污染控制工程發(fā)展趨勢(shì)。 1.什么是水污染 在我們要了解什么是水污染控制工程之前，我們要知道什么是水污染、怎樣衡量水污染、什么是水污染控制和什么是水污染控制工程這四個(gè)問(wèn)題。 首先，水污染顧名思義是指水質(zhì)變差，水受到污染，失去其飲用、灌溉、養(yǎng)殖等用途的過(guò)程。水污染的定義是：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，造成水質(zhì)惡化的現(xiàn)象。 水是生命之源，水的質(zhì)量直接影響著水生生活的生物和飲用該水的生物的生存質(zhì)量。 但水體污染和水資源短缺成為當(dāng)今也是今后相當(dāng)一段時(shí)間的全球最嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題之一。例如我國(guó)超過(guò)三分之二的湖泊受到不同程度的富營(yíng)養(yǎng)化污染危害，七大水系中63%的河段因受到不同程度的污染而失去飲用水功能。水污染正從東部向西部發(fā)展，從支流向干流延伸，從城市向農(nóng)村蔓延，從地表向地下滲透，從局域向流域擴(kuò)散。水污染問(wèn)題也將成為亟待解決的問(wèn)題，這也成為了水污染控制工程這一工程學(xué)科責(zé)無(wú)旁貸的責(zé)任。 導(dǎo)致水污染的主要原因有兩個(gè)，一個(gè)是工業(yè)污染排放，另一個(gè)是生活污水排放。但根據(jù)污染物的性質(zhì)不同，我們把污水分為：物理性污染、化學(xué)性污染、生物性污染。 1.1物理性污染 物理性污染指污水被排放到河流、湖泊、土壤等處時(shí)帶來(lái)大量熱量，放射性物質(zhì)和固體物質(zhì)等導(dǎo)致的熱污染，放射性污染，固體物質(zhì)污染等。物理性污染主要是指污染物導(dǎo)致的污染主要是導(dǎo)致了污染受體物理性質(zhì)的改變，從而引起一系列的環(huán)境破壞。 1.2化學(xué)性污染 化學(xué)性污染是指污染物是化學(xué)物品導(dǎo)致的污染。按照污染物的化學(xué)特性分為：無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)污染，有機(jī)有毒物質(zhì)污染，需氧污染物質(zhì)污染，植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染和油類污染物質(zhì)污染。 1.3生物性污染 生物性污染是指生活污水、醫(yī)院污水和某些工業(yè)污水進(jìn)入水體后能帶來(lái)一些病原微生物、病毒、寄生蟲(chóng)等在水體中傳播，可引發(fā)傳染性疾病，危害環(huán)境健康。 2.如何衡量水污染 我們已知水污染對(duì)我們?nèi)祟愐约捌渌锞鶗?huì)造成程度不同的危害，于是，接下來(lái)我們要了解我們?cè)鯓硬拍軈^(qū)別已受污染的水和正常的水以及怎樣判斷水是否受到污染以及污染程度？因此，各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)也應(yīng)運(yùn)而生，我們通過(guò)儀器的監(jiān)測(cè)和計(jì)算水的各項(xiàng)污染指標(biāo)，來(lái)判斷水是否受到污染以及污染程度。 水污染亟待解決的今天，如何治理水污染成為人們?nèi)諠u關(guān)注的焦點(diǎn)，但在治理水污染之前，如何規(guī)定水污染以及制定一個(gè)指標(biāo)來(lái)判斷水是否污染成為前提。這便是水質(zhì)指標(biāo)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制定的意義。 我國(guó)水質(zhì)指標(biāo)根據(jù)水污染的組分劃分，可分為物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、有機(jī)污染物指標(biāo)、微生物學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)。 2.1物理指標(biāo) 物理指標(biāo)主要包括色度、濁度、溫度、密度、固體和粒徑分布、吸光度和透光度、電導(dǎo)率、臭味等特征指標(biāo)。 2.2化學(xué)指標(biāo) 化學(xué)指標(biāo)主要包括pH值、堿度、氮、磷、硫、氯化物、金屬等特征指標(biāo)。 