污废水监测

第四讲污废水监测一、废（污）水监测项目二、水质监测分析方法三、采样点位、时间四、水样的采集和保存五、水样的运输与保存六、常规项目的监测方法一、废（污）水监测项目第一类：是在车间或车间处理设施排放口采样测定的污染物，包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、苯并（a）芘、总铍、总银、总α放射性、总β放射性。第二类：是在排污单位排放口采样测定的污染物，包括pH、色度、悬浮物、生化需氧量、化学需氧量、石油类、动植物油、挥发性酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、总锌、总锰。1.国家或行业的标准分析方法其成熟性和准确度好，是评价其他监测分析方法的基准方法，也是环境污染纠纷法定的仲裁方法；《水和废水标准分析方法》（第四版）2.统一分析方法是经研究和多个单位的实验验证表明是成熟的方法。3.试用方法（等效方法）是在国内少数单位研究和应用过，或直接从发达国家引进，供监测科研人员试用的方法。标准分析方法和统一分析方法均可在环境监测与执法中使用。二、水质监测分析方法注:国家环境标准代码GB:国家标准;GB/T：国家推荐标准;GB/Z：国家指导性技术文件;GHZB：国家环境质量标准;GWPB：国家污染物排放标准;GWKB：国家污染物控制标准;HJ：国家环保总局标准;HJ/T：国家环保总局推荐标准。注:国家标准与国际标准对应关系（1）IDT：等同采用（2）MOD：修改采用;（3）NEQ：非等效采用;（一）选择监测分析方法的原则1.灵敏度能满足定量要求；2.方法成熟；3.操作简便，易于普及；4.抗干扰能力强。（二）监测分析方法的分类1.用于测定无机污染物的方法原子吸收法分光光度法等离子发射光谱（ICP-AES）法电化学法离子色谱法其他方法：化学法、原子荧光法、等离子发射光谱-质谱（ICP-MS）法、气相分子吸收光谱法等。2.用于有机污染物的监测分析方法气相色谱法（GC）高效液相色谱法（HPLC）气相色谱-质谱法（GC-MS）其他方法：有机污染物类别测定、耗氧有机物测定三、采样点位、时间（一）采样点的设置1.工业废水（1）在车间或车间处理设施的废水排放口设置采样点监测一类污染物；在工厂废水总排放口布设采样点，监测二类污染物。（2）已有废水处理设施的工厂，在处理设施的总排放口布设采样点。如需了解废水处理效果，还要在处理设施进口设采样点。2.城市污水(1)城市污水管网的采样点设在：非居民生活排水支管接入城市污水干管的检查井；城市污水干管的不同位置；污水进入水体的排放口等。(2)城市污水处理厂：在污水进口和处理后的总排口布设采样点。如需监测各污水处理单元效率，应在各处理设施单元的进、出口分别设采样点。另外，还需设污泥采样点。(二)采样时间和采样频率工业废水和城市污水的排放量和污染物浓度随工厂生产及居民生活情况常发生变化，采样时间和频率应根据实际情况确定。四、水样的采集和保存（一）水样的类型1、瞬时水样瞬时水样是指在某一时间和地点从水体中随机采集的分散水样。2、混合水样混合水样是指在同一采样点于不同时间所采集的瞬时水样的混合水样，有时称“时间混合水样”，以与其他混合水样相区别。3、综合水样把不同采样点同时采集的各个瞬时水样混合后所得到的样品称综合水样。（二）水样的采集1、采样前的准备选择适宜材质的盛水容器和采样器，并清洗干净。准备好交通工具。交通工具常使用船只。2、采样方法和采样器（或采水器）简易采水器和急流采水器示意图泵式采水器示意图废（污）水自动采水器示意图（三）废（污）水样1、浅层废（污）水可从浅埋排水管、沟道中采样，用采样容器直接采集，也可用长把塑料勺采集。2、深层废（污）水可用深层采水器或固定在负重架内的采样容器，沉入检测井内采样。3、自动采样采用自动采水器可自动采集瞬时水样和混合水样。（四）采集水样注意事项1、测定悬浮物、pH、溶解氧、生化需氧量、油类、硫化物、余氯、放射性、微生物等项目需要单独采样；其中，测定溶解氧、生化需氧量和有机污染物等项目的水样必须充满容器；pH、电导率、溶解氧等项目宜在现场测定。