废水处理常规分析控制指标

1第八章废水处理常规分析控制指标1.废水的主要物理特性指标有哪些？⑴温度：废水的温度对废水处理过程的影响很大，温度的高低直接影响微生物活性。一般城市污水处理厂的水温为10oC～25oC之间，工业废水温度的高低与排放废水的生产工艺过程有关。⑵颜色：废水的颜色取决于水中溶解性物质、悬浮物或胶体物质的含量。新鲜的城市污水一般是暗灰色，如果呈厌氧状态，颜色会变深、呈黑褐色。工业废水的颜色多种多样，造纸废水一般为黑色，酒糟废水为黄褐色，而电镀废水蓝绿色。⑶气味：废水的气味是由生活污水或工业废水中的污染物引起的，通过闻气味可以直接判断废水的大致成分。新鲜的城市污水有一股发霉的气味，如果出现臭鸡蛋味，往往表明污水已经厌氧发酵产生了硫化氢气体，运行人员应当严格遵守防毒规定进行操作。⑷浊度：浊度是描述废水中悬浮颗粒的数量的指标，一般可用浊度仪来检测，但浊度不能直接代替悬浮固体的浓度，因为颜色对浊度的检测有干扰作用。⑸电导率：废水中的电导率一般表示水中无机离子的数量，其与来水中溶解性无机物质的浓度紧密相关，如果电导率急剧上升，往往是有异常工业废水排入的迹象。⑹固体物质：废水中固体物质的形式（SS、DS等）和浓度反映了废水的性质，对控制处理过程也是非常有用的。⑺可沉淀性：废水中的杂质可分为溶解态、胶体态、游离态和可沉淀态四种，前三种是不可沉淀的，可沉淀态杂质一般表示在30min或1h内沉淀下来的物质。2.废水的化学特性指标有哪些？废水的化学性指标很多，可以分为四类：①一般性水质指标，如pH值、硬度、碱度、余氯、各种阴、阳离子等；②有机物含量指标，生物化学需氧量BOD5、化学需氧量CODCr、总需氧量TOD和总有机碳TOC等；③植物性营养物质含量指标，如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、磷酸盐等；④有毒物质指标，如石油类、重金属、氰化物、硫化物、多环芳烃、各种氯代有机物和各种农药等。在不同的污水处理厂，要根据来水中污染物种类和数量的不同确定适合各自水质特点的分析项目。3.一般污水处理厂需要分析的主要化学指标有哪些？2一般污水处理厂需要分析的主要化学指标如下：⑴pH值：pH值可以通过测量水中的氢离子浓度来确定。pH值对废水的生物处理影响很大，硝化反应对pH值更加敏感。城市污水的pH值一般在6～8之间，如果超出这一范围，往往表明有大量工业废水排入。对于含有酸性物质或碱性物质的工业废水，在进入生物处理系统之前需要进行中和处理。⑵碱度：碱度能反应出废水在处理过程中所具有的对酸的缓冲能力，如果废水具有相对高的碱度，就可以对pH值的变化起到缓冲作用，使pH值相对稳定。碱度表示水样中与强酸中的氢离子结合的物质的含量，碱度的大小可用水样在滴定过程中消耗的强酸量来测定。⑶CODCr:CODCr是废水中能被强氧化剂重铬酸钾所氧化的有机物的数量，以氧的mg/L计。⑷BOD5：BOD5是废水中有机物被生物降解所需要的氧量，是衡量废水可生化性的指标。⑸氮：在污水处理厂中，氮的变化和含量分布为工艺提供参数。污水处理厂进水中的有机氮和氨氮含量一般较高，而硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量一般较低。初沉池氨氮的增加一般表明沉淀污泥开始厌氧，而二沉池硝酸氮和亚硝酸氮的增加，表明硝化作用已经发生。生活污水中氮的含量一般为20～80mg/L，其中有机氮8～35mg/L，氨氮为12～50mg/L，硝酸氮和亚硝酸氮的含量很低。工业废水中有机氮、氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮含量因水而异，有的工业废水中氮的含量极低，在利用生物法处理时，需要投加氮肥以补充微生物所需的氮含量，而出水中氮的含量过高时，又需要进行脱氮处理，以防止受纳水体出现富营养化现象。⑹磷：生物污水中磷的含量一般为2～20mg/L，其中有机磷1～5mg/L，无机磷为1～15mg/L。工业废水中磷的含量差别很大，有的工业废水中磷的含量极低，在利用生物法处理时，需要投加磷肥以补充微生物所需的磷含量，而出水中磷的含量过高时，又需要进行除磷处理，以防止受纳水体出现富营养化现象。