第9章污水水質(zhì)和污水出路

1、1第九章 污水水質(zhì)和污水出路 第一節(jié) 污水水質(zhì)2水體污染的含義 u一般認(rèn)為水體污染（包括地表水體污染和地下水體污染）的較為合理的定義應(yīng)該是：u判定水體是否污染必須具備兩個(gè)條件：3我國(guó)水污染概況 2005年，全國(guó)廢水排放總量為524.5億噸；化學(xué)需氧量排放量為1414.2萬(wàn)噸；氨氮排放量為149.8萬(wàn)噸。工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率為91.2%，比上年提高0.5個(gè)百分點(diǎn)。 2005年，七大水系總體水質(zhì)與上年基本持平。其中，珠江、長(zhǎng)江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河污染嚴(yán)重。2005年，28個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖（庫(kù)）中，滿足類水質(zhì)的湖（庫(kù)）2個(gè)、類水質(zhì)6個(gè)、類水質(zhì)3個(gè)、類水質(zhì)5個(gè)、劣類水質(zhì)的湖（庫(kù)）

2、12個(gè)。200年，113個(gè)環(huán)保重點(diǎn)城市月均監(jiān)測(cè)取水總量為16.1億噸，達(dá)標(biāo)水量占80%；不達(dá)標(biāo)水量占20%。 過(guò)量的開(kāi)采和利用，以及排放城市污水，引起地下水水位下降和地面沉降，改變了地下水動(dòng)力條件，擴(kuò)大地下水位降落漏斗，增加了污染范圍。我國(guó)沿海城市大面積的地下水位下降漏斗不能恢復(fù)，而且位于濱海地區(qū)的開(kāi)采水井形成海水倒灌或越流補(bǔ)給，含水層水質(zhì)嚴(yán)重惡化。 4水體污染的原因 人為人為污染源污染源 生活污水 工業(yè)廢水 固體廢棄物 地面徑流 農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 地面水體內(nèi)部存在的污染源 天然天然污染源污染源 海水 含鹽量高的水質(zhì)差的地下水 5污水的水質(zhì)指標(biāo)是污水的水質(zhì)指標(biāo)是用來(lái)衡量水在使用用來(lái)衡量水在使用過(guò)程中被

3、污染的程過(guò)程中被污染的程度，也稱污水的污度，也稱污水的污染指標(biāo)染指標(biāo)污水的水質(zhì)指標(biāo)可污水的水質(zhì)指標(biāo)可分為物理指標(biāo)、化分為物理指標(biāo)、化學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)學(xué)指標(biāo)、生物指標(biāo)三大類。三大類。水溫水溫 色度色度 臭味臭味 固體固體含量含量 由污水的色度可以知道污染物質(zhì)的情況 生產(chǎn)廢水視工礦企業(yè)的性質(zhì)而異，差別極大 色度為一種感官性狀指標(biāo) 色度可由懸浮固體、膠體或溶解物質(zhì)形成 生活污水的臭味來(lái)自有機(jī)物腐敗產(chǎn)生的氣體；工業(yè)廢水的臭味來(lái)自揮發(fā)性化合物 由臭味可辨別出污水中某些物質(zhì)存在的情形，還能幫助知道污水是否新鮮 臭味也是物理性質(zhì)的主要指標(biāo) 固體含量以TS作為指標(biāo)，常用重量法測(cè)定 固體物質(zhì)按存在形態(tài)的不同可分

4、為：SS、DS和colloid 按性質(zhì)不同可分為：有機(jī)物、無(wú)機(jī)物和生物體 水溫是污水水質(zhì)的重要物理性質(zhì)指標(biāo)之一 我國(guó)各地的生活污水的年平均溫度在15左右6無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物及指標(biāo)及指標(biāo) 酸堿度酸堿度 氮氮含硫含硫化合物化合物 氯化物氯化物 無(wú)機(jī)有無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)毒物質(zhì) 磷磷有機(jī)物有機(jī)物污染指標(biāo)污染指標(biāo) BOD TOD ThOD COD TOC 7一、物理指標(biāo) 色度固體物質(zhì)嗅和味溫度溫度濁度礦化度電導(dǎo)率氧化還原電位8水中溶解性氣體的溶解度1、溫 度溫度變化將影響：溫度變化將影響：水生生物和微生物活動(dòng)化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)速度鹽度pH工業(yè)廢水常引起水體熱污染！ 常用的測(cè)量常用的測(cè)量?jī)x器有水溫計(jì)、儀器有水溫計(jì)、深

