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1、哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学主讲教师：韩洪军主讲教师：韩洪军第四版第四版第一章 污水的性质与污染指标第一篇总论第二章 水体污染与自净第一章 污水的性质与污染指标1.1污水污水1.1.1污水的分类污水的分类1.生活污水：日常生活中被生活废料所污染的水2.工业废水（1）生产污水：污染重，生产中被原料污染的废水（2）生产废水：污染轻，未被直接污染的废水，如：冷却水3.初降雨水：被空气、地面的污染物污染的废水1.1.2污水的出路污水的出路1.排放水体2.灌溉农田3.水产养殖4.重复利用1.1.3污水的危害污水的危害1.危害人体健康危害人体健康2.影响工农业生产影响工农业生产3.影响景观环境影响景观环境
2、4.影响渔业资源影响渔业资源5.破坏生态平衡破坏生态平衡1.2 城市污水的性质与污染指标城市污水的性质与污染指标 1.2.1污水的物理性质及指标污水的物理性质及指标1.1.感官性状指标感官性状指标温度温度一般一般10102525，热污染的危害：，热污染的危害：水温增加，水温增加，DO减少减少-鱼类死亡，水体腐败鱼类死亡，水体腐败水温增加，使水的物理化学性质发生变化（溶解度、粘度）水温增加，使水的物理化学性质发生变化（溶解度、粘度）水温增加，细菌、藻类繁殖加快水温增加，细菌、藻类繁殖加快色度色度生生活活污污水水是是黑黑灰灰色色（工工业业废废水水颜颜色色差差异异很很大大），色色度度加大，影响透光率
3、加大，影响透光率-影响光合作用影响光合作用臭味，臭味，有机物厌氧腐败有机物厌氧腐败-氨、胺类，硫化氢等氨、胺类，硫化氢等2.存在状态指标存在状态指标固体含量分为固体含量分为有机、无机有机、无机悬浮固体（悬浮固体（SS），粒径），粒径0.1m，有机和无机悬浮物有机和无机悬浮物胶体，胶体，粒径粒径0.001m0.1m溶解型固体，粒径溶解型固体，粒径0.001m，无机盐和溶解性有机物，无机盐和溶解性有机物悬浮物的危害：悬浮物的危害：降低光的穿透能力降低光的穿透能力影响水生生物的生长影响水生生物的生长 有机悬浮物大量消耗溶解氧有机悬浮物大量消耗溶解氧、污水的化学性质及指标、污水的化学性质及指标（一）无
4、机物及指标（一）无机物及指标分为无直接毒害作用和有直接毒害作用二类分为无直接毒害作用和有直接毒害作用二类1、无直接毒害作用的无机物质、无直接毒害作用的无机物质酸碱酸碱pH值值来来源源于于工工厂厂、酸酸雨雨，引引起起水水体体pH值值变变化化，水水质恶化，腐蚀管道。质恶化，腐蚀管道。酸碱污染酸碱污染-盐污染，无法饮用盐污染，无法饮用氮、磷氮、磷水中的营养物质水中的营养物质氮、磷的评价指标，氮、磷的评价指标，总总氮氮（TN）：包包括括有有机机氮氮、氨氨氮氮、亚亚硝硝酸酸盐盐氮氮和和硝硝酸酸盐盐氮氮氨氨氮氮：NH3（游游离离氨氨氮氮）与与NH4+（离离子子铵铵盐盐），属属于于污污水中的碱性物质为微生物
