污水处理的化学性质及指标

 

   污水中的污染物质,按化学性质可分为无机物与有机物;按存在形态可分为悬浮状态与溶解状态。

(1)无机物污染指标无机物包括酸碱度、氮、磷及重金属离子等。

1)酸碱度：酸碱度用pH值表示。pH值等于氢离子浓度的负对数。ph=7时,污水呈中性;pH<7时,数值越小,酸性越强;pH>7时,数值越大,碱性越强。当pH值超出6~9的范围时,会对人、畜造成危害,并对污水处理的物理、化学及生物处理产生不利影响。

2)总氮TN、氨氮NH2-N、凯氏氮TKN

(A)总氮TN:为水中有机氮、氨氮和总氧化氮(亚硝酸氨氮及硝酸氨氮之和)的总和。有机污染物分为植物性和动物性两类:城市污水中植物性有机污染物如果皮、蔬菜叶等,其主要化学成分是碳,由BOD5表征；动物性有机污染物包括人畜粪便、动物组织碎块等,其化学成分以氮为主。氮属植物性营养物质是导致湖泊、海湾、水库等缓流水体富营养化的主要物质,是废水处理的重要指标之一。

(B)氨氮NH2N:氨氮是水中以N和NH形式存在的氮它是有机氮化物氧化分解的第一步产物。氨氮不仅会促使水体中藻类的繁殖,而且游离的N对鱼类有很强的毒性,导致鱼类死亡的浓度在0.2-2.0m/1之间。氨也是污水中重要的耗氧物质,在硝化细菌的作用下,氨被转化成NO2和NO3,所消耗的氧量为硝化需氧量。

(C)凯氏氮TKN:是氨氮和有机氮的总和。测定TKN及NH3-N,两者之差即为有机氮。

3)总磷TP：总磷是污水中各类有机磷和无机磷的总和。与总氮类似,磷也属植物性营养物质,是导致缓流水体富营养化的主要物质,受到人们的关注,成为一项重要的水质标准。

4)重金属离子：城市污水中的重金属主要有汞、铬、镉、铅等。汞的毒性强,产生毒性的剂量小,而且极易沉淀,在污水和污泥再利用过程中,容易通过食物链富集,危害人体健康,患水俣病,骨痛病等。镉、铬、铅都会对人体造成严重的伤害,会导致慢性中毒

(2)有机物污染指标

1)生化需氧量BOD：生化需氧量是在指定的温度和时间段内,在有氧条件下由微生物(主要是细菌)降解水中有机物所需的氧量。由于将有机物完全降解需要历时100天以上,实际上采用20℃下20天的生化质氧量BOD20为代表。生产应用时20天过长，一般采用20℃下5天的BOD5作为衡量污水中可生物降解有机物的浓度指标。对于城市污水,其BOD5约为BOD20的70%-80%

2)化学需氧量COD尽管BOD5是城市污水中常用的有机物浓度指标,但是存在分析上的缺陷:①5天的时间过长,难以及时指导实践;②污水中难生物降解的物质含量高时,BOD5测定误差较大;③工业废水中往往含有抑制微生物生长繁殖的物质,影响测定结果。因此有必要采用COD这一指标作为补充或代替。COD的测定,是将污水置于酸性条件下,用强氧化剂重铬酸钾将污水中的有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量,用COD表示,一般写成COD重铬酸钾的氧化性极强,水中有机物绝大部分被氧化。化学需氧量的优点是能够更清楚地表示污水中有机物的含量,并且测定时间短,不受水质的限制;缺点是不能像BOD那样表示出微生物氧化的有机物量,另外还有部分无机物也被氧化,并非全部代表有机物含量。城市污水的COD大于BOD20,两者的差值大致为难于生物降解的有机物量。在城市污水处理分析中,把BOD3COD的比值作为可生化性指标。当BOD5COD≥0.3时,可生化性较好,适宜采用生化处理工艺。

3)总需氧量TOD由于有机物的主要组成元素是C、H、O、N、S等,被氧化后,分别产生CO2、H2O、NO2和SO2,所消耗的氧量称为总需氧量T0DTOD的测定原理是将一定数量的水样,注入含氧量已知的氧流中,再通过以铂钢为触媒的燃烧管,在900℃高温下燃烧,使水样中含有的有机物被燃烧氧化,消耗掉氧气流的氧,剩余的氧用电极测定并自动记录。氧气流原有含氧量减去剩余含氧量即等于总需氧量TOD,测定时间仅需几分钟。

4)总有机碳TOC总有机碳TOC是目前国内、外开始使用的另一个表示有机物浓度的综合指标。TOC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,然后注入含氧量已知的氧气流中,再通过以铂钢为触媒的燃烧管,在900℃高温下燃烧,把有机物所含的碳氧化成CO2,用红外气体分析仪记录CO2的数量并折算成含碳量即等于总有机碳TOC值。