污水處理廠水質化驗操作要點,涂山環保

1. 廢水的主要物理特性指標有哪些?

⑴溫度:廢水的溫度對廢水處理過程的影響很大,溫度的高低直接影響微生物活性。一般城市污水處理廠的水溫為10~25攝氏度之間,工業廢水溫度的高低與排放廢水的生產工藝過程有關。

⑵顏色:廢水的顏色取決于水中溶解性物質、懸浮物或膠體物質的含量。新鮮的城市污水一般是暗灰色,如果呈厭氧狀態,顏色會變深、呈黑褐色。工業廢水的顏色多種多樣,造紙廢水一般為黑色,酒糟廢水為黃褐色,而電鍍廢水藍綠色。

⑶氣味:廢水的氣味是由生活污水或工業廢水中的污染物引起的,通過聞氣味可以直接判斷廢水的大致成分。新鮮的城市污水有一股發霉的氣味,如果出現臭雞蛋味,往往表明污水已經厭氧發酵產生了硫化氫氣體,運行人員應當嚴格遵守防毒規定進行操作。

⑷濁度:濁度是描述廢水中懸浮顆粒的數量的指標,一般可用濁度儀來檢測,但濁度不能直接代替懸浮固體的濃度,因為顏色對濁度的檢測有干擾作用。

⑸電導率:廢水中的電導率一般表示水中無機離子的數量,其與來水中溶解性無機物質的濃度緊密相關,如果電導率急劇上升,往往是有異常工業廢水排入的跡象。

⑹固體物質:廢水中固體物質的形式(SS、DS等)和濃度反映了廢水的性質,對控制處理過程也是非常有用的。

⑺可沉淀性:廢水中的雜質可分為溶解態、膠體態、游離態和可沉淀態四種,前三種是不可沉淀的,可沉淀態雜質一般表示在30min或1h內沉淀下來的物質。

2. 廢水的化學特性指標有哪些?

廢水的化學性指標很多,可以分為四類:①一般性水質指標,如pH值、硬度、堿度、余氯、各種陰、陽離子等;②有機物含量指標,生物化學需氧量BOD5、化學需氧量CODCr、總需氧量TOD和總有機碳TOC等;③植物性營養物質含量指標,如氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、磷酸鹽等;④有毒物質指標,如石油類、重金屬、氰化物、硫化物、多環芳烴、各種氯代有機物和各種農藥等。

在不同的污水處理廠,要根據來水中污染物種類和數量的不同確定適合各自水質特點的分析項目。

3. 一般污水處理廠需要分析的主要化學指標有哪些?

一般污水處理廠需要分析的主要化學指標如下:

⑴pH值:pH值可以通過測量水中的氫離子濃度來確定。pH值對廢水的生物處理影響很大,硝化反應對pH值更加敏感。城市污水的pH值一般在6~8之間,如果超出這一范圍,往往表明有大量工業廢水排入。對于含有酸性物質或堿性物質的工業廢水,在進入生物處理系統之前需要進行中和處理。

⑵堿度:堿度能反應出廢水在處理過程中所具有的對酸的緩沖能力,如果廢水具有相對高的堿度,就可以對pH值的變化起到緩沖作用,使pH值相對穩定。堿度表示水樣中與強酸中的氫離子結合的物質的含量,堿度的大小可用水樣在滴定過程中消耗的強酸量來測定。

⑶CODCr: CODCr是廢水中能被強氧化劑重鉻酸鉀所氧化的有機物的數量,以氧的mg/L計。

⑷BOD5:BOD5是廢水中有機物被生物降解所需要的氧量,是衡量廢水可生化性的指標。

⑸氮:在污水處理廠中,氮的變化和含量分布為工藝提供參數。污水處理廠進水中的有機氮和氨氮含量一般較高,而硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮含量一般較低。初沉池氨氮的增加一般表明沉淀污泥開始厭氧,而二沉池硝酸氮和亞硝酸氮的增加,表明硝化作用已經發生。生活污水中氮的含量一般為20~80mg/L,其中有機氮8~35mg/L,氨氮為12~50mg/L,硝酸氮和亞硝酸氮的含量很低。工業廢水中有機氮、氨氮、硝酸氮和亞硝酸氮含量因水而異,有的工業廢水中氮的含量極低,在利用生物法處理時,需要投加氮肥以補充微生物所需的氮含量,而出水中氮的含量過高時,又需要進行脫氮處理,以防止受納水體出現富營養化現象。

⑹磷:生物污水中磷的含量一般為2~20mg/L,其中有機磷1~5mg/L,無機磷為1~15mg/L。工業廢水中磷的含量差別很大,有的工業廢水中磷的含量極低,在利用生物法處理時,需要投加磷肥以補充微生物所需的磷含量,而出水中磷的含量過高時,又需要進行除磷處理,以防止受納水體出現富營養化現象。

⑺石油類:廢水中的油大多是不溶于水的,且浮在水面上。進水中的油會影響充氧效果、導致活性污泥中的微生物活性降低,進入到生物處理構筑物的混合污水含油濃度通常不能大于30~50mg/L。

⑻重金屬:廢水中的重金屬主要來自工業廢水,其毒性很大。污水處理廠通常沒有較好的處理方法,通常需要在排放車間內進行就地處理達到國家排放標準后再進入排水系統,如果污水處理廠出水中重金屬含量上升,往往說明預處理出現了問題。

⑼硫化物:水中的硫化物超過0.5mg/L后,就帶有令人厭惡的臭雞蛋味,且有腐蝕性,有時甚至會引起硫化氫中毒事件。

⑽余氯:使用氯消毒時,為保證在輸送過程中微生物的繁殖,出水中余氯(包括游離性余氯和化合性余氯)是消毒工藝的控制指標,一般不超過0.3mg/L。

4. 廢水的微生物特性指標有哪些?

廢水的生物性指標有細菌總數、大腸菌群數、各種病原微生物和病毒等。醫院、肉類聯合加工企業等廢水排放前必須進行消毒處理,國家有關污水排放標準對此已經作出了規定。污水處理廠一般不對進水中的生物性指標進行檢測和控制,但對處理后的污水排放之前要進行消毒處理,以控制處理污水對受納水體的污染。如果對二級生物處理出水再進行深度處理后回用,就更需要在回用前進行消毒處理。

⑴細菌總數:細菌總數可作為評價水質清潔程度和考核水凈化效果的指標,細菌總數增多說明水的消毒效果較差,但不能直接說明對人體的危害性有多大,必須結合糞大腸菌群數來判斷水質對人體的安全程度。

⑵大腸菌群數:水中大腸菌群數可間接地表明水中含有腸道病菌(如傷寒、痢疾、霍亂等)存在的可能性,因此作為保證人體健康的衛生指標。污水回用做雜用水或景觀用水時,就有可能與人體接觸,此時必須檢測其中糞大腸菌群數。

⑶各種病原微生物和病毒:許多病毒性疾病都可以通過水傳染,比如引起肝炎、小兒麻痹癥等疾病的病毒存在于人體的腸道中,通過病人糞便進入生活污水系統,再排入污水處理廠。污水處理工藝對這些病毒的去除作用有限,在將處理后污水排放時,如果受納水體的使用價值對這些病原微生物和病毒有特殊要求時,就需要消毒并進行檢測。

5. 反映水中有機物含量的常用指標有哪些?

有機物進入水體后,將在微生物的作用下進行氧化分解,使水中的溶解氧逐漸減少。當氧化作用進行的太快、而水體不能及時從大氣中吸收足夠的氧來補充消耗的氧時,水中的溶解氧可能降得很低(如低于3~4mg/L),進而影響水中生物正常生長的需要。當水中的溶解氧耗盡后,有機物開始厭氧消化,發生臭氣,影響環境衛生。

由于污水中所含的有機物往往是多種組分的極其復雜的混合體,因而難以一一分別測定各種組分的定量數值。實際上常用一些綜合指標,間接表征水中有機物含量的多少。表示水中有機物含量的綜合指標有兩類,一類是以與水中有機物量相當的需氧量(O2)表示的指標,如生化需氧量BOD、化學需氧量COD和總需氧量TOD等;另一類是以碳(C)表示的指標,如總有機碳TOC。對于同一種污水來講,這幾種指標的數值一般是不同的,按數值大小的排列順序為TOD>CODCr>BOD5>TOC

6. 什么是總有機碳?

總有機碳TOC(英文Total Organic Carbon的簡寫)是間接表示水中有機物含量的一種綜合指標,其顯示的數據是污水中有機物的總含碳量,單位以碳(C)的mg/L來表示。TOC的測定原理是先將水樣酸化,利用氮氣吹脫水樣中的碳酸鹽以排除干擾,然后向氧含量已知的氧氣流中注入一定量的水樣,并將其送入以鉑鋼為觸媒的石英燃燒管中,在900oC~950oC的高溫下燃燒,用非色散紅外氣體分析儀測定燃燒過程中產生的CO2量,再折算出其中的含碳量,就是總有機碳TOC(詳見GB13193--91)。測定時間只需要幾分鐘。

一般城市污水的TOC可達200mg/L,工業廢水的TOC范圍較寬,最高的可達幾萬mg/L,污水經過二級生物處理后的TOC一般<50mg/L,較清潔的河水TOC一般<10mg/L。在污水處理的研究中有用TOC作為污水有機物指標的,但在常規污水處理運行中一般不分析這個指標。

7. 什么是總需氧量?

總需氧量TOD(英文Total Oxygen Demand的簡寫)是指水中的還原性物質(主要是有機物)在高溫下燃燒后變成穩定的氧化物時所需要的氧量,結果以mg/L計。TOD值可以反映出水中幾乎全部有機物(包括碳C、氫H、氧O、氮N、磷P、硫S等成分)經燃燒后變成CO2、H2O、NOx、SO2等時所需要消耗的氧量??梢奣OD值一般大于CODCr值。目前我國尚未將TOD納入水質標準,只是在污水處理的理論研究中應用。

TOD的測定原理是向氧含量已知的氧氣流中注入一定量的水樣,并將其送入以鉑鋼為觸媒的石英燃燒管中,在900oC的高溫下瞬間燃燒,水樣中的有機物即被氧化,消耗掉氧氣流中的氧。氧氣流中原有氧量減去剩余氧量就是總需氧量TOD。氧氣流中的氧量可以用電極測定,因而TOD的測定只需幾min。

8. 什么是生化需氧量?

