第九章污水水质和污水出路

水污染控制工程主要参考书1、《排水工程》下册（第四版）张自杰主编，中国建筑工业出版社2、《给水处理理论》许保久主编，中国建筑工业出版社3、《给水排水设计手册》（第二版）中国建筑工业出版社4、《水处理工程师手册》唐受印，戴友芝主编，化学工业出版社5、《给水排水工程快速设计手册》严煦世主编，中国建筑工业出版社第九章污水水质与污水出路第一节污水水质第二节污染物在水体环境中的迁移与转化第三节污水出路第一节污水性质与污染指标国际通用三大类指标：物理性指标化学性指标生物性指标二、水质分析指标（一)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。味来源于盐分，硫酸镁有苦味。挥发性物质VS溶解物质(DS)固定性物质FS悬浮物SS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水中所有残渣TS嗅和味温度（二）化学性指标有机物含量指标生化需氧量（BOD）反映了在有氧的条件下，水中可生物降解的有机物的量。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BOD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20~100d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。通常，BOD5约为第一阶段生化需氧量的70%。BOD:biologicaloxygendemand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（20℃，5d）。（以mg/L为单位）回忆学过哪些化学性指标？（二）化学性指标有机物含量指标化学需氧量（COD）常用的氧化剂主要是重铬酸钾K2Cr2O7（称CODCr，简称COD)和高锰酸钾KMnO4(称CODMn或OC或高锰酸盐指数)。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：COD:chemicaloxygendemand•用化学方法氧化分解废水水样中有机物的过程中所消耗的氧化剂量折合成氧量（O2）（mg/L）。BOD5/COD可粗略表示有机物被好氧微生物分解的可能程度。大于0.3时才适合用生化法处理。生活污水通常在0.4~0.5。注意：重点化学性指标有机物总有机碳（TOC）和总需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon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:totaloxygendemand在900~950℃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。化学性指标有机物油类污染物：包含两种①石油类：来源于工业含油污水。②动植物油脂：产生于人的生活过程和食品工业。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。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——有毒有害污染物酚污染来源：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0.1～0.2mg/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（0.001mg/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。化学性指标有机物表面活性剂①烷基苯磺酸盐（ABS）：难于生物降解。②直链烷基苯磺酸盐（LAS）：可生物降解。危害①产生大量的泡沫，这非但有碍观瞻；②妨碍了水体表面与空气中氧的交换，影响到水体的自净速率；③对水中的微生物、水藻、水草和鱼等都会产生不同的危害。化学性指标无机性指标植物营养元素pH和碱度重金属氮、磷：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21－83，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、锡等。一般要求处理后污水的pH在6～9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。生物毒性显著元素：Hg、Cd、Pb、Cr、Ni；一般重金属元素：Zn、Cu、Co、Sn。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。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。种类、来源及危害反映了水体受细菌污染的程度。常以细菌个数/mL计。饮用水：100个/mL医院排水：500个/mL1.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/L2.大肠菌群3.病毒第二节污染物在水体环境中的迁移与转化河水有时为什么会变得干净？一、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、挥发化学净化：氧化还原、酸碱反应、分解生物净化：水中微生物对有机物的氧化分解作用重点氧化还原：DO氧化某些污染物。如铁、锰等重金属污染物会被氧化成氢氧化铁、氢氧化锰沉淀。硫离子可被氧化成硫酸根。还原：硝酸盐缺氧反硝化。酸碱反应：水中的CO2、石灰石可中和一些物质。凝聚：水中含有胶体颗粒，可凝聚一些污染物。化学净化生物净化作用溶解氧下垂曲线（氧垂曲线）：污染河流中DO随时间的变化曲线。见p9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。污染物在不同水体中的迁移转化规律（自学）第三节水污染第四节污水出路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污水排放水体的限制污水综合排放标准GB8978—1996城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918—2002海水水质标准GB3097-1997地表水环境质量标准GB3838—2002水环境标准很多，这里仅介绍两个必须执行的强制性标准：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）（二）水环境标准本标准适用于中华人民共和国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。适用范围：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）–Ⅰ类主要适用于源头水、国家自然保护区。–Ⅱ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。–Ⅲ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、洄游通道、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。水域环境功能（五类）标准限值与水域环境功能相关，具体规定如下：序号标准值项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类1水温/℃人为造成地环境水温变化应限制在：周平均最大温升≤1，周平均最大温降≤22pH（无量纲）6～93溶解氧≥饱和率90％（或7.5）65324高锰酸盐指数≤24610155COD≤15152030406BOD5≤3346107氨氮（NH3-N）≤0.150.51.01.53.08总磷（以P计）≤0.02（湖、库0.01）0.1（湖、库0.025）0.2（湖、库0.05）0.3（湖、库0.1）0.4（湖、库0.2）9总氮（湖、库，以N计）≤0.20.51.01.52.0(单位：mg/L)本标准适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。《污水综合排放标准》（GB8978-1996）主要内容《污水综合排放标准》按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度和部分行业最高允许排放浓度。适用范围《污水综合排放标准》（GB8978-1996）该标准根据受纳水体的类别、污染物的种类以及排污单位的建设时限规定污染物的排放限值。受纳水体的类别：污染物的种类：排污单位的建设时限：（1）排入GB3838Ⅲ类水域（划定的保护区和游泳区除外）和排入GB3097中二类海域的污水，执行一级标准。（2）排入GB3838中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097中三类海域的污水，执行二级标准。（3）排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准。第一类污染物，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在车间或车间处理设施，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求；第二类污染物，在排放单位排放口采样，其最高允许排放浓度必须达到本标准要求。分为1997年12月31日之前和1998年1月1日起。环境标准的执行行业性排放标准优先于综合排放标准地方标准优先于国家标准参考文献高廷耀，顾国维，水污染控制工程下册（第二版），北京：高等教育出版社，1999.