1污水性质与污染指标

1.污水性质与污染指标1.1污水(废水)废水：水资源在使用过程中由于伤失了使用价值而被废弃外排，并以各种形式使受纳水体受到影响，这种水就称为废水污水：生活污水、工业废水、被污染的雨水的总称。生活污水:人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水。工业废水：在工矿企业生产活动中用过的水。工业废水可分为生产污水与生产废水两类。生产污水是指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等废料所污染，也包括热污染(指生产过程中产生的、水温超过60℃的水)；生产废水是指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品污染或只是温度稍有上升的水。生产污水需要进行净化处理；生产废水不需要净化处理或仅需作简单的处理，如冷却处理。被污染的雨水，主要是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污物，污染程度很高，故宜作净化处理。在美国都作了很好的工作。生活污水与生产污水(或经工矿企业局部处理后的生产污水)的混合污水，称为城市污水。污水经净化处理后，出路有3：(1)排放水体，作为水体的补给水；(2)灌溉田地；(3)重复使用。还有回灌地下水…..排放水体是污水的自然归宿。由于水体具有一定的稀释与净化能力，使污水得到进一步净化，因此是最常采用的出路，同时也可能造成水体遭受污染的原因之一。灌溉田地可使污水得到充分利用，但必须符合灌溉的有关规定，使土壤与农作物免遭污染。重复使用是最合理的出路，可分为直接复用与间接复用两种。直接复用又可分为循序使用法和循环使用法。工矿企业在生产过程中，甲工序产生的污水经适当处理后用于乙工序叫循序使用；经适当处理后，再用于甲工序叫循环使用。地表水体接纳污水并对其作进一步净化处理后，再作为沿岸城市与工矿企业的给水水源，属于污水的间接复用。以城市污水为给水水源，经处理后作为生活饮用水，也是重复使用，但处理成本极高，极端缺乏水源的地区，才可考虑采用。在西方一些国家有。1.2城市污水的性质与污染指标城市污水的性质特征主要与下列各因素有关：人们的生习惯；气候条件；生活污水与生产污水所占的比例以及所采用的排水体制(分流制、合流制、半分流制等)。今就城市污水的一般物理性质、化学性质、生物性质以及污染指标分述如下。1.2.1污水的物理性质及指标表示污水物理性质的主要指标是水温、色度、臭味、固体含量等。1.水温污水的水温，对污水的物理性质、化学性质及生物性质有直接的影响。所以水温是污水水质的重要物理性质指标之—。我国的生活污水的年平均温度差别不大，均约在10—20℃之间；生产污水的水温与生产工艺有关，变化很大。城市污水的水温过低(如低于5℃)或过高(如高于40℃)都会影响污水的生物处理的效果。2.色度生活污水的颜色常呈灰色。但当污水中的溶解氧降低至零，污水所含有机物腐烂，则水色转呈黑褐色并有臭味。色度可由悬浮固体、胶体或溶解物质形成。悬浮固体形成的色度称为表色。胶体或溶解物质形成的色度称为真色。水的颜色用色度作为指标。3.臭味生活污水的臭味主要由有机物腐败产生的气体造成。工业废水的臭味主要由挥发性化合物造成。臭味大致有鱼腥臭（胺类，氨臭），腐肉臭（二元胺类），腐蛋臭(硫化氢)，腐甘蓝臭（有机硫化物），粪臭(甲基吲哚）以及某些生产污水的特殊臭味。4.固体含量固体物质按存在形态的不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种；按性质的不同可分为：有机物、无机物与生物体三种。固体含量用总固体量作为指标(TS)。把定量水样在105—110℃烘箱中烘干至恒重，所得的重量即为总固体量。悬浮固体(SS)或叫悬浮物。