水体中污染物去除

污水中污染物去除

一、自然水体有机污染物降解

污染物的稀释降解过程主要是水体对污染物进行物理作用、化学作用和生物作用的共同结果。物理作用主要包括水体对污染物的稀释、吸附、沉淀、凝聚等方面，例如高浓度废污水进入水体后，首先会受到水体的混合、稀释，水量越大或径污比越大，稀释效果越好;污染物同时也会被水体中的悬浮物如泥沙所吸附、沉淀，致使污染物浓度下降;化学作用是污染物与水体组份发生化学反应，使污染物浓度降低，化学作用主要包括氧化、还原、分解等方面。例如水体中亚硝酸盐等一些还原性污染物会在氧的作用下，逐步氧化至硝酸盐;一些重金属离子如Fe、Pb等，在碱性水环境条件下(如黄河水体的PH值一般在8.0左右，呈弱碱性)，会和水中的OH-结合产生沉淀，使水中重金属离子浓度下降;水体的生化作用是污染物被水体中各种微生物所分解的过程，如水中的好氧微生物会在氧的作用下，把一些有机物分解成无机物，如二氧化碳、水，把氨转化为硝酸盐，使水体得到净化。

有机污染物降解又称BOD降解。水体中有机污染物因氧化分解而发生的衰减变化过程。它是水体污染物发生化学或生物化学转化反应中最常见和最重要的一种，也是可为人们利用的自净作用。在有机物氧化降解时，将消耗水体中的溶解氧，当水体中的耗氧速率大于供氧速率时，水体将出现缺氧，以致使厌氧微生物大量繁殖，水体中可生成甲烷气等发臭气体，使鱼类乃至原生动物死亡。

污水生物处理时微生物在酶的催化作用下，利用微生物的新陈代谢功能，对污水中的污染物质进行分解和转化。微生物代谢由分解代谢(异化)和合成代谢(同化)两个过程组成，是物质在微生物细胞内发生一系列复杂生化反应的总称。微生物可以利用污水中大部分有机物和部分无机物作为营养源，这些可被微生物利用的物质，通常称之为底物或基质。或者更确切地说，一切在生物体内通过酶的催化作用而进行生物化学变化的物质都被称为底物。

分解代谢是微生物在利用底物的过程中，一部分底物在酶的催化作用下降解并同时释放能量的过程，这个过程也称作生物氧化。合成代谢是微生物利用一部分底物或分解代谢过程中产生的中间产物，在合成酶的作用下合成微生物细胞的过程，合成代谢所需要的能量是由分解代谢提供。污水生物处理过程中有机物的生物降解实际上是微生物将有机物作为底物进行分解代谢获取能量的过程。不同类型微生物进行分解代谢所利用的底物是不同的，异养微生物利用有机物，自养微生物则利用无机物。

有机底物的生物氧化主要以脱氢(包括失电子)的方式实现，底物氧化后脱下的氢可以表示为:

2H → 2H+ + 2e-

根据氧化还原反应中最终电子受体的不同，分解代谢可分为发酵和呼吸两种类型，呼吸又可分为好氧呼吸和缺氧呼吸两种方式。

二、有机物

2.1 COD：所谓化学需氧量（COD），是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，但主要的是有机物。因此，化学需氧量（COD）又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。

在饮用水的标准中Ⅰ类和Ⅱ类水化学需氧量(COD)≤15mg/L、Ⅲ类水化学需氧量(COD)≤20mg/L、Ⅳ类水化学需氧量(COD)≤30mg/L、Ⅴ类水化学需氧量(COD)≤40mg/L。COD的数值越大表明水体的污染情况越严重。

2.2 BOD：生化需氧量，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指示。它说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。生化需氧量或生化耗氧量(一般指五日生化学需氧量)，表示水中有机物等需氧污染物质含量的一个综合指标。说明水中有机物由于微生物的生化作用进行氧化分解，使之无机化或气体化时所消耗水中溶解氧的总数量。

生化需氧量和化学需氧量的比值能说明水中的有机污染物有多少是微生物所难以分解的。微生物难以分解的有机污染物对环境造成的危害更大。

与COD（化学需氧量）区别：COD,化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成每升水样全部被氧化后，需要的氧的毫克数，以mg/L表示。它反映了水中受还原性物质污染的程度。该指标也作为有机物相对含量的综合指标之一。

BOD，生化需氧量（BOD）是一种环境监测指标，主要用于监测水体中有机物的污染状况。一般有机物都可以被微生物所分解，但微生物分解水中的有机化合物时需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供给微生物的需要，水体就处于污染状态。BOD才是有关环保的指标！

难生物降解有机物：有毒大分子有机物如有机氯化物、有机磷农药、有机重金属化合物、芳香族为代表的多环及其他长链有机化合物，惰性有机物。

容易降解有机物包括糖类、蛋白质、脂肪及其他有机物质（或其降解产物）。

2.3有机物去除方法

2.3.1、全蒸发法

全蒸发可以从被污染的水体中去除和聚集挥疑性有机化合物，是一种新的水处理技术。在全蒸发的处理过程中．密集多聚膜的一面与含有有机化台物的水相接触，而另一面则临界于真空泵。在膜的上面，有机化台物和水被吸附、扩散，而且在真空泵的抽吸作用下渗透到膜的另一面。那些通过膜的物质由于冷凝作用被萃取。全蒸发法可以用来处理地下水、滤液和含有挥发性有机化合物的废水。

2.3.2、活性炭吸附处理

活性炭吸附是利用活性炭的物理吸附、化学吸附、氧化、催化氧化和还原等性能去除水中污染物的水处理方法。活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，如酚、苯、农药、洗涤剂、氯、三卤甲烷等。此外，对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。

2.3.3、离子交换处理法

被处理溶液中的某离子迁移到附着在离子交换剂颗粒表面的液膜中；通过液膜扩散进入颗粒中，并在颗粒的孔道中扩散而到达离子交换剂的交换基团的部位上；该离子同离子交换剂上的离子进行交换；被交换下来的离子沿相反途径转移到被处理的溶液中。离子交换反应是瞬间完成的，而交换过程的速度主要取决于历时最长的膜扩散或颗粒内扩散。

2.3.4、反渗透和超滤技术

反渗透对水中有机物的去除率在90%以上，但不同分子量的有机物去除程度是不同的。分子量小于100的有机物很容易聚集在膜表面上，因而容易通过膜空