精华:废水处理中水质分析各项指标说明


1. 悬浮固体 SS、MLSS
SS 是特指进水或出水中悬浮颗粒的浓度。SS 为水中物质的存在形态(胶体 物、溶解物)之一。悬浮固体系指剩留在滤料上并于 103℃~105℃烘至恒重的 固体。测定方法是将水样通过滤料后,烘干固体残留物及滤料,将所称重量减去 滤料重量,即为悬浮固体(非过滤性残渣)。
MLSS 一般是指生化池里混合液悬浮固体颗粒的浓度,简称污泥浓度。包括 具有活性的微生物群体、微生物自身氧化的残留物、污水中不能被微生物降解的 有机物、污水中的无机物,它包含 MLVSS。
 
2. 化学需氧量(COD)
在一定条件下,废水处理用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量,称为化学耗氧量,简写为COD,表示单位为氧的毫克/升(O2,mg/l)。采用重铬酸钾(K2Cr2O7)作为氧化剂测定出的化学耗氧量表示为CODcr 。

化学耗氧量可以反映水 体受还原性物质污染的程度。水中还原性物质 包括有机 物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等。重铬酸钾能够比较完全地氧化水中的有机物, 如它对低碳直链化合物的氧化率为 80 ~90%,因此CODcr能够比较完全地表示 水中有机物的含量。此外,CODcr测定需时较短,不受水质限制,因此现已作为 监测工业废水污染的指标。CODcr 的缺点是,不能像BOD5 那样表示出被微生物 氧化的有机物的量而直接从卫生方面说明问题。成分比较固定的污水,其BOD5值与CODcr之间能够保持一定的相关关系。因 而 常 用 BOD5/CODcr 比 值 作 为 衡 量 污 水 是 否 适 宜 于 采 用 生物 处 理 法 进 行 处 理(即可生化性)的一项指标,其值越高,污水的可生化性就越强。一般来说对于 同一水样,CODcr >BOD20 >BOD5 ,而CODcr与BOD5 值之差可大致地表示不能 为微生物降解的有机物量。

 
3. 生化需氧量(BOD)
其定义是:在有氧条件下,好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗

的游离氧的数量,表示单位为氧的毫克/升(O2,mg/l)。即是一种用微生物 代谢作用所消耗的溶解氧量来 间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。一般有机物在微生物的新陈代谢作用下,其降解过程可分为两个阶段,第一阶段是有机物转化为CO2 、NH3 、和 H2O 的过程。第二阶段则上述NH3进一步在亚硝化菌和硝化菌的作用下,转化为亚硝酸盐和硝酸盐,即所谓硝化过程。NH3已是无机物,污水的生化需氧量一般只指有机物在第一阶段生化反应所需要的氧量。微生物对有机物的降解与温度有关,一般最适宜的温度是 15~30℃,所以在测定生化需氧量时一般以 20℃作为测定的标准温度。20℃时 在BOD的测定条件(氧充足、不搅动)下,一般有机物 20 天才能够基本完成在 第一阶段的氧化分解过程(完成过程的 99%)。就是说,测定第一阶段的生化需 氧量,需要 20 天,这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间,一般以 5 日作为测定BOD的标准时间,因而称之为五日生化需氧量,以BOD5表示之。BOD5 约为BOD20的 70%左右。

 
4. 总有机碳(TOC)
TOC: Total Organism Carbon总有机碳是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。在 950℃高温下,以铂作为催化剂,使水样气化燃烧,然后测定气体中的CO2 含量,从而确定水样中碳元素总量。由于TOC的测定采用燃烧法,因此能将有机 物全部氧化,它比BOD5 或COD更能反映有机物的总量。测定中应该去除无机碳 的含量,各种水质之间TOC或TOD与BOD不存在固定的相关关系。在水质条件基 本不变的条件下,BOD与TOC或TOD 之间存在一定的相关关系。
目前广泛应用的测定TOC的方法是燃烧氧化—非色散红外吸收法。其测定原理是:将—定量水样注入高温炉内的石英管,在 900-950℃温度下,以铂和三氧 化钴或三氧化二铬为催化剂,使有机物燃烧裂解转化为二氧化碳,然后用红外线 气体分析仪测定CO2含量,从而确定水样中碳的含量。因为在高温下,水样中的 碳酸盐也分解产生二氧化碳,故上面测得的为水样中的总碳(TC)。为获得有机碳 含量,可采用两种方法:一是将水样预先酸化,通入氮气曝气,驱除各种碳酸盐 分解生成的二氧化碳后再注入仪器测定。另一种方法是使用高温炉和低温炉皆有 的TOC测定仪。将同一等量水样分别注入高温炉(900℃) 和低温炉(150℃) ,则水样中的有机碳和无机碳均转化为CO2,而低温炉的石英管中装有磷酸浸渍的玻璃棉,能使无机碳酸盐在 150℃分解为C02,有机物却不能被分解氧化。将高、低温炉中生成的CO2Technical Department Document依次导入非色散红外气体分析仪,分别测得总碳(TC)和无机碳(IC) , 二者之 差即为总 有机碳TOC) 。 测定流程 见下 图。该方法最低检出浓度为0.5mg/L。