5、提供氮源水中的碱性物质为微生物提供氮源凯凯氏氏氮氮（KN）：有有机机氮氮+氨氨氮氮-能能为为微微生生物物所所利利用用（好氧）（好氧）亚硝酸盐氮和硝酸盐氮亚硝酸盐氮和硝酸盐氮=总氮凯氏氮总氮凯氏氮有机氮有机氮=凯氏氮氨氮凯氏氮氨氮含氮化合物在水体中的转化含氮化合物在水体中的转化第一步：有机氮第一步：有机氮-NH3(有氧或无氧有氧或无氧)-氨化阶段氨化阶段第第二二步步：NH3-NO2-NO3-(有有氧氧)-硝硝化阶段化阶段 第三步：第三步：NO3-N2（厌氧）厌氧）-反反硝化阶段硝化阶段 磷的化合物磷的化合物分为有机磷和无机磷，一般测总磷分为有机磷和无机磷，一般测总磷TP氮磷污染与水体的富营养化氮
6、磷污染与水体的富营养化营养化是水体演化的一种规律，营养化是水体演化的一种规律，贫营养胡贫营养胡-富营养湖富营养湖-沼泽地沼泽地-陆地陆地 氮、磷污染加重水体的富营养化，刺激藻类过度增值。氮、磷污染加重水体的富营养化，刺激藻类过度增值。硫化物与硫酸盐硫化物与硫酸盐来源：工业废水来源：工业废水-大量大量生活污水生活污水-少量少量危害危害在水中易形成在水中易形成H2S-对生物有害对生物有害-不利于污水处理不利于污水处理氯化物氯化物浓度过高浓度过高-抑制生物生长，腐蚀设备抑制生物生长，腐蚀设备2、有直接毒害作用、有直接毒害作用重重金金属属离离子子-汞汞、镉镉、铬铬、铅铅-对对生生物物和和人人体体有毒（
7、蓄积），毒性慢、危害大。有毒（蓄积），毒性慢、危害大。非重金属毒物非重金属毒物-氰化物、砷化物，氰化物、砷化物，-毒性快毒性快重金属的危害：重金属的危害：不能降解，只能形态上转换不能降解，只能形态上转换-离子变沉淀离子变沉淀常以底泥形式存在于底泥之中，形成次生污染源常以底泥形式存在于底泥之中，形成次生污染源形态转换增强毒性，甲基汞形态转换增强毒性，甲基汞无机汞无机汞易通过食物链成千上万的富集易通过食物链成千上万的富集（二）有机物及评价指标（二）有机物及评价指标分为易生物降解和难生物降解二类分为易生物降解和难生物降解二类1、易生物降解有机物、易生物降解有机物自然界中存在的蛋白质、碳水化合物、脂肪
8、等自然界中存在的蛋白质、碳水化合物、脂肪等（好氧微生物）（好氧微生物）CO2+H2O+合成新细胞合成新细胞有机物有机物（厌氧微生物）（厌氧微生物）脂肪酸、醇脂肪酸、醇、沼气、沼气+合成新细胞合成新细胞常用常用COD,BOD,TOD,TOC表示有机物表示有机物2.难生物降解有机物难生物降解有机物大大多多为为人人工工合合成成有有机机物物，例例如如：塑塑料料、合合成成橡橡胶胶、合合成成洗洗涤剂、有机农药等。涤剂、有机农药等。主主要要特特征征稳稳定定，不不易易被被微微生生物物降降解解-例例如如白白色色污染污染多为有害健康多为有害健康-例如例如“三致三致”物质物质常用常用COD,TOD,TOC表示表示l
9、（三）有机物污染指标（三）有机物污染指标l评评价价有有机机物物数数量量的的多多少少（有有机机物物种种类类多多，无无法法单单独独一一一一评评价）价）常用评价指标常用评价指标生化需氧量生化需氧量BODl化化学学需需氧氧量量COD有有机机物物是是还还原原性性物物质质，能能被被氧氧化化，用用需需总需氧量总需氧量TOD氧的量来表示有机物的量。氧的量来表示有机物的量。l理论需氧量理论需氧量ThODl总总有有机机碳碳TOC有有机机物物中中都都含含有有碳碳元元素素，用用碳碳的的量量来来表表示示有机物的量有机物的量1、生化需氧量、生化需氧量BOD在在水水温温20，由由于于微微生生物物的的生生化化活活动动，将将有
