三废处理工培训水质分析部分201611112

废水及废水水质控制基础三废处理工培训5废水及废水水质控制基础5.1废水与废水中的污染物•5.1.1水的循环•5.1.2水体污染与废水污染•5.1.3废水中主要污染物的来源及危害5.2废水水质控制基础•5.2.1水质指标•5.2.2废水的污染防治一张表（地球上各种形式的水量统计）两幅图（水的自然循环、水的社会循环）可利用的水资源是匮乏的城市和工业区的基础条件：给水系统和排水系统5.1.1水的循环•（不仅包括水，还包括水中的悬浮物、底泥、水生生物等）水体的概念水和水体的区别及意义•（定义、机理）水体的自净作用•（定义、引起的因素）水体污染废水的来源、性质与分类5.1.2水体污染与废水污染•化工废水的分类和性质•无机、基本有机合成、高分子合成、其他化学工业•化工废水的产生途径•8条途径工业废水废水生活污水清净废水生产废水废水的来源、性质与分类简单处理必须严格处理•生产过程的用水环节及污水产生环节•废水收集系统及要求–围堰–初期雨水收集–废水明管输送焦化厂产生污水的环节主要有三个：一、洗煤,洗煤需用大量的水,当然,也有只接买洗精煤的应列外；二、焦炉用水,炉体降温或者密封用水也较多；三、熄焦水,将炽热的红焦炭熄灭必须使用大量的水,虽然熄焦水循环使用,但是,熄焦时形成的水蒸汽浪费了大量的水.工业用水量和排水量的关系见下图，水平衡式见下式：Q＋A＝H＋P＋LQ——取水量，包括生产用水和生活用水，生产用水又分间接冷却水、工艺用水和锅炉给水。工业取水量=间接冷却水量+工艺用水量+锅炉给水量+生活用水量A——物料带入水量。H——耗水量：指整个项目消耗掉的新鲜水量总和。P——耗水量L——漏水量H＝Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5＋Q6Q1－产品含水，即由产品带走的水；Q2－间接冷却水系统补充水量；Q3－洗涤用水（包括装置、场地冲洗水）、直接冷却水和其它工艺用水量之和Q4－锅炉运转消耗的水量Q5－水处理用水量Q6－生活用水量固体污染物有机污染物油类污染物有毒污染物生物污染物酸碱污染物营养物质污染物感官污染物5.1.3废水中主要污染物的来源及危害悬浮物浊度升高改变颜色生活污水工业废水消耗溶解氧含油废水水生生物（鱼类）降低自净能力无机毒物有机毒物放射性物质生物累积三致效应导致死亡N、P溶解氧下降水华赤潮•5.2.1水质指标5.2废水水质控制基础物理•温度、色度、嗅和味、浑浊度、透明度、总固体、悬浮固体、电导率化学•有毒化学性指标、氧平衡指标：如溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）、一般性化学指标：pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等生物学•细菌总数、总大肠菌群数、各种病原细菌、病毒《污水综合排放标准GB8978》工业废水监测项目(节录)工业废水监测项目(节录)•水质指标检测•水样采集•采样方案的制定•采样点的确定•样品保存•样品预处理•项目分析检测采样方案的制定水样采集GB12997《水质采样方案设计和技术规范》GB12998《水样采样技术指导》•在车间或处理设备的排放口设采样点：监测一类污染物（汞、镉、砷、铅、六价铬、有机氯化合物、强致癌物质等）。•在工厂废水总排放口设采样点：监测二类污染物（悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟、硝基苯类、苯胺类等）。•在处理设施的进水和排放口设采样点：为了解废水处理效果。•排污渠道上，采样点设在渠道较直、水量稳定、上游无污水汇入的地方。可在水面下1/4～1/2处采样，作为代表平均浓度水样采集。以城市污水（生活污水)和医院污水、综合排污口等•城市污水管网：主要排污口或总排污口设点采样，污水干管的不同位置，污水进入水体的排放口，非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井。•城市污水处理厂：在污水处理厂的污水进出口处设点采样.采样点的确定不发生物理、化学、生物变化；不改变样品中待测组分不损失组分；不玷污（不增加待测组分和干扰组分）对瓶的要求:化学稳定，不吸收待测物，性能稳定、杂质含量低的材料。