九污水水质与污水出路

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1、第九章 污水水质和污水出路 第一节第一节 污水性质与污染指标污水性质与污染指标 第二节第二节 污染物在水体环境中的污染物在水体环境中的 迁移与转化迁移与转化 第三节第三节 污水出路与排放标准污水出路与排放标准 第一节 污水性质和污染指标 污水的类型与特征 l生活污水 l工业废水 l初期雨水 城镇污水 污水与废水 我拿什么来表达你？污水 2010年7月福建紫金山铜矿污染事件 水污染的后果之一： 水生态遭 到严重破 坏，鱼大 量死亡 据初步统计，仅棉花滩库区死鱼和 鱼中毒就达378万斤之多。 水污染的后果之二： 日出江花红胜火 春来江水绿如蓝 滇池蓝藻难治理 定海长春水库蓝藻旺发 水污染后果之三：

2、 麻烦大了 进入生态系统的水污染 进入有人类活动的生 态系统后，物质的空 间转移就变得难以预 料，因果变得无法跟 踪。 国际通用三大类指标： 物理性指标 化学性指标 生物性指标 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，最终导 致水体缺氧或水质恶化 造成水中溶解氧减少 工业废水 常引起水 体热污染 色度 固体物质 嗅和味 温度 水质分析指标 污 水 中 固 体 成 分 的 内 部 相 关 性 化 学 性 指 标 有 机 物

3、 生化需氧量（BOD） 反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量 主要污染特性（以mg/L为单位）。 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二氧化碳、 水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 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20100d完成。 实际中，常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5 日生化需氧量（BOD5）；通常以20为测定的标准温度。 BOD: biological oxygen demand 在规定条件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水样中有机物所 需要的氧量（

4、20，5d）。 BOD与CBOD、NBOD 时间/d 需氧量/（mgL-1） BODL与BOD5 时间/d 化 学 性 指 标 有 机 物 化学需氧量（COD） 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 ) 。 酸性条件下，硫酸银作为催化剂，氧化性最强。 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：生活污水通常在0.40.5。 COD: chemical oxygen demand 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（O

5、2）（mg/L）。 根据BOD/COD的比值可以初步评介污水的可生化性 。BOD/COD越大，表示生化需氧量在总的耗氧量中 占的比例越大，则污水中能生化降解的污染物越多， 越容易用生化法处理，即“可生化性”越好。 BOD/COD数值不是绝对的，一般来说： BOD/COD 0.4 可生化性较好，适合于用生化处理 方法。 BOD/COD = 0.3 - 0.4 可生化性一般，可以用生化 处理方法。 BOD/COD = 0.2 - 0.3 可生化性较差，需驯化后用 生化处理方法。 BOD/COD 0.2 可生化性很差，不适合于用生化处 理方法。 化 学 性 指 标 有 机 物 总有机碳（TOC）和总

6、需氧量（TOD） TOC: total organism carbon 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，BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。 TOD: total oxygen demand 在900950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。 TO

7、C和TOD都是仪器分析指标，测定 一个项目只需要2min，适用于实验室 分析和现场在线分析，而BOD和COD 测定一个项目分别需要5day和2hr， 一般只适用于实验室分析，难以及时 反映污水水质的变化。目前商品COD 在线分析仪都不是采用标准的COD分 析方法。 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。 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。 油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体的热交换。 油类污

8、染物进入海洋，改变海水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影 响。 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。 石油污染对幼鱼和鱼卵的危害很大，堵塞鱼的鳃部，能使鱼虾 类产生石油臭味，降低水产品的食用价值。 破坏风景区，危害鸟类生活。 化 学 性 指 标 有 机 物 酚类污染物 酚污染来源：煤气、焦化、石油化工、木材加工、 合成树脂等工业废水。 原生质毒物，可使蛋白质凝固，引起神经系统中毒。 酚浓度低时，能影响鱼类的洄游繁殖。 酚浓度达0.10.2mg/L时，鱼肉有酚味。 酚浓度高会引起鱼类大量死亡，甚至绝迹。 酚的毒性可抑制水中微生

9、物的自然生长速度，有时甚 至使其停止生长。 酚能与饮用水消毒氯产生氯酚，具有强烈异臭（0.001 mg/L即有异味，排放标准0.5mg/L ）。 灌溉用水酚浓度超过5mg/L时, 农作物减产甚至枯死。 化 学 性 指 标 无 机 性 指 标 植物营 养元素 pH和碱度 重金属 过多的氮、磷进入天然水体，易导致 富营养化，使水生植物尤其是藻类大量繁 殖，造成水中溶解氧急剧变化，影响鱼类 生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展 为沼泽和干地。 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2183，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

10、、锡等。 一般要求处理后污水的pH在69之 间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH发 生变化，消灭或抑制水体中生物的生长， 妨碍水体自净，还可腐蚀船舶。 碱度指水中能与强酸定量作用的物质 总量，按离子状态可分为三类：氢氧化物 碱度；碳酸盐碱度；重碳酸盐碱度。 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。 化 学 性 指 标 无 机 性 指 标 总砷：多以三价和五价形态存在，三价无 机砷化物比五价砷化物对于哺乳动物和水 生生物的毒性更大。 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2183，比重

11、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。 氰化物：最常见的是氰化氢、氰经钠和氰 化钾等，易溶于水，有剧毒，摄入0.1g左 右就会致人死亡主要来源电镀、煤气、炼 焦、化纤和冶金等工业废水。 无机非金属 毒有害物 含硫化合物：以硫酸盐、硫化物和有机硫 化物的形式存在。其中硫化氢不仅造成恶 臭危害，而且腐蚀管道和构筑物，过量会 引起人畜中毒死亡。 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

12、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 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 污水排入河流的混合过程 竖向混

13、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 。 溶解氧下垂

14、曲线（氧垂曲线）：污染河流中 DO随时间的变化曲线。 反映了水体受到污染后，水体中溶解氧(DO)逐渐被 消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程。 污水排入河 流处 好氧速率大 于复氧速率 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 物的稀释、扩散能力较弱。 海洋虽有巨大的自净能力，但是海湾或海域局部 的纳污和自净能力差别很大。 污染物在地下水中的迁移转化受多种因素影响， 地下水一旦污染，要恢复原状非常困难。 污

15、染物在不同水体中的迁移转化规律（自学） 第三节 污水出路与排放标准 污水的 最终出路 排放水体 工农业利用 地下水回灌 污 水 排 放 水 体 的 限 制 污水综合排放标准GB89781996 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB 189182002 海洋水质量标准GB3097 地表水环境质量标准 GB 38382002 对人体健康不应产生不良影响 对环境质量和生态系统不应产生不良影 响 对产品质量不应产生不良影响 应符合应用对象对水质的要求或标准 应为使用者和公众所接受 回用系统在技术上可行，操作简便 价格应比自来水低廉 应有安全使用的保障 污 水 回 用 应 满 足 的 要 求 城 市 污

16、水 回 用 的 几 个 方 面 城市生活用水 和市政用水 农业、林业、 渔业和畜牧业 地下水回灌 其他方面 工 业 城 市绿地灌 溉 供 水 市政与建筑用水 城 市 景 观 工 艺生产用 水 冷 却 用 水 锅 炉 补 充 水 其 他 杂 用 水 地表水环境质量标准GB3838-2002 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分 为五类： I类主要适用于源头水、国家自然保护区； 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护 区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索 饵场等； 类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护 区、鱼虾类越冬场、泅游通道、水产养殖区等渔业水域及 游泳区； IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱 乐用水区； V类主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 海水水质标准GB3097 海水水质分类 按照海域的不同使用功能和保护目标，海