水污染基本概念與防治

1、113/114第一章 緒 論世界正處在一個(gè)飛速進(jìn)展的時(shí)代。經(jīng)濟(jì)在快速進(jìn)展、社會(huì)在飛速進(jìn)展，人們的生活在改變，世界的面貌在改變。進(jìn)展，是當(dāng)今世界共同關(guān)注的熱點(diǎn)；進(jìn)展，使世界呈現(xiàn)勃勃生機(jī)。安全與水污染防治是人類(lèi)生存進(jìn)展過(guò)程中永恒的主題，隨著社會(huì)的進(jìn)展進(jìn)步，安全與水污染防治問(wèn)題差不多受到越來(lái)越多的關(guān)注。為了進(jìn)展，人類(lèi)在實(shí)踐上、理論上進(jìn)行著不懈的努力。第一節(jié) 水污染差不多概念水污染指污染物進(jìn)入河流、海洋、湖泊或地下水等水體后，使水體的水質(zhì)和水體沉積物的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值和使用功能的現(xiàn)象。水污染按污染物的來(lái)源可分為天然水污染和人為水污染兩大類(lèi)，而后者是要緊的，

2、本書(shū)要緊討論人為水污染。天然水污染要緊由自然因素所造成，自然界自行向水體釋放有害物質(zhì)或造成有害的阻礙。如專(zhuān)門(mén)的地質(zhì)條件使某些地區(qū)的某些或某種化學(xué)元素大量富集（例如，氟磷灰石等礦區(qū)可能引起地下水或地表水中氟含量增高，造成水體的氟污染），天然植物在腐爛過(guò)程中產(chǎn)生某種毒物，以及降雨淋洗大氣和地面后挾帶各種物質(zhì)流入水體，都會(huì)阻礙該地區(qū)的水質(zhì)。人為水污染是指人類(lèi)在生產(chǎn)、生活過(guò)程中產(chǎn)生的污染物（要緊是污水）對(duì)水體形成的污染。按人類(lèi)活動(dòng)方式可分為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、生活等不同種類(lèi)的水污染，按其排放的污染物種類(lèi)可分為無(wú)機(jī)、有機(jī)、熱、放射性、重金屬、病原體等不同污染物。此外，污染氣體及氣溶膠的沉降，廢渣和垃圾傾倒

3、在水中或岸邊，或堆積在土地上，經(jīng)降雨淋洗流入水體，都能造成污染。一、有關(guān)水污染的概念21世紀(jì)水正在變成一種寶貴的稀缺資源，水資源問(wèn)題已不僅僅是資源問(wèn)題，更成為關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)進(jìn)展和長(zhǎng)治久安的重大戰(zhàn)略問(wèn)題。伴隨著人類(lèi)的產(chǎn)生，污水作為人類(lèi)排泄物的一部分就已存在，數(shù)量較少時(shí)，通過(guò)環(huán)境的自?xún)艟妥阋詫⑦@部分污染物降解消除。然而，隨著社會(huì)的進(jìn)展，人口激增，都市化進(jìn)程加快，污水的成分和性質(zhì)也發(fā)生巨大變化。量大而復(fù)雜的化學(xué)污染物，如重金屬、放射性核素與多氯聯(lián)苯硝基苯、洗滌劑、化肥和殺蟲(chóng)劑等不能或難以生物降解和去除的污染物，被排放水體，使水和水體的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致水資源急劇劣化污染和減少。

4、20世紀(jì)90年代以來(lái)，水污染不再是局部的，而是跨國(guó)度、遍布于整個(gè)流域的水污染問(wèn)題。伴隨日益嚴(yán)峻的水污染和水資源減少，水污染治理工作日益變得重要，也促進(jìn)了污水作為再生水資源的回收和再用，更帶動(dòng)了水污染治理技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)步，以實(shí)現(xiàn)污水的凈化和利用以及水循環(huán)。1水資源及水資源現(xiàn)狀水之因此成為資源是由其自身的物理特性、化學(xué)特性及自然特性所決定的。水資源有廣義和狹義之分，通常所講的水資源是指狹義水資源。 1）水資源概念廣義水資源是指自然界中以固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)形式廣泛存在于地球表面和地球的巖石圈、大氣圈、生物圈中的水，是包括海水在內(nèi)的地球水量的總體。人類(lèi)生活的地球是一個(gè)水的星球，海洋、河流、湖泊、溪流通過(guò)水

5、文循環(huán)彼此間相互聯(lián)系，相互阻礙，共同構(gòu)成了完整的地球水圈，它是生命的發(fā)源地。從那個(gè)意義上講，水圈中的任何水對(duì)人類(lèi)都有著直接或者間接的利用價(jià)值，都能夠視為水資源。它包括可更新水資源和不可更新水資源。狹義水資源確實(shí)是在水循環(huán)中，富集于江河、湖泊、冰川和埋藏在地下較淺的含水層中的水。它來(lái)源于大氣降水，能夠通過(guò)水循環(huán)逐年得到補(bǔ)充和更新，易于為人類(lèi)所利用，包括地表水、地下水和土壤水。其中，地表水為河流、冰川、湖泊、沼澤等水體；地下水為地下匯水的動(dòng)態(tài)水量；土壤水為分散于巖石圈表面的疏松表層中的水。2）世界水資源狀況地球表面約有70%以上面積為水所覆蓋，其余約占地球表面30%的陸地也有水的存在，但只有2.5

6、9%的水是供人類(lèi)利用的淡水。如圖1-1所示，全球水資源總量約13.8109km3，其中，97.41%為海水，淡水只占2.59%，而且絕大部分為極地冰雪冰川（占1.984%）和地下水（占0.592%）。由于開(kāi)發(fā)困難或技術(shù)經(jīng)濟(jì)的限制，海水淡化技術(shù)還未成熟、普及，同時(shí)，在地球上的淡水資源中，分布在南北兩極地區(qū)的固體冰川及永凍土底冰是目前人類(lèi)尚不能利用的，另外，在地下淡水中，由于它們特不分散，而且絕大部分埋藏專(zhuān)門(mén)深，因此，只有專(zhuān)門(mén)少一部分淺層水可供人類(lèi)利用。目前人類(lèi)較易利用的淡水資源僅占全球淡水資源的0.3%，占全球總儲(chǔ)水量的十萬(wàn)分之七，因此地球上的淡水資源并不豐富。全球淡水資源不僅短缺而且地區(qū)分布極

7、不均勻 圖1-1 全球水總量分布簡(jiǎn)圖3）中國(guó)水資源現(xiàn)況我國(guó)是一個(gè)水資源短缺、水旱災(zāi)難頻繁的國(guó)家，假如按水資源總量考慮，我國(guó)水資源總量約28000億m3，水資源總量居世界第六位，然而我國(guó)人口眾多，若按人均水資源量計(jì)算，人均占有量只有2240立方米，僅為世界人均水量的1/4，在世界排第110位（按149個(gè)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)一采納聯(lián)合國(guó)1990年人口統(tǒng)計(jì)結(jié)果），差不多被聯(lián)合國(guó)列為13個(gè)貧水國(guó)家之一，在世界銀行連續(xù)統(tǒng)計(jì)的153個(gè)國(guó)家中居第88位。按照國(guó)際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，人均水資源低于3000立方米為輕度缺水；人均水資源低于2000立方米為中度缺水；人均水資源低于1000立方米為重度缺水；人均水資源低于500立方

8、米為極度缺水。中國(guó)目前有16個(gè)省(區(qū)、市)人均水資源量低于重度缺水線，有6個(gè)省、區(qū)(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于500立方米，為極度缺水地區(qū)。然而，中國(guó)又是世界上用水量最多的國(guó)家。僅2002年，全國(guó)淡水取用量達(dá)到5497億立方米，大約占世界年取用量的13%，是美國(guó)1995年淡水供應(yīng)量4700億立方米的約1.2倍。從人口和水資源分布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)水資源南北分配的差異特不明顯。長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)人口占中國(guó)的54，然而水資源卻占了81。北方人口占46，水資源只有19。最近幾年，北方連年干旱，資源性缺水日益嚴(yán)峻令人憂心，南方地區(qū)由于不注意污水的處理，把未經(jīng)處理的污水大量排到天

