水质与水处理工程技术-水质指标与水质标准

水质指标主要内容水质指标的概念水的物理性指标水的化学性指标水的生物性指标水质指标的概念水是构成自然界生态系统的重要组成部分

是人类赖以生存不可替代的物质资源水是一个极为复杂的综合体系它大体可分为自然界生态系统原水通过人们生活及生产使用后排放的污废水无论取自何种原水或使用过的水都程度不同的含有各种各样的杂质或污染物水质指标是表示水中各种杂质或污染物的重要标志是判断和综合评价水体质量并对水质进行界定分类的重要参数水质指标：水样中除去水分子以外所含杂质的种类和数量水质指标反映水的性质水质参数：涉及单项质量浓度具体数值，如水中铁、锰含量替代参数：不代表具体成份，但可以反映水的某一性质，如水的色度、浑浊度水质指标水的物理性指标01水的化学性指标02水的生物性指标03水质指标物理化学生物温度、色度、嗅和味、固体物质、浑浊度有机：生物化学需氧量、化学需氧量、总有机碳、总需氧量、油类污染物、酚类污染物无机：植物营养元素、pH值、重金属细菌总数、大肠杆菌群水的物理性指标水质指标物理化学生物温度、色度、嗅和味、固体物质、浑浊度有机：生物化学需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、油类污染物、酚类污染物无机：植物营养元素、pH值、重金属细菌总数、大肠杆菌群物理性指标温度色度嗅和味固体物质浑浊度水温与水的物理化学性质有关，气体的溶解度、微生物的活动及pH值、硫酸盐的饱和度等都受水温影响。许多工业排出的废水都有较高的温度，这些废水排放水体使水温升高，造成水体热污染。水体溶解氧浓度降低，大气中的氧向水体传递速度减慢促使水生生物耗氧速度加快，造成鱼类和水生生物缺氧窒息水体中的化学反应加快，导致离子浓度、电导率、溶解度、腐蚀性变化水体中的细菌、藻类繁殖加快，加速了水体富营养化的进程物理性指标温度色度嗅和味固体物质浑浊度色度是一项感官性指标，表现在水体呈现的不同颜色，分为表色与真色。表色指由悬浮物造成的色度。真色指由胶体物质和溶解物质形成的色度。将有色污水用蒸馏水稀释后与参比水样对比，一直稀释到二水样色差一样，此时污水的稀释倍数就是色度。纯净的水无色透明天然水中含有黄腐酸呈黄褐色含有藻类的水呈绿色或褐色生活废水的颜色一般呈灰色工业废水则由于工矿企业的不同，色度差异较大带有金属化合物和有机化合物等有色污染物的污水呈现各种颜色物理性指标温度色度嗅和味固体物质浑浊度嗅和味属感官性指标，靠人体的感官测定，可定性反应水体中污染物的多少。天然水是无嗅无味的。当水体受到污染后会产生异味。水的异臭来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等污染物质。不同盐分会给水带来不同的异味，如氯化钠带咸味，硫酸镁带苦味，铁盐带涩味，硫酸钙带甜味等。物理性指标温度色度嗅和味固体物质浑浊度总固体(TS)，指水中所有残渣的和，包括溶解物质(DS)和悬浮固体物质(SS)。

溶解性固体(DS)，指水样经过滤后，滤液蒸干所得的固体。

悬浮固体(SS)，指滤渣脱水烘干后所得的固体。固体残渣，根据挥发性能可分为挥发性固体(VS)和固定性固体(FS)。将固体在600℃的温度下灼烧挥发掉的量，即是挥发性固体(VS)灼烧残渣，则是固定性固体(FS）物理性指标温度色度嗅和味固体物质浑浊度浑浊度表示水中含有悬浮状态和胶体状态的杂质物质地下水悬浮物较少，但水流经岩层时溶解了各种可溶矿物质，其含盐量高于地表水，故硬度高于地表水。地表水主要以江河水为主，其水中的悬浮物和胶体杂质较多，浊度高于地下水，但其含盐量和硬度较低。水的化学性指标水质指标物理化学生物温度、色度、嗅和味、固体物质、浑浊度有机：生物化学需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、油类污染物、酚类污染物无机：植物营养元素、pH值、重金属细菌总数、大肠杆菌群化学指标有机无机生化需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、油类污染物、酚类污染物植物营养元素、pH值、重金属生化需氧量

