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污水中的有机物有哪些?

污水中的有机物有哪些?

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污水中的有机物有哪些?

作者:管理员 来源: 日期:2014/5/31 16:42:02 人气: 标签:污水,有机物
表示水中有机物含量的综合指标有两类,一类是以与水中有机物量相当的需氧量(02)表示的指标,如生化需氧量BOD、化学需氧量COD和总需氧量TDD等;另一类是以碳(C)表示的指标,如总有机碳TOC。对于同一种污水来讲,这几种指标的数值一般是不同的,按数值大小的排列顺序为TOD> CODCr> BOD5> TOC。
1.总需氧量
总需氧量TOD是指水中的还原性物质在高温下燃烧后变成稳定的氧化物时所需要的氧量,结果以TOD值可以反映出水中几乎全部有机物(包括碳C、氢H、氧0、氮N、磷P、硫S等成分)经燃烧后变成C02、H20、NO,, s02等时所霽要消耗的氧量。
2.总有机碳
总有机碳T0C是间接表示水中有机物含量的一种综合指标,其显示的数据是污水中有机物的总含碳量,单位以碳(C)的mg/L来表示。一般城市污水的T0C可达200mg/L,工业污水的T0C范围较宽,高的可达几万mg/L,污水经过二级生物处理后的T0C一般< 50mg/Lo
3.生化需氧量
生化需氧量全称为生物化学需氧量,简写为B0D,它表示在温度为201和有氧的条件下,由于好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中消耗的溶解氧量,也就是水中可生物降解有机物稳定化所需要的氧量,单位为mg/L。BOD不仅包括水中好氧微生物的增长繁殖或呼吸作用所消耗的氧量,还包括了硫化物、亚铁等还原性无机物所耗用的氧量,但这一部分的所占比例通常很小。
在201的自然条件下,有机物氧化到硝化阶段、即实现全部分解稳定所需时间在KXM以上,但实际上常用2(rc时20d的生化需氧量BOD20近似地代表完全生化需氧量。生产应用中仍嫌 [#]0d的时间太长一般采用201时5d的生化需氧量B0D5作为衡量污水有机物含暈的指标。
4.化学需氧量—
化学需氧量GOD是指在一定条件下,水中有机物与强氧化剂作用所消耗的氧化剂折合成氧的量,以氧的mg/L#c当用重铬酸钾作为氧化剂时,水中有机物几乎可以全部(90%~95%)被氧化,此时所消耗的氧化剂折合成氧的量即是通常所称的化学需氧量,常简写为C0D&。污水的CODa值不仅包含了水中的儿乎所有有机物被氧化的耗氧量,同时还包括了水中亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等还原性无机物被氧化的耗氧量。
5.BOD5与CODu的关系
B0D5不仅仅是一个重要的水质指标,更是污水生物处理过程中的一个极为重要的控制参数。但是由于测定时间较长(5d),不能及时反映和指导污水处理装置的运行,只能用于工艺效果评价和长周期的工艺调控。对于特定的污水处理厂,可以建立B0D5和C0D&的相关关系,用0©&粗略估计B0D5值来指导处理工艺的调整。有时会因为某些生产污水不具备微生物生长繁殖的条件(如存在有毒有机物),无法准确测定其bod5值。
化验污水的化学需氧量CODo值可以较准确地测定水中有机物含量,但化学需氧量C0D&不能区别可生物降解有机物和不可生物降解的有机物。人们习惯于利用测定污水的8005/0)0(>来判断其可生化性,一般认为,污水的B0D5/C0D&大于0.3就可以利用生物降解法进行处理,如果污水的BOR/CODo低于0.2,则只能考虑采用其他方法进行处理。
