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第一章 污水水质与污染指标
污水：生活污水、工业废水、初降雨
一、污水的物理性指标
1 感官性状指标
（1）温度：工业废水厂引起水体热污染。 危害
① 水中的化学反应 ② 生化反应
③ 水生生物的生命活动
④ 可溶性盐类的溶解度 温度升高，饱和溶解氧浓度越低，亏氧量越低，大气复氧
⑤ 溶解氧在水体中的溶解度 速率越低，溶解氧含量减少。 ⑥ 可溶性有机物的溶解度 温度升高，化学反应速度越高，耗氧量越高，溶解氧含量减少。 ⑦ 水体自净及其速率
⑧ 细菌与微生物的增殖速度。 各地生活污水平均水温为10~20℃。
（2）色度：主要来源于金属化合物或有机化合物。所含杂质不同，色度不同。
危害：色度升高，透光性下降，水生植物的光合作用受到影响，水体自净作用减弱。 （3）嗅与味：主要来源于还原性硫和氮的化合物、挥发性有机物和氯气等。 2 固体含量
危害：产生色度，堵塞鱼腮，消耗溶解氧，恶化水质，吸附其他物质随水流迁移。 性质：有机、无机、生物 水中各种固体物的形态：
水样 蒸发 总固体（TS）
TS：定量水样在105~110℃烘箱中烘干至恒重所得重量。 水样 沉降 可沉降固体
挥发性可过滤固体VFS：尿素、 淀粉、糖类、脂肪、蛋白质以 及洗涤剂等有机物质
可过滤固体FS （溶解性固体DS）
非挥发性可过滤固体FFS：
碳酸盐、氨盐、磷酸盐、氧水样 过滤 化物等无机物
挥发性悬浮固体VSS：在马福
炉中灼烧至恒重所失去的重量
悬浮固体SS
非挥发性悬浮固体FSS：灰
分
1
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二、污水的化学性指标
1 无机污染物指标
（1）酸碱度，无机盐及指标：一般要求后污水的pH值在6~9之间。当天然水体遭受酸碱污染时，pH值发生变化，消灭或抑制水体中生物的生长，妨碍水体自净，还腐蚀船舶。
碱度指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，按离子状态可分为三类：氮氧化合物碱度，碳酸盐碱度，重碳酸盐碱度。
（2）植物性营养元素：过多的氮、磷进入天然水体易导致富营养化，导致水体植物尤其是藻类的大量繁殖，造成水中溶解氧的急剧变化，影响鱼类生存，并可能使某些湖泊由贫营养湖发展为沼泽和干地。
含氮化合物：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。它消耗水体中的溶解氧，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。
关于氮的几个指标：
有机氮：主要指蛋白质和尿素
总氮（TN）一切含氮化合物以氮计的总称
TKN：总氮中的有机氮和氨氮，不包括亚硝酸盐氮、硝酸盐氮； 氨氮：有机化合物的分解或直接来自含氮工业废水 NOX-N：亚硝酸盐氮和硝酸盐氮
含磷化合物：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，主要来自于人体排泄物以及合成洗涤剂，牲畜饲养及含磷工业废水。它易导致藻类等浮游生物大量繁殖，破坏水体耗氧和复氧平衡，使水质迅速恶化，危害水产资源。 （3）重金属：微量金属元素
危害：生物毒性，抑制微生物生长，使蛋白质凝固；逐级富集至人体，影响人体健康。 2 有机污染物指标
按被生物降解的难易程度有机物可分为2类4种： 可生物降解有机物：包括可生物降解有机物对微生物的无毒害及抑制作用，可生物降解有机
物但对微生物有毒害和抑制作用。
难生物降解有机物：难生物降解有机物对微生物无毒害或抑制作用，难生物降解有机物对微
生物有毒害和抑制作用。
（1）BOD（生化需氧量）：在水温为20℃的条件下，由于微生物（主要是细菌）的生活活动，将有机物氧化成无机物所消耗的氧量。
反映了在有氧的条件下水中可生物降解的有机物的量，主要污染特性（以mg/L为单位）。 有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：第一个阶段有机物被转化成二氧化碳、水和氨；第二阶段主要是氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物生物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20天－100天完成。
实际中，常以5天作为测定生化需氧量的标准时间，称五日生化需氧量（BOD5）。 （2）COD（化学需氧量）：用强氧化剂在酸性条件下，将有机物氧化成二氧化碳和水所消耗的氧量。