化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物污水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪等有机物化合物，在微生物作用下最终分解为简单的无机物质、二氧化碳和水等。这些有机物在分解的过程中需要消耗大量的氧，故属耗氧污染物。耗氧有机污染物是使水体产生黑臭的主要因素之一。有机物种类繁多组成复杂现有分析技术难以严格区分和定量共性：在微生物的作用下被降解时，都要消耗水中的溶解氧有机性指标生化需氧量化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物生物化学需氧量，简称生化需氧量。生化需氧量是指在有氧的条件下，由于微生物(主要是细菌)的作用，降解有机物所需的氧量称为生化需氧量。常以BOD表示，单位为mg／L或kg／m3有机性指标BOD是表示污水被有机物污染的综合指标。它表示污水中有机污染物在生化分解过程中所需的氧量。BOD值的高低间接地反映了可被微生物氧化分解的有机物(可降解)的量。从卫生意义来说，BOD值能直接说明水体的有机物污染情况。有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程分为两个阶段：第二阶段第一阶段碳氧化阶段，是有机物中碳氧化为二氧化碳的过程，产物还有水和氨。在自然条件下(温度为20℃)，第一阶段的氧化分解可在10～20天内完成。该阶段的生化需氧量记作BODu或(BOD20)。硝化阶段，主要是将NH3氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。在20℃的自然条件下，第二阶段的氧化分解需百日才能最终完成。生化需氧量化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物化学需氧量是化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量。用强氧化剂(我国法定用重铬酸钾)，在酸性条件下，将有机物氧化为CO2和H2O所消耗的氧量，称为化学需氧量。用CODcr表示，一般写成COD重铬酸钾的氧化作用极强，能较完全地氧化污水中的各种性质的有机物，且能氧化水中一些无机物(如亚硫酸、硫代硫酸钠、亚铁盐、亚硝酸盐)。有机性指标BOD5值与COD值之间保持着一定的相关关系。对生活污水来说，BOD5与COD的比值大致为0.4～0.8之间。BOD5／COD比值叫可生化性指标。比值越大越容易被生化法处理。一般认为BOD5／COD值大于0.3的污水才适于采用生化法处理。生化需氧量化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物有机性指标生化需氧量

化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物有机物主要由C、H、O、N、S等元素组成，当被氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2所消耗的氧量称为总需氧量，简称TOD。TOD的测定原理是：向已知氧含量的氧气流中注入一定数量的污水水样，使其送入以铂钢为触煤的燃烧管中，在900℃的高温下燃烧水样中的有机物即被氧化消耗掉氧气流中的氧，剩余氧量可用电极测定并自动记录。氧气流原有的氧量减去剩余的氧量即为总需氧量TOD。有机性指标生化需氧量

化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物总有机碳TOC是目前国内外开始使用的表示污水被有机物污染的综合指标。它是以总含碳量值表示污水中有机物的含量。TOC的测定原理是：先将污水水样酸化，通过压缩空气吹脱水中的无机碳酸盐，排除干扰，然后向已知含氧量气流中注入一定数量的水样，并将其送入以铂钢为触媒的燃烧管中，在900℃高温下燃烧，燃烧过程中产生的CO2量用红外气体分析仪测定，并用自动记录仪记录，再折算出其中的含碳量，即为总有机碳TOC值。有机性指标生化需氧量

化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物油类污染物有两种:石油类动植物油脂油类污染物进入水体后影响水生生物的生长、降低水体的资源价值。油膜覆盖水面阻碍水的蒸发，影响大气和水体热交换。油类污染物进入海洋，改变海面的反射率和减少进入海洋表层的日光辐射，对局部地区的水文气象条件可能产生一定的影响。大面积油膜阻碍氧气进入水体，降低水体的自净能力。有机性指标生化需氧量

化学需氧量总需氧量总有机碳油类污染物酚类污染物酚类化合物是有毒有害污染物。水体受酚类化合物污染后影响水产品的产量和质量。酚的毒性还可抑制水中微生物的自然生长速度，有时甚至使其停止生长。有机性指标化学指标有机无机生化需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、油类污染物、酚类污染物植物营养元素、pH值、重金属氮、磷污染物主要来源于城市污水及部分工业废水。污水中的N、P为植物营养元素，过多的N、P进入缓流水体易导致富营养化，导致各种水生植物(主要是藻类)的急剧繁殖与增长。细菌分解死亡后的水生植物，造成水中溶解氧降低，水体处于严重缺氧状态，使鱼虾大量死亡。污水处理过程中的脱氮、除磷已成为亟待解决的课题。无机性指标植物营养元素

