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污水处理基础知识分享

发表时间:2019-12-19 00:00

污水中的常规污染指标有哪些?

污水中的常规污染指标主要包括物理性指标、化学性指标和生物性指标,以下是具体指标及名词解释:

一、物理性指标

1、水温表示污水的冷热程度,是污水的重要物理性质之一。水温对污水的物理、化学和生物处理过程都有重要影响,例如会影响微生物的活性、化学反应速率以及气体在水中的溶解度等。

2、色度:指污水所呈现的颜色深浅程度。一般是由于污水中存在各种溶解性或悬浮性的带色物质,如工业废水中的染料、颜料、金属离子等引起的。色度不仅影响污水的感官性状,还可能反映出污水中某些污染物的存在。

色度的单位大家有没有了解过?在污水领域,常用的种单位

(1)度(°)

定义:在标准比色法中,通常将一定浓度的标准色度溶液(如铂钴标准溶液或铬钴标准溶液)的色度定义为若干度,然后将待测水样与标准色度溶液进行目视比色或仪器测量对比,从而确定水样的色度。例如,若水样与色度为 50° 的标准溶液颜色深浅相同,则该水样的色度为 50 度。

举例:生活污水的色度一般在 20°-60° 之间,而某些工业废水,如印染废水的色度可能高达数百甚至上千度。

(1)Hazen 单位

  • 定义:也称为铂钴色度单位(PCU),是基于铂钴标准比色法确定的单位。1Hazen 单位相当于 1mg/L 以氯铂酸离子形式存在的铂所产生的颜色。

  • 举例:饮用水的色度通常要求低于 15Hazen 单位,以保证水的感官性状良好,无明显颜色异常。

  • 臭味:是污水散发出来的各种异味,主要由污水中的有机物、硫化物、氨氮等物质分解或挥发产生。臭味不仅会对环境和人体健康造成不良影响,也是衡量污水污染程度的一个直观指标。

  • 固体物质:污水中的固体物质按存在形态可分为悬浮固体(SS)和溶解固体(DS)。悬浮固体是指悬浮在污水中的固体颗粒,如泥沙、有机物碎片等,可通过过滤等方法分离;溶解固体则是指溶解在水中的各种无机物和有机物,如盐类、糖类等,通常通过蒸发、干燥等方法测定。

3、浊度:是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。浊度是由于水中有泥沙、粘土、有机物、无机物、浮游生物和微生物等悬浮物质所造成的,可使光发生散射或吸收。

‌4、悬浮物SS:是指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥沙、黏土、微生物等。悬浮物是造成水浑浊的主要原因之一。

    水体中的浊度主要是由水中的悬浮颗粒引起的,这些悬浮颗粒包括泥沙、黏土、微生物、有机物、胶体物质等。例如在暴雨后,河流中的泥沙含量增加,会使河水的浊度明显升高;在污水处理厂的二级出水中,可能由于残留的微生物和一些胶体物质而具有一定的浊度。

浊度单位NTU:是目前最常用的浊度单位,它是通过测量水样对光的散射程度来确定浊度值。例如,一般饮用水的浊度要求在 1NTU 以下,优质的地表水浊度可能在 0.5NTU 左右,而受污染的河水浊度可能达到几十甚至上百 NTU。

浊度和悬浮物SS如何换算?

      虽然浊度和悬浮物之间没有严格的换算关系,但在特定条件下可以通过经验公式进行估算。例如,1mg/L的悬浮物大约等于0.13NTU的浊度。然而,这种关系在低浊度下较为准确,随着浊度的增加,这种换算关系的准确性会降低。

二、化学性指标

1、化学需氧量(COD):是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗氧化剂的量,以氧的 mg/L 来表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度,水中的还原性物质主要包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等,因此 COD 是表征水体中有机物含量的一个重要指标。

