第九章 污水水質和污水出路

水污染控制工程（下）環(huán)境與市政工程系康海彥第九章污水水質與污水出路掌握污水主要類型及其特征掌握水質污染指標種類及其含義熟悉水體自凈作用機理掌握污水排放標準及其適用范圍本章重點學時：2學時第一節(jié)污水性質與污染指標第二節(jié)污染物在水體環(huán)境中的遷移與轉化第三節(jié)污水出路與排放標準第一節(jié)污水性質與污染指標我拿什么來表達你？——污水污水來源不同其性質各異不同類型污水描述---指標體系評價---標準體系四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水來源：

家庭、商業(yè)、機關、學校、醫(yī)院、城鎮(zhèn)公共設施及工廠的餐飲、衛(wèi)生間、浴室、洗衣房等

成分：

(1)纖維素、淀粉、糖類、脂肪、蛋白質等有機物質約占60%

(2)氮、硫、磷等無機鹽類及泥沙等雜質

約占40%

(3)多種微生物及病原體四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水來源：

主要是工業(yè)生產(chǎn)過程中被生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)品或成品等物料所污染的水

成分：

種類繁多，污染物成分及性質隨生產(chǎn)過程而異，水質受工業(yè)類型、生產(chǎn)工藝、管理水平等因素影響

工業(yè)廢水污染比較嚴重，一般含有有毒有害物質，需處理達到要求后才能排入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)-----城鎮(zhèn)污水中有毒有害污染物的主要來源四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水來源：雨雪降至地面形成的初期地表徑流。

成分：

1.水質水量隨區(qū)域環(huán)境、季節(jié)和時間變化，成分比較復雜

2.影響其被污染的主要因素有大氣質量、氣候條件、地面及建筑物環(huán)境質量等四大污水類型生活污水工業(yè)廢水初期雨水城鎮(zhèn)污水由城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)收集的生活污水、工業(yè)廢水及部分城鎮(zhèn)地表徑流（雨雪水）*

——綜合污水評價水質污染程度進行污水處理工程設計反映污水處理廠處理效果

水質污染指標：水質污染指標開展水污染控制的基本依據(jù)

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揮發(fā)性物質VS溶解物質DS固定性物質FS懸浮固體物質SS加速耗氧反應，最終導致水體缺氧與水質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嗅和味溫度表示鹽類的含量表示水中不溶解固體含量反映固體中有機成分含量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(fā)性有機物和氯氣等污染物質；異味來源于鹽分揮發(fā)性物質VS溶解物質DS固定性物質FS懸浮固體物質SS加速耗氧反應，最終導致水體缺氧與水質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嗅和味溫度表示鹽類的含量表示水中不溶解固體含量反映固體中有機成分含量水

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化學性指標有機物指標無機物指標生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機化合物分解為簡單的無機物、CO2、H2O微生物分解過程中需要消耗大量的氧，屬耗氧污染物耗氧污染物是使水體產(chǎn)生黑臭的主要因素之一化學性指標有機物1.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：①主要是有機物被轉化成二氧化碳、水和氨；②主要是氨被轉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）；以20℃為測定的標準溫度。BOD:BiologicalOxygenDemand水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量BOD與CBOD、NBOD時間/d需氧量/（mg·L-1）BODL與BOD5時間/d生活污水的BOD5約為第一階段生化需氧量的70%兩階段生化需氧量曲線化學性指標有機物2.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系：生活污水通常在0.4~0.5。COD:ChemicalOxygenDemand用化學氧化劑氧化水中有機物污染物時所消耗的氧化劑量（mg/L）。BOD與COD的區(qū)別COD

化學需氧量用化學氧化劑氧化水中有機污染物時所消耗的氧化劑量BOD生化需氧量水中有機物被好氧微生物分解時所需的氧量主要區(qū)別：不是所有的有機物都可以被微生物分解，所以同一水體COD>BOD

COD減去第一階段生化需氧量可以粗略表示不能被微生物分解的有機物量。BOD/COD>0.3認為該廢水具有可生化性,宜采用生化處理化學性指標有機物3.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。--評價水樣中有機污染物的綜合參數(shù)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(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系有機碳量需氧量TOCTODCODcrBODLBOD5CODMn化學性指標有機物4.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?；瘜W性指標有機物5.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。原生質毒物，可使蛋白質凝固，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。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性指標有機物6.表面活性劑來源：生活污水與使用表面活性劑的工業(yè)廢水。烷基苯磺酸鹽（硬性洗滌劑,ABS），含有磷并易產(chǎn)生大量泡沫，屬于難生物降解有機物。直鏈烷基苯磺酸鹽（軟性洗滌劑,LAS），屬于可生物降解有機物，代替了硬性洗滌劑，泡沫大大減少，但仍然含有磷?；瘜W性指標有機物7.有機酸堿來源：有機酸—有機酸工業(yè)廢水有機堿--人造橡膠、合成樹脂等工業(yè)廢水它們都屬于可生物降解有機物，但對微生物有毒害和抑制作用。化學性指標有機物8.有機農(nóng)藥分類：有機氯農(nóng)藥