⑺石油类：废水中的油大多是不溶于水的，且浮在水面上。进水中的油会影响充氧效果、导致活性污泥中的微生物活性降低，进入到生物处理构筑物的混合污水含油浓度通常不能大于30～50mg/L。⑻重金属：废水中的重金属主要来自工业废水，其毒性很大。污水处理厂通常没有较好的处理方法，通常需要在排放车间内进行就地处理达到国家排放标准后再进入排水系统，如果污水处理厂出水中重金属含量上升，往往说明预处理出现了问题。3⑼硫化物：水中的硫化物超过0.5mg/L后，就带有令人厌恶的臭鸡蛋味，且有腐蚀性，有时甚至会引起硫化氢中毒事件。⑽余氯：使用氯消毒时，为保证在输送过程中微生物的繁殖，出水中余氯（包括游离性余氯和化合性余氯）是消毒工艺的控制指标，一般不超过0.3mg/L。4.废水的微生物特性指标有哪些？废水的生物性指标有细菌总数、大肠菌群数、各种病原微生物和病毒等。医院、肉类联合加工企业等废水排放前必须进行消毒处理，国家有关污水排放标准对此已经作出了规定。污水处理厂一般不对进水中的生物性指标进行检测和控制，但对处理后的污水排放之前要进行消毒处理，以控制处理污水对受纳水体的污染。如果对二级生物处理出水再进行深度处理后回用，就更需要在回用前进行消毒处理。⑴细菌总数：细菌总数可作为评价水质清洁程度和考核水净化效果的指标，细菌总数增多说明水的消毒效果较差，但不能直接说明对人体的危害性有多大，必须结合粪大肠菌群数来判断水质对人体的安全程度。⑵大肠菌群数：水中大肠菌群数可间接地表明水中含有肠道病菌（如伤寒、痢疾、霍乱等）存在的可能性，因此作为保证人体健康的卫生指标。污水回用做杂用水或景观用水时，就有可能与人体接触，此时必须检测其中粪大肠菌群数。⑶各种病原微生物和病毒：许多病毒性疾病都可以通过水传染，比如引起肝炎、小儿麻痹症等疾病的病毒存在于人体的肠道中，通过病人粪便进入生活污水系统，再排入污水处理厂。污水处理工艺对这些病毒的去除作用有限，在将处理后污水排放时，如果受纳水体的使用价值对这些病原微生物和病毒有特殊要求时，就需要消毒并进行检测。5.反映水中有机物含量的常用指标有哪些？有机物进入水体后，将在微生物的作用下进行氧化分解，使水中的溶解氧逐渐减少。当氧化作用进行的太快、而水体不能及时从大气中吸收足够的氧来补充消耗的氧时，水中的溶解氧可能降得很低（如低于3~4mg/L），进而影响水中生物正常生长的需要。当水中的溶解氧耗尽后，有机物开始厌氧消化，发生臭气，影响环境卫生。由于污水中所含的有机物往往是多种组分的极其复杂的混合体，因而难以一一分别测定各种组分的定量数值。实际上常用一些综合指标，间接表征水中有机物含量的多少。表示水中有机物含量的综合指标有两类，一类是以与水中有机物量相当的需氧量（O2）表示的指标，如生化需氧量BOD、化学需氧量COD和总需氧量TOD等；另一类是以碳（C）4表示的指标，如总有机碳TOC。对于同一种污水来讲，这几种指标的数值一般是不同的，按数值大小的排列顺序为TOD＞CODCr＞BOD5＞TOC6.什么是总有机碳？总有机碳TOC（英文TotalOrganicCarbon的简写）是间接表示水中有机物含量的一种综合指标，其显示的数据是污水中有机物的总含碳量，单位以碳（C）的mg/L来表示。TOC的测定原理是先将水样酸化，利用氮气吹脱水样中的碳酸盐以排除干扰，然后向氧含量已知的氧气流中注入一定量的水样，并将其送入以铂钢为触媒的石英燃烧管中，在900oC～950oC的高温下燃烧，用非色散红外气体分析仪测定燃烧过程中产生的CO2量，再折算出其中的含碳量，就是总有机碳TOC（详见GB13193--91）。测定时间只需要几分钟。一般城市污水的TOC可达200mg/L，工业废水的TOC范围较宽，最高的可达几万mg/L，污水经过二级生物处理后的TOC一般＜50mg/L，较清洁的河水TOC一般＜10mg/L。在污水处理的研究中有用TOC作为污水有机物指标的，但在常规污水处理运行中一般不分析这个指标。7.什么是总需氧量？