9、然河道，污染了水體，阻礙了水資源的有效性，造成有水不能用，形成了水質(zhì)性缺水的嚴(yán)峻狀況。受大陸季風(fēng)氣候的阻礙，中國(guó)水資源在季節(jié)上分布極不均勻，總是連枯連澇。綜上所述，我國(guó)水資源具有總量多，人均占有量少，地區(qū)分布不均勻，季節(jié)分布不均勻，河流含沙量大，水污染日益嚴(yán)峻，地下水開(kāi)采過(guò)量等特點(diǎn)。2污水的概念 污水是生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水、被污染的雨水的總稱(chēng)。其中，生活污水是人類(lèi)在日常生活中使用過(guò)的，并被生活廢料所污染的水；工業(yè)廢水是在工礦企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中用過(guò)的水，工業(yè)廢水包括生產(chǎn)污水與生產(chǎn)廢水兩部分；生活污水與工業(yè)廢水中的生產(chǎn)污水(或經(jīng)工礦企業(yè)局部處理后的生產(chǎn)污水)的混合污水，稱(chēng)為都市污水。農(nóng)業(yè)污水指

10、農(nóng)業(yè)徑流排水；被污染的雨水，要緊是指初期雨水。由于初期雨水沖刷了地表的各種污物，污染程度專(zhuān)門(mén)高，需要作凈化處理。在人類(lèi)生活和生產(chǎn)活動(dòng)中，從自然界取用了水資源，經(jīng)生活和生產(chǎn)活動(dòng)后，又向自然界排出受到污染的水。這些改變了原來(lái)的組成，甚至喪失了使用價(jià)值而廢棄外排的水稱(chēng)為污水。由于污水中混進(jìn)了各種污染物，排進(jìn)自然界水體，日積月累，最終將導(dǎo)致自然界中的某一水系喪失使用價(jià)值。 1）生活污水 城鄉(xiāng)居民在日常生活中所產(chǎn)生的污水，要緊包括生活廢料和人的排泄物，包括廚房洗滌、沐浴、洗衣等廢水以及沖洗廁所等污水。污水的成分及其變化取決于居民的生活狀況、生活水平及生活適應(yīng)。污染物的濃度與用水量有關(guān)。生活污水的水質(zhì)特征

11、是水質(zhì)較穩(wěn)定，但渾濁、色深且具有惡臭，呈微堿性，一般不含有毒物質(zhì)。由于生活污水適于各種微生物的生長(zhǎng)生殖，因此往往含有大量的細(xì)菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵。生活污水中所含固體物質(zhì)約占總質(zhì)量的0.10.2，其中溶解性固體約占固體總量的3/52/3，要緊是各種無(wú)機(jī)鹽和可溶性的有機(jī)物質(zhì)，懸浮固體占總量的1/32/5，而其中有機(jī)成分幾乎占3/4以上。此外，生活污水中還含有氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。2）工業(yè)廢水 工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所排放的廢水，包括生產(chǎn)污水與生產(chǎn)廢水兩類(lèi)。生產(chǎn)污水是指在生產(chǎn)過(guò)程中形成、并被生產(chǎn)原料、半成品或成品等廢料所污染的水，也包括熱污染(指生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的、水溫超過(guò)60的水)。由于工業(yè)類(lèi)型、生產(chǎn)

12、工藝及用水水質(zhì)、治理水平的不同，使各類(lèi)生產(chǎn)污水的成分與性質(zhì)千差萬(wàn)不，含有各種各樣的污染物：有的含有大量的有機(jī)污染物質(zhì)；有的含有毒有害物質(zhì)；有的物理性狀十分惡劣，成分十分復(fù)雜。生產(chǎn)廢水是指在生產(chǎn)過(guò)程中形成，但未直接參與生產(chǎn)工藝、未被生產(chǎn)原料、半成品或成品污染或只是溫度稍有上升的水。生產(chǎn)污水必須經(jīng)凈化處理后方能排入水體或都市下水道系統(tǒng)3）農(nóng)業(yè)污水 隨著農(nóng)藥與化肥的大量使用，農(nóng)業(yè)徑流排水已成為水體的要緊污染源之一。施用于農(nóng)田的農(nóng)藥與化肥除一小部分被植物汲取外，大部分殘留在土壤或漂移于大氣中，經(jīng)降水洗淋、沖刷及農(nóng)田灌溉排水，殘留的農(nóng)藥與化肥最終會(huì)隨降水及灌溉排水徑流排入地面水體或滲入地下水中。此外，農(nóng)

13、業(yè)廢棄物(包括農(nóng)作物的稈、莖、葉以及牲畜糞便等)也會(huì)隨各種途徑帶入水體中，造成水體的污染。3要緊水污染類(lèi)型污染物（污水）種類(lèi)繁多，由此產(chǎn)生的水污染也多種多樣，要緊類(lèi)型如下。1）嗅覺(jué)感官污染 被污染了的水體在顏色、濁度和嗅味等方面將發(fā)生變化，如水色發(fā)紅或變黑，水體惡臭渾濁，產(chǎn)生大量泡沫等。2）耗氧有機(jī)物污染 由都市居民和工礦企業(yè)等排放的含有大量有機(jī)物的污水，這些污水盡管無(wú)毒性，但過(guò)多地進(jìn)入水體時(shí)，將導(dǎo)致水體溶解氧含量降低，阻礙魚(yú)類(lèi)及其他水生物的生長(zhǎng)。3）富營(yíng)養(yǎng)化污染 富營(yíng)養(yǎng)化污染是指植物營(yíng)養(yǎng)物（如磷和氮的化合物）過(guò)多排入水體后所引起的二次污染現(xiàn)象?！案粻I(yíng)養(yǎng)化”一詞來(lái)自湖沼學(xué)。湖沼學(xué)家認(rèn)為，富營(yíng)養(yǎng)

14、化是湖泊衰老的一種表現(xiàn)。湖泊中植物營(yíng)養(yǎng)元素含量增加，導(dǎo)致某些水生植物的大量生殖，要緊是各種藻類(lèi)的大量生殖，使魚(yú)類(lèi)生活的空間愈來(lái)愈少。藻類(lèi)的種類(lèi)數(shù)逐漸減少，而個(gè)體數(shù)則迅速增加。通常藻類(lèi)以硅藻、綠藻為主轉(zhuǎn)為以藍(lán)藻為主，而藍(lán)藻有許多種有膠質(zhì)膜，不適于作魚(yú)料，有一些是有毒的。藻類(lèi)過(guò)度生長(zhǎng)生殖還將造成水中溶解氧的急劇變化。藻類(lèi)在有陽(yáng)光的時(shí)候，在光合作用下產(chǎn)生氧氣；在夜晚無(wú)陽(yáng)光的時(shí)候，藻類(lèi)的呼吸作用和死亡藻類(lèi)的分解作用所消耗的氧能在一定時(shí)刻內(nèi)使水體處于嚴(yán)峻缺氧狀態(tài)，從而嚴(yán)峻阻礙魚(yú)類(lèi)生存。在自然界物質(zhì)的正常循環(huán)過(guò)程中，也有可能使某些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖進(jìn)展為富營(yíng)養(yǎng)湖，進(jìn)一步進(jìn)展為沼澤和干地。水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象除發(fā)生

