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精品资料推荐人类面临的环境问题 生态破坏和环境污染环境1.自然环境:环绕人们周围的各种自然因素的总和2社会环境:在自然环境的基础上,人类通过长期有意识的社会劳动,加工和改造了的自然物质,创造的物质生产体系,积累的物质文化等所形成的环境体系,是与自然环境相对的概念。环境保护指采取法律的、行政的、经济的、科学技术的措施,合理利用自然资源,防止环境污染和破坏,以求保护和发展生态平衡,扩大有用自然资源的再生产,保障人类社会的发展。环保的内容:“保护人类”“合理开发资源,减少污染物排放”环境工程学:运用环境科学、工程学和其它有关学科的理论和方法来研究控制环境污染,保护和改善环境质量,合理利用自然资源的技术途径和技术措施的学科。“环境工程学”的主要内容1.水质净化与水污染控制工程2.大气污染控制工程3.固体废弃物控制(垃圾和废渣)及噪声、振动与其他公害(电磁)防治工程4.清洁生产、污染预防与全过程污染控制工程5.环境规划、管理和环境系统工程6.环境监测与环境质量评价.水危机:1.淡水缺乏;2.淡水污染3.争夺淡水资源;4.海洋污染我国水资源特点我国水资源特点:1总量很大,人均很少总量很大,人均很少2降雨量分布不均3水资源利用不当水资源利用不当,水库修建不当用水浪费水体污染:水体因某种物质的介入,而导致其化学、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,危害人体健康或破坏生态环境,造成水质恶化的现象。热污染:如冷却水:1.DO下降,鱼类死亡。当DO4时,鱼类生存就会受到影响2.每升高10,化学反应加快一倍,水腐化速度加快,臭味加剧。3.细菌繁殖加速,作为水源需多投加混凝剂和氯4.加速藻类生长,加快富营养化5.某些有毒物质毒性增加悬浮物污染:1.降低穿透率,影响光合作用,妨碍水体自净2.堵塞鱼鳃,导致死鱼。造纸废水尤其明显。3.污染物的载体富营养化:水体中的N、P等植物营养物的浓度超过一定数值时,使得藻类迅速生长,引起水中氧气大量减少,导致鱼虾等水生生物死亡,使水质恶化的污染现象产生原因1 农田化肥2 牲畜粪便3 污水灌溉4 城镇地表径流:主要来自人类的生活垃圾、生活污水及和某些工商业废水。5 矿区地表径流6 大气沉降7 水体人工养殖水质即水的品质,自然界中的水并不是纯粹的氢氧化物,因此水质就是指水与其中杂质共同表现出的物理、化学、生物的综合特性。浊度:水中的不溶解物质对光线透过时所产生的阻碍程度悬浮固体:水样过滤后,滤渣在103-105下蒸发至干时的残渣量,也称“总不可滤残渣”;挥发固体:水样蒸发干燥后的固体,在600下灼烧,固体失去的重量。代表有机物质的含量; 总固体悬浮固体溶解固体;总固体挥发固体固定固体硬度:主要指水中的能与肥皂作用生成沉淀,能与某些阴离子产生水垢的钙、镁离子。分类:(按阴离子种类)a.碳酸盐硬度(暂时硬度):由钙、镁的碳酸盐和重碳酸盐形成,煮沸可除去;b.非碳酸盐硬度(永久硬度):由钙、镁的硫酸盐、氯化物形成,不受加热影响。总硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 总硬度测定方法:EDTA络合滴定法COD化学需氧量 OC耗氧量: 在一定严格的条件下,水中各种有机物质与外加的强氧化剂KCrO KMnO作用时消耗的氧化剂的量,用氧的mg/L数来表示。重铬酸钾耗氧量(COD)高锰酸钾耗氧量(OC)特点:COD:水样在强酸性条件下,加热回流2小时,使绝大部分有机物充分被氧化的情况下测定的。代表水中有机物的总量。OC:测定较快,30min,但含氮有机物较难分解,不能代表水中有机物的总量。测定天然水或含易被氧化的有机物的一般废水。可避免六价铬的二次污染。BOD:在有氧的条件下,水中可分解的有机物由于好氧微生物的作用被氧化分解而无机化,这个过程所需要的氧量叫做生物化学需氧量,简称生化需氧量,结果以氧的mg/L表示。TOC: 900-950高温下燃烧,有机碳都氧化成CO,测定其产生的量。