污水处理(lǐ)厂水质化验操作要点的总结
1. 废水的主要物(wù)理(lǐ)特性指标有(yǒu)哪些?
⑴温度:废水的温度对废水处理(lǐ)过程的影响很(hěn)大,温度的高低直接影响微生物(wù)活性。一般城市污水处理(lǐ)厂的水温為(wèi)10~25摄氏度之间,工业废水温度的高低与排放废水的生产工艺过程有(yǒu)关。
⑵颜色:废水的颜色取决于水中溶解性物(wù)质、悬浮物(wù)或胶體(tǐ)物(wù)质的含量。新(xīn)鲜的城市污水一般是暗灰色,如果呈厌氧状态,颜色会变深、呈黑褐色。工业废水的颜色多(duō)种多(duō)样,造纸废水一般為(wèi)黑色,酒糟废水為(wèi)黄褐色,而電(diàn)镀废水蓝绿色。
⑶气味:废水的气味是由生活污水或工业废水中的污染物(wù)引起的,通过闻气味可(kě)以直接判断废水的大致成分(fēn)。新(xīn)鲜的城市污水有(yǒu)一股发霉的气味,如果出现臭鸡蛋味,往往表明污水已经厌氧发酵产生了硫化氢气體(tǐ),运行人员应当严格遵守防毒规定进行操作。
⑷浊度:浊度是描述废水中悬浮颗粒的数量的指标,一般可(kě)用(yòng)浊度仪来检测,但浊度不能(néng)直接代替悬浮固體(tǐ)的浓度,因為(wèi)颜色对浊度的检测有(yǒu)干扰作用(yòng)。
⑸電(diàn)导率:废水中的電(diàn)导率一般表示水中无机离子的数量,其与来水中溶解性无机物(wù)质的浓度紧密相关,如果電(diàn)导率急剧上升,往往是有(yǒu)异常工业废水排入的迹象。
⑹固體(tǐ)物(wù)质:废水中固體(tǐ)物(wù)质的形式(SS、DS等)和浓度反映了废水的性质,对控制处理(lǐ)过程也是非常有(yǒu)用(yòng)的。
⑺可(kě)沉淀性:废水中的杂质可(kě)分(fēn)為(wèi)溶解态、胶體(tǐ)态、游离态和可(kě)沉淀态四种,前三种是不可(kě)沉淀的,可(kě)沉淀态杂质一般表示在30min或1h内沉淀下来的物(wù)质。
2. 废水的化學(xué)特性指标有(yǒu)哪些?
废水的化學(xué)性指标很(hěn)多(duō),可(kě)以分(fēn)為(wèi)四类:①一般性水质指标,如pH值、硬度、碱度、余氯、各种阴、阳离子等;②有(yǒu)机物(wù)含量指标,生物(wù)化學(xué)需氧量BOD5、化學(xué)需氧量CODCr、总需氧量TOD和总有(yǒu)机碳TOC等;③植物(wù)性营养物(wù)质含量指标,如氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、磷酸盐等;④有(yǒu)毒物(wù)质指标,如石油类、重金属、氰化物(wù)、硫化物(wù)、多(duō)环芳烃、各种氯代有(yǒu)机物(wù)和各种农药等。
在不同的污水处理(lǐ)厂,要根据来水中污染物(wù)种类和数量的不同确定适合各自水质特点的分(fēn)析项目。
3. 一般污水处理(lǐ)厂需要分(fēn)析的主要化學(xué)指标有(yǒu)哪些?
一般污水处理(lǐ)厂需要分(fēn)析的主要化學(xué)指标如下:
⑴pH值:pH值可(kě)以通过测量水中的氢离子浓度来确定。pH值对废水的生物(wù)处理(lǐ)影响很(hěn)大,硝化反应对pH值更加敏感。城市污水的pH值一般在6~8之间,如果超出这一范围,往往表明有(yǒu)大量工业废水排入。对于含有(yǒu)酸性物(wù)质或碱性物(wù)质的工业废水,在进入生物(wù)处理(lǐ)系统之前需要进行中和处理(lǐ)。
⑵碱度:碱度能(néng)反应出废水在处理(lǐ)过程中所具有(yǒu)的对酸的缓冲能(néng)力,如果废水具有(yǒu)相对高的碱度,就可(kě)以对pH值的变化起到缓冲作用(yòng),使pH值相对稳定。碱度表示水样中与强酸中的氢离子结合的物(wù)质的含量,碱度的大小(xiǎo)可(kě)用(yòng)水样在滴定过程中消耗的强酸量来测定。
⑶CODCr: CODCr是废水中能(néng)被强氧化剂重铬酸钾所氧化的有(yǒu)机物(wù)的数量,以氧的mg/L计。
⑷BOD5:BOD5是废水中有(yǒu)机物(wù)被生物(wù)降解所需要的氧量,是衡量废水可(kě)生化性的指标。
⑸氮:在污水处理(lǐ)厂中,氮的变化和含量分(fēn)布為(wèi)工艺提供参数。污水处理(lǐ)厂进水中的有(yǒu)机氮和氨氮含量一般较高,而硝酸盐氮和亚硝酸盐氮含量一般较低。初沉池氨氮的增加一般表明沉淀污泥开始厌氧,而二沉池硝酸氮和亚硝酸氮的增加,表明硝化作用(yòng)已经发生。生活污水中氮的含量一般為(wèi)20~80mg/L,其中有(yǒu)机氮8~35mg/L,氨氮為(wèi)12~50mg/L,硝酸氮和亚硝酸氮的含量很(hěn)低。工业废水中有(yǒu)机氮、氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮含量因水而异,有(yǒu)的工业废水中氮的含量极低,在利用(yòng)生物(wù)法处理(lǐ)时,需要投加氮肥以补充微生物(wù)所需的氮含量,而出水中氮的含量过高时,又(yòu)需要进行脱氮处理(lǐ),以防止受纳水體(tǐ)出现富营养化现象。
⑹磷:生物(wù)污水中磷的含量一般為(wèi)2~20mg/L,其中有(yǒu)机磷1~5mg/L,无机磷為(wèi)1~15mg/L。工业废水中磷的含量差别很(hěn)大,有(yǒu)的工业废水中磷的含量极低,在利用(yòng)生物(wù)法处理(lǐ)时,需要投加磷肥以补充微生物(wù)所需的磷含量,而出水中磷的含量过高时,又(yòu)需要进行除磷处理(lǐ),以防止受纳水體(tǐ)出现富营养化现象。
⑺石油类:废水中的油大多(duō)是不溶于水的,且浮在水面上。进水中的油会影响充氧效果、导致活性污泥中的微生物(wù)活性降低,进入到生物(wù)处理(lǐ)构筑物(wù)的混合污水含油浓度通常不能(néng)大于30~50mg/L。
⑻重金属:废水中的重金属主要来自工业废水,其毒性很(hěn)大。污水处理(lǐ)厂通常没有(yǒu)较好的处理(lǐ)方法,通常需要在排放車(chē)间内进行就地处理(lǐ)达到國(guó)家排放标准后再进入排水系统,如果污水处理(lǐ)厂出水中重金属含量上升,往往说明预处理(lǐ)出现了问题。
⑼硫化物(wù):水中的硫化物(wù)超过0.5mg/L后,就带有(yǒu)令人厌恶的臭鸡蛋味,且有(yǒu)腐蚀性,有(yǒu)时甚至会引起硫化氢中毒事件。
⑽余氯:使用(yòng)氯消毒时,為(wèi)保证在输送过程中微生物(wù)的繁殖,出水中余氯(包括游离性余氯和化合性余氯)是消毒工艺的控制指标,一般不超过0.3mg/L。
4. 废水的微生物(wù)特性指标有(yǒu)哪些?
废水的生物(wù)性指标有(yǒu)细菌总数、大肠菌群数、各种病原微生物(wù)和病毒等。医院、肉类联合加工企业等废水排放前必须进行消毒处理(lǐ),國(guó)家有(yǒu)关污水排放标准对此已经作出了规定。污水处理(lǐ)厂一般不对进水中的生物(wù)性指标进行检测和控制,但对处理(lǐ)后的污水排放之前要进行消毒处理(lǐ),以控制处理(lǐ)污水对受纳水體(tǐ)的污染。如果对二级生物(wù)处理(lǐ)出水再进行深度处理(lǐ)后回用(yòng),就更需要在回用(yòng)前进行消毒处理(lǐ)。
⑴细菌总数:细菌总数可(kě)作為(wèi)评价水质清洁程度和考核水净化效果的指标,细菌总数增多(duō)说明水的消毒效果较差,但不能(néng)直接说明对人體(tǐ)的危害性有(yǒu)多(duō)大,必须结合粪大肠菌群数来判断水质对人體(tǐ)的安全程度。
⑵大肠菌群数:水中大肠菌群数可(kě)间接地表明水中含有(yǒu)肠道病菌(如伤寒、痢疾、霍乱等)存在的可(kě)能(néng)性,因此作為(wèi)保证人體(tǐ)健康的卫生指标。污水回用(yòng)做杂用(yòng)水或景观用(yòng)水时,就有(yǒu)可(kě)能(néng)与人體(tǐ)接触,此时必须检测其中粪大肠菌群数。
⑶各种病原微生物(wù)和病毒:许多(duō)病毒性疾病都可(kě)以通过水传染,比如引起肝炎、小(xiǎo)儿麻痹症等疾病的病毒存在于人體(tǐ)的肠道中,通过病人粪便进入生活污水系统,再排入污水处理(lǐ)厂。污水处理(lǐ)工艺对这些病毒的去除作用(yòng)有(yǒu)限,在将处理(lǐ)后污水排放时,如果受纳水體(tǐ)的使用(yòng)价值对这些病原微生物(wù)和病毒有(yǒu)特殊要求时,就需要消毒并进行检测。
5. 反映水中有(yǒu)机物(wù)含量的常用(yòng)指标有(yǒu)哪些?
有(yǒu)机物(wù)进入水體(tǐ)后,将在微生物(wù)的作用(yòng)下进行氧化分(fēn)解,使水中的溶解氧逐渐减少。当氧化作用(yòng)进行的太快、而水體(tǐ)不能(néng)及时从大气中吸收足够的氧来补充消耗的氧时,水中的溶解氧可(kě)能(néng)降得很(hěn)低(如低于3~4mg/L),进而影响水中生物(wù)正常生長(cháng)的需要。当水中的溶解氧耗尽后,有(yǒu)机物(wù)开始厌氧消化,发生臭气,影响环境卫生。
由于污水中所含的有(yǒu)机物(wù)往往是多(duō)种组分(fēn)的极其复杂的混合體(tǐ),因而难以一一分(fēn)别测定各种组分(fēn)的定量数值。实际上常用(yòng)一些综合指标,间接表征水中有(yǒu)机物(wù)含量的多(duō)少。表示水中有(yǒu)机物(wù)含量的综合指标有(yǒu)两类,一类是以与水中有(yǒu)机物(wù)量相当的需氧量(O2)表示的指标,如生化需氧量BOD、化學(xué)需氧量COD和总需氧量TOD等;另一类是以碳(C)表示的指标,如总有(yǒu)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(xiǎo)的排列顺序為(wèi)TOD>CODCr>BOD5>TOC
6. 什么是总有(yǒu)机碳?
总有(yǒu)机碳TOC(英文(wén)Total Organic Carbon的简写)是间接表示水中有(yǒu)机物(wù)含量的一种综合指标,其显示的数据是污水中有(yǒu)机物(wù)的总含碳量,单位以碳(C)的mg/L来表示。TOC的测定原理(lǐ)是先将水样酸化,利用(yòng)氮气吹脱水样中的碳酸盐以排除干扰,然后向氧含量已知的氧气流中注入一定量的水样,并将其送入以铂钢為(wèi)触媒的石英燃烧管中,在900oC~950oC的高温下燃烧,用(yòng)非色散红外气體(tǐ)分(fēn)析仪测定燃烧过程中产生的CO2量,再折算出其中的含碳量,就是总有(yǒu)机碳TOC(详见GB13193--91)。测定时间只需要几分(fēn)钟。
一般城市污水的TOC可(kě)达200mg/L,工业废水的TOC范围较宽,最高的可(kě)达几万mg/L,污水经过二级生物(wù)处理(lǐ)后的TOC一般<50mg/L,较清洁的河水TOC一般<10mg/L。在污水处理(lǐ)的研究中有(yǒu)用(yòng)TOC作為(wèi)污水有(yǒu)机物(wù)指标的,但在常规污水处理(lǐ)运行中一般不分(fēn)析这个指标。
7. 什么是总需氧量?
总需氧量TOD(英文(wén)Total Oxygen Demand的简写)是指水中的还原性物(wù)质(主要是有(yǒu)机物(wù))在高温下燃烧后变成稳定的氧化物(wù)时所需要的氧量,结果以mg/L计。TOD值可(kě)以反映出水中几乎全部有(yǒu)机物(wù)(包括碳C、氢H、氧O、氮N、磷P、硫S等成分(fēn))经燃烧后变成CO2、H2O、NOx、SO2等时所需要消耗的氧量。可(kě)见TOD值一般大于CODCr值。目前我國(guó)尚未将TOD纳入水质标准,只是在污水处理(lǐ)的理(lǐ)论研究中应用(yòng)。
TOD的测定原理(lǐ)是向氧含量已知的氧气流中注入一定量的水样,并将其送入以铂钢為(wèi)触媒的石英燃烧管中,在900oC的高温下瞬间燃烧,水样中的有(yǒu)机物(wù)即被氧化,消耗掉氧气流中的氧。氧气流中原有(yǒu)氧量减去剩余氧量就是总需氧量TOD。氧气流中的氧量可(kě)以用(yòng)電(diàn)极测定,因而TOD的测定只需几min。
8. 什么是生化需氧量?
生化需氧量全称為(wèi)生物(wù)化學(xué)需氧量,英文(wén)是Biochemical Oxygen Demand,简写為(wèi)BOD,它表示在温度為(wèi)20oC和有(yǒu)氧的条件下,由于好氧微生物(wù)分(fēn)解水中有(yǒu)机物(wù)的生物(wù)化學(xué)氧化过程中消耗的溶解氧量,也就是水中可(kě)生物(wù)降解有(yǒu)机物(wù)稳定化所需要的氧量,单位為(wèi)mg/L。BOD不仅包括水中好氧微生物(wù)的增長(cháng)繁殖或呼吸作用(yòng)所消耗的氧量,还包括了硫化物(wù)、亚铁等还原性无机物(wù)所耗用(yòng)的氧量,但这一部分(fēn)的所占比例通常很(hěn)小(xiǎo)。因此,BOD值越大,说明水中的有(yǒu)机物(wù)含量越多(duō)。
在好氧条件下,微生物(wù)分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)分(fēn)為(wèi)含碳有(yǒu)机物(wù)氧化阶段和含氮有(yǒu)机物(wù)的硝化阶段两个过程。在20oC的自然条件下,有(yǒu)机物(wù)氧化到硝化阶段、即实现全部分(fēn)解稳定所需时间在100d以上,但实际上常用(yòng)20oC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(yòng)中仍嫌20d的时间太長(cháng),一般采用(yòng)20oC时5d的生化需氧量BOD5作為(wèi)衡量污水有(yǒu)机物(wù)含量的指标。经验表明,生活污水和各种生产污水的BOD5约為(wèi)完全生化需氧量BOD20的70~80%。
BOD5是确定污水处理(lǐ)厂负荷的一个重要参数,可(kě)用(yòng)BOD5值计算废水中有(yǒu)机物(wù)氧化所需要的氧量。含碳有(yǒu)机物(wù)稳定化所需要的氧量可(kě)称為(wèi)碳类BOD5,如果进一步氧化,就可(kě)以发生硝化反应,硝化菌将氨氮转化為(wèi)硝酸盐氮和亚硝酸盐氮时所需要的氧量可(kě)成為(wèi)硝化BOD5。一般的二级污水处理(lǐ)厂只能(néng)去除碳类BOD5,而不去除硝化类BOD5。由于在去除碳类BOD5的生物(wù)处理(lǐ)过程中,硝化反应不可(kě)避免地要发生,因此使得BOD5的测定值比实际有(yǒu)机物(wù)的耗氧量要高一些。
BOD测定时间较長(cháng),常用(yòng)的BOD5测定需要5d时间,因此一般只能(néng)用(yòng)于工艺效果评价和長(cháng)周期的工艺调控。对于特定的污水处理(lǐ)场,可(kě)以建立BOD5和CODCr的相关关系,用(yòng)CODCr粗略估计BOD5值来指导处理(lǐ)工艺的调整。
9. 什么是化學(xué)需氧量?
化學(xué)需氧量的英文(wén)是Chemical Oxygen Demand,它是指在一定条件下,水中有(yǒu)机物(wù)与强氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾等)作用(yòng)所消耗的氧化剂折合成氧的量,以氧的mg/L计。
当用(yòng)重铬酸钾作為(wèi)氧化剂时,水中有(yǒu)机物(wù)几乎可(kě)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學(xué)需氧量,常简写為(wèi)CODCr(具體(tǐ)分(fēn)析方法见GB 11914--89)。污水的CODCr值不仅包含了水中的几乎所有(yǒu)有(yǒu)机物(wù)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(wù)等还原性无机物(wù)被氧化的耗氧量。
10. 什么是高锰酸钾指数(耗氧量)?