测定方法

(1)重铬酸钾法:在强酸性溶液中,以重铬酸钾为氧化剂,硫酸银为催化剂,硫酸汞为氯离子掩蔽剂,消解水样后,用硫酸亚铁铵滴定剩余的重铬酸钾,根据消耗的硫酸亚铁铵的量计算出 COD 值。该方法氧化率高,再现性好,适用于各种类型的水样,但操作相对复杂,耗时较长。

(2)高锰酸钾法:在酸性或碱性条件下,以高锰酸钾为氧化剂,氧化水中的还原性物质,然后用草酸钠标准溶液滴定剩余的高锰酸钾,根据消耗的高锰酸钾的量计算出 COD 值。该方法操作简便、快速,但氧化率较低,适用于污染较轻的水样,如地表水、饮用水等。

2、生化需氧量(BOD):是指在有氧条件下,微生物分解水中可生物降解的有机物时所消耗的溶解氧量,单位也是 mg/L。BOD 反映了污水中可生物降解的有机物含量,是衡量污水可生化性的重要指标,在污水处理工艺设计和运行管理中具有重要意义。

测定方法

     最常用的是五日生化需氧量(BOD₅)测定法。将水样充满溶解氧瓶,在(20±1)℃的培养箱中培养 5 天,分别测定水样培养前后的溶解氧含量,二者差值即为 BOD₅值。例如,培养前水样溶解氧含量为 8mg/L,培养 5 天后溶解氧含量为 3mg/L,则该水样的 BOD₅值为 5mg/L。

3、总有机碳(TOC):是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。它通过燃烧或化学氧化等方法将水中的有机物完全转化为二氧化碳,然后测定二氧化碳的量来计算有机碳的含量,能更直接地反映水中有机物的总量。

4、氨氮(NH₃-N):指水中以游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄⁺)形式存在的氮。氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物的分解、工业废水以及农业面源污染等。氨氮是水体中的营养物质,过量的氨氮会导致水体富营养化,还可能对水生生物造成毒害。

5、总磷(TP):是指污水中各种形态磷的总和,包括正磷酸盐、偏磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷等。总磷也是导致水体富营养化的关键因素之一,其主要来源于生活污水中的含磷洗涤剂、工业废水以及农业化肥的流失等。总磷超标会导致水体富营养化,降低水体透明度,产生异味和有害物质。

6、酸碱度(pH 值):用于衡量污水的酸碱性强弱程度,是污水的重要化学性质之一。pH 值的范围通常在 0-14 之间,pH=7 为中性,pH<7 为酸性,pH>7 为碱性。污水的 pH 值对污水处理工艺的运行、微生物的生长繁殖以及管道设备的腐蚀等都有重要影响。

三、生物性指标

1、细菌总数:是指单位体积污水中所含的细菌数量,一般以菌落形成单位(CFU)表示。细菌总数反映了污水中细菌的总体污染水平,虽然其中大部分细菌可能对人体无害,但高细菌总数可能意味着存在病原体或其他有害微生物的风险增加。

2、总大肠菌群:是一群需氧及兼性厌氧、在 37℃能分解乳糖产酸产气的革兰氏阴性无芽孢杆菌。总大肠菌群主要来源于人和动物的粪便,是判断污水是否受到粪便污染的重要指标,也是饮用水和污水处理过程中的关键监测指标之一。

3、粪大肠菌群:是总大肠菌群的一部分,主要来自粪便,更能准确地反映污水受粪便污染的程度。在特定的温度(44.5℃)下培养能生长并发酵乳糖产酸产气的大肠菌群即为粪大肠菌群。

非常规的污染指标又有哪些呢?