生化需氧量全稱為生物化學需氧量,英文是Biochemical Oxygen Demand,簡寫為BOD,它表示在溫度為20oC和有氧的條件下,由于好氧微生物分解水中有機物的生物化學氧化過程中消耗的溶解氧量,也就是水中可生物降解有機物穩定化所需要的氧量,單位為mg/L。BOD不僅包括水中好氧微生物的增長繁殖或呼吸作用所消耗的氧量,還包括了硫化物、亞鐵等還原性無機物所耗用的氧量,但這一部分的所占比例通常很小。因此,BOD值越大,說明水中的有機物含量越多。

在好氧條件下,微生物分解有機物分為含碳有機物氧化階段和含氮有機物的硝化階段兩個過程。在20oC的自然條件下,有機物氧化到硝化階段、即實現全部分解穩定所需時間在100d以上,但實際上常用20oC時20d的生化需氧量BOD20近似地代表完全生化需氧量。生產應用中仍嫌20d的時間太長,一般采用20oC時5d的生化需氧量BOD5作為衡量污水有機物含量的指標。經驗表明,生活污水和各種生產污水的BOD5約為完全生化需氧量BOD20的70~80%。

BOD5是確定污水處理廠負荷的一個重要參數,可用BOD5值計算廢水中有機物氧化所需要的氧量。含碳有機物穩定化所需要的氧量可稱為碳類BOD5,如果進一步氧化,就可以發生硝化反應,硝化菌將氨氮轉化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮時所需要的氧量可成為硝化BOD5。一般的二級污水處理廠只能去除碳類BOD5,而不去除硝化類BOD5。由于在去除碳類BOD5的生物處理過程中,硝化反應不可避免地要發生,因此使得BOD5的測定值比實際有機物的耗氧量要高一些。

BOD測定時間較長,常用的BOD5測定需要5d時間,因此一般只能用于工藝效果評價和長周期的工藝調控。對于特定的污水處理場,可以建立BOD5和CODCr的相關關系,用CODCr粗略估計BOD5值來指導處理工藝的調整。

9. 什么是化學需氧量?

化學需氧量的英文是Chemical Oxygen Demand,它是指在一定條件下,水中有機物與強氧化劑(如重鉻酸鉀、高錳酸鉀等)作用所消耗的氧化劑折合成氧的量,以氧的mg/L計。

當用重鉻酸鉀作為氧化劑時,水中有機物幾乎可以全部(90%~95%)被氧化,此時所消耗的氧化劑折合成氧的量即是通常所稱的化學需氧量,常簡寫為CODCr(具體分析方法見GB 11914--89)。污水的CODCr值不僅包含了水中的幾乎所有有機物被氧化的耗氧量,同時還包括了水中亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等還原性無機物被氧化的耗氧量。

10. 什么是高錳酸鉀指數(耗氧量)?

用高錳酸鉀作為氧化劑測得的化學需氧量被稱為高錳酸鉀指數(具體分析方法見GB 11892--89)或耗氧量,英文簡寫為CODMn或OC,單位為mg/L。

由于高錳酸鉀的氧化能力比重鉻酸鉀要弱,同一水樣的高錳酸鉀指數的具體值CODMn一般都低于其CODCr值,即CODMn只能表示水中容易氧化的有機物或無機物的含量。因此,我國及歐美等許多國家都把CODCr作為控制有機物污染的綜合性指標,而只將高錳酸鉀指數CODMn作為評價監測海水、河流、湖泊等地表水體或飲用水有機物含量的一種指標。

由于高錳酸鉀對苯、纖維素、有機酸類和氨基酸類等有機物幾乎沒有氧化作用,而重鉻酸鉀對這些有機物差不多都能氧化,因此使用CODCr作為表示廢水的污染程度和控制污水處理過程的參數更為合適。但由于高錳酸鉀指數CODMn測定簡單、迅速,在對較清凈的地表水進行水質評價時仍使用CODMn來表示其受到的污染程度,即其中的有機物數量。

11. 如何通過分析廢水的BOD5與CODCr來判定廢水的可生化性?

當水中含有有毒有機物時,一般不能準確測定廢水中的BOD5值,而采用CODCr值可以較準確地測定水中有機物的含量,但CODCr值又不能區別可生物降解和不可生物降解的物質。人們習慣于利用測定污水的BOD5/CODCr來判斷其可生化性,一般認為,污水的BOD5/CODCr大于0.3就可以利用生物降解法進行處理,如果污水的BOD5/CODCr低于0.2,則只能考慮采用其他方法進行處理。

12. BOD5與CODCr的關系如何?

生化需氧量BOD5表示的是污水中有機

污染物在進行生化分解過程中所需要的氧量,能夠直接從生物化學意義上說明問題,因此BOD5不僅僅是一個重要的水質指標,更是污水生物處理過程中的一個極為重要的控制參數。但是,BOD5在使用上也受到一定限制,一是測定時間較長(5d),不能及時反映和指導污水處理裝置的運行,二是因為有些生產污水不具備微生物生長繁殖的條件(如存在有毒有機物),無法測定其BOD5值。

化學需氧量CODCr則反映了污水中幾乎所有有機物和還原性無機物的含量,只是不能象生化需氧量BOD5那樣直接從生化意義上說明問題。也就是說,化驗污水的化學需氧量CODCr值可以較準確地測定水中有機物含量,但化學需氧量CODCr不能區別可生物降解有機物和不可生物降解的有機物。

化學需氧量CODCr值一般高于生化需氧量BOD5值,其間的差值能夠約略地反映污水中不能被微生物降解的有機物含量。對于污染物成份相對固定的污水來說,CODCr與BOD5之間一般都有一定的比例關系,可以互相推算。加上CODCr的測定所用時間較少,按回流2h的國家標準方法來化驗,從取樣到出結果,只需要3~4h,而測定BOD5值卻需要5d時間,因此在實際污水處理運行管理中,常利用CODCr作為控制指標。

為了盡快指導生產運行,有的污水處理場還制定了回流5min測定CODCr的企業標準,測得結果雖然與國家標準方法有一定誤差,但由于誤差為系統誤差,連續監測的結果可以正確地反應水質的實際變化趨勢,測定時間卻可以減少到1h以內,對及時調整污水處理運行參數和防止水質突變對污水處理系統造成沖擊,提供了時間上的保證,也就是說提高了污水處理裝置出水的合格率。

13. CODCr測定的注意事項有哪些?

CODCr測定是以重鉻酸鉀為氧化劑,在酸性條件下利用硫酸銀做催化劑,沸騰回流2h,通過測定重鉻酸鉀的消耗量,再折算成的氧消耗量(GB11914--89)。CODCr測定中使用了重鉻酸鉀、硫酸汞和濃硫酸等藥品,或有劇毒或有強烈的腐蝕性,而且需要加熱回流,因此操作必須在通風櫥中進行,并且要十分精心,廢液必須回收并單獨處理。

為了促使水中還原性物質的充分氧化,需要加入硫酸銀做催化劑,而為使硫酸銀分布均勻,應將硫酸銀溶于濃硫酸中,待其全部溶解后(約需2d)再隨起酸化作用的硫酸一起加入錐形瓶中。國家標準化驗方法規定每測定一次CODCr(20mL水樣)要加入0.4gAg2SO4/30mLH2SO4,但有關資料表明,對于一般的水樣,投加0.3gAg2SO4/30mLH2SO4是完全足量的,沒有必要使用更多的硫酸銀。對經常測定的污水水樣,如果有充分的數據對照,還可以適當減少硫酸銀的用量。

CODCr是污水中有機物含量的指標,因此測定時一定要將氯離子和無機還原物質的耗氧除去。對于Fe2+、S2-等無機還原物的干擾,可根據其測定的濃度,由理論需氧量對已測的CODCr值加以校正。對氯離子Cl-1的干擾,一般采用硫酸汞去除,其加入量為每20mL水樣0.4gHgSO4時,可去除2000mg/L氯離子的干擾。對經常測定的各種成份相對固定的污水水樣,如果氯離子含量較少或使用稀釋倍數較高的水樣測定,可以適當減少硫酸汞的用量。

14. 硫酸銀的催化機理是什么?

硫酸銀的催化機理是,有機物中含羥基的化合物在強酸性介質中首先被重鉻酸鉀氧化成羧酸,由羥基有機物生成的脂肪酸與硫酸銀作用生成脂肪酸銀,由于銀原子的作用,使羧基很容易地生成二氧化碳和水,同時生成新的脂肪酸銀,但其碳原子要比前者少一個,如此循環往復,逐步使有機物全部氧化成二氧化碳和水。

15. BOD5測定的注意事項有哪些?

BOD5測定通常采用標準稀釋與接種法(GB 7488--87),其操作為,經中和及除去毒性物質并經稀釋后的水樣(必要時加入適量含好氧微生物的接種液)置入培養瓶中,于在20oC暗處培養5d,通過分別測定培養前后水樣中溶解氧的含量,來計算出5d內的耗氧量,再根據稀釋倍數求得其BOD5。

BOD5的測定是生物作用和化學作用的共同結果,必須嚴格按照操作規范進行,變更任何一個條件,都將影響測定結果的準確性和可比性。影響BOD5測定的條件包括pH值、溫度、微生物種類和數量、無機鹽含量、溶解氧和稀釋倍數等。

化驗BOD5的水樣必須充滿并密封于取樣瓶中,在2~5oC的冷藏箱內保存到分析時。一般應在采樣后6h內進行檢驗,在任何情況下,水樣的貯存時間不能超過24h。

測定工業廢水的BOD5時,由于工業廢水通常溶解氧含量較少而且成分多為可生化降解的有機物,為保持培養瓶內的好氧狀態,必須將水樣稀釋(或接種稀釋),這一操作是標準稀釋法的最大特征。為確保測得結果的可靠性,對于稀釋后的水樣培養5d的耗氧量必須大于2mg/L,殘留溶解氧必須大于1mg/L。

投入接種液是為了保證有一定量的微生物降解水中的有機物,接種液的量以使5日耗氧0.1mg/L以下為佳。使用由金屬蒸餾器制備的蒸餾水作為稀釋水時,應注意檢查其中的金屬離子含量,以避免因此抑制微生物繁殖和代謝。為確保稀釋水中溶解氧接近飽和,必要時可通入凈化空氣或純氧,然后于在20oC培養箱中放置一定時間,使之與空氣中氧分壓達到平衡。

稀釋倍數的確定是以培養5日耗氧大于2mg/L,剩余溶解氧大于1mg/L為原則。稀釋倍數過大或過小,都會導致檢驗失敗。而且由于BOD5分析周期較長,一旦出現類似情況,就無法以原樣補測。初測某一工業廢水的BOD5時,可以首先測定其CODCr,然后查閱參考已有的水質類似的廢水的有關監測數據,初步確定待測水樣BOD5/CODCr值,據此推算出BOD5的大致范圍和確定稀釋倍數。

對含有抑制或殺滅好氧微生物代謝活動的物質的水樣,直接用通常方法測定BOD5的結果會偏離實際值,必須在測定前做相應的預處理,這些對BOD5測定有影響的物質和因素包括重金屬及其他有毒的無機物或有機物、余氯等氧化性物質、pH值過高或過低等。

16. 測定工業廢水的BOD5時為什么要進行接種?如何接種?

