第九章 污水水質(zhì)和污水出路

水污染控制工程（下）環(huán)境與市政工程系康海彥第九章污水水質(zhì)與污水出路掌握污水主要類型及其特征掌握水質(zhì)污染指標(biāo)種類及其含義熟悉水體自凈作用機(jī)理掌握污水排放標(biāo)準(zhǔn)及其適用范圍本章重點(diǎn)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)第一節(jié)污水性質(zhì)與污染指標(biāo)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)污水出路與排放標(biāo)準(zhǔn)第一節(jié)污水性質(zhì)與污染指標(biāo)我拿什么來表達(dá)你？——污水污水來源不同其性質(zhì)各異不同類型污水描述---指標(biāo)體系評(píng)價(jià)---標(biāo)準(zhǔn)體系四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水來源：

家庭、商業(yè)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)公共設(shè)施及工廠的餐飲、衛(wèi)生間、浴室、洗衣房等

成分：

(1)纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)約占60%

(2)氮、硫、磷等無機(jī)鹽類及泥沙等雜質(zhì)

約占40%

(3)多種微生物及病原體四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水來源：

主要是工業(yè)生產(chǎn)過程中被生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品或成品等物料所污染的水

成分：

種類繁多，污染物成分及性質(zhì)隨生產(chǎn)過程而異，水質(zhì)受工業(yè)類型、生產(chǎn)工藝、管理水平等因素影響

工業(yè)廢水污染比較嚴(yán)重，一般含有有毒有害物質(zhì)，需處理達(dá)到要求后才能排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)-----城鎮(zhèn)污水中有毒有害污染物的主要來源四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水來源：雨雪降至地面形成的初期地表徑流。

成分：

1.水質(zhì)水量隨區(qū)域環(huán)境、季節(jié)和時(shí)間變化，成分比較復(fù)雜

2.影響其被污染的主要因素有大氣質(zhì)量、氣候條件、地面及建筑物環(huán)境質(zhì)量等四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水由城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)收集的生活污水、工業(yè)廢水及部分城鎮(zhèn)地表徑流（雨雪水）*

——綜合污水評(píng)價(jià)水質(zhì)污染程度進(jìn)行污水處理工程設(shè)計(jì)反映污水處理廠處理效果

水質(zhì)污染指標(biāo)：水質(zhì)污染指標(biāo)開展水污染控制的基本依據(jù)

國(guó)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(jī)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(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)揮發(fā)性物質(zhì)VS溶解物質(zhì)DS固定性物質(zhì)FS懸浮固體物質(zhì)SS加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧與水質(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)嗅和味溫度表示鹽類的含量表示水中不溶解固體含量反映固體中有機(jī)成分含量水質(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(jī)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(jī)物和氯氣等污染物質(zhì)；異味來源于鹽分揮發(fā)性物質(zhì)VS溶解物質(zhì)DS固定性物質(zhì)FS懸浮固體物質(zhì)SS加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧與水質(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)嗅和味溫度表示鹽類的含量表示水中不溶解固體含量反映固體中有機(jī)成分含量水

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(jī)物指標(biāo)無機(jī)物指標(biāo)生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等有機(jī)化合物分解為簡(jiǎn)單的無機(jī)物、CO2、H2O微生物分解過程中需要消耗大量的氧，屬耗氧污染物耗氧污染物是使水體產(chǎn)生黑臭的主要因素之一化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物1.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程：①主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；②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）；以20℃為測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度。BOD:BiologicalOxygenDemand水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量BOD與CBOD、NBOD時(shí)間/d需氧量/（mg·L-1）BODL與BOD5時(shí)間/d生活污水的BOD5約為第一階段生化需氧量的70%兩階段生化需氧量曲線化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物2.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)氧化劑氧化水中有機(jī)物污染物時(shí)所消耗的氧化劑量（mg/L）。BOD與COD的區(qū)別COD

化學(xué)需氧量用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所消耗的氧化劑量BOD生化需氧量水中有機(jī)物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量主要區(qū)別：不是所有的有機(jī)物都可以被微生物分解，所以同一水體COD>BOD

COD減去第一階段生化需氧量可以粗略表示不能被微生物分解的有機(jī)物量。BOD/COD>0.3認(rèn)為該廢水具有可生化性,宜采用生化處理化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物3.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)該去除無機(jī)碳的含量。--評(píng)價(jià)水樣中有機(jī)污染物的綜合參數(shù)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。污水有機(jī)物指標(biāo)之間的關(guān)系有機(jī)碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物4.油類污染物石油類：來源于工業(yè)含油污水。動(dòng)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(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(jià)值。化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物5.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(shí)，能影響魚類的洄游繁殖。酚濃度達(dá)0.1～0.2mg/L時(shí)，魚肉有酚味。酚濃度高會(huì)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(zhǎng)速度，有時(shí)甚至使其停止生長(zhǎng)。灌溉用水酚濃度超過5mg/L時(shí),農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機(jī)物6.表面活性劑來源：生活污水與使用表面活性劑的工業(yè)廢水。烷基苯磺酸鹽（硬性洗滌劑,ABS），含有磷并易產(chǎn)生大量泡沫，屬于難生物降解有機(jī)物。直鏈烷基苯磺酸鹽（軟性洗滌劑,LAS），屬于可生物降解有機(jī)物，代替了硬性洗滌劑，泡沫大大減少，但仍然含有磷?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機(jī)物7.有機(jī)酸堿來源：有機(jī)酸—有機(jī)酸工業(yè)廢水有機(jī)堿--人造橡膠、合成樹脂等工業(yè)廢水它們都屬于可生物降解有機(jī)物，但對(duì)微生物有毒害和抑制作用?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機(jī)物8.有機(jī)農(nóng)藥分類：有機(jī)氯農(nóng)藥