※BOD/ COD：可生化性指标，比值越大越容易被生物处理。 （3）TOD： （4）ThOD： （5）TOC：
※对于同一种污水来说，ThOD﹥TOD﹥CODCr﹥BOD5﹥TOC
2
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3 污水的生物性质指标 （1）来源及危害：
生活污水：肠道传染病、肝炎病毒、SARS、寄生虫卵等 制革、屠宰等工业废水：炭疽杆菌、钩端螺旋体等 医院污水：各种病原体
危害：传播疾病、影响卫生、导致水体缺氧
（2）细菌总数：水中细菌总数反映了水体有机污染物程度和受细菌污染的程度。
常以：细菌个数/mL计。
如：饮用水 小于100个/mL，医院排水 小于500个/mL
（3）大肠菌群：可表明水样被粪便污染的程度，间接表明有肠道病菌存在的可能性。 常以：大肠菌群数/L计
如：饮用水 小于3个/L，城市排水 小于10000个/L，游泳池 小于1000个/L。 ※ 从几个水质标准看水处理工程的任务 水质标准中主要指标浓度值（mg/L） 主要指标 一般污水 一A 国家排一B 放标准二级 GB18918 三级 中水回用（冲厕） Ⅰ类 Ⅱ类 地表水 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类 一般景观用水 生活饮用水
CODCr 250~300 50 60 100 120 — 小于15 小于15 15 20 25 CODMn BOD5 100~150 10 20 30 60 10 小于3 3 4 6 10 8 SS 150~200 10 20 30 50 5 NH3-N 30（TKN=40） 5（8） 8（15） 25（30） — 10 0.5 0.5 TP 4~5 1 1.5 3 5 — 0.02 0.1（0.25） 0.1（0.05） 0.2 0.2 0.05 无漂浮沉积物 1 2 2 透明度大于0.5m 0. 5 感官性状与一般化学指标；毒理学指标；细菌学指标；反射性指标 3
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第二章 水体污染与自净
一、水体的自净作用
污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净作用。 按照净化机理可分为3类：物理净化作用，化学净化作用，生物化学净化 1 物理净化作用
水体中的污染物通过稀释、混合、沉淀与挥发，使浓度降低，但总量不减。
（1）稀释：污水排入水体后，在流动的过程中，逐渐和水体水相混合，使污染物的浓度不
断降低的过程。稀释效果受两种运动形式的影响，即对流与扩散。
（2）混合：
1) 竖向混合阶段：污染物排入河流后因分子扩散、湍流扩散、弥散作用逐步向河水
中分散，由于一般河流的深度与宽度相比较小，所以首先在深度方向上达到浓度分布均匀，从排放口到深度上达到浓度分布均匀的阶段称为竖向混合阶段，同时也存在横向混合作用。
2) 横向混合阶段：当深度上达到浓度分布均匀后，在横向上还存在混合过程。经过
一定距离后污染物在整个横断面上达到浓度分布均匀，这一过程称为横向混合阶段。
3) 断面充分混合后阶段：在横向混合阶段后，污染物浓度在横断面上处处相等。河
水向下游流动的过程中，持久性污染物的浓度将不在变化，非持久性污染物浓度将不断减少。
点源
污水流量：Qw 污染物浓度：Cw
混合
海岸线 河水总流量
污水羽流
河水流量：Qs 本底浓度：Cs
Qs+Qw 稀释后浓度
Cd 海岸线
（3）沉淀与挥发：污染物中的可沉物质，可通过沉淀去除，使水体中污染物的浓度降低，
但易对河水造成二次污染。
2 化学净化作用
水体中的污染物通过氧化还原、酸碱反应、分解合成、吸附凝聚等过程，使存在形态发
4
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生变化及浓度降低，但总量不减。
（1）氧化还原：水体化学净化的主要作用。
（2）酸碱反应：水体中存在的地表矿物质以及游离二氧化碳、碳酸系碱度等，对排入的酸、
碱有一定的缓冲能力，使水体的pH值维持稳定。
（3）吸附与凝聚：胶体微粒的存在 3 生物化学净化作用
以水体中氮的迁移转化为例介绍 氨化细菌 亚硝化细菌 硝化细菌 反硝化细菌
—— +
有机氮 NH4 NO2 NO3N2 氨化作用 ＋O2 ＋O2 ＋C源
碱度增大 碱度减小 碱度增大
好氧或厌氧条件 好氧条件 低氧、缺氧条件
二、河流氧垂曲线方程
1 氧垂曲线
水体受到污染后，水体中溶解氧逐渐被消耗，到临界点后又逐步回升的变化过程，如图所示。
2 氧垂曲线方程——菲里普斯方程的建立 （1）有机物耗氧动力学
（2）溶解氧变化过程动力学
某点处的氧不足量变化速率是该处耗氧速率和复氧速率之和：
5