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該是：u判定水體是否污染必須具備兩個條件：3我國水污染概況 2005年，全國廢水排放總量為524.5億噸；化學需氧量排放量為1414.2萬噸；氨氮排放量為149.8萬噸。工業(yè)廢水排放達標率為91.2%，比上年提高0.5個百分點。 2005年，七大水系總體水質(zhì)與上年基本持平。其中，珠江、長江水質(zhì)較好，遼河、淮河、黃河、松花江水質(zhì)較差，海河污染嚴重。2005年，28個國控重點湖（庫）中，滿足類水質(zhì)的湖（庫）2個、類水質(zhì)6個、類水質(zhì)3個、類水質(zhì)5個、劣類水質(zhì)的湖（庫）

2、12個。200年，113個環(huán)保重點城市月均監(jiān)測取水總量為16.1億噸，達標水量占80%；不達標水量占20%。 過量的開采和利用，以及排放城市污水，引起地下水水位下降和地面沉降，改變了地下水動力條件，擴大地下水位降落漏斗，增加了污染范圍。我國沿海城市大面積的地下水位下降漏斗不能恢復，而且位于濱海地區(qū)的開采水井形成海水倒灌或越流補給，含水層水質(zhì)嚴重惡化。 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)指標是污水的水質(zhì)指標是用來衡量水在使用用來衡量水在使用過程中被

3、污染的程過程中被污染的程度，也稱污水的污度，也稱污水的污染指標染指標污水的水質(zhì)指標可污水的水質(zhì)指標可分為物理指標、化分為物理指標、化學指標、生物指標學指標、生物指標三大類。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 色度可由懸浮固體、膠體或溶解物質(zhì)形成 生活污水的臭味來自有機物腐敗產(chǎn)生的氣體；工業(yè)廢水的臭味來自揮發(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 固體含量以TS作為指標，常用重量法測定 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：有機物、無機物和生物體 水溫是污水水質(zhì)的重要物理性質(zhì)指標之一 我國各地的生活污水的年平均溫度在15左右6無機物無機物及指標及指標 酸堿度酸堿度 氮氮含硫含硫化合物化合物 氯化物氯化物 無機有無機有毒物質(zhì)毒物質(zhì) 磷磷有機物有機物污染指標污染指標 BOD TOD ThOD COD TOC 7一、物理指標 色度固體物質(zhì)嗅和味溫度溫度濁度礦化度電導率氧化還原電位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化學和生物化學反應速度鹽度pH工業(yè)廢水常引起水體熱污染！ 常用的測量常用的測量儀器有水溫計、儀器有水溫計、深

5、水溫度計、深水溫度計、顛倒溫度計和顛倒溫度計和熱敏電阻溫度熱敏電阻溫度計。計。 水溫計水溫計顛倒溫度計顛倒溫度計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。 測定水的色度的方法有兩種，一種是測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，兩種方法應獨立，兩種方法應獨立使用，一般沒有可比性。使用，一般沒有可比性。 感官性指標，水的色度來源于金屬化合物或有機化合物！ 一般是針對一般是針對真色而言而言。 10113、嗅和味 感官性指標，可定性反映某種污染物的多寡。 測定臭的方法有測定臭的方法有定性描述法定性描述法和和臭強度近臭強

6、度近似定量法似定量法（臭閾試驗）。（臭閾試驗）。 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)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)濁度是表現(xiàn)水中懸浮物對光線透過時所發(fā)生的阻礙程度。生的阻礙程度。 水中含有泥沙、黏土、有機物、無機物、浮游生物和微生物等懸浮物質(zhì)時，可使光散射或吸收，濁度大。天然水經(jīng)過混凝、沉淀和過濾等處理，使水變得清澈。 常用的測量濁度的方法有：常用的測量濁度的方法有：(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) 濁度計測定法濁度計測

7、定法 146、礦化度 礦化度是水化學成分測定的重要指標，礦化度是水化學成分測定的重要指標，用于用于評價水中總含鹽量評價水中總含鹽量，是農(nóng)田灌溉用水適，是農(nóng)田灌溉用水適用性評價的主要指標之一。用性評價的主要指標之一。 該指標一般只用于該指標一般只用于天然水天然水。 對無污染的水樣，測得的礦化度值與該水對無污染的水樣，測得的礦化度值與該水樣在樣在103105烘干的可濾殘渣量值接近。烘干的可濾殘渣量值接近。 礦化度的測定方法主要有礦化度的測定方法主要有重量法重量法，電導法電導法，陰、陽離子加和法陰、陽離子加和法，離子交換法離子交換法，比重計法比重計法等。等。157、電導率 一般，新鮮蒸餾水的電導率為

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

9、。常用于推測水中離子的總濃度或含鹽量。電導率的倒數(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)生氧化還原反應的綜合質(zhì)與還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應的綜合結(jié)果。是結(jié)果。是了解水體的電化學特征，分析了解水體的電化學特征，分析水體性質(zhì)的一項綜合性指標水體性質(zhì)的一項綜合性指標。其測定必。其測定必須在現(xiàn)場進行，采用原電池法測定。須在現(xiàn)場進行，采用原電池法測定。 17無機物無機物及指標及指標 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 無機有無機有毒物質(zhì)毒物質(zhì) 氮、磷氮、磷有機物有機物污染指標污染指標 BOD TOD ThOD