BOD5的測定是一個生物化學耗氧過程,水樣中的微生物以水中有機物為營養生長繁殖的同時,分解有機物并消耗了水中的溶解氧,因此水樣中必須含有一定數量的對其中有機物有降解能力的微生物。

工業廢水中一般都含有數量不等的有毒物質,這些有毒物質會對微生物的活動產生抑制作用,因此工業廢水中自有微生物的數量很少甚至根本沒有。如果采用測定微生物含量豐富的城市污水的普通方法,可能就檢測不到廢水中真正有機物的含量,至少是偏低。比如經高溫和滅菌處理及pH過高或過低的水樣,除了需要采取進行降溫、還原殺菌劑或調整pH值等預處理措施外,為保證測定BOD5時的準確性,也必須進行有效接種。

測定工業廢水的BOD5時,如果毒性物質含量太大,有時還要用藥劑予以去除;如果廢水呈酸性或堿性,還要先進行中和處理;而且通常水樣要經過稀釋,然后才能采用標準稀釋法測定。向水樣中水加入適量含經過馴化的好氧微生物的接種液(如處理這種工業廢水的曝氣池混合液),就是為了使水樣中含有一定數量的對有機物具有降解能力的微生物。在滿足其他測定BOD5的條件下,利用這些微生物分解工業廢水中的有機物,測定水樣培養5d的耗氧量,即可得到工業廢水的BOD5值。

污水處理場的曝氣池混合液或二沉池出水是測定進入污水處理廠的廢水BOD5時的理想的微生物種源。直接用生活污水接種,因其中溶解氧很少甚至沒有,容易出現厭氧微生物,需要長時間培養馴化,因此,這種經過馴化的接種液僅適用于作為特定需要的某些工業廢水。

17. 測定BOD5時制取稀釋水的注意事項有哪些?

稀釋水的質量對BOD5的測定結果的準確性意義重大,因此要求稀釋水空白5日耗氧必須小于0.2mg/L,最好能控制在0.1mg/L以下,接種稀釋水5日耗氧應在0.3~1.0mg/L之間。

保證稀釋水質量的關鍵在于控制其有機物的含量最低和抑制微生物繁殖的物質含量最低,因此最好使用蒸餾水作為稀釋水,不宜使用離子交換樹脂制得的純水作為稀釋水,因為去離子水往往含有從樹脂中分離出的有機物。如果制備蒸餾水的自來水中含有某些揮發性有機物,為預防其殘留在蒸餾水中,就應在蒸餾前進行去除有機物的預處理。由金屬蒸餾器制得的蒸餾水,應注意檢查其中的金屬離子含量,以免發生抑制微生物的繁殖和代謝,影響BOD5測定結果的準確性。

如果所用稀釋水因含有有機物而不符合使用要求時,可采取加入適量曝氣池接種液后,在室溫或20oC條件下貯存一定時間的方法予以消除影響。接種的量以5d耗氧約0.1mg/L為原則,為防止藻類繁殖,貯存必須在暗室中進行。如果貯存后的稀釋水有沉渣,只能取用上清液,可過濾去除沉渣。

為確保稀釋水的溶解氧接近飽和,必要時可用真空泵或水射器吸入經凈化的空氣,也可用微型空壓機注入經凈化的空氣,還可用氧氣瓶通入純氧,然后將經過充氧的稀釋水在20oC培養箱中放置一定時間,使溶解氧達到平衡。冬季在較低室溫放置的稀釋水可能含有過多的溶解氧,夏季高溫季節則恰好相反,因此在室溫與20oC有明顯差別時,一定要放置在培養箱內穩定一段時間,使之和培養環境的氧分壓平衡。

18. 測定BOD5時如何確定稀釋倍數?

稀釋倍數過大或過小,可導致5d耗氧量太少或太多,超出正常耗氧范圍使實驗失敗。而由于BOD5的測定周期很長,一旦出現此類情況,就無法以原樣補測。因此,必須十分重視稀釋倍數的確定。

工業廢水的組分雖然復雜,但其BOD5值與CODCr值之比通常在0.2~0.8之間,造紙、印染、化工等廢水比值較低,食品工業廢水則較高。一些含有顆粒狀有機物的廢水如酒糟廢水等,在測定其BOD5時,會由于顆粒物沉淀于培養瓶底不能參加生化反應,造成比值明顯偏低。

稀釋倍數的確定是按測定BOD5時,5d耗氧應大于2mg/L、剩余溶解氧大于1mg/L這兩個條件為原則。稀釋后當日培養瓶中的DO為7~8.5mg/L,假設5d耗氧量為4mg/L,則稀釋倍數為CODCr值分別與0.05、0.1125、0.175三個系數的乘積。例如用250mL培養瓶測定CODCr為200mg/L的水樣BOD5時,三個稀釋倍數分別為:①200×0.005=10倍,②200×0.1125=22.5倍,③200×0.175=35倍。如果采用直接稀釋法,則取水樣的體積分別為:①250÷10=25mL,②250÷22.5≈11mL,③250÷35≈7mL。

照此取樣培養,將有1~2個測得的溶解氧結果符合上述兩個原則。如果有兩個稀釋比符合上述原則,計算結果時,應取其平均值。如果剩余的溶解氧小于1mg/L、甚至為零時,應加大稀釋比。如果培養期間溶解氧消耗量小于2 mg/L,一個可能是稀釋倍數過大;另一個可能是微生物菌種不適應、活性差,或有毒物質的濃度過大,此時還可能出現稀釋倍數大的培養瓶消耗溶解氧反而較多的現象。

如果稀釋水為接種稀釋水,由于空白水樣耗氧為0.3~1.0mg/L,所以稀釋系數分別為0.05、0.125和0.2。

如果已知水樣CODCr具體值或大概范圍,可以較容易地按上述稀釋倍數去分析其BOD5值。當不知道水樣的CODCr范圍,為了縮短分析時間,可在測定CODCr過程中進行估算。具體做法是:首先配制每升中含有0.4251g鄰苯二甲酸氫鉀的標準溶液(此液CODCr值為500mg/L),然后按比例稀釋成CODCr值分別為400mg/L、300mg/L、200mg/L、100mg/L的稀溶液。分別移取20.0mLCODCr值為100mg/L~500mg/L的標準溶液,按常法加入試劑,進行CODCr值測定。加熱煮沸騰回流30min后,自然冷卻到常溫再加蓋保存,制成標準比色系列。按照常法測定水樣的CODCr值過程中,當煮沸回流進行到30min時,用預熱后的標準CODCr值色列進行對比,估算出水樣的CODCr值,依此確定化驗BOD5時的稀釋倍數。對含有難消解有機物的印染、造紙、化工等工業廢水,必要時在煮沸回流到60min時再進行比色估算。

19. 測定BOD5時水樣稀釋法有幾種?操作注意事項有哪些?

測定BOD5時水樣稀釋法分一般稀釋法和直接稀釋法兩種,其中一般稀釋法需要使用的稀釋水或接種稀釋水數量較多。

一般稀釋法是在1L或2L量筒中,加入稀釋水或接種稀釋水約500mL,然后加入計算而得的一定體積的水樣,再加稀釋水或接種稀釋水到滿量程,用末端裝有橡皮圓片的玻璃棒在水面下慢慢作上提或下沉式攪動,最后用虹吸管將已經混合均勻的水樣溶液引入培養瓶中,并使充滿溢出少許,小心蓋緊瓶塞,并水封瓶口。對第二或第三個稀釋倍數的水樣,可利用剩余的混合液,經計算后在添加一定量的稀釋水或接種稀釋水,用同樣的方法混合并引入培養瓶。

直接稀釋法是先以虹吸法在已知容積的培養瓶中引入約一半容積的稀釋水或接種稀釋水,然后沿瓶壁注入根據稀釋倍數計算出的每一培養瓶中應加入的水樣體積,再引入稀釋水或接種稀釋水至瓶頸,小心蓋緊瓶塞,并水封瓶口。

使用直接稀釋法時,特別要注意最后引入稀釋水或接種稀釋水時一定不能過快。同時要摸索引入最適體積的操作規律,避免過量溢出而產生的誤差。

無論使用哪中方法,在將水樣引入培養瓶時,動作必須要輕緩,避免發生氣泡,以防空氣溶入水中或水中氧氣溢出。同時要保證在蓋緊瓶蓋時一定要細心,避免瓶內留有氣泡而影響測定結果。培養瓶在培養箱內培養時,每天都要檢查其水封情況,及時填水,以防止封口水份蒸干而使瓶內進入空氣。此外,5d前后使用的兩個培養瓶的體積必須相同,以減小誤差。

20. 測定BOD5時可能出現的問題有哪些?

對有硝化作用的污水處理系統的出水進行BOD5測定時,由于其中含有很多硝化細菌,測定結果中就包含了氨氮等含氮物質的需氧量。當需要區分水樣中含碳物質的需氧量和含氮物質的需氧量時,可采用在稀釋水中加入硝化抑制劑的方法消除BOD5測定過程中的硝化作用,比如在每升稀釋水中加入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,往往說明檢測過程出現了差錯,必須對檢測的每個環節進行審核,尤其要注意水樣取用是否均勻。而BOD5/CODMn接近1甚至大于1卻可能是正常的,因為高錳酸鉀對水樣中有機組分的氧化程度要比重鉻酸鉀低很多,同一水樣的CODMn值有時會比CODCr值低很多。

當出現規律性的稀釋倍數越大、BOD5值越高的現象時,原因通常是水樣中含有抑制微生物生長繁殖的物質。稀釋倍數低時,水樣中所含抑制物質的比例就越大,使細菌無法進行有效的生物降解作用,導致BOD5的測定結果偏低。此時應查找抑菌物質的具體成分或原因,測定前進行有效地預處理予以消除或掩蔽。

BOD5/CODCr偏低時,比如低于0.2甚至低于0.1,如果測定的是工業廢水,可能因為水樣中的有機物可生物降解性很差,但如果測定的水樣是城市污水或混有一定比例生活污水的工業廢水,除了因為水樣中含有化學毒性物質或抗菌素外,比較常見的原因是pH值非中性和存在余氯類殺菌劑等。為避免失誤,在BOD5的測定過程中,水樣和稀釋水的pH值一定要分別調節到7和7.2,對有可能存在余氯等氧化劑的水樣,要作例行檢查。

21. 表示廢水中植物營養物質指標有哪些?