2.3有機(jī)污染物指標(biāo) 有機(jī)污染物指標(biāo)主要包括有機(jī)物含量測(cè)定、生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳等特征指標(biāo)。 2.4微生物學(xué)指標(biāo) 微生物學(xué)指標(biāo)包括常見(jiàn)微生物、致病生物、指示生物、細(xì)菌與病毒的計(jì)數(shù)和鑒定、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等特征指標(biāo)。 2.5毒理學(xué)指標(biāo) 毒理學(xué)指標(biāo)主要包括一些毒理學(xué)常用參數(shù)測(cè)定和毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)。 3.什么是水污染控制 顧名思義，水污染控制就是以使水質(zhì)達(dá)標(biāo)為目的，對(duì)已被污染的水體進(jìn)行的一些具體的技術(shù)操作，以水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，將已被污染的水的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)控制在一定的合格的范圍內(nèi)。即使污染水變?yōu)檫_(dá)標(biāo)水。 而水污染控制有兩層含義，一個(gè)是將已被污染的水體的水質(zhì)指標(biāo)控制在合格的范圍內(nèi)，即對(duì)已被污染的水體進(jìn)行操作，改善水體質(zhì)量；另一層含義是指控制污染水的物質(zhì)排放，減少水污染的源頭，從而達(dá)到控制水體達(dá)標(biāo)質(zhì)量的目的。 因此，根據(jù)這兩層含義，水污染控制方法主要分為兩個(gè)：清潔生產(chǎn)和廢水處理。而廢水處理部分主要在以下“什么是水污染控制工程”中詳細(xì)介紹，本部分主要介紹清潔生產(chǎn)。 3.1 什么是清潔生產(chǎn) 對(duì)于如今我們社會(huì)環(huán)境污染和水污染越來(lái)越嚴(yán)重的現(xiàn)象，追根溯源都是產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用或者遺棄的過(guò)程中造成的，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)我們社會(huì)如今的環(huán)境污染圍繞著“產(chǎn)品”，因此，清潔生產(chǎn)這一概念的提出就是為了解決以上這一問(wèn)題。清潔生產(chǎn)是指既可滿足人們的需要又可合理使用自然資源和能源并保護(hù)環(huán)境的實(shí)用生產(chǎn)方法和措施，其實(shí)質(zhì)是一種物料和能耗最少的人類生產(chǎn)活動(dòng)的規(guī)劃和管理，將廢物減量化，資源化，無(wú)害化或者消滅于生產(chǎn)過(guò)程之中，同時(shí)，對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害的綠色產(chǎn)品的生產(chǎn)亦將隨著可持續(xù)發(fā)展進(jìn)程深入而日益成為今后產(chǎn)品生產(chǎn)的主導(dǎo)方向。 由于清潔生產(chǎn)的概念是關(guān)注產(chǎn)品引起的污染，因此，將清潔生產(chǎn)的介紹順序便按照著產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程的幾個(gè)關(guān)鍵因素，能源的清潔，生產(chǎn)過(guò)程的清潔，產(chǎn)品的清潔。 3.2 能源的清潔 能源短缺問(wèn)題是現(xiàn)今全世界面臨的十分嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)今大部分能源還是化石能源，即燃煤，但其燃燒導(dǎo)致的硫排放，溫室氣體增加，粉塵等物質(zhì)也在污染破壞我們的環(huán)境，因此，使用清潔能源也成為了未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的主要導(dǎo)向。 就現(xiàn)如今我國(guó)能源技術(shù)不發(fā)達(dá)，清潔能源利用技術(shù)不完善的現(xiàn)狀，現(xiàn)如今在能源的利用這一步驟，清潔的能源有著兩個(gè)含義。 1、 清潔能源是指清潔的利用化石能源，例如煤。