2、采样时必须认真填写采样登记表；每个水样瓶都应贴上标签（填写采样点编号、采样日期和时间、测定项目等）；要塞紧瓶塞，必要时还要密封。(一)水样的运输1、为避免水样在运输过程中震动、碰撞导致损失或沾污，将其装箱，并用泡沫塑料或纸条挤紧，在箱顶贴上标记。四、水样的运输与保存2、需冷藏的样品，应采取致冷保存措施；冬季应采取保温措施，以免冻裂样品瓶。(二)水样的保存方法1.冷藏或冷冻法冷藏或冷冻的作用是抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应速度。2.加入化学试剂保存法（1）加入生物抑制剂HgCl2可抑制生物的氧化还原作用；用H3PO4调至pH为4时，加入适量CuSO4，即可抑制苯酚菌的分解活动。(2)调节pH值测定金属离子的水样常用HNO3酸化至pH为1～2，既可防止重金属离子水解沉淀，又可避免金属被器壁吸附；测定氰化物或挥发性酚的水样加入NaOH调至pH为12时，使之生成稳定的酚盐等。(3)加入氧化剂或还原剂测定汞的水样需加入HNO3(至pH＜1)和K2Cr2O7(0.05%)，使汞保持高价态；测定硫化物的水样，加入抗坏血酸，可以防止被氧化；测定溶解氧的水样则需加入少量硫酸锰和碘化钾固定溶解氧（还原）等。(三)水样的过滤或离心分离如欲测定水样中某组分的含量，采样后立即加入保存剂，分析测定时充分摇匀后再取样。如果测定可滤（溶解）态组分含量，所采水样应用0.45μm微孔滤膜过滤，除去藻类和细菌，提高水样的稳定性，有利于保存。如果测定不可过滤的金属时，应保留过滤水样用的滤膜备用。对于泥沙型水样，可用离心方法处理。对含有机质多的水样，可用滤纸或砂芯漏斗过滤。用自然沉降后取上清液测定可滤态组分是不恰当的。六、常规项目的监测方法(一)色度水颜色的分类测定方法:1.铂钴标准比色法2.稀释倍数法真色假色铂钴标准比色法标准色列(二)悬浮物水中的残渣分为总残渣、可滤残渣和不可滤残渣三种。它们是表征水中溶解性物质、不溶解性物质含量的指标。其中不可滤残渣又称为悬浮物，一般用重量法测定。(三)酸度和碱度1.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2.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1.M=0（P=T）；2.PM（或P0.5T）；3.P=M；4.PM（或P0.5T）；5.P=0（或M=T）。注：T：总碱度P：酚酞碱度M：甲基橙碱度水中碱度组成示意图测定水的总碱度时，可能出现下列5种情况：（四）pHpH和酸度、碱度的区别和联系pH表示水的酸碱性的强弱，而酸度或碱度是水中所含酸或碱物质的含量。同样酸度的溶液，如0.1mol盐酸和0.1mol乙酸，二者的酸度都是100mmol/L，但其pH却大不相同（1和2.9）。原因电离度100%和1.3%！测定水的pH的方法比色法玻璃电极法pH测定示意图(五)溶解氧（DO）溶解氧：溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。大气压力下降、水温升高、含盐量增加，都会导致溶解氧含量降低。测定水中溶解氧的方法碘量法修正的碘量法氧电极法极谱型氧电极的结构示意图溶解氧测定仪原理示意图(六)含氮化合物1.氨氮水中的氨氮是指以游离氨(或称非离子氨,NH3)和离子氨（NH4+）形式存在的氮。测定水中氨氮的方法纳氏试剂分光光度法水杨酸－次氯酸盐分光光度法气相分子吸收光谱法滴定法2.亚硝酸盐氮亚硝酸盐氮（NO2－-N）是氮循环的中间产物。在氧和微生物的作用下，可被氧化成硝酸盐；在缺氧条件下也可被还原为氨。水中亚硝酸盐氮常用的测定方法N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法离子色谱法气相分子吸收光谱法3.