植物營養物質包括氮、磷及其他一些物質,它們是植物生長發育所需要的養料。適度的營養元素可以促進生物和微生物的生長,過多的植物營養物質進入水體,會使水體中藻類大量繁殖,產生所謂“富營養化”現象,進而惡化水質、影響漁業生產和危害人體健康。淺水湖泊嚴重的富營養化可以導致湖泊沼澤化,直至致使湖泊死亡。

同時,植物營養物質又是活性污泥中微生物生長繁殖所必需的成份,是關系到生物處理工藝能否正常運轉的關鍵因素。因此常規污水處理運行中都將水中植物營養物質指標作為一項重要的控制指標。

表示污水中植物營養物質的水質指標主要是氮素化合物(如有機氮、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等)和磷素化合物(如總磷、磷酸鹽等),常規污水處理運行中一般都監測進出水中的氨氮和磷酸鹽。一方面為了維持生物處理運轉正常,另一方面為了檢測出水是否達到國家排放標準。

22. 常用氮素化合物的水質指標有哪些?它們的關系如何?

常用的代表水中氮素化合物的水質指標有總氮、凱氏氮、氨氮、亞硝酸鹽和硝酸鹽等。

氨氮是水中以NH3和NH4+形式存在的氮,它是有機氮化物氧化分解的第一步產物,是水體受污染的一種標志。氨氮在亞硝酸鹽菌作用下可以被氧化成亞硝酸鹽(以NO2-表示),而亞硝酸鹽在硝酸鹽菌的作用下可以被氧化成硝酸鹽(以NO3-表示)。而硝酸鹽也可以在無氧環境中在微生物的作用下還原為亞硝酸鹽。當水中的氮主要以硝酸鹽形式為主時,可以表明水中含氮有機物含量已很少,水體已達到自凈。

有機氮和氨氮的總和可以使用凱氏(Kjeldahl)法測定(GB 11891--89),凱氏法測得的水樣氮含量又稱為凱氏氮,因而通常所稱的凱氏氮是氨氮和有機氮之和。將水樣先行除去氨氮后,再以凱氏法測定,其測得值即是有機氮。如果分別對水樣測定凱氏氮和氨氮,則其差值也是有機氮。凱氏氮可作為污水處理裝置進水氮含量的控制指標,還可以作為控制江河湖海等自然水體富營養化的參考指標。

總氮為水中有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的總和,也就是凱氏氮與總氧化氮之和??偟?、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮都可使用分光光度法測定,亞硝酸鹽氮的分析方法見GB7493-87,硝酸鹽氮的分析方法見GB7480-87,總氮分析方法見GB 11894--89??偟砹怂械鼗衔锏目偤?,是自然水體污染控制的一個重要指標,也是污水處理過程中的一個重要控制參數。

23. 氨氮測定的注意事項有哪些?

氨氮測定的常用方法是比色法,即納氏試劑比色法(GB 7479--87)和水楊酸--次氯酸鹽法(GB 7481--87)。水樣的保存可采用濃硫酸酸化的方法,具體做法是用濃硫酸調整水樣pH值至1.5~2之間,并在4oC環境下貯存。納氏試劑比色法和水楊酸--次氯酸鹽法的最低檢測濃度分別為0.05mg/L和0.01mg/L(以N計),當測定濃度為0.2mg/L以上的水樣時,可以使用容量法(CJ/T75--1999)。為了獲得準確的結果,無論采用哪種分析方法,測定氨氮時都要將水樣預先蒸餾處理。

水樣的pH值對氨的測定影響很大,pH值太高,會使某些含氮的有機化合物轉變為氨,pH值太低,加熱蒸餾時部分氨又會滯留水中。為了獲得準確的結果,分析前應將水樣調至中性,水樣偏酸或偏堿,可用1mol/L氫氧化鈉溶液或1mol/L的硫酸溶液調節pH值為中性。然后加入磷酸鹽緩沖溶液,使其pH值保持在7.4后,再進行蒸餾處理。加熱后氨即呈氣態從水中揮發出來,此時再用0.01~0.02mol/L的稀硫酸(苯酚--次氯酸鹽法)或2%的稀硼酸(納氏試劑法)吸收。

對于某些Ca2+含量較大的水樣,加入磷酸鹽緩沖溶液后,由于Ca2+與PO43-生成了難溶的Ca3(PO43-)2沉淀、釋放出磷酸鹽中的H+降低了pH值,顯然其他能與磷酸根生成沉淀的離子也能影響加熱蒸餾時水樣的pH值。也就是說,對于這樣的水樣,即使調節pH值為中性,又加入了磷酸鹽緩沖溶液,結果pH值仍會遠遠低于期望值。因此,對于未知水樣,在蒸餾后再測一下pH值,如果pH值不在7.2~7.6之間,就應當增加緩沖溶液的用量,一般每250mg鈣多加10mL磷酸鹽緩沖溶液。

24. 反映水中含磷化合物含量的水質指標有哪些?它們的關系如何?

磷是水生生物生長必需的元素之一,水中的磷絕大部分以各種形式的磷酸鹽存在,少量以有機磷化合物的形式存在。水中的磷酸鹽可分為正磷酸鹽和縮合磷酸鹽兩大類,其中正磷酸鹽指以PO43-、HPO42-、H2PO4-等形式存在的磷酸鹽,而縮合磷酸鹽包括焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和聚合磷酸鹽等,如P2O74-、P3O105-、HP3O92-、(PO3)63-等。有機磷化合物主要包括磷酸酯、亞磷酸酯、焦磷酸酯、次磷酸酯和磷酸胺等類型。磷酸鹽和有機磷之和稱為總磷,也是一項重要的水質指標。

總磷的分析方法(具體做法見GB 11893--89)有兩個基本步驟組成,第一步用氧化劑將水樣中不同形態的磷轉化為磷酸鹽,第二步測定正磷酸鹽,再反算求得總磷含量。常規污水處理運行中,都要監控和測定進入生化處理裝置的污水及二沉池出水的磷酸鹽含量。如果進水磷酸鹽含量不足,就要投加一定量的磷肥加以補充;如果二沉池出水的磷酸鹽含量超過國家一級排放標準0.5mg/L,就要考慮采取除磷措施。

25. 磷酸鹽測定的注意事項有哪些?

磷酸鹽測定的方法是在酸性條件下,磷酸根同鉬酸銨生成磷鉬雜多酸,磷鉬雜多酸用還原劑氯化亞錫或抗壞血酸還原成藍色的絡合物(簡稱鉬藍法CJ/T78--1999),也可以用堿性燃料生成多元有色絡合物直接進行分光光度測定。

磷的水樣不穩定,最好采集后立即分析。如果分析不能立即進行,每升水樣加40mg氯化高汞或1mL濃硫酸防腐后,再貯于棕色玻璃瓶中放置于4oC的冷藏箱內。如果水樣僅用于分析總磷,可以不用防腐處理。

由于磷酸鹽可以吸附于塑料瓶壁上,故不可用塑料瓶貯存水樣。所使用的玻璃瓶都要用稀的熱鹽酸或稀硝酸沖洗,再用蒸餾水沖洗數次。

26. 反映水中固體物質含量的各種指標有哪些?

污水中的固體物質包括水面的漂浮物、水中的懸浮物、沉于底部的可沉物及溶解于水中的固體物質。漂浮物是漂浮在水面上的、密度小于水的大塊或大顆粒雜質,懸浮物是懸浮于水中的小顆粒雜質,可沉物是經過一段時間能在水體底部沉淀下來的雜質。幾乎所有的污水中都有成分復雜的可沉物,成分主要是以有機物為主的可沉物被稱為污泥,成分以無機物為主的可沉物被稱為殘渣。漂浮物一般難以定量化,其他幾種固體物質則可以用以下指標衡量。

反映水中固體總含量的指標是總固體,或稱全固形物。根據水中固體的溶解性,總固體可分為溶解性固體(Dissolved Solid,簡寫為DS)和懸浮固體(Suspend Solid,簡寫為SS)。根據水中固體的揮發性能,總固體可分為揮發性固體(VS)和固定性固體(FS,也叫灰分)。其中,溶解性固體(DS)和懸浮固體(SS)還可以進一步細分為揮發性溶解固體、不可揮發性溶解固體和揮發性懸浮固體、不可揮發性懸浮固體等指標。

27. 什么是水的全固形物?

反映水中固體總含量的指標是總固體,或稱全固形物,分為揮發性總固體和不可揮發性總固體兩部分??偣腆w包括懸浮固體(SS)和溶解性固體(DS),每一種也可進一步細分為揮發性固體和不可揮發性固體兩部分。

總固體的測定方法是測定廢水經過103oC~105oC蒸發后殘留下來的固體物質的質量,其干燥時間、固體顆粒的大小與所用的干燥器有關,但在任何情況下,干燥時間的長短都必須以水樣中的水分完全蒸干為基礎,并以干燥后質量恒定為止。

揮發性總固體表示總固體在600oC高溫下灼燒后所減輕的固體質量,因此也叫做灼燒減重,可以粗略代表水中有機物的含量。灼燒時間也像測定總固體時的干燥時間一樣,應灼燒至樣品中的所有碳全部揮發掉為止。灼燒后剩余的部分物質的質量,即為固定性固體,也稱為灰分,可以粗略代表水中無機物的含量。

28. 什么是溶解性固體?

溶解性固體也稱為可過濾物質,可通過對過濾懸浮固體后的濾液在103oC~105oC溫度下進行蒸發干燥后,測定殘留物質的質量,就是溶解性固體。溶解性固體中包括溶解于水的無機鹽類和有機物質??捎每偣腆w減去懸浮固體的量來粗略計算,常用單位是mg/L。

將污水深度處理后回用時,必須將其溶解性固體控制在一定范圍內,否則不論用于綠化、沖廁、洗車等雜用水還是作為工業循環水,都會出現一些不利影響。建設部部標準《生活雜用水水質標準》CJ/T48--1999規定:用于綠化、沖廁的回用水溶解性固體不能超過1200 mg/L,用于洗車、掃除時的回用水溶解性固體不能超過1000 mg/L。

29. 什么是水的含鹽量和礦化度?

水的含鹽量也稱礦化度,表示水中所含鹽類的總數量,常用單位是mg/L。由于水中的鹽類均以離子的形式存在,所以含鹽量也就是水中各種陰陽離子的數量之和。

從定義可以看出,水的溶解性固體含量比其含鹽量要大一些,因為溶解性固體中還含有一部分有機物質。在水中有機物含量很低時,有時也可用溶解性固體近似表示水中的含鹽量。

30. 什么是水的電導率?

電導率是水溶液電阻的倒數,單位是μs/cm。水中各種溶解性鹽類都以離子狀態存在,而這些離子均具有導電能力,水中溶解的鹽類越多,離子含量就越大,水的電導率就越大。因此,根據電導率的大小,可以間接表示水中鹽類總量或水的溶解性固體含量的多少。

新鮮蒸餾水的電導率為0.5~2μs/cm,超純水的電導率小于0.1μs/cm,而軟化水站排放的濃水電導率可高達數千μs/cm。

31. 什么是懸浮固體?