悬浮固体中，颗粒粒径在0.1—1.0µm之间者称为细分散悬浮固体；颗粒粒径大于1．0µm者称为粗分散悬浮固体。把水样用滤纸过滤后，被滤纸截留的滤渣，在105—110℃烘箱中烘干至恒重，所得重量称为悬浮固体；滤液中存在的固体物即为胶体和溶解固体。悬浮固体中，有一部分可在沉淀池中沉淀，形成沉淀污泥，称为可沉淀固体。悬浮固体也由有机物和无机物组成。故又可分为挥发性悬浮固体(VSS)或称为灼烧减重；非挥发性悬浮固体(NVSS)或称为灰分两种。把悬浮固体，在马福炉中灼烧(温度为600℃)，所失去的重量称为挥发性悬浮固体；残留的重量称为非挥发性悬浮固体。生活污水中，前者约占70％，后者约占30％。图1—1所示为生活污水及某些工业废水悬浮固体含量。胶体(0.001—0.1µm)和溶解固体(DS))或称为溶解物也是由有机物与无机物组成。生活污水中的溶解性有机物包括尿素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质及洗涤剂等；溶解性无机物包括无机盐(如碳酸盐、硫酸盐、胺盐、磷酸盐)，氯化物等。工业废水的溶解性固体成分极为复杂，视工矿企业的性质而异，主要包括种类繁多的合成高分子有机物及重金属离子等。溶解固体的浓度与成分对污水处理方法的选择(如生物处理法，物理—化学处理法等)及处理效果产生直接的影响。1.2.2污水的化学性质及指标污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在的形态可分为悬浮状态与溶解状态。1.无机物及指标无机物包括酸碱度，氮，磷，无机盐类及重金属离子等。(1)酸碱度酸碱度用pH值表示。pH值等于氢离子浓度的负对数。pH＝7时，污水呈中性；pH＜7时，数值越小，酸性越强；pH＞7时，数值越大，碱性越强。当pH值超出6—9的范围时，会对人、畜造成危害，并对污水的物理、化学及生物处理产生不利影响。尤其是当pH值低于6的酸性污水，对管渠、污水处理构筑物及设备产生腐蚀作用。因此，pH值是污水化学性质的重要指标。(2)氮、磷氮、磷是植物的重要营养物质，也是污水进行生物处理时，微生物所必需的营养物质，主要来源于人类排泄物及某些工业废水。氮、磷是导致湖泊、水库、海湾等缓流水体富营养化的主要原因。广东大部分湖泊、水库、海湾都存在。1)氮及其化合物污水中含氮化合物有四种：有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。四种含氮化合物的总量称为总氮(TN，以N计)。有机氮很不稳定，容易在微生物的作用下，分解成其他三种。在无氧的条件下，分解为氨氮；在有氧的条件下，分解为氨氮，再分解为亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。因此把含氮化合物列在无机污染物中加以论述。凯氏氮(KN)是有机氮与氨氮之和。凯氏氮指标可以用来判断污水在进行生物法处理时，氮营养是否充足的依据。生活污水中凯氏氮含量约40mg/L(其中有机氮约15mg/L，氨氮约25mg/L)。氨氮在污水中存在形式有游离氨(NH3)与离子状态铵盐(NK4+)两种。故氨氮等于两者之和。污水进行生物处理时，氨氮不仅向微生物提供营养，而且对污水的pH值起缓冲作用。但氨氮过高时，如超过1600mg/L(以N计)，对微生物的生活活动产生抑制作用。可见总氮与凯氏氮之差值，约等于亚硝酸盐氮与硝酸盐氮。凯氏氮与氨氮之差值，约等于有机氮。2)磷及其化合物污水中含磷化合物可分为有机磷与无机磷两类。有机磷的存在形式主要有：葡萄糖-6-磷酸，2-磷酸-甘油酸及磷肌酸等；无机磷都以磷酸盐形式存在，包括正磷酸盐(PO43-)，偏磷酸盐(PO3-)，磷酸氢盐(HPO42-)，磷酸二氢盐(H2PO4-)等。生活污水中有机磷含量约为3mg/L，无机磷含量约7mg/L。