5000 5100 4500 00 3550 65010 除是】 蔬自青 亚硫酸盐纸浆 图1-3生活污水和部分T业污水的BOn值 还原性无机物氧化时所消耗的氧量。我国法定用重铬酸钾氧化剂,此时化学需氧量用CODc 表示,一般简写为COD。由于重铬酸钾的氧化能力极强,可以完全氧化水中的各种性质的 有机物,即它不仅可以氧化可生物降解有机物,而且可以氧化难以生物降解的有机物。因此 OD大于BO,两者差值大约等于难生物降解有机物。差值越大,说明难降解有机物越 多,越不适合采用生物降解方法。故 BOD/COD可以作为污水是否适合作为生物降解的判 别标准,我们把这个指标叫可生化指标,一般比值大于0.3的污水,才适用于采用生化处 理、日本CD测定法分为使用高锰酸钾在硫酸条件下加热分解的方法和加人苛性钠在碱性 条件下加热分解的方法两种,对于海水,为防止氯离子干扰,用加碱的方法。 化学需氧量COD的优点是测定时间短(标准法2h),不受水质的限制,并且能够较精 确的表示出水中有机物的含量,但是污水中存在还原性无机物(如硫化物)也会被氧化需要 消耗氧,导致仔在一定误差。此外,它不能像微生物氧化有机物那样,从卫生学的角度阐明 被污染的程度 4.理论需氧量(ThOD) 如果有机物的化学分子式已知,则可以根据化学氧化反应方程式,计算出理论需氧量 ThOD。以甘氨酸[分子式为CH2(NH2)COOH]的氧化过程为例。 第一阶段(碳氧化阶段)的反应式为: 第二阶段(硝化阶段)的反应式为 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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业硝化菌 NH3+亏O2 Ho +,O 硝化菌 HNO2+2O2 →HN 可得甘氨酸的理论需氧量ThOD THOD=3+3+1=7moO2/mdl甘氨酸=112O2mol甘氨酸 5.总有机碳 BOD、COD和TOD都是以有机物氧化分解所需要的氧量来间接地表示有机物浓度的方 法。由于碳是有机物的基本组成元索,所以测定CO2是掌握有机物绝对量的一种好方法, 它是国内外开始使用的表示有机物含量的综合指标。 TC的测定原理是先将一定数量的水样经过酸化,用压缩空气吹脱其中的无机碳酸盐 排除干扰,然后注入含氧量巳知的氧气流中,冉通过以铂钢为触媒的燃烧管,在900℃·高温 下燃烧,使有机物中含有的碳被氧化为二氧化碳,用红外气体分析仪记录二氧化碳的数量并 折算成含碳量即等于总有机碳的值,测定时间仅需儿分钟。 水质比较稳定的污水,BOD5、COD、TOD和TOC之间有一定的相关关系,数值大小 顺序为ThOD>TOD>COD2>BOD>BOD>TOC。生活污水的BOD3COD约为0.4 0.65,BOD5TOC的比值约为1.0~1.6。工业污水的BOD3COD比值,取决于工业性质 变化极大。一般来说,其比值大于0.3,认为可生化处理;小于0.25不宜采用生化处理法; 小于0.20难生化处理。 难生化处理的污水可以用COD、TOC或TOD等作有机物总量指标。 第三节污水的生物特性及其污染指标 在污水中,微生物所产生的危害要大于化学物质所产生的危害,因此人们一直注意微生 物并制定针对它的指标。污水中的有机物以细菌和病菌为主。生活污水、食品工业污水、医 院污水中含有炭疽杆菌与病毒(脊髓灰质炎、肝炎、狂犬、腮腺炎病毒)、寄生虫卵(蝈虫、 蛲虫、钩虫卵)以及肠道病原菌(痢疾、伤寒、霍乱菌等)。每克粪便中约含有14←-105个 传染性肝炎病毒,因此了解污水的生物性质意义很大。 污水中的寄生虫卵约有80%可以在沉淀池中除去。但病原菌、炭疽杆菌与病毒等不易 沉淀,在水中存活期长,具有传染性。通过加氯消毒可以去除大部分的细菌、病毒,但是肠 道病毒抵抗消毒的能力要远大于其他细菌或病毒。有60种以上的肠道病毒都能够致病。 生物学指标是根据对生物体产生的影响对水中污染物的浓度进行间接的评价,这些指标 有以下几项。 1.细菌 根据外部形态可将细菌分为球菌、杆菌和螺旋菌三种。其中球菌最小,直径0.2 5pm,一般以1m居多。杆菌长1-50μm,宽0.3-5μm。螺旋菌长2~10pm,宽0.3 3m。根据细菌摄取营养的方式分为自养细菌(硝酸菌,亚硝酸菌、光合作用细菌等)和异 养细菌(除自养细菌以外的绝大部分细菌)。根据温度分为低温细菌(20℃以下发育的细 菌)、屮温细菌(37℃左右发育的细菌)和高温细菌(55~70℃为适合温度的细菌,又叫嗜 热性细菌)。根据氧因素分为:好氧细菌,指在有氧条件下能够发育的细菌,在无氧条件下 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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绝对不能发育的细菌称为绝对好氧细菌,如枯草茵、结核菌等;厌氧细菌,指在有分子态氧 存在的情况下就不能生存的细菌,如硫酸盐还原菌、甲烷菌、乳酸菌、纤维素分解菌;兼性 菌,可以进行有氧呼吸,但是主要通过发酵、脱氮等反应获得能量进行无氧生活和增殖的生 物,如大肠菌、酵母菌等。 