第九章污水水質與污水出路第一節污水性質與污染指標第二節污染物在水體環境中的遷移與轉化第三節污水出路與排放標準第一節污水性質與污染指標

污水的類型與特征污水分為：生活污水、工業廢水、初期雨水、城鎮污水；生活污水：來自家庭、機關、學校、醫院等。含有機物質、氮磷等無機鹽類、泥沙、微生物和病原體等；工業廢水：污染物質種類多，具有較高的毒性，需做預處理才能排入城鎮管網。國際通用三大類污染指標：物理性指標

化學性指標

生物性指標水質分析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、揮發性有機物和氯氣等污染物質揮發性物質溶解物質固定性物質懸浮固體物質加速耗氧反應，最終導致水體缺氧或水質惡化造成水中溶解氧減少工業廢水常引起水體熱污染色度固體物質嗅和味溫度DissolvedOxygen(DO)水

和

污

水

中

固

體

成

分

的

內

部

相

關

性

水和污水中雜質顆粒分布黏土水中固體的尺寸化學性指標有機物生化需氧量（BOD）反映了在有氧的條件下，水中可生物降解的有機物的量，是污水的主要污染特性（以mg/L為單位）。有機污染物被好氧微生物氧化分解的過程，一般可分為兩個階段：第一個階段主要是有機物被轉化成二氧化碳、水和氨（碳化階段）；第二階段主要是氨被轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽（硝化階段）

。污水的生化需氧量通常只指第一階段有機物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20~100d完成。實際中，常以5d作為測定生化需氧量的標準時間，稱5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃為測定的標準溫度。BOD:biologicaloxygendemand在規定條件下微生物氧化分解污水中有機物所需要的氧量(溶解氧）。BOD值高，則水中耗氧有機污染物多。BOD與CBOD、NBOD時間/d需氧量/（mg·L-1）化學性指標有機物化學需氧量（COD）COD值越高，則代表水中有機污染物越多。常用的氧化劑主要是重鉻酸鉀K2Cr2O7(稱CODCr

)和高錳酸鉀KMnO4(稱CODMn)。廢水中無機的還原性物質同樣被氧化。如果廢水中有機物的組成相對穩定，則化學需氧量和生化需氧量之間應有一定的比例關系：生活污水通常在0.4~0.5。

COD:chemicaloxygendemand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）。化學性指標有機物總有機碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC:totalorganiccarbon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。測定中應該去除無機碳的含量。各種水質之間TOC或TOD與BOD不存在固定的相關關系。在水質條件基本不變的條件下，BOD與TOC或TOD之間存在一定的相關關系。TOD:totaloxygendemand在900~950℃高溫下，將污水中能被氧化的物質（主要是有機物，包括難分解的有機物及部分無機還原物質），燃燒氧化成穩定的氧化物后，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系有機碳量需氧量TOCTODCODcrBOD5CODMn在污水有機物組成相對穩定時，BOD與COD之間存在一定比例關系。化學性指標有機物油類污染物石油類：來源于工業含油污水。動植物油脂：產生于人的生活過程（廚房污水）和食品工業。油類污染物進入水體后影響水生生物的生長、降低水體的資源價值。油膜覆蓋水面阻礙水的蒸發，影響大氣和水體的熱交換。油類污染物進入海洋，改變海水的反射率和減少進入海洋表層的日光輻射，對局部地區的水文氣象條件可能產生一定影響。大面積油膜將阻礙大氣中的氧進入水體，從而降低水體的自凈能力。石油污染對幼魚和魚卵的危害很大，堵塞魚的鰓部，能使魚蝦類產生石油臭味，降低水產品的食用價值。破壞風景區，危害鳥類生活。化學性指標有機物酚類污染物酚污染來源：煤氣、焦化、石油化工、木材加工、合成樹脂等工業廢水。原生質毒物，可使蛋白質凝固，引起神經系統中毒。酚濃度低時，能影響魚類的洄游繁殖。酚濃度達0.1～0.2mg/L時，魚肉有酚味。酚濃度高會引起魚類大量死亡，甚至絕跡。酚的毒性可抑制水中微生物的自然生長速度，有時甚至使其停止生長。酚能與飲用水消毒氯產生氯酚，具有強烈異臭（0.001mg/L即有異味）。灌溉用水酚濃度超過5mg/L時,農作物減產甚至枯死。Phenol,通式ArOH化學性指標無機性指標植物營養元素pH和堿度重金屬過多的氮、磷進入天然水體，易導致富營養化，使水生植物尤其是藻類大量繁殖，造成水中溶解氧急劇變化，影響魚類生存，并可能使某些湖泊由貧營養湖發展為沼澤和干地。一般要求處理后污水的pH在6～9之間。當天然水體遭受酸堿污染時，pH發生變化，消滅或抑制水體中生物的生長，妨礙水體自凈，還可腐蝕船舶。堿度指水中能與強酸定量作用的物質總量，按離子狀態可分為三類：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度。汞、鎘、鉛、鉻、鎳等生物毒素顯著；重金屬的主要危害：生物毒性，抑制微生物生長，使蛋白質凝固;逐級富集至人體，影響人體健康。含氮化合物氮是有機物中除碳以外的一種主要元素，也是微生物生長的重要元素。污水中的氮有四種，即有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。危害：消耗水體中溶解氧；促進藻類等浮游生物的繁殖，形成水華、赤潮；引起魚類死亡，導致水質迅速惡化。關于氮的幾個指標：有機氮：主要指蛋白質和尿素。TN：一切含氮化合物以N計量的總稱。TKN：TN中的有機氮和氨氮，不包括亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮。氨氮：有機氮化合物的分解，或直接來自含氮工業廢水。

