中水回用水質(zhì)評價

中水回用水質(zhì)評價東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院2009.11.2水質(zhì)分析綜合實驗分析化學(xué)、儀器分析、物理化學(xué)、水污染控制工程及環(huán)境監(jiān)測等于一體的綜合性實驗課。廢水處理課程設(shè)計提供依據(jù)。

2009.11.2目錄一.實驗?zāi)康摹⒁蠖?水質(zhì)概論三.測定總則及一般規(guī)定四.器皿的洗滌五.

藥品的配制六.

水和廢水試驗方法的選擇七.

水和廢水樣品的采集及存放八.

水質(zhì)校核九.分析方法講解2009.11.21、實驗?zāi)康?/p>

1）掌握水中各種雜質(zhì)含量的分析方法，特別是易引起結(jié)垢和腐蝕的物質(zhì)的分析；2）掌握各水質(zhì)指標(biāo)之間的校核方法；3）培養(yǎng)同學(xué)分析解決問題的能力，要用理論解釋現(xiàn)象，研究處理問題。

一.實驗?zāi)康暮鸵?009.11.22、要求

1）積極參加，認(rèn)真實驗。不得缺勤，不得遲到，早退，有事須請假。無故缺勤或缺分析項目者，成績?yōu)椴患案瘛?）實驗前須預(yù)習(xí)，無預(yù)習(xí)報告不得參加試驗。預(yù)習(xí)報告實驗報告原理、方法、結(jié)果、實驗現(xiàn)象、思考題、問題討論一.實驗?zāi)康暮鸵?009.11.23）實驗過程中必須穿實驗服。4）注意安全，嚴(yán)格按操作規(guī)程進行，不得隨意亂甩、倒液體。實驗結(jié)束后，檢查好水、電、門、窗是否關(guān)閉。不得吃零食。5）認(rèn)真、細(xì)致實驗并觀察現(xiàn)象，分析結(jié)果，實事求是，不得弄虛作假。一.實驗?zāi)康暮鸵?009.11.26）配制所需實驗藥品時，要計算好用量（按全班同學(xué)用量的1.5倍計算）；7）使用儀器前，應(yīng)仔細(xì)閱讀使用說明書，再進行相應(yīng)操作；8）測定結(jié)束后，經(jīng)教師審閱后方可離開實驗室。一.實驗?zāi)康暮鸵?009.11.21、水質(zhì)監(jiān)測的對象

環(huán)境水體地表水（天然水）水質(zhì)監(jiān)測地下水水污染源工業(yè)廢水、生活污水等二.水質(zhì)概論2009.11.2

2、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

地表水（GB3838-2002）海水（GB3097-1997）水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水（GB5479-85）漁業(yè)（GB11607-89）農(nóng)田灌溉（GB5084-92）

根據(jù)水質(zhì)用途不同，標(biāo)準(zhǔn)中項目的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)值不同。二.水質(zhì)概論2009.11.23、環(huán)境水體（天然水）中雜質(zhì)懸浮物：100nm-1mm渾濁、性質(zhì)不穩(wěn)定

膠體：1nm-100nm光照下渾濁性質(zhì)穩(wěn)定溶解物：0.1-1nm溶解的礦物鹽類可溶離子：陽離子、陰離子溶解氣體：O2CO2二.水質(zhì)概論2009.11.24、水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)：指水和其中的雜質(zhì)共同表現(xiàn)的綜合特性。水質(zhì)指標(biāo)：表示水中雜質(zhì)的個別成分或整體性質(zhì)的項目。二.水質(zhì)概論2009.11.2（1）表示水中懸浮物及膠體的指標(biāo)1）懸浮固體(XG)：經(jīng)過濾或離心可除去的，過濾留在濾紙上的固體。=+2）濁度(ZD)：利用懸浮物和膠體顆粒對光的散射作用所產(chǎn)生的光電效應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)對比所得之結(jié)果。3）透明度：表示水透明程度的指標(biāo)。二.水質(zhì)概論溶解固體(RG)懸浮物(XG)全固體(QG)2009.11.2（2）表示水中溶解物的指標(biāo)