懸浮固體SS也稱為不可過濾物質,測定方法是對水樣利用0.45μm的濾膜過濾后,過濾殘渣經103oC~105oC蒸發干燥后剩余物質的質量。揮發性懸浮固體VSS指的是懸浮固體在600oC高溫下灼燒后揮發掉的質量,可以粗略代表懸浮固體中有機物的含量。灼燒后剩余的那部分物質就是不可揮發性懸浮固體,可以粗略代表懸浮固體中無機物的含量。

廢水或受污染的水體中,不溶性懸浮固體的含量和性質隨污染物的性質和污染程度而變化。懸浮固體和揮發性懸浮固體是污水處理設計和運行管理的重要指標。

32. 為什么懸浮固體和揮發性懸浮固體是廢水處理設計和運行管理的重要參數?

廢水中懸浮固體和揮發性懸浮固體是污水處理設計和運行管理的重要參數。

對于二沉池出水的懸浮物含量,國家污水排放一級標準規定不得超過70mg/L(城鎮二級污水處理廠不得超過20mg/L),這是一項最重要的水質控制指標之一。同時懸浮物又是常規污水處理系統運行是否正常的指示指標,二沉池出水的懸浮物量發生異常變化或出現超標現象,說明污水處理系統出現了問題,必須采取有關措施使其恢復正常。

生物處理裝置內的活性污泥中懸浮固體(MLSS)和揮發性懸浮固體含量(MLVSS)必須在一定數量范圍內,而且對于水質相對穩定的污水生物處理系統,兩者之間存在一定比例關系,如果MLSS或MLVSS超出特定范圍或二者比值發生較大改變,必須設法使其恢復正常,否則勢必造成生物處理系統出水水質發生變化,甚至導致包括懸浮物在內的各種排放指標超標。另外,通過測定MLSS,還可以監測曝氣池混合液的污泥體積指數,從而了解活性污泥及其他生物懸浮液的沉降特性和活性。

33. 懸浮固體的測定方法有哪些?

GB11901—1989規定了重量法測定水中懸浮物的測定方法,測定懸浮固體SS時,一般是采集一定體積的廢水或混合液,用0.45μm濾膜過濾截留懸浮固體,以濾膜截留懸浮固體前后的質量差作為懸浮固體的量。一般廢水和二沉池出水的SS常用單位是mg/L,而曝氣池混合液和回流污泥的SS常用單位是g/L。

在廢水處理場測定曝氣混合液和回流污泥等SS值較大的水樣時,對測定結果的精確度要求較低時,可以使用定量濾紙代替0.45μm濾膜。這樣既可以反應實際情況以指導實際生產的運行調整,又可以節約化驗費用。但在測定二沉池出水或深度處理出水的SS時,必須使用0.45μm濾膜進行測定,否則測定結果的誤差會過大。

在廢水處理過程中,懸浮物濃度是需要經常檢測的工藝參數之一,比如進水懸浮物濃度、曝氣內混合液污泥濃度、回流污泥濃度、剩余污泥濃度等。為快速測定SS值,廢水處理場經常使用污泥濃度計,有光學型和超聲波型等兩種。光學型污泥濃度計的基本原理是利用光束在水中穿過時遇到懸浮顆粒會散射而強度減弱,光的散射同遇到的懸浮顆粒的數量、大小成一定比例,通過光敏電池來檢測散射光和光的衰減程度,就可以推斷水中污泥濃度。超聲波型污泥濃度計的原理是利用超聲波在廢水中穿過時,超聲波強度的衰減量與水中的懸浮顆粒濃度成正比,通過特制的傳感器來檢測超聲波的衰減程度,就可以推斷水中污泥濃度。

34. 懸浮固體測定的注意事項有哪些?

測定取樣時,二沉池出水水樣或生物處理裝置內的活性污泥樣必須具有代表性,應當去除其中的大顆粒的漂浮物或浸沒于其中的非均質凝塊物質。為防止濾片上殘留物較多導致夾帶水份并延長烘干時間,取樣體積以產生2.5~200mg的懸浮固體量為佳。如果沒有其他依據,懸浮物測定樣品體積可以定為100ml,而且要求必須經過充分混合。

測定活性污泥樣品時,由于懸浮固體含量較大,經常會出現樣品中懸浮固體量超過200mg的情況,此時必須要適當延長烘干時間,然后再移至干燥器內冷卻到平衡溫度后稱重,反復烘干、干燥直至恒重或稱重損失小于前次稱重的4%。為避免多次烘干、干燥、稱重的操作過程,要嚴格控制每個操作步驟和時間一致,由一位化驗員獨立完成,以保證手法一致。

采集的水樣應盡快分析測定,如果需要放置,可以貯存在4oC的冷藏箱內,但水樣的保存時間最長不能超過7d。為使測定結果盡量精確,在測定曝氣混合液等高SS值的水樣時,可以適當減少水樣的體積;而測定二沉池出水等低SS值水樣時,可以適當加大測試水樣的體積。

當測定回流污泥等高SS值的污泥濃度時,為防止濾膜或濾紙等過濾介質截留過多的懸浮物而夾帶過多的水分,必須延長干燥的時間,恒重稱量時,要注意重量的變化幅度。如果變化過大,往往說明濾膜上的SS外干而內濕,需要再延長干燥時間。

35. 什么是水的濁度?

水的濁度是一種表示水樣的透光性能的指標,是由于水中泥沙、粘土、微生物等細微的無機物和有機物及其他懸浮物使通過水樣的光線被散射或吸收、而不能直接穿透所造成的,一般以每升蒸餾水中含有1mgSiO2(或硅藻土)時對特定光源透過所發生的阻礙程度為1個濁度的標準,稱為杰克遜度,以JTU表示。

濁度計是利用水中懸浮雜質對光具有散射作用的原理制成的,其測得的濁度是散射濁度單位,以NTU表示。水的濁度不僅與水中存在的顆粒物質的含量有關,而且和這些顆粒的粒徑大小、形狀、性質等有密切的關系。

水的濁度高,不僅增加消毒劑的用量,而且影響消毒效果。濁度的降低,往往意味著水中有害物質、細菌和病毒的減少。水的濁度達到10度時,人們就可以看出水質渾濁。

36. 濁度的測定方法有哪些?

國家標準GB13200—1991規定的濁度測定方法有分光光度法和目視比色法兩種,這兩種方法測定的結果單位是JTU。另外,還有使用光的散射作用測定水濁度的儀器法,濁度計測定的結果單位是NTU。分光光度法適用于飲用水、天然水及高濁度水的檢測,最低檢測限為3度;目視比色法適用于飲用水和水源水等低濁度水的檢測,最低檢測限為1度。在實驗室對二沉池出水或深度處理出水進行濁度檢測時,前兩種檢測方法都可以使用;而污水處理廠的出水和深度處理系統的管道上進行濁度檢測時,往往需要安裝在線式濁度計。

在線式濁度計的基本原理

和光學型污泥濃度計相同,兩者的差別在于污泥濃度計所測量的SS濃度高,因而利用光吸收的原理,而濁度計測量的SS較低,因而利用光散射原理,測得穿過被測水的光的散射分量,即可推斷水的濁度大小。

濁度是光與水中固體顆粒共同作用的結果,濁度大小與水中雜質顆粒的大小、形狀以及由此引起的對光的折射系數等因素有關,因此,水中的懸浮物含量較高時,一般其濁度也較高,但兩者之間又沒有直接的相關關系。有時同樣的懸浮物含量,但由于懸浮物的性質不同,測得的濁度值卻有很大差異。因此,如果水中含有的懸浮雜質較多,應用測定SS的方法來準確反映水的污染程度或雜質的具體數量。

所有與水樣接觸的玻璃器皿必須清潔,清潔時可用鹽酸或表面活性劑清洗。測定濁度的水樣不能有碎屑及易沉顆粒,而且必須用具塞玻璃瓶收集,取樣后盡快測定。特殊情況可在4oC暗處短時間保存,最多保存24h,而且測定前需要激烈振搖并恢復到室溫。

37. 什么是水的色度?

水的色度是測量水的顏色時所規定的指標,水質分析中所稱的色度通常指的水的真實顏色,即僅指水樣中溶解性物質產生的顏色。因此在測定前,需要對水樣進行澄清、離心分離或用0.45μm濾膜過濾去除SS,但不能用濾紙過濾,因為濾紙能吸收水的部分顏色。

用未經過濾或離心分離的原始樣品進行測定的結果是水的表觀顏色,即由溶解性物質和不溶解性懸浮物質共同產生的顏色。一般不能用測定真實顏色的鉑鈷比色法測定和量化水的表觀顏色,通常用文字來描述其深淺、色調以及透明程度等特征,然后用稀釋倍數法進行測定。用鉑鈷比色法測得的結果和用稀釋倍數法測定的色度值往往沒有可比性。

38. 色度的測定方法有哪些?

色度的測定方法有鉑鈷比色法和稀釋倍數法兩種(GB 11903—1989)。兩種方法應獨立使用,測定的結果之間一般沒有可比性。鉑鈷比色法測定適用于清潔水、輕度污染水并略帶黃色的水,以及比較清潔的地表水、地下水、飲用水和中水、污水深度處理后的回用水等。而工業廢水和污染較嚴重的地表水一般使用稀釋倍數法測定其色度。

鉑鈷比色法是以1L水中含有1mgPt(Ⅳ)和2mg六水氯化鈷(Ⅱ)時所具有的顏色計為1個色度標準單位,一般稱為1度。1個標準色度單位的配制方法是在1L水中加入0.491mgK2PtCl6及2.00mgCoCl2?6H2O,又稱為鉑鈷標準,成倍地加入鉑鈷標準藥劑就能得到成倍的標準色度單位。由于氯鈷酸鉀的價格昂貴,一般使用K2Cr2O7和CoSO4?7H2O按一定比例和操作步驟配制成代用色度標準溶液。在測定色度時,把待測水樣與一系列不同色度的標準液進行比較,即可得到水樣的色度。

稀釋倍數法是將水樣用光學純水稀釋至將近無色后移入比色管中,在白色背景下與同樣液柱高度的光學純水比較顏色深淺,如果發現有差異,再進行稀釋,直到不能覺察出顏色為止,此時水樣的稀釋倍數即為表達水顏色強度的數值,單位是倍

。

39. 什么是水的酸度和堿度?

