给排水工程：污水系统规划与设计、污水的特征、成分及其意义.docx

通过研究和测试污水的物理、化学和细菌学特性，可以检查和分析污水的质量。污水的特征、成分及其意义通过研究和测试污水的物理、化学和细菌学特性，可以检查和分析污水的质量。污水的物理特性(i)身体特征包括：(一)颜色(二)气味(iii)温度和(iv)浊度，(i)颜色：污水的颜色一般可以用肉眼观察到，它表明污水的新鲜度。如果颜色呈淡黄色、灰色、（或）浅棕色，则表明是新鲜污水。如果颜色为黑色（或）深棕色，则表明是陈旧、化粪池污水。工业废水会给污水带来颜色，颜色取决于工业中的化学过程。(ii)气味：新鲜污水几乎没有气味。3至4小时后，当污水中的氧气全部耗尽时，它就会变质。几个小时后，由于污水分解，开始散发出难闻的气味，尤其是（H,S）硫化氢气体。(三)温度：影响污水中细菌的生物活性。当温度高时，细菌分解污水中的废物会更加活跃。温度高时，污水中气体的溶解度降低。污水中的溶解氧含量（DO）也会随着高温而降低。温度影响污水的粘度，进而影响污水处理中的沉淀过程。污水的正常温度一般略高于水的温度。印度污水平均温度为20，非常适合生物活动。(iv)浊度：悬浮液中的固体会导致浑浊。污水通常浑浊，有纸片、火柴棒、油脂、蔬菜残渣、果皮、肥皂等漂浮物。污水浓度越高，浊度越高。具有光学发光特性。浊度可以通过浊度棒（或）通过浊度计（杰克逊浊度计、比浊法浊度计等）测量和测试污水化学特性(i)总固体量污水通常含有极少量的固体（0.05至0.1%），相对于大量的水（99.9%）。borgiow它仅含有约0.05至0.1%（即500至1000mg/L）的总固体。分类(i)悬浮固体是漂浮在污水中的固体。(ii)溶解固体仍然溶解在污水中。(iii)胶体固体是残留在溶液（或）悬浮液中的细碎固体。(iv)可沉降固体是指污水静置2小时后会沉降出来的固体。固体还可分为：(a)有机固体，(b)无机固体。有机物约占总固体量的45%，其余55%为无机物。无机物由矿物质、盐类、沙子、砾石、碎片、氯化物、硫酸盐等组成。污水中无机固体的存在无害，只需简单处理。有机物包括碳水化合物（纤维素、棉花、纤维、淀粉、糖等）、厨房中的脂肪和油以及蛋白质等含氮化合物。污水中的有机物在排入水体之前需要进行适当的处理。测量：a)总固体（S，mg/l）-蒸发已知体积的污水并称重干燥残留物。b)悬浮固体（S，毫克/升）/不可过滤固体。将已知体积的污水样品通过孔径为1m的玻璃纤维过滤装置ni(10)no。称重保留在过滤器上的干燥残留物。c)可过滤固体=总固体(S,)悬浮固体(S2)（溶解+胶体固体）。d)总悬浮固体(S,)可能是挥发性的（或固定的）。TSS=挥发性固体+固定固体e)挥发性固体-将(步骤b)的未过滤残余物在电马弗炉中在约550下燃烧并点燃约15至20分钟。灼烧损失的重量代表挥发性固体（S，mg/L）。f)固定固体S5=S2S4即悬浮固体-挥发性固体。g)可沉降固体(S6)：使用称为伊姆霍夫锥体的锥形玻璃容器。圆锥体的容量为1升，刻度可达约50毫升。污水在该imhoff锥体中静置2小时，可直接读出锥体底部沉降的固体量。(ii)pH值：pH值表示氢离子浓度的负对数pH=-logH+(或)H+=(10)-pHpH<7-酸性范围pH>7-碱性范围。新污水一般呈碱性（pH值大于但随着时间的推移，污水会变成酸性，并且由于细菌作用产生酸，pH值会下降。借助电位计可以快速自动测量pH值，电位计测量氢$2015离子施加的电势。