第十三章 水体自净
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水体的自净作用及自净过程.水体的自净作用及自净过程自然环境包含水环境对污染物质都拥有必定的蒙受能力,即所谓环境容量。
水体能够在其环境容量的范围内,经过水体的物理、化学和生物的作用,使排入污染物质的浓度和毒性随时间的推移,在向下游流动的过程中自然降低,称之为水体的自净作用。
也可简单地说,水体遇到污染后,靠自然能力渐渐变洁的过程称为水体的自净。
水体的自净过程很复杂,按其机理区分有:(1)物理过程。
此中包含稀释、混淆、扩散、挥发、积淀等过程。
水体中的污染物质在这一系列的作用下,其浓度得以降低。
稀释和混淆作用是水环境中极广泛的现象,又是比较复杂的一项过程,它在水体自净中起侧重要的作用。
(2)化学及物理化学过程。
污染物质经过氧化、复原、吸附、凝集、中和等反响使其浓度降低。
(3)生物化学过程。
污染物质中的有机物,因为水体中微生物的代谢活动而被分解、氧化并转变为无害、稳固的无机物,进而使浓度降低。
总之,水体的自净作用包含着十分宽泛的内容,任何水体的自净作用又常是互相交叉在一同的,物理过程、化学和物化过程及生物化学过程经常是同时同地产生,互相影响,此中常以生物自净过程为主,生物体在水体自净作用中是最活跃、最踊跃的要素。
比如:河流对污染物的净化过程大概以下:当污染物质排入河流后,第一被流水混淆、稀释扩散,比水重的粒子即沉降堆集在河床上;接着可氧化的物质被水中的氧所氧化;有机物质经过水中微生物的作用进行生物化学的氧化分解复原成无机物质;与此同时,河流表面又不停地从大气获取氧气,增补水中被耗费掉的溶解氧;阳光能够杀死病原微生物;。
这样经过一段时间,河水流到必定距离后就恢复到本来的“洁净”状态。
水的自净能力与水体的水量、流速等要素相关。
水量大、流速快,水的自净能力就强。
可是,水对有机氯农药、合成清洗剂、多氯联苯等物质以及其余难于降解的有机化合物、重金属、放射性物质等的自净能力是及其有限的。
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水体自净的基本原理
水体自净的基本原理是物理自净、生物自净和化学自净三者相结合
的结果。
物理自净的原理是:水的流动(物理混合)能够导致空气与水接触,
从而分解有机物。
水流动也可以把悬浮物运到水体的较深处,这样它
们就受到了光照的稀疏,当受到更强的光照,悬浮物就会凝结,并与
固体沉淀物结合,落在水体的底部。
生物自净原理是:水中有大量的可爱藻类,由于它们对阳光量类和温
度的需求特别多,只有在水体深处才能生长。
藻类吸入水里的有机物,比如水质中的氮、磷等,藻类的增生可以使水中的有机物减少。
化学自净的基本原理是:利用饱和条件下的化学反应,使水中的某些
有害物质变化形态而分解,例如氧化、还原、水热反应等。
这种反应
产物对鱼类致病有效,而且更易沉淀在水底,因此有助于净化水体。
水体自净:污染物质进入水体后,经过一系列的物理、化学和生物变化,污染物质被分散、分离或分解,最后,水体基本上或完全的恢复到原来状态,这个自然净化过程称为水体自净。
水环境容量:一定水体在规定的环境目标下所能容纳污染物质的最大负荷量。
给水处理的基本方法:混凝---沉淀---过滤—消毒解决废水问题的主要原则:1改革生产工艺大力推进清洁生产减少废物排放量2重复利用废水3回收有用物质4对废水进行妥善处理废水处理的基本方法:物理法(分离悬浮态污染物质)、化学法(处理溶解性污染物质和胶体物质)、生物法(使呈溶解和胶体状态的有机污染物转化为无害物质)水中粗大颗粒物质的去除方法:物理处理法:筛滤截留、重力沉降、离心分离沉砂池(以重力沉降为基础):功能:去除水中砂粒、煤渣等相对密度较大的无机颗粒杂质。
