第2章 污水与污泥特性

第 2 章废水与污泥特性

Mogens Henze著

来自一种混合来源的各种不同的分析方法用于废水和污泥的特性分析。他们当中许多方法是特别用于污水处理厂及及其处理工艺的。下面对一些特性分析方法加以描述，关于这方面的详细论述参见参考文献/1/、/2/、/3/。

2.1 悬浮固体

将污染物分为溶解的与悬浮的，是最为本质的划分。因为这对于许多处理工艺而言都是仅对其中之一有效，而对另一种是无效的。

可溶的与可悬浮的物质的划分并未经过很好的定义。在丹麦，使用孔径为16μm的滤膜（GF/A型滤膜）该滤膜能截留水中大部分细菌与其他粒子。在其他大多数国家中，使用孔径为1μm（GF/C）或0.45μm左右的滤膜。当然，这些滤膜能够去除更多的悬浮固体。

通过滤膜的固体定义为溶解固体S，而被滤膜截留的固体则定义为悬浮固体X，见图2.1。

图2.1 溶解固体与悬浮固体的区分，丹麦标准[4]

总固体为C，

C = S + X（2.1）

与化学沉淀有关，粒径≥0.1μm的粒子可沉淀下来，因此，0.1μm的滤膜过滤来确定悬浮固体，可能是个好主意。

对于分离与沉淀工艺而言，粒子在污水中的分布是最基本的。图2.2表明了粒子可能的分布。不考虑污水浓度在三个取样期内的变化，由曲线的外观可以看出，它们存在着一个特定的方式。污水有其特有的特性。有时，使用溶解性指数来表示，定义为

S/C（2.2）

2.1.1 可沉固体

可沉固体一般按沉淀2小时来确定，即

未处理的污水中固体总量与沉淀2小时后

污水上清液中固体含量的差值。

2.2 有机物质

污水通常含有上千种不同的有机质。单

独测量每一种有机物是不可能的。因此要采

用不同的集合分析，其中包含了大部分或少

部分有机物。其集合分析的概率统计可以由

有机物氧化的反应方程式来说明，在此，其

组成可以由平均组成C18H19O9N

图2.2 原污水中颗粒的分布，来自丹麦Lundtofte

处理厂[19]

来表示：[5]

C18H19O9N + 17.5O2 + H+ 18CO2 + 8H2O + NH＋4（2.3）如果有机物被氧化，可以测量所消耗的氧（即BOD，COD，TOD分析）或所产生的CO2（TOC分析）。

不同的方法会产生不同的结果，因此它们之间不能不加区别地互相替。表2.1对两类不同污水的不同测量方法分别给出了分析值。

分析参数的选择已经是，比并仍将是讨论的主题。通常，化学分析快，但不能总代表其相对大小。生化分析慢，许多情况下，却可以代表其相对大小。

生化需氧量，BOD（BOD5）

BOD5代表5日生化需氧量。BOD分析是在本世纪到来前不久由英国开发的。这种分析的创意是，由于污染水中的氧消耗是由微生物引起的，其耗氧量的测定即可反应水被污染的程度。由于耗氧量随反应时间与温度的增加而增加，见图 2.3，因此，原来规定使用标准值，即温度650F（约18℃），时间5天。现在规定温度为20℃。

BOD分析用于测量氧化有机物及氨氮所消耗的氧。5天时间内，主要可生物降解物质将被氧化程度见图2.3相应的20℃曲线。

由于耗氧量通常在5天后测定，因此图2.3所示的曲线对其变化形式并未提供可用的信息。曲线形式的变化可以相当强烈，如图 2.3。该图并未揭示可降解的有机物的量与氨

氮氧化的量。

2.1 悬浮固体 25

*

如果有机物质含量已知，通过化学计算可得。 **

单位：g C/m 3

不同的有机物具有不同的耗氧量，这表明BOD 分析只能给出大致的有机物氧化量。 BOD 的测量过程如图2.5所示，传统的稀释法最常用/11/。污染水与曝气的清水混合，混合液转移到瓶子内，瓶口密封以保证液面上没有空气。污染水中的微生物消耗氧，因此要确保5天中氧的存在，如果氧被消耗或者浓度过低，测量结果不能使用。所以，有必要制成稀释系列，以确保5天后至少一瓶内仍有充足的氧。

图2.3 典型BOD 曲线[9]

基于5日生化耗氧量及烧瓶内污水的体积，可以计算BOD 。单位为g/m 3（或mg/L ）。 BOD 值仅代表生物可降解物质的一部分，这使得利用BOD 来做污水处理厂的物料平衡计算，变得十分困难。更完全的分析要通过将BOD 试验的时间从5天延长至20到30天来获得。对普通污水来说典型的BOD ∞值比BOD （5天）高40～50％，即BOD/BOD ∞约为0.6～0.7。尽管BOD/BOD ∞的比值变化很大，但可因生物处理而减小。

图2.4 工业污水与一般城市污水不同降解速率的实例/10/

26第2章废水与污泥特性

自动分析仪可减少时间的消耗，这些方法基于这样一个事实，即污水样（通常是未经稀释的）直接存放于容器内，液面上带有空气，耗氧量既可通过低压方式－即氧在密封容器内被消耗－来测量，又可通过补充容器内的氧以维持其压力来测定。自动分析仪的结果可能会相当地偏离稀释倍数法。例如，有毒物质会破坏氧化过程，而导致未经稀释的自动分析中偏低的BOD值。这说明了使用BOD分析的问题，即当在不同实验室使用同样方法时与使用不同方法时所产生的较大的不确定性与结果的可变性。

图2.5 BOD的分析方法[12]/。对于一般的城市污水而言，清水的稀释倍数约为100倍。起初BOD分析的开发并非用于污水处理厂的设计，但它仍然广泛地用于这一目的，即使COD分组分析已有迹象用于更先

进的设计中，例如计算机模型的使用。

【例2.1】

测出原污水中BOD（5日）为240g O2/m3。估计BOD∞的值。

通常BOD/BOD∞= 0.6～0.7

在此估计BOD/BOD∞= 0.7