    污水中的非常规污染指标是指那些在常规监测中不常被检测,但在特定行业、特定环境或特定研究需求下具有重要意义的污染物指标,以下是一些常见的非常规污染指标:


一、重金属类


1、汞(Hg):一种具有高毒性的重金属元素,以单质汞、无机汞和有机汞等形式存在于污水中。甲基汞是毒性最强的有机汞形态,具有很强的神经毒性,可通过食物链富集,对人体健康造成严重危害。

2、镉(Cd):一种对人体和环境有害的重金属,进入人体后会在肾脏和骨骼中积累,导致肾功能衰竭、骨质疏松等疾病,具有很强的生物蓄积性和毒性。

3、铅(Pb):可在人体中蓄积,尤其对儿童的神经系统、造血系统和免疫系统等有严重危害,影响儿童的智力发育和身体生长。


二、难降解有机物类

1、多环芳烃(PAHs):是由两个或两个以上苯环以稠环形式相连的一类中性或非极性有机化合物,具有致癌、致畸、致突变性。污水中的 PAHs 主要来源于石油、煤炭等化石燃料的不完全燃烧以及工业生产过程。

2、持久性有机污染物(POPs):是指具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性和高毒性,能在环境中持久存在并通过大气、水和生物等介质长距离迁移的有机污染物,如滴滴涕(DDT)、六氯苯等,对生态系统和人体健康构成长期威胁。

3、内分泌干扰物(EDCs):这类物质能干扰生物体内分泌系统的正常功能,影响生物体的生殖、发育和免疫等过程,如双酚 A、邻苯二甲酸酯类等,它们广泛存在于塑料、洗涤剂、化妆品等产品中,通过各种途径进入污水。

4、营养盐及其他无机化合物类

5、亚硝酸盐(NO₂⁻):是氨氮在硝化过程中的中间产物,具有一定的毒性,在一定条件下可与胺类物质反应生成亚硝胺,而亚硝胺是一种强致癌物。

6、硫化物(S²⁻):污水中的硫化物主要以硫化氢(H₂S)、硫氢根离子(HS⁻)和硫离子(S²⁻)等形式存在,具有强烈的臭味,对人体有刺激性和毒性,同时还会对污水处理设备造成腐蚀。

7、氰化物(CN⁻):是一种剧毒物质,能与细胞内的细胞色素氧化酶结合,阻止细胞对氧的利用,导致组织缺氧和窒息死亡。


三、微生物类


1、病毒:污水中可能含有各种病毒,如肠道病毒、肝炎病毒、轮状病毒等,这些病毒可通过污水传播,引发各种疾病,对人体健康构成威胁。

2、寄生虫:常见的有蛔虫卵、绦虫卵、贾第鞭毛虫、隐孢子虫等,它们可随污水进入水体,污染水源,通过饮用水或食物进入人体,引起寄生虫感染。

四、放射性物质类

铀(U)、镭(Ra)、钍(Th)等放射性核素:在一些特殊的工业废水或与放射性物质相关的场所排放的污水中可能含有这些放射性物质,它们能发射出 α、β、γ 射线,对人体和环境造成辐射危害,长期接触可能导致癌症、基因突变等严重后果。

五、微污染物

1、药物及个人护理品:包括抗生素、止痛药、避孕药、防晒霜、香水等。例如,抗生素在医疗和养殖领域广泛使用后,部分未被完全代谢的药物会随人类和动物的排泄物进入环境;防晒霜中的某些化学物质在人们游泳等活动时会进入水体。

2、内分泌干扰物:如双酚 A、邻苯二甲酸酯类物质等。双酚 A 常用于生产塑料奶瓶、水瓶等塑料制品,邻苯二甲酸酯类常作为增塑剂添加到塑料产品中,它们都可能在一定条件下释放到环境中,干扰生物体内分泌系统的正常功能。

3、全氟化合物:像全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)等,具有良好的防水、防油和防污性能,被广泛应用于不粘锅涂层、防水服装、食品包装等产品中,可通过多种途径进入环境并长期存在。

4、农药及代谢产物:尽管一些高毒农药已被禁用,但它们的残留以及新的低剂量、高活性农药仍在环境中广泛存在,如有机氯农药滴滴涕(DDT)的代谢产物在环境中仍能检测到,还有草甘膦等除草剂也属于微污染物范畴。

5、纳米材料:随着纳米技术的发展,纳米银、纳米二氧化钛等纳米材料在抗菌产品、化妆品、电子设备等领域大量应用,这些纳米材料由于粒径小、比表面积大等特性,可能会对生物和环境产生特殊的影响。