5、水溫度計(jì)、深水溫度計(jì)、顛倒溫度計(jì)和顛倒溫度計(jì)和熱敏電阻溫度熱敏電阻溫度計(jì)。計(jì)。 水溫計(jì)水溫計(jì)顛倒溫度計(jì)顛倒溫度計(jì)92、色 度 水的顏色可分為真色和表色兩種。水的顏色可分為真色和表色兩種。 測(cè)定水的色度的方法有兩種，一種是測(cè)定水的色度的方法有兩種，一種是鉑鈷鉑鈷比色法比色法，一種是，一種是稀釋倍數(shù)法稀釋倍數(shù)法，兩種方法應(yīng)獨(dú)立，兩種方法應(yīng)獨(dú)立使用，一般沒(méi)有可比性。使用，一般沒(méi)有可比性。 感官性指標(biāo)，水的色度來(lái)源于金屬化合物或有機(jī)化合物！ 一般是針對(duì)一般是針對(duì)真色而言而言。 10113、嗅和味 感官性指標(biāo)，可定性反映某種污染物的多寡。 測(cè)定臭的方法有測(cè)定臭的方法有定性描述法定性描述法和和臭強(qiáng)度近臭強(qiáng)

6、度近似定量法似定量法（臭閾試驗(yàn)）。（臭閾試驗(yàn)）。 124、固體物質(zhì) .Sample溶解性固體表示鹽類的含量 揮發(fā)性固體反映固體的有機(jī)成分量懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質(zhì)的量135、濁度 濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對(duì)光線透過(guò)時(shí)所發(fā)生的阻礙程度。生的阻礙程度。 水中含有泥沙、黏土、有機(jī)物、無(wú)機(jī)物、浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)時(shí)，可使光散射或吸收，濁度大。天然水經(jīng)過(guò)混凝、沉淀和過(guò)濾等處理，使水變得清澈。 常用的測(cè)量濁度的方法有：常用的測(cè)量濁度的方法有：(1) 分光光度法分光光度法(2) 目視比濁法目視比濁法（visual turbidity）(3) 濁度計(jì)測(cè)定法濁度計(jì)測(cè)

7、定法 146、礦化度 礦化度是水化學(xué)成分測(cè)定的重要指標(biāo)，礦化度是水化學(xué)成分測(cè)定的重要指標(biāo)，用于用于評(píng)價(jià)水中總含鹽量評(píng)價(jià)水中總含鹽量，是農(nóng)田灌溉用水適，是農(nóng)田灌溉用水適用性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)之一。用性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)之一。 該指標(biāo)一般只用于該指標(biāo)一般只用于天然水天然水。 對(duì)無(wú)污染的水樣，測(cè)得的礦化度值與該水對(duì)無(wú)污染的水樣，測(cè)得的礦化度值與該水樣在樣在103105烘干的可濾殘?jiān)恐到咏?。烘干的可濾殘?jiān)恐到咏?礦化度的測(cè)定方法主要有礦化度的測(cè)定方法主要有重量法重量法，電導(dǎo)法電導(dǎo)法，陰、陽(yáng)離子加和法陰、陽(yáng)離子加和法，離子交換法離子交換法，比重計(jì)法比重計(jì)法等。等。157、電導(dǎo)率 一般，新鮮蒸餾水的電導(dǎo)率為

8、一般，新鮮蒸餾水的電導(dǎo)率為0.5-2S/cm，超純，超純水的電導(dǎo)率小于水的電導(dǎo)率小于0.1S/cm，天然水的電導(dǎo)率多在，天然水的電導(dǎo)率多在50-500S/cm之間，含酸、堿、鹽的工業(yè)廢水電導(dǎo)率往之間，含酸、堿、鹽的工業(yè)廢水電導(dǎo)率往往超過(guò)往超過(guò)10,000S/cm，海水的電導(dǎo)率約為，海水的電導(dǎo)率約為30,000S/cm。 又稱又稱比電導(dǎo)比電導(dǎo)，是指，是指25 時(shí)長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)1m、橫截面積、橫截面積為為1平方米水中的電導(dǎo)值。平方米水中的電導(dǎo)值。表征水的導(dǎo)電能力表征水的導(dǎo)電能力大小。水中的離子數(shù)目越多，水的電導(dǎo)率越高。大小。水中的離子數(shù)目越多，水的電導(dǎo)率越高。所以，所以，常用于推測(cè)水中離子的總濃度或含鹽量