NOx--N：亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。含磷化合物

磷也是有機物中的一種主要元素，是僅次于氮的微生物生長的重要元素。磷主要來自：人體排泄物、牲畜飼養場以及合成洗滌劑及含磷工業廢水。危害：促進藻類等浮游生物的繁殖，破壞水體耗氧和復氧平衡；使水質迅速惡化，危害水產資源。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-)

生物性指標生活污水：腸道傳染病、肝炎病毒、SARS、寄生蟲卵等；制革屠宰等工業廢水：炭疽桿菌、鉤端螺旋體等；醫院污水：各種病原體；危害：傳播疾病，影響衛生，導致水體缺氧。來源及危害水中細菌總數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/mL計。飲用水：<100個/mL醫院排水：<500個/mL細菌總數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/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指標間的關系第二節污染物在水體環境中的遷移與轉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在河水向下游流動中濃度自然降低的現象。根據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污水排入河流的混合過程

豎向混合階段污染物排入河流后因分子擴散、湍流擴散、彌散作用逐步向河水中分散，由于一般河流的深度與寬度相比較小，所以首先在深度方向上達到濃度分布均勻，從排放口到深度上達到濃度分布均勻的階段稱為豎向混合階段，同時也存在橫向混合作用。

橫向混合階段當深度上達到濃度分布均勻后，在橫向上還存在混合過程。經過一定距離后污染物在整個橫斷面上達到濃度分布均勻，這一過程稱為橫向混合階段。

斷面充分混合后階段：在橫向混合階段后，污染物濃度在橫斷面上處處相等。河水向下游流動的過程中，持久性污染物的濃度將不再變化，非持久性污染物濃度將不斷減少。持久污染物的稀釋擴散

當持久性污染物隨污水穩態排入河流后，經過混合過程達到充分混合階段時，污染物濃度可由質量守恒原理得出河流完全混合模式：式中：c——排放口下游河水的污染物濃度；cw，Qw——污水的污染物濃度和流量；

ch，Qh——上游河水的污染物濃度和流量。

河橫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。根據質量守恒原理，其變化過程可用下式描述：式中：v——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；K——污染物分解速度常數；c0——初始點的污染物濃度；c——x斷面處的污染物濃度。非持久性污染物的稀釋擴散和降解氧垂曲線：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，稱氧垂曲線。有機物降解：氧垂曲線的求解：某點處的氧不足量變化速率是該處耗氧速率和復氧速率之和：求解得某點的虧氧量：某點的溶解氧：cc=ccs-cD到達最缺氧點時間dcD/dt=0：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化受多種因素影響，地下水一旦污染，要恢復原狀非常困難。污染物在不同水體中的遷移轉化規律第三節污水出路與排放標準污水的最終出路排放水體工農業利用地下水回灌排放需達到國家標準；少量污染能夠被稀釋、降解、自凈；排污口應設在城鎮江河下游。進行深度處理并達到國家標準；解決干旱地區城鎮缺水問題；減少城鎮對優質飲用水資源的消耗。進行深度處理并達到國家標準；補充地下水層缺失。污水排放水體的限制污水綜合排放標準GB8978—1996城鎮污水處理廠污染物排放標準

GB18918—2002

海洋水質量標準GB3097地表水環境質量標準GB3838—2002對人體健康不應產生不良影響對環境質量和生態系統不應產生不良影響對產品質量不應產生不良影響應符合應用對象對水質的要求或標準應為使用者和