使用教材：许力等编著， 《 工程化学 》 ，兰州大学出版社 授课对象：非化学类各专业学生 主讲教师：董文魁、许力、李静萍等

1. 工程化学——第七章 化学与环境 使用教材：许力等编著，《工程化学》，兰州大学出版社 授课对象：非化学类各专业学生 主讲教师：董文魁、许力、李静萍等

2. 学习目的和要求:了解环境与污染了解大气污染与防治了解水体污染及其防治学习目的和要求:了解环境与污染了解大气污染与防治了解水体污染及其防治

3. 本章节重点、难点大气污染与防治水体污染与防治本章节重点、难点大气污染与防治水体污染与防治

4. 学时分配大气污染与防治（1学时）水体污染与防治（1学时）学时分配大气污染与防治（1学时）水体污染与防治（1学时）

5. 第一节 环境与污染 一 、 环境的概念 人类赖以生存的环境由自然环境和社会环境组成。自然环境是指人类生存和发展的各种自然因素，它由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈等几个自然圈组成，即我们通常说的阳光、空气、水、土壤、岩石、动物、植物、微生物、温度、湿度、气候等。社会环境是指经过人类加工改造过的各种因素，如城市、村落、水库、港口、公路、铁路、空港、园林等。我国的环境保护法指出：环境是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等。

6. 二、人类和环境的关系——生态 学原理 环境是人类生存和发展的物质基础，人类的生产和生活一刻也离不开环境，人人都生活在环境之中，都受环境的影响，反过来也都在影响着环境。这就是人类（包括其他生物）与环境的关系。 研究生物和环境关系的科学叫做生态学。生态学涉及的范围广、内容多，此处仅介绍与环境保护有关的几个生态学概念。 1. 生态系统 人、动物、植物和微生物等组成了生物界，生物在自然界中并不是孤立的，而是互相结合成生物群落而生存。生物群落与大气、水、土壤、岩石、化学物质等非生物环境之间密切相关，既相互作用又相互制约，并进行着能量和物质的交换。这种生物群落与周围非生物环境构成的综合体就叫做生态系统。 生态系统是一个非常广泛的概念，小到包含几个藻类细胞的一滴水，大到整个宇宙本身都是一个独立的生态系统。它可以是自然的，也可以是人工的。自然生态系统包括：海洋、原始森林、大陆、湖泊、沙漠等；人工生态系统包括：村落、城市、矿区、

7. 工厂等。尽管它们之间千差万别，但是它们都是由生物群落和非生物环境共同组成的一个在一定结构、一定范围进行质、能循环，并相互作用、相互制约的系统。这种系统在一定时间、一定空间内可表现为生态系统的相对平衡。例如一个小小的池塘，池中有水、植物、微生物、昆虫和鱼类等，它们相互依存于一个水池中，相互关联，相互制约，在一定条件下可以保持相对平衡。鱼依靠浮游生物作食物来维持生命，鱼死了之后，微生物把它的尸体分解成有机物和其他成分，这些分解产物成为浮游植物的养料；另一方面，微生物在分解过程中需要消耗氧气，而浮游植物在光合作用下吸收营养物质并生产氧气，使水中氧气得以补充；浮游动物吃了浮游植物，鱼类又以浮游动物为食饵，如此相互依赖、相互联系、相互影响，在池塘中建立了一个小小的生态系统。各种独立、精巧又复杂的生态系统相互关联便形成了地球的大生态系统。工厂等。尽管它们之间千差万别，但是它们都是由生物群落和非生物环境共同组成的一个在一定结构、一定范围进行质、能循环，并相互作用、相互制约的系统。这种系统在一定时间、一定空间内可表现为生态系统的相对平衡。例如一个小小的池塘，池中有水、植物、微生物、昆虫和鱼类等，它们相互依存于一个水池中，相互关联，相互制约，在一定条件下可以保持相对平衡。鱼依靠浮游生物作食物来维持生命，鱼死了之后，微生物把它的尸体分解成有机物和其他成分，这些分解产物成为浮游植物的养料；另一方面，微生物在分解过程中需要消耗氧气，而浮游植物在光合作用下吸收营养物质并生产氧气，使水中氧气得以补充；浮游动物吃了浮游植物，鱼类又以浮游动物为食饵，如此相互依赖、相互联系、相互影响，在池塘中建立了一个小小的生态系统。各种独立、精巧又复杂的生态系统相互关联便形成了地球的大生态系统。 2. 生态系统的能量流动和物质循环 每个生态系统都有一个能量流动和物质循环的系统。 （1）能量流动：能量流动是指生态系统中的能量转移。例如，绿色植物（包括水中的浮游植物）能将日光辐射能转化为化学能贮存在有机物质中，在生态系统中它是生产者，居于重要地位；食草动物（包括浮游动物）通过食物关系将能量转化到有机体中，再通过食肉动物转化到食肉动物（包括某些鱼类）有机体中。食草、食肉动物是消费者，它们死后又被细菌图7.1生态系统中能量的流动或真菌等分解成简单的无机物，这些细菌或真菌等被称为分解者；将分解者产生的无机物转化成植物的营养成分以供生产者再次使用，担当这项任务的细菌被称为转变者。在每一步的转换过程中均有能量的消耗和逸散，这个过程就是能量的流动，如图7.1所示。

