污水水質(zhì)與污水出路.ppt

第九章 污水水質(zhì)與污水出路,第一節(jié) 污水水質(zhì),第二節(jié) 污染物在水體環(huán)境中的 遷移與轉(zhuǎn)化,第三節(jié) 污水出路,第一節(jié) 污 水 水 質(zhì),國(guó)際通用三大類指標(biāo)： 物理性指標(biāo) 化學(xué)性指標(biāo) 生物性指標(biāo),一、污水的物理性質(zhì)及指標(biāo),物 理 性 指 標(biāo),感官性指標(biāo)，水的色度來源 于金屬化合物或有機(jī)化合物,感官性指標(biāo)，水的異臭來源于 還原性硫和氮的化合物、揮發(fā) 性有機(jī)物和氯氣等污染物質(zhì),揮發(fā)性物質(zhì),溶解物質(zhì),固定性物質(zhì),懸浮固體物質(zhì),加速耗氧反應(yīng) 水體缺氧或水質(zhì)惡化,造成水中溶解氧減少,工業(yè)廢水 熱污染,色度,固體物質(zhì),嗅和味,溫度,水 和 污 水 中 固 體 成 分 的 內(nèi) 部 相 關(guān) 性,無機(jī)性指標(biāo)含氮化合物,污水中的氮有四種，即有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝 酸鹽氮。 危害：消耗水體中溶解氧；促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖， 形成水華、赤潮；引起魚類死亡，導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化。,關(guān)于氮的幾個(gè)指標(biāo)： TN：一切含氮化合物以N計(jì)量的總稱。 有機(jī)氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。 TKN： TN中的有機(jī)氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。 氨氮：有機(jī)氮化合物的分解，或直接來自含氮工業(yè)廢水。 NOx-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。,無機(jī)性指標(biāo)含磷化合物,磷主要來源：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場(chǎng)及 含磷工業(yè)廢水。 危害：促進(jìn)藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧 平衡；使水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。,含磷化合物,第一類：可生物降解有機(jī)物： （1）可生物降解有機(jī)物，對(duì)微生物無毒害或抑制作用； （2）可生物降解有機(jī)物，但對(duì)微生物有毒害或抑制作用。 第二類：難生物降解有機(jī)物： （3）難生物降解有機(jī)物，對(duì)微生物無毒害或抑制作用； （4）難生物降解有機(jī)物，并對(duì)微生物有毒害或抑制作用。,被微生物氧化,被化學(xué)氧化 或被經(jīng)馴化、篩選后的微生物氧化,生化需氧量（BOD : biological oxygen demand ） （）,兩個(gè)階段：第一個(gè)階段（碳化階段）二氧化碳、 水和氨； 第二階段：氨亞硝酸鹽和硝酸鹽。 污水的生化需氧量通常只指第一階段消耗的氧量。 實(shí)際，以5d、 20作為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間、溫度，稱BOD5；,定義：在水溫為20的條件下，由于微生物（主要是細(xì)菌） 的活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無機(jī)物所消耗的溶解氧量。,有機(jī)物 （可生物降解）,CO2、 H2O、 能、 NH3,硝化階段,新細(xì)胞,內(nèi)源呼吸,Ob,呼吸,Oa,合成,異氧菌,有機(jī)物 （可生物降解）,異氧菌,（1）時(shí)間與BOD的關(guān)系 一級(jí)反應(yīng)：,（2）溫度和BOD的關(guān)系 kT K20(T-20) （3）兩個(gè)階段 碳氧化階段、硝化階段 第一階段生化需氧量BODu：Oa Ob 第二階段生化需氧量NODu：Oc Od BOD5（7080）BODu,化學(xué)需氧量（COD : chemical oxygen demand ） （）,常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀K2Cr2O7 （稱 CODCr )和 高錳酸鉀 KMnO4 (稱CODMn 或OC ) 。 廢水中無機(jī)的還原性物質(zhì)同樣被氧化。 如果廢水中有機(jī)物的組成相對(duì)穩(wěn)定，則化學(xué)需氧量和生 化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水在0.40.5。,定義：用化學(xué)方法氧化分解廢水水樣中有機(jī)物過程中所消耗的氧化劑 量折合 成氧量（O2）（mg/L）。,可生化指數(shù)：BOD5/COD BOD5/COD 0.3 生物處理,總有機(jī)碳（TOC）和總需氧量（TOD）,TOC: total organism carbon 在950高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測(cè)定氣體 中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。 測(cè)定中應(yīng)該去除無機(jī)碳的含量。,各種水質(zhì)之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關(guān)關(guān)系。 