污水處理廠運(yùn)行水質(zhì)化學(xué)（包括生化）性質(zhì)指標(biāo)

  污水水質(zhì)化學(xué)指標(biāo)有懸浮物、pH、堿度、重金屬離子、硫化物、生化需氧量、化學(xué)需氧量、總需氧量、總有機(jī)碳、有機(jī)氮、溶解氧等等。

  1.化學(xué)需氧量(COD)

  化學(xué)需氧量COD，是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個(gè)指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。化學(xué)需氧量越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。

  COD測(cè)定是污水處理廠日常主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，通過(guò)對(duì)不同構(gòu)筑物的進(jìn)出水COD的測(cè)定，可以準(zhǔn)確掌握構(gòu)筑物的運(yùn)行情況，通過(guò)對(duì)一段時(shí)期的數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)構(gòu)筑物的運(yùn)行進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以便保證污水的處理效果。另外，對(duì)污水廠出水而言，COD是必須監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目，出水應(yīng)該達(dá)到相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

  化學(xué)需氧量(COD)的測(cè)定，隨著測(cè)定水樣中還原性物質(zhì)以及測(cè)定方法的不同，其測(cè)定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀(KmnO4)，氧化率較低，但比較簡(jiǎn)便，在測(cè)定水樣中有機(jī)物含量的相對(duì)比較值時(shí)可以采用。重鉻酸鉀(K2CrO7)法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于測(cè)定水樣中有機(jī)物的總量。

  2.生化需氧量(BOD)

  生化需氧量(BOD)，是在有氧的條件下，由于微生物的作用，水中能分解的有機(jī)物質(zhì)完全氧化分解時(shí)所消耗氧的量稱為生化需氧量。它是以水樣在一定的溫度(如20℃)下，在密閉容器中，保存一定時(shí)間后溶解氧所減少的量(mg/L)來(lái)表示的。當(dāng)溫度在20℃時(shí)，一般的有機(jī)物質(zhì)需要20天左右時(shí)間就能基本完，成氧化分解過(guò)程，而要全部完成這一分解過(guò)程就需100天。但是，這么長(zhǎng)的時(shí)間對(duì)于實(shí)際生產(chǎn)控制來(lái)說(shuō)就失去了.實(shí)用價(jià)值。因此，目前規(guī)定在20℃下，培養(yǎng)5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)候測(cè)得的生化需氧量就稱為五日生化需氧量，用BOD5表示。如果污水中的有機(jī)物的數(shù)量和組成相對(duì)穩(wěn)定，則兩者之間可能有一定的比例關(guān)系，可以互相推算求定。生活污水的BOD與COD的比值大致為0.4～0.8。對(duì)于一定的污水而言，一般說(shuō)來(lái)，COD>BOD20>BOD5。

  BOD5也是污水處理廠日常重要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一。進(jìn)行BOD5監(jiān)測(cè)的具體意義基本與COD相同。

  不過(guò)，由于我國(guó)存在的河流之排水體制，因此城市污水廠污水中含有一定量的工業(yè)廢水，相對(duì)與生活污水而言，工業(yè)廢水水質(zhì)變化大而且難于降解，通過(guò)監(jiān)測(cè)污水廠進(jìn)水中BOD及COD，可以大致的判斷污水的可生化性。

  生化需氧量的經(jīng)典測(cè)定方法是稀釋接種法。

  3.溶解氧DO

  溶解在水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧，天然水的溶解氧含量取決于水體與大氣中氧的平衡。溶解執(zhí)的飽和含量和空氣中氧的分壓、大氣壓力、水溫有密切關(guān)系。清潔地地表水溶解度一般接近飽和。由于藻類(lèi)的生長(zhǎng)，溶解氧可能過(guò)飽和水體受有機(jī)、無(wú)機(jī)還原性物質(zhì)污染時(shí)溶解氧降低。當(dāng)大氣中的氧來(lái)不及補(bǔ)充時(shí)，水中溶解氧逐漸降低，以全趨近于零，此時(shí)厭氧菌繁稍，水質(zhì)惡化，導(dǎo)致魚(yú)蝦死亡。

  廢水中溶解氧的含量取決于污水排出前的處理工藝過(guò)程，一般含量較低，差異很大。魚(yú)類(lèi)死亡事故多是由于大量受納污水，使水體中耗氧性物質(zhì)增多，溶解氧很低，造成魚(yú)類(lèi)窒息死亡，因此洛解氧是評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。