化学需氧量CODc^t—般高于生化需氧量BOD5值,其间的差值能够约略地反映污水中不能被微生物降解的有机物含量。对于污染物成分相对固定的污水来说,《^&与BOD5之间一般都有一定的比例关系,可以互相推算。加上0»&的测定所用时间较少,按回流2h的国家标准方法来化验,从取样到出结果,只需要3~4h,而测定BOD5值却需要5d时间,因此在实际污水处理运行管理中,常利用CODc/^为控制指标。
为了尽快指导生产运行,有的污水处理厂还制定了回流 [#]miri测定COD&的企业标准,测得结果虽然与国家标准方法有一定误差,但由于误差为系统误差,连续监测的结果可以正确地反映水质的实际变化趋势,测定时间却可以减少到lh以内,对及时调整污水处理运行参数和防止水质突变对污水处理系统造成冲击,提供了时间上的保证。
6.COD0测定的注意事项
CODcJM定中使用了重铬酸钾、硫酸汞和浓硫酸等药品,或有剧毒或有强烈的腐蚀性,而且需要加热回流,因此操作必须在通风橱中进行,并且要十分精心,废液必须回收并单独处理。
为使催化剂硫酸银分布均勻,应将硫酸银溶于浓硫酸中,待其全部溶解后(约需2d)再随起酸化作用的硫酸一起加人锥形瓶中。国家标准化验方法规定每测定一次C0Do(20mL水样)要加人0.4gA&S04/30mLH2S04,但对于一般的水样,投加0.3gAg2S04/30mLH2S04是完全足量的,没有必要使用更多的硫酸银。对经常测定的污水水样,如果有充分的数据对照,还可以适当减少硫酸银的用量。
0)0&是污水中有机物含量的指标,因此测定时一定要将氯离子和无机还原物质的耗氧除去。对于Fe2+、S2-等无机还原物的干扰,可根据其测定的浓度,由理论需氧量对已测的(:(》&值加以校正。对氯离子cr1的干扰,一般采用硫酸汞去除,其加人量为每20mL水样0.4gHgS04时,可去除2000mg/L氯离子的干扰。对经常测定的各种成分相对固定的污水水样,如果氯离子含量较少或使用稀释倍数较高的水样测定,可以适当减少硫酸汞的用量。
7.BOD5测定的注意事项
BOD5的测定是生物作用和化学作用的共同结果,必须严格按照操作规范进行,变更任何一个条件,都将秦响测定结果的准确性和可比性。影响BOD5测定的条件包括pH值、温度、微生物种类和数量、无机盐含量、溶解氧和稀释倍数等。化验BOD5的水样必须充满并密封于取样瓶中,在2~5t的冷藏箱内保存到分析时。一般应在采样后6h内进行检验在任何情况下,水样的贮存时间不能超过24h。'对有硝化作用的污水处理系统的出水进行BOD“f!定时,由手其中含有很多硝化细菌,测定结果中就包含了氨氮等含氮物质的需氧量。当需要区分水样中含碳物质的需氧量和含氮物质的需氧量时,可采用在稀释水中加人硝化抑制剂的方法消除BOD5测定过程中的硝化作用,比如在每升稀释水中加入10mg [#]-氯-6-二氣甲基础卩定或lOmg丙稀基硫脈等。
(1)测定工业废水的BOD5时的接种
工业废水中一般都含有数量不等的有毒物质,这些有毒物质会对微生物的活动产生抑制作用,因此工业废水中自有微生物的数量很少甚至根本没有。比如经高温和灭菌处理及pH过高或过低的水样,除了需要采取进行降温、还原杀菌剂或调整pH值等预处理措施外,为保证测定BOD5时的准确性,也必须进行有效接种。
测定工业废水的BOD5时,如果毒性物质含量太大,有时还要用药剂予以去除;如果污水呈酸性或碱性,还要先进行中和处理;而且通常水样要经过稀释,然后才能采用标准稀释法测定。向水样中水加人适量含经过驯化的好氧微生物的接种液(如处理这种工业废水的曝气池混合液),就是为了使水样中含有一定数量的对有机物具有降解能力的微生物。在满足其他测定丨iOD5的条件下,利用这些微生物分解工业废水中的有机物,测定水样培