同时去除少量较大、较重的有机杂质类型:平流式、竖流式、曝气式离心分离:原理:借助离心力分离水中悬浮颗粒沉淀:类型:自由沉降、絮凝沉降、拥挤沉降、压缩沉降理想沉淀池:1沉淀池中各过水断面上各点的流速相同2在沉降过程中悬浮颗粒以等速下降,颗粒水平分速度等于水流速度3悬浮颗粒落到池底后不再浮起就认为已被除去普通沉淀池的形式:平流式、竖流式、辐射式斜板斜管沉淀池的优缺点:优点:处理能力较强和生产能力大缺点:1池体积小易产生泛泥现象导致出水水质恶化2水流停留时间短,耐冲击负荷能力差3由于斜板间距或斜管管径小,易在板间或管内积泥,需定期用高压水冲刷4斜管上部易滋生大量藻类混凝:包括凝聚和絮凝混凝剂:水处理过程中把为使胶体微粒脱稳沉淀而投加的电解质称为混凝剂(常用铁盐铝盐)过滤机理:1阻力截留2重力沉降3接触絮凝滤料要求:1有足够的机械强度2有较好的化学稳定性3有适宜的级配(就是滤料的粒径范围以及在此范围内各种粒径的滤料数量之比例)和足够的孔隙率配水系统:1大阻力配水系统:为克服配水的不均匀性,常增大整个配水系统布水孔眼的阻力,降低由于距离不同而引起的水头损失的差异在总水头损失中的比例。
第一章水质与水质标准填空题:1、水的循环包括:和。
2、按水中杂质的尺寸,可以将杂质分为、、三种。
3、含磷物质存在形式:、、;溶解性的磷:、、;悬浮性的磷:。
4、按处理程度污水处理分为:、、。
5、污水的最终出路:、、。
6、城市污水:包括以下四部分、、、。
7、污水复用分:、。
8、有直接毒害作用的无机物:、、、、、。
9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。
10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。
名词解释:1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化 ( eutrophication ) 的定义9、水环境容量 10、水体自净问答题:1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净?为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一?3、在研究水体污染问题时,为什么除毒物外,还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题?在进行水体自净的计算时,关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的,但在北方严寒地区,对于溶解氧的要求往往提高,这是什么原因?4、进行水体污染的调查,主要应采取哪些步骤?5、什么是水体富营养化?富营养化有哪些危害?6、 BOD 的缺点、意义?7、什么是“水华”现象?8、什么是“ 赤潮” 现象?9、氧垂曲线的意义,使用时应主意哪些问题?10、写出氧垂曲线的公式,并图示说明什么是氧垂点。
11、河水:最旱年最旱月平均时流量(保证率 95% )(水速为0.25m/s),生化需氧量第二章水的处理方法概论填空题:1、水处理按技术原理可分为和两大类。
2、按对氧的需求不同,将生物处理过程分为和两大类。
3、按反应器内的物料的形态可以分为和两大类;按反应器的操作情况可将反应器分为和两大类。
4、列举水的物理化学处理方法:、、、、。
(举出 5 种即可)名词解释:>1、间歇式反应器 2 、活塞流反应器 3 、恒流搅拌反应器 4 、过滤5、吸附 6 、氧化与还原 7 、水的好氧处理 8 、水的厌氧处理9、停留时间 10 、停留时间分布函数 11 、水处理工艺流程问答题:1、水处理工艺流程选择的出发点有哪些?如何确定一个合适的水处理工艺流程?2、举例说明废水处理的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。
水体自净的过程及机理水是地球上最重要的自然资源之一,它对维持生命的存在起着至关重要的作用。
在自然界中,水体具有一定的自净能力,可以通过一系列的物理、化学和生物过程去除其中的污染物,保持水体的清洁和可持续利用。