总需氧量TOD（英文TotalOxygenDemand的简写）是指水中的还原性物质（主要是有机物）在高温下燃烧后变成稳定的氧化物时所需要的氧量，结果以mg/L计。TOD值可以反映出水中几乎全部有机物（包括碳C、氢H、氧O、氮N、磷P、硫S等成分）经燃烧后变成CO2、H2O、NOx、SO2等时所需要消耗的氧量。可见TOD值一般大于CODCr值。目前我国尚未将TOD纳入水质标准，只是在污水处理的理论研究中应用。TOD的测定原理是向氧含量已知的氧气流中注入一定量的水样，并将其送入以铂钢为触媒的石英燃烧管中，在900oC的高温下瞬间燃烧，水样中的有机物即被氧化，消耗掉氧气流中的氧。氧气流中原有氧量减去剩余氧量就是总需氧量TOD。氧气流中的氧量可以用电极测定，因而TOD的测定只需几min。8.什么是生化需氧量？生化需氧量全称为生物化学需氧量，英文是BiochemicalOxygenDemand，简写为BOD，它表示在温度为20oC和有氧的条件下，由于好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中消耗的溶解氧量，也就是水中可生物降解有机物稳定化所需要的氧量，单位为mg/L。BOD不仅包括水中好氧微生物的增长繁殖或呼吸作用所消耗的氧量，还包括了硫化物、亚铁等还原性无机物所耗用的氧量，但这一部分的所占比例通常很小。因此，BOD值越大，5说明水中的有机物含量越多。在好氧条件下，微生物分解有机物分为含碳有机物氧化阶段和含氮有机物的硝化阶段两个过程。在20oC的自然条件下，有机物氧化到硝化阶段、即实现全部分解稳定所需时间在100d以上，但实际上常用20oC时20d的生化需氧量BOD20近似地代表完全生化需氧量。生产应用中仍嫌20d的时间太长，一般采用20oC时5d的生化需氧量BOD5作为衡量污水有机物含量的指标。经验表明，生活污水和各种生产污水的BOD5约为完全生化需氧量BOD20的70~80%。BOD5是确定污水处理厂负荷的一个重要参数，可用BOD5值计算废水中有机物氧化所需要的氧量。含碳有机物稳定化所需要的氧量可称为碳类BOD5，如果进一步氧化，就可以发生硝化反应，硝化菌将氨氮转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮时所需要的氧量可成为硝化BOD5。一般的二级污水处理厂只能去除碳类BOD5，而不去除硝化类BOD5。由于在去除碳类BOD5的生物处理过程中，硝化反应不可避免地要发生，因此使得BOD5的测定值比实际有机物的耗氧量要高一些。BOD测定时间较长，常用的BOD5测定需要5d时间，因此一般只能用于工艺效果评价和长周期的工艺调控。对于特定的污水处理场，可以建立BOD5和CODCr的相关关系，用CODCr粗略估计BOD5值来指导处理工艺的调整。9.什么是化学需氧量？化学需氧量的英文是ChemicalOxygenDemand，它是指在一定条件下，水中有机物与强氧化剂（如重铬酸钾、高锰酸钾等）作用所消耗的氧化剂折合成氧的量，以氧的mg/L计。当用重铬酸钾作为氧化剂时，水中有机物几乎可以全部（90%~95%）被氧化，此时所消耗的氧化剂折合成氧的量即是通常所称的化学需氧量，常简写为CODCr（具体分析方法见GB11914--89）。污水的CODCr值不仅包含了水中的几乎所有有机物被氧化的耗氧量，同时还包括了水中亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物被氧化的耗氧量。10.什么是高锰酸钾指数（耗氧量）？用高锰酸钾作为氧化剂测得的化学需氧量被称为高锰酸钾指数（具体分析方法见GB11892--89）或耗氧量，英文简写为CODMn或OC，单位为mg/L。由于高锰酸钾的氧化能力比重铬酸钾要弱，同一水样的高锰酸钾指数的具体值CODMn一般都低于其CODCr值，即CODMn只能表示水中容易氧化的有机物或无机物的含量。因此，我国及欧美等许多国家都把CODCr作为控制有机物污染的综合性指标，而只将高锰酸钾指6数CODMn作为评价监测海水、河流、湖泊等地表水体或饮用水有机物含量的一种指标。由于高锰酸钾对苯、纤维素、有机酸类和氨基酸类等有机物几乎没有氧化作用，而重铬