硼硅玻璃、石英、聚乙烯和聚四氟乙烯。冷藏（或冷冻）：冷冻温度为-20℃；冷藏温度一般2－5℃保存方法：化学药剂：生物抑制剂，氧化还原剂，固定剂调pH值：控制水解，挥发样品的保存测定项目容器类别保存技术推荐可保存时间色P，G尽量现场测定24hpHP，G尽量现场测定12h浊度P，G尽量现场测定24h电导率P，G尽量现场测定24hSSP，G冷藏24h酸度、碱度P，G冷藏24h硬度P，G加硝酸至呈酸性1个月氨、氮P，G冷藏，每升加0.8mL浓硫酸24h溶解氧G(DO瓶)尽量现场测定或现场固定6hBOD5G暗处，冷藏24h高锰酸盐指数P，G尽快测定氰化物，酚P加氢氧化钠调pH1224hCODCrP,G尽快分析，或加硫酸至pH27d六价铬G调pH至7~9,尽快测定汞G，P加硝酸至pH2,并加重铬酸（0.1g/L）细菌总数冷藏6h大肠杆菌G冷藏6h常用监测项目水样的保存方法水质指标的测定•色度•残渣•浊度•硬度•酸度和碱度•有毒物质•pH•溶解氧（DO）•含氮化合物•磷•氧化还原电位•化学需氧量（CODCr）•高锰酸盐指数（CODMn、OC）•生化需氧量（BOD）•总需氧量（TOD）•总有机碳（TOC）•挥发性卤代烃•氯苯类化合物•污泥沉降比（SV30）•污泥浓度•污泥体积指数（SVI）①钴铂比色法:•氯铂酸钠（钾）与CoCl2配标准溶液，目视比色比较预处理的水样与标准系列。•结果表达：度，加颜色描述，每升水中有相当于1mg铂和0.5mg钴时的颜色为1度。•最低检测色度为5度，测定范围5～50度。•适用于较清洁、带有黄色色调的天然水和饮用水的测定。②稀释倍数法：样品用蒸馏水稀释，直至与蒸馏水色相同时的稀释倍数。结果直接用稀释倍数，结果还应描述颜色本身。适于废水。③分光光度法：用分光光度法求出有色水样的三激励值，再查图和表，得知水样的色调(红、绿、黄等)，以主波长表示，亮度以明度表示，饱和度(柔和、浅淡等)以纯度表示。近年来，我国某些行业已试用这种方法检验排水水质。色度测定方法测定项目定义烘干温度总残渣（总固体）水样在一定的温度下蒸发、烘干后剩余的物质。包括总不可滤残渣和总可滤残渣。于恒重的蒸发皿中，直接水浴上蒸干，103—105℃，烘干可滤残渣（溶解固体）指将过滤后的水样放在恒重的蒸发皿内蒸干，再在一定温度下烘至恒重所增加的重量。过滤后水样，水浴上蒸干，103—105℃烘干不可滤残渣（悬浮固体，SS）水样经过滤后留在过滤器上的固体物质，包括不溶于水的泥砂、各种污染物、微生物及难溶无机物等。过滤器103—105℃，烘干常测定：•总残渣（总固体）•可滤残渣（溶解固体）•不可滤残渣（悬浮固体、悬浮物、SS）残渣测定方法方法原理测定条件和结果表达目视比色法将水样与用精制的硅藻土(或白陶土)配制的系列浊度标准溶液进行比较，以确定水样的浊度。黑底板上比色分光光度法将一定量的硫酸肼与六次甲基四胺聚合，生成白色高分子聚合物，以此作为浊度标准溶液，在一定条件下与水样浊度比较。该方法适用于天然水、饮用水浊度的测定。硫酸肼和六次甲基四胺（1：10）混合液为标液，680nm处测A；A=与含0.125mg/L硫酸肼和1.25mg/L次甲基四胺混合液==1度。浊度仪测定法是通过测量水样对一定波长光的透射或散射强度的原理制成的测定水体浊度的专用仪器，一般用于水体浊度的连续自动测定1UTN=1mgSiO2/L=1unitofturbidity悬浮于水中的胶体颗粒产生的散射现象；以浊度表示水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。浊度浊度和SS的区别①浊度：表示水中悬浮物对光线透过时所产生的阻碍作用的大小，或水中悬浮物对光线的散射度的大小。SS指标代表水中不能通过定量滤纸，且在103—105℃条件下，不能够挥发掉的固体物质的浓度。②浊度一般用分光光度法和浊度计测定，测定结果用度表示，一般SS越大，浊度越大；SS是用重量法测定，结果用mg/L表示。③浊度一般是给水水质指标，SS一般是污水水质指标。水的总硬度是指水中钙、镁离子的总浓度，包括碳酸盐硬度（也叫暂时硬度，即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙镁离子）和非碳酸盐硬度（亦称永久硬度，即加热后不能沉淀下来的那部分钙镁离子）。