大肠菌群数是作为污水被粪便污染程度的重要卫生指标。由于在大肠菌的鉴定法中不仅 能够测出大肠杆菌,甚至像产气杆菌等土壤细菌也可测定出来,所以称大肠菌群,它是指每 升水样中所含的大肠茵群的数目,以个几计。与大肠菌群数相对的是大肠菌群指数,即查 出1个大肠菌群所需的最小水量,以毫升(mL)计。两者之间存在倒数关系 大肠菌群指数二大肠菌群数 大肠菌群本身并不具有致病性,但是把它作为污水的污染指标在于,它与能引起人体肠 道疾病的致病微生物都存在于人体肠道系统内,一同排出体外,它们的生活习性和存活时间都 基本相同。另外还由于大肠菌的数量多,每人每天排泄的粪便中含有大肠菌约101~4×101 个,数量远远大于病原菌,容易检出,而病原菌的培养检验非常困难。水中存在大肠菌群 就表明受到粪便污染,并可能存在病原菌。 2.致病性病毒 水体中的致病性病毒有以下几种:小儿麻痹性病毒( Poliovirus)、柯萨奇病毒(Cax sackievirus)、肠病毒( Enteroτirws,肠炎病毒)、埃克病毒( Echovirus)、腺病毒(Aden- orthrus)、传染性肝炎病毒( Infections hepatitis virus) 污水中已被检测出的病毒有100多种。检测出大肠菌群,可以表明肠道病原菌的存在 但不能表明是否存在病毒及其他病原菌,因此还要霈要检测病毒指标。病毒的检验方法有数 量测定法和蚀斑测定法两种。 3.细菌总数 细菌总数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和,以每毫升水样中的细菌菌 数总数来表示。 用大肠茵群数、致病性病毒和细菌总数这三个指标来评价污水受微生物污染的程度较为 全面 4.生物浓缩 水生生物、动物和人都能将一些重金属或PCB、DDT等进行生物浓缩。自从重金属、 PCB、DDT等有毒物质广泛扩散到环境之中后,人们逐渐认识到生物浓缩这个重大问题。 像水俣病、米糠油症都是生物浓缩引起的 通常把浓缩与排出达到平衡时体内的被测物质浓度与水中被测物质的浓度之比叫做浓缩 系数。 5.毒性试验与生物鉴定 生物鉴定是生物学定量,毒性试验是生物学鉴定,它们是指通过对生物的生活现象的观 测来确定对生物维持生存发育等机能不可缺少的物质的量或抑制物质的量。因此,把作为指 标的生物置于含有重金属或化学物质的环境中测定其致死量时叫毒性试验。 水环境的毒性试验中常常使用鱼,表示毒性试验结果有许多方法,比如:亚致死状态, 同时记录接触时间与死亡率;半致死状态,只注重生物的生与死,而且50%死亡率用TLs 来表示;致死浓度,以25%和50%的死亡率浓度表示;有效浓度,它是以产生死亡以外的 13 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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特别效果表示;致死负荷量,意义与致死浓度、有效浓度相同,但是它以负荷量来表示。 第四节污水排放标准与处理程度确定 、水环境质量标准简述 天然水体是人类的重要资源,为了保护天然水体不因排放水的流人而导致恶化甚至破 坏,就需要对排放污水进行处理,达到一定的水质要求。要达到什么样的水质要求,这在水 环境管理屮就要涉及到水环境标准。制定标准的目的是保护人类健康,促进生态良性循环, 实现环境、经济、社会效益的统一。水环境质量标准需要解决两个问题。 (1)与人类健康及其利益有密切关系的生态系统和社会财产不受损失的环境适宜条件是 什么。这是环境质量标准问题,对水污染控制来说,就是水环境质量标准问题。我国已经建 立的水环境质量标准有:《地面水环境质量标准》(B3838-2002)、《渔业水质标准》 (GB11067-89)、《景观娱乐用水水质标准》(GB12941-91)、《农田灌溉水质标准》 (B5084—92)。这些标准详细说明了各类水体中污染物的允许最高含量,以保证水环境质量。 (2)为了实现必要的环境条件又能促进生产的发展,人们生产、生活活动对环境的影响 和干扰应控制的限度和数量的界限是什么。这是排放标准的问题。制定污水排放标准的有关 部门要以水资源的科学理论为指导,以生态标准、经济发展、社会要求三者并重,综合考 虑,以达到可持续发展的目的 现有的排放标准有《污水综合排放标准》(B8978-96)、《污水排入城市下水道水质 标准》(CJ3082-1999)、《城市污水厂污水污泥排放标准》(CJ3205-93)、《农用污泥中污 染物控制标准》(GB4284-84)等。