8. 在生态系统中通过食物关系把多种生物联系在一起，这种食与被食的关系相互连接形成所谓的食物链。以上绿色植物→食草动物→食肉动物就是最一般的食物链形式。对某一生态系统来说，这种食物链的关系就非常具体了，例如在湖泊中：藻类→甲壳类→小鱼→大鱼；在草原上：青草→野兔→狐狸→野狼。对于食物链需要说明两点：一是污染物或有毒物会沿着食物链逐次上升，最终进入人体；二是有毒物可以经过食物链逐渐富集，而且每经过一个营养级（被食一次）可以富集数倍、数十倍乃至数百倍。在生态系统中通过食物关系把多种生物联系在一起，这种食与被食的关系相互连接形成所谓的食物链。以上绿色植物→食草动物→食肉动物就是最一般的食物链形式。对某一生态系统来说，这种食物链的关系就非常具体了，例如在湖泊中：藻类→甲壳类→小鱼→大鱼；在草原上：青草→野兔→狐狸→野狼。对于食物链需要说明两点：一是污染物或有毒物会沿着食物链逐次上升，最终进入人体；二是有毒物可以经过食物链逐渐富集，而且每经过一个营养级（被食一次）可以富集数倍、数十倍乃至数百倍。 （2）物质循环：在生态系统中生物群落与环境之间的物质循环是非常复杂的。有构成生命主要元素的水、碳、氮、磷循环，也有构成生命有机体的许多微量元素Mn、Cu、Mo、Co、Zn、Se等的循环。与环境污染关系较密切的主要有水、碳、氮等循环。 3. 生态平衡 在任何正常的生态系统中，能量流动和物质循环总是不断地进行着，在一定时期内，生产者、消费者和分解者之间保持着相对的平衡状态，也就是说系统的能量流动和物质循环能保持较长时期的稳定，这种平衡状态就叫生态平衡。在自然界的生态系统中，生态平衡还表现为生物种类和数量的相对稳定。生态系统能够保持相对的平衡主要是由于生态系统内部具有自动调节能力。对污染物而言，这种能力就是通常所说的环境自净能力。当系统的某一部分出现了异常，就可能被不同部分的调节所抵消。但一个生态系统的自动调节能力总是有限的，超出这个限度，生态平衡就遭到破坏，就会产生环境污染问题（形成公害）。

9. 三、环境问题与环境污染 所谓环境问题是指由环境受破坏所引起的后果，或是引起环境破坏的原因。大多数环境问题因果兼而有之，例如温室效应既是由环境破坏产生的后果，而其本身又是引起环境进一步破坏的原因。 当前人类面临的环境问题至少有以下十个方面： ①全球变暖有资料表明，在过去的100年中，全球气温上升了0.6℃。自1993年以来，北极冰盖体积逐年缩减，1998年成为有气象记录以来最炎热的一年。②臭氧层破坏。按1998年9月的记录，南极上空臭氧空洞的面积已达2720万平方千米，接近南极大陆面积的一倍。③生物多样性减少。到2040年，现有约1000万个物种中70万个物种将永远地消失。④酸雨侵袭。世界各国皆不同程度地遭受其害，当前我国酸雨覆盖率以国土面积计已近40%，并有半数以上城市遭受酸雨之害。⑤绿色屏障锐减。世界森林面积每年约减少2000万公顷。⑥土地荒漠化。全球有19.6亿公顷土壤正趋于荒漠化，直接受害人数高达2.5亿。⑦大气污染。据统计，目前全球有11亿人口生活在空气污染的城市中。⑧水资源污染。在世界范围内，已经确定存在于饮用水中的有机污染物达1100多种，每年至少有1500万人死于水污染引起的各种疾病。⑨海洋污染。目前，全球每年都有数十亿吨的淤泥、污水、工业垃圾和化工废物等直接流入海洋，河流每年也将近百亿吨的淤泥和废物带入沿海水域。海洋对日益增多的污染废水净化能力每况愈下。海洋环境日益恶化，尤其是近岸海域污染严重，赤潮频发使近海鱼虾锐减。⑩垃圾大量积留。全球垃圾年积留量达100亿吨以上。