硝酸盐氮硝酸盐是在有氧环境中最稳定的含氮化合物，也是含氮有机化合物经无机化作用最终阶段的分解产物。清洁的地面水硝酸盐氮（NO3--N）含量较低，受污染水体和一些深层地下水中（NO3--N）含量较高。水中硝酸盐氮的测定方法酚二磺酸分光光度法气相分子吸收光谱法紫外分光光度法4.凯氏氮凯氏氮是指以基耶达（Kjeldahl）法测得的含氮量。它包括氨氮和在此条件下能转化为铵盐而被测定的有机氮化合物。可用凯氏氮与氨氮的差值表示有机氮含量。将有机氮转变成氨氮，然后在碱性介质中蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收，以分光光度法或滴定法测定氨氮含量，即为水样中的凯氏氮含量。5.总氮水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一。其测定方法通常采用过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮化合物转变为硝酸盐，用紫外分光光度法或离子色谱法、气相分子吸收光谱法测定。(七)磷(总磷、溶解性磷酸盐和溶解性总磷)在天然水和废（污）水中，磷主要以各种磷酸盐和有机磷（如磷脂等）形式存在，也存在于腐殖质粒子和水生生物中。磷是生物生长必需元素之一，但水体中磷含量过高，会导致富营养化，使水质恶化。预处理测定水中磷的主要方法钼锑抗分光光度法孔雀绿-磷钼杂多酸分光光度法测定磷预处理方法示意图(八)化学需氧量(COD)化学需氧量是指在一定条件下,氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量,以氧的mg/L表示。氧化回流装置示意图1.重铬酸钾法滴定过程滴定前接近终点终点COD测定实验的结果：终点接近终点滴定前2.库仑滴定法式中：W——电极反应物的质量；I——电解电流；t——电解时间；96500——法拉第常数；M——电极反应物的摩尔质量；n——每摩尔电极反应物的电子转移数。公式：nMtIW96500图2.43库仑滴定式COD测定仪工作原理示意图3.快速密闭消解滴定法或光度法4.氯气校正法(九)生化需氧量(BOD)生化需氧量是指在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。BOD是反映水体被有机物污染程度的综合指标,也是研究废水的可生化降解性和生化处理效果，以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。测定方法五天培养法微生物电极法其他方法由高锰酸盐指数估算稀释倍数乘以的系数高锰酸盐指数/(mg·L-1)系数55～1010～2020—0.2，0.30.4，0.60.5，0.7，1.01.五天培养法2.微生物电极法微生物电极BOD测定仪工作原理示意图微生物电极结构示意图其他方法库仑法BOD测定仪工作原理示意图(十)总有机碳（TOC）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或COD更能反映有机物的总量。目前广泛应用的测定TOC的方法是燃烧氧化-非色散红外吸收法。TOC分析仪流程示意图(十一)石油类石油类化合物漂浮在水体表面，影响空气与水体界面间的氧交换；分散于水中的油可被微生物氧化分解，消耗水中的溶解氧，使水质恶化。测定水中石油类物质的方法重量法红外分光光度法非色散红外吸收法（十二）活性污泥性质的测定1.活性污泥中的微生物细菌：菌胶团、球衣细菌、其他细菌原生动物藻类其他细菌及原生动物2.活性污泥性质的测定（1）污泥沉降比将混匀的曝气池活性污泥混合液迅速倒进1000mL量筒中至满刻度，静置30min，则沉降污泥与所取混合液之体积比为污泥沉降比（%），又称污泥沉降体积（SV30），以mL/L表示。（2）污泥浓度1L曝气池污泥混合液所含干污泥的重量称为污泥浓度。（3）污泥体积指数（SVI）污泥体积指数简称污泥指数（SI），系指曝气池污泥混合液经30min沉降后，1g干污泥所占的体积（以mL计）。