用(yòng)高锰酸钾作為(wèi)氧化剂测得的化學(xué)需氧量被称為(wèi)高锰酸钾指数(具體(tǐ)分(fēn)析方法见GB 11892--89)或耗氧量,英文(wén)简写為(wèi)CODMn或OC,单位為(wèi)mg/L。
由于高锰酸钾的氧化能(néng)力比重铬酸钾要弱,同一水样的高锰酸钾指数的具體(tǐ)值CODMn一般都低于其CODCr值,即CODMn只能(néng)表示水中容易氧化的有(yǒu)机物(wù)或无机物(wù)的含量。因此,我國(guó)及欧美等许多(duō)國(guó)家都把CODCr作為(wèi)控制有(yǒu)机物(wù)污染的综合性指标,而只将高锰酸钾指数CODMn作為(wèi)评价监测海水、河流、湖(hú)泊等地表水體(tǐ)或饮用(yòng)水有(yǒu)机物(wù)含量的一种指标。
由于高锰酸钾对苯、纤维素、有(yǒu)机酸类和氨基酸类等有(yǒu)机物(wù)几乎没有(yǒu)氧化作用(yòng),而重铬酸钾对这些有(yǒu)机物(wù)差不多(duō)都能(néng)氧化,因此使用(yòng)CODCr作為(wèi)表示废水的污染程度和控制污水处理(lǐ)过程的参数更為(wèi)合适。但由于高锰酸钾指数CODMn测定简单、迅速,在对较清净的地表水进行水质评价时仍使用(yòng)CODMn来表示其受到的污染程度,即其中的有(yǒu)机物(wù)数量。
11. 如何通过分(fēn)析废水的BOD5与CODCr来判定废水的可(kě)生化性?
当水中含有(yǒu)有(yǒu)毒有(yǒu)机物(wù)时,一般不能(néng)准确测定废水中的BOD5值,而采用(yòng)CODCr值可(kě)以较准确地测定水中有(yǒu)机物(wù)的含量,但CODCr值又(yòu)不能(néng)區(qū)别可(kě)生物(wù)降解和不可(kě)生物(wù)降解的物(wù)质。人们习惯于利用(yòng)测定污水的BOD5/CODCr来判断其可(kě)生化性,一般认為(wèi),污水的BOD5/CODCr大于0.3就可(kě)以利用(yòng)生物(wù)降解法进行处理(lǐ),如果污水的BOD5/CODCr低于0.2,则只能(néng)考虑采用(yòng)其他(tā)方法进行处理(lǐ)。
12. BOD5与CODCr的关系如何?
生化需氧量BOD5表示的是污水中有(yǒu)机污染物(wù)在进行生化分(fēn)解过程中所需要的氧量,能(néng)够直接从生物(wù)化學(xué)意义上说明问题,因此BOD5不仅仅是一个重要的水质指标,更是污水生物(wù)处理(lǐ)过程中的一个极為(wèi)重要的控制参数。但是,BOD5在使用(yòng)上也受到一定限制,一是测定时间较長(cháng)(5d),不能(néng)及时反映和指导污水处理(lǐ)装置的运行,二是因為(wèi)有(yǒu)些生产污水不具备微生物(wù)生長(cháng)繁殖的条件(如存在有(yǒu)毒有(yǒu)机物(wù)),无法测定其BOD5值。
化學(xué)需氧量CODCr则反映了污水中几乎所有(yǒu)有(yǒu)机物(wù)和还原性无机物(wù)的含量,只是不能(néng)象生化需氧量BOD5那样直接从生化意义上说明问题。也就是说,化验污水的化學(xué)需氧量CODCr值可(kě)以较准确地测定水中有(yǒu)机物(wù)含量,但化學(xué)需氧量CODCr不能(néng)區(qū)别可(kě)生物(wù)降解有(yǒu)机物(wù)和不可(kě)生物(wù)降解的有(yǒu)机物(wù)。
化學(xué)需氧量CODCr值一般高于生化需氧量BOD5值,其间的差值能(néng)够约略地反映污水中不能(néng)被微生物(wù)降解的有(yǒu)机物(wù)含量。对于污染物(wù)成份相对固定的污水来说,CODCr与BOD5之间一般都有(yǒu)一定的比例关系,可(kě)以互相推算。加上CODCr的测定所用(yòng)时间较少,按回流2h的國(guó)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(lǐ)运行管理(lǐ)中,常利用(yòng)CODCr作為(wèi)控制指标。
為(wèi)了尽快指导生产运行,有(yǒu)的污水处理(lǐ)场还制定了回流5min测定CODCr的企业标准,测得结果虽然与國(guó)家标准方法有(yǒu)一定误差,但由于误差為(wèi)系统误差,连续监测的结果可(kě)以正确地反应水质的实际变化趋势,测定时间却可(kě)以减少到1h以内,对及时调整污水处理(lǐ)运行参数和防止水质突变对污水处理(lǐ)系统造成冲击,提供了时间上的保证,也就是说提高了污水处理(lǐ)装置出水的合格率。
13. CODCr测定的注意事项有(yǒu)哪些?
CODCr测定是以重铬酸钾為(wèi)氧化剂,在酸性条件下利用(yòng)硫酸银做催化剂,沸腾回流2h,通过测定重铬酸钾的消耗量,再折算成的氧消耗量(GB11914--89)。CODCr测定中使用(yòng)了重铬酸钾、硫酸汞和浓硫酸等药品,或有(yǒu)剧毒或有(yǒu)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(fēn)精心,废液必须回收并单独处理(lǐ)。
為(wèi)了促使水中还原性物(wù)质的充分(fēn)氧化,需要加入硫酸银做催化剂,而為(wèi)使硫酸银分(fēn)布均匀,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(yòng)的硫酸一起加入锥形瓶中。國(guó)家标准化验方法规定每测定一次CODCr(20mL水样)要加入0.4gAg2SO4/30mLH2SO4,但有(yǒu)关资料表明,对于一般的水样,投加0.3gAg2SO4/30mLH2SO4是完全足量的,没有(yǒu)必要使用(yòng)更多(duō)的硫酸银。对经常测定的污水水样,如果有(yǒu)充分(fēn)的数据对照,还可(kě)以适当减少硫酸银的用(yòng)量。
CODCr是污水中有(yǒu)机物(wù)含量的指标,因此测定时一定要将氯离子和无机还原物(wù)质的耗氧除去。对于Fe2+、S2-等无机还原物(wù)的干扰,可(kě)根据其测定的浓度,由理(lǐ)论需氧量对已测的CODCr值加以校正。对氯离子Cl-1的干扰,一般采用(yòng)硫酸汞去除,其加入量為(wèi)每20mL水样0.4gHgSO4时,可(kě)去除2000mg/L氯离子的干扰。对经常测定的各种成份相对固定的污水水样,如果氯离子含量较少或使用(yòng)稀释倍数较高的水样测定,可(kě)以适当减少硫酸汞的用(yòng)量。
14. 硫酸银的催化机理(lǐ)是什么?
硫酸银的催化机理(lǐ)是,有(yǒu)机物(wù)中含羟基的化合物(wù)在强酸性介质中首先被重铬酸钾氧化成羧酸,由羟基有(yǒu)机物(wù)生成的脂肪酸与硫酸银作用(yòng)生成脂肪酸银,由于银原子的作用(yòng),使羧基很(hěn)容易地生成二氧化碳和水,同时生成新(xīn)的脂肪酸银,但其碳原子要比前者少一个,如此循环往复,逐步使有(yǒu)机物(wù)全部氧化成二氧化碳和水。
15. BOD5测定的注意事项有(yǒu)哪些?
BOD5测定通常采用(yòng)标准稀释与接种法(GB 7488--87),其操作為(wèi),经中和及除去毒性物(wù)质并经稀释后的水样(必要时加入适量含好氧微生物(wù)的接种液)置入培养瓶中,于在20oC暗处培养5d,通过分(fēn)别测定培养前后水样中溶解氧的含量,来计算出5d内的耗氧量,再根据稀释倍数求得其BOD5。
BOD5的测定是生物(wù)作用(yòng)和化學(xué)作用(yòng)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,都将影响测定结果的准确性和可(kě)比性。影响BOD5测定的条件包括pH值、温度、微生物(wù)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2~5oC的冷藏箱内保存到分(fēn)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(néng)超过24h。
测定工业废水的BOD5时,由于工业废水通常溶解氧含量较少而且成分(fēn)多(duō)為(wèi)可(kě)生化降解的有(yǒu)机物(wù),為(wèi)保持培养瓶内的好氧状态,必须将水样稀释(或接种稀释),这一操作是标准稀释法的最大特征。為(wèi)确保测得结果的可(kě)靠性,对于稀释后的水样培养5d的耗氧量必须大于2mg/L,残留溶解氧必须大于1mg/L。
投入接种液是為(wèi)了保证有(yǒu)一定量的微生物(wù)降解水中的有(yǒu)机物(wù),接种液的量以使5日耗氧0.1mg/L以下為(wèi)佳。使用(yòng)由金属蒸馏器制备的蒸馏水作為(wèi)稀释水时,应注意检查其中的金属离子含量,以避免因此抑制微生物(wù)繁殖和代謝(xiè)。為(wèi)确保稀释水中溶解氧接近饱和,必要时可(kě)通入净化空气或纯氧,然后于在20oC培养箱中放置一定时间,使之与空气中氧分(fēn)压达到平衡。
稀释倍数的确定是以培养5日耗氧大于2mg/L,剩余溶解氧大于1mg/L為(wèi)原则。稀释倍数过大或过小(xiǎo),都会导致检验失败。而且由于BOD5分(fēn)析周期较長(cháng),一旦出现类似情况,就无法以原样补测。初测某一工业废水的BOD5时,可(kě)以首先测定其CODCr,然后查阅参考已有(yǒu)的水质类似的废水的有(yǒu)关监测数据,初步确定待测水样BOD5/CODCr值,据此推算出BOD5的大致范围和确定稀释倍数。
对含有(yǒu)抑制或杀灭好氧微生物(wù)代謝(xiè)活动的物(wù)质的水样,直接用(yòng)通常方法测定BOD5的结果会偏离实际值,必须在测定前做相应的预处理(lǐ),这些对BOD5测定有(yǒu)影响的物(wù)质和因素包括重金属及其他(tā)有(yǒu)毒的无机物(wù)或有(yǒu)机物(wù)、余氯等氧化性物(wù)质、pH值过高或过低等。
16. 测定工业废水的BOD5时為(wèi)什么要进行接种?如何接种?
BOD5的测定是一个生物(wù)化學(xué)耗氧过程,水样中的微生物(wù)以水中有(yǒu)机物(wù)為(wèi)营养生長(cháng)繁殖的同时,分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)并消耗了水中的溶解氧,因此水样中必须含有(yǒu)一定数量的对其中有(yǒu)机物(wù)有(yǒu)降解能(néng)力的微生物(wù)。
工业废水中一般都含有(yǒu)数量不等的有(yǒu)毒物(wù)质,这些有(yǒu)毒物(wù)质会对微生物(wù)的活动产生抑制作用(yòng),因此工业废水中自有(yǒu)微生物(wù)的数量很(hěn)少甚至根本没有(yǒu)。如果采用(yòng)测定微生物(wù)含量丰富的城市污水的普通方法,可(kě)能(néng)就检测不到废水中真正有(yǒu)机物(wù)的含量,至少是偏低。比如经高温和灭菌处理(lǐ)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(lǐ)措施外,為(wèi)保证测定BOD5时的准确性,也必须进行有(yǒu)效接种。
测定工业废水的BOD5时,如果毒性物(wù)质含量太大,有(yǒu)时还要用(yòng)药剂予以去除;如果废水呈酸性或碱性,还要先进行中和处理(lǐ);而且通常水样要经过稀释,然后才能(néng)采用(yòng)标准稀释法测定。向水样中水加入适量含经过驯化的好氧微生物(wù)的接种液(如处理(lǐ)这种工业废水的曝气池混合液),就是為(wèi)了使水样中含有(yǒu)一定数量的对有(yǒu)机物(wù)具有(yǒu)降解能(néng)力的微生物(wù)。在满足其他(tā)测定BOD5的条件下,利用(yòng)这些微生物(wù)分(fēn)解工业废水中的有(yǒu)机物(wù),测定水样培养5d的耗氧量,即可(kě)得到工业废水的BOD5值。
污水处理(lǐ)场的曝气池混合液或二沉池出水是测定进入污水处理(lǐ)厂的废水BOD5时的理(lǐ)想的微生物(wù)种源。直接用(yòng)生活污水接种,因其中溶解氧很(hěn)少甚至没有(yǒu),容易出现厌氧微生物(wù),需要長(cháng)时间培养驯化,因此,这种经过驯化的接种液仅适用(yòng)于作為(wèi)特定需要的某些工业废水。
17. 测定BOD5时制取稀释水的注意事项有(yǒu)哪些?
稀释水的质量对BOD5的测定结果的准确性意义重大,因此要求稀释水空白5日耗氧必须小(xiǎo)于0.2mg/L,最好能(néng)控制在0.1mg/L以下,接种稀释水5日耗氧应在0.3~1.0mg/L之间。
保证稀释水质量的关键在于控制其有(yǒu)机物(wù)的含量最低和抑制微生物(wù)繁殖的物(wù)质含量最低,因此最好使用(yòng)蒸馏水作為(wèi)稀释水,不宜使用(yòng)离子交换树脂制得的纯水作為(wèi)稀释水,因為(wèi)去离子水往往含有(yǒu)从树脂中分(fēn)离出的有(yǒu)机物(wù)。如果制备蒸馏水的自来水中含有(yǒu)某些挥发性有(yǒu)机物(wù),為(wèi)预防其残留在蒸馏水中,就应在蒸馏前进行去除有(yǒu)机物(wù)的预处理(lǐ)。由金属蒸馏器制得的蒸馏水,应注意检查其中的金属离子含量,以免发生抑制微生物(wù)的繁殖和代謝(xiè),影响BOD5测定结果的准确性。
如果所用(yòng)稀释水因含有(yǒu)有(yǒu)机物(wù)而不符合使用(yòng)要求时,可(kě)采取加入适量曝气池接种液后,在室温或20oC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0.1mg/L為(wèi)原则,為(wèi)防止藻类繁殖,贮存必须在暗室中进行。如果贮存后的稀释水有(yǒu)沉渣,只能(néng)取用(yòng)上清液,可(kě)过滤去除沉渣。
為(wèi)确保稀释水的溶解氧接近饱和,必要时可(kě)用(yòng)真空泵或水射器吸入经净化的空气,也可(kě)用(yòng)微型空压机注入经净化的空气,还可(kě)用(yòng)氧气瓶通入纯氧,然后将经过充氧的稀释水在20oC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(kě)能(néng)含有(yǒu)过多(duō)的溶解氧,夏季高温季节则恰好相反,因此在室温与20oC有(yǒu)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(fēn)压平衡。
18. 测定BOD5时如何确定稀释倍数?
稀释倍数过大或过小(xiǎo),可(kě)导致5d耗氧量太少或太多(duō),超出正常耗氧范围使实验失败。而由于BOD5的测定周期很(hěn)長(cháng),一旦出现此类情况,就无法以原样补测。因此,必须十分(fēn)重视稀释倍数的确定。
工业废水的组分(fēn)虽然复杂,但其BOD5值与CODCr值之比通常在0.2~0.8之间,造纸、印染、化工等废水比值较低,食品工业废水则较高。一些含有(yǒu)颗粒状有(yǒu)机物(wù)的废水如酒糟废水等,在测定其BOD5时,会由于颗粒物(wù)沉淀于培养瓶底不能(néng)参加生化反应,造成比值明显偏低。
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1mg/L这两个条件為(wèi)原则。稀释后当日培养瓶中的DO為(wèi)7~8.5mg/L,假设5d耗氧量為(wèi)4mg/L,则稀释倍数為(wèi)CODCr值分(fēn)别与0.05、0.1125、0.175三个系数的乘积。例如用(yòng)250mL培养瓶测定CODCr為(wèi)200mg/L的水样BOD5时,三个稀释倍数分(fēn)别為(wèi):①200×0.005=10倍,②200×0.1125=22.5倍,③200×0.175=35倍。如果采用(yòng)直接稀释法,则取水样的體(tǐ)积分(fēn)别為(wèi):①250÷10=25mL,②250÷22.5≈11mL,③250÷35≈7mL。
照此取样培养,将有(yǒu)1~2个测得的溶解氧结果符合上述两个原则。如果有(yǒu)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(xiǎo)于1mg/L、甚至為(wèi)零时,应加大稀释比。如果培养期间溶解氧消耗量小(xiǎo)于2 mg/L,一个可(kě)能(néng)是稀释倍数过大;另一个可(kě)能(néng)是微生物(wù)菌种不适应、活性差,或有(yǒu)毒物(wù)质的浓度过大,此时还可(kě)能(néng)出现稀释倍数大的培养瓶消耗溶解氧反而较多(duō)的现象。
如果稀释水為(wèi)接种稀释水,由于空白水样耗氧為(wèi)0.3~1.0mg/L,所以稀释系数分(fēn)别為(wèi)0.05、0.125和0.2。
如果已知水样CODCr具體(tǐ)值或大概范围,可(kě)以较容易地按上述稀释倍数去分(fēn)析其BOD5值。当不知道水样的CODCr范围,為(wèi)了缩短分(fēn)析时间,可(kě)在测定CODCr过程中进行估算。具體(tǐ)做法是:首先配制每升中含有(yǒu)0.4251g邻苯二甲酸氢钾的标准溶液(此液CODCr值為(wèi)500mg/L),然后按比例稀释成CODCr值分(fēn)别為(wèi)400mg/L、300mg/L、200mg/L、100mg/L的稀溶液。分(fēn)别移取20.0mLCODCr值為(wèi)100mg/L~500mg/L的标准溶液,按常法加入试剂,进行CODCr值测定。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CODCr值过程中,当煮沸回流进行到30min时,用(yòng)预热后的标准CODCr值色列进行对比,估算出水样的CODCr值,依此确定化验BOD5时的稀释倍数。对含有(yǒu)难消解有(yǒu)机物(wù)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。
19. 测定BOD5时水样稀释法有(yǒu)几种?操作注意事项有(yǒu)哪些?
