第9章污水水质和污水出路.

1第九章污水水质和污水出路第一节污水水质2水体污染的含义一般认为水体污染（包括地表水体污染和地下水体污染）的较为合理的定义应该是：凡是在人类活动影响下，水质变化朝着水质恶化方向发展的现象，统称为“水污染”。判定水体是否污染必须具备两个条件：第一，水质朝着恶化的方向发展；第二，这种变化是人类活动引起的。3我国地表水污染现状我国水污染概况我国地下水污染现状2005年，全国废水排放总量为524.5亿吨；化学需氧量排放量为1414.2万吨；氨氮排放量为149.8万吨。工业废水排放达标率为91.2%，比上年提高0.5个百分点。2005年，七大水系总体水质与上年基本持平。其中，珠江、长江水质较好，辽河、淮河、黄河、松花江水质较差，海河污染严重。2005年，28个国控重点湖（库）中，满足Ⅱ类水质的湖（库）2个、Ⅲ类水质6个、Ⅳ类水质3个、Ⅴ类水质5个、劣Ⅴ类水质的湖（库）12个。200年，113个环保重点城市月均监测取水总量为16.1亿吨，达标水量占80%；不达标水量占20%。过量的开采和利用，以及排放城市污水，引起地下水水位下降和地面沉降，改变了地下水动力条件，扩大地下水位降落漏斗，增加了污染范围。我国沿海城市大面积的地下水位下降漏斗不能恢复，而且位于滨海地区的开采水井形成海水倒灌或越流补给，含水层水质严重恶化。4水体污染的原因面源(非点源)内源造成水体污染的原因主要有：人为污染和天然污染两类。人为污染源点源•生活污水•工业废水•固体废弃物•地面径流•农业生产•地面水体内部存在的污染源天然污染源•海水•含盐量高的水质差的地下水5污水的水质指标是用来衡量水在使用过程中被污染的程度，也称污水的污染指标污水的水质指标可分为物理指标、化学指标、生物指标三大类。水温色度臭味固体含量污水的理化性质及指标由污水的色度可以知道污染物质的情况生产废水视工矿企业的性质而异，差别极大色度为一种感官性状指标色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质形成生活污水的臭味来自有机物腐败产生的气体；工业废水的臭味来自挥发性化合物由臭味可辨别出污水中某些物质存在的情形，还能帮助知道污水是否新鲜臭味也是物理性质的主要指标固体含量以TS作为指标，常用重量法测定固体物质按存在形态的不同可分为：SS、DS和colloid按性质不同可分为：有机物、无机物和生物体水温是污水水质的重要物理性质指标之一我国各地的生活污水的年平均温度在15℃左右6污水的化学性质及指标无机物及指标酸碱度氮含硫化合物氯化物无机有毒物质磷有机物污染指标BODTODThODCODTOC7一、物理指标色度固体物质嗅和味温度浊度矿化度电导率氧化还原电位8水中溶解性气体的溶解度1、温度温度变化将影响：水生生物和微生物活动化学和生物化学反应速度盐度pH工业废水常引起水体热污染！常用的测量仪器有水温计、深水温度计、颠倒温度计和热敏电阻温度计。水温计颠倒温度计92、色度水的颜色可分为真色和表色两种。测定水的色度的方法有两种，一种是铂钴比色法，一种是稀释倍数法，两种方法应独立使用，一般没有可比性。——感官性指标，水的色度来源于金属化合物或有机化合物！一般是针对真色而言。10113、嗅和味——感官性指标，可定性反映某种污染物的多寡。测定臭的方法有定性描述法和臭强度近似定量法（臭阈试验）。124、固体物质.Sample溶解性固体表示盐类的含量挥发性固体反映固体的有机成分量悬浮固体表示水中不溶解的固态物质的量135、浊度浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥沙、黏土、有机物、无机物、浮游生物和微生物等悬浮物质时，可使光散射或吸收，浊度大。天然水经过混凝、沉淀和过滤等处理，使水变得清澈。常用的测量浊度的方法有：(1)分光光度法(2)目视比浊法（visualturbidity）(3)浊度计测定法146、矿化度矿化度是水化学成分测定的重要指标，用于评价水中总含盐量，是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一。该指标一般只用于天然水。对无污染的水样，测得的矿化度值与该水样在103～105℃烘干的可滤残渣量值接近。矿化度的测定方法主要有重量法，电导法，阴、阳离子加和法，离子交换法，比重计法等。157、电导率一般，新鲜蒸馏水的电导率为0.5-2μS/cm，超纯水的电导率小于0.1μS/cm，天然水的电导率多在50-500μS/cm之间，含酸、碱、盐的工业废水电导率往往超过10,000μS/cm，海水的电导率约为30,000μS/cm。又称比电导，是指25℃时长1m、横截面积为1平方米水中的电导值。表征水的导电能力大小。水中的离子数目越多，水的电导率越高。所以，常用于推测水中离子的总浓度或含盐量。电导率的倒数称为电阻率。168、氧化还原电位氧化还原电位是水体中多种氧化物质与还原物质发生氧化还原反应的综合结果。是了解水体的电化学特征，分析水体性质的一项综合性指标。其测定必须在现场进行，采用原电池法测定。17污水的化学性质及指标无机物及指标酸碱度重金属含硫化合物氯化物无机有毒物质氮、磷有机物污染指标BODTODThODCODTOC18指水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的需氧量(以mg/L为单位)。有机物指标——BOD意义：反映了有机物进入水体后，消耗溶解氧的情况。BOD越高，表示水中需氧有机污染物愈多。目前规定在20℃下，培养5天作为测量生化需氧量的标准，即为五日生化需氧量(BOD5)。19污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天－100天完成。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段主要是有机物被转化成CO2、H2O和NH3（碳化）；第二阶段主要是氨被转化为NO2-和NO3-（硝化）。2021有机物指标——COD意义：它是反映水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要是有机物。因此，COD又往往作为水中有机物质含量多少的指标。