 
5. 总需氧量(TOD)
TOD: Total Oxygen Demand总需氧量是指水中能被氧化的物质,主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物时所需要的氧量,结果以O2的mg/L表示。用TOD 测 定 仪测定TOD 的原理是将一 定量水样注入 装有铂催化剂的石英燃 通 入 含 已 知 氧 浓 度 的 载 气 ( 氮 气 ) 作 为 原 料 气 , 则 水 样 中 的 还 原 性 物 质 在 900℃下被瞬间燃烧氧化。测定燃烧前后原料气中氧浓度的减少量,便可求得水 样的总需氧量值。TOD值能反映几乎全部有机物质经燃烧后变成CO2、H2O、NO、SO2等所需要的氧量。它比BOD、COD和高锰酸盐指数更接近于理论需氧量值。但它们之间也没有固定的相关关系。有的研究者指出,BOD5/TOD =0.1~0.6;COD/TOD =0.5~0.9,具体比值取决于废水的性质。TOD和TOC的比例关系可粗 略 判断 有机物的种类。 对于含碳化合物,因为一 个碳原子消耗两个氧 原子,即O2/C=2.67,因此从理论上说,TOD=2.67TOC。若某水样的TOD/TOC为 2.67左右,可认为主要是含碳有机物;若TOD/TOC>4.0,则应考虑水中有较大量含 S 、P 的有机物存在;若TOD/TOC <2.6,就应考虑水样中硝酸盐和亚硝酸盐可 能含量较大,它们在高温催化条件下分解放出氧,使TOD测定呈现负误差。

 
6. 含氮化合物(氨氮、TN、TKN、NOX-N)
有机氮:主要指蛋白质和尿素;
氨氮:有机氮化合物的分解,或直接来自含氮工业废水;
总氮 TN:一切含氮化合物以 N 计量的总称;
凯式氮 TKN: TN 中的有机氮和氨氮,不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮; NOx-N:亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
氮是有机物中除碳以外的一种主要元素,也是微生物生长的重要元素。污水 中氮有四种:有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮,四者之间通过生物化学作 用可以相互转化,测定各种形态含氮化合物,有助于评价水体被污染和自净状况。 水中的氨氮是指以游离氨(或称非离子氨,NH3)和离子氨(NH )形式存在的氮,两者的组成比决定于水的pH 值。对地面水,常要求测定非离子氨。水 中氨 氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,焦化、合成氨等 工业废水,以及农田排水等。氨氮含量较高时,消耗水体中溶解氧,促进藻类等 浮游生物的繁殖,形成水花、赤潮,引起鱼类死亡,水质迅速恶化。测 定水中氨氮的方 法有纳氏试剂分 光光度法、水 杨酸一次氯酸盐 分光光度 法、电极法和容量法,水样有色或浑浊及含其他干扰物质影响测定,需进行预处 理。对较清洁的水。可采用絮凝沉淀法消除干扰;对污染严重的水或废水应采用 蒸馏法。

7. 含磷化合物(TP 等)
有机磷包括磷酸甘油酸、磷肌酸等;无 机 磷: 磷 酸 盐包 括正 磷 酸 盐(PO4 ) 、 磷 酸氢 盐 (HPO4 ) 、 磷 酸 二氢 盐H2PO4-、偏磷酸盐(PO3);聚合磷酸盐:焦磷酸盐(P2O7) 、三磷酸盐(P3O10)三磷酸氢盐(HP3O9 );总磷 TP:一切含磷化合物以 P 计量的总称;磷也是有机物中的一种主要元素,是仅次于氮的微生物生长的重要元素,磷 主要来自人体排泄物以及合成洗涤剂、牲畜饲养场及含磷工业废水。磷促进藻类 等浮游生物的繁殖,破坏水体耗氧和复氧平衡,水质迅速恶化,危害水产资源。

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