9、。常用于推測(cè)水中離子的總濃度或含鹽量。電導(dǎo)率的倒數(shù)稱為電阻率。 168、氧化還原電位 氧化還原電位是水體中多種氧化物氧化還原電位是水體中多種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的綜合質(zhì)與還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的綜合結(jié)果。是結(jié)果。是了解水體的電化學(xué)特征，分析了解水體的電化學(xué)特征，分析水體性質(zhì)的一項(xiàng)綜合性指標(biāo)水體性質(zhì)的一項(xiàng)綜合性指標(biāo)。其測(cè)定必。其測(cè)定必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，采用原電池法測(cè)定。須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，采用原電池法測(cè)定。 17無(wú)機(jī)物無(wú)機(jī)物及指標(biāo)及指標(biāo) 酸堿度酸堿度 重金屬重金屬含硫含硫化合物化合物 氯化物氯化物 無(wú)機(jī)有無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)毒物質(zhì) 氮、磷氮、磷有機(jī)物有機(jī)物污染指標(biāo)污染指標(biāo) BOD TOD ThOD

10、 COD TOC 18 指水中有機(jī)污染物被指水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解好氧微生物分解時(shí)所時(shí)所需的需氧量需的需氧量( (以以mg/Lmg/L為單位為單位) )。有機(jī)物指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)BOD意義意義：反映了有機(jī)物進(jìn)入水體后，消耗溶解氧的情況。BOD越高，表示水中需氧有機(jī)污染物愈多。 目前規(guī)定在目前規(guī)定在2020下，培養(yǎng)下，培養(yǎng)5 5天作為測(cè)量天作為測(cè)量生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)，即為五日生化需氧量生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)，即為五日生化需氧量( (BODBOD5 5) )。 19 污水的生化需氧量通常只指第一階段有機(jī)物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天100天完成。 有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解的過(guò)程，一

11、般可分為兩個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成CO2、H2O和NH3（碳化） ；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3- （硝化）。2021有機(jī)物指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)COD意義意義：它是反映水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要是有機(jī)物。因此，COD又往往作為水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。 COD越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。 指利用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)物所消耗的氧化劑量，用氧量(mg/L)表示。22 以以KMnOKMnO4 4作氧化劑時(shí)，測(cè)得值稱為作氧化劑時(shí)，測(cè)得值稱為CODCODMnMn，或簡(jiǎn)

12、稱或簡(jiǎn)稱OCOC。 以以K K2 2CrCr2 2O O7 7作氧化劑時(shí)，測(cè)得值稱為作氧化劑時(shí)，測(cè)得值稱為CODCODCrCr，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱CODCOD。 23 總有機(jī)碳總有機(jī)碳是以碳的含量表示水體中有機(jī)物質(zhì)是以碳的含量表示水體中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。由于總量的綜合指標(biāo)。由于TOC的測(cè)定采用的測(cè)定采用燃燒法燃燒法，因此能將有機(jī)物全部氧化，它比因此能將有機(jī)物全部氧化，它比BOD5、COD更更能反應(yīng)有機(jī)物的總量。能反應(yīng)有機(jī)物的總量。有機(jī)物指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)TOC和和TOD 總需氧量總需氧量是指水中能被氧化的物質(zhì)，主要是是指水中能被氧化的物質(zhì)，主要是有機(jī)物質(zhì)在燃燒中變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需要有機(jī)物質(zhì)在燃燒中

13、變成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所需要的氧量，結(jié)果以的氧量，結(jié)果以O(shè)2的的mg/L表示。表示。 24污水有機(jī)物指標(biāo)之間的關(guān)系有機(jī)碳量需氧量TOCThOCThODTODCODcrBODLBOD5CODMn25有機(jī)物指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)油類污染物油類污染物包括石油類和動(dòng)植物油脂2種。 測(cè)定水中石油類物質(zhì)的方法有重量法、紅外分光光度法、非色散紅外吸收法、紫外分光光度法、熒光法等。 26危害：a. 油類污染物進(jìn)入水體后影響水生生物的生長(zhǎng)、降低水體的資源價(jià)值。b. 油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。c. 油類污染物若進(jìn)入海洋，改變海面的反射率和減少進(jìn)入海洋表層的日光輻射，對(duì)局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定