  在污水廠整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，十分重視水中溶解氧的測(cè)定。

  國(guó)內(nèi)外進(jìn)行城市污水處理的主要是考生物二級(jí)處理系統(tǒng)，多為好氧法。顧名思義就是利用好氧微生物的新陳代謝過(guò)程分解去除水中的有機(jī)物。從中也可以看出，DO氧的控制是十分重要的，首先，應(yīng)該保證水中有足夠的溶解氧，這樣好氧微生物才能正常工作，這是取得較好的運(yùn)行效果的前提。可是，如果充氧過(guò)多，就會(huì)造成浪費(fèi)，導(dǎo)致運(yùn)行成本增加。因此，曝氣池中的DO一般控制在2～4mg/L之間。

  當(dāng)由于設(shè)備問(wèn)題或其他原因?qū)е氯芙庋醪蛔銜r(shí)，處理系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障。例如，曝氣池中DO不足，結(jié)果多會(huì)導(dǎo)致活性污泥的絲狀菌膨脹。原因在于，細(xì)菌和絲狀菌對(duì)不足的DO進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，可是在DO不足條件下，絲狀菌的競(jìng)爭(zhēng)力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于細(xì)菌，因此，細(xì)菌獲得的DO會(huì)更少，它們的生長(zhǎng)受到抑制，相反，絲狀菌得到機(jī)會(huì)大量繁殖，最終結(jié)果就是絲狀菌膨脹。

  在A/O、A2/O等具有一定的脫氮除磷工藝中，對(duì)于DO的控制也非常重要。為了得到想應(yīng)的N、P的去除率，必須保證有合適的DO值。

  可見(jiàn)，在污水廠的日常運(yùn)行的監(jiān)測(cè)中，對(duì)于DO的監(jiān)測(cè)是十分有意義的。通唱采用的方法有碘量法及其修正法、膜電極法和現(xiàn)場(chǎng)快速溶解氧儀法。

  4.總需氧量(TOD)

  總需氧量(TOD)。有機(jī)物中含C、H、N、S等元素，當(dāng)右機(jī)物全都被氧化時(shí)，這些元素分別被氧化為CO2、H20、NO2和SO2，此時(shí)的需氧量稱為總需氧量(TOD)。

  總需氧量測(cè)定原理和過(guò)程是向氧含量中注入一定數(shù)量的水樣，并將其送入以鉑鋼為觸媒的燃燒管中，以900℃的高溫加以燃燒，水樣中的有機(jī)物因被燃燒而消耗了載氣中的氧，剩余的氧用電極測(cè)定，并用自動(dòng)記錄器加以記錄，從載氣原有的氧量中減去水樣燃燒后剩余的氧，即為總需氧量。

  此指標(biāo)的測(cè)定，與BOD、COD的測(cè)定相比，更為快速簡(jiǎn)便，其結(jié)果也比COD更接近于理論需氧量。

  5.總有機(jī)碳(TOC)

  總有機(jī)碳(英文縮寫(xiě)TOC)。表示水中所有有機(jī)污染物的總含碳量，是評(píng)價(jià)水中有機(jī)污染質(zhì)的一個(gè)綜合參數(shù)。它是用燃燒法測(cè)定水樣中總有機(jī)碳元素量來(lái)反映水中有機(jī)物總量的一種綜合測(cè)定指標(biāo)。其測(cè)定結(jié)果以C含量表示，單位為mg/L。

  它的測(cè)定原理與過(guò)程是：將水樣加酸，通過(guò)壓縮空氣吹脫水中的無(wú)機(jī)碳酸鹽，以排除干擾，然后將水樣定量地注入以鉑鋼為觸媒的燃燒管中，在氧的含量充分而且一定的氣流中，以900℃的高溫加以燃燒，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生二氧化碳，經(jīng)紅外氣體分析儀測(cè)定，以自動(dòng)記錄器加以記錄，然后再折算其中的碳量。

  TOC的測(cè)定采用燃燒法，因此能將有機(jī)物全部氧化，它比BOD5或COD更能直接表示有機(jī)物的總量，因此常常被用來(lái)評(píng)價(jià)水體中有機(jī)物污染的程度。

  近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已研制成各種類(lèi)型的TOC分析儀。按工作原理不同，可分為燃燒氧化一非分散紅外吸收法、電導(dǎo)法、氣相色譜法、濕法}L化一非分散紅外吸收法等:其中燃燒氧化-非分散紅外吸收法只需一次性轉(zhuǎn)化，流程簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、靈敏度高，因此這種TOC分析儀廣為國(guó)內(nèi)外所采用。