15、在湖泊、水庫(kù)中，也發(fā)生在海灣內(nèi)，但在有水流淌的河流中發(fā)生較少。水體中氮、磷含量的高低與水體富營(yíng)養(yǎng)化程度有緊密關(guān)系。就污水對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化作用來(lái)講，磷的作用遠(yuǎn)大于氮。4）有毒物質(zhì)污染 有毒物質(zhì)分為無(wú)機(jī)和有機(jī)毒物質(zhì)，水體中的無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)要緊指重金屬污染。包括汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及金屬砷等生物毒性顯著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。重金屬作為有色金屬在人類(lèi)的生產(chǎn)和生活方面有廣泛的應(yīng)用。這一情況使得在環(huán)境中存在著各種各樣的重金屬污染源。采礦和冶煉是向環(huán)境中釋放重金屬的最要緊的污染源。通過(guò)廢水、廢氣、廢渣向環(huán)境中排放重金屬的工業(yè)企業(yè)舉不勝舉。由于人類(lèi)活動(dòng)進(jìn)入環(huán)境的重金屬量幾

16、乎相當(dāng)于自然過(guò)程中的遷移量。前者常是點(diǎn)源，因而能在局部地區(qū)造成嚴(yán)峻的污染后果。5）病原微生物污染 生活污水、醫(yī)院污水以及屠宰、鞣革等工業(yè)廢水，含有各類(lèi)病毒、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)等病原微生物，流入水體會(huì)傳播各種疾病。6）油類(lèi)污染物 要緊包括石油類(lèi)（來(lái)源于工業(yè)含油污水）和動(dòng)植物油脂（產(chǎn)生于人的生活過(guò)程和食品工業(yè)）等。油類(lèi)污染物進(jìn)入水體后將阻礙水生生物的生長(zhǎng)、降低水體的資源價(jià)值。油膜覆蓋水面將阻礙水的蒸發(fā)，阻礙大氣和水體的熱交換；油類(lèi)污染物進(jìn)入海洋，將改變海洋的反射率和減少進(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)生一定阻礙；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?xún)裟芰?；石油污染?duì)

17、幼魚(yú)和魚(yú)卵的危害專(zhuān)門(mén)大，將堵塞魚(yú)的鰓部，使魚(yú)蝦類(lèi)產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價(jià)值。破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥(niǎo)類(lèi)生活。7）酚類(lèi)污染物 酚污染要緊來(lái)源于煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹(shù)脂等工業(yè)廢水。屬于原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，引起神經(jīng)系統(tǒng)中毒。酚濃度低時(shí)，能阻礙魚(yú)類(lèi)的回游生殖。酚濃度達(dá)0.1mg/L0.2mg/L時(shí)，魚(yú)肉有酚味。酚濃度高會(huì)引起魚(yú)類(lèi)大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長(zhǎng)速度，有時(shí)甚至使其停止生長(zhǎng)。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強(qiáng)烈異臭（0.001mg/L即有異味，排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L ）。二、水污染治理差不多原理、方法與系統(tǒng)（一）水污染治理差不多原理 1水體自

18、凈水體自?xún)簦ɑ蚍Q(chēng)水體凈化）作用是指污染物（污水）排入各種水體后，在水體本身和污染物自身的物理、化學(xué)和生物等過(guò)程機(jī)理作用下，使水中污染物濃度自然降低或總量減少，受污染的水體部分或完全地恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。水體的自?xún)糇饔眯枰欢ǖ臅r(shí)刻、范圍和適當(dāng)?shù)乃?、水域條件。另外，也取決于污染物性質(zhì)、濃度以及排放方式等，當(dāng)排入水體的污染物一旦超過(guò)了水體的最大自?xún)簟叭萘俊?，正常的生物循環(huán)或生態(tài)平衡將被破壞，水體即被污染。1）水體自?xún)魴C(jī)理 水體自?xún)魴C(jī)理包括沉淀、稀釋、混合、揮發(fā)等物理過(guò)程；氧化還原、分解化合、吸附、膠溶凝聚、離子交換等化學(xué)和物理化學(xué)過(guò)程以及厭氧和好氧的生物同化過(guò)程。在自?xún)暨^(guò)程中，各種機(jī)理或同時(shí)或斷續(xù)起

19、作用，并互相阻礙和交錯(cuò)地進(jìn)行。（1）物理自?xún)?水體的物理自?xún)羰侵肝鬯蛭廴疚锱庞谒w之后，只改變其物理性狀、空間位置，而不改變其化學(xué)性質(zhì)，不參與生物作用。通過(guò)混合、稀釋、擴(kuò)散、沉淀、揮發(fā)等物理過(guò)程，水中污染物濃度降低。其中，可沉淀固體將逐漸沉至水底形成底泥；懸浮膠體和溶解性污染物則因混合稀釋而逐漸降低其在水中的濃度，水體得到一定程度的凈化。（2）化學(xué)自?xún)?化學(xué)自?xún)羰侵肝鬯蛭廴疚镌谒w中以簡(jiǎn)單或復(fù)雜的離子或分子狀態(tài)遷移，并發(fā)生化學(xué)元素性質(zhì)或形態(tài)、價(jià)態(tài)上的轉(zhuǎn)化，使水質(zhì)也發(fā)生了化學(xué)性質(zhì)的變化，但未參與生物作用的過(guò)程。通過(guò)化學(xué)作用可使一些難溶性物質(zhì)變?yōu)榭扇苄缘柠}；而使一些可溶的物質(zhì)氧化成幾乎不溶的物

20、質(zhì)或水合氧化物而沉淀于水底。化學(xué)作用能改變污染物在水體中的遷移能力、毒性大小，也能改變水環(huán)境的化學(xué)元素反應(yīng)條件。當(dāng)這些能力與條件都使受污水朝向污染減輕的方向進(jìn)展，通過(guò)化學(xué)或物理化學(xué)過(guò)程去除了水中的污染物，則稱(chēng)之為化學(xué)自?xún)糇饔?。?）生物自?xún)?水體的生物自?xún)羰侵杆w中的污染物經(jīng)生物汲取、降解作用使污染物消逝或濃度降低的過(guò)程。包括水中微生物對(duì)有機(jī)物污染物的生物分解、生物轉(zhuǎn)化和生物富集等作用。水體生物自?xún)糇饔靡脖环Q(chēng)為狹義的自?xún)糇饔?，要緊是指懸浮物和溶解有機(jī)污染物在微生物作用下，發(fā)生氧化分解過(guò)程。在水的自?xún)糁?，生物化學(xué)過(guò)程占要緊地位。（4）水體自?xún)襞e例 以河流自?xún)魹槔?，其自?xún)糇饔檬侵负铀械奈廴疚镔|(zhì)在

21、河水向下游流淌過(guò)程中濃度自然地逐漸降低的現(xiàn)象，如圖1-2所示。污水排入河流后，物理、化學(xué)和生物等自?xún)暨^(guò)程互相阻礙，交錯(cuò)地起作用，自?xún)舫潭仍诓煌奈恢檬遣煌摹？煞譃槿齻€(gè)相連接的河段，即污染物(污水)排入水體的初期時(shí)期為嚴(yán)峻污染的重污染段、其后的中等污染時(shí)期和污水排入水體的后期時(shí)期為污染較輕的輕污染段。每一河段除有各自的物理化學(xué)特點(diǎn)之外，還有各自的生物學(xué)特點(diǎn)。 （a）河水物理凈化過(guò)程（b）河水生物化學(xué)凈化過(guò)程 （c）BOD5和DO的變化過(guò)程圖1-2 水體的自?xún)糇饔媒蛹{大量污水的河流從污水排放后，經(jīng)一定的距離和時(shí)刻后，被排放的污水將與河水完全混合，最終實(shí)現(xiàn)水體自?xún)?。其間，受許多因素阻礙，要緊有：河

