1、第九章 污水水質(zhì)與污水出路第一節(jié)第一節(jié) 污污 水水 水水 質(zhì)質(zhì)一、污水的物理性質(zhì)及指標物理性指標感官性指標，水的色度來源于金屬化合物或有機化合物感官性指標，水的異臭來源于還原性硫和氮的化合物、揮發(fā)性有機物和氯氣等污染物質(zhì)揮發(fā)性物質(zhì)溶解物質(zhì)固定性物質(zhì)懸浮固體物質(zhì)加速耗氧反應(yīng)水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少工業(yè)廢水熱污染色度固體物質(zhì)嗅和味溫度水水和和污污水水中中固固體體成成分分的的內(nèi)內(nèi)部部相相關(guān)關(guān)性性水和污水中雜質(zhì)顆粒分布水和污水中雜質(zhì)顆粒分布黏土黏土二、化 學 性 指 標無機性指標植物營植物營養(yǎng)元素養(yǎng)元素phph和堿度和堿度重金屬重金屬氮、磷氮、磷過多過多富營養(yǎng)化富營養(yǎng)化來源：人類排泄物、某

2、些工業(yè)廢水來源：人類排泄物、某些工業(yè)廢水重金屬主要指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類金屬砷等生物毒性顯著的元素，一般指序號2183，比重大于4的金屬，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。 一般要求處理后污水的一般要求處理后污水的ph在在69之之間。間。 堿度指水中能與強酸定量作用的物質(zhì)堿度指水中能與強酸定量作用的物質(zhì)總量?？偭?。 作為微量金屬元素。作為微量金屬元素。 重金屬的主要危害：生物毒性，抑制重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長，使蛋白質(zhì)凝固微生物生長，使蛋白質(zhì)凝固;逐級富集至人逐級富集至人體，影響人體健康。體，影響人體健康。無機性指標含氮化合物 污水中的氮有四種，即污

3、水中的氮有四種，即有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和和硝硝酸鹽氮酸鹽氮。 危害：消耗水體中溶解氧；促進藻類等浮游生物的繁殖，危害：消耗水體中溶解氧；促進藻類等浮游生物的繁殖，形成水華、赤潮；引起魚類死亡，導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化。形成水華、赤潮；引起魚類死亡，導(dǎo)致水質(zhì)迅速惡化。 關(guān)于氮的幾個指標：關(guān)于氮的幾個指標： tntn：一切含氮化合物以：一切含氮化合物以n n計量的總稱。計量的總稱。 有機氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。有機氮：主要指蛋白質(zhì)和尿素。 tkntkn： tntn中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。 氨氮：有機氮化合物的分

4、解，或直接來自含氮工業(yè)廢水。氨氮：有機氮化合物的分解，或直接來自含氮工業(yè)廢水。 nox-nnox-n：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。無機性指標含磷化合物 磷主要來源：人體排泄物以及合成洗滌劑、牲畜飼養(yǎng)場及含磷工業(yè)廢水。 危害：促進藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復(fù)氧平衡；使水質(zhì)迅速惡化，危害水產(chǎn)資源。含磷化合物有機磷有機磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等無機磷磷酸鹽:正磷酸鹽(po43-)、磷酸氫鹽(hpo42-) 、 磷酸二氫鹽（h2po4- ) 、偏磷酸鹽(po3-)聚合磷酸鹽:焦磷酸鹽(p2o74) 、三磷酸鹽(p3o105-) 、 三磷酸氫鹽(hp3o92-) 二、化 學

5、性 指 標有機物分類被微生物氧化被微生物氧化被化學氧化被化學氧化 或被經(jīng)馴化、或被經(jīng)馴化、篩選后的微生物氧化篩選后的微生物氧化二、化 學 性 指 標有機物指標生化需氧量（bod : biological oxygen demand ） （）（）兩個階段：第一個階段（碳化階段）二氧化碳、 水和氨； 第二階段：氨亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水的生化需氧量通常只指第一階段消耗的氧量。實際，以5d、 20作為測定的標準時間、溫度，稱bod5；定義：在水溫為20的條件下，由于微生物（主要是細菌）的活動，將有機物氧化成無機物所消耗的溶解氧量。有機物有機物（可生物降解）（可生物降解）coco2 2、 h h2 2o