  6.氮(有機(jī)氮、氨氮、總氮)

  有機(jī)氮是反映水中蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等含氮有機(jī)化合物總量的一個(gè)水質(zhì)指標(biāo)。

  若使有機(jī)氮在有氧的條件下進(jìn)行生物氧化，可逐步分解為NH3、NH4+、N02-、NO3-等形態(tài)，NH3和NH4+稱為氨氮，NO2-稱為亞硝酸氮，NO3-稱為硝酸氮，這幾種形態(tài)的含量均可作為水質(zhì)指標(biāo)，分別代表有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物的各個(gè)不同階段。

  總氮(英文縮寫(xiě)TN)則是一個(gè)包括從有機(jī)氮到硝酸氮等全部含量的水質(zhì)指標(biāo)。

  氨氮( NH3-N )是污水廠出水的重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，水中氨氮的來(lái)源卞要為生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物，某些工業(yè)廢水，如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等，以及農(nóng)田排水。此外，在無(wú)氧環(huán)境中，水中存在的亞硝酸鹽亦可受微生物作用，還原為氨。在有氧環(huán)境中，水中氨亦可轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，甚至繼續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}。

  測(cè)定水各種形態(tài)的氮化合物，有助于評(píng)價(jià)水體被污染和“自凈”狀況。魚(yú)類(lèi)對(duì)水中氨氮比較敏感，當(dāng)氨氮含量高時(shí)會(huì)導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)死亡。

  以游離氨NH3)或銨鹽(NH4-)形式存在于水中，兩者的組成比取決于水的pH值和水溫。當(dāng)pH值偏高時(shí)，游離氨的比例較高。反之，則銨鹽的比例高，水溫則相反。因此，在監(jiān)測(cè)時(shí)應(yīng)該對(duì)pH和水溫進(jìn)行足夠的注意。

  氨氮的測(cè)定方法，通常有納氏比色法、氣相分子吸收法、苯酚-次氯酸鹽(或水楊酸-次氯酸鹽)比色法和電極法等。

  水中N會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，污水廠出水中的N應(yīng)該按照國(guó)家及地方政府的相應(yīng)要求進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。因此，對(duì)于出水中N的監(jiān)測(cè)是污水廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目之一。

  此外，對(duì)于廣泛采用二級(jí)處理為主的城市污水廠而言，為了保證污水廠的正常運(yùn)行，必須保證生化池中微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，好氧法一般控制在：BOD:N:P=100:5:1,因此，對(duì)于污水廠進(jìn)水N的監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)微生物營(yíng)養(yǎng)的控制，當(dāng)污水中含磷比例較少時(shí)，需要人為的進(jìn)行補(bǔ)充，以保證微生物的營(yíng)養(yǎng)需求，進(jìn)而保證污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

  7.磷(總磷、溶解性磷酸鹽和溶解性總磷)

  在天然水和廢水中，磷幾乎都以各種磷酸鹽的形式存在，它們分為正磷酸鹽，縮合磷酸鹽(焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和多磷酸鹽)和有機(jī)結(jié)合的磷(如磷脂等)，它們存在于溶液中，腐殖質(zhì)粒子中或水生生物中。

  一般天然水中磷酸鹽含量不高。化肥、冶煉、合成洗滌劑等行收的工業(yè)廢水及生活污水中常含有較大量磷。磷是生物生長(zhǎng)必需的兀素之一。但水體中磷含量過(guò)高(如超過(guò)0.2mg/L)，可造成藻類(lèi)的過(guò)度繁殖，直至數(shù)量上達(dá)到有害的程度(稱為富營(yíng)養(yǎng)化)，造成湖泊、河流透明度降低，水質(zhì)變壞。磷是評(píng)價(jià)水質(zhì)的重要指標(biāo)。

  為了進(jìn)一步防止水中P導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，污水廠出水中的P應(yīng)該按照國(guó)家及地方政府的相應(yīng)要求進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。因此，對(duì)于出水中P的監(jiān)測(cè)是污水廠水質(zhì)監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目之一。

  此外，對(duì)于廣泛采用二級(jí)處理為主的城市污水廠而言，為了保證污水廠的正常運(yùn)行，必須保證生化池中微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求，好氧法一般控制在：BOD:N:P=100:5:1,因此，對(duì)于污水廠進(jìn)水P的監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)微生物營(yíng)養(yǎng)的控制，當(dāng)污水中含磷比例較少時(shí)，需要人為的進(jìn)行補(bǔ)充，以保證微生物的營(yíng)養(yǎng)需求，進(jìn)而保證污水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

