污水水質(zhì)與水體自凈剖析

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1第一節(jié)污水水質(zhì)2我拿什么來(lái)表達(dá)你？——污水3國(guó)際通用三大類(lèi)指標(biāo)：物理性指標(biāo)

化學(xué)性指標(biāo)

生物性指標(biāo)4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(lái)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(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)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5水

和

污

水

中

固

體

成

分

的

內(nèi)

部

相

關(guān)

性

6水和污水中雜質(zhì)顆粒分布黏土7化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)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(jī)物的量主要污染特性（以mg/L為單位）。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)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)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(jī)物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。實(shí)際中，常以5d作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃為測(cè)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(jī)物所需要的氧量（20℃，5d）。8BOD與CBOD、NBOD時(shí)間/d需氧量/（mg·L-1）BODL與BOD5時(shí)間/d9化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)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(qiáng)。廢水中無(wú)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(jī)物過(guò)程中所消耗的氧化劑量折合成氧量（O2）（mg/L）。10化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物總有機(jī)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(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(wú)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，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(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。11污水有機(jī)物指標(biāo)之間的關(guān)系有機(jī)碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn12化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物油類(lèi)污染物石油類(lèi)：來(lái)源于工業(yè)含油污水。動(dòng)植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過(guò)程和食品工業(yè)。油類(lèi)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。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(lèi)污染物進(jìn)入海洋，改變海水的反射率和減少進(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)生一定影響。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。石油污染對(duì)幼魚(yú)和魚(yú)卵的危害很大，堵塞魚(yú)的鰓部，能使魚(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。13化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物酚類(lèi)污染物酚污染來(lái)源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹(shù)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(shí)，能影響魚(yú)類(lèi)的洄游繁殖。酚濃度達(dá)0.1～0.2mg/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）。灌溉用水酚濃度超過(guò)5mg/L時(shí),農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。14化學(xué)性指標(biāo)無(wú)機(jī)性指標(biāo)植物營(yíng)養(yǎng)元素pH和堿度重金屬過(guò)多的氮、磷進(jìn)入天然水體，易導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化，使水生植物尤其是藻類(lèi)大量繁殖，造成水中溶解氧急劇變化，影響魚(yú)類(lèi)生存，并可能使某些湖泊由貧營(yíng)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(lèi)金屬砷等生物毒性顯著的元素，一般指序號(hào)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(shí)，pH發(fā)生變化，消滅或抑制水體中生物的生長(zhǎng)，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。堿度指水中能與強(qiáng)酸定量作用的物質(zhì)總量，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。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(zhǎng)，使蛋白質(zhì)凝固;逐級(jí)富集至人體，影響人體健康。15含氮化合物氮是有機(jī)物中除碳以外的一種主要元素，也是微生物生長(zhǎng)的重要元素。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(lèi)等浮游生物的繁殖，形成水華、赤潮；引起魚(yú)類(lèi)死亡，導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化。關(guān)于氮的幾個(gè)指標(biāo)：有機(jī)氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。TN：一切含氮化合物以N計(jì)量的總稱。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。16含磷化合物磷也是有機(jī)物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長(zhǎng)的重要元素。磷主要來(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。危害：促進(jìn)藻類(lèi)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(jī)磷有機(jī)磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無(wú)機(jī)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-)

17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)致水體缺氧來(lái)源及危害水中細(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18融會(huì)貫通各水質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系19第二節(jié)污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化20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。根據(jù)凈化機(jī)制分為三類(lèi)物理凈化：稀釋、擴(kuò)散、沉淀化學(xué)凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解作用21污水排入河流的混合過(guò)程豎向混合階段：污染物排入河流后因分子擴(kuò)散、湍流擴(kuò)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(dá)到濃度分布均勻，從排放口到深度上達(dá)到濃度分布均勻的階段稱為豎向混合階段，同時(shí)也存在橫向混合作用。橫向混合階段：當(dāng)深度上達(dá)到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過(guò)程。經(jīng)過(guò)一定距離后污染物在整個(gè)橫斷面上達(dá)到濃度分布均勻，這一過(guò)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(dòng)的過(guò)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。22水體的自凈作用23持久污染物的稀釋擴(kuò)散

當(dāng)持久性污染物隨污水穩(wěn)態(tài)排入河流后，經(jīng)過(guò)混合過(guò)程達(dá)到充分混合階段時(shí)，污染物濃度可由質(zhì)量守恒原理得出河流完全混合模式：式中：c——排放口下游河水的污染物濃度；cw，Qvw——污水的污染物濃度和流量；ch，Qvh——上游河水的污染物濃度和流量。24

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(guò)程可用下式描述：式中：v——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)；c0——初始點(diǎn)的污染物濃度；c——x斷面處的污染物濃度。非持久性污染物的稀釋擴(kuò)散和降解25水體污染與恢復(fù)26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(guò)程，稱氧垂曲線。有機(jī)物降解：氧垂曲線的求解：27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。污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律28第三節(jié)污水出路29污水的最終出路排放水體工農(nóng)業(yè)利用地下水回灌30污水排放水體的限制污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978—1996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—200231對(duì)人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對(duì)環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響應(yīng)符合應(yīng)用對(duì)象對(duì)水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)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(jiǎn)便價(jià)格應(yīng)比自來(lái)水低廉應(yīng)有安全使用的保障污水回用應(yīng)滿足的要求32城市污水回用的幾個(gè)方面城市生活用水和市政用水農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)地下水回灌其他方面工業(yè)城市綠地灌溉供水市政與建筑用水城市景觀工藝生產(chǎn)用水冷卻用水鍋爐補(bǔ)充水其他雜用水33內(nèi)容總結(jié)污水水質(zhì)與污水出路。污水水質(zhì)與污水出路?！鬯Ｓ诮饘倩衔锘蛴袡C(jī)化合物。水

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性。兩個(gè)階段：第一個(gè)階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、。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。用化學(xué)方法氧化分解廢水