1、有機物
廢水中的有機污染物種類非常多、組成復雜,由于分別測定各類有機物周期較長,工作量較大,有的甚至還難以定量分析。因此,在工程中一般以生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、總需氧量(TOD)和總有機碳(TOC)等指標來定量描述水中有機污染物的含量。
(1)生化需氧量(BOD)在有氧條件下,由于微生物的活動,降解有機物所需的氧量,稱為生化需氧量、單位為單位體積廢水所消耗的氧量(mg/L)。
有機物的生化需氧量與溫度、時間有關。在一定范圍內溫度越高,微生物活力越強,消耗有機物越快,需氧越多;時間越長,微生物降解有機物的數量和深度越大,需氧越多。溫度一般規定為20℃,此時,一般有機物需20天左右才能基本完成氧化分解過程,其需氧量用 BOD表示,它可視為完全生化需氧量L。在實際測定時,20天仍嫌太長,一般采用天作為測定時間。在20℃經5天培養所消耗的溶解氧量稱為5天生化需氧量,以BOD表示。
各種廢水的水質差別很大,其BOD2與BOD相差懸殊。但對某一種廢水而言,比值相對固定。如生活污水的BOD約為BOD的0.7。因此把20℃、5天測定的BOD作為衡量廢水的有機物濃度指標
BOD作為有機物濃度指標,基本上反映了能被微生物氧化分解的有機物的量,較為直接、確切地說明了問題。但仍存在一些缺點:a當污水中含大量的難生物降解的物質時 BOD:測定誤差較大;b.反饋信息太慢,每次測定需5天,難以迅速及時指導實際工作: C廢水中如存在抑制微生物生長繁殖的物質或不含微生物生長所需的營養時,將影響測定結果。
(2)化學需氧量(COD)化學需氧量指在酸性條件下,用強氧化劑將有機物氧化為 CO、HO所消耗的氧量。氧化劑一般采用重鉻酸鉀。由于重鉻酸鉀氧化作用很強。所以能夠較完全地氧化水中大部分有機物和無機性還原物質(但不包括硝化所需的氧量),此時化學需氧量用CODc,或COD表示。如采用高錳酸鉀作為氧化劑,則寫作CODM.
與BOD相比,COD能夠在較短的時間內較精確地測出廢水中耗氧物質的含量,不受水質限制。但廢水中的還原性無機物也能消耗部分氧,造成一定誤差。
如果廢水中各種成分相對穩定,那么COD與BOD之間應有一定的比例關系。一般說來,COD>BODz>BOD:>CODM。其中BOD;/COD比值可作為衡量廢水是否適宜生化法處理的一個指標;比值越大,越容易被生化處理。一般認為BOD:/COD大于0.3的廢水才適宜采用生化處理
(3)總需氧量(TOD)有機物主元素包括CHON、S等、在高溫下燃燒后將分別產生CO:、HO、NO:和SO:,所消耗的氧量稱為總需氧量(TOD)。一般情況下, TOD>COD.
TOD的測定方法是:向氧含量已知的氧氣流中注入定量的水樣,并將其送入以鉑為觸媒的燃燒管中,在900℃高溫下燃燒。水樣中的有機物即被氧化,消耗掉氧氣流中的氧氣剩余領量可用電極測定并自動記錄。復氣流原有氧量減去剩余氧量即得總需氧量TOD. TOD的測定僅需幾分鐘,
(4)總有機碳(TOC)有機物都含有碳,通過測定廢水中的總含碳量可以表示有機物含量、總有機碩(TOC)的測定方法是:向氧含量已知的氧氣流中注人定量的水樣,并露其送入以鉑為觸媒的燃燒管中,在900℃高溫下燃燒。用紅外氣體分析儀測定在燃燒過程中產生的CO量、再折算出其中的含碳量,就是總有機碳TOC值。為排除無機碳酸鹽的干擾、應先將水樣酸化,再通過壓縮空氣吹脫水中的碳酸鹽。TOC的測定時間也僅需幾分鐘
(5)有毒有機物有毒有機物大多是人工合成的有機物。難以被生化降解,并且大多是較強的“三致”物質(致癌、致畸、致突變)。毒性很大。有毒有機物主要有農藥(DDT、有機氯、有機磷等)、酚類化合物、聚氯聯苯、稠環芳經(如苯井芘)、芳香族氨基化合物以及表面活性劑等。以有機氯農藥為例,首先其具有很強的化學穩定性,在自然環境中的半衰期為十幾年到幾十年;其次它們都可能通過食物鏈在人體內富集。危害人體健康,如DDT能蓄積于魚脂中、濃度可比水體中高12500倍。有毒有機物由于污染嚴重,一般按類或種來測定其含量。
(6)油類污染物油類污染物包括“石油類”和“動植物油”兩項、油類污染物能在水面上形成油膜,隔絕大氣與水面。破壞水體的復氧條件;它還能附著于土壤顆粒表面和動植物體表。影響養分的吸收和廢物的排出。當水中含油0.01~0.1mg/L,對魚類和水生生物就會產生影響;當水中含油0.3~0.5mg/L,就會產生石油氣味,不適合飲用。
2.無機物