本文将探讨水体自净的过程及机理。
水体自净的过程主要包括物理过程、化学过程和生物过程。
物理过程是指通过水体的混合、扩散和沉降来去除污染物。
当水体受到外界的搅动或风力作用时,污染物会随着水体的流动而混合扩散,从而使其浓度逐渐降低。
同时,较重的污染物也会因为重力作用而沉降到水体底部,进一步降低其浓度。
化学过程是指水体中的化学反应可以将一些污染物转化为无害或难溶于水的物质。
例如,氧化反应可以将有机物氧化为二氧化碳和水,从而去除有机污染物。
生物过程是指水体中的生物可以通过吸附、吞噬和分解等方式去除污染物。
微生物可以利用污染物作为能源进行生长和繁殖,从而减少污染物的浓度。
同时,水体中的水生植物也可以吸附污染物,起到净化水体的作用。
水体自净的机理主要涉及溶解、吸附、氧化还原和生物降解等过程。
溶解是指污染物溶解在水中,形成溶液。
在溶液中,污染物与水分子之间发生相互作用,从而使污染物的浓度逐渐降低。
吸附是指污染物与水体中的固体颗粒表面相互作用,使污染物从水中吸附到固体表面,从而去除污染物。
氧化还原是指污染物的氧化态和还原态之间的相互转化。
在水体中,一些污染物可以被氧化为无害物质,或者还原为难溶于水的物质,从而减少其对水体的污染。
生物降解是指水体中的生物通过吸附、吞噬和分解等方式降解污染物。
微生物可以利用污染物作为能源进行生长和繁殖,从而减少污染物的浓度。
水体自净还与温度、pH值、氧气含量等环境因素有关。
在适宜的温度范围内,化学反应和生物过程的速率较快,有利于污染物的去除。
而温度过高或过低都会影响这些过程的进行。
pH值是指水体的酸碱性,对于一些有机污染物的降解以及微生物的生长都有一定的影响。
适当的氧气含量可以促进氧化反应的进行,从而加快污染物的去除速度。
第一、二章 重点内容一、按照处理原理分废水处理基本方法(填空或选择准备)物理处理法——利用物理作用分离污水中呈悬浮态固体污染物。
方法有:筛滤、沉淀、上浮、气浮、过滤、吹脱、反渗透化学处理法——利用化学反应分离回收污水中各种形态的污染物。
方法有:中和、混凝、电解、氧化还原、气提、萃取、吸附、离子交换、电渗析生物化学法——利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
方法有:好氧法(活性污泥法、生物膜法等)、厌氧法二、按处理程度分填空或选择准备)一级处理:除去呈悬浮状态固体二级处理除去呈胶体和溶解状态的有机污染物质三级处理:进一步处理难降解的有机物磷和氮等能导致水体富营养化的可溶性无机物等三、解释BOD 和COD(1)化学需氧量(COD):指用强化学氧化剂(我国法定用重铬酸钾)在酸性条件下,将有机物氧化成2CO 与O H 2所消耗的氧量(mg/L),用CODcr 表示,简写为COD 。
化学需氧量越高,表示水中有机污染物越多,污染越严重。
(2)生化需氧量(BOD):水温20℃条件下,水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L)。
思考题:为什么用5BOD 能代表总的生化需氧量?(9P )(要讲的内容)答:四、水体的自净作用污染物随污水排入水体后,经过物理的、化学的与生物化学的作用,使污染物的浓度降低或总量减少,受污染的水体部分地或完全地回复原状,这种现象称为水体自净或水体净化。
水体所具备地这种能力称为水体自净能力或自净容量。
五、按照机理来分,水体自净过程有哪几种类型?答:水体自净过程非常复杂,按机理可分为3类:①物理净化作用:水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发,使浓度降低,但总量不减;②化学净化作用:水体中的污染物通过净化还原、酸、碱反应、分解合成、吸附凝聚(属物理 化学作用)等过程,使存在形态发生变化及浓度降低,但总量不减;③生物化学净化作用:水体中的污染物通过水生生物特别是微生物的生命活动,使其存在形态发生变化,有机物无机化,有害物无害化,浓度降低,总量减少。