14、的影響。d. 大面積油膜將阻礙大氣中的氧進(jìn)入水體，從而降低水體的自凈能力。27有機(jī)物指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)酚類污染物酚類污染物 危害： 水體受酚類化合物污染后影響水產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。 水體中酚濃度低時(shí)能影響魚(yú)類的回游繁殖，酚濃度達(dá)0.10.2mg/L時(shí)魚(yú)肉有酚味，濃度高時(shí)引起魚(yú)類大量死亡，甚至絕跡。 酚的毒性可抑制水微生物的自然生長(zhǎng)速度，有時(shí)甚至使其停止生長(zhǎng)。測(cè)定方法：主要分析方法有溴化滴定法、4-氨基安替吡林分光光度法、色譜法等。28生 物 性 指 標(biāo)生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲(chóng)卵等制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病，影響衛(wèi)生，導(dǎo)致水體缺

15、氧 水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染程度和受細(xì)菌污染的程度。 常以細(xì)菌個(gè)數(shù)/mL計(jì)：飲用水：100個(gè)/ mL；醫(yī)院排水：500個(gè)/ mL細(xì)菌總數(shù) 大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。 常以大腸菌群數(shù)/L計(jì)：飲用水：3個(gè)/L；城市排水：10000個(gè)/L；游泳池：1000個(gè)/L大腸菌群來(lái)源及危害29物理作用物理作用生物作用生物作用物理化物理化學(xué)學(xué)作用作用水體污染水體污染的機(jī)制的機(jī)制化化學(xué)學(xué)作用作用第 二 節(jié) 水體污染物的遷移與轉(zhuǎn)化 水流的紊動(dòng)作用水流的紊動(dòng)作用 分子擴(kuò)散作用分子擴(kuò)散作用 水流的沖刷作用水流的沖刷作用 吸附一解吸吸附一解吸 膠溶一凝聚膠溶一凝聚 酸化

16、酸化 堿化堿化- -中和中和 氧化氧化- -還原還原 分解分解- -化合化合 沉淀沉淀- -溶解溶解 生物分解作用生物分解作用 生物轉(zhuǎn)化作用生物轉(zhuǎn)化作用 生物富集作用生物富集作用 30根據(jù)凈化機(jī)制分為三類物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)和物化凈化：氧化還原、酸堿、吸附凝聚生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用 水體的自凈作用是指經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)和生物學(xué)變化，污染物質(zhì)被分散、分離或分解，最后，水體基本上或完全地恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。31廢水中有機(jī)物進(jìn)入河流后，水中有機(jī)物被河水稀釋，并且會(huì)被水中微生物分解，這一過(guò)程稱為水體的生化自凈。某種污染物質(zhì)進(jìn)入天然水體后，通過(guò)一定的時(shí)間或流經(jīng)一定的距離，

17、被生物化學(xué)凈化的數(shù)量，可用下式表達(dá)： 質(zhì)量守恒原理質(zhì)量守恒原理SKCS每日生物化學(xué)凈化量，每日生物化學(xué)凈化量，mg/(Ld)；C可被生物化學(xué)作用降解的污染物質(zhì)的初始濃度，可被生物化學(xué)作用降解的污染物質(zhì)的初始濃度，mg/L；K該污染物質(zhì)的生物化學(xué)降解速率常數(shù)，該污染物質(zhì)的生物化學(xué)降解速率常數(shù)，1/d。32提問(wèn)：提問(wèn)：水體自凈速度有哪些限制因素？水體自凈速度有哪些限制因素？ 因此因此水體的自凈速度是有限的水體的自凈速度是有限的。在正常情況。在正常情況下，下，水體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)正常生物循環(huán)中能水體單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)正常生物循環(huán)中能夠同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱為夠同化有機(jī)污染物的最大數(shù)量稱為33第三節(jié)第三

18、節(jié) 污水出路污水出路 污水回用應(yīng)滿足的要求：(1) 對(duì)人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響(2) 對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響(3) 對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響(4) 應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)(5) 應(yīng)為使用者和公眾所接受(6) 回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行、操作簡(jiǎn)便(7) 價(jià)格應(yīng)比自來(lái)水低廉(8) 應(yīng)有安全使用的保障 排放水體，工農(nóng)業(yè)利用，處理后回用34水監(jiān)測(cè)分析水監(jiān)測(cè)分析方法標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)樣品標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境質(zhì)水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)量標(biāo)準(zhǔn)水環(huán)境基水環(huán)境基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)水污染物水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)“五類”“三級(jí)”國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)35污染控制技術(shù)概述污水處理技術(shù)污水處理技術(shù) 目的目的 用各種方法將污水中所含的污染物質(zhì)分離出來(lái)，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。 處理方法處理方法 物理 化學(xué) 生物 物理法：利用物理作用分離廢水物理法：利用物理作用分離廢水中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在中呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過(guò)程中不改變污染物的化