同濟大學水污染控制工程講課

第九章污水水質(zhì)與污水出路第一節(jié)污水水質(zhì)第二節(jié)污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化第三節(jié)污水出路第一節(jié)污水水質(zhì)我拿什么來表達你？——污水國際通用三大類指標：物理性指標

化學性指標

生物性指標水質(zhì)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(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，最終導致水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少工業(yè)廢水常引起水體熱污染色度固體物質(zhì)嗅和味溫度水

和

污

水

中

固

體

成

分

的

內(nèi)

部

相

關(guān)

性

水和污水中雜質(zhì)顆粒分布黏土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(zhuǎn)化成二氧化碳、水和氨；第二階段主要是氨被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽。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(guī)定條件下微生物氧化分解污水或受污染的天然水樣中有機物所需要的氧量（20℃，5d）。BOD與CBOD、NBOD時間/d需氧量/（mg·L-1）BODL與BOD5時間/d化學性指標有機物化學需氧量（COD）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)。酸性條件下，硫酸銀作為催化劑，氧化性最強。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，則化學需氧量和生化需氧量之間應有一定的比例關(guān)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）?；瘜W性指標有機物總有機碳（TOC）和總需氧量（TOD）TOC:totalorganismcarbon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(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，BOD與TOC或TOD之間存在一定的相關(guān)關(guān)系。TOD:totaloxygendemand在900~950℃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)。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(fā)，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(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)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(chǎn)生石油臭味，降低水產(chǎn)品的食用價值。破壞風景區(qū)，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(yè)廢水。原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固，引起神經(jīng)系統(tǒng)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(chǎn)生氯酚，具有強烈異臭（0.001mg/L即有異味，排放標準0.5mg/L）。灌溉用水酚濃度超過5mg/L時,農(nóng)作物減產(chǎn)甚至枯死?；瘜W性指標無機性指標植物營養(yǎng)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(yǎng)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(yǎng)湖發(fā)展為沼澤和干地。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21－83，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pH在6～9之間。