10. 环境问题多数是由于人为污染造成的，由人为原因引起的污染物滋生而产生的突发事件通常称为公害。公害事件会在短期内引起公众生活环境恶化，常表现为人群大量发病和死亡，有的公害事件还具有时间延续性，其影响可长达数十年之久。从20世纪30年代以来，世界上发生了一系列的公害事件。表7.1列举了具有代表性的重大公害事件。环境问题多数是由于人为污染造成的，由人为原因引起的污染物滋生而产生的突发事件通常称为公害。公害事件会在短期内引起公众生活环境恶化，常表现为人群大量发病和死亡，有的公害事件还具有时间延续性，其影响可长达数十年之久。从20世纪30年代以来，世界上发生了一系列的公害事件。表7.1列举了具有代表性的重大公害事件。 我国的环境状况恶化程度令人震惊。据2000年的资料显示，我国每年因环境污染造成的损失高达2830亿元人民币，其中仅水污染一项，估计一年造成的经济损失约500亿元。现有环境监测的432条大小河流中，80%受到不同程度的水体污染，60%支流受到污染；全国2800多个湖泊，凡能接纳城镇污水的，大多出现水体富营养化现象；桂林溶岩区三十米地下水重金属超标10至20倍。另外，地下水的过度开采，使京津沪出现大面积土地沉降；大气中二氧化硫、一氧化碳、有毒悬浮微粒等引起了严重的大气污染。

11. 造成环境污染的人为污染源或污染物主要来自以下三方面：造成环境污染的人为污染源或污染物主要来自以下三方面： 化学方面：指直接向环境排放的有毒化学物质，或者由于化学反应在环境中生成的有害产物的污染，如汞、砷、氰化物、酚、化学农药等。“工业三废”（废气、废水、废渣）排放的主要部分是化学污染物。 物理方面：主要是指一些能量性的因素，如辐射、放射性、振动噪声、废热、电磁波、光、粉尘等对环境的污染。 生物方面：指各种病菌、致病霉菌、病毒、寄生虫以及水体中有毒或反常生长的藻类等对环境的污染。 由于化学污染物的种类多、数量大、来源广、性质互异，它们在环境中存在的时间和空间位置又各不相同，污染物之间或污染物与其他环境因素之间还存在相互作用和迁移转化等，因此，处理与控制化学污染物尤为重要。以下将主要介绍大气和水体中的化学污染物及其处理与控制，并对在环境保护中起决定性作用的绿色化学与清洁生产进行简单介绍。

12. 第二节 大气污染与防治 一、大气的结构和组成 通常我们把随着地球旋转的大气层叫做大气圈，其厚度约为1000~1 400km。大气圈的总质量约5.1×1018kg,约为地球质量的百万分之一，大气主要分布在离地面80km以内，其质量占大气圈总质量的99.999%。根据大气的物理性质、化学组成以及与地面的垂直分布特性，可将大气分成五个层次，自下而上分别是对流层、平流层、中间层、暖层和逸散层。暖层离地面85~500km，直接接受太阳光的照射，层中温度随高度的的增加而增加，由于紫外线的作用，层中大气以等离子体状态存在，故又称电离子层或热离子层；平流层距地表10~50km，其中距地面约15~40km间的平流层区臭氧浓度较大，又称臭氧层。 自然状态下的大气由干洁空气的气体混合物、水、大气气溶胶和活性自由基组成。干洁空气（注：大气与空气并无本质区别，一般对于某一特定场所和局部小地区供人和动植物生存的气体常用空气一词，而以大区域或全球性的气流作为研究对象则常用大气一词）的主要成分是氮（N2）、氧（O2）和氩（Ar），它们占空气总体积的体积分数分别为78.08%、20.95%、0.93%，三者共占干洁空气总体积的99.96%以上；其他成分所占体积则不到0.04%，这些次要成分有二氧化碳（CO2）、氖（Ne）、氦（He）、氪（Kr）、氙（Xe）、氢（H2）、臭氧（O3），它们各自的体积分数见表7-2。