與有機(jī)磷農(nóng)藥。有機(jī)氯農(nóng)藥如DDT，六六六，毒性極大且難分解，會(huì)在自然界不斷積累，造成二次污染。有機(jī)磷農(nóng)藥如殺蟲劑與除草劑，毒性大，屬于難生物降解有機(jī)物，并對(duì)微生物有毒害與抑制作用?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機(jī)物POPsPersistentOrganicPollutants

典型的12種POPs

（1）有機(jī)氯農(nóng)藥：艾氏劑（Aldrin）、狄氏劑(Dieldrin)、異狄氏劑(Endrin)、滴滴涕(DDT)、六氯苯(HCB)、毒殺芬(Toxaphene)、氯丹(Chlordane)、滅蟻靈(Mirex)、七氯(Heptachlor)；

（2）

精細(xì)化工品：多氯聯(lián)苯（PCBs）；

（3）

非故意生產(chǎn)副產(chǎn)品：多氯代二苯并-對(duì)-二惡英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機(jī)物POPs的特征

環(huán)境持久性：POPs結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，對(duì)于光、熱、微生物、生物代謝酶等各種作用具有很強(qiáng)的抵抗能力，在自然條件下很難發(fā)生降解。一旦進(jìn)入環(huán)境中，它們將在水體、土壤和底泥等環(huán)境介質(zhì)以及生物體中長(zhǎng)期殘留，這個(gè)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)數(shù)年、甚至數(shù)十年時(shí)間?；瘜W(xué)性指標(biāo)有機(jī)物POPs的特征

生物累積性：POPs具有很強(qiáng)的親脂憎水性，即：不溶或者微溶于水、而易分配在脂肪中。由于野生動(dòng)物及人體中都含有相當(dāng)數(shù)量的脂肪組織，當(dāng)POPs通過各種接觸途徑為生物體所攝入后，就會(huì)在脂肪組織中累積而形成“生物蓄積”，其濃度一般遠(yuǎn)高于周圍環(huán)境介質(zhì)中的POPs濃度，形成所謂的“生物濃縮”。在食物鏈中由于捕食關(guān)系的存在，處于更高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物因不斷地捕食體內(nèi)含有POPs的低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，其體內(nèi)將會(huì)蓄積更高濃度的POPs。由于人類處于食物鏈的最高級(jí)，這種沿食物鏈的生物放大作用無疑意味著人類將可能受到更高濃度POPs的毒害化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物POPs的特征長(zhǎng)距離遷移能力：POPs具有半揮發(fā)性，這使得它們能夠通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣中，以游離氣體存在或者吸附在大氣顆粒物上，并能夠隨著大氣流動(dòng)、水體流動(dòng)以及生物體的遷徙等實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)數(shù)百、數(shù)千公里之遙的遠(yuǎn)距離遷移---南極企鵝體內(nèi)發(fā)現(xiàn)DDT化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物POPs的特征高毒性：這里毒性是一個(gè)廣義的詞，準(zhǔn)確地說應(yīng)稱為是“對(duì)生物體的負(fù)面效應(yīng)”。POPs大多具有強(qiáng)烈的“三致（致癌、致畸、致突變）”效應(yīng)，人類和動(dòng)物通過飲食和環(huán)境污染等途徑攝入或接觸到POPs，將可能導(dǎo)致生殖、遺傳、免疫、神經(jīng)、內(nèi)分泌等系統(tǒng)等受到嚴(yán)重的負(fù)面影響，危害身體健康。化學(xué)性指標(biāo)有機(jī)物9.苯類化合物來源：染料工業(yè)廢水、炸藥工業(yè)廢水以及電器、塑料、制藥、合成橡膠等工業(yè)廢水。這些人工合成高分子有機(jī)化合物種類繁多，成分復(fù)雜，大多屬于難生物降解有機(jī)物，使城鎮(zhèn)污水的凈化處理難度大大增加，并對(duì)微生物有毒害和抑制作用化學(xué)性指標(biāo)無機(jī)性指標(biāo)植物營(yíng)養(yǎng)元素pH重金屬過多的氮、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(yíng)養(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。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。

Hg、Cd、Pb、Cr、Ni等生物毒性顯著元素；Zn、Cu、Co、Sn等一般重金屬。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。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(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(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-)

化學(xué)性指標(biāo)無機(jī)性指標(biāo)

總砷化合物種類很多，固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)水體中砷多以三價(jià)和五價(jià)存在，包括無機(jī)和有機(jī)，三價(jià)毒性>五價(jià)毒性含硫化合物形式：硫酸鹽、硫化物、有機(jī)硫化物厭氧生化反應(yīng)產(chǎn)生的H2S造成惡臭危害，腐蝕下水道和處理構(gòu)筑物；空氣中的H2S會(huì)引起人畜中毒身亡。氰化物常見的形式HCN、NaCN、KCN易溶于水，劇毒，攝入0.1g可致人死亡來源于工業(yè)廢水，電鍍、煤氣、煉焦、化纖、選礦和冶金等無機(jī)性非金屬有害有毒物生物性指標(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(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：<