當天然水體遭受酸堿污染時，pH發(fā)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(zhì)總量，按離子狀態(tài)可分為三類：氫氧化物堿度；碳酸鹽堿度；重碳酸鹽堿度。作為微量金屬元素。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;逐級富集至人體，影響人體健康。含氮較化合倆物氮是嶺有機掏物中孤除碳妹以外浪的一蹄種主麥要元劃素，爹也是福微生投物生長的方重要診元素仗。污水狐中的鳳氮有洽四種倦，即嚼有機鄭氮、粗氨氮沒、亞慢硝酸睛鹽氮韻和硝酸鹽婦氮。危害嗎：消剪耗水敏體中能溶解驗氧；上促進磨藻類拌等浮趣游生少物的寺繁殖拜，形成艘水華嗎、赤朗潮；雪引起互魚類徐死亡御，導釀致水閥質(zhì)迅慕速惡拜化。關(guān)于敞氮的推幾個槳指標劃：有機峰氮：陡主要幫指蛋叫白質(zhì)步和尿嘴素。TN：一洪切含法氮化敘合物直以N計量術(shù)的總閑稱。TK飯N：TN中的虹有機侍氮和課氨氮圖，不燈包括鐵亞硝暈酸鹽曠氮、頃硝酸鹽氮劫。氨氮們：有肝機氮彼化合幟物的辮分解壺，或纖直接糧來自旱含氮樣工業(yè)敘廢水籃。NOx-N：亞閃硝酸勸鹽氮貝和硝撓酸鹽驕氮。含磷琴化合嚷物磷也宏是有春機物逆中的灰一種勇主要膀元素賞，是底僅次牧于氮峰的微除生物也生長的姑重要滿元素饑。磷主倚要來程自：番人體侄排泄油物以約及合透成洗識滌劑筒、牲各畜飼香養(yǎng)場康及含磷湖工業(yè)祝廢水洽。危害屋：促只進藻愚類等債浮游翠生物僻的繁分殖，漆破壞攏水體割耗氧男和復謹氧平衡拴；使眠水質(zhì)餃迅速尚惡化竊，危即害水激產(chǎn)資惑源。含磷賊化合窩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-)生省物橫性銷指劫標生活污水：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大腸菌群融會趙貫通泰各水將質(zhì)指燦標間歉的關(guān)相系第二類節(jié)族污附染物豬在水私體環(huán)建境中召的遷惜移與謙轉(zhuǎn)化水體角的自嘴凈作來用河流均的自貧凈作補用是鵲指河刻水中浩的污次染物方質(zhì)在脈河水件向下查游流洽動中執(zhí)濃度邊自然案降低穗的現(xiàn)模象。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污水勁排入庭河流彎的混濱合過喝程豎向混合階段：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(jīng)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。水體頓的自奶凈作純用持久打污染夏物的蘭稀釋掘擴散當持魔久性疤污染袖物隨厲污水錫穩(wěn)態(tài)軍排入每河流陷后，揪經(jīng)過映混合寶過程僵達到廊充分撞混合較階段貞時，扛污染雀物濃飾度可呢由質(zhì)腎量守赤恒原而理得招出河固流完枕全混社合模西式：式中戶：ρ——排放躲口下域游河編水的腳污染帖物濃駱度；ρw，qvw——污水行的污揉染物扣濃度償和流負量；ρh，qvh——上游畢河水漏的污鎖染物撿濃度李和流眨量。河斷劑面達僅到充葉分混借合后輪，污壇染物恒濃度劃受到符縱向位分散薦作用回和污蝕染物爽的自軌身分趁解作敗用不辛斷減樓小。訓根據(jù)懂質(zhì)量痰守恒擾原理吸，其射變化特過程曉可用蒜下式帖描述掩：式中躍：u——河水淹流速表；x——初始否點至艷下游x斷面竄處的隊距離墨；Mx——縱向規(guī)分散草系數(shù)恨；K——污染用物分墨解速瘦度常金數(shù)；ρ0——初始揭點的冒污染刊物濃殿度；ρ——x斷面站處的辭污染派物濃偉度。非持嬸久性房誠污染際物的失稀釋踩擴散嘩和降才解水體污染與恢復氧垂宏曲線夕：水體剖受到晌污染斜后，甲水體灘中溶虹解氧斑逐漸團被消管耗，起到臨段界點崇后又罩逐步姥回升晃的變離化過蛇程，伍稱氧慶垂曲歇線。有機題物降楊解：氧垂柿曲線曾的求占解：某點壤處的隸氧不軟足量裂變化吉速率蹄是該猛處耗獻氧速討率和御復氧斜速率著之和財：求解翼得某儲點的獎虧氧疲量：某點塘的溶耳解氧圖：ρc=ρcs-ρD到達柴最缺驚氧點賠時間dρD/dt=0：污染責物在釋河流駁中的詞擴散邊和分闖解受朋到河矛流的蓄流量新、流抱速、薦水深爆等因席素的薯影響派。河口淚是指速河流福進入端海洋分前的照感潮私河段娛。河綢口污死染物疏的遷緊移轉(zhuǎn)主化受莖潮汐袍影響召，受藥漲潮埋、落惰潮、每平潮川時的完水位棚、流振向和嬌流速之的影卻響。湖泊梯水庫圾的貯嫩水量超大，綁但水孤流一錢般比紗較慢濟，污腿染物撓的稀根釋、妖擴散嚴能力粥較弱儀。海洋消雖有界巨大荷的自斧凈能療力，縫但是傻海灣瞞或海男域局躁部的具納污樓和自苦凈能窩力差剖別很惡大。污染陸物在抖地下室水中良的遷錘移轉(zhuǎn)笛化受只多種盤因素豆影響陪，地監(jiān)下水襖一旦命污染斧，要稀恢復雖原狀