在仍舊用化石燃料的基礎(chǔ)上，改進(jìn)能源設(shè)備，將化石能源的能量最大化的釋放、利用，并且利用較為先進(jìn)的技術(shù)，減少化石能源燃燒后產(chǎn)生的污染。 2、 清潔能源是指在改善能源利用設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中需要的能源直接用可再生能源，例如天陽(yáng)能、風(fēng)能、核能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能等。做到從源頭上減少污染的產(chǎn)生。 3.3 生產(chǎn)過(guò)程的清潔 生產(chǎn)過(guò)程中的清潔是指在生產(chǎn)過(guò)程中要盡可能的減少污染物質(zhì)的產(chǎn)生以及能量的浪費(fèi)。一是要在生產(chǎn)設(shè)備的改良，要充分利用能量，減少能源的浪費(fèi)，并且要減少生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物質(zhì)；二是要在產(chǎn)品原料的選擇上，要盡量選擇可再生原料，避免選擇對(duì)環(huán)境有污染的材料；三是加強(qiáng)設(shè)備以及生產(chǎn)管理，增加生產(chǎn)安全性，避免造成生產(chǎn)廠的事故，導(dǎo)致污染物質(zhì)泄漏，造成環(huán)境污染。 3.4 產(chǎn)品的清潔 產(chǎn)品是生產(chǎn)過(guò)程中的能源、人力、時(shí)間等資源的綜合體，因此，該產(chǎn)品必須要有足夠的使用或者服務(wù)時(shí)長(zhǎng)，不然也會(huì)造成以上資源的浪費(fèi)；另一方面，該產(chǎn)品在使用時(shí)或者廢棄后都應(yīng)對(duì)環(huán)境無(wú)害，更甚者應(yīng)該做到對(duì)產(chǎn)品的重復(fù)回收利用，將廢物資源化，這也是未來(lái)廢物處理的主要目標(biāo)。 4.什么是水污染控制工程 “水污染控制工程”這個(gè)詞從字面的意思是應(yīng)用于控制水體污染的工程技術(shù)。因此，可見(jiàn)水污染控制工程的目的便是為了將已被污染的水或者清潔的水的水質(zhì)指標(biāo)控制在合格的范圍內(nèi)，而為什么叫做控制工程呢？這也就指明了，為了達(dá)到其控制水體清潔的目的，其進(jìn)行的操作是工程技術(shù)的方法。 而按照減少水體污染的兩個(gè)主要方面：減少污水產(chǎn)生和廢水處理來(lái)分類，分為清潔生產(chǎn)和廢水處理。而清潔生產(chǎn)上述文章已詳細(xì)介紹，此處主要介紹廢水處理技術(shù)。 4.1 污水分類 一般污水均按照污水排放源的性質(zhì)劃分，一般分為工業(yè)廢水、城市生活污水和被污染的雨水三類。 工業(yè)污水一般是由工業(yè)生產(chǎn)廠排放，根據(jù)不同生產(chǎn)廠產(chǎn)生不同的污水。例如工業(yè)污水或者說(shuō)是工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對(duì)水體的污染也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全。因此，對(duì)于保護(hù)環(huán)境來(lái)說(shuō)，工業(yè)廢水的處理比城市污水的處理更為重要。 4.2 污水處理的目的和要求 簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，污水處理的目的就是為了將已被污染并失去其使用價(jià)值的水體處理后成為清潔水體，避免直接排放到自然水體中造成污染，更甚者可以循環(huán)利用這些水資源，用作灌溉、景觀、養(yǎng)殖等用途。 如今水資源短缺已成為全世界都要面臨的一大重要難題，其中大部分地區(qū)是水質(zhì)型缺水，即各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)標(biāo)的水資源短缺，大部分水體被污染。因此，污水處理及回收利用技術(shù)對(duì)于解決減少水體污染和水資源循環(huán)利用是至關(guān)重要的。 4.3 污水處理技術(shù)（按照處理程度劃分） 廢水處理技術(shù)的介紹，按照一般廢水處理步驟來(lái)逐步介紹。分為：預(yù)處理、一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理。 