水的酸度是指水中所含有的能與強堿發生中和作用的物質的量。形成酸度的物質有能全部離解出H+的強酸(如HCl、H2SO4)、部分離解出H+的弱酸(H2CO3、有機酸)和強酸弱堿組成的鹽類(如NH4Cl、FeSO4)等三類。酸度是用強堿溶液滴定而測定的。滴定時以甲基橙為指示劑測得的酸度稱為甲基橙酸度,包括第一類強酸和第三類強酸鹽形成的酸度;用酚酞為指示劑測得的酸度稱為酚酞酸度,是上述三類酸度的總合,因此也稱總酸度。天然水中一般不含強酸酸度,而是由于含有碳酸鹽和重碳酸鹽使水呈堿性,當水中有酸度存在時,往往表示水已受到酸污染。

與酸度相反,水的堿度是指水中所含有的能與強酸發生中和作用的物質的量。形成堿度的物質有能全部離解出OH-的強堿(如NaOH、KOH)、部分離解出OH-的弱堿(如NH3、C6H5NH2)和強堿弱酸組成的鹽類(如Na2CO3、K3PO4、Na2S)等三類。堿度是用強酸溶液滴定而測定的。滴定時以甲基橙為指示劑測得的堿度是上述三類堿度的總合,稱為總堿度或甲基橙堿度;用酚酞為指示劑測得的堿度稱為酚酞堿度,包括第一類強堿形成的堿度和第三類強堿鹽形成的部分堿度。

酸度和堿度的測定方法有酸堿指示劑滴定法和電位滴定法,一般都折合成CaCO3來計量,單位是mg/L。

40. 什么是水的pH值?

pH值是被測水溶液中氫離子活度的負對數,即pH=-lgαH+,是污水處理工藝中最常用的指標之一。在25oC條件下,pH值=7時,水中氫離子和氫氧根離子的活度相等,相應的濃度為10-7mol/L,此時水為中性,pH值﹥7表示水呈堿性,而pH值﹤7則表示水呈酸性。

pH值的大小反映了水的酸性和堿性,但不能直接表明水的酸度和堿度。比如0.1mol/L的鹽酸溶液和0.1mol/L的乙酸溶液,酸度同樣都是100mmol/L,但兩者的pH值卻大不相同,0.1mol/L的鹽酸溶液的pH值是1,而0.1mol/L的乙酸溶液的pH值是2.9。

41. 常用的pH值測定方法有哪些?

在實際生產中,為了快速方便地掌握進入廢水處理場廢水的pH值變化情況,最簡單的方法是用pH試紙粗略測定。對于無色、無懸浮雜質的廢水,還可以使用比色法。目前,我國測定水質pH值的標準方法是電位法(GB 6920--86玻璃電極法),它通常不受顏色、濁度、膠體物質以及氧化劑、還原劑的影響,既可以測定清潔水的pH值、又可以測定受不同程度污染的工業廢水的pH值,這也是廣大廢水處理場廣泛使用的測定pH值的方式。

pH值的電位法測定原理是通過測定玻璃電極與已知電位的參比電極的電位差,從而得到指示電極的電位,即pH值。參比電極一般使用甘汞電極或Ag-AgCl電極,以甘汞電極應用最為普遍。pH電位計的核心是一個直流放大器,使電極產生的電位在儀器上放大后以數字或指針的形式在表頭上顯示出來。電位計通常裝有溫度補償裝置,用以校正溫度對電極的影響。

廢水處理場使用的在線pH計的工作原理是電位法,使用注意事項和實驗室的pH計基本相同。但由于其使用的電極長期連續浸泡在廢水或曝氣池等含有大量油污或微生物的地方,因此除了要求pH計設置對電極的自動清洗裝置外,還需要根據水質情況和運行經驗進行人工清洗。一般對用在進水或曝氣池中的pH計每周進行一次人工清洗,而對用在出水中的pH計可每月進行一次人工清洗。對于能同時測定溫度和ORP等項目的pH計,應當按照測定功能所需要的使用注意事項進行維護和保養。

42. pH值測定的注意事項有哪些?

⑴電位計應保持干燥、防塵,定期通電維護,保證電極的輸入端引線連接部分保持清潔,防止水滴、灰塵、油污等進入。使用交流電源時要保證接地良好,使用干電池的便攜式電位計應定期更換電池。同時要定期對電位計進行校驗和調零等校正維護,且一經調試妥當,在測試過程中就不能隨意旋動電位計的零點和校正、定位等調節器。

⑵用于配制標準緩沖溶液和淋洗電極的水,不能含有CO2、pH值在6.7~7.3之間、電導率要小于2μs/cm。經陰陽離子交換樹脂處理過的水,再經煮沸放冷后可以達到此要求。配制好的標準緩沖溶液應密閉保存在硬質玻璃瓶或聚乙烯瓶中,再存放在4oC的冰箱中,可以延長使用期限,如果在空氣敞開存放或在常溫下保存,使用期限一般不能超過1個月,使用過的緩沖液不能再倒回儲存瓶中重復使用。

⑶在正式測量前,首先應檢查儀器、電極、標準緩沖液是否正常。并定期對pH計進行校驗,通常檢驗周期為一個季度或半年,校驗使用兩點校驗法。即根據待測樣品的pH值范圍,選用兩種與其接近的標準緩沖溶液,一般這兩種緩沖溶液的pH值差至少要大于2。用第一種溶液定位后,再對第二種溶液測試,電位計的顯示結果與第二種標準緩沖溶液的標準pH值之差應不大于0.1 pH單位。如果誤差大于0.1 pH單位,應用第三種標準緩沖溶液檢驗。如果此時誤差小于0.1 pH單位,則很可能是第二種緩沖溶液出了問題。如果誤差仍大于0.1 pH單位,則說明電極出了問題,需要對電極進行處理或更換新的電極。

⑷更換標準緩沖液或樣品時,要用蒸餾水對電極進行充分的淋洗,并用濾紙吸去附著在電極上的水,再用待測溶液淋洗以消除相互影響,這一點對使用弱性緩沖溶液時尤其重要。測量pH值時,應對水溶液進行適當攪拌,以使溶液均勻和達到電化學平衡,而在讀數時則應停止攪動再靜置片刻,以使讀數穩定。

⑸測定時,要先用水仔細沖洗兩個電極,再水樣沖洗,然后將電極浸入盛水樣的小燒杯中,用手小心搖動燒杯使水樣均勻,待讀數穩定后記錄pH值。

43. 玻璃電極的使用注意事項有哪些?

⑴玻璃電極的零電位pH值必須在配套酸度計的定位調節器范圍內,而且不得在非水溶液中使用。玻璃電極在初次使用或久置不用后重新使用時,玻璃球泡要在蒸餾水中浸泡24h以上,以使形成良好的水化層。使用前應仔細檢查電極是否完好,玻璃球泡應無裂痕和斑點,內參比電極應浸泡在內充液中。

⑵如果內充溶液中有氣泡,可輕輕甩動電極令氣泡溢出,使內參比電極與溶液之間接觸良好。為避免玻璃球泡破損,水沖洗后,可以用濾紙小心地吸去附著在電極上的水,不能用力擦拭。安裝時,玻璃電極的玻璃球泡要比參比電極略高一些。

⑶當測量含有油或乳化狀物質的水樣后,要及時用洗滌劑和水清洗電極。如果電極附著無機鹽結垢,可將電極浸泡于(1+9)鹽酸中,待結垢溶解后,用水充分淋洗,再置于蒸餾水中待用。若上述處理效果不理想,可用丙酮或乙醚(不能用無水乙醇)進行清洗后,再按上述方法處理,然后將電極在蒸餾水中浸泡過夜后使用。

⑷如果仍無效,還可以用鉻酸洗液浸泡數分鐘。鉻酸清除玻璃外表面所吸附物質效果顯著,但存在具有脫水作用的弊端,用鉻酸處理過的電極必須在水中浸泡過夜,方可用于測量。在萬不得已的情況下,還可將電極在5%HF溶液浸泡20~30s或在氟氫化銨(NH4HF2)溶液中浸泡1min作適度的腐蝕處理,浸泡后立即用水充分淋洗,再浸入水中待用。經過這種劇烈的處理后,電極的壽命將受到影響,因此這兩種清潔方法只能作為替代廢棄的措施。

44. 甘汞電極的原理和使用注意事項有哪些?

⑴甘汞電極由金屬汞、氯化亞汞(甘汞)和氯化鉀鹽橋三部分組成。電極中的氯離子來源于氯化鉀溶液,當氯化鉀溶液濃度一定的情況下,則電極電位在一定溫度下是常數,而與水的pH值無關。電極內部的氯化鉀溶液通過鹽橋(陶瓷砂芯)往外滲透,使原電池導通。

⑵使用時,必須取下電極側管口的橡皮塞和下端的橡皮帽,以使鹽橋溶液借重力作用維持一定流速滲漏,保持與待測溶液的通路。電極不用時,應套好橡皮塞和橡皮帽,防止蒸發和滲出。長期不用的甘汞電極應充滿氯化鉀溶液,放置在電極盒內保存。

⑶電極內氯化鉀溶液不能有氣泡,以防止短路;溶液內應保留少許氯化鉀晶體,以保證氯化鉀溶液的飽和。但氯化鉀晶體不可過多,否則就有可能堵塞與被測溶液的通路,以至產生不規律的讀數。同時還應注意排除甘汞電極表面或鹽橋與水接觸部位的氣泡,否則也可能導致測量回路斷路讀不出數或讀數不穩。

⑷測量時,甘汞電極內的氯化鉀溶液的液面必須高于被測溶液的液面,以防被測液向電極內擴散而影響甘汞電極的電位。水中含有的氯化物、硫化物、絡合劑、銀鹽、過氯酸鉀等成分向內擴散,都將會影響甘汞電極的電位。

⑸溫度波動較大時,甘汞電極的電位變化有滯后性,即溫度變化快,電極電位的變化較慢,電極電位達到平衡所需的時間較長,因此測量時要盡量避免溫度大幅度變化。

⑹要注意防止甘汞電極陶瓷砂芯被堵塞,當測量渾濁溶液或膠體溶液后特別要注意及時清洗。若甘汞電極陶瓷砂芯表面有粘附物,可用金剛砂紙或在油石上加水輕輕磨去。

⑺定期對甘汞電極的穩定性進行檢查,可分別測定被檢驗的甘汞電極與另一只完好的內充液相同的甘汞電極在無水或同一水樣中的電位,兩個電極的電位差值應小于2mV,否則就需要更換新的甘汞電極。

45. 溫度測定的注意事項有哪些?

目前,國家污水排放標準對水溫沒有具體規定,但水溫對常規生物處理系統的意義巨大,必須予以高度重視。無論好氧處理還是厭氧處理,都要求在一定溫度范圍內進行,一旦超過此范圍,即溫度過高或過低都會降低處理效率,甚至造成整個系統的失效。尤其要重視處理系統進水的溫度監測,一旦發現進水溫度改變,就應當密切注意后續處理裝置內水溫的變化,如果在可以忍受的范圍內,可以置之不理,否則就應當調節進水的溫度。

GB 13195--91 規定了表層溫度計、深層溫度計或顛倒溫度計測定水溫的具體方法。正常情況下,現場臨時測定廢水處理場各個工藝構筑物內水溫時,一般可以使用品質合格的充汞式玻璃溫度計測定。如果需要將溫度計從水中拿出來讀數,那么從溫度計離開水面到讀數完畢的時間不能超過20s。溫度計至少要有0.1oC的精確刻度,并且熱容應當盡可能小以使其易于達到平衡,同時需要定期由計量檢定部門使用精密溫度計進行校正。

臨時測定水溫時,要將玻璃溫度計或其他測溫設備探頭浸入待測水中一定時間(一般5min以上)、達到平衡后再去讀取數據,溫度值一般精確到0.1oC。廢水處理場一般在曝氣池的進水端安裝在線溫度測定儀,而測溫儀通常使用熱敏電阻測量水溫。

46. 什么是溶解氧?