22、水流量與污水流量之比、河流水文條件及污水排放口的位置(岸邊或河中)和型式（單點(diǎn)或多點(diǎn)排放)，而阻礙河流自?xún)暨^(guò)程的因素也專(zhuān)門(mén)多，如水流方向和速度、風(fēng)向和風(fēng)速、水溫等。污水中的無(wú)機(jī)污染物和一些難溶或可溶性污染物通過(guò)稀釋、擴(kuò)散、氧化還原、分解-化合、沉淀、揮發(fā)等物理或化學(xué)過(guò)程降低了污染濃度，而污水中呈懸浮膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物，在有溶解氧的條件下，被河流中好氧微生物（如腐生細(xì)菌等）氧化降解為簡(jiǎn)單和穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物如水、二氧化碳、氨氮和磷酸鹽等。氨氮再由硝化菌、亞硝化菌作用轉(zhuǎn)變成硝酸鹽和亞硝酸鹽。好氧生物凈化過(guò)程中所消耗的溶解氧由水面復(fù)氧和水體中水生植物的光合作用產(chǎn)生的氧來(lái)補(bǔ)充，耗氧和復(fù)氧過(guò)程同時(shí)進(jìn)行

23、。沉于水體底部的有機(jī)物則發(fā)生厭氧的生物降解過(guò)程，最后形成甲烷、二氧化碳、氨和硫化氫等化合物。圖1-2(b)簡(jiǎn)單描繪了河流中污水生物化學(xué)凈化過(guò)程。在有機(jī)污染物排入水體的初期時(shí)期，由于有機(jī)污染物濃度大，相應(yīng)的耗氧量大而復(fù)氧量較小導(dǎo)致水體中溶解氧(DO)濃度下降，后時(shí)期由于復(fù)氧速度大于耗氧速率而使溶解氧濃度不斷上升(圖1-2(c)。由圖1-2(c)可見(jiàn)，對(duì)BOD變化曲線來(lái)講，當(dāng)污水排入河中時(shí)（以此點(diǎn)為0點(diǎn)），其值急劇上升，隨著河水的下流有機(jī)污染物被分解BOD值逐漸降低，通過(guò)一段時(shí)刻后又恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)。對(duì)DO曲線來(lái)講，當(dāng)污水排入河中，河水的溶解氧因有機(jī)污染物的好氧生化降解而逐漸下降，一直達(dá)到最小DO點(diǎn)

24、(稱(chēng)為臨界點(diǎn)或最大虧氧點(diǎn))，在該點(diǎn)耗氧速率等于復(fù)氧速率；在該點(diǎn)之前，耗氧速率大于復(fù)氧速率，因而DO不斷下降，而在該點(diǎn)之后復(fù)氧速率大于耗氧速率，致使DO不斷上升，最后恢復(fù)到原始值。2）污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律不同。河流的自?xún)裟芰^強(qiáng)，污染相對(duì)容易操縱。河流流量大，流速快，水流更新期短，易稀釋擴(kuò)散，使水中化學(xué)成分變化迅速，溶解氧含量迅速恢復(fù)，因此，水流受到污染后能較快地恢復(fù)到原水平。污水排入河流，水體受到污染，形成污染段，水體中溶解氧逐漸被消耗，通過(guò)豎向混合時(shí)期、橫向混合時(shí)期和斷面充分混合等時(shí)期的混合恢復(fù)過(guò)程，水體中溶解氧逐步回升，污水得以?xún)艋?。污染物在河流?/p>

25、的擴(kuò)散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素阻礙。河口（河口是指河流的終段，是河流和受水體的結(jié)合地段。受水體可能是海洋、湖泊、水庫(kù)和河流等，因而河口可分為入海河口、入湖河口、入庫(kù)河口和支流河口等。此處指入海河口）污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐阻礙，受漲潮、落潮、平潮時(shí)的水位、流向和流速的阻礙。湖泊、水庫(kù)的貯水量大，但水流一般比較慢，對(duì)污染物的稀釋、擴(kuò)散能力較弱。污染物不能專(zhuān)門(mén)快地和湖、庫(kù)的水混合，易在局部形成污染。當(dāng)湖泊和水庫(kù)的平均水深超過(guò)一定深度時(shí)，由于水溫變化使湖(庫(kù))水產(chǎn)生溫度分層，當(dāng)季節(jié)變化時(shí)易出現(xiàn)翻湖現(xiàn)象，湖底的污泥翻上水面。海洋雖有巨大的自?xún)裟芰?，然而海灣或海域局部的納污和自?xún)裟芰Σ畈粚?zhuān)門(mén)

26、大。海灣污水的水溫較高，含鹽量少，密度較海水小，易于浮在表面，在排放口處易形成污水層。地下水埋藏在地質(zhì)介質(zhì)中，其污染是一個(gè)緩慢的過(guò)程，但地下水一旦污染要恢復(fù)原狀特不困難。污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化受對(duì)流與擴(kuò)散、機(jī)械過(guò)濾、吸附與解吸、化學(xué)反應(yīng)、溶解與沉淀、降解與轉(zhuǎn)化等受多種因素與過(guò)程的阻礙。天然水體具有同意一定數(shù)量污染物的能力，人類(lèi)把生活和生產(chǎn)廢物排入水體后，通過(guò)擴(kuò)散稀釋以及微生物的生化作用，能夠逐步達(dá)到凈化。然而，水體的自?xún)裟芰τ幸欢ㄏ薅?，假如排入的污染物?shù)量過(guò)多，水體溶解氧被大量消耗或破壞而不能及時(shí)補(bǔ)充，在缺氧條件下，由于厭氧菌作用，就會(huì)產(chǎn)生腐敗現(xiàn)象，使水體受到嚴(yán)峻污染。2水污染治理差不多原

27、理面對(duì)日益嚴(yán)峻的水污染，促使我們必須對(duì)所排放的污水及其它污染物進(jìn)行處理和治理，使其能達(dá)標(biāo)排放，以減輕和改善水環(huán)境污染。水污染治理確實(shí)是采納各種技術(shù)與手段，將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除（回收利用），或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使污水得到凈化。按處理方法的原理，可將水污染治理技術(shù)分為物理處理，化學(xué)處理和生物化學(xué)處理三類(lèi)。具有代表性的單元操作有自然沉降和自然浮現(xiàn)法、凝聚沉降和凝聚浮現(xiàn)法、過(guò)濾法、膜濾法、氧化還原法、活性污泥法、生物膜法、厭氧消化法、生物硝化脫氮法等。由于污水中的污染物質(zhì)多種多樣，不可能用一種處理單元就能夠把所有的污染物質(zhì)去除潔凈。因此，在實(shí)際污水處理中，往往需要通過(guò)幾種處理方法組合起來(lái)進(jìn)

28、行處理。多種污水處理方法組合就構(gòu)成了污水處理系統(tǒng)或稱(chēng)污水處理工藝流程。究竟采納哪些差不多方法或哪幾種方法組合的污水處理系統(tǒng)，需要依照污水的水質(zhì)和水量、排放標(biāo)準(zhǔn)、處理方法的特點(diǎn)、處理成本和回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值等，通過(guò)調(diào)查、分析、比較后才能決定，必要時(shí)還要進(jìn)行小試、中試等試驗(yàn)研究。（二）水污染治理差不多方法 水污染治理的差不多方法，確實(shí)是為了防止污水（生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和被污染的雨水等）引起環(huán)境水體污染而進(jìn)行的各種凈化方法，使污水必須達(dá)到一定凈化要求才能排放。污水中所含有的污染物，就其存在的形態(tài)可分為溶解性的和不溶解性的兩大類(lèi)。溶解性污染物又可分為分子態(tài)（離子態(tài)）和膠體態(tài)兩種；不溶性污染物又可分

29、為漂移在水中的大顆粒物質(zhì)、懸浮在水中的容易沉降下來(lái)的物質(zhì)和懸浮在水中而不容易沉降的物質(zhì)。形態(tài)不同的污染物在去除時(shí)的難易程度相差較大，所采納的方法也不相同。一般漂移在水中的大顆粒物質(zhì)最容易被去除，通常采納簡(jiǎn)單的格柵或篩網(wǎng)過(guò)濾就能夠完成；而分子態(tài)的溶解性污染物質(zhì)最難被去除，它往往需要通過(guò)化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)、或物理化學(xué)反應(yīng)才能被去除?，F(xiàn)代水污染治理技術(shù)，按原理可分為物理處理方法，化學(xué)處理方法和生物化學(xué)處理方法三類(lèi)。 1物理處理方法 利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)。要緊方法有：篩濾法，沉淀法，上浮法，氣浮法，過(guò)濾法和反滲透法等。 2化學(xué)處理方法 利用化學(xué)反應(yīng)的作用，分離回收污水中處于各

