第一章 污水水質(zhì)和污水出路

水污染控制工程主講教師：翁覓離2014年2月主要任務(wù)：研究預(yù)防和治理水體污染，保護和改善水環(huán)境質(zhì)量，合理利用水資源以及提供不同用途和要求的用水的工藝技術(shù)和工程措施。主要研究領(lǐng)域：水體自凈及其利用；城市污水處理與利用；工業(yè)廢水處理與利用；給水凈化處理；城市、區(qū)域和水系的水污染綜合整治；水環(huán)境質(zhì)量標準和廢水排放標準。教材：《水污染控制工程》高庭耀，顧國維，周琪.高等教育出版社參考書籍：《廢水處理工程》，唐受印，化學(xué)工業(yè)出版社《當代給水與廢水處理原理》，許保玖，高等教育出版社《水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算》，尹士君，化學(xué)工業(yè)出版社《污泥處理》，金儒霖，中國建筑工業(yè)出版社《水處理工程師手冊》，唐受印，化學(xué)工業(yè)出版社雜志：《中國給水排水》、《給水排水》、《環(huán)境科學(xué)》、《環(huán)境科學(xué)學(xué)報》、《中國環(huán)境科學(xué)》等第一節(jié)污水性質(zhì)與污染指標第二節(jié)污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉(zhuǎn)化第三節(jié)污水出路與排放標準第一章

污水水質(zhì)和污水出路知識目標

了解污染物在水體中的遷移與轉(zhuǎn)化，了解污水出路，了解水污染凈化的基本原則和方法。能力目標

理解水體的自凈作用，掌握污水水質(zhì)指標及污水排放標準。一、歷史回顧總的印象：任意排放隨意修建規(guī)劃修建第一節(jié)水污染控制工程沿革、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢公元前3750年：公元前2600年：公元前80年：印度Nippur修拱型下水道巴格達附近阿斯馬爾城修下水道古羅馬修建巨大下水道無進展。未考慮地下水污染，城市附近水體污染?；魜y、傷寒、痢疾流行國外公元20世紀初：歐洲完成了下水道系統(tǒng)。并開始對所排污水進行處理，建立了污水處理設(shè)施。如美國在1915年時大城市均完成了下水道系統(tǒng)。公元1800年：瘟疫猖獗公元19世紀初：（1800-1820年左右）英國、德國、法國、美國開始規(guī)劃進行排水管道系統(tǒng)，并有了一些處理方法（氧化塘，污灌等）歐洲污水處理設(shè)施氧化塘污灌物理處理二級處理，甚至三級處理公元前3世紀：秦朝時有了排水管道（阿房宮）但規(guī)模小由于我國城市化，工業(yè)化進程慢、程度低，至今還處于完善排水系統(tǒng)初步有所處理的階段真正的污水處理是近30年的事情。我國污水處理任重道遠我國初期雨水工業(yè)廢水城鎮(zhèn)污水生活廢水第二節(jié)污水性質(zhì)與污染指標二、水污染1、水與水體概念的區(qū)分在環(huán)境學(xué)中，水體包括了水本身及其中存在的懸浮物、膠體、溶解物、水生生物和底泥等完整的生態(tài)系統(tǒng)。2、水體污染自然水體受到來自廢水、大氣、固體廢物中污染物的污染——水污染（簡單定義）水體污染是指排入水體的污染物在數(shù)量上超過了該物質(zhì)在水體中的本底含量和水體環(huán)境容量，從而導(dǎo)致了水體的物理、化學(xué)及微生物特性發(fā)生變化，破壞了水中固有的生態(tài)系統(tǒng)，破壞了水體的功能及其在經(jīng)濟發(fā)展和人民生活中的作用。3、水污染現(xiàn)狀污水處理率低：90％以上的城市水域受到污染，特別嚴重的水系：三河：淮河、海河、遼河湖泊富營養(yǎng)化嚴重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江蘇）50％左右地下水水質(zhì)受到污染三、污水性質(zhì)與污染指標物理性指標加速耗氧反應(yīng)，最終導(dǎo)致水體缺氧或水質(zhì)惡化造成水中溶解氧減少感官性指標，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)色度固體物質(zhì)工業(yè)廢水常引起水體熱污染懸浮固體物質(zhì)嗅和味溫度化學(xué)性指標有機物指標無機性指標生物化學(xué)需氧量（BOD）化學(xué)需氧量（COD）