溶解氧DO(英文Dissolved Oxygen的簡寫)表示的是溶解于水中分子態氧的數量,單位是mg/L。水中的溶解氧飽和含量與水溫、大氣壓和水的化學組成有關,在一個大氣壓下,0oC的蒸餾水中溶解氧達到飽和時的氧含量為14.62mg/L,在20oC時則為9.17mg/L。水溫升高、含鹽量增加或大氣壓力下降,都會導致水中溶解氧含量降低。

溶解氧是魚類和好氧菌生存和繁殖所必須的物質,溶解氧低于4mg/L,魚類就難以生存。當水被有機物污染后,好氧微生物氧化有機物會消耗水中的溶解氧,如果不能及時從空氣中得到補充,水中的溶解氧就會逐漸減少,直到接近于0,引起厭氧微生物的大量繁殖,使水變黑變臭。

47. 常用的溶解氧測定方法有哪些?

常用的溶解氧測定方法有兩種,一是碘量法及其修正法(GB 7489--87),二是電化學探頭法(GB11913--89)。碘量法適用于測量溶解氧大于0.2mg/L的水樣,一般碘量法只適用于測定清潔水的溶解氧,測定工業廢水或污水處理廠各個工藝環節的溶解氧時必須使用修正的碘量法或電化學法。電化學探頭法的測定下限與所用的儀器有關,主要有薄膜電極法和無膜電極法兩種,一般適用于測定溶解氧大于0.1mg/L的水樣。污水處理廠在曝氣池等處安裝使用的在線DO儀使用的就是薄膜電極法或無膜電極法。

碘量法的基本原理是向水樣中加入硫酸錳和堿性碘化鉀,水中溶解氧將低價錳氧化成高價錳,生成四價錳的氫氧化物棕色沉淀,加酸后,棕色沉淀溶解并與碘離子反應生成游離碘,再以淀粉為指示劑,用硫代硫酸鈉滴定游離碘,即可計算出溶解氧的含量。

當水樣有顏色或含有能與碘反應的有機物時,不宜使用碘量法及其修正法測定水中的溶解氧,可使用氧敏感薄膜電極或無膜電極測定。氧敏感電極由兩個與支持電解質相接觸的金屬電極及選擇性透過膜組成,薄膜只能透過氧和其他氣體,水和其中可溶物質不能通過,通過薄膜的氧氣在電極上還原,產生微弱的擴散電流,在一定溫度下電流大小與溶解氧含量成正比。無膜電極由特殊的銀合金陰極和鐵(或鋅)陽極組成,不用薄膜和電解質,兩極之間也不加極化電壓,只是通過被測水溶液溝通兩極而形成一個原電池,水中的氧分子直接在陰極上還原,產生的還原電流與被測溶液中的氧含量成正比。

48. 為什么溶解氧指標是廢水生物處理系統正常運轉的關鍵指標之一?

水中保持一定的溶解氧是好氧水生生物得以生存繁殖的基本條件,因而溶解氧指標也污水生物處理系統正常運轉的關鍵指標之一。

好氧生物處理裝置要求水中溶解氧最好在2mg/L以上,厭氧生物處理裝置要求溶解氧在0.5mg/L以下,如果想進入理想的產甲烷階段則最好檢測不到溶解氧(為0),而A/O工藝的A段為缺氧狀態時,溶解氧最好在0.5~1mg/L。在好氧生物法的二沉池出水合格時,其溶解氧含量一般不低于1mg/L,過低(﹤0.5mg/L)或過高(空氣曝氣法﹥2mg/L)都會導致出水水質變差、甚至超標。因此對生物處理裝置內部和其沉淀池出水的溶解氧含量監測予以充分重視。

碘量滴定法不適合作現場檢驗,也難以用于連續監測或就地測定溶解氧。在污水處理系統的溶解氧連續監測中采用的都是電化學法中的薄膜電極法。為了實時連續掌握污水處理過程中曝氣池內混合液DO的變化,一般采用在線式電化學探頭DO測定儀,同時DO儀也是曝氣池溶氧自動控制調節系統的重要組成部分,對于調節控制系統的正常運行起著重要的作用。同時也是工藝操作人員調整、控制污水生物處理正常運轉的重要依據。

49. 碘量滴定法測定溶解氧的注意事項有哪些?

采集測定溶解氧的水樣時要特別小心,水樣不能長時間和空氣接觸,也不能攪動。在集水池中取樣時要用300毫升配玻璃塞的細口溶解氧瓶,同時測定和記錄水溫。再就是使用碘量滴定法時,取樣后除選擇特定的方法排除干擾外,還要盡可能縮短保存時間,最好立即分析。

通過技術和設備上的改進和借助于儀器化,碘量滴定法仍然是分析溶解氧的最精密和最可靠的滴定法。為排除水樣中的各種干擾物質的影響,碘量滴定法有幾種予以修正的具體方法。

水樣中存在的氧化物、還原物、有機物等都會對碘量滴定法產生干擾,某些氧化劑可把碘化物游離為碘(正干擾),某些還原劑可把碘還原為碘化物(負干擾),當氧化的錳沉淀物被酸化時,大部有機物可被部分氧化,產生負誤差。疊氮化物修正法可以有效地排除亞硝酸鹽的干擾,而水樣中含有低價鐵時可用高錳酸鉀修正法排除干擾。水樣中含有色、藻類、懸浮固體時,應當使用明礬絮凝修正法,而硫酸銅--氨基磺酸絮凝修正法用于測定活性污泥混合液的溶解氧。

50. 薄膜電極法的注意事項測定溶解氧的注意事項有哪些?

薄膜電極由陰極、陽極、電解液和薄膜組成,電極腔內充入KCl溶液,薄膜將電解液和被測水樣隔開,溶解氧通過薄膜滲透擴散。在兩極間加上0.5~1.0V的直流固定極化電壓后,被測水中的溶解氧通過薄膜并在陰極上還原,產生與氧濃度成正比的擴散電流。

常用的薄膜是能使氧分子透過而且性質比較穩定的聚乙烯和碳氟化合物薄膜,由于薄膜能使多種氣體滲透,而有些氣體(如H2S、SO2、CO2、NH3等)在指示電極上不易去極化,進而會降低電極的靈敏度,導致測定結果出現偏差。被測水中的油污、油脂及曝氣池中的微生物常會附著在薄膜上,嚴重影響測量精度,因此需要定期清洗和校驗。

因此,對在污水處理系統中使用的薄膜電極式溶解氧測定儀,要嚴格按照制造商的校準方法操作,并定期清洗、校準、補充電解液、更換電極薄膜。更換薄膜時要仔細進行,一要防止污染敏感元件,二要注意不在薄膜下留有微小氣泡,否則會使剩余電流升高,影響測定結果。為保證數據準確,薄膜電極測定點的水流要有一定的紊動,即通過薄膜表面的試液必須具有足夠的流速。

一般情況下,可以用空氣或已知DO濃度的樣品以及不含DO的樣品對照校準,當然,最好使用正在檢驗中的水樣進行校準。另外,還要經常校核一個或兩個點來檢驗溫度校正數據。

51. 反映水中有毒有害有機物的各種指標有哪些?

常見污水中的有毒有害有機物,除了少部分(如揮發酚等)外,大部分是難以生物降解的,而且對人體還有較大危害性,如石油類、陰離子表面活性劑(LAS)、有機氯和有機磷農藥、多氯聯苯(PCBs)、多環芳烴(PAHs)、高分子合成聚合物(如塑料、合成橡膠、人造纖維等)、燃料等有機物。

國家綜合排放標準GB 8978-1996 對各個行業排放的含有以上有毒有害有機物污水濃度作出了嚴格的規定,具體水質指標有苯并(a)芘、石油類、揮發酚、有機磷農藥(以P計)、四氯甲烷、四氯乙烯、苯、甲苯、間-甲酚等36項。行業不同,其排放的廢水需要控制的指標也不同,應當根據各自排放的污水的具體成份,監測其水質指標是否符合國家排放標準。

52. 水中酚類化合物的類型有幾種?

酚是苯的羥基衍生物,其羥基直接與苯環相連。按照苯環上所含羥基數目的多少,可分為單元酚(如苯酚)和多元酚。按照能否與水蒸汽共沸而揮發,又分為揮發酚和不揮發酚。因此,酚類不單指苯酚,而且還包括鄰位、間位和對位被羥基、鹵素、硝基、羧基等取代的酚化物的總稱。

酚類化合物是指苯及其稠環的羥基衍生物,種類繁多,通常認為沸點在230oC以下的為揮發酚,而沸點在230oC以上的為不揮發酚。水質標準中的揮發酚是指在蒸餾時,能與水蒸汽一起揮發的酚類化合物。

53. 常用的揮發酚測定方法有幾種?

由于揮發酚為一類化合物,而非單一化合物,因此,即使均以苯酚為標準,如果采用不同的分析方法,其結果也會存在差異。為使結果具有可比性,必須使用國家規定的統一方法,常用的揮發酚測定方法是GB 7490--87 規定的4—氨基安替比林分光光度法和GB 7491--87 規定的溴化容量法。

4--氨基安替比林分光光度法干擾因素少、靈敏度較高,適用于測定揮發酚含量﹤5mg/L的較清潔的水樣。其基本原理是在鐵氰化鉀存在和pH值為10的水中,酚類化合物與4--氨基安替比林反應生成橙紅色染料,在波長510nm處有最大吸收值。如果用三氯甲烷將生成的橙紅色染料萃取則在波長460nm處有最大吸收值,可使4--氨基安替比林分光光度法最低檢出濃度由0.1mg/L降到0.002mg/L。

溴化容量法操作簡便易行,適用于測定﹥10mg/L的工業廢水或工業廢水處理場出水中的揮發性酚量。其基本原理是在過量溴的溶液中,酚與溴生成三溴酚,并進一步生成溴代三溴酚。然后剩余的溴與碘化鉀反應釋放出游離碘,同時溴代三溴酚與碘化鉀反應生成三溴酚和游離碘。再用硫代硫酸鈉溶液滴定游離碘,根據其消耗量可以計算出以苯酚計的揮發酚含量。

54. 測定揮發酚的注意事項有哪些?