13. 二、大气污染物种类及污染的防治 大气污染物的种类很多，已引起人们注意的大致有百余种，其中对人类影响大，对环境危害严重的有：颗粒物、SOx、COx、NOx等，如表7-3所示。 下面简单介绍它们的主要来源、污染效应和防治方法。 1. 悬浮颗粒物 2. 硫氧化物（SOx）、硫酸雾 3. 氮氧化物（NOx） 4. CO和CO2 5. 烃类化合物（CxHy）

14. 三、几种综合性大气污染 近三四十年来，地球上出现了一些带有区域性或全球性的影响生态平衡和人类生存的综合性大气环境污染，主要有臭氧层空洞、温室效应、酸雨和光化学烟雾等。 1. 臭氧层空洞 2. 酸雨 3. 汽车尾气与光化学烟雾 4. 温室效应与全球气候变暖

15. 第三节水体污染及其防治 水是宝贵的自然资源，是人类生活、动植物生长、工农业生产所必需的物质，可以说没有水就没有生命。 自然界的水资源是极其丰富的。据科学家估计，地球上天然水的总量约有1.39×1018m3，其中参与全球水循环，逐年在陆地上可以得到恢复和更新的淡水资源的数量却很有限，估计约有1.20×1014m3，还不到全球总储水量的万分之一。所以水资源并不如人们所想像的那样，取之不尽，用之不竭。目前的实际情况是，一方面工农业生产对水的需求量迅速增加，另一方面工业废水、生活污水等的排放又使许多水源受到污染，可以利用的水量急剧下降，地区性缺水愈来愈严重。据不完全统计，全世界已有100多个国家缺水，而我国有200多个城市缺水，有40多个城市被列为水荒城市。不仅如此，我国的水污染也非常严重，截止到1995年，全国工业中仍有45%废水排放不达标。因此讨论认识水的污染以及它造成的危害，从而有效地开展水体保护和废水处理的意义十分重大。 第三节水体污染及其防治 水是宝贵的自然资源，是人类生活、动植物生长、工农业生产所必需的物质，可以说没有水就没有生命。 自然界的水资源是极其丰富的。据科学家估计，地球上天然水的总量约有1.39×1018m3，其中参与全球水循环，逐年在陆地上可以得到恢复和更新的淡水资源的数量却很有限，估计约有1.20×1014m3，还不到全球总储水量的万分之一。所以水资源并不如人们所想像的那样，取之不尽，用之不竭。目前的实际情况是，一方面工农业生产对水的需求量迅速增加，另一方面工业废水、生活污水等的排放又使许多水源受到污染，可以利用的水量急剧下降，地区性缺水愈来愈严重。据不完全统计，全世界已有100多个国家缺水，而我国有200多个城市缺水，有40多个城市被列为水荒城市。不仅如此，我国的水污染也非常严重，截止到1995年，全国工业中仍有45%废水排放不达标。因此讨论认识水的污染以及它造成的危害，从而有效地开展水体保护和废水处理的意义十分重大。

16. 一、水体的概念 水体一般是河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等“地表贮水体”的总称。水体不仅包括水，而且也包括水中的悬浮物、底泥及水生生物等。从自然地理的角度看，水体是指地表被水覆盖的自然综合体。 “水”和“水体”的概念是不同的，例如重金属污染物易从水中转移到底泥中，水中重金属含量一般都不高，若着眼于水，似乎未受污染，但从水体来看，可能已受到严重污染。水体成为长期的次生污染源。 研究水体，主要是研究水污染，同时也研究底质（底泥）和水生生物体的污染。一般来讲，所谓水污染是指排入水体的污染物使该物质在水体中的含量超过了水体的本底含量和水体的自净能力，从而破坏了水体原有的用途。 二、水体的污染 水体污染主要分为自然污染和人为污染两类。两者相比，后者是主要的。在现代工业出现之前，水体污染的主要因素是自然污染，如特殊的地质条件使某些地区水域中某种化学元素富集；火山爆发灰尘和干旱地区的风沙随雨雪降落水体等。人为污染主要是因人类的生产和生活造成的，这种污染有时是由偶然事故引起，更多的是由于未经控制而任意排放出的工业废水、城市生活污水、农业和畜牧污水造成的。盲目使用的农药、化肥、工业废渣、生活垃圾直接倾倒入水，或者堆放在陆地经雨水冲刷而流入水体，石油工业的发展和运输所造成的油类环境污染……如此种种，同样是造成水体污染的人为因素。 引起天然水体污染的物质，称水体污染物。水体污染物种类繁多，大致分成无毒无机物、有毒无机物、无毒有机物和有毒有机物四大类。