  8.pH值

  pH值是指示水酸堿性的重要指標(biāo)，在數(shù)值上等于氫離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。pH值的測(cè)定通常根據(jù)電化學(xué)原理采用玻璃電極法，也可以用比色法。

  pH值能表示水的最基本性質(zhì)，對(duì)水質(zhì)的變化、水處理效果等均有影響，對(duì)pH值的測(cè)定和控制，對(duì)維護(hù)污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行、防止污水處理及輸送設(shè)備的腐蝕、保護(hù)水生生物的生長(zhǎng)和水體自凈功能都有重要的實(shí)際意義。

  污水的pH值如過(guò)高或過(guò)低，會(huì)影響生化處理，因?yàn)檫m宜于生物生存的pH值范圍往往是非常狹小的，并且也是很敏感的。比如，在活性污泥法系統(tǒng)的曝氣池中，如果由于pH發(fā)生了變化，如從正常的6.5～8.5變化到了5.5，那么，系統(tǒng)很有可能出現(xiàn)活性污泥的絲狀菌膨脹。這將直接影響出水水質(zhì)，導(dǎo)致出水惡化。其主要原因在于，在活性污泥中應(yīng)該細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)地位，其喜歡的最佳pH 范圍是6.5～8.5，當(dāng)pH值正常時(shí)，細(xì)菌占主要地位，絲狀菌數(shù)量有限。但是，當(dāng)pH變化到了5.5后，由于非常適合絲狀菌生長(zhǎng)，缺抑制了細(xì)菌的生長(zhǎng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致絲狀菌在活性污泥中占優(yōu)勢(shì)，致使污泥膨脹。

  另外，在污泥或高濃度廢水進(jìn)行厭氧消化處理時(shí)，也應(yīng)該格外注意pH值的控制。因?yàn)椋趨捬跸幚磉^(guò)程中，主要是由產(chǎn)甲烷菌群和非產(chǎn)甲烷菌群起作用。其中，產(chǎn)甲烷菌群對(duì)于pH值要求非常苛刻，需要控制在6.5～7.5，最好控制在6.8～7.2之間，否則，甲烷產(chǎn)氣率就會(huì)明顯下降，影響消化效果。

  一般要求處理后污水的pH值為6～9，當(dāng)pH值小于5時(shí)，就能使一般的魚(yú)類(lèi)死亡。

  9.懸浮物(SS)

  懸浮物SS指不能通過(guò)過(guò)濾器(濾紙或?yàn)V膜)的固體物質(zhì)。污水中的固體物質(zhì)包括懸浮固體和溶解固體兩類(lèi)。懸浮固體指懸浮于水中的固體物質(zhì)。懸浮固體也稱懸浮物質(zhì)或懸浮物，通常用SS表示。懸浮物透光性差，使水質(zhì)渾濁，影響水生生物的生長(zhǎng)，大量的懸浮物還會(huì)造成河道阻塞。從國(guó)家及地方相應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)而言，SS是進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要項(xiàng)目之一。

  10.有毒物質(zhì)

  有毒物質(zhì)是指污水中達(dá)到一定的濃度后，能夠危害人體健康、危害水體中的水生生物，或者影響污水的生物處理的物質(zhì)。由于這類(lèi)物質(zhì)的危害較大，因此，有毒物質(zhì)含量是污水排放、水體監(jiān)測(cè)和污水處理中的重要水質(zhì)指標(biāo)，有毒物質(zhì)是人們所普遍關(guān)切的，有毒物質(zhì)可分為無(wú)機(jī)毒物和有機(jī)毒物。

  無(wú)機(jī)物主要代表是一些重金屬離子如汞、鉻、鎘等，這些離子在水中如果不去除或處理效果不好，會(huì)進(jìn)入天然水體或生生系統(tǒng)，最終可通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移到人體中進(jìn)行大量付集，最終導(dǎo)致各種公害性疾病的出現(xiàn)。如水俁病、骨痛病等。

  有機(jī)毒物的典型代表有氰化物、酚、有機(jī)氯化物等。這些物質(zhì)也會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重傷害性事故。

  因此，對(duì)于城市污水處理廠的出水、出泥進(jìn)行有毒有害物質(zhì)進(jìn)行認(rèn)真、嚴(yán)格、科學(xué)的監(jiān)測(cè)是必須的。只有真正達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)才能排放或做他有。