水污染调查与解决方案

实验报告

理工河南北走向，北起南高教学士湖，往南就是学院南区教工食堂，往东还通往学院的东外围，是理工的唯一河流，为了让理工河变的更加美丽，我们对理工河的河水进行了各种污染程度的测量。

在化学实验室中我们各小组成员根据实验要求分别对20瓶水样进行了化学成分检验：

1、氯离子浓度测定：量取100mL水样于锥形瓶中，加2滴～3滴1%酚酞指示剂，若显红色，即用所配置的硝酸溶液滴定至无色；若不显红色，则用氢氧化钠溶液滴定溶液滴至微红色，然后以硝酸标准滴定溶液滴回至无色，再加人1mL10%铬酸钾指示剂。然后用硝酸银标准溶液滴定至橙色，记录硝酸银标准溶液的消耗体积。

2、废水化学需氧量测定：CODcr的测定采用微波密封消解分光光度法，用直吹式移液管吸取水样5.00ml置于消解罐中；准确加入5.00ml重铬酸钾消解液（重铬酸钾9.806g/L，硫酸汞25.0g/L，浓硫酸250mL/L）和5.00ml硫酸-硫酸银催化剂，摇匀；拧紧消解罐密封盖，放入微波炉中消解一定时间后取出冷却；最后将消解罐中的样品转入HACH比色管中，进行比色测定；根据所测吸光度，在CODcr 标准曲线上查取所测式样的CODcr。

3、污水中悬浮物（ss）的测定：将滤膜放在称量瓶中，打开瓶盖，在103-105 ℃烘干2h ，取出冷却后盖好瓶盖称重，直至恒重（两次称重相差不超过0.0005g ）；去除悬浮物后震荡水样，量取均匀适量水样（使悬浮物大于2.5mg ），通过上面称至恒重的滤膜过滤，用蒸馏水洗残渣3-5 次。如样品中含有油脂，用10ML 石油醚分两次淋洗残渣；小心取下滤膜，放入原称量瓶内，在103-105 ℃烘箱内，打开瓶盖烘2h ，冷却后盖好盖称重，直至恒重为止。

4、混凝实验：测原水浊度及pH值；用1000mL量筒量取6个水样置于搅拌烧杯中；将测温探头放入仪器旁边盛水烧杯中；将第一组水样置于搅拌机中，启动仪器，编程序（快速搅拌800rpm、1min、加药；中速搅拌150rpm、10min；慢速搅拌50rpm、10min；静沉30min）；用移液管向1至6号加药管中分别加入1、2、3、4、

5、6mL混凝剂。6. 运行程序，注意观察并记录矾花形成、沉淀的过程，矾花外观、大小、密实程度等，并记入表格中；程序运行结束后，由上部取

样口取杯中上清液约100mL （测浊度、pH 即可），置于六个洗净的100mL 烧杯中，测浊度及pH 并记入。

具体实验数据如下：

实验数据整合表 项目

序号

Cl-浓度(mol/L) COD cr (g) SS (mg/L ) 浊度 （NTU ） PH / 1

0.00111 695.3333 48.0 33.6 7.59 2

0.00096 338.6667 45.2 22.2 7.88 3

0.00111 305.3333 42.0 12.3 7.86 4

0.00111 655.3333 13.2 15.5 7.44 5

0.00144 435.3333 22.4 11.1 7.69 6

0.00138 98.4 14.4 7.50 7

121.6 32.0 7.50 8

84.8 18.9 7.51 9

95.2 25.3 7.50 10

34.3 7.54

35.0 7.51

波长扫描图

结果分析

测定后的感官性状及一般的化学指标:浑浊度除三组外其它都超过15(NTU),非常浑浊;而且有大量的杂物和垃圾,有很大的腐臭味,PH值为7.5左右,硬度较大,为硬水。生化需氧量超过10ppm，水体明显富营养化。

可能的原因：

1.理工河附近的高校污水处理设施不够完善，排污管道没有接入市政排污管网，产生的污水对理工河造成了影响。

2.高校内部的排污系统不够完善，生活园区内常常发生粪便堵塞事件，校内的理工河段污染程度尤为严重。

3.食堂等餐饮业厨余污水流入河道。

4．学生环保意识不够，随手扔垃圾现象随处可见，同学之间相互监督意识淡薄。

5.附近居民过度捕捞，造成生态平衡破坏，河道的生物圈的自净能力下降。

6.学校对污水管理体制不够，河水遭污染后，未及时对其采取补救措施，造成更为严重的后果。

处理方案：

基本概念：生物膜法是与活性污泥法并列的一类废水好氧生物处理技术，是一种固定膜法，是生物净化过程的人工化和强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。生物膜法污水处理技术主要是利用附着生长于某些固体物表面的微生物(即生物膜)进行有机污水处理。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌气层、好气层、附着水层、运动水层。

技术原理：生物膜法净化污水机理是：(1)依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物，由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖，由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，因此生物膜通常具有孔状结构，并具有很强的吸附性能。(2)生物膜附着在载体的表面，是高度亲水的物质，在污水不断流动的条件下，其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质，在膜的表面上和一侧深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物，形成由有机污染物→细菌→原生动物(后生动物)组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有：假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属，原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝

虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现，且主要为线虫。污水在流过载体表面时，污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附，并通过氧向生物膜内部扩散，在膜中发生生物氧化等作用，从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物，而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态，当生物膜逐渐增厚，厌氧层的厚度超过好氧层时，会导致生物膜的脱落，而新的生物膜又会在载体表面重新生成，通过生物膜的周期更新，以维持生物膜反应器的正常运行。(3)生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上，实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离，载体填料的存在，对水流起到强制紊动的作用，同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触，从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题，在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理，而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。

系统特点：生物膜法具有以下特点：(1)对水量、水质、水温变动适应性强；(2)处理效果好并具良好硝化功能；(3)污泥量小(约为活性污泥法的3/4)且易于固液分离；(4)处理效率高、耐冲击负荷性能好；(5)占地面积少、动力费用省、便于运行管理等优点。

生物膜法处理污水系统的基本流程：废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。

①微生物：沿水流方向为细菌——原生动物――后生动物的食物链或生态系统。具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。

②污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带)。

③供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧。

④传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3－－N、NO2－－N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。