测定BOD5时水样稀释法分(fēn)一般稀释法和直接稀释法两种,其中一般稀释法需要使用(yòng)的稀释水或接种稀释水数量较多(duō)。
一般稀释法是在1L或2L量筒中,加入稀释水或接种稀释水约500mL,然后加入计算而得的一定體(tǐ)积的水样,再加稀释水或接种稀释水到满量程,用(yòng)末端装有(yǒu)橡皮圆片的玻璃棒在水面下慢慢作上提或下沉式搅动,最后用(yòng)虹吸管将已经混合均匀的水样溶液引入培养瓶中,并使充满溢出少许,小(xiǎo)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(kě)利用(yòng)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(yòng)同样的方法混合并引入培养瓶。
直接稀释法是先以虹吸法在已知容积的培养瓶中引入约一半容积的稀释水或接种稀释水,然后沿瓶壁注入根据稀释倍数计算出的每一培养瓶中应加入的水样體(tǐ)积,再引入稀释水或接种稀释水至瓶颈,小(xiǎo)心盖紧瓶塞,并水封瓶口。
使用(yòng)直接稀释法时,特别要注意最后引入稀释水或接种稀释水时一定不能(néng)过快。同时要摸索引入最适體(tǐ)积的操作规律,避免过量溢出而产生的误差。
无论使用(yòng)哪中方法,在将水样引入培养瓶时,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(yǒu)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,以防止封口水份蒸干而使瓶内进入空气。此外,5d前后使用(yòng)的两个培养瓶的體(tǐ)积必须相同,以减小(xiǎo)误差。
20. 测定BOD5时可(kě)能(néng)出现的问题有(yǒu)哪些?
对有(yǒu)硝化作用(yòng)的污水处理(lǐ)系统的出水进行BOD5测定时,由于其中含有(yǒu)很(hěn)多(duō)硝化细菌,测定结果中就包含了氨氮等含氮物(wù)质的需氧量。当需要區(qū)分(fēn)水样中含碳物(wù)质的需氧量和含氮物(wù)质的需氧量时,可(kě)采用(yòng)在稀释水中加入硝化抑制剂的方法消除BOD5测定过程中的硝化作用(yòng),比如在每升稀释水中加入10mg2-氯-6-(三氯甲基)砒啶或10mg丙烯基硫脲等。
BOD5/CODCr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(yòng)是否均匀。而BOD5/CODMn接近1甚至大于1却可(kě)能(néng)是正常的,因為(wèi)高锰酸钾对水样中有(yǒu)机组分(fēn)的氧化程度要比重铬酸钾低很(hěn)多(duō),同一水样的CODMn值有(yǒu)时会比CODCr值低很(hěn)多(duō)。
当出现规律性的稀释倍数越大、BOD5值越高的现象时,原因通常是水样中含有(yǒu)抑制微生物(wù)生長(cháng)繁殖的物(wù)质。稀释倍数低时,水样中所含抑制物(wù)质的比例就越大,使细菌无法进行有(yǒu)效的生物(wù)降解作用(yòng),导致BOD5的测定结果偏低。此时应查找抑菌物(wù)质的具體(tǐ)成分(fēn)或原因,测定前进行有(yǒu)效地预处理(lǐ)予以消除或掩蔽。
BOD5/CODCr偏低时,比如低于0.2甚至低于0.1,如果测定的是工业废水,可(kě)能(néng)因為(wèi)水样中的有(yǒu)机物(wù)可(kě)生物(wù)降解性很(hěn)差,但如果测定的水样是城市污水或混有(yǒu)一定比例生活污水的工业废水,除了因為(wèi)水样中含有(yǒu)化學(xué)毒性物(wù)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。為(wèi)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(fēn)别调节到7和7.2,对有(yǒu)可(kě)能(néng)存在余氯等氧化剂的水样,要作例行检查。
21. 表示废水中植物(wù)营养物(wù)质指标有(yǒu)哪些?
植物(wù)营养物(wù)质包括氮、磷及其他(tā)一些物(wù)质,它们是植物(wù)生長(cháng)发育所需要的养料。适度的营养元素可(kě)以促进生物(wù)和微生物(wù)的生長(cháng),过多(duō)的植物(wù)营养物(wù)质进入水體(tǐ),会使水體(tǐ)中藻类大量繁殖,产生所谓“富营养化”现象,进而恶化水质、影响渔业生产和危害人體(tǐ)健康。浅水湖(hú)泊严重的富营养化可(kě)以导致湖(hú)泊沼泽化,直至致使湖(hú)泊死亡。
同时,植物(wù)营养物(wù)质又(yòu)是活性污泥中微生物(wù)生長(cháng)繁殖所必需的成份,是关系到生物(wù)处理(lǐ)工艺能(néng)否正常运转的关键因素。因此常规污水处理(lǐ)运行中都将水中植物(wù)营养物(wù)质指标作為(wèi)一项重要的控制指标。
表示污水中植物(wù)营养物(wù)质的水质指标主要是氮素化合物(wù)(如有(yǒu)机氮、氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等)和磷素化合物(wù)(如总磷、磷酸盐等),常规污水处理(lǐ)运行中一般都监测进出水中的氨氮和磷酸盐。一方面為(wèi)了维持生物(wù)处理(lǐ)运转正常,另一方面為(wèi)了检测出水是否达到國(guó)家排放标准。
22. 常用(yòng)氮素化合物(wù)的水质指标有(yǒu)哪些?它们的关系如何?
常用(yòng)的代表水中氮素化合物(wù)的水质指标有(yǒu)总氮、凯氏氮、氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等。
氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮,它是有(yǒu)机氮化物(wù)氧化分(fēn)解的第一步产物(wù),是水體(tǐ)受污染的一种标志(zhì)。氨氮在亚硝酸盐菌作用(yòng)下可(kě)以被氧化成亚硝酸盐(以NO2-表示),而亚硝酸盐在硝酸盐菌的作用(yòng)下可(kě)以被氧化成硝酸盐(以NO3-表示)。而硝酸盐也可(kě)以在无氧环境中在微生物(wù)的作用(yòng)下还原為(wèi)亚硝酸盐。当水中的氮主要以硝酸盐形式為(wèi)主时,可(kě)以表明水中含氮有(yǒu)机物(wù)含量已很(hěn)少,水體(tǐ)已达到自净。
有(yǒu)机氮和氨氮的总和可(kě)以使用(yòng)凯氏(Kjeldahl)法测定(GB 11891--89),凯氏法测得的水样氮含量又(yòu)称為(wèi)凯氏氮,因而通常所称的凯氏氮是氨氮和有(yǒu)机氮之和。将水样先行除去氨氮后,再以凯氏法测定,其测得值即是有(yǒu)机氮。如果分(fēn)别对水样测定凯氏氮和氨氮,则其差值也是有(yǒu)机氮。凯氏氮可(kě)作為(wèi)污水处理(lǐ)装置进水氮含量的控制指标,还可(kě)以作為(wèi)控制江河湖(hú)海等自然水體(tǐ)富营养化的参考指标。
总氮為(wèi)水中有(yǒu)机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总和,也就是凯氏氮与总氧化氮之和。总氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮都可(kě)使用(yòng)分(fēn)光光度法测定,亚硝酸盐氮的分(fēn)析方法见GB7493-87,硝酸盐氮的分(fēn)析方法见GB7480-87,总氮分(fēn)析方法见GB 11894--89。总氮代表了水中氮素化合物(wù)的总和,是自然水體(tǐ)污染控制的一个重要指标,也是污水处理(lǐ)过程中的一个重要控制参数。
23. 氨氮测定的注意事项有(yǒu)哪些?
氨氮测定的常用(yòng)方法是比色法,即纳氏试剂比色法(GB 7479--87)和水杨酸--次氯酸盐法(GB 7481--87)。水样的保存可(kě)采用(yòng)浓硫酸酸化的方法,具體(tǐ)做法是用(yòng)浓硫酸调整水样pH值至1.5~2之间,并在4oC环境下贮存。纳氏试剂比色法和水杨酸--次氯酸盐法的最低检测浓度分(fēn)别為(wèi)0.05mg/L和0.01mg/L(以N计),当测定浓度為(wèi)0.2mg/L以上的水样时,可(kě)以使用(yòng)容量法(CJ/T75--1999)。為(wèi)了获得准确的结果,无论采用(yòng)哪种分(fēn)析方法,测定氨氮时都要将水样预先蒸馏处理(lǐ)。
水样的pH值对氨的测定影响很(hěn)大,pH值太高,会使某些含氮的有(yǒu)机化合物(wù)转变為(wèi)氨,pH值太低,加热蒸馏时部分(fēn)氨又(yòu)会滞留水中。為(wèi)了获得准确的结果,分(fēn)析前应将水样调至中性,水样偏酸或偏碱,可(kě)用(yòng)1mol/L氢氧化钠溶液或1mol/L的硫酸溶液调节pH值為(wèi)中性。然后加入磷酸盐缓冲溶液,使其pH值保持在7.4后,再进行蒸馏处理(lǐ)。加热后氨即呈气态从水中挥发出来,此时再用(yòng)0.01~0.02mol/L的稀硫酸(苯酚--次氯酸盐法)或2%的稀硼酸(纳氏试剂法)吸收。
对于某些Ca2+含量较大的水样,加入磷酸盐缓冲溶液后,由于Ca2+与PO43-生成了难溶的Ca3(PO43-)2沉淀、释放出磷酸盐中的H+降低了pH值,显然其他(tā)能(néng)与磷酸根生成沉淀的离子也能(néng)影响加热蒸馏时水样的pH值。也就是说,对于这样的水样,即使调节pH值為(wèi)中性,又(yòu)加入了磷酸盐缓冲溶液,结果pH值仍会遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于期望值。因此,对于未知水样,在蒸馏后再测一下pH值,如果pH值不在7.2~7.6之间,就应当增加缓冲溶液的用(yòng)量,一般每250mg钙多(duō)加10mL磷酸盐缓冲溶液。
24. 反映水中含磷化合物(wù)含量的水质指标有(yǒu)哪些?它们的关系如何?
磷是水生生物(wù)生長(cháng)必需的元素之一,水中的磷绝大部分(fēn)以各种形式的磷酸盐存在,少量以有(yǒu)机磷化合物(wù)的形式存在。水中的磷酸盐可(kě)分(fēn)為(wèi)正磷酸盐和缩合磷酸盐两大类,其中正磷酸盐指以PO43-、HPO42-、H2PO4-等形式存在的磷酸盐,而缩合磷酸盐包括焦磷酸盐、偏磷酸盐和聚合磷酸盐等,如P2O74-、P3O105-、HP3O92-、(PO3)63-等。有(yǒu)机磷化合物(wù)主要包括磷酸酯、亚磷酸酯、焦磷酸酯、次磷酸酯和磷酸胺等类型。磷酸盐和有(yǒu)机磷之和称為(wèi)总磷,也是一项重要的水质指标。
总磷的分(fēn)析方法(具體(tǐ)做法见GB 11893--89)有(yǒu)两个基本步骤组成,第一步用(yòng)氧化剂将水样中不同形态的磷转化為(wèi)磷酸盐,第二步测定正磷酸盐,再反算求得总磷含量。常规污水处理(lǐ)运行中,都要监控和测定进入生化处理(lǐ)装置的污水及二沉池出水的磷酸盐含量。如果进水磷酸盐含量不足,就要投加一定量的磷肥加以补充;如果二沉池出水的磷酸盐含量超过國(guó)家一级排放标准0.5mg/L,就要考虑采取除磷措施。
25. 磷酸盐测定的注意事项有(yǒu)哪些?
磷酸盐测定的方法是在酸性条件下,磷酸根同钼酸铵生成磷钼杂多(duō)酸,磷钼杂多(duō)酸用(yòng)还原剂氯化亚锡或抗坏血酸还原成蓝色的络合物(wù)(简称钼蓝法CJ/T78--1999),也可(kě)以用(yòng)碱性燃料生成多(duō)元有(yǒu)色络合物(wù)直接进行分(fēn)光光度测定。
磷的水样不稳定,最好采集后立即分(fēn)析。如果分(fēn)析不能(néng)立即进行,每升水样加40mg氯化高汞或1mL浓硫酸防腐后,再贮于棕色玻璃瓶中放置于4oC的冷藏箱内。如果水样仅用(yòng)于分(fēn)析总磷,可(kě)以不用(yòng)防腐处理(lǐ)。
由于磷酸盐可(kě)以吸附于塑料瓶壁上,故不可(kě)用(yòng)塑料瓶贮存水样。所使用(yòng)的玻璃瓶都要用(yòng)稀的热盐酸或稀硝酸冲洗,再用(yòng)蒸馏水冲洗数次。
26. 反映水中固體(tǐ)物(wù)质含量的各种指标有(yǒu)哪些?
污水中的固體(tǐ)物(wù)质包括水面的漂浮物(wù)、水中的悬浮物(wù)、沉于底部的可(kě)沉物(wù)及溶解于水中的固體(tǐ)物(wù)质。漂浮物(wù)是漂浮在水面上的、密度小(xiǎo)于水的大块或大颗粒杂质,悬浮物(wù)是悬浮于水中的小(xiǎo)颗粒杂质,可(kě)沉物(wù)是经过一段时间能(néng)在水體(tǐ)底部沉淀下来的杂质。几乎所有(yǒu)的污水中都有(yǒu)成分(fēn)复杂的可(kě)沉物(wù),成分(fēn)主要是以有(yǒu)机物(wù)為(wèi)主的可(kě)沉物(wù)被称為(wèi)污泥,成分(fēn)以无机物(wù)為(wèi)主的可(kě)沉物(wù)被称為(wèi)残渣。漂浮物(wù)一般难以定量化,其他(tā)几种固體(tǐ)物(wù)质则可(kě)以用(yòng)以下指标衡量。
反映水中固體(tǐ)总含量的指标是总固體(tǐ),或称全固形物(wù)。根据水中固體(tǐ)的溶解性,总固體(tǐ)可(kě)分(fēn)為(wèi)溶解性固體(tǐ)(Dissolved Solid,简写為(wèi)DS)和悬浮固體(tǐ)(Suspend Solid,简写為(wèi)SS)。根据水中固體(tǐ)的挥发性能(néng),总固體(tǐ)可(kě)分(fēn)為(wèi)挥发性固體(tǐ)(VS)和固定性固體(tǐ)(FS,也叫灰分(fēn))。其中,溶解性固體(tǐ)(DS)和悬浮固體(tǐ)(SS)还可(kě)以进一步细分(fēn)為(wèi)挥发性溶解固體(tǐ)、不可(kě)挥发性溶解固體(tǐ)和挥发性悬浮固體(tǐ)、不可(kě)挥发性悬浮固體(tǐ)等指标。
27. 什么是水的全固形物(wù)?
反映水中固體(tǐ)总含量的指标是总固體(tǐ),或称全固形物(wù),分(fēn)為(wèi)挥发性总固體(tǐ)和不可(kě)挥发性总固體(tǐ)两部分(fēn)。总固體(tǐ)包括悬浮固體(tǐ)(SS)和溶解性固體(tǐ)(DS),每一种也可(kě)进一步细分(fēn)為(wèi)挥发性固體(tǐ)和不可(kě)挥发性固體(tǐ)两部分(fēn)。
总固體(tǐ)的测定方法是测定废水经过103oC~105oC蒸发后残留下来的固體(tǐ)物(wù)质的质量,其干燥时间、固體(tǐ)颗粒的大小(xiǎo)与所用(yòng)的干燥器有(yǒu)关,但在任何情况下,干燥时间的長(cháng)短都必须以水样中的水分(fēn)完全蒸干為(wèi)基础,并以干燥后质量恒定為(wèi)止。
挥发性总固體(tǐ)表示总固體(tǐ)在600oC高温下灼烧后所减轻的固體(tǐ)质量,因此也叫做灼烧减重,可(kě)以粗略代表水中有(yǒu)机物(wù)的含量。灼烧时间也像测定总固體(tǐ)时的干燥时间一样,应灼烧至样品中的所有(yǒu)碳全部挥发掉為(wèi)止。灼烧后剩余的部分(fēn)物(wù)质的质量,即為(wèi)固定性固體(tǐ),也称為(wèi)灰分(fēn),可(kě)以粗略代表水中无机物(wù)的含量。
28. 什么是溶解性固體(tǐ)?
溶解性固體(tǐ)也称為(wèi)可(kě)过滤物(wù)质,可(kě)通过对过滤悬浮固體(tǐ)后的滤液在103oC~105oC温度下进行蒸发干燥后,测定残留物(wù)质的质量,就是溶解性固體(tǐ)。溶解性固體(tǐ)中包括溶解于水的无机盐类和有(yǒu)机物(wù)质。可(kě)用(yòng)总固體(tǐ)减去悬浮固體(tǐ)的量来粗略计算,常用(yòng)单位是mg/L。
将污水深度处理(lǐ)后回用(yòng)时,必须将其溶解性固體(tǐ)控制在一定范围内,否则不论用(yòng)于绿化、冲厕、洗車(chē)等杂用(yòng)水还是作為(wèi)工业循环水,都会出现一些不利影响。建设部部标准《生活杂用(yòng)水水质标准》CJ/T48--1999规定:用(yòng)于绿化、冲厕的回用(yòng)水溶解性固體(tǐ)不能(néng)超过1200 mg/L,用(yòng)于洗車(chē)、扫除时的回用(yòng)水溶解性固體(tǐ)不能(néng)超过1000 mg/L。
29. 什么是水的含盐量和矿化度?
