(生活污水中无机机物5545).ppt

1（生活污水中无机物：有机物（生活污水中无机物：有机物=55：：45）） 对微生物对微生物无毒无毒抑制作用抑制作用 可生物降解可生物降解有机物有机物 对微生物对微生物有有毒抑制作用毒抑制作用 对微生物对微生物无毒无毒抑制作用抑制作用 不可生物降解不可生物降解有机物有机物 对微生物对微生物有毒有毒抑制作用抑制作用6.10 有机物污染综合指标有机物污染综合指标2直接测定技术上有困难，间接利用直接测定技术上有困难，间接利用有机物均可被氧化有机物均可被氧化的特性的特性 (思考：为什么？思考：为什么？) 即：用氧化所消耗的即：用氧化所消耗的氧量或产生氧量或产生CO2量量表示有机物表示有机物总量）总量） O2C、、H、、O、、N、、S 、、 P CO2、、H2O、、NO3-、、SO42- 、、 PO43-常用的水中有机污染物表示方法常用的水中有机污染物表示方法——有机物综合指标有机物综合指标3有 机 物综合指标化学需氧量（CODCr）高锰酸盐指数理论需氧量（ThOD）总需氧量（TOD）生化需氧量（BOD）总有机碳（TOC）化学需氧量4（（1）） 理论需氧量理论需氧量ThOD (Theory Oxygen Demand ) : 用化学用化学反应方程式计算求得的有机物完全氧化所需的氧量反应方程式计算求得的有机物完全氧化所需的氧量——理论理论值，要进行成分分析。

值，要进行成分分析2）） 总需氧量总需氧量TOD (Total Oxygen Demand ) ：：是指水中的是指水中的是指水中的是指水中的还原性物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物所还原性物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物所还原性物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物所还原性物质，主要是有机物质在燃烧中变成稳定的氧化物所需要的氧量，结果需要的氧量，结果需要的氧量，结果需要的氧量，结果以以以以OO2 2的的的的mg/Lmg/L计计计计 900℃℃高温用高温用氧气流氧气流使水样中有机物催化燃烧氧化所消耗使水样中有机物催化燃烧氧化所消耗的氧量测定原理：测定原理：将少量水样与将少量水样与将少量水样与将少量水样与含一定量氧气的惰性含一定量氧气的惰性含一定量氧气的惰性含一定量氧气的惰性气体（氮气）一起送入装有铂催化剂的高温燃烧管气体（氮气）一起送入装有铂催化剂的高温燃烧管气体（氮气）一起送入装有铂催化剂的高温燃烧管气体（氮气）一起送入装有铂催化剂的高温燃烧管中（中（中（中（900℃900℃900℃900℃），），），），水样中的还原性物质在水样中的还原性物质在水样中的还原性物质在水样中的还原性物质在900℃900℃900℃900℃温度下温度下温度下温度下被瞬间燃烧氧化，测定惰性气体中氧气的浓度，根被瞬间燃烧氧化，测定惰性气体中氧气的浓度，根被瞬间燃烧氧化，测定惰性气体中氧气的浓度，根被瞬间燃烧氧化，测定惰性气体中氧气的浓度，根据据据据氧的减少量氧的减少量氧的减少量氧的减少量求得水样的求得水样的求得水样的求得水样的TODTODTODTOD值。

值 TODTODTODTOD能反映出能反映出能反映出能反映出几乎全部有机物质（几乎全部有机物质（几乎全部有机物质（几乎全部有机物质（CHONPSCHONPSCHONPSCHONPS）经燃烧后）经燃烧后）经燃烧后）经燃烧后变成变成变成变成COCOCOCO2 2 2 2、、、、H H H H2 2 2 2O O O O、、、、NONONONO、、、、P P P P2 2 2 2O O O O5 5 5 5和和和和SOSOSOSO2 2 2 2时所需要的氧量时所需要的氧量时所需要的氧量时所需要的氧量，比，比，比，比BODBODBODBOD和和和和CODCODCODCOD都更接近理论需氧量的值都更接近理论需氧量的值都更接近理论需氧量的值都更接近理论需氧量的值5（（3）） 化学需氧量化学需氧量COD (Chemical Oxygen Demand ) 用用强氧化剂强氧化剂K2Cr2O7（或（或KMnO4）做氧化剂，在酸性条）做氧化剂，在酸性条件下，将有机物氧化成件下，将有机物氧化成CO2、、H2O所消耗的所消耗的氧量 CODCr 不能氧化苯环类有机物不能氧化苯环类有机物 CODMn（高锰酸盐指数）（高锰酸盐指数）含氮有机物不易被氧化含氮有机物不易被氧化6碳化阶段需氧量碳化阶段需氧量BODu=Oa+Ob (CO2、、H2O、、NH3) 硝化阶段需氧量硝化阶段需氧量NODu=Oc+Od (NH3 NO2- NO3-)BOD5=70〜〜80%BODu（（（（4 4）生化需氧量）生化需氧量）生化需氧量）生化需氧量(Biological Oxygen Demand ) ：：：：在在20℃℃，，有氧条件下，由于微生物作用将有机物氧化成无机物所消有氧条件下，由于微生物作用将有机物氧化成无机物所消耗的耗的溶解氧溶解氧的量。