6、 o、 能、能、 nhnh3 3硝化階段硝化階段新細胞新細胞內(nèi)源呼吸內(nèi)源呼吸ob呼吸呼吸oa合成合成異氧菌異氧菌有機物有機物（可生物降解）（可生物降解）異氧菌異氧菌ttkldtdl積分積分kttll 100kttll100bod與cbod、nbod時間/d需氧量/（mgl-1）bodl與bod5時間/d化 學 性 指 標有機物指標化學需氧量（cod : chemical oxygen demand ） （）（）常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀k2cr2o7 （稱 codcr )和高錳酸鉀 kmno4 (稱codmn 或oc ) 。廢水中無機的還原性物質(zhì)同樣被氧化。如果廢水中有機物的組成相對穩(wěn)定，則化

7、學需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水在0.40.5。定義：用化學方法氧化分解廢水水樣中有機物過程中所消耗的氧化劑量折合 成氧量（o2）（mg/l）?？缮笖?shù)：bod5/codbod5/cod 0.3 生物處理化 學 性 指 標有機物總有機碳（toc）和總需氧量（tod）toc: total organism carbon在950高溫下，以鉑作為催化劑，使水樣氣化燃燒，然后測定氣體 中的co2含量，從而確定水樣中碳元素總量。測定中應(yīng)該去除無機碳的含量。各種水質(zhì)之間toc或tod與bod不存在固定的相關(guān)關(guān)系。在水質(zhì)條件基本不變的條件下： 各指標之間存在一定關(guān)系。tod: tota

8、l oxygen demand在900950高溫下，將污水中能被氧化的物質(zhì)（主要是有機物， 包括難分解的有機物及部分無機還原物質(zhì)），燃燒氧化成穩(wěn)定的氧 化物后，測量載氣中氧的減少量，稱為總需氧量（tod）。tod測定方便而快速。污水有機物指標之間的關(guān)系有機碳量需氧量toctodcodcrbodlbod5codmn化 學 性 指 標有機物油類污染物油類污染物石油類：來源于工業(yè)含油污水。動植物油脂：產(chǎn)生于人的生活過程和食品工業(yè)。危害：影響水生生物生長、阻礙蒸發(fā)、阻礙氧進入水體、危害魚類酚類污染物酚類污染物來源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹脂等 工業(yè)廢水。危害：引起中毒、影響魚類的洄游繁殖

9、、甚至死亡，抑制 植物生長, 農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死。三、生 物 性 指 標生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、sars、 寄生蟲卵等制革屠宰等工業(yè)廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等醫(yī)院污水：各種病原體危害：傳播疾病，影響衛(wèi)生，導(dǎo)致水體缺氧來源及危害 水中細菌總數(shù)反映了水體有機污染程度和受細菌污染的程度。 常以細菌個數(shù)/ml計。 飲用水：100個/ ml 醫(yī)院排水： 500個/ ml細菌總數(shù) 大腸菌群的值可表明水樣被糞便污染的程度，間接表明有腸道病菌存在的可能性。 常以大腸菌群數(shù)/l計。 飲用水：3個/l 城市排水：10000個/l 游泳池： 1000個/l大腸菌群融會貫通各水質(zhì)指標間的關(guān)系第二節(jié)第二節(jié) 污

10、染物在水體環(huán)境中的污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化遷移與轉(zhuǎn)化水體的自凈作用 河流的自凈作用是指河水中的污染物質(zhì)在河水向下游流動中濃度自然降低的現(xiàn)象。根據(jù)凈化機制分為三類物理凈化：稀釋、擴散、沉淀化學凈化：氧化、還原、分解生物凈化：水中微生物對有機物的氧化分解作用1、污水排入河流的混合過程 豎向混合階段：豎向混合階段：污染物排入河流后因污染物排入河流后因分子擴散、湍流擴散、分子擴散、湍流擴散、彌散作用逐步向河水彌散作用逐步向河水中分散，中分散，由于一般河由于一般河流的深度與寬度相比流的深度與寬度相比較小較小，所以首先在深所以首先在深度方向上達到濃度分度方向上達到濃度分布均勻，從排放口到布均勻，從排

