什么是水污染防治工程?

什么是水污染防治工程?

[拼音]：shui wuran fangzhi gongcheng

[外文]：water pollution control engineering

采取工程技术措施以防治、减轻直至消除水环境的污染，改善和保持水环境质量，合理利用水资源，是环境工程学的一个技术领域。

沿革

随着近代工商业的发展，城市人口密集，污水、污物增多，由于长期任意排放，导致城市及其附近水环境日趋恶化。19世纪欧洲一些大城市，因饮用水源遭到污染，曾多次造成霍乱、痢疾等传染病的流行。为了防止传染病的流行，开始进行污水处理。最初采用格栅截留、自然沉淀等处理方法，去除漂浮、悬浮和可沉淀物质。这些方法后来称为一级处理法（见污水一级处理）。随后又发明了生物滤池和活性污泥法等生物处理方法，在一级处理后实施，以除去可生物降解的有机物质，称为二级处理法（见污水二级处理）。

第二次世界大战后的30多年来，工业迅猛发展，工业废水的处理受到更大的重视，研究成功和实际应用了许多种有效的处理方法，如离子交换、汽提、溶剂萃取、蒸发浓缩、电解、膜分离、氧化还原、电泳、高梯度磁分离等，以及重金属和放射性废水处理后所形成浓缩产物的不溶性固化处理方法。根据各种工业废水的成分、性质和水量的不同，采用不同的处理方法（或称单元处理过程），分别去除不同的污染成分，使水达到排放或回用标准。

水环境还受到含有农药、化肥、有机物等的农田径流以及酸雨等的污染。因此水污染防治工程包括更为广泛的内容。

内容

水污染防治工程同自然条件（如城市的地形、气象、河流及其上下游流域的利用状况、土壤性质）、社会条件（如城市发展、工农业生产、人口密度和城市布局、交通状况、经济生活水平）都有密切关系。因此，必须综合考虑各种污水的产生，水量和水质的控制，污水输送集中方式，污水处理厂的设置和处理方法，以及污水经人工处理后的排放和回用，水体、土壤等自然净化能力等，进行全面规划，综合防治。具体内容如下：

水体自净规律的利用

首先是对水体污染进行系统的监测，为研究水体污染、自净规律和环境容量提供数据。根据水体功能制定各种水质标准、废水排放标准，以保护水环境质量，并确定污水的合理处理程度。

城市污水处理

传统的污水处理是根据受纳水体对有机污染物BOD5(五日生化需氧量)的容许排放负荷确定污水的处理程度。目前污水二级处理厂，仅能去除可生物降解的有机物和部分地去除氮、磷等营养性物质，而不能去除难以生物降解的有机物，处理后的污水排入水体仍会造成污染。因此，最近有少数污水处理厂加设了除氮、除磷等处理设备。少数缺水城市还采用了三级处理系统(见污水三级处理)，即将经过二级处理的水进行脱氮、脱磷处理，用活性炭吸附法或反渗透法等去除水中的剩余污染物，并用臭氧或氯消毒杀灭细菌和病毒，然后将处理水送入中水道，作为冲洗厕所、喷洒街道、浇灌绿化带、工业用水、防火等水源。

由生物氧化塘、贮存湖和污水灌溉田等组成的土地处理系统作为污水处理系统是经济、有效的方法，在有条件的地区已得到实际应用。

工业废水处理

工业废水的成分和性质相当复杂，处理难度大，费用大，必须采用综合防治措施。最根本的措施是用无毒原料取代有毒原料，以杜绝有毒废水的产生。在使用有毒原料的生产过程中，采用合理的工艺流程和设备，消除逸漏，以减少有毒原料的耗用量和流失量。重金属废水、放射性废水、无机毒物废水和难以生物降解的有机毒物废水，应尽可能与其他废水分流，就地单独处理，并要尽量采用闭路循环系统，或在厂内进行适当的预处理，达到排放标准后再排入下水道。相对清洁的废水如冷却水，最好在厂内经过简单处理后循环使用，以节省水资源，减轻下水道和污水处理厂的负荷。性质近似于城市污水的工业废水可排入下水道，由污水处理厂集中处理。一些能生物降解的有毒废水如含酚、氰废水，可按排放标准排入城市下水道，与城市污水混合处理。

排水系统

为及时地排除城市生活污水、工业废水和天然降水，并分别把不同的污水集中输送到污水处理厂或排入水体，或灌溉土地，或处理后重复使用，须按照最经济合理的方案建设排水系统。制定排水系统的规划，必须结合本地区的自然条件和社会条件（包括城市规划）考虑地区内污水收集和处理方式：在全地区是分片还是集中设污水处理厂；采用各种污水的分流制（生活污水、工业废水、雨水分别建管网系统）还是合流制（各种污水合建管网系统），或两种适当结合的混合制；排放水口设在何处，还要注意近期建设和远景规划的结合，以及对管径、坡降、管网附属构筑物、施工工程量、运行维护费用等等作出技术经济比较。也要考虑利用旧有设施，扩建或改建城市原有管道系统。

水系污染综合防治工程

水系污染综合防治工程是从60年代开始发展起来的。这种防治工程根据城市和工矿区内及周围水系分布情况，分段（河川）或分区（湖、海）调查研究它们各自的自净能力和自净规律，确定各区段的污染负荷，修建相应的处理设施，包括修建大规模的区域性联合污水处理厂，以及在一些自净能力小或污染超负荷的区段修建调节水库或污水库，以增加枯水期的水流量或减轻枯水期的排污负荷。也可修建曝气设施，增加水体的进氧量和自净能力，或者引附近水系的水进行稀释，以提高自净能力和改善水质。水系流域内的工业要压缩用水量，实行循环用水，减少排污量。

水系被污染后，有许多种污染物如重金属、多氯联苯、有机氯农药、重质焦油等沉积于水体底泥中。它们有可能重新返回水中，如汞可经甲基化再往水中释放剧毒的甲基汞。因此水系污染底质防治工程是水系污染防治工程的重要组成部分。它包括：

（1）对污染底质进行调查研究，以确定其污染范围和浓度、形态和分布；

（2）调查研究水生物特别是底栖水生物如贝类、底层鱼类对底质污染物的吸收、蓄积状况和规律，并结合水文、地质等多种因素和水域功能要求确定底质中污染物的最大容许浓度；

（3）对污染物浓度超过容许标准的底质进行处理，可使用挖掘法、粘土覆盖法、吸附法等。

在水系污染防治工程中还要考虑农田、矿山等地面径流的污染问题。

饮用水的除污染

在水源被城市污水、工业废水、农业废水以及大气沉降、降水径流等挟带的多种污染物污染的情况下，采用传统的处理工艺已不能满足饮用水的水质要求，需要采用更加有效的处理方法。美国已有50多座水厂用粒状活性炭滤池取代砂滤池，或者在砂滤池之后附加活性炭滤池，通过活性炭的吸附去除多种污染物，尤其是有机污染物。西欧有越来越多的水厂采用臭氧氧化与活性炭吸附相结合的除污染工艺。此外，还在试验研究用反渗透和超过滤法等去除给水中的污染物。

发展趋势

70年代以来，普遍重视水污染综合防治，今后还会沿这个方向继续发展。同时，改进水处理技术，提高处理效率、降低费用和能耗仍是重要的研究内容。为了充分利用水资源和节约能源，一些新的分离技术、循环用水技术、土地处理系统和污水省能生物处理技术，是今后水污染防治技术的重要发展趋向。