17. 无毒无机物：一般为无机盐、氮、磷等植物营养物质。无毒无机物：一般为无机盐、氮、磷等植物营养物质。 有毒无机物：汞、镉、铅、铬等重金属及氰化物、氟化物等。 无毒有机物：糖类、脂肪、蛋白质等。 有毒有机物：苯、酚、多环芳香烃、酞酸酯、二口恶英、多氯联苯、有机农药等。 下面对影响水体水质的主要污染物作简单介绍。 1. 固体悬浮物质 污染水体中的固体悬浮物质是一些大小不等的难溶性细微颗粒物质，它直接影响水的清澈程度，是水污染的外观指标之一。 天然污染的浑浊水源中，污染物质大部分是泥沙，一般经过简单处理就可作为生活和工业用水。但由工业废物和城市污水引起的浑浊水体常含有大量的有害物质，必须经过严格的处理、净化才能作为饮用水源。需要指出的是，固体悬浮颗粒还会吸附水中某些有毒物质，随波逐流，扩大污染。 2. 酸、碱、盐等无机污染物 冶金、金属加工酸洗工序、人造纤维、造纸等工业废水是水体酸污染的重要来源，造纸、制碱、制革、炼油、化纤等工业废水是碱污染的重要来源。水体遭到酸碱污染（pH小于6.5或大于8.5），将使水体自净能力受到影响，水生生物的生长受到阻碍，水下设备和船舶受到腐蚀。

18. 酸碱污染不仅会改变水体的pH，而且会增加水中的无机盐类和水的硬度。酸碱污染不仅会改变水体的pH，而且会增加水中的无机盐类和水的硬度。 氟化物和氰化物是无机盐污染物中两种主要的有毒物，其中氰化物的毒性更大，饮用含氰化物的污水，会使人畜呼吸困难、全身细胞缺氧而窒息死亡。 3. 重金属污染 污染水体的重金属有Hg、Cd、Pb、Cr、V、Co、Cu等，以Hg的毒性最大，Cd次之，Pb、Cr也有相当的毒性。 水中的重金属污染物来源十分广泛，最主要的是工矿业排放的废物和废水。这些污染物数量大、分布广，受污染区域也大，危害比较严重，是水体污染的重点防治对象。 重金属和有机物不同，它在水中非常稳定，不会被微生物降解。水中的重金属污染会通过食物链在生物体中富集，或者被悬浮物吸附而深入水底淤泥中。无机汞通过微生物作用可转变成毒性更高的有机汞（如甲基汞等）。上述重金属通过食物链或饮水进入人体，然后在身体的某一部位或特定器官积蓄，会给人们的健康造成极大的危害。

19. 4. 有机污染物 （1）耗氧有机物：造纸、食品工业废水和城市生活污水含有丰富的营养元素，其中有蛋白质、脂肪、糖类、木质素等有机物。它们在水中被分解时，将消耗水中的溶解氧，所以通常称这些有机物为耗氧化合物。水被它们污染的程度常用溶解氧（DO）、生化需氧量（BOD）、化学耗氧量（COD）、总耗氧量（TOD）和总有机碳（TOC）等指标来衡量。 （2）水中优先控制有机污染物：污染物品种繁多，不可能对每一种污染物都控制标准，因而提出在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先控制污染物。优先控制污染物绝大多数是一些有机污染物，我国提出的水中优先控制污染物，共有14类，68种，其中优先控制有机污染物12类，58种，占总数的85%，包括10种卤代（烷、烯）烃类，6种苯系物，4种氯代苯类，1种多氯联苯，7种酚类，6种硝基苯，4种苯胺，7种多环芳烃，3种酞酸酯，8种农药、1种丙烯腈和2种亚硝胺。其他有毒污染物2类：氰化物1种，重金属及其化合物9种。