水的含盐量也称矿化度,表示水中所含盐类的总数量,常用(yòng)单位是mg/L。由于水中的盐类均以离子的形式存在,所以含盐量也就是水中各种阴阳离子的数量之和。
从定义可(kě)以看出,水的溶解性固體(tǐ)含量比其含盐量要大一些,因為(wèi)溶解性固體(tǐ)中还含有(yǒu)一部分(fēn)有(yǒu)机物(wù)质。在水中有(yǒu)机物(wù)含量很(hěn)低时,有(yǒu)时也可(kě)用(yòng)溶解性固體(tǐ)近似表示水中的含盐量。
30. 什么是水的電(diàn)导率?
電(diàn)导率是水溶液電(diàn)阻的倒数,单位是μs/cm。水中各种溶解性盐类都以离子状态存在,而这些离子均具有(yǒu)导電(diàn)能(néng)力,水中溶解的盐类越多(duō),离子含量就越大,水的電(diàn)导率就越大。因此,根据電(diàn)导率的大小(xiǎo),可(kě)以间接表示水中盐类总量或水的溶解性固體(tǐ)含量的多(duō)少。
新(xīn)鲜蒸馏水的電(diàn)导率為(wèi)0.5~2μs/cm,超纯水的電(diàn)导率小(xiǎo)于0.1μs/cm,而软化水站排放的浓水電(diàn)导率可(kě)高达数千μs/cm。
31. 什么是悬浮固體(tǐ)?
悬浮固體(tǐ)SS也称為(wèi)不可(kě)过滤物(wù)质,测定方法是对水样利用(yòng)0.45μm的滤膜过滤后,过滤残渣经103oC~105oC蒸发干燥后剩余物(wù)质的质量。挥发性悬浮固體(tǐ)VSS指的是悬浮固體(tǐ)在600oC高温下灼烧后挥发掉的质量,可(kě)以粗略代表悬浮固體(tǐ)中有(yǒu)机物(wù)的含量。灼烧后剩余的那部分(fēn)物(wù)质就是不可(kě)挥发性悬浮固體(tǐ),可(kě)以粗略代表悬浮固體(tǐ)中无机物(wù)的含量。
废水或受污染的水體(tǐ)中,不溶性悬浮固體(tǐ)的含量和性质随污染物(wù)的性质和污染程度而变化。悬浮固體(tǐ)和挥发性悬浮固體(tǐ)是污水处理(lǐ)设计和运行管理(lǐ)的重要指标。
32. 為(wèi)什么悬浮固體(tǐ)和挥发性悬浮固體(tǐ)是废水处理(lǐ)设计和运行管理(lǐ)的重要参数?
废水中悬浮固體(tǐ)和挥发性悬浮固體(tǐ)是污水处理(lǐ)设计和运行管理(lǐ)的重要参数。
对于二沉池出水的悬浮物(wù)含量,國(guó)家污水排放一级标准规定不得超过70mg/L(城镇二级污水处理(lǐ)厂不得超过20mg/L),这是一项最重要的水质控制指标之一。同时悬浮物(wù)又(yòu)是常规污水处理(lǐ)系统运行是否正常的指示指标,二沉池出水的悬浮物(wù)量发生异常变化或出现超标现象,说明污水处理(lǐ)系统出现了问题,必须采取有(yǒu)关措施使其恢复正常。
生物(wù)处理(lǐ)装置内的活性污泥中悬浮固體(tǐ)(MLSS)和挥发性悬浮固體(tǐ)含量(MLVSS)必须在一定数量范围内,而且对于水质相对稳定的污水生物(wù)处理(lǐ)系统,两者之间存在一定比例关系,如果MLSS或MLVSS超出特定范围或二者比值发生较大改变,必须设法使其恢复正常,否则势必造成生物(wù)处理(lǐ)系统出水水质发生变化,甚至导致包括悬浮物(wù)在内的各种排放指标超标。另外,通过测定MLSS,还可(kě)以监测曝气池混合液的污泥體(tǐ)积指数,从而了解活性污泥及其他(tā)生物(wù)悬浮液的沉降特性和活性。
33. 悬浮固體(tǐ)的测定方法有(yǒu)哪些?
GB11901—1989规定了重量法测定水中悬浮物(wù)的测定方法,测定悬浮固體(tǐ)SS时,一般是采集一定體(tǐ)积的废水或混合液,用(yòng)0.45μm滤膜过滤截留悬浮固體(tǐ),以滤膜截留悬浮固體(tǐ)前后的质量差作為(wèi)悬浮固體(tǐ)的量。一般废水和二沉池出水的SS常用(yòng)单位是mg/L,而曝气池混合液和回流污泥的SS常用(yòng)单位是g/L。
在废水处理(lǐ)场测定曝气混合液和回流污泥等SS值较大的水样时,对测定结果的精确度要求较低时,可(kě)以使用(yòng)定量滤纸代替0.45μm滤膜。这样既可(kě)以反应实际情况以指导实际生产的运行调整,又(yòu)可(kě)以节约化验费用(yòng)。但在测定二沉池出水或深度处理(lǐ)出水的SS时,必须使用(yòng)0.45μm滤膜进行测定,否则测定结果的误差会过大。
在废水处理(lǐ)过程中,悬浮物(wù)浓度是需要经常检测的工艺参数之一,比如进水悬浮物(wù)浓度、曝气内混合液污泥浓度、回流污泥浓度、剩余污泥浓度等。為(wèi)快速测定SS值,废水处理(lǐ)场经常使用(yòng)污泥浓度计,有(yǒu)光學(xué)型和超声波型等两种。光學(xué)型污泥浓度计的基本原理(lǐ)是利用(yòng)光束在水中穿过时遇到悬浮颗粒会散射而强度减弱,光的散射同遇到的悬浮颗粒的数量、大小(xiǎo)成一定比例,通过光敏電(diàn)池来检测散射光和光的衰减程度,就可(kě)以推断水中污泥浓度。超声波型污泥浓度计的原理(lǐ)是利用(yòng)超声波在废水中穿过时,超声波强度的衰减量与水中的悬浮颗粒浓度成正比,通过特制的传感器来检测超声波的衰减程度,就可(kě)以推断水中污泥浓度。
34. 悬浮固體(tǐ)测定的注意事项有(yǒu)哪些?
测定取样时,二沉池出水水样或生物(wù)处理(lǐ)装置内的活性污泥样必须具有(yǒu)代表性,应当去除其中的大颗粒的漂浮物(wù)或浸没于其中的非均质凝块物(wù)质。為(wèi)防止滤片上残留物(wù)较多(duō)导致夹带水份并延長(cháng)烘干时间,取样體(tǐ)积以产生2.5~200mg的悬浮固體(tǐ)量為(wèi)佳。如果没有(yǒu)其他(tā)依据,悬浮物(wù)测定样品體(tǐ)积可(kě)以定為(wèi)100ml,而且要求必须经过充分(fēn)混合。
测定活性污泥样品时,由于悬浮固體(tǐ)含量较大,经常会出现样品中悬浮固體(tǐ)量超过200mg的情况,此时必须要适当延長(cháng)烘干时间,然后再移至干燥器内冷却到平衡温度后称重,反复烘干、干燥直至恒重或称重损失小(xiǎo)于前次称重的4%。為(wèi)避免多(duō)次烘干、干燥、称重的操作过程,要严格控制每个操作步骤和时间一致,由一位化验员独立完成,以保证手法一致。
采集的水样应尽快分(fēn)析测定,如果需要放置,可(kě)以贮存在4oC的冷藏箱内,但水样的保存时间最長(cháng)不能(néng)超过7d。為(wèi)使测定结果尽量精确,在测定曝气混合液等高SS值的水样时,可(kě)以适当减少水样的體(tǐ)积;而测定二沉池出水等低SS值水样时,可(kě)以适当加大测试水样的體(tǐ)积。
当测定回流污泥等高SS值的污泥浓度时,為(wèi)防止滤膜或滤纸等过滤介质截留过多(duō)的悬浮物(wù)而夹带过多(duō)的水分(fēn),必须延長(cháng)干燥的时间,恒重称量时,要注意重量的变化幅度。如果变化过大,往往说明滤膜上的SS外干而内湿,需要再延長(cháng)干燥时间。
35. 什么是水的浊度?
水的浊度是一种表示水样的透光性能(néng)的指标,是由于水中泥沙、粘土、微生物(wù)等细微的无机物(wù)和有(yǒu)机物(wù)及其他(tā)悬浮物(wù)使通过水样的光線(xiàn)被散射或吸收、而不能(néng)直接穿透所造成的,一般以每升蒸馏水中含有(yǒu)1mgSiO2(或硅藻土)时对特定光源透过所发生的阻碍程度為(wèi)1个浊度的标准,称為(wèi)杰克逊度,以JTU表示。
浊度计是利用(yòng)水中悬浮杂质对光具有(yǒu)散射作用(yòng)的原理(lǐ)制成的,其测得的浊度是散射浊度单位,以NTU表示。水的浊度不仅与水中存在的颗粒物(wù)质的含量有(yǒu)关,而且和这些颗粒的粒径大小(xiǎo)、形状、性质等有(yǒu)密切的关系。
水的浊度高,不仅增加消毒剂的用(yòng)量,而且影响消毒效果。浊度的降低,往往意味着水中有(yǒu)害物(wù)质、细菌和病毒的减少。水的浊度达到10度时,人们就可(kě)以看出水质浑浊。
36. 浊度的测定方法有(yǒu)哪些?
國(guó)家标准GB13200—1991规定的浊度测定方法有(yǒu)分(fēn)光光度法和目视比色法两种,这两种方法测定的结果单位是JTU。另外,还有(yǒu)使用(yòng)光的散射作用(yòng)测定水浊度的仪器法,浊度计测定的结果单位是NTU。分(fēn)光光度法适用(yòng)于饮用(yòng)水、天然水及高浊度水的检测,最低检测限為(wèi)3度;目视比色法适用(yòng)于饮用(yòng)水和水源水等低浊度水的检测,最低检测限為(wèi)1度。在实验室对二沉池出水或深度处理(lǐ)出水进行浊度检测时,前两种检测方法都可(kě)以使用(yòng);而污水处理(lǐ)厂的出水和深度处理(lǐ)系统的管道上进行浊度检测时,往往需要安装在線(xiàn)式浊度计。
在線(xiàn)式浊度计的基本原理(lǐ)和光學(xué)型污泥浓度计相同,两者的差别在于污泥浓度计所测量的SS浓度高,因而利用(yòng)光吸收的原理(lǐ),而浊度计测量的SS较低,因而利用(yòng)光散射原理(lǐ),测得穿过被测水的光的散射分(fēn)量,即可(kě)推断水的浊度大小(xiǎo)。
浊度是光与水中固體(tǐ)颗粒共同作用(yòng)的结果,浊度大小(xiǎo)与水中杂质颗粒的大小(xiǎo)、形状以及由此引起的对光的折射系数等因素有(yǒu)关,因此,水中的悬浮物(wù)含量较高时,一般其浊度也较高,但两者之间又(yòu)没有(yǒu)直接的相关关系。有(yǒu)时同样的悬浮物(wù)含量,但由于悬浮物(wù)的性质不同,测得的浊度值却有(yǒu)很(hěn)大差异。因此,如果水中含有(yǒu)的悬浮杂质较多(duō),应用(yòng)测定SS的方法来准确反映水的污染程度或杂质的具體(tǐ)数量。
所有(yǒu)与水样接触的玻璃器皿必须清洁,清洁时可(kě)用(yòng)盐酸或表面活性剂清洗。测定浊度的水样不能(néng)有(yǒu)碎屑及易沉颗粒,而且必须用(yòng)具塞玻璃瓶收集,取样后尽快测定。特殊情况可(kě)在4oC暗处短时间保存,最多(duō)保存24h,而且测定前需要激烈振摇并恢复到室温。
37. 什么是水的色度?
水的色度是测量水的颜色时所规定的指标,水质分(fēn)析中所称的色度通常指的水的真实颜色,即仅指水样中溶解性物(wù)质产生的颜色。因此在测定前,需要对水样进行澄清、离心分(fēn)离或用(yòng)0.45μm滤膜过滤去除SS,但不能(néng)用(yòng)滤纸过滤,因為(wèi)滤纸能(néng)吸收水的部分(fēn)颜色。
用(yòng)未经过滤或离心分(fēn)离的原始样品进行测定的结果是水的表观颜色,即由溶解性物(wù)质和不溶解性悬浮物(wù)质共同产生的颜色。一般不能(néng)用(yòng)测定真实颜色的铂钴比色法测定和量化水的表观颜色,通常用(yòng)文(wén)字来描述其深浅、色调以及透明程度等特征,然后用(yòng)稀释倍数法进行测定。用(yòng)铂钴比色法测得的结果和用(yòng)稀释倍数法测定的色度值往往没有(yǒu)可(kě)比性。
38. 色度的测定方法有(yǒu)哪些?
色度的测定方法有(yǒu)铂钴比色法和稀释倍数法两种(GB 11903—1989)。两种方法应独立使用(yòng),测定的结果之间一般没有(yǒu)可(kě)比性。铂钴比色法测定适用(yòng)于清洁水、轻度污染水并略带黄色的水,以及比较清洁的地表水、地下水、饮用(yòng)水和中水、污水深度处理(lǐ)后的回用(yòng)水等。而工业废水和污染较严重的地表水一般使用(yòng)稀释倍数法测定其色度。
铂钴比色法是以1L水中含有(yǒu)1mgPt(Ⅳ)和2mg六水氯化钴(Ⅱ)时所具有(yǒu)的颜色计為(wèi)1个色度标准单位,一般称為(wèi)1度。1个标准色度单位的配制方法是在1L水中加入0.491mgK2PtCl6及2.00mgCoCl2∙6H2O,又(yòu)称為(wèi)铂钴标准,成倍地加入铂钴标准药剂就能(néng)得到成倍的标准色度单位。由于氯钴酸钾的价格昂贵,一般使用(yòng)K2Cr2O7和CoSO4∙7H2O按一定比例和操作步骤配制成代用(yòng)色度标准溶液。在测定色度时,把待测水样与一系列不同色度的标准液进行比较,即可(kě)得到水样的色度。
稀释倍数法是将水样用(yòng)光學(xué)纯水稀释至将近无色后移入比色管中,在白色背景下与同样液柱高度的光學(xué)纯水比较颜色深浅,如果发现有(yǒu)差异,再进行稀释,直到不能(néng)觉察出颜色為(wèi)止,此时水样的稀释倍数即為(wèi)表达水颜色强度的数值,单位是倍。
39. 什么是水的酸度和碱度?
水的酸度是指水中所含有(yǒu)的能(néng)与强碱发生中和作用(yòng)的物(wù)质的量。形成酸度的物(wù)质有(yǒu)能(néng)全部离解出H+的强酸(如HCl、H2SO4)、部分(fēn)离解出H+的弱酸(H2CO3、有(yǒu)机酸)和强酸弱碱组成的盐类(如NH4Cl、FeSO4)等三类。酸度是用(yòng)强碱溶液滴定而测定的。滴定时以甲基橙為(wèi)指示剂测得的酸度称為(wèi)甲基橙酸度,包括第一类强酸和第三类强酸盐形成的酸度;用(yòng)酚酞為(wèi)指示剂测得的酸度称為(wèi)酚酞酸度,是上述三类酸度的总合,因此也称总酸度。天然水中一般不含强酸酸度,而是由于含有(yǒu)碳酸盐和重碳酸盐使水呈碱性,当水中有(yǒu)酸度存在时,往往表示水已受到酸污染。
与酸度相反,水的碱度是指水中所含有(yǒu)的能(néng)与强酸发生中和作用(yòng)的物(wù)质的量。形成碱度的物(wù)质有(yǒu)能(néng)全部离解出OH-的强碱(如NaOH、KOH)、部分(fēn)离解出OH-的弱碱(如NH3、C6H5NH2)和强碱弱酸组成的盐类(如Na2CO3、K3PO4、Na2S)等三类。碱度是用(yòng)强酸溶液滴定而测定的。滴定时以甲基橙為(wèi)指示剂测得的碱度是上述三类碱度的总合,称為(wèi)总碱度或甲基橙碱度;用(yòng)酚酞為(wèi)指示剂测得的碱度称為(wèi)酚酞碱度,包括第一类强碱形成的碱度和第三类强碱盐形成的部分(fēn)碱度。
酸度和碱度的测定方法有(yǒu)酸碱指示剂滴定法和電(diàn)位滴定法,一般都折合成CaCO3来计量,单位是mg/L。
40. 什么是水的pH值?
pH值是被测水溶液中氢离子活度的负对数,即pH=-lgαH+,是污水处理(lǐ)工艺中最常用(yòng)的指标之一。在25oC条件下,pH值=7时,水中氢离子和氢氧根离子的活度相等,相应的浓度為(wèi)10-7mol/L,此时水為(wèi)中性,pH值﹥7表示水呈碱性,而pH值﹤7则表示水呈酸性。
pH值的大小(xiǎo)反映了水的酸性和碱性,但不能(néng)直接表明水的酸度和碱度。比如0.1mol/L的盐酸溶液和0.1mol/L的乙酸溶液,酸度同样都是100mmol/L,但两者的pH值却大不相同,0.1mol/L的盐酸溶液的pH值是1,而0.1mol/L的乙酸溶液的pH值是2.9。
41. 常用(yòng)的pH值测定方法有(yǒu)哪些?
