第一章污水水質(zhì)與污水出路

第一篇污水水質(zhì)與污水自凈第一節(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)我拿什么來表達你？——污水國際通用三大類指標(biāo)：物理性指標(biāo)

化學(xué)性指標(biāo)

生物性指標(biāo)水質(zhì)分析指標(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)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少工業(yè)廢水常引起水體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

水和污水中雜質(zhì)顆粒分布黏土化學(xué)性指標(biāo)有機物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機物的量主要污染特性（以mg/L為單位）。有機污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一般可分為兩個階段：第一個階段主要是有機物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉(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階段有機物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。實際中，常以5d作為測定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時間，稱5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃為測定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。BOD:biologicaloxygendemand在規(guī)定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機物所需要的氧量（20℃，5d）。BOD與CBOD、NBOD時間/d需氧量/（mg·L-1）BODL與BOD5時間/d化學(xué)性指標(biāo)有機物化學(xué)需氧量（COD）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)

。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強。廢水中無機的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果廢水中有機物的組成相對穩(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0.4~0.5。

COD:chemicaloxygendemand用化學(xué)方法氧化分解廢水水樣中有機物過程中所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2）（mg/L）。化學(xué)性指標(biāo)有機物總有機碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon在950℃高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測定氣體中的CO2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測定中應(yīng)該去除無機碳的含量。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，BOD與TOC或TOD之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。TOD:totaloxygendemand在900~950℃高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機物，包括難分解的有機物及部分無機還原物質(zhì)），燃燒氧化成穩(wěn)定的氧化物后，測量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（TOD）。TOD測定方便而快速。污水有機物指標(biāo)之間的關(guān)系有機碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5化學(xué)性指標(biāo)有機物油類污染物石油類：來源于工業(yè)含油污水。動植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過程和食品工業(yè)。油類污染物進入水體后影響水生生物的生長、降低水體的資源價值。油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發(fā)，影響大氣和水體的熱交換。油類污染物進入海洋，改變海水的反射率和減少進入海洋表層的日光輻射，對局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定影響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進入水體，從而降低水體的自凈能力。石油污染對幼魚和魚卵的危害很大，堵塞魚的鰓部，能使魚蝦類產(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價值。破壞風(fēng)景區(qū)，危害鳥類生活?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機物酚類污染物酚污染來源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹脂等工業(yè)廢水。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，能影響魚類的洄游繁殖。酚濃度達0.1～0.2mg/L時，魚肉有酚味。酚濃度高會引起魚類大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長速度，有時甚至使其停止生長。酚能與飲用水消毒氯產(chǎn)生氯酚，具有強烈異臭（0.001mg/L即有異味，排放標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L

）。灌溉用水酚濃度超過5mg/L時,農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死?；瘜W(xué)性指標(biāo)無機性指標(biāo)植物營養(yǎng)元素pH和堿度重金屬過多的氮、磷進入天然水體，易導(dǎo)致富營養(yǎng)化，使水生植物尤其是藻類大量繁殖，造成水中溶解氧急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類金屬砷等生物毒性顯著的元素，一般指序號21－83，比重大于4的金屬，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。一般要求處理后污水的pH在6～9之間。當(dāng)天然水體遭受酸堿污染時，pH發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。堿度指水中能與強酸定量作用的物質(zhì)總量，按離子狀態(tài)可分為三類：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度。作為微量金屬元素。重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長，使蛋白質(zhì)凝固;逐級富集至人體，影響人體健康。含氮化合物氮是有機物中除碳以外的一種主要元素，也是微生物生長的重要元素。污水中的氮有四種，即有機氮、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)于氮的幾個指標(biāo)：有機氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。TN：一切含氮化合物以N計量的總稱。TKN：TN中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。氨氮：有機氮化合物的分解，或直接來自含氮工業(yè)廢水。NOx-N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。含磷化合物磷也是有機物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素。磷主要來自：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場及含磷工業(yè)廢水。危害：促進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。含磷化合物有機磷有機磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無機磷磷酸鹽:正磷酸鹽(PO43-)、磷酸氫鹽(HPO42-)、磷酸二氫鹽（H2PO4-)

、偏磷酸鹽(PO3-)聚合磷酸鹽:焦磷酸鹽(P2O74－)、三磷酸鹽(P3O105-)、三磷酸氫鹽(HP3O92-)

生物性指標(biāo)生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲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)致水體缺氧來源及危害水中細菌總數(shù)反映了水體有機污染程度和受細菌污染的程度。常以細菌個數(shù)/mL計。飲用水：<100個/mL醫(yī)院排水：<500個/mL細菌總數(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。飲用水：<3個/L城市排水：<10000個/L

游泳池：<1000個/L大腸菌群融會貫通各水質(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)在河水向下游流動中濃度自然降低的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機制分為三類物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用污水排入河流的混合過程豎向混合階段：污染物排入河流后因分子擴散、湍流擴散、彌散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度與寬度相比較小，所以首先在深度方向上達到濃度分布均勻，從排放口到深度上達到濃度分布均勻的階段稱為豎向混合階段，同時也存在橫向混合作用。

橫向混合階段：當(dāng)深度上達到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過程。經(jīng)過一定距離后污染物在整個橫斷面上達到濃度分布均勻，這一過程稱為橫向混合階段。斷面充分混合后階段：在橫向混合階段后，污染物濃度在橫斷面上處處相等。河水向下游流動的過程中，持久性污染物的濃度將不再變化，非持久性污染物濃度將不斷減少。水體的自凈作用污染物在河流中的擴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、平潮時的水位、流向和流速的影響。湖泊水庫的貯水量大，但水流一般比較慢，污染物的稀釋、擴散能力較弱。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。二、污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化第三節(jié)污水出路與排放標(biāo)準(zhǔn)污水的最終出路排放水體工農(nóng)業(yè)利用地下水回灌污水排放水體的限制污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

GB18918—2002

海洋水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3097地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838—2002對人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響應(yīng)符合應(yīng)用對象對水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為使用者和公眾所接受回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行，操作簡便價格應(yīng)比自來水低廉應(yīng)有安全使用的保障污水回用應(yīng)滿足的