20. 3）持久性有机污染物：持久性有机污染物是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，能够在大气环境中长距离迁移并能沉积回地球，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。它的性质十分稳定，难于降解。大多数持久性有机污染物不仅具有“三致”（致癌、致畸、致突变）效应和遗传毒性，或者干扰人体内分泌系统引起“雌性化”的特性，而且能在全球范围包括水环境在内的各种环境介质（大气、江河、海洋、底泥、土壤等）以及动植物组织器官和人体中存在。持久性有机污染物的问题已经引起各国政府、学术界、工业界和公众的广泛关注，成为一个新的全球性环境问题。3）持久性有机污染物：持久性有机污染物是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性，能够在大气环境中长距离迁移并能沉积回地球，对人类健康和环境具有严重危害的天然或人工合成的有机污染物。它的性质十分稳定，难于降解。大多数持久性有机污染物不仅具有“三致”（致癌、致畸、致突变）效应和遗传毒性，或者干扰人体内分泌系统引起“雌性化”的特性，而且能在全球范围包括水环境在内的各种环境介质（大气、江河、海洋、底泥、土壤等）以及动植物组织器官和人体中存在。持久性有机污染物的问题已经引起各国政府、学术界、工业界和公众的广泛关注，成为一个新的全球性环境问题。 5. 水体的“富营养化” 在人类活动集中的内湾和沿岸海域，最容易发生富营养化问题。通常认为这是由磷和氮化合物过多排入水体后引起的二次污染现象，主要表现为水体中藻类大量繁殖，而严重影响水质。 在水流相对静止的湖泊等发生的此类污染现象称为水华，在水流相对平缓的海湾等发生的此类污染现象称为赤潮。例如频发水华的太湖在每年夏天都出现蓝藻疯长的情景，1999年7月份每升湖水含藻达7000万个，而正常情况下应少于100万个。发生赤潮，受害最严重的是近海养殖业。近年来赤潮现象频繁发生，仅1998年，我国海域监测到的赤潮就有22起。其中，南海10起，主要发生在珠江口、大亚湾、深圳西部和阳江海域；东海5起，主要发生在长江口、杭州湾和嵊泗海域；渤海和黄海7起，主要发生在烟台海域和辽东湾、渤海湾和莱州湾。

21. 6. 热污染 工厂排出的冷却水是水体热污染源。据统计，通常以烧煤或燃油作为燃料的热电厂，只有三分之一的热量转变成为电能，大约三分之二的热量随冷却水流走或排入大气而白白浪费掉。热电厂冷却用水约占全部用水量的40%，因此存在大面积的热污染。核电站也有约75%的热量进入冷却水中。 热污染引起水温升高，水中溶解氧含量降低，使某些水中生物死亡或者影响水生生物的生长。若综合利用热能，化害为利，这将使人类受益无穷。 三、水污染的防治 水体污染主要是由于工业废水和生活污水的任意排放引起的。因此，要控制或进一步消除水污染，必须从控制废水的排放着手。 工业废水种类繁多，成分复杂，排放量大。在企业规划时就应考虑节水、节能、回收利用等，设法消除水中的有害物质，重复利用废水、余热。力求不排或少排废水，必须排放时，要进行适当处理，达到国家规定的排放标准时再进行排放。 污水处理和利用的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法。各种方法都有其特点和适应条件，往往需要综合考虑，配合使用。

22. 1. 物理法 主要是利用物理作用分出废水中呈悬浮态的污染物质，在处理过程中不改变其化学性质。最常用的方法有沉淀法、过滤法、离心法、蒸发结晶法、浮选（气浮）法等。 近年来反渗透膜技术发展很快，该法是在一定压力下使水分子通过特殊的半透膜（膜材料有醋酸纤维素、磺化聚苯醚等），溶质被截留，废水被浓缩，而被压过半透膜的水就是处理过的水，操作压力一般为30~50kg·cm-2，每天通过每平方米半透膜的水量从几十升到几百升。目前此法多用于海水淡化、重金属废水处理等方面，处理效率达90%以上。 另外，吸附、萃取、电渗析、微滤、超滤、纳滤技术等也是处理废水的有效方法。 2. 化学法 化学处理法主要是利用废水中所含的溶解物质或胶体物质与其他物质发生化学反应而从废水中除去有害物质的方法。最常用的方法有中和法、氧化还原法、电解法、沉淀法、化学凝聚法、离子交换法等。 （1）中和法：此法是通过调节废水的pH来消除污染。酸性废水可采用石灰、石灰石、电石渣等来中和；碱性废水可以通过烟道气（含CO2、SO2等酸性氧化物气体）来中和。另外，对于水中重金属离子，中和法（如凝聚法）也是一种有效的方法，即可以调节水的pH使之生成难溶的氢氧化物沉淀而除去。

