水处理工程技术第一章城镇污水的水质分析

学习项目一水质标准与水质分析任务一水质与水质标准任务二城镇污水的水质分析任务三工业废水的水质分析项目一教学目标知识目标了解水质的概念与水质标准；了解废水的来源、性质及水质指标。能力目标会进行城镇污水的水质分析；会进行工业废水的水质分析。素质目标培养学生严谨的科学态度和理论联系实际的工作作风。一、城镇污水的来源及成分生活污水：是居民在日常生活中使用过，并为生活废料所污染的水，包括厨房洗涤、衣物洗涤、沐浴、洗脸等废水及冲洗便厕的污水等。这种水的成分与居民的生活状况及生活习惯有关。卫生上安全可靠，无有害物质，其主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等；外观上无不快的感觉，其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等；不引起设备、管道等严重腐蚀、结构和不造成维护管理的困难，其主要衡量指标有PH值、硬度、溶解性固体等。一、城镇污水的来源及成分工业废水：是在工矿企业生产过程中所形成和排放的水，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。其成分与生产的性质和工艺有关。工业废水一般分为生产污水和生产废水，生产污水：是在生产过程中形成的，被有机或无机性的生产废料所污染，包括温度过高能够造成热污染的工业废水；生产废水：也是在生产过程中形成的，但未直接参与生产工艺，在生产中一般起辅助性的作用，未被污染物污染或污染很轻，有的只是水温稍有上升。如冷却水。工业废水种类繁多，成分复杂。例如电解盐工业废水中含有汞，重金属冶炼工业废水含铅、镉等各种金属，电镀工业废水中含氰化物和铬等各种重金属，石油炼制工业废水中含酚，农药制造工业废水中含各种农药等。一、城镇污水的来源及成分城镇污水（城市污水），是指城镇居民生活污水，机关、学校、医院、商业服务机构及各种公共设施排水，以及允许排入城镇污水收集系统的工业废水和初期降水等。主要是由生活污水、工业废水组成。城镇污水的成分取决于污水的来源，如来自建筑卫生设备和来自工业企业生产设备的废水的成分显然是不同的。处理工艺取决于污水的成分，以及生活污水、工业废水的比例。二、城镇污水的性质混浊、色深、具有恶臭的液体，一般不含毒物，所含固体物质占总质量的0.1～0.2；所含有机杂质大约为60%，而在其全部悬浮物中有机成分几乎占总量的3/4以上，这些有机杂质主要包括纤维素、油蜡、肥皂、蛋白质等及其分解物质；所含无机杂质以泥沙、矿屑及溶解盐类居多；适用于各种微生物的繁殖，含有大量的细菌（包括病原菌）和大量的寄生虫卵。另外，生活污水的肥效较高。下表所列是我国一些地区生活污水水质情况。三、废水的水质指标重要指标：有毒物质、有机物、悬浮物、溶解物、酸和碱、氮和磷、颜色、温度及微生物等。其中，悬浮物、pH、颜色、温度等也是废水的重要水质指标。（一）有毒物质对人体和生物有毒害作用，如氰化物（CN)、砷化物（砒霜、三氧化二砷，人类最早研制出的人造药物）、重金属（常见的六种为主）。（二）有机物何为有机物？（由碳元素、氢元素组成的化合物）有机物的污染特征主要是降解时消耗水中的DO，所以在工程中一般采用氧当量形式表示水中耗氧有机物含量的指标，如BOD、COD、TOD、TOC等。三、废水的水质指标1、生化需氧量（BOD）：表示在水温为20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的溶解氧量。三、废水的水质指标有机物的生物降解过程：第一阶段是碳氧化阶段（曲线a）；第二阶段是硝化阶段（曲线b）。BOD5：5天的生化需氧量占70%~80%；测定时间长，指导实践不够迅速。三、废水的水质指标有机物的生物降解过程：第一阶段是碳氧化阶段（曲线a）；第二阶段是硝化阶段（曲线b）。硝化反应：三、废水的水质指标2、化学需氧量（COD）：CODCr:在强酸并加热条件下，采用重铬酸钾将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量；也称为化学需氧量。