30、種形態(tài)的污染物質(zhì)(包括懸浮的、溶解的、膠體的等)。要緊方法有中和、混凝、電解、氧化還原、汽提、萃取、吸附、離子交換和電滲析等?；瘜W(xué)處理法多用于處理工業(yè)廢水中的生產(chǎn)污水。3生物化學(xué)處理方法 利用微生物的代謝作用，使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)。要緊方法可分為兩大類(lèi)，即利用好氧微生物作用的好氧法(好氧氧化法)和利用厭氧微生物作用的厭氧法(厭氧還原法)。前者廣泛用于處理都市污水及工業(yè)有機(jī)性生產(chǎn)污水，其中要緊有活性污泥法和生物膜法兩種；厭氧法多用于處理高濃度工業(yè)有機(jī)污水與污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，現(xiàn)在也開(kāi)始用于處理都市污水與低濃度有機(jī)污水。水污染治理的差不多方法包括物理治理法

31、、化學(xué)治理法和生物化學(xué)治理法將在第二篇第2章中詳細(xì)討論，第二篇第3章和第5章中還將詳細(xì)討論污水的生態(tài)凈化處理方法和污水的再生及其利用。（三）水污染治理程度與流程污水中的污染物多種多樣，需要采納幾種方法的組合，才能處理不同性質(zhì)的污染物與污泥，從而將不同形態(tài)的污染物依次去除，達(dá)到凈化與排放標(biāo)準(zhǔn)的目的。在水污染治理工程中，能夠完成某種污水去除功能的裝置（處理方法）被稱(chēng)作處理單元。由多個(gè)污水處理單元（處理方法）串聯(lián)組合構(gòu)成了水污染治理工藝流程（或稱(chēng)治理系統(tǒng)）。水污染治理工藝流程通常按照?qǐng)D1-3所示的順序?qū)⒉煌幚韱卧ㄍǔ２扇∮珊?jiǎn)到難的順序）串聯(lián)組合起來(lái)。依照污水的水質(zhì)和處理要求不同，可分不選用其中全

32、部或部分工藝流程。 圖1-3 水污染治理工藝流程順序 1. 水污染治理程度與流程現(xiàn)代水污染治理技術(shù)，按治理程度劃分，可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)治理。1）一級(jí)治理 要緊去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)，物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。通過(guò)一級(jí)處理后的污水，BOD一般可去除30左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)治理屬于二級(jí)治理的預(yù)處理。 2）二級(jí)治理 要緊去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(即BOD，COD物質(zhì))，去除率可達(dá)90以上，使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。二級(jí)治理一般采納生物化學(xué)處理方法進(jìn)行。 3）三級(jí)治理 是在一級(jí)、二級(jí)治理后，進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶

33、性無(wú)機(jī)物等。要緊方法有生物脫氮除磷法，混凝沉淀法，砂濾法，活性炭吸附法，離子交換法和電滲析法等。三級(jí)治理是深度處理的同義語(yǔ)，但兩者又不完全相同，三級(jí)治理常用于二級(jí)治理之后。而深度處理則以污水回收、再用為目的，在一級(jí)或二級(jí)治理后增加的處理工藝。污水再用的范圍專(zhuān)門(mén)廣，從工業(yè)上的重復(fù)利用、水體的補(bǔ)給水源到成為生活用水等，將第二篇第5章中詳細(xì)討論。 污泥是污水處理過(guò)程中的產(chǎn)物。都市污水處理產(chǎn)生的污泥含有大量有機(jī)物，富有肥分，能夠作為農(nóng)肥使用，但又含有大量細(xì)菌、寄生蟲(chóng)卵以及從生產(chǎn)污水中帶來(lái)的重金屬離子等，需要作穩(wěn)定與無(wú)害化處理。污泥處理的要緊方法是減量處理(如濃縮法、脫水等)，穩(wěn)定處理(如厭氧消化法、好

34、氧消化法等)，綜合利用(如消化氣利用，污泥農(nóng)業(yè)利用等)，最終處置(如干燥焚燒、填地投海、建筑材料等)。 關(guān)于某種污水、究竟采納哪幾種治理方法組成系統(tǒng)，要依照污水的水質(zhì)、水量，回收其中有用物質(zhì)的可能性、經(jīng)濟(jì)性、受納水體的具體條件，并結(jié)合調(diào)查研究與經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較后決定，必要時(shí)還需進(jìn)行試驗(yàn)。依照不同水質(zhì)水量和不同出水要求合理選擇最佳的水污染治理工藝流程，是水污染治理工程的重要內(nèi)容之一。2水污染治理工程舉例北京排水集團(tuán)清河污水處理廠是北京擬建的15座都市污水處理廠中規(guī)模較大的一座，承擔(dān)著北京市西北部地區(qū)，包括聞名風(fēng)景旅游區(qū)、科教文化區(qū)、中關(guān)村高科技園區(qū)和清河工業(yè)區(qū)等總計(jì)159.42平方公里范圍內(nèi)的污水收

35、集與治理任務(wù)。服務(wù)人口約81.4萬(wàn)，廠區(qū)總占地面積30.1公頃清河污水處理廠位于清河北岸，清河鎮(zhèn)以東馬坊村。規(guī)劃總處理規(guī)模為每日40萬(wàn)立方米。依照上游管網(wǎng)配套情況及資金狀況，按“統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)”的原則，工程分兩期施工。一期工程日處理量20萬(wàn)立方米，總投資4.42億元人民幣，其中使用瑞典政府貸款折合人民幣8300萬(wàn)元。工程于2000年12月開(kāi)工，2002年9月建成通水。二期工程日處理量20萬(wàn)立方米，總投資2.75億元，工程于2003年7月份開(kāi)工，2004年12月建成通水。清河污水處理廠一期采納倒置A2O工藝，二期采納A2O工藝，均具有脫氮除磷功能，進(jìn)一步改善了出水水質(zhì)?；钚晕勰嘣谏锓磻?yīng)池內(nèi)

36、達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。為減少占地，設(shè)計(jì)上無(wú)初沉池和濃縮池，增設(shè)化學(xué)除磷池,其處理流程簡(jiǎn)圖如圖1-13所示。處理廠的要緊設(shè)施包括：格柵、進(jìn)水泵房、沉砂池、生化反應(yīng)池（曝氣池、除磷池）、沉淀池、鼓風(fēng)機(jī)房、脫水機(jī)房和總變電室等，其部分實(shí)物圖如圖1-4圖1-13所示。 圖1-4 清河污水處理廠污水處理流程簡(jiǎn)圖 圖1-5 清河污水處理廠俯視圖 圖1-6 外景 圖1-7 格柵 圖1-8 曝氣池 圖1-9 鼓風(fēng)機(jī)房 圖1-10 沉淀池 圖 1-11 脫水機(jī)房 圖1-12 出水口未處理前 (b) 處理之后 圖1-13 治理前后比較清河污水處理廠建成并穩(wěn)定運(yùn)行后，對(duì)解決中關(guān)村高科技園區(qū)水體污染狀況、改善清河水質(zhì)及兩岸居

37、民的居住環(huán)境，提高北京市污水處理率和緩解水資源緊缺狀況，把首都建設(shè)成為清潔、優(yōu)美的國(guó)際化大都市，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)進(jìn)展能力均具有重大意義。圖1-14為一期工程運(yùn)行前后要緊污染物排放比較。污水廠出水排入河系時(shí) 間項(xiàng) 目BOD5（mg/L）CODcr(mg/L）SS（mg/L）TN（mg/L）TP（mg/L）清河污水廠清河運(yùn)行前(2002年6月07.75運(yùn)行后(2003年7月)75.714688.325.23.70 圖1-14 一期工程運(yùn)行前后要緊污染物排放比較三、經(jīng)治理后的“污水”去處為防止污染環(huán)境，污水在排放前應(yīng)依照具體情況給予適當(dāng)處理，污水經(jīng)凈化處理后的最終去處要緊有：