(1)pH值H值主指示水樣的酸堿性。pH值小于7,水樣呈酸性;pH值大于7水樣呈堿性。天然水體的pH一般近中性,當受到酸堿污染時,水體pH值發生變化、破壞自然緩沖作用,抑制微生物生長、妨礙水體自凈,使水質惡化、土壤酸化或鹽堿化。各種生物都有自己適應的pH值范圍,超過該范圍,就會影響其生存。一般要求處理后廢水的pH值在6~9之間。對漁業水體面言,pH值不得低于6或高于9.2,當pH值為5.5時,-魚類就不能生存或生殖率下降。農業灌溉用水的pH值應為5.5~8.5。此外酸污染也對金屬和混凝土材料造成腐蝕。
(2)植物營養元素廢水中所含的和植物和微生物的主要營養元素。當廢水排入受納水體,使水中和P的濃度分別超過0.2mg/L和0.02mg/L時,就會引起受納水體的富營養化,促進各種水生生物(主要是類)的活性,刺激它們的異常增殖,這樣會造成一系列的危害。
①藻類占據的空間越來越大,使魚類活動空間越來越小。衰死藻類將沉積在水底,增加水體有機物量。
②藻類種類邏漸減少,從以硅藻和綠藻為主轉為以迅速繁殖的藍藻為主、藍藻不是魚類的良好飼料。并且有些還會產生毒素。
③藻類過度生長,將造成水中溶解氧的急劇減少。使水體處于嚴重缺氧狀態、造成魚類死亡。水體腐敗發臭。
N的主要來源是氮肥廠、洗毛廠、制革廠、造紙廠、印染廠、食品廠和飼養廠等。P的主要來源是磷肥廠和含磷洗滌劑等。生活污水經普通生化法處理,也會轉化出無機和P此外,BOD、溫度、維生素類物質也能促進和觸發營養性污染。
(3)重屬有毒物屬然水中的含量一般均很低重金屬大多有毒。重金屬毒物主要為汞、鉻、鎘、鉛、(類金屬)、鋅、鎳、銅、鉆、錳、鈦、釩、鉬和秘等,特別是前5種危害更大。如秉進人人體后被轉化為甲某美。在腦組織內積累。破壞神經功能無法用藥物治療,嚴重時能造成死亡:幅中毒時引起全身疼痛、腰關節受捆、骨節變形,有時還會引起心血管病,
重金屬毒物具有以下特點:其毒性以離子態存在時最嚴重,金屬離子在水中容易被帶負電荷的膠休吸附、吸附金屬離子的膠休可隨水流遷移,但大多數會迅速沉降,因此重金屬一般都富集在排污口下游一定范圍內的底泥中;6不被微生物降解,只是在各種形態間相互轉化、分散,如無機果能在微生物作用下轉化為毒性更大的甲基錄:c能被生物富集于體內、既危害生物、叉通過食物鏈危害人體,如淡水魚能將秉富集1000倍、銅富集300倍鉻富集200倍等;d重金屬進人人體后能夠和生物高分子物質,如蛋白質和酶等發生作用而使這此生物高分子物質失去活性,也可能在人體的某些器官積累,造成慢性中毒,其危害有時需10~20年才能顯露出來。
(4)無機非金屬有毒物無機非金屬有毒物主有氰化物、氟化物、含硫化合物、亞硝酸根等。如氟進入機體后與血液中的鈣結合,形成不溶性的氟化鈣,導致血液中游離鈣減少、可引起骨氨癥等:簡單氰化物最常見的是氰化氫、氰化鈉和氰化鉀,易溶于水,有劇毒、如攝取0.1g左右就會致人死亡;亞硝酸鹽在人體內能與仲胺生成亞硝胺,具有強烈的致癌作用。
(5)放射性放射性指原子核衰變面釋放射線的物質屬性,主要包括射線、《射線、 B射線、Y射線及質子束等。廢水中的放射性物質主要來自鈾、鐳等放射性金屬生產和使用過程,如核試驗、核燃料再處理、原料冶煉廠等;其濃度一般較低,主要引起慢性輻射和后期效應、如誘發癌癥、對孕婦和嬰兒產生損傷、引起遺傳性傷害等。
(三)生物性污染指標
生物污染指標主要指廢水中的致病性微生物,主要有細菌總數、大腸菌群和病毒。未污染的天然水中細菌含量很低,當城市污水、垃圾淋溶水、醫院污水等排入后將帶人各種病原微生物。如生活污水中可能含有能引起肝炎、傷寒、霍亂、痢疾、腦炎的病毒和細菌以及煙蟲卵和鉤蟲卵等、生物污染物污染的特點是數量大、分布廣、存活時間長、繁殖速度快,必須于以高度重視。
1.細菌總數
水中細菌總數反映了水體受細菌污染的程度,可作為評價水質清潔程度和水凈化效果的指標,一般細菌越多表示病原菌存在的可能性越大。水質標準中的衛生學指際有細菌總數和總大腸菌群數兩項。后者反映水體受糞便污染的狀況。
2.大菌群
大腸菌群被視為最基本的糞便污染指示菌群,大腸菌群的值可表明水被關便污染的程度,間接表明腸道病菌(傷寒、痢疾、雷亂等)存在的可能性。
3.病毒
由于肝炎、小兒麻痹癥等多種病毒性疾病可通過水體傳染,水體中的病毒已引起人們的高度重視。這些病毒也存在于人的腸道中,通過病人糞便污染水體。
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