我国几座城市污水中氮、磷含量，列于表1—1。(3)硫酸盐与硫化物污水中的硫酸盐用硫酸根SO42-表示。生活污水的硫酸盐主要来源于人类排泄物；工业废水如洗矿、化工、制药、造纸和发酵等工业废水，含有较高硫酸盐，浓度可达1500—7500mg/L。污水中的SO42-，在缺氧的条件下，由于硫酸盐还原菌、反硫化菌的作用，被脱硫、还原成H2S，反应式如下：(4)氯化物生活污水中的氯化物主要来自人类排泄物，每人每日排出的氯化物约5—9g。工业废水(如漂染工业、制革工业等)以及沿海城市采用海水作为冷却水时，都含有很高的氯化物。氯化物含量高时，对管道及设备有腐蚀作用；如灌溉农田，会引起土壤板结；氯化钠浓度超过4000mg/L时对生物处理的微生物有抑制作用。(5)非重金属无机有毒物质非重金属无机有毒物质主要是氰化物(CN)与砷(As)。1)氰化物污水中的氰化物主要来自电镀、焦化、高炉煤气、制革、塑料、农药以及化纤等工业废水，含氰浓度约在20—80mg/L之间。氰化物是剧毒物质，人体摄入致死量是0.05—0.12g。2)砷化物污水中的的砷化物主要来自化工、有色冶金、焦化、火力发电、造纸及皮革等工业废水。砷化物在污水中的存在形式是无机砷化物(如亚砷酸盐AsO2-，砷酸盐AsO43-)以及有机砷(如二甲基砷)。对人体的毒性排序为有机砷＞亚砷酸盐＞砷酸盐。砷会在人体内积累，属致癌物质(致皮肤癌)之一。(6)重金属离子2.有机物（P6-8）(1)碳水化合物、(2)蛋白质与尿素、(3)脂肪和油类、(4)酚、(5)有机酸、碱、(7)有机农药、(8)取代苯类化合物。3.有机物污染指标(1)生物化学需氧量或生化需氧量——在有氧的条件下，由于微生物的活动，降解有机物所需的氧量（mg/L,有BOD5和BOD20）从图1-2可知，在有氧的条件下，可生物降解有机物的降解，可分为两个阶段：第一阶段是碳氧化阶段，即在异养菌的作用下，含碳有机物被氧化(或称碳化)为CO2，H2O，含氮有机物被氧化(或称氨化)为NH3，所消耗的氧以Oa表示。与此同时，合成新细胞(异养型)；第二阶段是硝化阶段，即在自养菌(亚硝化菌)的作用下，NH3被氧化为NO2-和H20，所消耗的氧量用Oc表示，再在自养菌(硝化菌)的作用下，NO2-被氧化为NO3-，所消耗的氧量用Od表示。与此同时合成新细胞(自养型)。上述两个阶段，都释放出供微生物生活活动所需要的能。合成的新细胞，在生活活动中，进行着新陈代谢，即自身氧化的过程，产生CO2，H2O与NH3，并放出能与氧化残渣(残存物质)，这种过程叫做内源呼吸，所消耗的氧量用Ob表示。上述两阶段氧化过程，也可用曲线图表示，在直角坐标纸上，以横座标表示时间(d)，纵坐标表示生化需氧量BOD(mg/L)，见图1—3，曲线a表示第一阶段生化需氧量曲线(即总碳氧化需氧量曲线)，曲线b表示第二阶段生化需氧量曲线(即氮氧化需氧量曲线)。(2)化学需氧量COD——在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2和H2O所消耗的氧量。氧化剂一般采用重铬酸钾，记为CODcr或COD，若要高锰酸钾为氧化剂，则记为CODMn。一般地有CODBOD20BOD5CODM(3)总需氧量TOD由于有机物的主要组成元素是C、H、0、N、S等。被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2，所消耗的氧星称为总需氧星TOD。(4)理论需氧量ThOD如果有机物的化学分子式已知，则可根据化学氧化反应方程式，计算出理论需氧量ThOD。(5)总有机碳TOC1.2.3污水的生物性质及指标污水中的有机物是微生物的食料，污水中的微生物以细菌与病菌为主。1.大肠菌群数(大肠菌群值)与大肠菌群指数1L水中不超过3个2.细菌总数1mL水中不超过100个3.病毒