污水处理效率取决于pH值。如果污水pH值较低，可添加石灰以创造碱性条件。(iii)氯化物含量：氯化物一般存在于生活污水中，来源于厨余、尿液、粪便等。冰淇淋厂、肉类腌制厂等行业可能会进入大量氯化物。污水中的氯化物也可能是由于海水（NaCl）的渗透造成的。生活污水正常氯化物含量为120毫克/升。氯化物含量可以用硝酸银标准溶液（AgNO）滴定，以铬酸钾为指示剂来测定。(iv)氮含量：污水中氮的存在表明有机物的存在，它可能以以下任何一种形式出现。a)游离氨称为氨氮。b)类蛋白氮，称为有机氮。c)亚硝酸盐和d)硝酸盐。NH3+H20NH4+OH-如果进一步氧化发生NH4+202NO3-+2H+H20污水处理是利用微生物将有机废物分解成稳定的化合物。各种形式的氮的存在表明了分解阶段和处理水平。游离氨表明废水的年龄和有机物nogobert分解的第一阶段。类蛋白氮是指污水中有机物分解前的氮含量。亚硝酸盐表明存在部分分解（未完全氧化）的有机物，即处理正在进行中。硝酸盐表明存在完全氧化的有机物，即处理已完成。a)游离氨表示废水的年龄。它的存在表明污水陈旧或陈旧。表示污水中有机物分解的第一阶段。通过蒸馏过程测量。b)类蛋白氮表示有机物开始分解之前废水中的氮含量。未分解氮的测量。用高锰酸钾碱性溶液处理样品进行测量。c)亚硝酸盐氮亚硝酸盐的存在表明存在部分分解的有机物。表明处理尚未完成，污水仍处于陈旧状态。通过比色法比色法测量。添加磺酸和萘胺d)硝态氮硝酸盐的存在表明存在完全氧化的有机物。含氮物质的稳定形式。表示氧化/处理过的废水。采用比色法（配色法）测量并与标准颜色进行比较。(添加苯酚二磺酸和氢氧化钾)。*蓝婴病（高铁血红蛋白血症）-影响婴儿如果水中硝酸盐含量超过45ppm，可能会导致婴儿硝酸盐中毒。这是因为婴儿肠道内的酸度较低，有利于硝酸盐还原菌的生长，从而将硝酸盐转化为亚硝酸盐。亚硝酸盐非常有害，因为它们对血红蛋白的亲和力比氧气大，因此会完全降低血液中的氧气含量，导致窒息，使婴儿的身体变成蓝色。(v)脂肪、油和油脂的存在：油脂来源于动物排放的污水、车库、酒店、餐馆和工业等的蔬菜物质。它们会干扰污水处理，并在沉淀池顶部形成浮渣并堵塞过滤介质的空隙。它们不能被细菌作用分解，因此应从污水中去除。通过蒸发污水样品来测量，蒸发后留下的残留固体与乙醚（己烷）混合，再次蒸发，留下脂肪和油脂作为残留物，可以称重。(vi)硫化物、硫酸盐和硫化氢气体：污水中各种含硫物质分解而形成。这种分解还会产生硫化氢(H,S)气体，产生难闻的气味并腐蚀下水道管道。硫化物的形成阻碍污泥消化过程。(vii)溶解氧(DO)：DO是废水中以溶解状态存在的氧气，可防止产生有毒气味。污水处理前进行DO测试，有助于了解污水状况，决定处理方法的选择。新污水中含有一些溶解氧，很快就会被好氧分解耗尽。处理后的污水中存在DO表明处理阶段发生了氧化。处理后的污水中应含有至少4ppmDO，否则污水排入水体时会影响水生生物。新鲜污水中的溶解氧取决于温度。污水温度越高，DO含量越少。污水中DO含量的测定采用Winkler法，该方法是一种氧化还原过程，其中释放出的碘相当于DO(viii)需氧量：无机物和有机物氧化所需的氧气。BOD-生化需氧量。COD-化学需氧量。TOD总需氧量。ThOC-理论需氧量。TOC-总有机碳。(ix)化学需氧量(COD)：测量将污水中的有机物氧化成CO2、H2O和氧化物所需的氧气(O2)。化学品用于氧化污水中具有生物活性和非活性的有机物。COD测试-使用重铬酸钾进行氧化。