在实际生产中,為(wèi)了快速方便地掌握进入废水处理(lǐ)场废水的pH值变化情况,最简单的方法是用(yòng)pH试纸粗略测定。对于无色、无悬浮杂质的废水,还可(kě)以使用(yòng)比色法。目前,我國(guó)测定水质pH值的标准方法是電(diàn)位法(GB 6920--86玻璃電(diàn)极法),它通常不受颜色、浊度、胶體(tǐ)物(wù)质以及氧化剂、还原剂的影响,既可(kě)以测定清洁水的pH值、又(yòu)可(kě)以测定受不同程度污染的工业废水的pH值,这也是广大废水处理(lǐ)场广泛使用(yòng)的测定pH值的方式。
pH值的電(diàn)位法测定原理(lǐ)是通过测定玻璃電(diàn)极与已知電(diàn)位的参比電(diàn)极的電(diàn)位差,从而得到指示電(diàn)极的電(diàn)位,即pH值。参比電(diàn)极一般使用(yòng)甘汞電(diàn)极或Ag-AgCl電(diàn)极,以甘汞電(diàn)极应用(yòng)最為(wèi)普遍。pH電(diàn)位计的核心是一个直流放大器,使電(diàn)极产生的電(diàn)位在仪器上放大后以数字或指针的形式在表头上显示出来。電(diàn)位计通常装有(yǒu)温度补偿装置,用(yòng)以校正温度对電(diàn)极的影响。
废水处理(lǐ)场使用(yòng)的在線(xiàn)pH计的工作原理(lǐ)是電(diàn)位法,使用(yòng)注意事项和实验室的pH计基本相同。但由于其使用(yòng)的電(diàn)极長(cháng)期连续浸泡在废水或曝气池等含有(yǒu)大量油污或微生物(wù)的地方,因此除了要求pH计设置对電(diàn)极的自动清洗装置外,还需要根据水质情况和运行经验进行人工清洗。一般对用(yòng)在进水或曝气池中的pH计每周进行一次人工清洗,而对用(yòng)在出水中的pH计可(kě)每月进行一次人工清洗。对于能(néng)同时测定温度和ORP等项目的pH计,应当按照测定功能(néng)所需要的使用(yòng)注意事项进行维护和保养。
42. pH值测定的注意事项有(yǒu)哪些?
⑴電(diàn)位计应保持干燥、防尘,定期通電(diàn)维护,保证電(diàn)极的输入端引線(xiàn)连接部分(fēn)保持清洁,防止水滴、灰尘、油污等进入。使用(yòng)交流電(diàn)源时要保证接地良好,使用(yòng)干電(diàn)池的便携式電(diàn)位计应定期更换電(diàn)池。同时要定期对電(diàn)位计进行校验和调零等校正维护,且一经调试妥当,在测试过程中就不能(néng)随意旋动電(diàn)位计的零点和校正、定位等调节器。
⑵用(yòng)于配制标准缓冲溶液和淋洗電(diàn)极的水,不能(néng)含有(yǒu)CO2、pH值在6.7~7.3之间、電(diàn)导率要小(xiǎo)于2μs/cm。经阴阳离子交换树脂处理(lǐ)过的水,再经煮沸放冷后可(kě)以达到此要求。配制好的标准缓冲溶液应密闭保存在硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶中,再存放在4oC的冰箱中,可(kě)以延長(cháng)使用(yòng)期限,如果在空气敞开存放或在常温下保存,使用(yòng)期限一般不能(néng)超过1个月,使用(yòng)过的缓冲液不能(néng)再倒回储存瓶中重复使用(yòng)。
⑶在正式测量前,首先应检查仪器、電(diàn)极、标准缓冲液是否正常。并定期对pH计进行校验,通常检验周期為(wèi)一个季度或半年,校验使用(yòng)两点校验法。即根据待测样品的pH值范围,选用(yòng)两种与其接近的标准缓冲溶液,一般这两种缓冲溶液的pH值差至少要大于2。用(yòng)第一种溶液定位后,再对第二种溶液测试,電(diàn)位计的显示结果与第二种标准缓冲溶液的标准pH值之差应不大于0.1 pH单位。如果误差大于0.1 pH单位,应用(yòng)第三种标准缓冲溶液检验。如果此时误差小(xiǎo)于0.1 pH单位,则很(hěn)可(kě)能(néng)是第二种缓冲溶液出了问题。如果误差仍大于0.1 pH单位,则说明電(diàn)极出了问题,需要对電(diàn)极进行处理(lǐ)或更换新(xīn)的電(diàn)极。
⑷更换标准缓冲液或样品时,要用(yòng)蒸馏水对電(diàn)极进行充分(fēn)的淋洗,并用(yòng)滤纸吸去附着在電(diàn)极上的水,再用(yòng)待测溶液淋洗以消除相互影响,这一点对使用(yòng)弱性缓冲溶液时尤其重要。测量pH值时,应对水溶液进行适当搅拌,以使溶液均匀和达到電(diàn)化學(xué)平衡,而在读数时则应停止搅动再静置片刻,以使读数稳定。
⑸测定时,要先用(yòng)水仔细冲洗两个電(diàn)极,再水样冲洗,然后将電(diàn)极浸入盛水样的小(xiǎo)烧杯中,用(yòng)手小(xiǎo)心摇动烧杯使水样均匀,待读数稳定后记录pH值。
43. 玻璃電(diàn)极的使用(yòng)注意事项有(yǒu)哪些?
⑴玻璃電(diàn)极的零電(diàn)位pH值必须在配套酸度计的定位调节器范围内,而且不得在非水溶液中使用(yòng)。玻璃電(diàn)极在初次使用(yòng)或久置不用(yòng)后重新(xīn)使用(yòng)时,玻璃球泡要在蒸馏水中浸泡24h以上,以使形成良好的水化层。使用(yòng)前应仔细检查電(diàn)极是否完好,玻璃球泡应无裂痕和斑点,内参比電(diàn)极应浸泡在内充液中。
⑵如果内充溶液中有(yǒu)气泡,可(kě)轻轻甩动電(diàn)极令气泡溢出,使内参比電(diàn)极与溶液之间接触良好。為(wèi)避免玻璃球泡破损,水冲洗后,可(kě)以用(yòng)滤纸小(xiǎo)心地吸去附着在電(diàn)极上的水,不能(néng)用(yòng)力擦拭。安装时,玻璃電(diàn)极的玻璃球泡要比参比電(diàn)极略高一些。
⑶当测量含有(yǒu)油或乳化状物(wù)质的水样后,要及时用(yòng)洗涤剂和水清洗電(diàn)极。如果電(diàn)极附着无机盐结垢,可(kě)将電(diàn)极浸泡于(1+9)盐酸中,待结垢溶解后,用(yòng)水充分(fēn)淋洗,再置于蒸馏水中待用(yòng)。若上述处理(lǐ)效果不理(lǐ)想,可(kě)用(yòng)丙酮或乙醚(不能(néng)用(yòng)无水乙醇)进行清洗后,再按上述方法处理(lǐ),然后将電(diàn)极在蒸馏水中浸泡过夜后使用(yòng)。
⑷如果仍无效,还可(kě)以用(yòng)铬酸洗液浸泡数分(fēn)钟。铬酸清除玻璃外表面所吸附物(wù)质效果显著,但存在具有(yǒu)脱水作用(yòng)的弊端,用(yòng)铬酸处理(lǐ)过的電(diàn)极必须在水中浸泡过夜,方可(kě)用(yòng)于测量。在万不得已的情况下,还可(kě)将電(diàn)极在5%HF溶液浸泡20~30s或在氟氢化铵(NH4HF2)溶液中浸泡1min作适度的腐蚀处理(lǐ),浸泡后立即用(yòng)水充分(fēn)淋洗,再浸入水中待用(yòng)。经过这种剧烈的处理(lǐ)后,電(diàn)极的寿命将受到影响,因此这两种清洁方法只能(néng)作為(wèi)替代废弃的措施。
44. 甘汞電(diàn)极的原理(lǐ)和使用(yòng)注意事项有(yǒu)哪些?
⑴甘汞電(diàn)极由金属汞、氯化亚汞(甘汞)和氯化钾盐桥三部分(fēn)组成。電(diàn)极中的氯离子来源于氯化钾溶液,当氯化钾溶液浓度一定的情况下,则電(diàn)极電(diàn)位在一定温度下是常数,而与水的pH值无关。電(diàn)极内部的氯化钾溶液通过盐桥(陶瓷砂芯)往外渗透,使原電(diàn)池导通。
⑵使用(yòng)时,必须取下電(diàn)极侧管口的橡皮塞和下端的橡皮帽,以使盐桥溶液借重力作用(yòng)维持一定流速渗漏,保持与待测溶液的通路。電(diàn)极不用(yòng)时,应套好橡皮塞和橡皮帽,防止蒸发和渗出。長(cháng)期不用(yòng)的甘汞電(diàn)极应充满氯化钾溶液,放置在電(diàn)极盒内保存。
⑶電(diàn)极内氯化钾溶液不能(néng)有(yǒu)气泡,以防止短路;溶液内应保留少许氯化钾晶體(tǐ),以保证氯化钾溶液的饱和。但氯化钾晶體(tǐ)不可(kě)过多(duō),否则就有(yǒu)可(kě)能(néng)堵塞与被测溶液的通路,以至产生不规律的读数。同时还应注意排除甘汞電(diàn)极表面或盐桥与水接触部位的气泡,否则也可(kě)能(néng)导致测量回路断路读不出数或读数不稳。
⑷测量时,甘汞電(diàn)极内的氯化钾溶液的液面必须高于被测溶液的液面,以防被测液向電(diàn)极内扩散而影响甘汞電(diàn)极的電(diàn)位。水中含有(yǒu)的氯化物(wù)、硫化物(wù)、络合剂、银盐、过氯酸钾等成分(fēn)向内扩散,都将会影响甘汞電(diàn)极的電(diàn)位。
⑸温度波动较大时,甘汞電(diàn)极的電(diàn)位变化有(yǒu)滞后性,即温度变化快,電(diàn)极電(diàn)位的变化较慢,電(diàn)极電(diàn)位达到平衡所需的时间较長(cháng),因此测量时要尽量避免温度大幅度变化。
⑹要注意防止甘汞電(diàn)极陶瓷砂芯被堵塞,当测量浑浊溶液或胶體(tǐ)溶液后特别要注意及时清洗。若甘汞電(diàn)极陶瓷砂芯表面有(yǒu)粘附物(wù),可(kě)用(yòng)金刚砂纸或在油石上加水轻轻磨去。
⑺定期对甘汞電(diàn)极的稳定性进行检查,可(kě)分(fēn)别测定被检验的甘汞電(diàn)极与另一只完好的内充液相同的甘汞電(diàn)极在无水或同一水样中的電(diàn)位,两个電(diàn)极的電(diàn)位差值应小(xiǎo)于2mV,否则就需要更换新(xīn)的甘汞電(diàn)极。
45. 温度测定的注意事项有(yǒu)哪些?
目前,國(guó)家污水排放标准对水温没有(yǒu)具體(tǐ)规定,但水温对常规生物(wù)处理(lǐ)系统的意义巨大,必须予以高度重视。无论好氧处理(lǐ)还是厌氧处理(lǐ),都要求在一定温度范围内进行,一旦超过此范围,即温度过高或过低都会降低处理(lǐ)效率,甚至造成整个系统的失效。尤其要重视处理(lǐ)系统进水的温度监测,一旦发现进水温度改变,就应当密切注意后续处理(lǐ)装置内水温的变化,如果在可(kě)以忍受的范围内,可(kě)以置之不理(lǐ),否则就应当调节进水的温度。
GB 13195--91 规定了表层温度计、深层温度计或颠倒温度计测定水温的具體(tǐ)方法。正常情况下,现场临时测定废水处理(lǐ)场各个工艺构筑物(wù)内水温时,一般可(kě)以使用(yòng)品质合格的充汞式玻璃温度计测定。如果需要将温度计从水中拿(ná)出来读数,那么从温度计离开水面到读数完毕的时间不能(néng)超过20s。温度计至少要有(yǒu)0.1oC的精确刻度,并且热容应当尽可(kě)能(néng)小(xiǎo)以使其易于达到平衡,同时需要定期由计量检定部门使用(yòng)精密温度计进行校正。
临时测定水温时,要将玻璃温度计或其他(tā)测温设备探头浸入待测水中一定时间(一般5min以上)、达到平衡后再去读取数据,温度值一般精确到0.1oC。废水处理(lǐ)场一般在曝气池的进水端安装在線(xiàn)温度测定仪,而测温仪通常使用(yòng)热敏電(diàn)阻测量水温。
46. 什么是溶解氧?
溶解氧DO(英文(wén)Dissolved Oxygen的简写)表示的是溶解于水中分(fēn)子态氧的数量,单位是mg/L。水中的溶解氧饱和含量与水温、大气压和水的化學(xué)组成有(yǒu)关,在一个大气压下,0oC的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量為(wèi)14.62mg/L,在20oC时则為(wèi)9.17mg/L。水温升高、含盐量增加或大气压力下降,都会导致水中溶解氧含量降低。
溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的物(wù)质,溶解氧低于4mg/L,鱼类就难以生存。当水被有(yǒu)机物(wù)污染后,好氧微生物(wù)氧化有(yǒu)机物(wù)会消耗水中的溶解氧,如果不能(néng)及时从空气中得到补充,水中的溶解氧就会逐渐减少,直到接近于0,引起厌氧微生物(wù)的大量繁殖,使水变黑变臭。
47. 常用(yòng)的溶解氧测定方法有(yǒu)哪些?
常用(yòng)的溶解氧测定方法有(yǒu)两种,一是碘量法及其修正法(GB 7489--87),二是電(diàn)化學(xué)探头法(GB11913--89)。碘量法适用(yòng)于测量溶解氧大于0.2mg/L的水样,一般碘量法只适用(yòng)于测定清洁水的溶解氧,测定工业废水或污水处理(lǐ)厂各个工艺环节的溶解氧时必须使用(yòng)修正的碘量法或電(diàn)化學(xué)法。電(diàn)化學(xué)探头法的测定下限与所用(yòng)的仪器有(yǒu)关,主要有(yǒu)薄膜電(diàn)极法和无膜電(diàn)极法两种,一般适用(yòng)于测定溶解氧大于0.1mg/L的水样。污水处理(lǐ)厂在曝气池等处安装使用(yòng)的在線(xiàn)DO仪使用(yòng)的就是薄膜電(diàn)极法或无膜電(diàn)极法。
碘量法的基本原理(lǐ)是向水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾,水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰,生成四价锰的氢氧化物(wù)棕色沉淀,加酸后,棕色沉淀溶解并与碘离子反应生成游离碘,再以淀粉為(wèi)指示剂,用(yòng)硫代硫酸钠滴定游离碘,即可(kě)计算出溶解氧的含量。
当水样有(yǒu)颜色或含有(yǒu)能(néng)与碘反应的有(yǒu)机物(wù)时,不宜使用(yòng)碘量法及其修正法测定水中的溶解氧,可(kě)使用(yòng)氧敏感薄膜電(diàn)极或无膜電(diàn)极测定。氧敏感電(diàn)极由两个与支持電(diàn)解质相接触的金属電(diàn)极及选择性透过膜组成,薄膜只能(néng)透过氧和其他(tā)气體(tǐ),水和其中可(kě)溶物(wù)质不能(néng)通过,通过薄膜的氧气在電(diàn)极上还原,产生微弱的扩散電(diàn)流,在一定温度下電(diàn)流大小(xiǎo)与溶解氧含量成正比。无膜電(diàn)极由特殊的银合金阴极和铁(或锌)阳极组成,不用(yòng)薄膜和電(diàn)解质,两极之间也不加极化電(diàn)压,只是通过被测水溶液沟通两极而形成一个原電(diàn)池,水中的氧分(fēn)子直接在阴极上还原,产生的还原電(diàn)流与被测溶液中的氧含量成正比。
48. 為(wèi)什么溶解氧指标是废水生物(wù)处理(lǐ)系统正常运转的关键指标之一?
水中保持一定的溶解氧是好氧水生生物(wù)得以生存繁殖的基本条件,因而溶解氧指标也污水生物(wù)处理(lǐ)系统正常运转的关键指标之一。
好氧生物(wù)处理(lǐ)装置要求水中溶解氧最好在2mg/L以上,厌氧生物(wù)处理(lǐ)装置要求溶解氧在0.5mg/L以下,如果想进入理(lǐ)想的产甲烷阶段则最好检测不到溶解氧(為(wèi)0),而A/O工艺的A段為(wèi)缺氧状态时,溶解氧最好在0.5~1mg/L。在好氧生物(wù)法的二沉池出水合格时,其溶解氧含量一般不低于1mg/L,过低(﹤0.5mg/L)或过高(空气曝气法﹥2mg/L)都会导致出水水质变差、甚至超标。因此对生物(wù)处理(lǐ)装置内部和其沉淀池出水的溶解氧含量监测予以充分(fēn)重视。
碘量滴定法不适合作现场检验,也难以用(yòng)于连续监测或就地测定溶解氧。在污水处理(lǐ)系统的溶解氧连续监测中采用(yòng)的都是電(diàn)化學(xué)法中的薄膜電(diàn)极法。為(wèi)了实时连续掌握污水处理(lǐ)过程中曝气池内混合液DO的变化,一般采用(yòng)在線(xiàn)式電(diàn)化學(xué)探头DO测定仪,同时DO仪也是曝气池溶氧自动控制调节系统的重要组成部分(fēn),对于调节控制系统的正常运行起着重要的作用(yòng)。同时也是工艺操作人员调整、控制污水生物(wù)处理(lǐ)正常运转的重要依据。
49. 碘量滴定法测定溶解氧的注意事项有(yǒu)哪些?
