污水水质和污水出路

污水水质和污水出路第一节污水水质国际通用三大类指标：物理性指标

化学性指标

生物性指标一、污水的物理性质及指标物理性指标感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物感官性指标，水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质挥发性物质溶解物质固定性物质悬浮固体物质加速耗氧反应→水体缺氧或水质恶化造成水中溶解氧减少工业废水→热污染色度固体物质嗅和味温度水

和

污

水

中

固

体

成

分

的

内

部

相

关

性

水和污水中杂质颗粒分布黏土二、化学性指标无机性指标植物营养元素pH和碱度重金属氮、磷过多→富营养化来源：人类排泄物、某些工业废水重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍，以及类金属砷等生物毒性显著的元素，一般指序号21－83，比重大于4的金属，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。

一般要求处理后污水的pH在6～9之间。碱度指水中能与强酸定量作用的物质总量。

作为微量金属元素。重金属的主要危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固;逐级富集至人体，影响人体健康。无机性指标—含氮化合物污水中的氮有四种，即有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。危害：消耗水体中溶解氧；促进藻类等浮游生物的繁殖，形成水华、赤潮；引起鱼类死亡，导致水质迅速恶化。

关于氮的几个指标：

TN：一切含氮化合物以N计量的总称。有机氮：主要指蛋白质和尿素。TKN：TN中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮。氨氮：有机氮化合物的分解，或直接来自含氮工业废水。NOx-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。无机性指标—含磷化合物磷主要来源：人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。危害：促进藻类等浮游生物的繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡；使水质迅速恶化，危害水产资源。含磷化合物有机磷有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等无机磷磷酸盐:正磷酸盐(PO43-)、磷酸氢盐(HPO42-)、磷酸二氢盐（H2PO4-)

、偏磷酸盐(PO3-)聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O74－)、三磷酸盐(P3O105-)、三磷酸氢盐(HP3O92-)

二、化学性指标有机物分类

第一类：可生物降解有机物：（1）可生物降解有机物，对微生物无毒害或抑制作用；（2）可生物降解有机物，但对微生物有毒害或抑制作用。

第二类：难生物降解有机物：（3）难生物降解有机物，对微生物无毒害或抑制作用；（4）难生物降解有机物，并对微生物有毒害或抑制作用。被微生物氧化被化学氧化或被经驯化、筛选后的微生物氧化二、化学性指标有机物指标生化需氧量（BOD:biologicaloxygendemand）（★★）两个阶段：第一个阶段（碳化阶段）→二氧化碳、水和氨；第二阶段：氨→亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段消耗的氧量。实际，以5d、20℃作为测定的标准时间、温度，称BOD5；定义：在水温为20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。有机物（可生物降解）CO2、H2O、能、NH3硝化阶段新细胞内源呼吸Ob呼吸Oa合成异氧菌有机物（可生物降解）异氧菌（1）时间与BOD的关系

一级反应：积分（2）温度和BOD的关系kT

＝K20θ(T-20)（3）两个阶段碳氧化阶段、硝化阶段第一阶段生化需氧量BODu：Oa

＋Ob

第二阶段生化需氧量NODu：Oc

＋Od

BOD5≈（70％～80％）BODuBOD与CBOD、NBOD时间/d需氧量/（mg·L-1）BODL与BOD5时间/d化学性指标有机物指标化学需氧量（COD:chemicaloxygendemand）（★★）常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7

（称CODCr)和高锰酸钾KMnO4

(称CODMn或OC)。废水中无机的还原性物质同样被氧化。如果废水中有机物的组成相对稳定，则化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系：生活污水在0.4~0.5。定义：用化学方法氧化分解废水水样中有机物过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量（O2）（mg/L）。可生化指数：BOD5/CODBOD5/COD>0.3生物处理化学性指标有机物总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon在950℃高温下，以铂作为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体中的CO2含量，从而确定水样中碳元素总量。测定中应该去除无机碳的含量。各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基本不变的条件下：各指标之间存在一定关系。TOD:totaloxygendemand在900~950℃高温下，将污水中能被氧化的物质（主要是有机物，包括难分解的有机物及部分无机还原物质），燃烧氧化成稳定的氧化物后，测量载气中氧的减少量，称为总需氧量（TOD）。TOD测定方便而快速。污水有机物指标之间的关系有机碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn化学性指标有机物油类污染物石油类：来源于工业含油污水。动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。危害：影响水生生物生长、阻碍蒸发、阻碍氧进入水体、危害鱼类酚类污染物来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、合成树脂等工业废水。危害：引起中毒、影响鱼类的洄游繁殖、甚至死亡，抑制植物生长,农作物减产甚至枯死。三、生物性指标生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等制革屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等医院污水：各种病原体危害：传播疾病，影响卫生，导致水体缺氧来源及危害水中细菌总数反映了水体有机污染程度和受细菌污染的程度。常以细菌个数/mL计。饮用水：<100个/mL医院排水：<500个/mL细菌总数大肠菌群的值可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。常以大肠菌群数/L计。饮用水：<3个/L城市排水：<10000个/L

游泳池：<1000个/L大肠菌群融会贯通各水质指标间的关系第二节污染物在水体环境中的迁移与转化水体的自净作用河流的自净作用是指河水中的污染物质在河水向下游流动中浓度自然降低的现象。根据净化机制分为三类物理净化：稀释、扩散、沉淀化学净化：氧化、还原、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用1、污水排入河流的混合过程竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。

横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不再变化，非持久性污染物浓度将不断减少。水体的自净作用

1）稀释原理

a:推流b:扩散

2）数学模式3）影响混合的因素a:混合比b:排污口形状c:水文条件4）注意问题a:河水本身浓度b:剧毒物质c:对鱼类的影响物理净化零维模型适用条件：a:完全混合b:持久性污染物c:水流恒定d:污染物排放连续稳定2、持久污染物的稀释扩散河断面达到充分混合后，污染物浓度受到纵向分散作用和污染物的自身分解作用不断减小。根据质量守恒原理，其变化过程可用下式描述：式中：u——河水流速；x——初始点至下游x断面处的距离；Mx——纵向分散系数；K——污染物分解速度常数；ρ0——初始点的污染物浓度；ρ——x断面处的污染物浓度。3、非持久性污染物的稀释扩散和降解物理净化+化学净化一维模型4、水体的氧平衡——氧垂曲线（★★）氧垂曲线：水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，称氧垂曲线。1）氧的消耗和来源消耗：a:氧化作用

b:硝化作用

c:底泥耗氧

d:植物/动物呼吸作用

e:无机还原性物质

来源：a:原有氧

b:大气复氧

c:水生植物的光合作用2）耗氧曲线

表示水中有机污染物浓度水平随时间的变化情况。斜率—V耗（

V耗↓→0）3）复氧曲线

V复↑，当V复＝V耗（临界点）时，D（亏氧量）最大4）氧垂曲线

1）原点：Q复≈Q耗

2）排入污染物后，V耗↓，V复↑，但V耗>>V复→DO↓3）V复＝V耗，DO最小

4）V复＞V耗，曲线上升，→饱和生化自净4、水体污染与恢复污染物在河流中的扩散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素的影响。河口是指河流进入海洋前的感潮河段。河口污染物的迁移转化受潮汐影响，受涨潮、落潮、平潮时的水位、流向和流速的影响。湖泊水库的贮水量大，但水流一般比较慢，污染物的