CODMn:在一定条件下，采用高锰酸钾将有机物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量。也称为高锰酸盐指数。CODCr>CODMn>BOD20>BOD5污水的可生化性指标：BOD5/CODCr:比值越大，表示可生化性越好。BOD5/CODCr>0.3：可生化性较好，适宜采用生物处理法。三、废水的水质指标3.总需氧量（TOD）有机物主要由碳（C）、氢（H）、氮（N）、硫（S）等元素组成。当有机物被完全氧化时，分别被氧化成CO2、H2O、NO和SO2，此时的需氧量称为总需氧量。测定方法：采用燃烧法记录消耗的总氧量。4.总有机碳（TOC）目前国内外常用的一个表示有机物浓度的综合指标。测定方法：采用燃烧法记录产生的CO2的数量并折算成含碳量即得到TOC值。三、废水的水质指标（二）有机物TOD（总需氧量）测定氧化率接近100%CODcr测定时重铬酸钾氧化率最多可达90%BOD5测定时只有可生化部分有机物被氧化数值大小的排序：TOD>CODCr>CODMn>BOD20>BOD5>TOC难生物降解的有机物不能用BOD作指标，只能用COD、TOD或TOC等作指标。三、废水的水质指标（三）悬浮物无毒害作用的砂粒、土粒、矿渣等颗粒状与有机性颗粒状的污染物质混在一起，统称为悬浮物或悬浮固体。悬浮物可通过筛滤法测定的，筛滤后滤膜或滤纸上留下来的物质即为悬浮固体。比重大于水的悬浮物，经一段时间沉淀后可沉于水底称为可沉固体，其中主要以有机物为主形成的可沉物质称为污泥，主要以无机物为主形成的可沉物质称为沉渣。（四）溶解物超过两种以上物质混合而成为一个状态的均匀相的过程称为溶解。水中溶解物：酸、碱、盐，可溶的有机物，可溶的气体（如H2S、CO2）等。三、废水的水质指标（五）酸和碱酸度和碱度也是污水的重要污染指标。它对保护环境、给水处理等也有很重要的实际意义。污水的酸碱性一般用pH表示。生活污水一般呈中性或弱碱性，而工业废水则是多种多样的，其中不少是呈强酸性或强碱性的。三、废水的水质指标（五）酸和碱当pH超过6～9的范围时，将对人、畜特别是对水生生物造成危害。此外，酸污水（pH低于6）对排水管道和污水处理设备有腐蚀作用。三、废水的水质指标（六）氮和磷氮、磷等物质是植物生长的必要元素，对人类不形成直接毒害作用。水体富营养化：氮、磷过多，导致水中营养元素过剩，水生植物和藻类大量繁殖，致使水体透明度下降、溶解氧降低、水质恶化、鱼类及其它生物大量死亡的现象。当藻类残体腐烂分解时又会更多地消耗溶解氧，分解过程中产生有毒有害物质（藻毒素），使其它水生生物大量死亡。还会使水体发黑发臭，散发恶臭。水体被单一种类的藻类控制，生物多样性降低，引起水质恶化。三、废水的水质指标（七）颜色色素虽然不一定有毒，但带有颜色的水容易令人生厌。色素影响水体透明度，进而影响水体中动植物的生长。（八）温度废水的水温，对废水的物理性质、化学性质、生物性质有直接的影响。水温的变化可影响水中动植物的生长。常用降温设备：冷却塔。（温排水）（九）微生物污废水中含有大量的微生物，其中可能有对人体健康有害的病原微生物。生活污水中引起肠道传染病的细菌与寄生虫卵；制革厂污水中的炭疽菌。三、废水的水质指标（九）微生物常见的病原微生物：有细菌、病毒、病虫卵、寄生虫、原生动物、藻类等。污染来源：主要来自生活污水，医院废水，制革、屠宰、洗毛等工业废水，以及畜牧污水。污染特征：病原微生物进入水体后，使得水体带菌、传染疾病，对人类健康造成威胁，这种经水传播的疾病称为水致传染病或水性传染病。主要有肠道传染病，如伤寒、霍乱、痢疾、肠炎、病毒性肝炎、脊髓灰质炎（小儿麻痹症）等。致病案例：19世纪中叶英国伦敦先后两次霍乱大流行，死亡共2万多人。1955年印度德里自来水厂水源被肝炎病毒污染，三个月内发病2万9千多人。1988年中国上海流行的甲肝，就是人们大量食用了被病原微生物污染的毛蚶后引发的。任务