38、排放水體，作為水體的補(bǔ)給水，地下水回灌；工農(nóng)業(yè)利用，灌溉田地等；處理后回用，重復(fù)使用等等。 1排放水體及差不多要求排放水體是污水的自然歸宿，也是污水傳統(tǒng)的和最要緊的去處。由于水體具有一定的稀釋與自?xún)裟芰Γ瑢⑹刮鬯玫絻艋?，因此最常采納，同時(shí)也是可能造成水體遭受污染的緣故之一。污水排入水體應(yīng)以不破壞該水體的原有功能為前提。由于污水排入水體后需要一個(gè)逐步稀釋、降解的凈化過(guò)程，因此污水排放口一般均應(yīng)建在取水口的下游，以免污染取水口的水質(zhì)。水體接納污水受到其使用功能的約束。污水排放水體的差不多要求如下。（1）依照中華人民共和國(guó)水污染防治法規(guī)定，禁止向生活飲用水地表水源和一級(jí)愛(ài)護(hù)區(qū)的水體排放污水，已設(shè)置

39、的排污口，應(yīng)限期拆除或限期治理。在生活飲用水水源地、風(fēng)景名勝區(qū)水體、重要漁業(yè)水體和其他有專(zhuān)門(mén)經(jīng)濟(jì)文化價(jià)值的水體的愛(ài)護(hù)區(qū)內(nèi)，不得新建排污口。在愛(ài)護(hù)區(qū)附近新建排污口，必須保證水體不受污染。（2）污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978-1996規(guī)定在地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)3838-2002中I類(lèi)、類(lèi)水域和類(lèi)水域中規(guī)定的愛(ài)護(hù)區(qū)和海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB 3097-1997中規(guī)定的I類(lèi)水域，禁止新建排污口。現(xiàn)有的排污口必須按水體功能要求，實(shí)行污染物總量操縱，以保證接納水體的水質(zhì)符合規(guī)定用途的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。（3）對(duì)生活飲用水地下水源應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)愛(ài)護(hù)。禁止企事業(yè)單位利用滲井、滲坑、裂隙和溶洞排放、傾倒含有毒污染物的污水和含病原體的污水

40、。向水體排放含熱污水，應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)措施，保證水體的水溫符合環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，防止熱污染危害。排放含病原體的污水，必須通過(guò)消毒處理，符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后排放。（4）向農(nóng)田灌溉渠道排放污水應(yīng)保證下游最近的灌溉取水點(diǎn)的水質(zhì)符合農(nóng)灌標(biāo)準(zhǔn)。利用污水進(jìn)行農(nóng)田灌溉時(shí)，應(yīng)防止地下水、土壤和農(nóng)產(chǎn)品受到污染。2污水再生利用水資源短缺已成為全球面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，污水通過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚磉M(jìn)行再生利用和水的循環(huán)，差不多成為全世界的共識(shí)。隨著污水處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，水質(zhì)凈化手段日益增多，通過(guò)處理后的污水再生利用率正在不斷提高，有些企業(yè)的(例如冶金礦山的磁選廠)污水利用率已超過(guò)95。污水再生利用能夠緩解水資源的供需矛盾，但必須十分慎重，

41、以免造成危害。污水的再生利用領(lǐng)域要緊包括市政用水(綠地澆灌、市政與建筑用水、都市景觀用水等)、工業(yè)用水(工藝用水、冷卻用水、鍋爐用水、其他雜用水等)、農(nóng)業(yè)用水、林業(yè)用水、漁業(yè)用水、畜牧業(yè)用水及地下水回灌等，將在第二篇第五章中詳細(xì)討論。污水再生利用可分為直接回用與間接回用兩種。直接回用又可分為循序使用法和循環(huán)使用法。工礦企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，甲工序產(chǎn)生的污水經(jīng)適當(dāng)處理后用于乙工序叫循序使用；經(jīng)適當(dāng)處理后，再用于甲工序叫循環(huán)使用。地表水體接納污水并對(duì)其作進(jìn)步凈化處理后，再作為沿岸都市與工礦企業(yè)的給水水源，屬于污水的間接回用。以都市污水為給水水源，經(jīng)處理后作為生活飲用水，也是重復(fù)使用，但處理成本極高，在

42、極端缺乏水源地區(qū)，才可考慮采納。在市政用水方面，污水再生利用日益廣泛，已大量用于洗車(chē)、道路清洗、綠地澆灌、市政與建筑用水、都市景觀用水等；在農(nóng)林牧漁方面，灌溉田地可使污水得到充分利用，但必須符合灌溉的有關(guān)規(guī)定，使土壤與農(nóng)作物免遭污染。污水再生利用應(yīng)滿足如下要求：對(duì)人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良阻礙；對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良阻礙；對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良阻礙；應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)；應(yīng)能被使用者和公眾所同意；回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行、操作簡(jiǎn)便；價(jià)格應(yīng)比自來(lái)水低廉；應(yīng)有安全使用的保障。第三節(jié)水污染水質(zhì)指標(biāo)一、物理性質(zhì)及指標(biāo)表示污水物理性質(zhì)的要緊指標(biāo)是水溫、色度、臭味、固體含量及泡沫等。1溫 度

43、污水的水溫，對(duì)污水的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及生物性質(zhì)有直接的阻礙。水溫是污水水質(zhì)的重要物理性質(zhì)指標(biāo)之一。我國(guó)的幅員寬敞，但依照統(tǒng)計(jì)資料表明，各地的生活污水年平均溫度差不不大，均約在1020之間。工業(yè)廢水中的生產(chǎn)污水水溫與生產(chǎn)工藝有關(guān)，變化專(zhuān)門(mén)大。故都市污水的水溫，與排入排水系統(tǒng)的生產(chǎn)污水性質(zhì)、所占比例有關(guān)。污水的水溫過(guò)低(如低于5)或過(guò)高(如高于2色 度色度是一種感官性指標(biāo)。純凈天然水一般是無(wú)色的，水的色度來(lái)源于金屬化合物或有機(jī)化合物，含有有機(jī)化合物或金屬化合物等有色污染物的污水會(huì)呈現(xiàn)出各種顏色，阻礙觀瞻。生活污水的顏色常呈灰色。但當(dāng)污水中的溶解氧降低至零，污水所含有機(jī)物腐爛，則水色轉(zhuǎn)呈黑褐色并有

44、臭味。工業(yè)廢水中的生產(chǎn)污水的色度視工礦企業(yè)的性質(zhì)而異，差不極大，如印染、造紙、農(nóng)藥、焦化、冶金及化工等的生產(chǎn)污水，都有各自的專(zhuān)門(mén)顏色。故色度往往給人以感觀不悅。色度可由懸浮固體、膠體或溶解物質(zhì)形成。懸浮固體形成的色度稱(chēng)為表色。膠體或溶解物質(zhì)形成的色度稱(chēng)為真色。水的顏色用色度作為指標(biāo)。3嗅 和 味嗅和味也是一種感官性指標(biāo)。純凈天然水是無(wú)嗅無(wú)味的，水的異臭來(lái)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)。當(dāng)水體受到污染后會(huì)產(chǎn)生異樣的氣味，還原性硫、揮發(fā)性有機(jī)物和氯氣等污染物會(huì)使水發(fā)出異臭，而不同鹽分會(huì)使水產(chǎn)生不同的異味。生活污水的臭味要緊由有機(jī)物腐敗產(chǎn)生的氣體造成。工業(yè)廢水的臭味要緊由揮發(fā)