采集测定溶解氧的水样时要特别小(xiǎo)心,水样不能(néng)長(cháng)时间和空气接触,也不能(néng)搅动。在集水池中取样时要用(yòng)300毫升配玻璃塞的细口溶解氧瓶,同时测定和记录水温。再就是使用(yòng)碘量滴定法时,取样后除选择特定的方法排除干扰外,还要尽可(kě)能(néng)缩短保存时间,最好立即分(fēn)析。
通过技术和设备上的改进和借助于仪器化,碘量滴定法仍然是分(fēn)析溶解氧的最精密和最可(kě)靠的滴定法。為(wèi)排除水样中的各种干扰物(wù)质的影响,碘量滴定法有(yǒu)几种予以修正的具體(tǐ)方法。
水样中存在的氧化物(wù)、还原物(wù)、有(yǒu)机物(wù)等都会对碘量滴定法产生干扰,某些氧化剂可(kě)把碘化物(wù)游离為(wèi)碘(正干扰),某些还原剂可(kě)把碘还原為(wèi)碘化物(wù)(负干扰),当氧化的锰沉淀物(wù)被酸化时,大部有(yǒu)机物(wù)可(kě)被部分(fēn)氧化,产生负误差。叠氮化物(wù)修正法可(kě)以有(yǒu)效地排除亚硝酸盐的干扰,而水样中含有(yǒu)低价铁时可(kě)用(yòng)高锰酸钾修正法排除干扰。水样中含有(yǒu)色、藻类、悬浮固體(tǐ)时,应当使用(yòng)明矾絮凝修正法,而硫酸铜--氨基磺酸絮凝修正法用(yòng)于测定活性污泥混合液的溶解氧。
50. 薄膜電(diàn)极法的注意事项测定溶解氧的注意事项有(yǒu)哪些?
薄膜電(diàn)极由阴极、阳极、電(diàn)解液和薄膜组成,電(diàn)极腔内充入KCl溶液,薄膜将電(diàn)解液和被测水样隔开,溶解氧通过薄膜渗透扩散。在两极间加上0.5~1.0V的直流固定极化電(diàn)压后,被测水中的溶解氧通过薄膜并在阴极上还原,产生与氧浓度成正比的扩散電(diàn)流。
常用(yòng)的薄膜是能(néng)使氧分(fēn)子透过而且性质比较稳定的聚乙烯和碳氟化合物(wù)薄膜,由于薄膜能(néng)使多(duō)种气體(tǐ)渗透,而有(yǒu)些气體(tǐ)(如H2S、SO2、CO2、NH3等)在指示電(diàn)极上不易去极化,进而会降低電(diàn)极的灵敏度,导致测定结果出现偏差。被测水中的油污、油脂及曝气池中的微生物(wù)常会附着在薄膜上,严重影响测量精度,因此需要定期清洗和校验。
因此,对在污水处理(lǐ)系统中使用(yòng)的薄膜電(diàn)极式溶解氧测定仪,要严格按照制造商(shāng)的校准方法操作,并定期清洗、校准、补充電(diàn)解液、更换電(diàn)极薄膜。更换薄膜时要仔细进行,一要防止污染敏感元件,二要注意不在薄膜下留有(yǒu)微小(xiǎo)气泡,否则会使剩余電(diàn)流升高,影响测定结果。為(wèi)保证数据准确,薄膜電(diàn)极测定点的水流要有(yǒu)一定的紊动,即通过薄膜表面的试液必须具有(yǒu)足够的流速。
一般情况下,可(kě)以用(yòng)空气或已知DO浓度的样品以及不含DO的样品对照校准,当然,最好使用(yòng)正在检验中的水样进行校准。另外,还要经常校核一个或两个点来检验温度校正数据。
51. 反映水中有(yǒu)毒有(yǒu)害有(yǒu)机物(wù)的各种指标有(yǒu)哪些?
常见污水中的有(yǒu)毒有(yǒu)害有(yǒu)机物(wù),除了少部分(fēn)(如挥发酚等)外,大部分(fēn)是难以生物(wù)降解的,而且对人體(tǐ)还有(yǒu)较大危害性,如石油类、阴离子表面活性剂(LAS)、有(yǒu)机氯和有(yǒu)机磷农药、多(duō)氯联苯(PCBs)、多(duō)环芳烃(PAHs)、高分(fēn)子合成聚合物(wù)(如塑料、合成橡胶、人造纤维等)、燃料等有(yǒu)机物(wù)。
國(guó)家综合排放标准GB 8978-1996 对各个行业排放的含有(yǒu)以上有(yǒu)毒有(yǒu)害有(yǒu)机物(wù)污水浓度作出了严格的规定,具體(tǐ)水质指标有(yǒu)苯并(a)芘、石油类、挥发酚、有(yǒu)机磷农药(以P计)、四氯甲烷、四氯乙烯、苯、甲苯、间-甲酚等36项。行业不同,其排放的废水需要控制的指标也不同,应当根据各自排放的污水的具體(tǐ)成份,监测其水质指标是否符合國(guó)家排放标准。
52. 水中酚类化合物(wù)的类型有(yǒu)几种?
酚是苯的羟基衍生物(wù),其羟基直接与苯环相连。按照苯环上所含羟基数目的多(duō)少,可(kě)分(fēn)為(wèi)单元酚(如苯酚)和多(duō)元酚。按照能(néng)否与水蒸汽共沸而挥发,又(yòu)分(fēn)為(wèi)挥发酚和不挥发酚。因此,酚类不单指苯酚,而且还包括邻位、间位和对位被羟基、卤素、硝基、羧基等取代的酚化物(wù)的总称。
酚类化合物(wù)是指苯及其稠环的羟基衍生物(wù),种类繁多(duō),通常认為(wèi)沸点在230oC以下的為(wèi)挥发酚,而沸点在230oC以上的為(wèi)不挥发酚。水质标准中的挥发酚是指在蒸馏时,能(néng)与水蒸汽一起挥发的酚类化合物(wù)。
53. 常用(yòng)的挥发酚测定方法有(yǒu)几种?
由于挥发酚為(wèi)一类化合物(wù),而非单一化合物(wù),因此,即使均以苯酚為(wèi)标准,如果采用(yòng)不同的分(fēn)析方法,其结果也会存在差异。為(wèi)使结果具有(yǒu)可(kě)比性,必须使用(yòng)國(guó)家规定的统一方法,常用(yòng)的挥发酚测定方法是GB 7490--87 规定的4—氨基安替比林分(fēn)光光度法和GB 7491--87 规定的溴化容量法。
4--氨基安替比林分(fēn)光光度法干扰因素少、灵敏度较高,适用(yòng)于测定挥发酚含量﹤5mg/L的较清洁的水样。其基本原理(lǐ)是在铁氰化钾存在和pH值為(wèi)10的水中,酚类化合物(wù)与4--氨基安替比林反应生成橙红色染料,在波長(cháng)510nm处有(yǒu)最大吸收值。如果用(yòng)三氯甲烷将生成的橙红色染料萃取则在波長(cháng)460nm处有(yǒu)最大吸收值,可(kě)使4--氨基安替比林分(fēn)光光度法最低检出浓度由0.1mg/L降到0.002mg/L。
溴化容量法操作简便易行,适用(yòng)于测定﹥10mg/L的工业废水或工业废水处理(lǐ)场出水中的挥发性酚量。其基本原理(lǐ)是在过量溴的溶液中,酚与溴生成三溴酚,并进一步生成溴代三溴酚。然后剩余的溴与碘化钾反应释放出游离碘,同时溴代三溴酚与碘化钾反应生成三溴酚和游离碘。再用(yòng)硫代硫酸钠溶液滴定游离碘,根据其消耗量可(kě)以计算出以苯酚计的挥发酚含量。
54. 测定挥发酚的注意事项有(yǒu)哪些?
由于溶解氧等氧化剂及微生物(wù)都可(kě)以将酚类化合物(wù)氧化或分(fēn)解,使水中的酚类化合物(wù)很(hěn)不稳定,因此通常采取加酸(H3PO4)和降低温度的方法抑制微生物(wù)的作用(yòng),采用(yòng)加入足量硫酸亚铁的方法消除氧化剂的影响。即使采取了上述措施,水样也应在24h内进行分(fēn)析化验,而且一定要将水样保存在玻璃瓶内而不能(néng)是塑料容器内。
无论溴化容量法还是4--氨基安替比林分(fēn)光光度法,水样中含有(yǒu)氧化性或还原性物(wù)质及金属离子、芳香胺、油分(fēn)和焦油类等成份时,都会对测定的准确性产生干扰,必须使用(yòng)必要措施消除其影响。例如氧化剂可(kě)在加入硫酸亚铁或亚砷酸钠后被除去,硫化物(wù)可(kě)在酸性条件下加入硫酸铜后被除去,油分(fēn)和焦油类可(kě)在强碱性条件下用(yòng)有(yǒu)机溶剂萃取分(fēn)离除去,亚硫酸盐、甲醛等还原性物(wù)质在酸性条件下用(yòng)有(yǒu)机溶剂萃取后使还原性物(wù)质滞留于水中而除去。分(fēn)析化验某一成份相对固定的污水时,积累一定时间经验后,可(kě)以明确其中的干扰物(wù)质种类,然后采取增减排除干扰物(wù)质的种类,尽量简化分(fēn)析步骤。
蒸馏操作是挥发酚测定的一个关键步骤,為(wèi)使挥发酚蒸出完全,应将待蒸馏样品的pH值调节至4左右(甲基橙的变色范围)。此外,由于挥发酚的挥发过程较為(wèi)缓慢,故收集馏出液的體(tǐ)积应与原待蒸馏样品的體(tǐ)积相当,否则将影响测定结果。如果发现馏出液呈白色浑浊,应当在酸性条件下再蒸一次,若第二次馏出液仍呈白色浑浊,则可(kě)能(néng)是水样中有(yǒu)油分(fēn)和焦油类的存在,须作相应的处理(lǐ)。
使用(yòng)溴化容量法测得的总量是相对值,必须严格遵循國(guó)家标准规定的操作条件,包括加入液量、反应温度和时间等。另外,三溴苯酚沉淀容易包裹I2,因此在接近滴定点时,应充分(fēn)剧烈摇动。
55. 使用(yòng)4--氨基安替比林分(fēn)光光度法测定挥发酚的注意事项有(yǒu)哪些?
使用(yòng)4--氨基安替比林(4-AAP)分(fēn)光光度法时,全部操作都应在通风橱内进行,并利用(yòng)通风橱的机械吸风,以消除具有(yǒu)毒性的苯对操作人员的不良影响。
试剂空白值的增高,除可(kě)因由蒸馏水、玻璃器皿和其他(tā)试验装置中受沾污,以及由于室温升高致使萃取溶剂挥发等因素外,主要来自易吸潮结块和氧化的4-AAP试剂,因此要采取必要措施保证4-AAP的纯度。反应显色易受pH值影响,要严格控制反应溶液的pH值在9.8~10.2之间。
苯酚稀标准溶液不稳定,每毫升含1mg苯酚的标准溶液置于冰箱内,使用(yòng)时间不能(néng)超过30d,每毫升含10μg苯酚的标准溶液应在配制当天使用(yòng),每毫升含1μg苯酚的标准溶液在配制后2h内使用(yòng)。
一定要按照标准操作方法按顺序加入试剂,每加入一种试剂后都应摇匀。如果加入缓冲液后不摇匀,会使实验溶液内氨浓度不均匀,对反应有(yǒu)影响。氨水不纯可(kě)使空白值增加10倍以上,开瓶后的氨水如果長(cháng)时间未用(yòng)完,应蒸馏后再用(yòng)。
生成的氨基安替比林红色染料在水溶液中只能(néng)稳定约30min,萃取到氯仿中后可(kě)以稳定4h,时间过長(cháng)则颜色由红变黄。如果因為(wèi)4--氨基安替比林不纯导致空白颜色过深,可(kě)改用(yòng)490nm波長(cháng)测定以提高测定精度。4--氨基安替比不纯时可(kě)用(yòng)甲醇溶解后,再用(yòng)活性炭过滤重结晶精制。
56. 石油类的测定方法有(yǒu)哪些?
石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃以及不饱和烃和少量硫、氮氧化合物(wù)所组成的一种复杂的混合物(wù)。水质标准中将石油类规定為(wèi)保护水生生物(wù)的毒理(lǐ)學(xué)指标及人體(tǐ)感官指标,是因為(wèi)石油类物(wù)质对水生生物(wù)的影响很(hěn)大。当水中石油类的含量在0.01~0.1mg/L时,就会干扰水生生物(wù)的摄食和繁殖。因此,我國(guó)渔业水质标准规定不得超过0.05mg/L,农灌用(yòng)水标准规定不得超过5.0mg/L,污水综合排放二级标准规定不得超过10mg/L。一般进入曝气池的污水石油类的含量不能(néng)超过50mg/L。
由于石油的成份复杂、性质差异很(hěn)大,再加上受分(fēn)析方法所限,很(hěn)难建立一个适用(yòng)于各种成份的统一标准。当水中油含量﹥10mg/L时,可(kě)使用(yòng)重量法进行测定,其缺点是操作复杂、轻质油在蒸除石油醚和烘干时易损失。当水中油含量為(wèi)0.05~10mg/L时,可(kě)使用(yòng)非分(fēn)散红外光度法、红外分(fēn)光光度法和紫外分(fēn)光光度法进行测定,其中非分(fēn)散红外光度法和红外光度法是检测化验石油类的國(guó)家标准(GB/T16488—1996)。紫外分(fēn)光光度法是以分(fēn)析嗅味、毒性较大的芳烃為(wèi)主,是指能(néng)被石油醚萃取出、并能(néng)在特定波長(cháng)下有(yǒu)吸收特征的物(wù)质,并不能(néng)包括所有(yǒu)的石油类。
57. 石油类测定的注意事项有(yǒu)哪些?
分(fēn)散红外光度法和红外光度法使用(yòng)的萃取剂是四氯化碳或三氯三氟乙烷,重量法和紫外分(fēn)光光度法使用(yòng)的萃取剂是石油醚。这些萃取剂都有(yǒu)毒,因此操作时必须谨慎小(xiǎo)心,并在通风橱内进行。
标准油应当采用(yòng)待监测污水中的石油醚或四氯化碳萃取物(wù),有(yǒu)时也可(kě)使用(yòng)其他(tā)被认定的标准油品,或用(yòng)正十六烷、异辛烷和苯按65:25:10的體(tǐ)积比配制而成。萃取标准油、标准油曲線(xiàn)绘制及测定废水样品所用(yòng)的石油醚应為(wèi)同一批号,否则会因為(wèi)空白值不同而产生系统误差。
测定油时要单独采样,采样瓶一般使用(yòng)广口玻璃瓶,切不可(kě)使用(yòng)塑料瓶,而且水样不能(néng)装满采样瓶,上面应留有(yǒu)空隙。水样如果不能(néng)当天分(fēn)析,可(kě)加入盐酸或硫酸使其pH值﹤2,以抑制微生物(wù)的生長(cháng),并置于4oC冷藏箱内保存。分(fēn)液漏斗上的活塞不能(néng)涂抹凡士林等油性润滑油脂。
58. 常见重金属及无机性非金属有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质水质指标有(yǒu)哪些?
常见的水中重金属及无机性非金属有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质主要有(yǒu)汞、镉、铬、铅及硫化物(wù)、氰化物(wù)、氟化物(wù)、砷、硒等,这些水质指标都是保证人體(tǐ)健康或保护水生生物(wù)的毒理(lǐ)學(xué)指标。國(guó)家污水综合排放标准(GB 8978-1996)对含有(yǒu)这些物(wù)质的污水排放指标作出了严格的规定。
对于来水中含有(yǒu)这些物(wù)质的污水处理(lǐ)场,必须认真检测进水和二沉池出水的这些有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质的含量,以保证达标排放。一旦发现进水或出水超标,都应当立即采取措施,通过加强预处理(lǐ)和调整污水处理(lǐ)运行参数,使出水尽快达标。在常规的二级污水处理(lǐ)中,硫化物(wù)和氰化物(wù)是两种最常见的无机性非金属有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质水质指标。
59. 水中硫化物(wù)的形式有(yǒu)几种?