4.3.1 預(yù)處理 現(xiàn)如今我國(guó)的污水處理廠只有生活污水處理廠，并沒(méi)有專門的工業(yè)污水處理廠，因此，在設(shè)計(jì)污水處理廠時(shí)，要兼顧生活污水和工業(yè)廢水處理的功能。而對(duì)于生活污水，其與工業(yè)廢水的區(qū)別是有大量的不溶物，如果不進(jìn)行預(yù)處理，會(huì)造成阻塞或卡住泵、閥門以及其他大型機(jī)械，造成大量損失。 其中普遍的污水處理廠的預(yù)處理均包含著格柵、沉砂池、破碎機(jī)、調(diào)節(jié)池這四個(gè)部分。 4.3.1.1 格柵 格柵的作用是針對(duì)生活污水中的大顆粒物質(zhì)，破布、木材等不溶物，將其通過(guò)格柵攔截去除。 4.3.1.2 沉砂池 沉砂池的作用是將一些較小的、格柵未去除的不溶物，一般都是惰性的、較重的物質(zhì)，如沙子、小石塊、玻璃、金屬碎渣等。沉砂池均有一定的深度和體積，廢水在其中的流速減少，使較重的不溶物逐漸沉淀在池底并去除。 4.3.1.3 破碎機(jī) 破碎機(jī)作用原理也是運(yùn)用機(jī)械切割原理，將一些未被格柵和沉砂池去除的較小的、較輕的不溶物切割碎，便于以后的深度的處理。 4.3.1.4 調(diào)節(jié)池 調(diào)節(jié)池的作用主要是調(diào)節(jié)污水進(jìn)入污水處理廠的流速，適當(dāng)?shù)牧魉倏娠@著改進(jìn)現(xiàn)存處理廠的運(yùn)行，提高處理能力。 4.3.2 一級(jí)處理 污水經(jīng)過(guò)之前的預(yù)處理后，以及可以視為沒(méi)有了較大的不溶物，主要含有的是較輕的有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)均可以利用沉淀原理在沉淀池中得到分離和去除。一級(jí)處理的目的就是利用沉淀原理將可以沉淀的物質(zhì)去除。 4.3.3 強(qiáng)化一級(jí)處理 強(qiáng)化一級(jí)處理是在原有的沉淀池的基礎(chǔ)上增加了投入混凝劑或者氣浮機(jī)的步驟，使得原本污水溶液中顆粒直徑較小且難沉淀的不溶物可以以聚集型的大顆粒物或凝膠吸附后的大顆粒物沉淀去除。強(qiáng)化一級(jí)處理使得經(jīng)過(guò)處理的污水中只含有不能用純物理方法去除的物質(zhì)。 4.3.4 二級(jí)處理 經(jīng)過(guò)一級(jí)處理和強(qiáng)化一級(jí)處理的污水，現(xiàn)在只剩下水中溶解態(tài)的BOD和經(jīng)一級(jí)處理產(chǎn)生的懸浮固體，因此二級(jí)處理的主要工作目標(biāo)就是處理污水中的BOD。主要的方法就是活性污泥法。給活性污泥中的好氧微生物提供氧氣，并與BOD混合均勻，好氧微生物將BOD作為食物以提供能源給繁殖的消耗。 4.3.5 深度處理 污水經(jīng)過(guò)以上步驟的處理基本上已經(jīng)不含有BOD和懸浮固體，但污水中的溶解性COD、重金屬、氮、磷等物質(zhì)還是沒(méi)有得到去除。而這些物質(zhì)將在深度處理或者叫做三級(jí)處理中的到去除，并能達(dá)到改善水質(zhì)，將廢水轉(zhuǎn)變成可利用資源的目的。 深度處理基本方法主要是：過(guò)濾（顆粒濾料過(guò)濾和膜過(guò)濾）、活性炭吸附、除磷和脫氮。 5.水污染控制工程發(fā)展趨勢(shì) 5.1 水污染控制工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 隨著我國(guó)現(xiàn)階段的工農(nóng)業(yè)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，以及如今水環(huán)境污染和水資源短缺情況的日益嚴(yán)重，水污染控制工程將面臨更大的挑戰(zhàn)。工業(yè)廢物問(wèn)題以及日益嚴(yán)重的處理要求促使廢水處理工藝不斷更新。 廢水處理工藝改進(jìn)和更新主要關(guān)注一下幾點(diǎn)：對(duì)陳舊的基本設(shè)施改進(jìn)；工藝分析和控制的新方法；處理構(gòu)筑物的運(yùn)行和可靠性；廢水消毒；合流廢水系統(tǒng)溢流；非點(diǎn)源、暴雨徑流以及分流廢水系統(tǒng)溢流的影響；回流的分別處理；臭味控制以及揮發(fā)性有機(jī)排放物的控制。 總而言之，水污染控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)就是更加完善水污染處理的各個(gè)方面，想方設(shè)法將水污染治理好，增加水資源回流、利用效率。