用碳的mg/L计。要排除无机碳的干扰。TOD: 水样中的有机物在900 高温下燃烧变成稳定的氧化物时所需的氧量。用氧的mg/L计。生活饮用水水质标准制定原则:流行病学上应安全可靠,饮用水中不应有各种病源微生物和寄生虫卵,以防止水性传染病的传播;化学组成上应对人体无害,水中所含化学物质及放射性物质的浓度不危害人体健康;水的感官性状良好;在使用上应方便无弊。.污水综合排放标准按污染物分类:第一类:能在环境和动植物体内蓄积,对人体健康产生长远不良影响的,在车间排放口采样;第二类:长远影响小于第一类,在单位排放口采样。水体自净:经过一系列的物质、化学和生物学变化,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,这个自然净化的过程称为水体自净。主要机理:(1)物理过程:稀释、扩散等;(2)化学和物理化学过程:中和、氧化还原、絮凝、吸附等;(3)生物学和生物化学过程:水生生物、微生物。稀释机理两种运动形式:1)推流(或平流)污染物质由于河流流速的推动沿着水流前进的方向运动。2) 扩散由于污染物的进入,使水流产生了浓度差,使得污染物由高浓度向低浓度迁移。水体的生化自净:1氧的消耗:a.分解有机物b.还原性物质c.淤泥分解d.水生植物呼吸 2氧的来源:a.水体、废水原含氧量b.大气向水中溶氧c.水生植物光合细菌死亡的原因:(1)有机物的减少(2)吞食细菌的生物(原生动物等)(3)生物物理因素(如生物絮凝、沉淀)(4)其他因素(如pH、水温、日光等)废水处理系统按不同的处理程度分类:一级处理:主要是去除废水中的悬浮固体和飘浮物质,同时起到中和、均衡,调节水质的作用。主要采用筛滤、沉淀等物理处理技术。处理水达不到排放标准,必须进行再处理。二级处理:主要是去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。主要应用各种生物处理技术。处理水可以达标排放。三级处理:是在一级、二级处理的基础上,对难降解的有机物,磷、氮等营养性物质,溶解盐类等进一步处理。采用的处理技术有混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等、处理水可直接排放地表水系或回用。预曝气:污水进入沉淀池前曝气20-30min为预曝气。作用:(1)促使悬浮物互相碰撞,促进絮凝而沉降;(可投加少量剩余活性污泥,起生物絮凝的作用,可使沉淀池去除率提高到80%左右,BOD去除5率提高到35-45%。)(2)促进油水分离;(3)提供溶解氧,抑制臭气产生。沉降类型:根据水中悬浮颗粒的浓度及絮凝特性分为四种沉降类型。第一类自由沉降(分粒沉降)第二类絮凝沉降(混凝沉降)第三类拥挤沉淀(成层沉降)第四类压缩沉降固体通量单位时间内通过单位面积的固体质量。G=v:固体浓度v:下沉速度理想沉淀池分析1)各过水断面上各点的流速均相同;2)悬浮颗粒等速下降,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,认为已被除去。“截留沉速”,反映:沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。斜板斜管沉淀池优缺点:优点:去除率高,停留时间短(20min),占地面积小。缺点:1.池子体积缩小,使单位面积上泥量增加如排泥不畅,将产生泛泥现象(过渡区变大),使出水水质2.水流停留时间短,耐冲击负荷的能力差来不及调整来水水质水量变化3.斜板间距或斜管管径较小容易在板间或管内积泥,二沉池不宜采用4.斜板或斜管的上部在光照下会长大量藻类会给运行带来困难,南方地区混凝过程1.凝聚指使胶体脱稳并聚集为微絮粒过程。2.絮凝指微絮粒通过吸附、卷带和桥而成长为更大的絮体的过程。脱稳机理:胶体稳定性胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。1).压缩双电层电位的静电斥力。投加电解质,使反离子浓度增加,挤入吸附层,降低电位。