與有機磷農(nóng)藥。有機氯農(nóng)藥如DDT，六六六，毒性極大且難分解，會在自然界不斷積累，造成二次污染。有機磷農(nóng)藥如殺蟲劑與除草劑，毒性大，屬于難生物降解有機物，并對微生物有毒害與抑制作用?；瘜W性指標有機物POPsPersistentOrganicPollutants

典型的12種POPs

（1）有機氯農(nóng)藥：艾氏劑（Aldrin）、狄氏劑(Dieldrin)、異狄氏劑(Endrin)、滴滴涕(DDT)、六氯苯(HCB)、毒殺芬(Toxaphene)、氯丹(Chlordane)、滅蟻靈(Mirex)、七氯(Heptachlor)；

（2）

精細化工品：多氯聯(lián)苯（PCBs）；

（3）

非故意生產(chǎn)副產(chǎn)品：多氯代二苯并-對-二惡英（PCDDs）、多氯代二苯并呋喃（PCDFs）?；瘜W性指標有機物POPs的特征

環(huán)境持久性：POPs結構非常穩(wěn)定，對于光、熱、微生物、生物代謝酶等各種作用具有很強的抵抗能力，在自然條件下很難發(fā)生降解。一旦進入環(huán)境中，它們將在水體、土壤和底泥等環(huán)境介質以及生物體中長期殘留，這個時間可長達數(shù)年、甚至數(shù)十年時間?；瘜W性指標有機物POPs的特征

生物累積性：POPs具有很強的親脂憎水性，即：不溶或者微溶于水、而易分配在脂肪中。由于野生動物及人體中都含有相當數(shù)量的脂肪組織，當POPs通過各種接觸途徑為生物體所攝入后，就會在脂肪組織中累積而形成“生物蓄積”，其濃度一般遠高于周圍環(huán)境介質中的POPs濃度，形成所謂的“生物濃縮”。在食物鏈中由于捕食關系的存在，處于更高營養(yǎng)級的生物因不斷地捕食體內含有POPs的低營養(yǎng)級生物，其體內將會蓄積更高濃度的POPs。由于人類處于食物鏈的最高級，這種沿食物鏈的生物放大作用無疑意味著人類將可能受到更高濃度POPs的毒害化學性指標有機物POPs的特征長距離遷移能力：POPs具有半揮發(fā)性，這使得它們能夠通過蒸發(fā)進入大氣中，以游離氣體存在或者吸附在大氣顆粒物上，并能夠隨著大氣流動、水體流動以及生物體的遷徙等實現(xiàn)長達數(shù)百、數(shù)千公里之遙的遠距離遷移---南極企鵝體內發(fā)現(xiàn)DDT化學性指標有機物POPs的特征高毒性：這里毒性是一個廣義的詞，準確地說應稱為是“對生物體的負面效應”。POPs大多具有強烈的“三致（致癌、致畸、致突變）”效應，人類和動物通過飲食和環(huán)境污染等途徑攝入或接觸到POPs，將可能導致生殖、遺傳、免疫、神經(jīng)、內分泌等系統(tǒng)等受到嚴重的負面影響，危害身體健康?；瘜W性指標有機物9.苯類化合物來源：染料工業(yè)廢水、炸藥工業(yè)廢水以及電器、塑料、制藥、合成橡膠等工業(yè)廢水。這些人工合成高分子有機化合物種類繁多，成分復雜，大多屬于難生物降解有機物，使城鎮(zhèn)污水的凈化處理難度大大增加，并對微生物有毒害和抑制作用化學性指標無機性指標植物營養(yǎng)元素pH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。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。

Hg、Cd、Pb、Cr、Ni等生物毒性顯著元素；Zn、Cu、Co、Sn等一般重金屬。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(yè)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，破壞水體耗氧和復氧平衡；使水質迅速惡化，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-)

化學性指標無機性指標

總砷化合物種類很多，固態(tài)、氣態(tài)、液態(tài)水體中砷多以三價和五價存在，包括無機和有機，三價毒性>五價毒性含硫化合物形式：硫酸鹽、硫化物、有機硫化物厭氧生化反應產(chǎn)生的H2S造成惡臭危害，腐蝕下水道和處理構筑物；空氣中的H2S會引起人畜中毒身亡。氰化物常見的形式HCN、NaCN、KCN易溶于水，劇毒，攝入0.1g可致人死亡來源于工業(yè)廢水，電鍍、煤氣、煉焦、化纖、選礦和冶金等無機性非金屬有害有毒物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：<