的量 BOD57（（5）） 总有机碳总有机碳TOC (Total Organic Carbon) 用用含碳量含碳量间接表示有机物的间接表示有机物的综合指标综合指标 测量：酸化水样后吹脱无机测量：酸化水样后吹脱无机碳，用碳，用氧气流氧气流900℃℃催化燃烧水催化燃烧水样中的有机物转化为样中的有机物转化为COCO2 2，测定，测定COCO2 2的生成量的生成量，并，并折合成含碳量折合成含碳量 Multi 3000 TOC/TN 分析仪分析仪8 8• •TOC/TNTOC/TN分析仪分析仪分析仪分析仪– –TOCTOC( (总有机碳总有机碳总有机碳总有机碳): ):以碳含量表示水中有机物质总量的综合指标以碳含量表示水中有机物质总量的综合指标以碳含量表示水中有机物质总量的综合指标以碳含量表示水中有机物质总量的综合指标– –TNTN( (总氮总氮总氮总氮): ):表示水中氮含量的多少表示水中氮含量的多少表示水中氮含量的多少表示水中氮含量的多少– –测测测测TOCTOC方法和原理方法和原理方法和原理方法和原理: :一定量水样注入高温炉内的石英管，高温一定量水样注入高温炉内的石英管，高温一定量水样注入高温炉内的石英管，高温一定量水样注入高温炉内的石英管，高温(>800℃)(>800℃)下用铂或下用铂或下用铂或下用铂或CeOCeO2 2催化剂，有机物燃烧裂解为催化剂，有机物燃烧裂解为催化剂，有机物燃烧裂解为催化剂，有机物燃烧裂解为COCO2 2和和和和HH2 2OO，脱水后用非色散红外吸收光度计，脱水后用非色散红外吸收光度计，脱水后用非色散红外吸收光度计，脱水后用非色散红外吸收光度计测定测定测定测定COCO2 2的量的量的量的量• •反应通式反应通式反应通式反应通式 OO2 2 >800 ℃ >800 ℃差减法差减法差减法差减法：：：：C Ca aHHb bN Nc cOOd d aCOaCO2 2 + b/2 H + b/2 H2 2O + O + cNOcNO H H+ + + O + O2 2吹扫吹扫吹扫吹扫 MHCOMHCO3 3 MO MO + ½ H+ ½ H2 2O + COO + CO2 2 TCTC H H+ + + O + O2 2吹扫吹扫吹扫吹扫 ICIC MCOMCO3 3 MO + CO MO + CO2 2 TOC = TC – ICTOC = TC – IC直接法直接法直接法直接法：：：：TOC = POC + NPOC (POCTOC = POC + NPOC (POC可忽略可忽略可忽略可忽略)≈NPOC)≈NPOC 测量方法：酸化、吹扫（除测量方法：酸化、吹扫（除测量方法：酸化、吹扫（除测量方法：酸化、吹扫（除ICIC）后水样进入高温炉催化燃烧）后水样进入高温炉催化燃烧）后水样进入高温炉催化燃烧）后水样进入高温炉催化燃烧9（（1）） 数值大小排序：对水质比较稳定的污水。

数值大小排序：对水质比较稳定的污水 ThOD > TOD > CODCr >BODu > BOD5 > TOC（（2）） 含义含义 ThOD、、TOD 反映各种有机物的反映各种有机物的总量总量（以需（以需氧氧量表示）量表示） CODCr 几乎可表示有机物的全部含量几乎可表示有机物的全部含量（含有少量无机物），（含有少量无机物）， 但但不能反映被微生物氧化分解的有机物不能反映被微生物氧化分解的有机物 BODu 、、BOD5 基本反映有机物进入水体后，由于基本反映有机物进入水体后，由于微生物微生物 作用分解所消耗的氧量作用分解所消耗的氧量，能直接说明有机，能直接说明有机 物的生物降解过程物的生物降解过程 TOC 可表示可表示有机物的总量有机物的总量（以（以碳碳计）计）(3) BOD5/COD —可生化性指标：可生化性指标： 判断污水是否适宜于采用生物判断污水是否适宜于采用生物处理。