2).吸附电中和异号离子、胶粒或链状高分子带异号电荷的部位吸附在胶粒表面。中和电荷,减小静电斥力3).吸附架桥:高分子聚合物、异号胶粒 “胶体保护”当胶粒吸附面全被高分子覆盖后,两胶粒接近时,就受到高分子的阻碍而不能接近聚集。4). 网捕、卷扫:絮凝体沉淀过程中的机械作用混凝剂应具有三种性质:a.三价阳离子;b.无毒性;c. pH中性范围内有效Al盐三种状态.1单体形态2聚合形态:3溶胶形态 作用1. Al3+和低聚合度羟基配合物稳凝聚2. 高聚合度羟基配合物桥连絮凝作用3. 氢氧化物溶胶形态网捕絮凝作用铝盐絮凝剂优点:使用方便,价格较低兼,净化效果较好缺点:(1)铝离子对水生生物有严重的毒害。(2)铝盐沉淀产生的污泥,如果直接施于土壤作肥料时,会使植物的根毛消失,根尖园秃,到枯萎死去;(3)对人体的危害临床表现有三种症状,即铝性脑病,铝性骨病和铝性贫血。长期摄入铝金属后致使人体内铝的大量积累,最后可能患痴呆症,尤其是中老人助凝剂:当单独使用混凝剂不能取得预期效果时,需投加某种辅助药剂以提高混凝效果,这种药剂称为助凝剂。(1)改善絮体结构(2)提供碱度:石灰(促进水解反应)(3)去除有机物干扰:氯气粒状介质过滤:水和废水通过粒状滤料床层时,其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤的表面和内部空隙中,这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方成为粒状介质过滤。过滤机理1.阻力截留:表层滤膜的形成。滤膜阻力截留或筛滤,悬浮物粒径大、表层滤料和滤速小,易成表层滤膜,截污力强。2.重力沉降:滤料提供悬浮物的沉降面积。滤料越小,沉淀面积越大;滤速越小,受重力影响越大,有利于悬浮物沉降。3.接触絮凝a.物理吸附;b.滤料吸正电颗粒再吸负电的悬浮物;c.未脱稳胶体的接触碰撞的媒介。过滤分类:1.按滤料的种类:单层滤池、双层滤池、多层滤池2.按作用水头:重力滤池、压力滤池3.按过滤速度:快滤池、慢滤池4.进出水方式:普通快滤池、虹吸滤池、无阀滤池反洗强度反洗时单位滤池面积上通过的反洗水流量。双层滤池:石英砂+无烟煤 上层:密度小,粒径大(无烟煤结构特点)下层:密度大,粒径小(石英砂)优点:(1)克服水力分层;(2)提高纳污能力(上层粗滤,下层精滤)配水系统作用:(1)在过滤时均匀地收集滤过水。(2)保证反洗水均匀地分布在整个滤池断面上如果反洗水分布不均,则流量小的部位滤料冲洗不净,流量大的部位,可能造成“跑砂”。分类:大阻力配水系统:使水头损失差异所占比例减小,水均匀,在生产实践中工作可靠,是主要的配水形式。小阻力配水系统:流速减慢,使水头损失绝对值减小、用配水室代替配水管,在室顶安装栅条、尼龙网和多孔板等配水装置。水中溶解物质的去除方法:一软化除盐 二离子交换 三吸附 四膜分离 五生物化学离子交换 交换剂:离子交换树脂 磺化煤 实质:不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其他同性离子之间的交换反应。.结构:树脂本体:苯乙烯的聚合物(网状骨架)活性基团(固定离子:固定在骨架上 活动离子:依靠静电引力与固定离子结合) 物理性能指标 粒径越小、越均匀,树脂的吸附性能越好。粒径太小,使用时对流体的阻力太大,过滤困难,并且容易流失。干真密度干燥恒重后的树脂质量与体积之比。湿真密度树脂在水中经充分膨胀后的颗粒密度,即湿树脂质量与湿树脂颗粒体积之比。湿视密度树脂在水中经充分膨胀后的堆积密度,即湿树脂质量与湿树脂堆积体积之比。交换容量:全交换容量一定量的树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量。工作交换容量在给定工作条件下实际的交换能力。(再生程度,软化流速、树脂柱高度等)吸附类型 (1)交换吸附静电引力,离子交换。(
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