10、有机机物物氧氧化化为为无无机物所消耗的溶解氧的量来表示有机物的量。机物所消耗的溶解氧的量来表示有机物的量。-利用有氧条件下，有机物降解时都消耗溶解氧利用有氧条件下，有机物降解时都消耗溶解氧碳氧化阶段碳氧化阶段-H2O、CO2、NH3(BOD)硝化阶段硝化阶段-NO2、NO3(NOD )一般一般20日有机物可完全碳氧化日有机物可完全碳氧化-BOD 5 5日生化需氧量日生化需氧量-BOD-BOD5 5常用常用BODBOD5 5的原因：的原因：2020日有机物可完全分解，但时间太长日有机物可完全分解，但时间太长BODBOD5 5占占第第一一阶阶段段BOD的的70-80%70-80%，比比较较准准确确
11、(不不用用三三天天的的原因原因)需要建立统一标准，用来进行比较需要建立统一标准，用来进行比较能反映可被微生物分解的有机物的量能反映可被微生物分解的有机物的量2、化学需氧量、化学需氧量CODBOD的缺点：的缺点：时间长，需要时间长，需要5日出结果日出结果难降解有机物含量高时，误差较大难降解有机物含量高时，误差较大水中含有抑制物质或毒物时，影响测定结果水中含有抑制物质或毒物时，影响测定结果对于同一水样：对于同一水样：COD是是在在酸酸性性条条件件下下，利利用用强强氧氧化化剂剂将将有有机机物物氧氧化化为为CO2和和H2O所所消消耗耗的的氧氧的的量量，称称为为化化学学需需氧氧量量。将将强强氧氧化化剂折
12、合为氧的当量来表示有机物的量（一般个小时）。剂折合为氧的当量来表示有机物的量（一般个小时）。用用重重铬铬酸酸钾钾作作为为氧氧化化剂剂-CODCr-污污水水中中常常用用-氧化能力强（氧化能力强（8090%）用用高高锰锰酸酸钾钾作作为为氧氧化化剂剂-CODMn-给给水水中中常常用用-氧化能力差氧化能力差对于污水同一水样：对于污水同一水样：CODCrBODBOD5CODMnCOD的特点的特点快速准确快速准确氧化能力强，可氧化难降解物质氧化能力强，可氧化难降解物质不能反映可被生物降解的有机物的量不能反映可被生物降解的有机物的量水中还原性物质干扰测定水中还原性物质干扰测定(Cl-、S2-)常用常用BOD
13、5/CODCr来表示污水的可生化性，来表示污水的可生化性，BOD5表示可生化有机物量表示可生化有机物量CODCr表示有机物总量表示有机物总量BOD5/CODCr比比值值越越高高，可可生生化化性性越越好好，适适合合生生物物法法处处理理（大大于于0.3）BOD5/CODCr比值越低，可生化性越差，不适合生物法处理比值越低，可生化性越差，不适合生物法处理（小于（小于0.3）3、总需氧量、总需氧量TOD有有机机物物中中的的主主要要元元素素C、H、O、N、S被被氧氧化化后后为为CO2、H2O、N02、SO2所消耗的氧量。所消耗的氧量。仪器测定，仪器测定，900高温下燃烧，测定消耗的氧量高温下燃烧，测定消
14、耗的氧量4、理论需氧量、理论需氧量ThOD根根据据化化学学分分子子式式计计算算理理论论需需氧氧量量，是是用用于于计计算算纯纯物物质质，不适合污水处理不适合污水处理5、总有机碳、总有机碳TOC酸酸化化后后，吹吹脱脱无无机机碳碳酸酸盐盐（去去除除CO2），在在900下下燃烧，测定燃烧，测定CO2的量折算为碳量，表示有机物的量。的量折算为碳量，表示有机物的量。对于同一污水，一般有对于同一污水，一般有ThOD（理论需氧量（理论需氧量）TOD（总需氧量）（总需氧量）COD（化学（化学需氧量）需氧量）BOD （生化总需氧量）（生化总需氧量）BOD5（生化需氧（生化需氧量）量）TOC（总有机碳）（总有机碳）