45、性化合物造成。 臭味大致有魚(yú)腥臭胺類(lèi)CH3NH2，(CH3)3N，氨臭(氨NH3)，腐肉臭二元胺類(lèi)NH2 (CH2)4NH2，腐蛋臭(硫化氫H2S)，腐甘藍(lán)臭有機(jī)硫化物(CH3)2S，糞臭(甲基吲哚C8H5NHCH3)以及某些生產(chǎn)污水的專(zhuān)門(mén)臭味。臭味給人以感觀不悅，甚至?xí)＜叭梭w生理，呼吸困難，倒胃胸悶，嘔吐等。故臭味也是物理性質(zhì)的要緊指標(biāo)。4固 體 物 質(zhì)固體物質(zhì)按存在形態(tài)的不同可分為：懸浮的、膠體的和溶解的三種；按性質(zhì)的不同可分為：有機(jī)物、無(wú)機(jī)物與生物體三種。固體含量用總固體量作為指標(biāo)（英文縮寫(xiě)為T(mén)S）。把一定量水樣在105110水中所有殘?jiān)目偤头Q(chēng)為總固體(TS，Total Solid)

46、，總固體包括溶解物質(zhì)（DS）和懸浮固體物質(zhì)（SS，Suspended So1id）或稱(chēng)懸浮物。水樣通過(guò)濾后，濾液蒸干所得的固體即為溶解性固體（DS），濾渣脫水烘干后即是懸浮固體（SS）。溶解性固體表示鹽類(lèi)的含量，懸浮固體表示水中不溶解的固態(tài)物質(zhì)的量。固體殘?jiān)勒論]發(fā)性能可分為揮發(fā)性固體（VS）和固定性固體（FS）。揮發(fā)性固體反映固體的有機(jī)成重量。懸浮固體也由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成。故又可分為揮發(fā)性懸浮固體(英文縮寫(xiě)為VSS)或稱(chēng)為燃燒減重和非揮發(fā)性懸浮固體(英文縮寫(xiě)為NVSS)或稱(chēng)為灰分兩種。水體含鹽量多將阻礙生物細(xì)胞的滲透壓和生物的正常生長(zhǎng)。懸浮固體將可能造成水道淤塞。揮發(fā)性固體是水體有機(jī)污染的

47、重要來(lái)源。二、化學(xué)性指標(biāo)1有機(jī)物指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)用于測(cè)定水中有機(jī)污染物成分。生活污水中含有大量有機(jī)物，要緊來(lái)源于人類(lèi)排泄物及生活活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物洗滌污物、食物殘屑、動(dòng)植物殘片等；要緊成分是碳水化合物、蛋白質(zhì)與尿素及脂肪；組成元素是碳、氫、氧、氮和少量的硫、磷、鐵等。食品加工、飲料等工業(yè)廢水中有機(jī)物成分與生活污水差不多相同，其他工業(yè)廢水所含有機(jī)物種類(lèi)繁多，要緊有動(dòng)植物纖維、油脂、糖類(lèi)、染料有機(jī)酸、各種有機(jī)合成工業(yè)品、有機(jī)原料、廢物等。有機(jī)物在微生物作用下最終分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物質(zhì)、二氧化碳和水等。這些有機(jī)物在分解過(guò)程中需要消耗大量的氧，故屬耗氧污染物。耗氧有機(jī)污染物是使水體產(chǎn)生黑臭的要緊因素之一。有

48、機(jī)物具有下述危害：（1）消耗溶解氧、惡化水質(zhì)、破壞水體；（2）抑制水生生物、破壞水生生態(tài)；（3）滋生微生物，傳播疾病；（4）有毒有機(jī)物直接危害人體健康和水生生物生長(zhǎng)，等等。污水中有機(jī)污染物種類(lèi)繁多，組成較復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)門(mén)難分不逐個(gè)測(cè)定各類(lèi)有機(jī)物的含量，也沒(méi)有必要。在實(shí)際工作中通常是利用共性，用某種指標(biāo)間接反映其含量。例如，一般利用有機(jī)污染物易被氧化，采納生物化學(xué)需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)作為測(cè)定指標(biāo)，或者采納總有機(jī)碳(TOC)、總需氧量(TOD)、總氮、總磷、總硫等依照要緊元素含量指標(biāo)來(lái)反映水中有機(jī)物的含量。1）生物化學(xué)需氧量(BOD，Biological Oxygen Dema

49、nd ) 水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量稱(chēng)為生化需氧量(以mgL為單位)。它反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量。生化需氧量愈高，表示水中需氧有機(jī)污染物愈多。有機(jī)污染物被好氧微生物氧化分解的過(guò)程，一般可分為兩個(gè)時(shí)期：第一時(shí)期要緊是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二時(shí)期要緊是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一時(shí)期有機(jī)物生物氧化所需的氧量。微生物的活動(dòng)與溫度有關(guān)，測(cè)定生化需氧量時(shí)一般以20作為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。一般生活污水中的有機(jī)物需20天100天左右才能差不多上完成第一時(shí)期的分解氧化過(guò)程，即測(cè)定第一時(shí)期的生化需氧量至少需20天時(shí)刻，這在實(shí)際工作中有困

50、難。目前常以5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻，簡(jiǎn)稱(chēng)5日生化需氧量(用BOD5表示)。據(jù)實(shí)驗(yàn)研究（如圖1-15所示），一般生活污水有機(jī)物的5日生化需氧量約為第一時(shí)期生化需氧量的70左右，對(duì)其他工業(yè)廢水，其5 圖1-15 BODL與BOD5的關(guān)系2）化學(xué)需氧量(COD，Chemical Oxygen Demand ) 用化學(xué)方法氧化分解污水水樣中有機(jī)物過(guò)程中所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2）稱(chēng)化學(xué)需氧量（以mg/L為單位）。COD的測(cè)定原理是在酸性條件下，用強(qiáng)氧化劑將有機(jī)物氧化成CO2與H2O所消耗的氧量(mgL)，即稱(chēng)為化學(xué)需氧量，常用的氧化劑要緊是重鉻酸鉀(K2Cr2O7) 用CODcr表示，

51、一般簡(jiǎn)寫(xiě)為COD和高錳酸鉀(KMnO4) 用CODMn或簡(jiǎn)稱(chēng)OC表示，我國(guó)法定用重鉻酸鉀?；瘜W(xué)需氧量愈高，也表示水中有機(jī)污染物愈多。用高錳酸鉀作為氧化劑，其氧化能力較重鉻酸鉀弱，測(cè)得的耗氧量也較低， 化學(xué)需氧量COD的優(yōu)點(diǎn)是較精確地表示污水中有機(jī)物的含量，測(cè)定時(shí)刻僅需數(shù)小時(shí)，且不受水質(zhì)的限制。缺點(diǎn)是不能像BOD那樣反映出微生物氧化有機(jī)物、直接地從衛(wèi)生學(xué)角度闡明被污染的程度；此外，污水中存在的還原性無(wú)機(jī)物（如硫化物）被氧化也需消耗氧，因此COD值也存在一定的誤差。假如污水中有機(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，生活污水通常在0.40.5。一般講，重鉻酸鉀化學(xué)需氧量

52、與第一時(shí)期生化需氧量之差，能夠粗略地表示不能被需氧微生物分解的有機(jī)物量。差值越大，難生物降解的有機(jī)物含量越多，越不宜采納生物處理法。因此，BOD5/ COD的比值，可作為該污水是否宜于采納生物處理的判不標(biāo)準(zhǔn)，故把BOD5/ COD的比值稱(chēng)為可生化性指標(biāo)，比值越大，越容易被生物處理。一般認(rèn)為比值大于0.3的污水，才適于采納生物處理。3）總有機(jī)碳(TOC，Total Organism Carbon )與總需氧量(TOD，Total Oxygen Demand )總有機(jī)碳(TOC)是指在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，在900950高溫下，將污水中能被氧化的