在水質(zhì)條件基本不變的條件下： 各指標(biāo)之間存在一定關(guān)系。,TOD: total oxygen demand 在900950高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機(jī)物， 包括難分解的有機(jī)物及部分無機(jī)還原物質(zhì)），燃燒氧化成穩(wěn)定的氧 化物后，測(cè)量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（TOD）。 TOD測(cè)定方便而快速。,污水有機(jī)物指標(biāo)之間的關(guān)系,有機(jī)碳量,需氧量,TOC,TOD,CODcr,BODL,BOD5,CODMn,油類污染物,石油類：來源于工業(yè)含油污水。 動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過程和食品工業(yè)。 危害：影響水生生物生長(zhǎng)、阻礙蒸發(fā)、阻礙氧進(jìn)入水體、 危害魚類,酚類污染物,來源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹脂等 工業(yè)廢水。 危害：引起中毒、影響魚類的洄游繁殖、甚至死亡，抑制 植物生長(zhǎng), 農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。,三、生 物 性 指 標(biāo),融會(huì)貫通各水質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系,第二節(jié) 污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化,水體的自凈作用,河流的自凈作用是指河水中的污染物質(zhì)在河水向下游流動(dòng)中濃度自然降低的現(xiàn)象。,1、污水排入河流的混合過程,水體的自凈作用,1）稀釋原理 a:推流 b:擴(kuò)散 2）數(shù)學(xué)模式,3）影響混合的因素 a:混合比 b:排污口形狀 c:水文條件 4）注意問題 a:河水本身濃度 b:劇毒物質(zhì) c:對(duì)魚類的影響,物理凈化,零維模型 適用條件： a:完全混合 b:持久性污染物 c:水流恒定 d:污染物排放連續(xù)穩(wěn)定,2、持久污染物的稀釋擴(kuò)散,河斷面達(dá)到充分混合后，污染物濃度受到縱向分散作用和污染物的自身分解作用不斷減小。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，其變化過程可用下式描述： 式中：u河水流速； x初始點(diǎn)至下游x斷面處的距離； Mx縱向分散系數(shù)； K污染物分解速度常數(shù)； 0初始點(diǎn)的污染物濃度； x斷面處的污染物濃度。,3、非持久性污染物的稀釋擴(kuò)散和降解,物理凈化+化學(xué)凈化,一維模型,4、水體的氧平衡氧垂曲線（）,氧垂曲線：水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點(diǎn)后又逐步回升的變化過程，稱氧垂曲線。,1）氧的消耗和來源,消耗：a:氧化作用 b:硝化作用 c:底泥耗氧 d:植物/動(dòng)物呼吸作用 e:無機(jī)還原性物質(zhì),來源：a:原有氧 b:大氣復(fù)氧 c:水生植物 的光合作用,2）耗氧曲線 表示水中有機(jī)污染物濃度水平隨時(shí)間的變化情況。 斜率V耗 （ V耗 0 ） 3）復(fù)氧曲線 V復(fù)， 當(dāng)V復(fù)V耗（臨界點(diǎn)）時(shí)，D（虧氧量）最大 4）氧垂曲線 1）原點(diǎn)：Q復(fù)Q耗 2）排入污染物后， V耗，V復(fù)， 但 V耗V復(fù) DO 3）V復(fù)V耗， DO最小 4） V復(fù)V耗，曲線上升，飽和,生化自凈,4、水 體 污 染 與 恢 復(fù),污染物在河流中的擴(kuò)散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素的影響。 河口是指河流進(jìn)入海洋前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐影響，受漲潮、落潮、平潮時(shí)的水位、流向和流速的影響。 湖泊水庫(kù)的貯水量大，但水流一般比較慢，污染物的稀釋、擴(kuò)散能力較弱。 海洋雖有巨大的自凈能力，但是海灣或海域局部的納污和自凈能力差別很大。 污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化受多種因素影響，地下水一旦污染，要恢復(fù)原狀非常困難。,5、污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,第三節(jié) 污 水 出 路,最終出路： 1）排放水體；2）污水回用 一、排放水體及其限制 1、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB89781996） 第一類污染物：符合 “第一類污染物最高允許排放濃度”的規(guī)定； 第二類污染物：符合 “第二類污染物最高允許排放濃度”的規(guī)定。 2、行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn) 如石油煉制工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB355183）、 制革工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB354983）、 造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB354492）等 3、污染物