1）含鹽量：各種溶解鹽類的總和。2）溶解固體(RG)：水體中除溶解氣體外的各種溶解物的總量。過濾后的水樣經(jīng)蒸發(fā)、干燥恒重后所得的殘渣含量，近似表示水中溶解物。3）電導(dǎo)率(DD)：表征水中溶解鹽類（酸、堿和鹽類電解質(zhì)）多少的指標(biāo)。二.水質(zhì)概論2009.11.2二.水質(zhì)概論（3）表示水中易結(jié)垢物的指標(biāo)

1）硬度（YD）：表示水中Ca2+、Mg2+等離子含量。

YD=Σ(Ca2++Mg2+)

碳酸鹽硬度(YDT)：水中鈣、鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽之和；又稱為堿性硬度、暫時硬度，可用煮沸法除去。

非碳酸鹽硬度（非堿性硬度）(YDF)：水中鈣、鎂的硫酸鹽和氯化物之和，又稱為永久硬度。2）安定性：表示水質(zhì)具有結(jié)垢性和腐蝕性的傾向。2009.11.2（4）表示水中酸堿物質(zhì)的指標(biāo)1）堿度（JD）:能與強酸發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量。如OH-、CO32-、HCO3-

、PO43-、HPO42-、H2PO4-、HSiO3-、NH3。

天然水中的堿度主要為碳酸氫鹽，有時還有少量腐殖質(zhì)類弱酸鹽。二.水質(zhì)概論2009.11.2甲基橙堿度(JD甲基橙):終點pH=4.3堿度（JD）

酚酞堿度(JD酚酞):終點pH=8.3堿度單位為毫摩爾/升。因堿度是利用酸滴定法測定的，所以基本單元為H+。二.水質(zhì)概論滴定指示劑2009.11.2pH>8.3OH-+H+=H2OCO32-+H+=HCO3-

pH=8.3加入酚酞顏色由紅色無色JD酚酞JD酚酞=Σ(OH-+1/2CO32-)pH>4.3OH-+H+=H2OCO32-+H+=HCO3-

HCO3-+H+=H2O+CO2pH=4.3加入甲基橙顏色由黃色橙色JD甲基橙JD甲基橙=Σ(OH-+1/2CO32-+HCO3-)二.水質(zhì)概論2009.11.22）酸度：能與強堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的量。

二.水質(zhì)概論2009.11.22）酸度：能與強堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的量。pH和酸度、堿度區(qū)別：表示水的酸堿性的強弱，而酸度和堿度是水中所含酸或堿物質(zhì)的含量。二.水質(zhì)概論2009.11.2

5.表示水中有機物的指標(biāo)有機物是污染水體的主要雜質(zhì)。天然水中的有機物種類繁多，成分也復(fù)雜，分別以溶解物、膠體和懸浮狀態(tài)存在。通常是用某些指標(biāo)間接地反映它的含量，如化學(xué)氧化、生物氧化和燃燒等三種氧化方法，都是以有機物在氧化過程中所消耗的氧或氧化劑的數(shù)量來表示有機物的數(shù)量和可氧化程度。二.水質(zhì)概論2009.11.2（1）化學(xué)需氧量(COD)單位mg/LO2

CODCr：強酸加熱沸騰回流的條件下，以銀離子作催化劑，對85～95％以上有機物氧化，但不能完全氧化一些直鏈、帶苯環(huán)的有機物。該法基本上能反映水中有機物總量。

CODMn：只能氧化70％的一些較易氧化的有機物，且有機物的種類不同，所得的結(jié)果也有很大差別，所以，這項指標(biāo)具有明顯的相對性，目前它較多地用于輕度污染的天然水和清水的測定。二.水質(zhì)概論2009.11.2二.水質(zhì)概論（2）生化需氧量(BOD)單位mg／LO2在特定條件下，水中有機物和無機物進行生物氧化時所消耗溶解氧的質(zhì)量濃度，即為生化需要量。構(gòu)成有機體的有機物大多是碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂肪等，其組成元素是碳、氫、氧、氮等。因此不論有機物的種類如何，有氧分解的最終產(chǎn)物總是二氧化碳、水和硝酸鹽。2009.11.2二.水質(zhì)概論生物氧化有機物被轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和NH3；氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽2009.11.2二.水質(zhì)概論有機物O2生化反應(yīng)V<V化學(xué)因T和tT=20℃t=100d