养5d的耗氧量,即可得到工业废水的BOD5值。
污水处理厂的曝气池混合液或二沉池出水是测定进人污水处理厂的污水BOD5时的理想的微生物种源。直接用生活污水接种,因其中溶解氧很少甚至没有,容易出现厌氧微生物,需要长时间培养驯化,因此,这种经过驯化的接种液仅适用于作为特定需要的某些工业废水。
(2)测定BOD5时对稀释水的基本要求
稀释水的质量对BOD5的测定结果的准确性意义重大,通常要求稀释水空白5日耗氧必须小于Ojmg/L,好能控制在
0.lmg/L以下,接种稀释水5日耗氧应在0.3~l.Omg/L之间。
好使用蒸馏水作为稀释水,不宜使用离子交换树脂制得的纯水作为稀释水,因为去离子水往往含有从树脂中分离出的有机物。如果制备蒸馏水的自来水中含有某些挥发性有机物,为预防其残留在蒸馏水中,就应在蒸馏前进行去除有机物的预处理。由金属蒸馏器制得的蒸馏水,应注意检査其中的金属离子含量,以免发生抑制微生物的繁殖和代谢,影响BOD5测定结果的准确性。
如果所用稀释水因含有有机物而不符合使用要求时,可采取加入适量曝气池接种液后,在室温或20尤条件下贮存一定时间的方法予以消除影响。接种的量以5d耗氧约0.lmg/L为原则,为防止藻类繁殖,贮存必须在室中进行。如果贮存后的稀释水有沉渣,只能取用上清液,可;ii滤去除沉渣。
为确保稀释水的溶解氧接近饱和,必要时可用真空泵或水射器吸人经净化的空气,也可用微型空压机注人经净化的空气,还可用氧气瓶通人纯氧,然后将经过充氧的稀释水在20T培养箱中放置一定时间,使溶解氧达到平衡。冬季在较低室温放置的稀释水可能含有过多的溶解氧,夏季高温季节则恰好相反,因此在室温与201有明显差别时,一定要放置在培养箱内稳定一段时间,使之和培养环境的氧分压平衡。
(3)测定BOD5时确定稀释倍数的方法
稀释倍数的确定是按测定BOD5时,5d耗氧应大于2mg/L、
剩余溶解氧大于lmg/L这两个条件为原则。稀释后当日培养瓶中的DO为7~8.5mg/L,假设5d耗氧量为4mg/L,则稀释倍数为CODo值分别与0.05、0.1125、0.175三个系数的乘积。例如用250mL培养瓶测定(:00&为200mg/L的水样B0D5时,三个稀释倍数分别为:①200x [#].005= [#]0倍,②200x0.1125= [#]2.5倍,
③200x0.175= [#]5倍。如果采用直接稀释法,则取水样的体积分别为:①250+ [#]0= [#]5mL,②250+ [#]2.5« llmL,③250+ [#]5*=
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照此取样培养,将有1~2个测得的溶解氧结果符合上述两个原则。如果有两个稀释比符合上述原则,计算结果时,应取其平均值。如果剩余的溶解氧小于lmg/L、甚至为零时,应加大稀释比。如果培养期间溶解氧消耗量小于2mg/L,一个可能是稀释倍数过大;另一个可能是微生物菌种不适应、活性差,或有毒物质的浓度过大,此时还可能出现稀释倍数大的培养瓶消耗溶解氧反而较多的现象。
如果稀释水为接种稀释水,由于空白水样耗氧为0.3~ [#].0mg/L,所以稀释系数分别为0.05、0.125和0.2。
