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廢水和水污染
發布時間:2012/12/5 14:35:32 閱讀:1217

 1、基本概念

水在社會循環中,由于種種原因而喪失了使用價值而外排,這種廢棄外排的水稱為廢水。廢水是指廢棄外排的水,強調廢棄的一面。

污水是被污染物污染了的水,強調其臟的一面。實際上有相當數量的廢水是不臟的,如冷卻水。因而用廢水一詞統稱所有排水比較合適。

據廢水的來源:

生活廢水(domestic)  工業廢水 (industrial)

據污染物的化學類別:

有機廢水(organic)   無機廢水(inorganic

按廢水產生的工藝:

焦化廢水(coking)  冶金廢水(metallurgical)   制藥廢水(pharmaceutical)

食品廢水(food)    印染廢水(printing and dyeing)

廢水污染是指廢水對水體、大氣、土壤或生物的污染,這里廢水是污染的原因。水污染是指水體受到廢水、廢氣、固體廢棄物中污染物的污染,這里水體是受害者。但造成水體污染的主要原因是廢水。

2、 廢水中的污染物分類及危害簡介

1)固體污染物

固體污染物是指廢水中在100°C時不能蒸發的所有物質,稱為總固體: 溶解性固體(dissolved solidDS); 懸浮性固體(suspension solidSS)

實際區分二者是用特制的微孔濾膜(孔徑0.45 μm)來過濾,能透過的為溶解性固體,被膜截留的為懸浮性固體。

懸浮固體: 可沉降固體(settleable):能在2小時內靠重力沉降的固體

難沉降固體(unsettleable)兩小時內不能沉降的稱為難沉降固體

廢水中固體污染物的多少用單位體積的水中所含質量表示,即質量濃度,單位一般為mg/L。使用中需要指明是哪一種固體。

廢水中懸浮物含量的多少也可用濁度(turbidity)表示

在水質分析中規定,1 L水中含有1 mgSiO2所構成的濁度為一個標準濁度單位,簡稱1

懸浮物的危害主要是造成溝渠、管道和抽水設備的阻塞、淤積和磨損;造成水生生物的呼吸困難;造成給水水源渾濁;干擾廢水處理設施和回收設備的工作;有些懸浮物還有一定的毒性。幾乎所有的廢水中都含有數量不等的懸浮物,因此除去懸浮物是廢水處理的一項基本任務。

(2)需氧污染物

需氧污染物主要是指廢水中所含的能被微生物降解的有機物,有些是有毒的,但這類有機物大部分本身是無毒的。

這類污染物的特點是數量大、成分復雜,所以很難分別表示其含量。

產生污染的主要原因是在其分解過程中消耗水中的溶解氧。

需氧污染物用間接指標來衡量,常用的有BODCODTOCTOD等。

1)生物化學需(耗)氧量(biochemical oxygen demand簡稱BOD

表示在一定條件下(20°C),單位體積廢水中所含的有機物被微生物完全分解所消耗的分子氧的數量。單位為mg(氧)/L(廢水)。

BOD5BOD20 之分,BOD5最常用。

特點:準確反映污染的程度,但測定所需時間長,不利于指導實際生產和自動控制。

2)化學耗氧量(chemical oxygen demand簡稱COD

用化學氧化劑氧化分解廢水中的有機物,用所消耗的氧化劑中的氧來表示有機物的多少,單位仍為mg/L

常用的氧化劑有K2Cr2O7KMnO4,分別用CODCr CODMn表示。

特點:測定速度快,但與實際污染的程度有差距。

3)總需氧量(total oxygen demand TOD)和總有機碳(total organic carbon TOC  

900℃下,以鉑為催化劑,使水樣汽化燃燒,然后測定氣體載體中氧的減少量,作為有機物完全氧化所需的氧量,稱為總需氧量;

在同樣條件下測定氣體中二氧化碳的增量,從而確定出水樣中碳元素的含量,稱為總有機碳

特點:測定速度快,但設備復雜且與BODCOD之間無固定關系。

BOD5BOD20TODTOC有各自的特點和用途,在實際應用中應根據各自的特點和不同的情況選用!