以5d為測定BOD標(biāo)準(zhǔn)時間，用符號BOD5表示。2009.11.2二.水質(zhì)概論（3）灼燒減少固體

將已烘干至恒重的溶解固體殘渣放入750～800℃的高溫爐中，灼燒一定時間后殘渣變白，所失去的質(zhì)量即為灼燒減少固體。它近似表示有機物的含量。

RG(有機物+無機物)有機物幾乎全部燃燒為氣體高溫殘渣濕分和結(jié)晶水揮發(fā)，部分碳酸鹽和氯化物被分解

2009.11.2二.水質(zhì)概論此外，用儀器測定有機物完全燃燒后所產(chǎn)生的氣體來反映總含碳量的，稱為總有機碳（簡稱TOC），或來反應(yīng)消耗氧的量的，稱總需氧量（簡稱TOD）

。但這兩種方法目前在我國沒有得到普遍的應(yīng)用。

2009.11.2三.測定總則及一般規(guī)定重點：

1)

空白試驗：消除空白水及試劑帶來的誤差。2)

恒重：在灼燒（烘干）和冷卻條件相同的情況下，最后兩次稱量之差不大于0.4mg。3)

標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定：相對偏差。在±0.2—0.4%以內(nèi)。4)

工作曲線的制作和校核。5)

溶液濃度的表示方法。2009.11.22009.11.2四.器皿的洗滌儀器的洗滌一般儀器：刷洗→洗滌劑→洗液→自來水→純水

精密儀器：不能用毛刷，不能用去污粉！滴定管：酸式：自來水→鉻酸洗液→浸泡→自來水→純水堿式：橡皮管卸下→洗液→浸泡→自來水→純水容量瓶：自來水→洗液→浸泡→自來水移液管：自來水→洗液→浸泡→自來水2009.11.2四.器皿的洗滌鉻酸洗液盡量少帶水，洗液可以反復(fù)使用。鉻酸洗液的配制：5gK2Cr2O7+10mLH2O→冷卻+80mLH2SO4→邊加邊攪拌進入實驗室后，應(yīng)先配制鉻酸洗液?。?009.11.2四.器皿的洗滌特殊的分析儀器，容器有不同的清洗要求：Fe:(1+1)HCl煮洗Cu:HNO3

洗Si:HF洗硫酸鹽：含有氨溶液的EDTA溶液擦洗2009.11.2四.器皿的洗滌2、常用化學(xué)試劑的等級及選用2009.11.2四.器皿的洗滌2.試劑水質(zhì)量和制備試驗室水法主要有蒸餾法和除鹽法。除鹽法可除去離子態(tài)的雜質(zhì)，還可除去氨和CO2，蒸餾法難以達到。但非離子態(tài)和膠態(tài)雜質(zhì)能通過除鹽系統(tǒng)，蒸餾法卻能除去。

2009.11.2四.器皿的洗滌特殊要求的純水1）無氯水：加入亞硫酸鈉等還原劑將自來水中的游離氯還原為氯離子，采用有緩沖球的全玻璃蒸餾器蒸餾。2）無氨水：加入硫酸至pH<2，使水中各種形態(tài)的氨和胺轉(zhuǎn)變成不揮發(fā)的鹽類，收集餾出液。3）無二氧化碳水：煮沸法——10min，加蓋放冷；曝氣法：將惰性氣體或純氮氣通入至飽和。4）無亞硝酸鹽水：加高錳酸鉀晶體，再加氫氧化鋇使成堿性后蒸餾。2009.11.2五.藥品配制在水和廢水試驗中常需配制的化學(xué)試液有：標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑、一般試劑三類。（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：已知準(zhǔn)確濃度（四位有效數(shù)字）的溶液。配制方法有兩種：直接法和標(biāo)定法。（2）一般試劑：指在測定過程中，用作改變介質(zhì)pH值，消除干擾離子影響，富集待測組分等的試劑。（3）指示劑：指在滴定分析中，用作指示滴定終點的試劑溶液。