如果已知水样C0D&具体值或大概范围,可以较容易地按上述稀释倍数去分析其B0D5值。当不知道水样的C0D&范围,为了缩短分析时间,可在测定C0D&过程中进行估算。具体做法是:首先配制每升中含有0.4251g邻苯二甲酸氢钾的标准溶液(此液COD&值为500mg/L),然后按比例稀释成《)0&值分别为 [#]00mg/L、300mg/L、200mg/L、100mg/L的稀溶液。分别移取 [#]0.0mLCOD&值为100~ [#]00mg/L的标准溶液,按常法加人试剂,进行COD&值测定9加热煮沸腾回流30min后,自然冷却到常温再加盖保存,制成标准比色系列。按照常法测定水样的C0De^t过程中,当煮沸回流进行到30min时,用预热后的标准C0D&值色列进行对比,估算出水样的C0D&值,依此确定化验80&时的稀释倍数。对含有难消解有机物的印染、造纸、化工等工业废水,必要时在煮沸回流到60min时再进行比色估算。
(4)测定BOD5时水样稀释的操作注意事项
测定BOD5时水样稀释法分一般稀释法和直稀释法两种,其中一般稀释法需要使用的稀释水或接种稀释水数量较多。
一般稀释法是在1L或2L量筒中,加人稀释水或接种稀释水约500mL,然后加人计算而得的一定体积的水样,再加稀释水或接种稀释水到满量程,用末端装有橡皮圆片的玻璃棒在水面下慢慢作上提或下沉式搅动,后用虹吸管将已经混合均匀的水样溶液引人培养瓶中,并使充满溢出少许,小心盖紧瓶塞,并水封瓶口。对第二或第三个稀释倍数的水样,可利用剩余的混合液,经计算后在添加一定量的稀释水或接种稀释水,用同样的方法混合并引人培养瓶。
直接稀释法是先以虹吸法在已知容积的培养瓶中引人约一半容积的稀释水或接种稀释水,然后沿瓶壁注人根据稀释倍数计算出的每一培养瓶中应加人的水样体积,再引人稀释水或接种稀释水至瓶颈,小心盖紧瓶塞,并水封瓶口。使用直接稀释法时,特别要注意后引人稀释水或接种稀释水时一定不能过快。同时要摸索引人适体积的操作规律,避免过量溢出而产生的误差。
无论使用哪种方法,在将水样引人培养瓶时,动作必须要轻缓,避免发生气泡,以防空气溶入水中或水中氧气溢出。同时要保证在盖紧瓶盖时一定要细心,避免瓶内留有气泡而影响测定结果。培养瓶在培养箱内培养时,每天都要检查其水封情况,及时填水,以防止封口水分蒸干而使瓶内进入空气。此外,5d前后使用的两个培养瓶的体积必须相同,以减小误差。
(5)测定BOD5时可能出现的异常问题
BOD5/COD&接近1甚至大于1,往往说明检测过程出现了差错,必须对检测的每个环节进行审核,尤其要注意水样取用是否均匀。而BOD5/CODm„接近1甚至大于1却可能是正常的,因为高锰酸钾对水样中有机组分的氧化程度要比重铬酸钾低很多,同一水样的CODmh值有时会比COD&值低很多。
当出现规律性的稀释倍数越大、80仏值越高的现象时,原因通常是水样中含有抑制微生物生长繁殖的物质。稀释倍数低时,水样中所含抑制物质的比例就越大,使细菌无法进行有效的生物降解作用,导致BOD5的测定结果偏低^此时应查找抑菌物质的具体成分或原因,测定前进行有效地预处理予以消除或掩蔽。这些对bod5测定有影响的物质和因素包括重金属及其他有毒的无机物或有机物、余氯等氧化性物质、pH值过高或过低等。
BOD5/COD&儼低时,比如低于0v2甚至低于0.1,如果测定的是工业废水,可能因为水样中的有机物可生物降解性很差,但如果测定的水样是城市污水或混有一定比例生活污水的工业废水,除了因为水样中含有化学毒性物质或抗菌素外,比较常见的原因是pH值非中性和存在余氯类杀菌剂等。为避免失误,在BOD5的测定过程中,水样和稀释水的pH值一定要分别调节到7和7.2,对有可能存在余氯等氧化剂的水样,要作例行检查。

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