53、物質(zhì)，要緊是有機(jī)物，包括難分解的有機(jī)物及部分無(wú)機(jī)還原物質(zhì)燃燒氧化成穩(wěn)定的氧化物測(cè)量載氣中氧的減少量，稱(chēng)為總需氧量（TOD）?？傆袡C(jī)碳(TOC)包括水樣中所有有機(jī)污染物質(zhì)的含碳量，也是評(píng)價(jià)水樣中有機(jī)污染質(zhì)的一個(gè)綜合參數(shù)。有機(jī)物中除含有碳外，還含有氫、氮、硫等元素，當(dāng)有機(jī)物全都被氧化時(shí)，碳被氧化為二氧化碳，氫、氮及硫則被氧化為水、一氧化氮、二氧化硫等，現(xiàn)在需氧量稱(chēng)為總需氧量(TOD)。 目前應(yīng)用的5日生化需氧量(BODs)測(cè)試時(shí)刻長(zhǎng)，不能快速反映水體被有機(jī)質(zhì)污染的程度。有時(shí)進(jìn)行總有機(jī)碳和總需氧量的試驗(yàn)，以尋求它們與BOD5的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)快速測(cè)定。2無(wú)機(jī)性指標(biāo) 污水中的無(wú)機(jī)性指標(biāo)包括植物營(yíng)養(yǎng)元素(

54、或富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì))、pH值和堿度、重金屬離子等。1）植物營(yíng)養(yǎng)元素 污水中的氮、磷為植物營(yíng)養(yǎng)元素，從農(nóng)作物生長(zhǎng)角度看，植物營(yíng)養(yǎng)元素是寶貴的物質(zhì)，但過(guò)多的N、P進(jìn)入天然水體卻易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水生植物尤其是藻類(lèi)的大量生殖，造成水中溶解氧的急劇變化，阻礙魚(yú)類(lèi)生存，并可能使某些湖泊由貧營(yíng)養(yǎng)湖進(jìn)展為沼澤和干地。2）pH值和堿度 要緊是指水樣的酸堿性。pH7是堿性。一般要求處理后污水的pH值在69之間。天然水體的pH值一般為69，當(dāng)天然水體受到酸堿污染時(shí)pH值發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長(zhǎng)，阻礙水體自?xún)?，還可腐蝕船舶。若天然水體長(zhǎng)期遭受酸、堿污染，將使水質(zhì)逐漸酸化或堿化，從而對(duì)正常生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生阻礙。

55、堿度指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，按離子狀態(tài)可分為三類(lèi)：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度。3）重金屬 作為微量金屬元素重金屬的要緊危害：生物毒性，抑制微生物生長(zhǎng)，使蛋白質(zhì)凝固；逐級(jí)富集至人體，阻礙人體健康。重金屬要緊指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類(lèi)金屬砷等生物毒性顯著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。重金屬是構(gòu)成地殼的物質(zhì)，在自然界分布特不廣泛。重金屬在自然環(huán)境的各部分均存在著本底含量，在正常的天然水中重金屬含量均專(zhuān)門(mén)低，汞的含量介于0.001mg/L0.01mgL之間，鉻含量小于0.001mgL，在河流和淡水湖中銅的含量平均為0.02mg / L，鈷為0

56、.0043mgL，鎳為0.001mgL。4）含氮化合物和含磷化合物 如前所述，氮是有機(jī)物中除碳以外的一種要緊元素，也是微生物生長(zhǎng)的重要元素。污水中氮有四種：有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。含氮化合物的危害要緊表現(xiàn)于：消耗水體中溶解氧；促進(jìn)藻類(lèi)等浮游生物的生殖，形成水花、赤潮；引起魚(yú)類(lèi)死亡，水質(zhì)迅速惡化等方面。關(guān)于氮的幾個(gè)指標(biāo)：有機(jī)氮：要緊指蛋白質(zhì)和尿素；TN：一切含氮化合物以N計(jì)量的總稱(chēng)；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(lái)自含氮工業(yè)廢水；NOx-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。磷也是有機(jī)物中的一種要緊元素，是僅次于氮的微生物生長(zhǎng)的重要元

57、素。磷要緊來(lái)自：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。含磷化合物的危害要緊表現(xiàn)于：促進(jìn)藻類(lèi)等浮游生物的生殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡；水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。含磷化合物包括有機(jī)磷和無(wú)機(jī)磷。有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等；無(wú)機(jī)磷則包括磷酸鹽：正磷酸鹽(PO43-)、磷酸氫鹽(HPO42-) 、磷酸二氫鹽H2PO4-、偏磷酸鹽(PO3-)等和聚合磷酸鹽：焦磷酸鹽(P2O74-) 、三磷酸鹽(P3O105-)、三磷酸氫鹽(HP3O92-) 等。三、生物性指標(biāo)污水中的微生物來(lái)源于生活污水（包括腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲(chóng)卵等）、制革屠宰等工業(yè)廢水（包括炭疽桿菌、鉤端螺旋體等）

58、及醫(yī)院污水（各種病原體）幾方面。其危害表現(xiàn)在：傳播疾病、阻礙衛(wèi)生、導(dǎo)致水體缺氧等。生物性指標(biāo)要緊有兩個(gè)：細(xì)菌總數(shù)和大腸菌群數(shù)。污水中細(xì)菌總數(shù)反映了水體有機(jī)污染程度和污水受細(xì)菌污染的程度，常以細(xì)菌個(gè)數(shù)/毫升計(jì)，如：飲用水：100個(gè)/毫升；醫(yī)院排水：500個(gè)/毫升。細(xì)菌總數(shù)不能講明污染的來(lái)源，必須結(jié)合大腸菌群數(shù)來(lái)推斷水體污染的來(lái)源和安全程度。大腸菌群數(shù)的值可表明水體被糞便污染的程度，可間接反映污水中有無(wú)腸道病菌存在的可能性。常以大腸菌群數(shù)/升計(jì)，如：飲用水：3個(gè)/升；都市排水：10000個(gè)/升；游泳池：1000個(gè)/升。表1-1對(duì)污水的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了小結(jié)。表1-1 常用污水水質(zhì)指標(biāo)及意義水質(zhì)指標(biāo)污水

59、平均濃度(mg/L)意 義BOD5200生物化學(xué)需氧量(biochemical oxygen demand)的簡(jiǎn)寫(xiě)，表示在20，5d微生物氧化分解有機(jī)物所消耗水中溶解氧量。第一時(shí)期為碳化(C-BOD)，第二時(shí)期為消化(N-BOD)BOD表示：(1)生物能氧化分解的有機(jī)物量；(2)反映污水和水體的污染程度；(3)判定處理廠處理效果；(4)用于處理廠設(shè)計(jì)；(5)污水處理治理指標(biāo)；(6)排放標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)；(7)水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)CODMnCODcr100500化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand)的簡(jiǎn)寫(xiě)，表示氧化劑氧化水中有機(jī)物消耗氧化劑中的氧量。其結(jié)果隨氧化劑的種類(lèi)、濃度和酸性條件而

60、不同，常用氧化劑有KMnO4和K2Cr2O7。COD測(cè)定簡(jiǎn)便快速，不受水質(zhì)限制，能夠測(cè)定含有對(duì)生物有毒的工業(yè)廢水，是BOD的代替指標(biāo)。CODcr，可近似著作總有機(jī)物量，CODcr一BOD差值表示污水中難以被生物分解的有機(jī)物量，用BODCODcr，比值表示污水的可生化性，當(dāng)BODCODcr 0.3時(shí)，認(rèn)為污水的可生化性較好；當(dāng)BODCODcr 0.3時(shí)，認(rèn)為污水的可生化性較差，不宜采納生物處理法SS200懸浮物質(zhì)(suspended so1id)簡(jiǎn)寫(xiě)。水中懸浮物質(zhì)測(cè)定用2mm的篩通過(guò)，同時(shí)用孔徑為lm的玻璃纖維濾紙截留的物質(zhì)為SS。膠體物質(zhì)在濾液(溶解性物質(zhì))和截留懸浮物質(zhì)中均含有，但大多數(shù)情況