硫在水中存在的主要形式有(yǒu)硫酸盐、硫化物(wù)和有(yǒu)机硫化物(wù)等,其中硫化物(wù)有(yǒu)H2S、HS-、S2-等三种形式,每种形式的数量与水的pH值有(yǒu)关,在酸性条件下,主要以H2S形式存在,pH值﹥8时,主要以HS-、S2-形式存在。水體(tǐ)中检出硫化物(wù),往往可(kě)说明其已受到污染。某些工业尤其是石油炼制排放的污水中常含有(yǒu)一定量的硫化物(wù),在厌氧菌的作用(yòng)下,水中的硫酸盐也能(néng)还原成硫化物(wù)。
必须认真分(fēn)析化验污水处理(lǐ)系统有(yǒu)关部位污水的硫化物(wù)含量,以防出现硫化氢中毒现象。尤其是对汽提脱硫装置的进出水,因硫化物(wù)含量高低直接反映了汽提装置的效果,是一项控制指标。為(wèi)防止自然水體(tǐ)中硫化物(wù)过高,國(guó)家污水综合排放标准规定硫化物(wù)含量不得超过1.0mg/L,采用(yòng)好氧二级生物(wù)处理(lǐ)污水时,如果进水硫化物(wù)浓度在20mg/L以下,在活性污泥性能(néng)良好并及时排出剩余污泥的情况下,二沉池出水的硫化物(wù)是能(néng)够达标的。必须定时监测二沉池出水硫化物(wù)的含量,以便观察出水是否达标和确定如何调整运行参数。
60. 常用(yòng)检测水中硫化物(wù)含量的方法有(yǒu)几种?
常用(yòng)检测水中硫化物(wù)含量的方法有(yǒu)亚甲蓝分(fēn)光光度法、对氨基N,N二甲基苯胺分(fēn)光光度法、碘量法、离子電(diàn)极法等,其中有(yǒu)國(guó)家标准的硫化物(wù)测定方法是亚甲基蓝分(fēn)光光度法(GB/T16489—1996)和直接显色分(fēn)光光度法(GB/T17133—1997),这两种方法的检出限分(fēn)别為(wèi)0.005mg/L和0.004mg/l,在水样不稀释的情况下,最高检测浓度分(fēn)别為(wèi)0.7mg/L和25mg/L。对氨基N,N二甲基苯胺分(fēn)光光度法(CJ/T60--1999)测定的硫化物(wù)浓度范围為(wèi)0.05~0.8mg/L,因此,以上分(fēn)光光度法只适用(yòng)于检测硫化物(wù)含量较低的水样。当废水中硫化物(wù)浓度较高时,可(kě)以使用(yòng)碘量法(HJ/T60—2000和CJ/T60--1999),碘量法的检测浓度范围為(wèi)1~200mg/L。
当水样浑浊、有(yǒu)色或含有(yǒu)SO32-、S2O32-、硫醇、硫醚等还原性物(wù)质时,对测定干扰严重,需要进行预分(fēn)离以消除干扰,常用(yòng)的预分(fēn)离方法是酸化-吹脱-吸收法。其原理(lǐ)是将水样酸化后,硫化物(wù)在酸性溶液中以H2S分(fēn)子状态存在,用(yòng)气體(tǐ)将其吹出,再用(yòng)吸收液吸收,然后进行测定。
具體(tǐ)做法是首先在水样中加入EDTA,以络合稳定大部分(fēn)金属离子(如Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe3+),避免这些金属离子与硫离子反应引起的干扰;还要加入适量盐酸羟胺,可(kě)以有(yǒu)效防止水样中氧化性物(wù)质与硫化物(wù)发生氧化还原反应。从水中吹取H2S时,搅拌比不搅拌回收率显著高,在搅拌下吹脱15min硫化物(wù)回收率可(kě)达100%;在搅拌下吹脱时间超过20min时,回收率略有(yǒu)下降。因此,通常在搅拌下吹脱,吹脱时间為(wèi)20min。当水浴温度為(wèi)35~55oC时,硫化物(wù)回收率能(néng)达到100%,水浴温度為(wèi)65oC以上时,硫化物(wù)回收率略有(yǒu)降低。因此,一般选取最佳水浴温度為(wèi)35~55oC。
61. 硫化物(wù)测定的其它注意事项有(yǒu)哪些?
⑴由于水中硫化物(wù)的不稳定,在水样采集时,不能(néng)对取样点曝气和剧烈搅动,采集后,要及时加入乙酸锌溶液,使之成為(wèi)硫化锌混悬液。当水样為(wèi)酸性时,应当补加碱溶液以防释放出硫化氢,水样满瓶后加塞,尽快送化验室进行分(fēn)析。
⑵无论采用(yòng)哪种方法分(fēn)析,都必须对水样进行预处理(lǐ)以消除干扰和提高检测水平。呈色物(wù)、悬浮物(wù)、SO32-、S2O32-、硫醇、硫醚以及其他(tā)还原性物(wù)质的存在,都会影响分(fēn)析结果。消除这些物(wù)质的干扰的方法,可(kě)以采用(yòng)沉淀分(fēn)离、吹气分(fēn)离、离子交换等。
⑶用(yòng)于稀释和试剂溶液配制的水不能(néng)含有(yǒu)Cu2+和Hg2+等重金属离子,否则会因生成酸不溶硫化物(wù)使分(fēn)析结果偏低,因此不要使用(yòng)金属蒸馏器制得的蒸馏水,最好使用(yòng)去离子水或全玻璃蒸馏器蒸得的蒸馏水。
⑷同样乙酸锌吸收液中含有(yǒu)痕量重金属时也会影响测定结果,可(kě)以在充分(fēn)振摇下,向1L乙酸锌吸收液中逐滴加入1mL新(xīn)制备的0.05mol/L硫化钠溶液,静置过夜,再旋转摇动后用(yòng)质地细密的定量滤纸过滤,弃去除滤液,这样可(kě)以排除吸收液中痕量重金属的干扰。
⑸硫化钠标准溶液极不稳定,浓度越低越容易变化,必须于用(yòng)前配制并立即标定。用(yòng)于配制标准溶液的硫化钠结晶表面常含有(yǒu)亚硫酸盐,从而造成误差,最好取用(yòng)大颗粒结晶,并用(yòng)水快速淋洗洗去亚硫酸盐后再称量。
62. 氰化物(wù)测定的方法有(yǒu)哪些?
氰化物(wù)的常用(yòng)分(fēn)析方法是容量滴定法和分(fēn)光光度法,GB7486—87和GB7487—87分(fēn)别规定了总氰化物(wù)和氰化物(wù)的测定方法。容量滴定法适用(yòng)于高浓度氰化物(wù)水样的分(fēn)析,测定范围為(wèi)1~100mg/L;分(fēn)光光度法有(yǒu)异烟酸 - 吡唑啉酮比色法和砒啶-巴比妥酸比色法两种,适用(yòng)于低浓度氰化物(wù)水样的分(fēn)析,测定范围為(wèi)0.004~0.25mg/L。
容量滴定法的原理(lǐ)是用(yòng)标准硝酸银溶液滴定,氰离子与硝酸银生成可(kě)溶性银氰络合离子,过量的银离子与试银灵指示液反应,溶液由黄色变成橙红色。分(fēn)光光度法的原理(lǐ)是在中性条件下,氰化物(wù)与氯胺T反应生成氯化氰,氯化氰再与砒啶反应生成戊烯二醛,戊烯二醛与砒唑啉酮或巴比妥酸生成蓝色或红紫色染料,颜色的深浅与氰化物(wù)的含量成正比。
滴定法和分(fēn)光光度法测定时都存在一些干扰因素,通常需要加入特定药剂等预处理(lǐ)措施,并进行预蒸馏。当干扰物(wù)质浓度不是很(hěn)大时,只通过预蒸馏即可(kě)达到目的。
63. 氰化物(wù)测定的注意事项有(yǒu)哪些?
⑴氰化物(wù)有(yǒu)剧毒,砒啶也有(yǒu)毒,分(fēn)析操作时要格外小(xiǎo)心谨慎,必须在通风橱内进行,避免沾污皮肤和眼睛。当水样中干扰物(wù)质浓度不是很(hěn)大时,通过酸性条件下的预蒸馏,使简单氰化物(wù)转变為(wèi)氰化氢从水中释放出来,再使之通过氢氧化钠洗涤液而收集起来,即可(kě)将简单氰化物(wù)和络合氰化物(wù)區(qū)分(fēn)开来,并使氰化物(wù)浓度提高、降低检出限值。
⑵水样中干扰物(wù)质浓度较大,就应当首先采取有(yǒu)关措施,消除其影响。氧化剂的存在,会使氰化物(wù)分(fēn)解,如果怀疑水中有(yǒu)氧化剂,可(kě)以采取加入适量硫代硫酸钠的方法排除其干扰。水样应贮存于聚乙烯瓶中,采集后,应在24h内进行分(fēn)析。必要时,应加入固體(tǐ)氢氧化钠或浓氢氧化钠溶液,使水样pH值提高到12~12.5。
⑶硫化物(wù)在酸性蒸馏时,可(kě)呈硫化氢态被蒸出,并被碱液吸收,因此必须预先除去。除硫的方法有(yǒu)两个,一是在酸性条件下,加入不能(néng)氧化CN-的氧化剂(如高锰酸钾)将S2-氧化后再蒸馏;二是加入适量CdCO3或CbCO3固體(tǐ)粉末,使生成金属的硫化物(wù)沉淀,将沉淀过滤后再蒸馏。
⑷在酸性蒸馏时,油类物(wù)质也可(kě)被蒸出,此时可(kě)以用(yòng)(1+9)醋酸调节水样pH值至6~7后,迅速用(yòng)水样體(tǐ)积20%的己烷或氯仿进行一次(不可(kě)多(duō)次)萃取,随后立即用(yòng)氢氧化钠溶液水样pH值提高到12~12.5再蒸馏。
⑸含高浓度的碳酸盐的水样在酸性蒸馏时,会释放出二氧化碳被氢氧化钠洗涤液收集而影响测定结果。遇高浓度的碳酸盐的污水时,可(kě)用(yòng)氢氧化钙代替氢氧化钠固定水样,使水样pH值提高到12~12.5并经过沉淀后,再倾上清液于样品瓶中。
⑹采用(yòng)光度法测定氰化物(wù)时,反应溶液的pH值直接影响显色的吸光值。因此,必须严格控制吸收液的碱浓度,注意磷酸盐缓冲液的缓冲容量。在加入一定量的缓冲液后,需注意测定是否能(néng)达到最适的pH值范围。另外,在磷酸盐缓冲液配制之后,必须以pH计测量其pH值,了解其是否符合要求,以避免因试剂不纯或含有(yǒu)结晶水而出现较大的偏差。
⑺氯铵T的有(yǒu)效氯含量的改变,也是氰化物(wù)测定不准的常见原因。当出现不显色或显色不呈線(xiàn)性、灵敏度低等现象时,除了溶液pH值出现偏差这个原因以外,往往与氯铵T质量有(yǒu)关。因此,氯铵T的有(yǒu)效氯的含量必须在11%以上,已分(fēn)解或配制后出现混浊沉淀物(wù)的不能(néng)再用(yòng)。
64. 什么是生物(wù)相?
在好氧生物(wù)处理(lǐ)过程中,不管采用(yòng)何种构筑物(wù)的形式及何种工艺流程,都是通过处理(lǐ)系统中的活性污泥和生物(wù)膜微生物(wù)的代謝(xiè)活动,将废水中的有(yǒu)机物(wù)氧化分(fēn)解為(wèi)无机物(wù),从而使废水得到净化。处理(lǐ)后出水水质的好坏都同组成活性污泥和生物(wù)膜微生物(wù)的种类、数量及代謝(xiè)活力等有(yǒu)关。废水处理(lǐ)构筑物(wù)的设计及日产运行管理(lǐ)主要是為(wèi)活性污泥和生物(wù)膜微生物(wù)提供一个较好的生活环境条件,以便发挥其最大的代謝(xiè)活力。
在废水生物(wù)处理(lǐ)过程中,微生物(wù)是一个综合群體(tǐ):活性污泥由多(duō)种微生物(wù)组成,各种微生物(wù)之间必然相互影响,并共同栖息于一个生态平衡的环境中。不同种类的微生物(wù)在生物(wù)处理(lǐ)系统中,都有(yǒu)自己的生長(cháng)规律。比如说,有(yǒu)机物(wù)浓度较高时,微生物(wù)是以有(yǒu)机物(wù)為(wèi)食料的细菌占优势,数量自然最多(duō)。而当细菌数量多(duō)时,必然出现以细菌為(wèi)食料的原生动物(wù),再后出现以细菌和原生动物(wù)為(wèi)食料的微型后生动物(wù)。
活性污泥中微生物(wù)的生長(cháng)规律,有(yǒu)助于通过微生物(wù)镜检去掌握废水处理(lǐ)过程的水质情况。如果镜检中发现有(yǒu)大量鞭毛虫存在,说明废水中有(yǒu)机物(wù)浓度还较高,需要作进一步处理(lǐ);当镜检发现游动型纤毛虫时,表明废水已经得到一定程度的处理(lǐ);当镜检发现固着型纤毛虫,而游动型纤毛虫数量不多(duō)见时,则表明废水中有(yǒu)机物(wù)和游离细菌已相当少,废水已经接近稳定;当镜检发现轮虫时,表明水质已经比较稳定。
65. 什么是生物(wù)相镜检?其作用(yòng)是什么?
生物(wù)相镜检一般只能(néng)作為(wèi)对水质总體(tǐ)状况的估计,是一种定性的检测,不能(néng)作為(wèi)废水处理(lǐ)厂出水水质的控制指标。為(wèi)了监测微型动物(wù)演替变化状况,还需要定时进行记数。
活性污泥和生物(wù)膜是生物(wù)法处理(lǐ)废水的主體(tǐ),污泥中微生物(wù)的生長(cháng)、繁殖、代謝(xiè)活动以及微生物(wù)种类之间的演替情况可(kě)以直接反应处理(lǐ)状况。和有(yǒu)机物(wù)浓度及有(yǒu)毒物(wù)质的测定相比,生物(wù)相镜检要简便得多(duō),随时可(kě)以了解活性污泥中原生动物(wù)种类变化和数量消長(cháng)情况,由此可(kě)以初步判断污水的净化程度,或进水水质和运行条件是否正常。因此,除了利用(yòng)物(wù)理(lǐ)、化學(xué)的手段来测定活性污泥的性质,还可(kě)以借助于显微镜观察微生物(wù)的个體(tǐ)形态、生長(cháng)运动以及相对数量状况来判断废水处理(lǐ)的运行情况,以便及早发现异常情况,及时采取适当的对策,保证处理(lǐ)装置运行稳定,提高处理(lǐ)效果。
66. 低倍镜观察生物(wù)相应注意哪些事项?
低倍镜观察是為(wèi)了观察生物(wù)相的全貌,要注意观察污泥絮粒的大小(xiǎo),污泥结构的松紧程度,菌胶团和丝状菌的比例极其生長(cháng)状况,并加以记录和作出必要的描述。污泥絮粒大的污泥沉降性能(néng)好,抗高负荷冲击能(néng)力强。
污泥絮粒按平均直径的大小(xiǎo)可(kě)以分(fēn)為(wèi)三等:污泥絮粒平均直径﹥500μm的称為(wèi)大粒污泥,﹤150μm為(wèi)小(xiǎo)粒污泥,介于150~500μm之间的為(wèi)中粒污泥。
污泥絮粒性状是指污泥絮粒的形状、结构、紧密程度及污泥中丝状菌的数量。镜检时可(kě)把近似圆形的污泥絮粒称為(wèi)圆形絮粒,与圆形截然不同的称為(wèi)不规则形状絮粒。
絮粒中网状空隙与絮粒外面悬液相连的称為(wèi)开放结构,无开放空隙的称為(wèi)封闭结构。絮粒中菌胶团细菌排列致密,絮粒边缘与外部悬液界限清楚的称為(wèi)紧密絮粒,边缘界限不清的成為(wèi)疏松絮粒。
实践证明,圆形、封闭、紧密的絮粒相互间易于凝聚、浓缩,沉降性能(néng)良好,反之则沉降性能(néng)差。
67. 高倍镜观察生物(wù)相应注意哪些事项?
用(yòng)高倍镜观察,可(kě)以进一步看清微型动物(wù)的结构特征,观察时要注意微型动物(wù)的外形和内部结构,例如钟虫體(tǐ)内是否存在食物(wù)胞,纤毛虫的摆动情况等。观察菌胶团时,应注意胶质的厚薄和色泽,新(xīn)生菌胶团出现的比例等。观察丝状菌时,要注意丝状菌體(tǐ)内是否有(yǒu)类脂物(wù)质和硫粒积累,同时注意丝状菌體(tǐ)内细胞的排列、形态和运动特征以便初步判断丝状菌的种类(进一步鉴别丝状菌的种类需要使用(yòng)油镜并将活性污泥样品染色)。
68. 生物(wù)相观察时对丝状微生物(wù)如何分(fēn)级?
活性污泥中丝状微生物(wù)包括丝状细菌、丝状真菌、丝状藻类(蓝细菌)等细胞相连且形成丝状的菌體(tǐ),其中以丝状细菌最為(wèi)常见,它们同菌胶团细菌一起,构成了活性污泥絮體(tǐ)的主要成分(fēn)。丝状细菌具有(yǒu)很(hěn)强的氧化分(fēn)解有(yǒu)机物(wù)的能(néng)力,但由于丝状细菌的比表面积较大,当污泥中丝状菌超过菌胶团细菌而占优势生長(cháng)时,丝状菌从絮粒中向外伸展,阻碍絮粒间的凝聚使污泥SV值SVI值升高,严重时会造成污泥膨胀现象。因此,丝状细菌数量是影响污泥沉降性能(néng)的最重要因素。
根据活性污泥中丝状菌与菌胶团细菌的比例,可(kě)将丝状菌分(fēn)成五个等级:①00——污泥中几乎无丝状菌;②±级——污泥中存在少量无丝状菌;③+级——污泥中存在中等数量丝状菌,总量少于菌胶团细菌;④++级——污泥中存在大量丝状菌,总量与菌胶团细菌大致相等;⑤+++级——污泥絮粒以丝状菌為(wèi)骨架,数量明显超过菌胶团细菌而占优势。
69. 生物(wù)相观察应注意活性污泥微生物(wù)的哪些变化?