COD越大，说明水体受有机物的污染越严重。常用的氧化剂主要是重铬酸钾和高锰酸钾。指利用化学氧化剂氧化水中有机物所消耗的氧化剂量，用氧量(mg/L)表示。22以KMnO4作氧化剂时，测得值称为CODMn，或简称OC。以K2Cr2O7作氧化剂时，测得值称为CODCr，简称COD。23总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。由于TOC的测定采用燃烧法，因此能将有机物全部氧化，它比BOD5、COD更能反应有机物的总量。有机物指标——TOC和TOD总需氧量是指水中能被氧化的物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以O2的mg/L表示。24污水有机物指标之间的关系有机碳量需氧量TOCThOCThODTODCODcrBODLBOD5CODMn25有机物指标——油类污染物包括石油类和动植物油脂2种。测定水中石油类物质的方法有重量法、红外分光光度法、非色散红外吸收法、紫外分光光度法、荧光法等。26危害：a.油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。b.油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。c.油类污染物若进入海洋，改变海面的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定的影响。d.大面积油膜将阻碍大气中的氧进入水体，从而降低水体的自净能力。27有机物指标——酚类污染物危害：水体受酚类化合物污染后影响水产品的产量和质量。水体中酚浓度低时能影响鱼类的回游繁殖，酚浓度达0.1～0.2mg/L时鱼肉有酚味，浓度高时引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。酚的毒性可抑制水微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。测定方法：主要分析方法有溴化滴定法、4-氨基安替吡林分光光度法、色谱法等。28污水的生物性质及指标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大肠菌群来源及危害29物理作用生物作用物理化学作用水体污染的机制化学作用第二节水体污染物的迁移与转化水流的紊动作用分子扩散作用水流的冲刷作用吸附一解吸胶溶一凝聚酸化碱化-中和氧化-还原分解-化合沉淀-溶解生物分解作用生物转化作用生物富集作用30根据净化机制分为三类物理净化：稀释、扩散、沉淀化学和物化净化：氧化还原、酸碱、吸附凝聚生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用水体的自净作用是指经过一系列的物理、化学和生物学变化，污染物质被分散、分离或分解，最后，水体基本上或完全地恢复到原来的状态。31生化自净废水中有机物进入河流后，水中有机物被河水稀释，并且会被水中微生物分解，这一过程称为水体的生化自净。某种污染物质进入天然水体后，通过一定的时间或流经一定的距离，被生物化学净化的数量，可用下式表达：质量守恒原理SKCS—每日生物化学净化量，mg/(L·d)；C—可被生物化学作用降解的污染物质的初始浓度，mg/L；K—该污染物质的生物化学降解速率常数，1/d。32提问：水体自净速度有哪些限制因素？物理？净水流量、流速、污染物物理性质化学？地域、季节、天气生物？生物种类、数量（营养物浓度、环境因子）、代谢的极限速度•因此水体的自净速度是有限的。在正常情况下，水体单位时间内通过正常生物循环中能够同化有机污染物的最大数量称为同化容量或自净容量。33第三节污水出路污水回用应满足的要求：(1)对人体健康不应产生不良影响(2)对环境质量和生态系统不应产生不良影响(3)对产品质量不应产生不良影响(4)应符合应用对象对水质的要求或标准(5)应为使用者和公众所接受(6)回用系统在技术上可行、操作简便(7)价格应比自来水低廉(8)应有安全使用的保障排放水体，工农业利用，处理后回用34水监测分析方法标准水环境标准样品标准水环境质量标准水环境基础标准水污染物排放标准“五类”“三级”35污染控制技术概述污水处理技术目的用各种方法将污水中所含的污染物质分离出来，或将其转化为无害的物质，从而使污水得到净化。处理方法•物理•化学•生物物理法：利用物理作用分离废水中呈悬浮状态的污染物质，在处理过程中不改变污染物的化学性质。化学及物化法：利用化学反应的作用，去除污染物质（包括悬浮的、溶解的、胶体的等）或改变污染物的性质。生化法：利用自然界存在的各种微生物将污水中有机物分解并向无机物转化，达到净化的目的。36现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理1级•去除污水小的漂浮物和部分悬浮状态的污染物质，调节污水pH值，减轻污水的腐化程度和减少后续处理工艺负荷•经过一级处理后的污水，BOD一般可去除30%左右。2级•主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，去除率可达90%以上•曝气池是二级处理的主要设备•利用活性污泥或生物膜，使可降解的有机废物被氧化分解为硝酸盐、硫酸盐和二氧化碳等。3级•三级处理进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。•主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法等。仲量联行《中国新兴城市50强报告》中国城市体系：37仲量联行《中国新兴城市50强报告》中国城市体系(2012.3.20)：一线城市(核心型)：北京、上海、广州、深圳1.5线城市(过渡型)：成都、重庆、沈阳、杭州、天津、大连、武汉、苏州、南京二线城市(增长型)：青岛、厦门、西安、宁波、长沙、合肥、郑州、无锡、东莞、济南38仲量联行《中国新兴城市50强报告》中国城市体系(2012.3.20)：三线城市(新兴型)：福州、昆明、长春、哈尔滨、佛山、石家庄、南宁、