处理 当当BOD5/COD > 0.3时，可生化性好时，可生化性好有机物污染指标的比较有机物污染指标的比较10（（3）） 实际应用价值实际应用价值 ThOD 是理论值，无实际应用价值是理论值，无实际应用价值 TOD 测定仪器昂贵测定仪器昂贵 CODCr 、、CODMn 测定迅速，有实际指导、设计、评价等意义测定迅速，有实际指导、设计、评价等意义 CODCr：有毒性抑制的污水，难生物降解有机物浓度高时，：有毒性抑制的污水，难生物降解有机物浓度高时， 需快速确定污水中有机物含量时采用需快速确定污水中有机物含量时采用 CODMn：多应用于地表水、地下水等天然水源中的有机物含量多应用于地表水、地下水等天然水源中的有机物含量 BOD5 测定时间长，不能及时指导生产实际，对有毒的废水测定时间长，不能及时指导生产实际，对有毒的废水 测定会受到抑制而影响测定结果测定会受到抑制而影响测定结果 从卫生学水体自净角度，表明污水可生化有机物含量。

从卫生学水体自净角度，表明污水可生化有机物含量 TOC 测定迅速，应用广泛测定迅速，应用广泛11111 1、、CODCODCrCr与与CODCODMnMn之间的比较之间的比较对于同一种水样对于同一种水样对于同一种水样对于同一种水样 1.5 < k < 4.01.5 < k < 4.01.5 < k < 4.01.5 < k < 4.0，不同类型的水样之间，，不同类型的水样之间，，不同类型的水样之间，，不同类型的水样之间，CODCODCODCODCrCrCrCr与与与与CODCODCODCODMnMnMnMn的相关性很难确定，可比性也很差的相关性很难确定，可比性也很差的相关性很难确定，可比性也很差的相关性很难确定，可比性也很差有机物综合测试方法比较 CODCOD、、BODBOD、、TOCTOC和和TODTOD等综合指标的不同等综合指标的不同之处仅在于之处仅在于氧化方式氧化方式的不同2 2、、CODCODCrCr、、CODCODMnMn、、BODBOD之间的比较之间的比较一般有：一般有：一般有：一般有：CODCODCODCODCrCrCrCr > > > > BODBODBODBODu u u u > BOD> BOD> BOD> BOD5 5 > > > > CODCODCODCODMnMnMnMn 1212BODBOD5 5、、、、CODCODCrCr和和和和CODCODMnMn测试方法的比较测试方法的比较测试方法的比较测试方法的比较 项目项目 BODBOD5 5 CODCODCrCr CODCODMnMn 定义定义 在有氧的条件下，可分解的在有氧的条件下，可分解的 有机物被微生物氧化分解所有机物被微生物氧化分解所 需的氧量（需的氧量（O O2 2mg/Lmg/L）） 在一定条件下，有机在一定条件下，有机 物被物被 K K2 2CrCr2 2O O7 7 氧化所需氧化所需 的氧量（的氧量（O O2 2mg/Lmg/L）） 在一定条件下，有机物在一定条件下，有机物 被被KMnOKMnO4 4氧化所需的氧量氧化所需的氧量 （（O O2 2mg/Lmg/L）） 氧化动力氧化动力 微生物的生物氧化作用微生物的生物氧化作用 强氧化剂的化学氧化作用强氧化剂的化学氧化作用 氧源氧源 水中的溶解氧（分子态氧）水中的溶解氧（分子态氧） 强氧化剂中的化合态氧强氧化剂中的化合态氧 反应温度反应温度 2020 C C 146146 C C 9797 C C 测定所需测定所需 时间时间 5 5 天天 3 3 小时（半天）小时（半天） 1 1 小时小时 被测定被测定被测定被测定 有机物有机物有机物有机物 的范围的范围的范围的范围 不含氮有机物不含氮有机物不含氮有机物不含氮有机物 含氮有机物中的碳素部分含氮有机物中的碳素部分含氮有机物中的碳素部分含氮有机物中的碳素部分 不含氮有机物不含氮有机物不含氮有机物不含氮有机物 含氮有机物（但芳含氮有机物（但芳含氮有机物（但芳含氮有机物（但芳 香烃和杂环类除外）香烃和杂环类除外）香烃和杂环类除外）香烃和杂环类除外） 一部分不含氮有机物一部分不含氮有机物一部分不含氮有机物一部分不含氮有机物 适用适用 范围范围 河湖水、生活污水、河湖水、生活污水、 一般工业废水一般工业废水 河湖水、生活污水、河湖水、生活污水、 工业废水工业废水 较清洁的水较清洁的水 13133 3、、TOCTOC与与TODTOD之间的比较之间的比较 TOC TOC TOC TOC所反映的只是有机物的含碳量，所反映的只是有机物的含碳量，所反映的只是有机物的含碳量，所反映的只是有机物的含碳量，TODTODTODTOD反映的是几反映的是几反映的是几反映的是几乎全部有机物质。