可直接配制?。?！

2009.11.21)直接法：準(zhǔn)確稱取一定量的純物質(zhì)（基準(zhǔn)物質(zhì)），直接配制成準(zhǔn)確體積的溶液，而得到標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2)標(biāo)定法：一般是先配成近似濃度的溶液然后用基準(zhǔn)物質(zhì)或用另一種標(biāo)準(zhǔn)溶液來確定其準(zhǔn)確濃度。①純度高；②易干燥，便于精確稱量；③穩(wěn)定（不易吸水、氧化）；④使用時合乎化學(xué)反應(yīng)要求(便于計算)，其物質(zhì)的量盡量大些（稱量可少些）。2009.11.21.容量分析法（中和滴定、絡(luò)合滴定、氧化還原滴定、沉淀滴定）：鈣離子、硬度、堿度、二氧化碳、氯化物、化學(xué)耗氧量等；2.重量分析法：全固形物、溶解固形物；3.儀器分析法（比色法、分光光度法、原子吸收光譜分析法等）：鉀離子、鈉離子、pH、濁度、電導(dǎo)率、硫酸根、硝酸根、二氧化硅等。六.

水和廢水試驗方法的選擇2009.11.2七.

水和廢水樣品的采集及存放1.水樣容器硬質(zhì)玻璃磨口瓶水樣容器聚乙烯

特定的水樣容器

無色、透明、耐蝕、易洗滌；不適合存放測定硅、鈉、鉀、硼等微量元素成分的水樣。重量輕、抗沖擊、耐蝕；有吸附傾向；長期存放易繁殖細(xì)菌、藻類；易受有機溶劑侵蝕。測定溶解氧、含油量等2009.11.22.采集方法地表水采樣

管道或水處理裝置中取樣采集方法從高溫、高壓裝置或管道中取樣不穩(wěn)定成分：水面下50cm處多點取樣，混合后供分析用；需采集不同深度水樣時，應(yīng)不同部位的水樣分別采集；充分地沖洗管道及注明條件。適當(dāng)?shù)臎_洗并將水樣流速調(diào)至約700mL／min進行取樣加裝減壓裝置和良好的冷卻器，T<40℃，再按上述方法采集。現(xiàn)場取樣，隨取隨測;否則，將不穩(wěn)定成分轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定狀態(tài)。2009.11.2七.

水和廢水樣品的采集及存放3.取樣量

全分析水樣：不少于5L。單項分析水樣：不少于0.3L。取樣量渾濁水樣：分兩瓶裝。

不穩(wěn)定成分：轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定狀態(tài)。

易水解試樣：Al3+、Fe3+、Cu2+單獨取樣，水樣先加酸酸化——500mLH2O+2mLHCl一般水樣：每組2個5Kg塑料桶；

易水解試樣：每組500mL玻璃瓶一個

溶解氣體：200mL容量瓶一個2009.11.2七.

水和廢水樣品的采集及存放4.水和廢水的存放與運送水樣可存放時間水樣種類可以存放時間，h未受污染的水72受污染的水12～242009.11.2七.

水和廢水樣品的采集及存放存放與運送水樣的注意事項：1）應(yīng)注意檢查水樣瓶是否封閉嚴(yán)密，水樣瓶應(yīng)在陰涼處存放。2）冬季應(yīng)防止水樣冰凍，夏季應(yīng)防止水樣受曝曬。3）分析經(jīng)過存放或運送的水樣，應(yīng)在報告中注明存放的時間或溫度等條件。2009.11.2七.