(4)有毒污染物 (toxic materials)

廢水中能對生物引起毒性反應的化學物質稱為有毒污染物 。

特點:

急性中毒:初期效應十分明顯,嚴重時會導致死亡 。

慢性中毒:初期效應不明顯,但長期積累可引起突變、致畸、致死,甚至引起遺傳畸變,這種效應不易察覺,但后果更嚴重,一旦發現,很難在近期內處理,甚至不可逆轉。

影響危害程度的因素:

濃度和作用時間:濃度越大,作用時間越長,后果越嚴重。

環境條件:如溫度、pH值、溶解氧濃度等,

生物的種類及生物自身的適應能力。

分類:無機化學、有機化學和放射性毒物三類。

表示方法:質量濃度表示,單位為mg/L

1)無機化學毒物(inorganic toxics)

無機化學毒物主要是指重金屬離子、氰化物、氟化物和亞硝酸鹽等。

化學上一般把密度大于4的金屬稱為重金屬(heavy metals)

水污染中所指的重金屬主要是HgCrCdPbAsNiCeCuZnTiMoTi等,最主要的是前五種。  

重金屬(heavy metals)污染有如下特點:

a)毒性以離子狀態最大,且不同價態的毒性不同。如Cr6+>Cr3+,但As3+>As5+

b)很難被生物降解,有時還可以被生物富集或轉化成毒性更大的物質。據研究,海水中的汞通過食物鏈可富集2萬倍;

c)危害時間長,難消除。

d)有些重金屬是人體必須的元素。

2)有機化學毒物organic toxics)

有機化學毒物大多是人工合成的有機物。主要有:農藥(DDT、有機氯、有機磷等)酚類化合物、聚氯聯苯、稠環芳烴和芳香族氨基化合物等。

特點:這類物質的種類最多,性質最復雜,毒性大。化學穩定性好。大多數難被生物降解且可以通過食物鏈富集,危害人體健康。

3)放射性物質(radioactive matters)

放射性物質主要是指廢水中所含的能產生有害射線的物質。 

(4)營養污染物 (nutrients)

營養污染物主要是指植物和微生物生長過程中所需的營養物質,并非有毒,主要是氮和磷。這種由營養物質過多產生的污染稱做富營養化污染 (eutrophication)

產生污染的原因:

當大量營養物質進入水體時,會使藻類大量繁殖,水面上積聚大量的動物和植物,這種現象在海洋中出現叫赤潮(red current),在湖泊中出現叫水華(water bloom)當水中的生物大量死亡時會使水中的BOD值猛增,導致水中的溶解氧降低,影響水體功能,影響魚類生存 。 除氮和磷外,BOD、溫度、維生素類物質也能觸發和促進富營養化污染。

表示水中營養物質多少的指標是單位體積水中含氮和磷的總質量,單位為mg/L

   氮有多種表示方法:

有機氮是反映水中蛋白質、氨基酸、尿素等含氮有機物總量的一個水質指標。

NH3NH4+稱為氨態氮,

NO2稱為亞硝酸氮,

NO3稱為硝酸氮,

這幾種形態的含量均可作為水質指標,分別代表有機氮轉化為無機物的各個不同階段。

總氮(TN)則是一個包括從有機氮到硝酸氮等全部含量的水質指標。

(5)生物污染物 (biological pollutants)

生物污染物主要是指廢水中的致病微生物(pathogens)和其他的有機體。

制革廠廢水中常含有炭疽菌,

醫院污水中含有病原菌和病毒等。

生活廢水中含有可能引起腸道系統疾病的細菌和寄生蟲卵等。  

a)細菌總數(total bacteria)

細菌總數是指1 mL水中所含有各種細菌的總數。

b)大腸菌數(coliforms)

大腸菌數是指1 L水中所含大腸菌個數。由于大腸菌在外部環境中的生存條件與腸道傳染病的細菌、寄生蟲卵相似,而且大腸菌的數量多,比較容易檢驗,所以把大腸菌數作為生物污染指標。

 
 

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