乎全部有机物质乎全部有机物质乎全部有机物质 根据根据根据根据TODTODTODTOD对对对对TOCTOCTOCTOC的比例关系的比例关系的比例关系的比例关系，可以大体，可以大体，可以大体，可以大体确定水中有机物确定水中有机物确定水中有机物确定水中有机物的种类：的种类：的种类：的种类： 对于只含碳的化合物，对于只含碳的化合物，对于只含碳的化合物，对于只含碳的化合物，一个碳原子燃烧时消耗两个氧一个碳原子燃烧时消耗两个氧一个碳原子燃烧时消耗两个氧一个碳原子燃烧时消耗两个氧原子原子原子原子，，，，O O O O2 2 2 2/C/C/C/C＝＝＝＝2.672.672.672.67，所以从，所以从，所以从，所以从理论上理论上理论上理论上讲，讲，讲，讲，TODTODTODTOD＝＝＝＝2.67TOC2.67TOC2.67TOC2.67TOC 若水样的若水样的若水样的若水样的TOD/TOC≈2.67TOD/TOC≈2.67TOD/TOC≈2.67TOD/TOC≈2.67，可认为水样中，可认为水样中，可认为水样中，可认为水样中主要是含碳主要是含碳主要是含碳主要是含碳有机物。

有机物 若若若若TOD/TOC>4.0TOD/TOC>4.0TOD/TOC>4.0TOD/TOC>4.0，，，，则水样中可能则水样中可能则水样中可能则水样中可能有较多的含有较多的含有较多的含有较多的含N N N N、、、、P P P P或或或或S S S S的有机物的有机物的有机物的有机物，因为它们只显示，因为它们只显示，因为它们只显示，因为它们只显示TODTODTODTOD值而不显示值而不显示值而不显示值而不显示TOCTOCTOCTOC值 当当当当TOD/TOC<2.6TOD/TOC<2.6TOD/TOC<2.6TOD/TOC<2.6时，水样中时，水样中时，水样中时，水样中硝酸盐和亚硝酸盐的含量硝酸盐和亚硝酸盐的含量硝酸盐和亚硝酸盐的含量硝酸盐和亚硝酸盐的含量可能较大可能较大可能较大可能较大 14144、、TOC、、TOD与与COD、、BOD5之间比较之间比较 由于测定由于测定由于测定由于测定TOCTOCTOCTOC和和和和TODTODTODTOD所采用的是燃烧法，能将有所采用的是燃烧法，能将有所采用的是燃烧法，能将有所采用的是燃烧法，能将有机物几乎全部氧化，比机物几乎全部氧化，比机物几乎全部氧化，比机物几乎全部氧化，比CODCODCODCOD和和和和BODBODBODBOD5 5 5 5测定时有机物氧化测定时有机物氧化测定时有机物氧化测定时有机物氧化得更为彻底，因此，得更为彻底，因此，得更为彻底，因此，得更为彻底，因此，TOCTOCTOCTOC和和和和TODTODTODTOD更能直接表示水中有更能直接表示水中有更能直接表示水中有更能直接表示水中有机物质的总量。

机物质的总量机物质的总量机物质的总量 TOCTOCTOCTOC和和和和TODTODTODTOD的测定不像的测定不像的测定不像的测定不像CODCODCODCOD与与与与BODBODBODBOD5 5 5 5的测定受许多因的测定受许多因的测定受许多因的测定受许多因素的影响，干扰较少素的影响，干扰较少素的影响，干扰较少素的影响，干扰较少，只要用非常少量的水样（通，只要用非常少量的水样（通，只要用非常少量的水样（通，只要用非常少量的水样（通常仅常仅常仅常仅20μl20μl20μl20μl），在很短的时间（数分钟）就可得到测），在很短的时间（数分钟）就可得到测），在很短的时间（数分钟）就可得到测），在很短的时间（数分钟）就可得到测定结果 1515 有机物尤其是有机物尤其是有机物尤其是有机物尤其是含不饱和键和杂含不饱和键和杂含不饱和键和杂含不饱和键和杂原子的有机物原子的有机物原子的有机物原子的有机物在在在在紫外光区有吸收，紫外光区有吸收，紫外光区有吸收，紫外光区有吸收， 波长波长波长波长254nm254nm吸吸吸吸光光光光度度度度紫外吸光度紫外吸光度紫外吸光度紫外吸光度(Ultraviolet Absorbance UVA)(Ultraviolet Absorbance UVA)。