11、放口到深度上達到濃度分布深度上達到濃度分布均勻的階段稱為豎向均勻的階段稱為豎向混合階段，同時也存混合階段，同時也存在橫向混合作用。在橫向混合作用。 橫向混合階段：橫向混合階段：當深度上達到濃度當深度上達到濃度分布均勻后，在橫分布均勻后，在橫向上還存在混合過向上還存在混合過程。經(jīng)過一定距離程。經(jīng)過一定距離后污染物在整個橫后污染物在整個橫斷面上達到濃度分斷面上達到濃度分布均勻，這一過程布均勻，這一過程稱為橫向混合階段。稱為橫向混合階段。 斷面充分混斷面充分混合后階段：合后階段：在橫在橫向混合階段后，向混合階段后，污染物濃度在橫污染物濃度在橫斷面上處處相等。斷面上處處相等。河水向下游流動河水向下游流

12、動的過程中，的過程中，持久持久性污染物的濃度性污染物的濃度將不再變化，非將不再變化，非持久性污染物濃持久性污染物濃度將不斷減少。度將不斷減少。水體的自凈作用3 3）影響混合的因素）影響混合的因素a:a:混合比混合比 b:b:排污口形狀排污口形狀 c:c:水文條件水文條件4 4）注意問題）注意問題a:a:河水本身濃度河水本身濃度 b:b:劇毒物質(zhì)劇毒物質(zhì) c:c:對魚類的影響對魚類的影響物理凈化物理凈化零維模型零維模型適用條件：適用條件：a:a:完全混合完全混合b:b:持久性污染物持久性污染物c:c:水流恒定水流恒定d:d:污染物排放連續(xù)穩(wěn)定污染物排放連續(xù)穩(wěn)定hwhwvvvhvwqqqq2、持久

13、污染物的稀釋擴散 河斷面達到充分混合后，污染物濃度受到縱向分散作用和污染物的自身分解作用不斷減小。根據(jù)質(zhì)量守恒原理，其變化過程可用下式描述：式中：u河水流速； x初始點至下游x斷面處的距離； mx縱向分散系數(shù)； k污染物分解速度常數(shù)； 0初始點的污染物濃度； x斷面處的污染物濃度。kxmxux22dddd204112expukmmuxxx3、非持久性污染物的稀釋擴散和降解物理凈化物理凈化+化學凈化化學凈化一維模型一維模型4、水體的氧平衡氧垂曲線（） 氧垂曲線：水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點氧垂曲線：水體受到污染后，水體中溶解氧逐漸被消耗，到臨界點后又逐步回升的變化過程，稱氧垂

14、曲線。后又逐步回升的變化過程，稱氧垂曲線。消耗：消耗：a:a:氧化作用氧化作用 b:b:硝化作用硝化作用 c:c:底泥耗氧底泥耗氧 d:d:植物植物/ /動物呼吸作用動物呼吸作用 e:e:無機還原性物質(zhì)無機還原性物質(zhì) 來源來源：a:a:原有氧原有氧 b:b:大氣復(fù)氧大氣復(fù)氧 c:c:水生植物水生植物 的光合作用的光合作用生化自凈生化自凈4、水體污染與恢復(fù)污染物在河流中的擴散和分解受到河流的流量、流速、水深等因素的影響。河口是指河流進入海洋前的感潮河段。河口污染物的遷移轉(zhuǎn)化受潮汐影響，受漲潮、落潮、平潮時的水位、流向和流速的影響。湖泊水庫的貯水量大，但水流一般比較慢，污染物的稀釋、擴散能力較弱。海洋雖有巨大的自凈能力，但是海灣或海域局部的納污和自凈能力差別很大。污染物在地下水中的遷移轉(zhuǎn)化受多種因素影響，地下水一旦污染，要恢復(fù)原狀非常困難。5、污染物在不同水體中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律第三節(jié)第三節(jié) 污污 水水 出出 路路對人體健康不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)系統(tǒng)不應(yīng)產(chǎn)生不良影響對產(chǎn)品質(zhì)量不應(yīng)產(chǎn)生不良影響應(yīng)符合應(yīng)用對象對水質(zhì)的要求或標準應(yīng)為使用者和公眾所接受回