總有機碳（TOC）與總需氧量（TOD）

油類污染物

酚類污染物

植物營養(yǎng)元素

pH值

重金屬

化學(xué)性指標有機物有機物指標用于測定水中有機污染物成分。生活污水中有大量有機物，主要是：人體排泄物、洗滌污物食物殘屑等各種工業(yè)廢水中的有機物有動植物纖維、油脂、糖類、染料有機酸、各種有機合成工業(yè)品、有機原料、廢物等有機物危害：消耗溶解氧、惡化水質(zhì)、破壞水體；抑制水生生物、破壞水生生態(tài)；滋生微生物，傳播疾?。挥卸居袡C物直接危害人體健康和水生生物生長。有機物種類繁雜，很難逐個測定，利用共性，某指標間接反映易被氧化：生物氧化、化學(xué)氧化、燃燒氧化根據(jù)主要元素含量來反映：總有機碳、總氮、總磷、總硫等化學(xué)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天－100天完成。實際中，常以5天作為測定生化需氧量的標準時間，稱五日生化需氧量（BOD5）通常以20°C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℃，5天）BOD測定注意事項：一般采用稀釋法：降低有機物濃度，保證充足的溶解氧蒸餾水、無機營養(yǎng)鹽、確定的pH。工業(yè)廢水往往需要接種和馴化抑制硝化耗氧時，可加入硝化抑制劑，如亞甲基藍化學(xué)性指標有機物化學(xué)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(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系：生活污水通常在0.4-0.5。

COD:ChemicalOxygenDemand用化學(xué)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）2．化學(xué)需氧量(COD)氧化劑一般采用重鉻酸鉀。由于重鉻酸鉀氧化作用很強，所以能夠較完全地氧化水中大部分有機物和無機性還原

物質(zhì)(但不包括硝化所需的氧量)，此時化學(xué)需氧量用CODcr，或COD表示。如采用高錳酸鉀作為氧化劑，則寫作CODMn?；瘜W(xué)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(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，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。3．總需氧量(TOD)有機物主要元素是C、H、O、N、S等。在高溫下燃燒后，將分別產(chǎn)生CO2和H2O，所消耗的氧量稱為總需氧量TOD。TOD的值一般大于COD的值。TOD的測定方法是：向氧含量已知的氧氣流中注入定量的水樣，并將其送入以鉑為觸媒的燃燒管中，在900℃高溫下燃燒，水樣中的有機物即被氧化。消耗掉氧氣流中的氧氣，剩余氧量可用電極測定并自動記錄。氧氣流原有氧量減去剩余氧量即得總需氧量TOD。TOD的測定僅需幾分鐘。污水有機物指標之間的關(guān)系需氧量TODCODcrBOD5CODMn化學(xué)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，改變海洋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(fēng)景區(qū)，危害鳥類生活?；瘜W(xué)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，能影響魚類的回游繁殖。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）灌溉用水超過5mg/L時，農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至枯死化學(xué)性指標無機性指標過多的氮、磷進入天然水體易導(dǎo)致富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水生植物尤其是藻類的大量繁殖，造成水中溶解氧的急劇變化，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值在6～9之間。當天然水體遭受酸堿污染時，pH值發(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發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，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。植物營養(yǎng)元素pH值和堿度重金屬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4．無機非金屬毒物重要的非金屬毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亞硝酸鹽等。如砷中毒時能引起中樞神經(jīng)紊亂，誘發(fā)皮膚癌等。亞硝酸鹽在人體內(nèi)還能與仲胺生成亞硝胺，具有強烈的致癌作用。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)/毫升計如：飲用水：<100個/毫升

醫(yī)院排水：<500個/毫升細菌總數(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)/升計如：飲用水：<3個/升