水和廢水樣品的采集及存放5.取樣記錄

注明水樣名稱、取樣方法、取樣地點、取樣人姓名、時間、溫度以及其他注意事項。2009.11.2八.

水質(zhì)校核1、水質(zhì)全分析的工作步驟

1）立即測定項目：pH、pNa

、JD、DD、COD、ZD等。2）常規(guī)水中測定項目：YD、Ca2+、Cl-、Fe3+、Al3+、SO42-、NO3-、QG、RG、總磷、PO43+

、氨氮、總氮等。2009.11.2八.

水質(zhì)校核2.水質(zhì)全分析結(jié)果的校核1）審查陽、陰離子的物質(zhì)的量總數(shù)根據(jù)物質(zhì)是電中性的原則，正負(fù)電荷的總和相等。因此，水中各種陽離子和各種陰離子的物質(zhì)的量總數(shù)必然相等。∑c陽＝∑c陰式中:∑c陽——各種陽離子物質(zhì)的量濃度之和，mmol／L；∑c陰——各種陰離子物質(zhì)的量濃度之和，mmol／L。

δ=[(∑c陽-∑c陰)/(∑c陽+∑c陰)]×100%≯±2%2009.11.2八.

水質(zhì)校核注意：（1）分析結(jié)果均應(yīng)換算成以毫摩爾／升表示。（2）計算各種弱酸、弱堿，陰、陽離子濃度時，是在實測pH值下，各種離子所占總濃度的百分比進行校正。

如果δ超過±2％，分析結(jié)果不正確或分析項目不全面。2009.11.2八.

水質(zhì)校核2.審查總含鹽量與溶解固體

水的總含鹽量是指水中陽離子和陰離子濃度(mg／L)的總和，即總含鹽量＝∑A陽+∑A陰通常溶解固體(RG)的含量可以代表水中的總含鹽量。由于按“SS-2-2-84”的方法測得的溶解固體含量不能完全代表總含鹽量，因此，用溶解固體含量來檢查總含鹽量時，還需作如下校正。

2009.11.2八.

水質(zhì)校核2.1碳酸氫根濃度的校正：在溶解固體的測定過程中發(fā)生如下的反應(yīng)：2HC03-→CO32-+CO2↑+H2O↑由于HCO3-變成CO2和H2O揮發(fā)而損失，其損失量約為：(CO2+H2O)/2HCO3-=62/122≈1/22009.11.2八.

水質(zhì)校核2.2其他部分校正：按“SS-2-2-84”測得的溶解固體，除包括水中陰、陽離子濃度總和外，還包括膠體硅酸、鐵鋁氧化物以及水溶性有機物等。∵RG＝(Si02)全+R2O3+∑有機物+∑B陽+∑B陰-1/2HC03-∴(RG)校＝RG—(SiO2)全—R2O3—∑有機物+1/2HC03-2009.11.2八.

水質(zhì)校核

用式（2）審查分析結(jié)果時，溶解固體校正值（RG）校與陰陽離子總和之間的相對誤差，允許為5%。

[（RG）校-（∑B陽+∑B陰）]/（∑B陽+∑B陰）×100≯5%對于含鹽量小于100mg/L的水樣，該相對誤差可放寬至10%。2009.11.2八.

水質(zhì)校核3、pH的校核

對于pH值小于8.3的水樣，其pH可根據(jù)重碳酸鹽和游離二氧化碳的含量算出：pH=6.37+lgcHCO3--lgcCO2…………(3)式中：lgcHCO3-——重碳酸鹽堿度（HCO3-），mmol/L；lgcCO2——游離CO2的含量（CO2），mmol/L。

pH的計算值與實測值的差，一般應(yīng)小于0.2。2009.11.2（一）水質(zhì)全分析實驗四、實驗安排2009.11.2日期時間一組二組三組 四組五組六組當(dāng)日項 8:00-17:00pH、pNa、ZD、COD、DO、JD、DD、BOD5第二天 8:00-11:30Al3+Fe3+SO42-

K+、Cl-YD、Ca2+NO2-、NH3-N