pH值重金属污水的酸、碱度一般用pH值表示。pH值对环境保护、给水与污水处理的影响很大。当pH值超过6～9的范围，对人、畜特别是对水生生物将造成危害。对水处理的物理化学及生物化学处理也会产生影响。尤其是当pH值低于6的酸性污水，对下水管道、污水处理构筑物与设备(如水泵)有腐蚀作用。无机性指标植物营养元素pH值重金属重金属主要指汞、镉、铅、铬、镍以及类金属砷等生物毒性显著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金属，如锌、铜、钴、锡等。汞的毒性最大，其次是镉、铅、铬、砷，称五类重金属，被叫做“五毒”，加上氰化物，被国际公认为“六大毒性物质”。采矿和冶炼是向环境中释放重金属的最主要的污染源。无机性指标植物营养元素pH值重金属水的生物性指标水质指标物理化学生物温度、色度、嗅和味、固体物质、浑浊度有机：生物化学需氧量、化学需氧量、总需氧量、总有机碳、油类污染物、酚类污染物无机：植物营养元素、pH值、重金属细菌总数、大肠杆菌群水中细菌总数反映了水体受细菌污染的程度。细菌总数不能说明污染的来源，必须结合大肠杆菌的群数来判断水体污染的来源和安全程度。水中通常存在的细菌大致可分为三类：①天然水体中存在的细菌②土壤细菌③肠道细菌生物性指标细菌总数大肠杆菌群①天然水中存在的细菌：荧光假单孢杆菌、绿脓杆菌。一般认为这类细菌对健康人体是非致病的。②土壤细菌：当洪水时期或大雨后地表水中较多。它们在水中生存的时间不长，在水处理过程中容易被去除。腐蚀水管的铁细菌和硫细菌也属此类。③肠道细菌：肠道细菌生存在温血动物的肠道中，故粪便中大量存在。水体中发现这类细菌，可以认为已受到粪便的污染。生物性指标细菌总数大肠杆菌群水是传播肠道疾病的重要媒介，大肠菌群被视为最基本的粪便污染指示菌群。大肠菌群的值可表明粪便被污染的程度，间接表明有肠道病菌（伤寒，痢疾，霍乱等）存在的可能性。大肠菌群并非细菌学分类命名，而是卫生细菌领域的用语，它不代表某一个或某一属细菌，而指的是具有某些特性的一组与粪便污染有关的细菌，这些细菌在生化及血清学方面并非完全一致。其定义为：需氧及兼性厌氧、在37℃能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽胚杆菌。生物性指标细菌总数大肠杆菌群水质标准主要内容水质标准的概念：6种水质标准：1)水环境质量标准2)生活饮用水卫生标准3)再生水水质标准4)工业用水水质标准5)污水综合排放标准6)城镇污水处理厂污染物排放标准水质标准

水质标准，指有权部门制定的针对不同用水对象或污染物排放主体所要求的各项水质指标应达到的限值。供水水质标准保障人类生活、生产不同用途时的水质安全，污水排放标准保障人类生活、生产使用后的污水进入水体前的水质安全，避免出现水体污染。1)水环境质量标准

水环境质量标准，指为控制和消除污染物对水体的污染，根据水环境长期和近期目标而提出的质量标准。除制订全国水环境质量标准外，各地区还可参照实际水体的特点、水污染现状、经济和治理水平，按水域主要用途，会同有关单位共同制订地区水环境质量标准。

现已发布的水环境质量标准地表水环境质量标准（GB3838-2002）海水水质标准（GB3097-1997）农田灌溉水质标准（GB5084-1992）渔业水质标准（GB11607-1989）景观娱乐用水水质标准（GB12941-1991）地下水水质标准（GB/T14848-1993）这些标准详细规定了各类水体中污染物的允许最高含量。1)水环境质量标准

地表水环境质量标准依据地表水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为5类：Ⅰ类：主要适用于源头水、国家自然保护区。Ⅱ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等。Ⅲ类：主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区。Ⅳ类：主要适用一般工业用水区及人体非直接接触娱乐用水区。Ⅴ类：主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。该标准按上述地表水5类水域功能，规定了水质项目和标准值、水质评价、水质检测以及标准的实施与监督。2)生活饮用水卫生标准