城市污水处理(lǐ)厂活性污泥中微生物(wù)种类很(hěn)多(duō),比较容易地通过观察微生物(wù)种类、形态、数量和运动状态的变化来掌握活性污泥的状态。而工业废水处理(lǐ)场活性污泥中会因為(wèi)水质的原因,可(kě)能(néng)观察不到某种微生物(wù),甚至完全没有(yǒu)微型动物(wù),即不同的工业废水处理(lǐ)场的生物(wù)相会有(yǒu)很(hěn)大差异。
⑴微生物(wù)种类的变化
污泥中的微生物(wù)种类会随水质变化,随运行阶段而变化。污泥培养阶段,随着活性污泥的逐渐形成,出水由浊变清,污泥中的微生物(wù)发生有(yǒu)规律的演变。正常运行中,污泥微生物(wù)种类的变化也遵循一定的规律,由污泥微生物(wù)种类的变化可(kě)以推测运行状况的变化。比如污泥结构变得松散时,游动纤毛虫较多(duō),而出水混浊变差时,变形虫和鞭毛虫就会大量出现。
⑵微生物(wù)活动状态的变化
当水质发生变化时,微生物(wù)的活动状态也会发生一些变化,甚至微生物(wù)的形體(tǐ)也会随废水变化而变化。以钟虫為(wèi)例,纤毛摆动的快慢、體(tǐ)内积累食物(wù)泡的多(duō)少、伸缩泡的大小(xiǎo)等形态都会随生長(cháng)环境的改变而变化。当水中溶解氧过高或过低时,钟虫的头部常会突出一个空泡。进水中难降解物(wù)质过多(duō)或温度过低时,钟虫会变得不活跃,其體(tǐ)内可(kě)见到食物(wù)颗粒的积累,最后会导致虫體(tǐ)中毒死亡。pH值突变时,钟虫體(tǐ)上的纤毛会停止摆动。
⑶微生物(wù)数量的变化
活性污泥中的微生物(wù)种类很(hěn)多(duō),但某些微生物(wù)数量的变化也能(néng)反映出水质的变化。比如丝状菌,在正常运行时适量存在是非常有(yǒu)利的,但其大量出现会导致菌胶团数量的减少、污泥膨胀和出水水质变差。活性污泥中鞭毛虫的出现预示着污泥开始增長(cháng)繁殖,但鞭毛虫数量增多(duō)又(yòu)往往是处理(lǐ)效果降低的征兆。钟虫的大量出现一般是活性污泥生長(cháng)成熟的表现,此时处理(lǐ)效果良好,同时可(kě)见极少量的轮虫出现。如果活性污泥中轮虫大量出现,则往往意味着污泥的老化或过度氧化,随后就有(yǒu)可(kě)能(néng)出现污泥解體(tǐ)和出水水质变差。
70. 镜检结果如何记录?
对活性污泥或生物(wù)膜生物(wù)相进行镜检后,其结果记录方式可(kě)以参考表1。
71. 生物(wù)膜法生物(wù)相与活性污泥有(yǒu)哪些不同?
生物(wù)膜法处理(lǐ)系统的生物(wù)相特征与活性污泥工艺有(yǒu)所不同,主要表现在微生物(wù)种类和分(fēn)布方面。表9—2列出了生物(wù)膜和活性污泥中出现的微生物(wù)在类型、种属和数量上的比较。
一般来说,由于水质呈逐级变化的趋势和微生物(wù)生長(cháng)环境条件的改善,生物(wù)膜系统存在的微生物(wù)种类和数量均比活性污泥工艺多(duō),食物(wù)链長(cháng)且较為(wèi)复杂,尤其是丝状菌、原生动物(wù)和后生动物(wù)种类增加较多(duō),而且还有(yǒu)一定比例的厌氧菌和兼性菌。在日光照射到的部位能(néng)够出现藻类,还能(néng)够出现滤池蝇这样的昆虫类生物(wù)。在分(fēn)布方面的特点是沿生物(wù)膜厚度(由表及里)或进水流向(与进水接触时间不同),微生物(wù)的种类和数量呈现出较大差异。在多(duō)级处理(lǐ)的第一级或下向流填料层的上部,生物(wù)膜往往以菌胶团细菌為(wèi)主,膜厚度亦较大(2~3mm);随着级数的增加或下向流填料层的下部,由于其接触到的水质已经经过部分(fēn)处理(lǐ),生物(wù)膜中会逐渐出现较多(duō)的丝状菌、原生动物(wù)和后生动物(wù);微生物(wù)的种类不断增多(duō),但生物(wù)膜的厚度却在不断减薄(1~2mm)。生物(wù)膜的表层的微生物(wù)都是好氧性的,而随着厚度的加大,微生物(wù)逐渐变成兼性乃至厌氧性。
生物(wù)膜固着在滤料或填料上,生物(wù)固體(tǐ)停留时间SRT(泥龄)较長(cháng),因此能(néng)够生長(cháng)世代时间長(cháng)、增殖速度很(hěn)小(xiǎo)的微生物(wù),如硝化菌等。在生物(wù)膜上还可(kě)能(néng)出现大量丝状菌,但不会出现污泥膨胀。和活性污泥法相比,生物(wù)膜上的生物(wù)中动物(wù)性营养者比例较大,微型动物(wù)的存活率也较高,能(néng)够栖息高营养水平生物(wù),在捕食性纤毛虫、轮虫类、線(xiàn)虫类之上还栖息着寡毛类和昆虫。因此,生物(wù)膜上的食物(wù)链要比活性污泥中的食物(wù)链長(cháng),这也是生物(wù)膜法产生的污泥量少于活性污泥法的原因。
废水水质的不同,每一级或每层填料上的特征微生物(wù)也会不同,即水质的变化会引起生物(wù)膜中微生物(wù)种类和数量的变化。在进水浓度增高时,可(kě)以观察到原有(yǒu)层次的特征性微生物(wù)下移的现象,即原先在前级或上层填料上的微生物(wù)可(kě)在后级或下层填料上出现。因此,通过生物(wù)相观察发现这样类似的变化来推断废水浓度或污泥负荷的变化。
72. 水中细菌总数指标的含义是什么?
细菌总数是指1mL水样在营养琼脂培养基中,经37oC、24h培养后所生長(cháng)的菌落数。计量单位一般是每mL水中所含有(yǒu)的总菌数。水中的细菌总数往往同水體(tǐ)受到有(yǒu)机物(wù)污染的程度有(yǒu)关,是评价水质污染程度和对人體(tǐ)可(kě)能(néng)造成伤害的重要指标之一。
细菌总数的分(fēn)析方法采用(yòng)标准平皿法对水样中的细菌记数,这是一种测定水中好氧和兼性厌氧的异养菌密度的方法。但由于没有(yǒu)任何一种营养基或任一环境条件能(néng)满足一个水样中所有(yǒu)细菌的生理(lǐ)要求,而且水中细菌能(néng)以单独个體(tǐ)、成对、链状、成簇或成团的形式存在,所以测得的菌落数实际上要低于被测水样中真正存活的细菌数目。
73. 测定细菌总数的注意事项有(yǒu)哪些?
用(yòng)无菌操作法吸取1mL水样或2~3个适宜稀释倍数的稀释水样,注入灭菌平皿中,再倾注15mL营养琼脂培养基并与水样充分(fēn)混匀,每个水样做两个平行样,另外每次检验还要做只倾注营养琼脂培养基的空白对照。
培养之后,应立即进行平皿菌落计数。如果计数必须暂缓进行,可(kě)将平皿存放于5~10oC的环境下,但不能(néng)超过24h,而且也不可(kě)以将这种做法当作常规的操作方式。
对平皿菌落计数时,可(kě)用(yòng)肉眼观察,為(wèi)防止遗漏,必要时应用(yòng)放大镜检查。对那些看来相似、距离相近但并不相触的菌落,只要其距离小(xiǎo)于最小(xiǎo)菌落的直径,就应当分(fēn)别予以计数。对那些紧密接触但外观(形态或颜色)有(yǒu)差异的菌落也要分(fēn)别予以计数。
在求同一稀释度的平均菌落数时,如果其中一个平皿有(yǒu)较大片状菌落生長(cháng)时,则不宜采用(yòng),而应以无片状菌落生長(cháng)的平皿作為(wèi)该稀释度的菌落数。如果片状菌落不到平皿的一半、而其余部分(fēn)菌落的分(fēn)布又(yòu)很(hěn)均匀时,则可(kě)以将生長(cháng)均匀的1/2平皿菌落计数后乘以2代表全皿菌落数。
细菌总数的测定结果是以每个平皿菌落总数或同一稀释度平行实验平皿的平均菌落数乘以稀释倍数。当最终结果在100以内时按实际菌落数记录结果;大于100时,采用(yòng)两位有(yǒu)效数字,用(yòng)10的指数来表示,如果菌落数无法计数,在报告结果时要注明稀释倍数。
74. 如何根据菌落计数结果计算水样的细菌总数?
计算细菌总数的化验结果时,需要根据不同稀释度的平均菌落数进行比较和计算,其方法如下:
⑴首先选择平均菌落数在30~300之间的情况进行计算,当只用(yòng)一个稀释度的平均菌落数符合此范围时,即以该平均菌落数乘其稀释倍数作為(wèi)检验水样细菌总数的结果。
⑵如果有(yǒu)两个稀释度的平均菌落数在30~300之间,应当按二者的比值来决定计算方法。如果比值小(xiǎo)于2,则以各自的平均菌落数乘以各自的稀释倍数后的平均值作為(wèi)检验水样细菌总数的结果;比值大于2,则以其中平均菌落数乘以其稀释倍数后的较小(xiǎo)者作為(wèi)检验水样细菌总数的结果。
⑶如果所有(yǒu)稀释度的平均菌落数均大于300,则应当按稀释倍数最大的平均菌落数乘以其稀释倍数作為(wèi)检验水样细菌总数的结果。
⑷如果所有(yǒu)稀释度的平均菌落数均小(xiǎo)于30,则应当按稀释倍数最小(xiǎo)的平均菌落数乘以其稀释倍数作為(wèi)检验水样细菌总数的结果。
⑸如果所有(yǒu)稀释度的平均菌落数均不在30~300之间,则应当以最接近30或300的平均菌落数乘以其稀释倍数作為(wèi)检验水样细菌总数的结果。
75. 大肠菌群数(值)的含义是什么?
大肠菌群细菌是指一类好氧或兼性厌氧、能(néng)发酵乳糖、革兰氏染色阴性、无芽孢的杆菌,因此有(yǒu)时也称粪大肠菌群或大肠杆菌,大肠菌群细菌在乳糖培养基中经37oC、24h培养后,能(néng)产酸产气。大肠菌群数(值)一般以1L或100mL水中含有(yǒu)的大肠菌群数量為(wèi)计量单位。
如果水源被粪便污染,则有(yǒu)可(kě)能(néng)被肠道病原菌污染而引起肠道传染疾病。由于肠道病原菌在占中微生物(wù)数量的比例相对较少,故从水中特别是自来水中分(fēn)离病原菌常非常困难。大肠菌群细菌是肠道好氧菌中最普遍和数量最多(duō)的一类细菌,所以常将其作為(wèi)粪便污染的指示菌。即根据水中大肠菌群的数目来判断水源是否受粪便所污染,并检测推测水源受肠道病原菌的可(kě)能(néng)性。
76. 大肠菌群数的测定方法有(yǒu)哪些?
总大肠菌群的常用(yòng)测定方法有(yǒu)多(duō)管发酵法和滤膜法两种。
多(duō)管发酵法是根据大肠菌群细菌能(néng)发酵乳糖、革兰氏染色阴性、无芽孢、呈杆状等有(yǒu)关特性,通过三个步骤进行检验,来确定水样中的总大肠菌群数。多(duō)管发酵法以最可(kě)能(néng)数Most Probable Number来表示实验结果,又(yòu)简称MPN,实际上是根据统计學(xué)理(lǐ)论估计水體(tǐ)中大肠杆菌密度和卫生质量的一种方法,这种估计有(yǒu)大于实际数字的倾向。对于大肠菌群数含量的估计值,决定于那些既显示阳性又(yòu)显示阴性的稀释度,在实际设计水样检验所要求重复的数目时,要根据所要求数据的准确度而定。
滤膜法是用(yòng)特制的灭菌微孔薄膜过滤水样,细菌被截留在膜上后,将薄膜贴在品红亚硫酸钠培养基上进行培养。因為(wèi)大肠菌群细菌可(kě)发酵乳糖,在滤膜上培养培养后会出现紫红色具有(yǒu)金属光泽的菌落,计数滤膜上出现的具有(yǒu)此特征的菌落数,即可(kě)计算出每L水样中含有(yǒu)的大肠菌群数。滤膜法可(kě)测定的水样體(tǐ)积较大,能(néng)比多(duō)管发酵法更快地获得结果,但测定浊度高、非大肠杆菌类细菌密度大时,效果较差。
77. 什么是余氯?
余氯是水经加氯消毒接触一定时间后余留在水中的氯,其作用(yòng)是保持持续的杀菌能(néng)力。从水进入管网到用(yòng)水点之前,必须维持水中消毒剂的作用(yòng),以防止可(kě)能(néng)出现的病原體(tǐ)危害和再增殖。这就要求向水中投加的消毒剂,其投加量不仅能(néng)满足杀灭水中病原體(tǐ)的需要,而且还要保留一定的剩余量防止在水的输送过程中出现病原體(tǐ)的再增殖,如果使用(yòng)氯消毒,那么超出当时消毒需要的这部分(fēn)消毒剂就是余氯。
余氯有(yǒu)游离性余氯(Cl2、HOCl和OCl-)和化合性余氯(NH2Cl、NHCl2和NCl3)两种形式,这两种形式能(néng)同时存在于同一水样中,两者之和称為(wèi)总余氯。游离性余氯杀菌能(néng)力强,但容易分(fēn)解,化合性余氯杀菌能(néng)力较弱,但在水中持续的时间较長(cháng)。一般水中没有(yǒu)氨或铵存在时,余氯為(wèi)游离性余氯,而水中含有(yǒu)氨或铵时,余氯通常只含有(yǒu)化合性余氯,有(yǒu)时是余氯和化合性余氯共存。余氯量必须适当,过低起不到防治病原體(tǐ)的作用(yòng),过高则不仅造成消毒成本的增加,而且在人體(tǐ)接触时可(kě)能(néng)造成对人體(tǐ)的伤害。
从概念上看,余氯是针对氯气及氯系列消毒剂而言的,当使用(yòng)二氧化氯等其他(tā)非氯类消毒剂时,就应该将余氯理(lǐ)解為(wèi)接触一定时间后留在水中的剩余消毒剂。
78. 余氯的测定方法有(yǒu)哪些?各自的适用(yòng)范围是什么?
余氯的测定可(kě)以使用(yòng)碘量滴定法、邻联甲苯胺目视比色法、N,N-二乙基对苯二胺(DPD)亚铁滴定法(GB 11897-89)、N,N-二乙基对苯二胺分(fēn)光光度法(GB 11898-89)等。碘量滴定法只能(néng)测定水样中的总余氯;邻联甲苯胺目视比色法通过改变操作程序,能(néng)分(fēn)别测定总余氯和游离性余氯;N,N-二乙基对苯二胺滴定法或分(fēn)光光度法可(kě)测定浓度范围為(wèi)0.03~5mg/L的游离氯或总氯,通过改变操作程序,还可(kě)以分(fēn)别测定一氯胺、二氯胺和一些化合氯成分(fēn)。
碘量滴定法适用(yòng)于总余氯含量大于1mg/L的水样,是测定加氯量常用(yòng)的方法。邻联甲苯胺目视比色法操作简单,是测定生活饮用(yòng)水余氯的常用(yòng)方法,测定范围為(wèi)0.01~10mg/L。N,N-二乙基对苯二胺滴定法或分(fēn)光光度法灵敏度高,可(kě)测定余氯含量较低的水样,适用(yòng)于测定含有(yǒu)有(yǒu)机物(wù)的污水中的总有(yǒu)效氯,两个方法的测定范围分(fēn)别為(wèi)0.05~1.5mg/L和0.03~5mg/L。
79. 余氯测定的注意事项有(yǒu)哪些?
氯在水溶液中非常不稳定,特别是在浓度较低时,含量会迅速减少。受到阳光和其他(tā)强光的照射或受到搅动,氯的还原速度会加快。因此取样后不能(néng)贮存,必须立即开始氯的测定,同时避免光線(xiàn)照射和搅动水样。
在测定过程的所有(yǒu)操作都要避免阳光直接照射,最好在尽可(kě)能(néng)低的温度下和柔和的光線(xiàn)下进行,而且所有(yǒu)的比色法都需要用(yòng)颜色和浊度空白来补偿原水的颜色和色度,尤其是浊度和色度较高时必须测定空白值。
使用(yòng)邻联甲苯胺目视比色法测定余氯时,如果水样与标准邻联甲苯胺溶液混合均匀后立即比色,所测结果是游离性余氯,如果在暗处放置10min使产生最高色度后再进行比色,所得结果是总余氯。总余氯减去游离性余氯即是化合性余氯。
使用(yòng)邻联甲苯胺目视比色法测定时,如果余氯量大,会产生桔黄色;如果水样碱度过高而余氯量小(xiǎo)时,会产生淡绿色或淡蓝色。此时可(kě)多(duō)加1mL邻联甲苯胺标准溶液,即可(kě)产生正常的淡黄色。
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