将已知量的废水与已知量的重铬酸钾混合，并将混合物加热。有机物被K2Cr2O7氧化（在H2SO4存在下）。用硫酸亚铁铵(FAS)滴定所得的K2Cr2O7溶液并测定用于氧化废水的氧气。这称为化学需氧量(COD)。(x)生物需氧量(BOD)：测量微生物氧化污水中生物活性有机物所需的氧气。*生物活性能被微生物氧化的有机物称为生物活性（在标准温度、有氧条件下）。*BOD的意义：废水的BOD决定如下：黑色(1)污水中有机物生物稳定所需的O2量。(2)处理设施规模。(3)治疗效率的测量。(4)废水处理所需的稀释。好氧细菌利用污水中的有机物和氧气并开始繁殖，细菌数量增加，导致污水中有机物的分解速度加快。细菌分解污水中有机物所消耗的氧气就是BOD。实际上确定最终BOD是不可行的。因此，取20°C下5天的BOD，占总BOD的68%。5天生化需氧量=0.68生化需氧量BOD5=5天BODBODu=最终BOD。*BOD5/BOD测试：（稀释法）将已知体积的污水样品用已知体积的充气纯水稀释。稀释后的样品在20°C下孵育5天。测量稀释样品孵育前后的DO。初始DO值和最终DO值的差值表示微生物在5天内消耗的氧气（引起好氧分解）。BOD/BOD,=稀释样品消耗的DOx稀释样品体积/未稀释样品体积DF=1%=1毫升。污水稀释至100毫升，因此乘以100。通常使用300毫升BOD测试瓶如果采集4毫升污水样本-20°C孵育5天。任何时间的BOD率取决于温度以及当时污水中存在的有机物的数量和性质。在一定温度下，假设脱氧速率与当时污水中存在的有机物的量成正比，即L1=t天后存在的碳质可氧化有机物的氧当量（毫克/升）现L为BOD反应开始时存在的有机物，L为t天后剩余的有机物，这意味着在t天内，氧化的有机物的量=LLi如果Y代表t天内氧化的有机物总量，那么我们有，将RHS中的L从括号中取出代入式(3)，Yt是t天内吸收的氧气。最终BOD(Yu)即，当t=天时。Yu=L=最终BOD=污水中的有机物。最终BOD(Yu)等于污水中存在的有机物氧当量(L)。BOD速率常数(KD)KD的值决定了BOD反应的速度。BOD速率常数与温度有关。温度越高，KD越高，氧化速度越快。前20天的需氧量是由于污水中有机物的氧化而产生的，称为碳质BOD或第一阶段需氧量（CBOD）。后者的需氧量是由于氨的生物氧化而产生的，称为第二阶段BOD或含氮BOD(NBOD)。OAB-第一阶段（或）碳质阶段（CBOD）。AC-第二阶段（或）氮需求（NBOD）。OAC-综合需求（或）综合BOD曲线。*为什么COD值高于BOD值？COD测试测量化学品氧化生物活性和非生物活性有机物所需的氧气。但BOD仅测量微生物氧化生物活性有机物所需的氧气。微生物不能作用于无生物活性的有机物，因此COD>BOD。BOD与COD比率BODuBOD=可生物降解有机物的测量值。COD=可生物降解+不可生物降解有机物的测量值。由于COD>BOD=>BODu/COD比率始终<1如果比率=0.92至1.0=废水可完全生物降解。BOD5/COD=0.63至0.68表示废水可以进行生物处理表示不可生物降解的有机物的最低数量。.BOD5=0.68BODu(xi)总有机碳（TOC）和理论需氧量（Th.OD）碳是有机物的主要成分。因此，TOC可以衡量污水中的有机物。有机物以碳含量表示。化学式（CnHnOnNn）和废水中化合物的浓度使我们能够从理论上计算每升溶液废水中的碳含量。(CnHnOnNn)碳、氢、氧、氮例如：