23. （2）化学凝聚法（又称混凝法）：在天然水及各种废水中，都含有数量不同的悬浮物质，一般来说其中大多数都可以通过自然沉淀的方法除去，但形成胶体的细小颗粒物不能用此方法，因此，影响水质透明度的因素主要是水中的一些胶体颗粒物。向污水中投入混凝剂，可以使污水中难以沉淀的胶体颗粒迅速脱稳而相互聚合，增大到自然沉淀的程度，这种方法称为混凝，是包括自来水水处理的一种重要方法。早期用的混凝剂主要有硫酸铝、明矾、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合氯化铝等，考虑到铝盐的生物毒性，目前应用较多的主要有聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺等。（2）化学凝聚法（又称混凝法）：在天然水及各种废水中，都含有数量不同的悬浮物质，一般来说其中大多数都可以通过自然沉淀的方法除去，但形成胶体的细小颗粒物不能用此方法，因此，影响水质透明度的因素主要是水中的一些胶体颗粒物。向污水中投入混凝剂，可以使污水中难以沉淀的胶体颗粒迅速脱稳而相互聚合，增大到自然沉淀的程度，这种方法称为混凝，是包括自来水水处理的一种重要方法。早期用的混凝剂主要有硫酸铝、明矾、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合氯化铝等，考虑到铝盐的生物毒性，目前应用较多的主要有聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺等。 （3）沉淀法：除自然沉淀法外，加入沉淀剂形成沉淀也是一种常用的污水处理方法。 （4）氧化还原法：此法是在废水中投加氧化剂或还原剂，利用氧化还原反应，使水中有毒物质转化为无毒或毒性小的物质，从而消除污染的一种方法。常用的氧化剂有空气、漂白粉、氯气等；常用的还原剂有铁屑、硫酸亚铁、二氧化硫等。氧化法多用于处理含酚、氰、硫等的废水；还原法多用于处理含铬、汞的废水。

24. （5）离子交换法：在污水处理中使用离子交换法可以回收有价值的金属。污水经离子交换法处理后，水质纯净，离子交换树脂可以重复使用。（5）离子交换法：在污水处理中使用离子交换法可以回收有价值的金属。污水经离子交换法处理后，水质纯净，离子交换树脂可以重复使用。 3. 生物法 自然环境（土壤和水体）中，存在着大量的微生物，它们具有氧化分解有机物并将其转化为无机物的能力。水的生物处理法就是在人工创造的有利于微生物生命活动的环境中，使微生物大量繁殖，让微生物氧分解有机物。它主要用于除去污水中溶解的和胶体性有机物，降低水中氮、磷等营养物含量。水的生物学处理方法很多。根据在微生物处理过程是否有氧参与，可以将生物水处理分为好氧和厌氧处理两大类，分别利用好氧微生物和厌氧微生物分解有机物。若根据微生物学处理工艺过程的不同，又可将生物水处理分为悬浮生长处理法和附着生长处理法两大类。悬浮生长处理法是使微生物群体在处理设备内呈悬浮状态生长，并与污水接触使之净化的方法；附着生长处理法是使微生物附着在某些惰性介质上呈膜状生长，污水通过膜的表面得到净化的方法。每一大类微生物处理法又可以分为很多类，如好氧悬浮生长处理法又可分为活性污泥法、曝气氧化塘法、好氧消化法、高负荷氧化塘法等。上述方法各有优势，单用一种方法不可能把各种类型的污染物质都除净，在实际应用中可以根据废水的性质，选择几种方法联合组成系统以达到水处理的要求。生物化学处理方法具有投资省，运转费用低、处理效果好、操作简单等优点，近年来随着生物法水处理技术及相关技术的不断改进，该方法已成为城市生活污水和某些工业有机废水处理中的主力军。我国城市污水处理以活性污泥法起步，并逐渐转入多种物理、化学与生化相结合的方法。

25. 谢谢!