此外,还有针对各个行业的污水排放标准,它与《污 水综合排放标准》采用互不交叉的原则。这类标准有《制革工业水污染物排放标准》 (GB3549—83)、《电影洗片水污染物排放标准》(GB3553-83)、《造纸工业水污染物排放 标准》(GB3544—83)等。 、排放标准 排放标准主要有两种形式:浓度标准和总量控制标准。 1.浓度标准 浓度标准规定了企业、车间或设备排出口排放污染物的浓度限值,其单位一般为mgL。 我国现有的国家标准和地方标准基本上都是浓度标准 浓度标准的好处是任务比较明确(对每个污染物质都遵从一个标准),因此管理起来比 较简单。但是由于并未考虑企业排放量的大小,接受水体的环境容量大小、性状和要求等, 因此并不能保证水体的环境质量。当排放总量超过水体的环境容量时,水体水质则不能达到 要求。另外企业可以通过稀释来降低排放水中的污染物浓度,这对可用水来说是个浪费,我 国只有少数标准明确规定不能使用稀释法降低污水浓度,如《污水排人城市下水道水质标 准》(CJ3082-1999)。 2.总量控制标准 这种标准是以与某级水环境质量标准相适应的水体自净能力为依据,综合考虑所在地区 的污染源,并在可能的条件下利用水质数学模式,进行污染源许可排放总量的分配。这种标 准可以保证水体的水质要求,不过这提高了对技术的要求,并且往往要与排放许可证制度相 结合,加大了管理难度。我国逐渐重视这种标准,上海市拟在黄浦江上游水资源保护区采用 14 PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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这种标准,《污水排入城市下水道水质标准》(C】3082-1999)也提出在有条件的城市,可 根据本标准采用总量控制 地方标准一般不应低于国家标准。上海市的《污水综合排放标准》(DB31/1997)的 某些排放指标要严于国家标准,并在黄浦江上游保护区内考虑使用总量控制的方法。它规定 对于特殊保护区域,不应新建排水口,对已经存在的排水口实行总量控制的方法 新修订的国家标准《污水综合排放标准》(GB897896)分为两个时间段执行,对 1997年12月31日以前建设的单位,执行第一时间段的标准值;1998年1月1日起建设的 单位,执行笫二时间段规定的标准值。与原标准相比,第一时间段的标准值基本维持原标准 行水综合排放标准》(GB8978-88)的新、扩、改建水平,为控制纳入本次修订的17个 行业水污染物排放标准中的特征污染物及其他有毒有害污染物,增加控制项目10项;第二 时间段,比原标准增加控制项目40项,COD、BOD3等项目的最高允许排放标准适度从严。 本标准使用范围明确综合排放标准与行业排放标准不交叉执行的原则,造纸工业、船舶 工业、海洋石油开发工业、纺织染整行业、肉类加工行业、合成氨行业、钢铁工业、航天推 进器工业、兵器工业、磷肥工业、烧碱工业、聚氯乙烯工业所排放废水执行相应的国家行业 标准。 标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为两类:第一类污染物,不分行业和污水排 放方式,也不分受纳水体的功能类别,一律在车间或车间处理设施排放口取样,其最高允许 排放浓度必须达到本标准要求(采矿行业的尾矿坝排出口不得视为车间排放口)。这类污染 物毒性大,影响深远,故要求较高。例如总汞、烷基汞、总铬、六价铬、总镉、总砷、总 铅、总镍、苯并芘、总铍、总银、总a放射性和总放射性等。第二类污染物在排污单位排 放口取样,按污水排放受纳水体的不同等级分别执行一级、二级、三级标准。第二类污染物 危害相对较小,如pH值、色度、悬浮物、BOD3、COD、石油类等。 三、污水处理程度的确定 城市污水处理的主要考核指标一般采用BOD5、SS以及氮和磷,有时附以COD作为参 考指标,其处理程度可按下式计算 =[(co-c)/a]×100% (I-1) 式中—污水需要处理的程度,% 未经处理的城市污水中某种污染物质的平均浓度, c允许排入水体的已经处理的污水中该污染物质的平均浓度,mg/。 1.城市污水处理厂污水设计水质的确定 城市污水的设计水质主要是确定BOD5、SS、氮和磷的浓度。在无资料时,一般是根据 设计人口数及室外排水设计规范(GB14-87,1997版)中的污染物标准来进行细算确定。 N=N1+N2+N3 式中N一设计人口数,人; N1—居住区人口数,人; N2工业污水折合的当量人口数,人 N3公共建筑或集中流量折合的当量人口数,人。 (1)N2的计算 N2=(Σc,Q1)/as (1-3) PDF文件使用" pdfFactory Pro"试用版本创建www, fineprint,cn
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