10、 COD TOC 18 指水中有機污染物被指水中有機污染物被好氧微生物分解好氧微生物分解時所時所需的需氧量需的需氧量( (以以mg/Lmg/L為單位為單位) )。有機物指標有機物指標BOD意義意義：反映了有機物進入水體后，消耗溶解氧的情況。BOD越高，表示水中需氧有機污染物愈多。 目前規(guī)定在目前規(guī)定在2020下，培養(yǎng)下，培養(yǎng)5 5天作為測量天作為測量生化需氧量的標準，即為五日生化需氧量生化需氧量的標準，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。 有機污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一

11、般可分為兩個階段：第一個階段主要是有機物被轉(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有機物指標有機物指標COD意義意義：它是反映水中還原性物質(zhì)多少的一個指標。水中的還原性物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等，但主要是有機物。因此，COD又往往作為水中有機物質(zhì)含量多少的指標。 COD越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀和高錳酸鉀。 指利用化學氧化劑氧化水中有機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，測得值稱為作氧化劑時，測得值稱為CODCODMnMn，或簡

12、稱或簡稱OCOC。 以以K K2 2CrCr2 2O O7 7作氧化劑時，測得值稱為作氧化劑時，測得值稱為CODCODCrCr，簡稱簡稱CODCOD。 23 總有機碳總有機碳是以碳的含量表示水體中有機物質(zhì)是以碳的含量表示水體中有機物質(zhì)總量的綜合指標。由于總量的綜合指標。由于TOC的測定采用的測定采用燃燒法燃燒法，因此能將有機物全部氧化，它比因此能將有機物全部氧化，它比BOD5、COD更更能反應有機物的總量。能反應有機物的總量。有機物指標有機物指標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)，主要是有機物質(zhì)在燃燒中變成穩(wěn)定的氧化物時所需要有機物質(zhì)在燃燒中

13、變成穩(wěn)定的氧化物時所需要的氧量，結(jié)果以的氧量，結(jié)果以O2的的mg/L表示。表示。 24污水有機物指標之間的關系有機碳量需氧量TOCThOCThODTODCODcrBODLBOD5CODMn25有機物指標有機物指標油類污染物油類污染物包括石油類和動植物油脂2種。 測定水中石油類物質(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. 油類污染物進入水體后影響水生生物的生長、降低水體的資源價值。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. 油類污染物若進入海洋，改變海面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

14、的影響。d. 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。27有機物指標有機物指標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。 水體中酚濃度低時能影響魚類的回游繁殖，酚濃度達0.10.2mg/L時魚肉有酚味，濃度高時引起魚類大量死亡，甚至絕跡。 酚的毒性可抑制水微生物的自然生長速度，有時甚至使其停止生長。測定方法：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，導致水體缺

15、氧 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大腸菌群來源及危害29物理作用物理作用生物作用生物作用物理化物理化學學作用作用水體污染水體污染的機制的機制化化學學作用作用第 二 節(jié) 水體污染物的遷移與轉(zhuǎn)化 水流的紊動作用水流的紊動作用 分子擴散作用分子擴散作用 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)凈化機制分為三類物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學和物化凈化：氧化還原、酸堿、吸附凝聚生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用 水體的自凈作用是指經(jīng)過一系列的物理、化學和生物學變化，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到原來的狀態(tài)。31廢水中有機物進入河流后，水中有機物被河水稀釋，并且會被水中微生物分解，這一過程稱為水體的生化自凈。某種污染物質(zhì)進入天然水體后，通過一定的時間或流經(jīng)一定的距離，

17、被生物化學凈化的數(shù)量，可用下式表達： 質(zhì)量守恒原理質(zhì)量守恒原理SKCS每日生物化學凈化量，每日生物化學凈化量，mg/(Ld)；C可被生物化學作用降解的污染物質(zhì)的初始濃度，可被生物化學作用降解的污染物質(zhì)的初始濃度，mg/L；K該污染物質(zhì)的生物化學降解速率常數(shù)，該污染物質(zhì)的生物化學降解速率常數(shù)，1/d。32提問：提問：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，水體單位時間內(nèi)通過正常生物循環(huán)中能水體單位時間內(nèi)通過正常生物循環(huán)中能夠同化有機污染物的最大數(shù)量稱為夠同化有機污染物的最大數(shù)量稱為33第三節(jié)第三

18、節(jié) 污水出路污水出路 污水回用應滿足的要求：(1) 對人體健康不應產(chǎn)生不良影響(2) 對環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應產(chǎn)生不良影響(3) 對產(chǎn)品質(zhì)量不應產(chǎn)生不良影響(4) 應符合應用對象對水質(zhì)的要求或標準(5) 應為使用者和公眾所接受(6) 回用系統(tǒng)在技術上可行、操作簡便(7) 價格應比自來水低廉(8) 應有安全使用的保障 排放水體，工農(nóng)業(yè)利用，處理后回用34水監(jiān)測分析水監(jiān)測分析方法標準方法標準水環(huán)境標準水環(huán)境標準樣品標準樣品標準水環(huán)境質(zhì)水環(huán)境質(zhì)量標準量標準水環(huán)境基水環(huán)境基礎標準礎標準水污染物水污染物排放標準排放標準“五類”“三級”國家級標準國家級標準行業(yè)標準行業(yè)標準地方標準地方標準35污染控制技術概述污水處理技術污水處理技術 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，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，從而使污水得到凈化。 處理方法處理方法 物理 化學 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)，在處理過程中不改變污染物的化