硬度对工业用水关系很大，尤其是锅炉用水，各种工业对水的硬度都有一定的要求。饮用水中硬度过高会影响肠胃的消化功能等。因此硬度是水质分析的重要指标之一。在pH＝10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定钙镁总量是国际国内规定的标准分析方法。适用于饮用水、锅炉水、冷却水、地下水及没有严重污染的地表水。调节pH＝12，此时水样中的镁以氢氧化物的形式沉淀出，以钙指示剂为指示剂，用EDTA标准溶液滴定可以测得水样钙硬。总硬度与钙硬之差即为镁硬。国际上硬度的表示方法很多，常以水中钙镁总量换算为CaO含量表示，单位为mg·L-1和（°）。水的硬度1°表示1L水中含10mgCaO。硬度（一）酸度指水中所含能与强碱发生中和作用的物质的总量。测定方法酸碱指示剂滴定法电位滴定法（二）碱度指水中所含能与强酸发生中和作用的物质总量，包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。测定方法酸碱指示剂滴定法电位滴定法酸度与碱度水的酸度就是pH值？各种形式碱度的存在状态与滴定结果之间的关系水样以酚酞为指示剂滴定消耗强酸量为P，继续以甲基橙为指示剂滴定消耗强酸量为M，二者之和为T（即T=P+M），则测定水的总碱度时，出现情况：MPOH-CO32-HCO3-甲基橙酚酞H2CO3pH=8.3pH=4.2有毒物质参照GB/T15441-1995水质急性毒性的测定发光细菌法有毒物质是指达到一定浓度后，对人体健康、水生生物的生长造成危害的物质。非金属：氰化物、砷化物重金属：汞、镉、铬、铅等基于发光细菌相对发光度与水样毒性组分总浓度呈显著负相关，通过生物发光光度计测定水样的相对发光度，以此表示其急性毒性水平。参比氯化汞浓度（mg/L）来表征，或用EC50（半数有效浓度）值表征汞•汞及其化合物属于剧毒物质，主要来源于金属冶炼、仪器仪表制造、颜料、塑料、食盐电解及军工等废水。天然水中汞含量一般不超过0.1μg/L；我国饮用水标准限值为0.001mg/L。双硫腙分光光度法冷原子吸收法冷原子荧光法分光光度计基本组成示意图1.光源；2.分光系统；3.比色皿架；4.光电检测及放大装置；5.指示、记录仪表；6.稳压电源铅原子吸收分光光度法双硫腙分光光度法阳极溶出伏安法示波极谱法电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）铅是可在人体和动植物中蓄积的有毒金属，其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L。双硫腙分光光度法在pH8.5-9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原介质中，铅与双硫踪反应生成红色螯合物，用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于510nm波长处比色测定。双硫腙+铅→红色螯合物镉•镉属剧毒金属，可在人体的肝、肾等组织中蓄积，造成脏器组织损伤，尤以对肾脏损害最为明显。还会导致骨质疏松，诱发癌症。我国生活饮用水卫生标准规定镉的浓度不能超过0.005mg/L。原子吸收分光光度法火焰原子吸收法石墨炉原子吸收法双硫腙分光光度法强碱条件，Cd+双硫腙→红色螯合物，三氯甲烷四氯化碳萃取，518nm阳极溶出伏安法离子适用范围预处理方法显色条件测试条件测定范围mg/L干扰Hg地表水生活污水工业废水酸性介质高锰酸钾和过硫酸钾消解，盐酸羟氨还原酸性介质橙色螯合物三氯甲烷或四氯化碳萃取485nm0.002-0.04Cu用EDTA掩蔽Cd受镉污染的天然水和废水硝酸或硝酸和高氯酸消解强碱性，红色螯合物三氯甲烷四氯化碳萃取518nm0.001-0.06Mg＞20mg/L时用酒石酸钠掩蔽Pb地表水和工业废水硝酸消解pH8.5-9.5氨性柠檬酸盐-氰化物的还原性介质，淡红色螯合物三氯甲烷或四氯化炭萃取510nm0.01-0.3Bi、Sn干扰，先控制pH2-3，用双硫腙-三氯甲烷萃取除去铬铬是生物体所必需的微量元素之一。铬的毒