生活饮用水，指供人日常生活的饮水和生活用水。饮水包括用作日常生活饮水的桶装水和瓶装水，但不包括饮料和矿泉水。生活用水应符合标准，以免危害人体健康。生活用水（主要是洗澡，洗漱，洗涤等用水）通过呼吸和皮肤接触来影响人体健康，人体通过皮肤接触吸收水中物质的含量占水中物质总含量的60%左右，而通过饮用吸收的量则占20%或30%左右。生活饮用水卫生标准包括生物学指标6项，消毒剂指标4项，毒理学指标74项，感官性状和一般化学指标20项，放射性指标2项，总计106项。3)再生水水质标准再生水，指污废水经二级处理和深度处理后供作回用的水。当二级处理出水满足特定回用要求，并已回用时，二级处理出水也可称为再生水。再生水回用标准主要体现水污染防治和水资源开发政策，提高用水效率，做好城镇节约用水工作，合理利用水资源，实现城镇污水资源化，减轻污水对环境的污染，促进城镇建设和经济建设可持续发展。再生水回用分类标准考虑饮用和非饮用，与人体接触和非接触，以及是否进入食物链等重要因素，规定了再生水回用分类原则、分类的类别名称，及其所包括的范围；并给出了不同类别再生水回用应控制的项目。再生水回用分类的原则意在用最简捷的分类覆盖城镇回用水所有可能的用途，同时有利于城镇回用水的综合利用。

4)工业用水水质标准工业用水种类繁多，水质要求各不相同。水质要求高的工艺用水，不仅要求去除水中悬浮杂质和胶体杂质，而且还需要不同程度地去除水中的溶解杂质。食品、酿造及饮料工业的原料用水，水质要求应当高于生活饮用水的要求。纺织、造纸工业用水，要求水质清澈，对易于在产品上产生斑点影响印染质量或漂白度的杂质含量有严格限制，如铁和锰会使织物或纸张产生锈斑，水的硬度过高也会使织物或纸张产生钙斑。对锅炉补给水，凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象的各种杂质，都应大部或全部去除。锅炉压力和构造不同，水质要求也不同。汽包锅炉和直流锅炉的补给水水质要求相差悬殊，锅炉压力越高，水质要求也越高。如低压锅炉(压力小于2450kPa)，应限制给水中的钙、镁离子含量，含氧量及pH。5)污水综合排放标准排水水质标准依据水体的环境容量和现代的技术经济条件而制定。要防止水体污染，保持水体达到一定的水质标准，必须对排入水体的污染物种类和数量进行严格控制。我国排放标准分为两类：第一类为一般排放标准，如《污水综合排放标准》（GB8978-1996），第二类为行业排放标准，比如《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）。

国家技术监督局1996年10月4日发布1998年1月1日实施的污水综合排放标准（GB8978-1996），该标准适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。

5)污水综合排放标准本标准按照污水排放去向，分年限规定了69种水污染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量，按地面水域使用功能要求和污水排放去向，对地面水水域和城市下水道排放的污水分别执行一、二、三级标准。（1）排入《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类水域的和《海水水质标准》（GB3097-1997）Ⅱ类水域，如一般经济渔业水域，重点风景游览区等，执行一级标准；（2）排入GB3838-2002中Ⅳ、Ⅴ类水域和排入GB3097-1997中三类海域的污水，执行二级标准；（3）排入设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，执行三级标准；（4）排入未设置二级污水处理厂的城镇排水系统的污水，必须根据排水系统出水受纳水域的功能要求，分别执行一级或二级标准；（5）对特殊保护的水域，即GB3838中Ⅰ、Ⅱ类水域和Ⅲ类水域中划定的保护区和GB3097中一类海域，禁止新建排污口，现有排污口应按水体功能要求，实行污染物总量控制，以保证受纳水体水质符合规定用途的水质标准。6)城镇污水处理厂污染物排放标准

原国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局于2002年12月24日联合发布《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），并于2003年7月1日开始实施。该标准分年限规定了城镇污水处理厂出水、废气和污泥中污染物的控制项目和标准值，居民小区和工业企业内独立的生活污水处理设施污染物的排放管理，也按该标准执行。对于排入城镇污水处理厂的工业废水和医院污水，应达到《污水综合排放标准》（GB8978－1996）、相应行业的国家排放标准、地方排放标准的限值及地方总量控制要求。6)城镇污水处理厂污染物排放标准

根据城镇污水处理厂排入地表水地域环境功能和保护目标，以及污水处理厂的处理工艺，将基本控制项目的常规污染物标准值分为一级标准、二级标准、三级标准。一级标准分为A标准和B标准。一类重金属污染物和选择控制项目不分级。一