由于溶解氧等氧化劑及微生物都可以將酚類化合物氧化或分解,使水中的酚類化合物很不穩定,因此通常采取加酸(H3PO4)和降低溫度的方法抑制微生物的作用,采用加入足量硫酸亞鐵的方法消除氧化劑的影響。即使采取了上述措施,水樣也應在24h內進行分析化驗,而且一定要將水樣保存在玻璃瓶內而不能是塑料容器內。

無論溴化容量法還是4--氨基安替比林分光光度法,水樣中含有氧化性或還原性物質及金屬離子、芳香胺、油分和焦油類等成份時,都會對測定的準確性產生干擾,必須使用必要措施消除其影響。例如氧化劑可在加入硫酸亞鐵或亞砷酸鈉后被除去,硫化物可在酸性條件下加入硫酸銅后被除去,油分和焦油類可在強堿性條件下用有機溶劑萃取分離除去,亞硫酸鹽、甲醛等還原性物質在酸性條件下用有機溶劑萃取后使還原性物質滯留于水中而除去。分析化驗某一成份相對固定的污水時,積累一定時間經驗后,可以明確其中的干擾物質種類,然后采取增減排除干擾物質的種類,盡量簡化分析步驟。

蒸餾操作是揮發酚測定的一個關鍵步驟,為使揮發酚蒸出完全,應將待蒸餾樣品的pH值調節至4左右(甲基橙的變色范圍)。此外,由于揮發酚的揮發過程較為緩慢,故收集餾出液的體積應與原待蒸餾樣品的體積相當,否則將影響測定結果。如果發現餾出液呈白色渾濁,應當在酸性條件下再蒸一次,若第二次餾出液仍呈白色渾濁,則可能是水樣中有油分和焦油類的存在,須作相應的處理。

使用溴化容量法測得的總量是相對值,必須嚴格遵循國家標準規定的操作條件,包括加入液量、反應溫度和時間等。另外,三溴苯酚沉淀容易包裹I2,因此在接近滴定點時,應充分劇烈搖動。

55. 使用4--氨基安替比林分光光度法測定揮發酚的注意事項有哪些?

使用4--氨基安替比林(4-AAP)分光光度法時,全部操作都應在通風櫥內進行,并利用通風櫥的機械吸風,以消除具有毒性的苯對操作人員的不良影響。

試劑空白值的增高,除可因由蒸餾水、玻璃器皿和其他試驗裝置中受沾污,以及由于室溫升高致使萃取溶劑揮發等因素外,主要來自易吸潮結塊和氧化的4-AAP試劑,因此要采取必要措施保證4-AAP的純度。反應顯色易受pH值影響,要嚴格控制反應溶液的pH值在9.8~10.2之間。

苯酚稀標準溶液不穩定,每毫升含1mg苯酚的標準溶液置于冰箱內,使用時間不能超過30d,每毫升含10μg苯酚的標準溶液應在配制當天使用,每毫升含1μg苯酚的標準溶液在配制后2h內使用。

一定要按照標準操作方法按順序加入試劑,每加入一種試劑后都應搖勻。如果加入緩沖液后不搖勻,會使實驗溶液內氨濃度不均勻,對反應有影響。氨水不純可使空白值增加10倍以上,開瓶后的氨水如果長時間未用完,應蒸餾后再用。

生成的氨基安替比林紅色染料在水溶液中只能穩定約30min,萃取到氯仿中后可以穩定4h,時間過長則顏色由紅變黃。如果因為4--氨基安替比林不純導致空白顏色過深,可改用490nm波長測定以提高測定精度。4--氨基安替比不純時可用甲醇溶解后,再用活性炭過濾重結晶精制。

56. 石油類的測定方法有哪些?

石油是由烷烴、環烷烴、芳香烴以及不飽和烴和少量硫、氮氧化合物所組成的一種復雜的混合物。水質標準中將石油類規定為保護水生生物的毒理學指標及人體感官指標,是因為石油類物質對水生生物的影響很大。當水中石油類的含量在0.01~0.1mg/L時,就會干擾水生生物的攝食和繁殖。因此,我國漁業水質標準規定不得超過0.05mg/L,農灌用水標準規定不得超過5.0mg/L,污水綜合排放二級標準規定不得超過10mg/L。一般進入曝氣池的污水石油類的含量不能超過50mg/L。

由于石油的成份復雜、性質差異很大,再加上受分析方法所限,很難建立一個適用于各種成份的統一標準。當水中油含量﹥10mg/L時,可使用重量法進行測定,其缺點是操作復雜、輕質油在蒸除石油醚和烘干時易損失。當水中油含量為0.05~10mg/L時,可使用非分散紅外光度法、紅外分光光度法和紫外分光光度法進行測定,其中非分散紅外光度法和紅外光度法是檢測化驗石油類的國家標準(GB/T16488—1996)。紫外分光光度法是以分析嗅味、毒性較大的芳烴為主,是指能被石油醚萃取出、并能在特定波長下有吸收特征的物質,并不能包括所有的石油類。

57. 石油類測定的注意事項有哪些?

分散紅外光度法和紅外光度法使用的萃取劑是四氯化碳或三氯三氟乙烷,重量法和紫外分光光度法使用的萃取劑是石油醚。這些萃取劑都有毒,因此操作時必須謹慎小心,并在通風櫥內進行。

標準油應當采用待監測污水中的石油醚或四氯化碳萃取物,有時也可使用其他被認定的標準油品,或用正十六烷、異辛烷和苯按65:25:10的體積比配制而成。萃取標準油、標準油曲線繪制及測定廢水樣品所用的石油醚應為同一批號,否則會因為空白值不同而產生系統誤差。

測定油時要單獨采樣,采樣瓶一般使用廣口玻璃瓶,切不可使用塑料瓶,而且水樣不能裝滿采樣瓶,上面應留有空隙。水樣如果不能當天分析,可加入鹽酸或硫酸使其pH值﹤2,以抑制微生物的生長,并置于4oC冷藏箱內保存。分液漏斗上的活塞不能涂抹凡士林等油性潤滑油脂。

58. 常見重金屬及無機性非金屬有毒有害物質水質指標有哪些?

常見的水中重金屬及無機性非金屬有毒有害物質主要有汞、鎘、鉻、鉛及硫化物、氰化物、氟化物、砷、硒等,這些水質指標都是保證人體健康或保護水生生物的毒理學指標。國家污水綜合排放標準(GB 8978-1996)對含有這些物質的污水排放指標作出了嚴格的規定。

對于來水中含有這些物質的污水處理場,必須認真檢測進水和二沉池出水的這些有毒有害物質的含量,以保證達標排放。一旦發現進水或出水超標,都應當立即采取措施,通過加強預處理和調整污水處理運行參數,使出水盡快達標。在常規的二級污水處理中,硫化物和氰化物是兩種最常見的無機性非金屬有毒有害物質水質指標。

59. 水中硫化物的形式有幾種?

硫在水中存在的主要形式有硫酸鹽、硫化物和有機硫化物等,其中硫化物有H2S、HS-、S2-等三種形式,每種形式的數量與水的pH值有關,在酸性條件下,主要以H2S形式存在,pH值﹥8時,主要以HS-、S2-形式存在。水體中檢出硫化物,往往可說明其已受到污染。某些工業尤其是石油煉制排放的污水中常含有一定量的硫化物,在厭氧菌的作用下,水中的硫酸鹽也能還原成硫化物。

必須認真分析化驗污水處理系統有關部位污水的硫化物含量,以防出現硫化氫中毒現象。尤其是對汽提脫硫裝置的進出水,因硫化物含量高低直接反映了汽提裝置的效果,是一項控制指標。為防止自然水體中硫化物過高,國家污水綜合排放標準規定硫化物含量不得超過1.0mg/L,采用好氧二級生物處理污水時,如果進水硫化物濃度在20mg/L以下,在活性污泥性能良好并及時排出剩余污泥的情況下,二沉池出水的硫化物是能夠達標的。必須定時監測二沉池出水硫化物的含量,以便觀察出水是否達標和確定如何調整運行參數。

60. 常用檢測水中硫化物含量的方法有幾種?

常用檢測水中硫化物含量的方法有亞甲藍分光光度法、對氨基N,N二甲基苯胺分光光度法、碘量法、離子電極法等,其中有國家標準的硫化物測定方法是亞甲基藍分光光度法(GB/T16489—1996)和直接顯色分光光度法(GB/T17133—1997),這兩種方法的檢出限分別為0.005mg/L和0.004mg/l,在水樣不稀釋的情況下,最高檢測濃度分別為0.7mg/L和25mg/L。對氨基N,N二甲基苯胺分光光度法(CJ/T60--1999)測定的硫化物濃度范圍為0.05~0.8mg/L,因此,以上分光光度法只適用于檢測硫化物含量較低的水樣。當廢水中硫化物濃度較高時,可以使用碘量法(HJ/T60—2000和CJ/T60--1999),碘量法的檢測濃度范圍為1~200mg/L。

當水樣渾濁、有色或含有SO32-、S2O32-、硫醇、硫醚等還原性物質時,對測定干擾嚴重,需要進行預分離以消除干擾,常用的預分離方法是酸化-吹脫-吸收法。其原理是將水樣酸化后,硫化物在酸性溶液中以H2S分子狀態存在,用氣體將其吹出,再用吸收液吸收,然后進行測定。

具體做法是首先在水樣中加入EDTA,以絡合穩定大部分金屬離子(如Cu2+、Hg2+、Ag+、Fe3+),避免這些金屬離子與硫離子反應引起的干擾;還要加入適量鹽酸羥胺,可以有效防止水樣中氧化性物質與硫化物發生氧化還原反應。從水中吹取H2S時,攪拌比不攪拌回收率顯著高,在攪拌下吹脫15min硫化物回收率可達100%;在攪拌下吹脫時間超過20min時,回收率略有下降。因此,通常在攪拌下吹脫,吹脫時間為20min。當水浴溫度為35~55oC時,硫化物回收率能達到100%,水浴溫度為65oC以上時,硫化物回收率略有降低。因此,一般選取最佳水浴溫度為35~55oC。

61. 硫化物測定的其它注意事項有哪些?

⑴由于水中硫化物的不穩定,在水樣采集時,不能對取樣點曝氣和劇烈攪動,采集后,要及時加入乙酸鋅溶液,使之成為硫化鋅混懸液。當水樣為酸性時,應當補加堿溶液以防釋放出硫化氫,水樣滿瓶后加塞,盡快送化驗室進行分析。

⑵無論采用哪種方法分析,都必須對水樣進行預處理以消除干擾和提高檢測水平。呈色物、懸浮物、SO32-、S2O32-、硫醇、硫醚以及其他還原性物質的存在,都會影響分析結果。消除這些物質的干擾的方法,可以采用沉淀分離、吹氣分離、離子交換等。

⑶用于稀釋和試劑溶液配制的水不能含有Cu2+和Hg2+等重金屬離子,否則會因生成酸不溶硫化物使分析結果偏低,因此不要使用金屬蒸餾器制得的蒸餾水,最好使用去離子水或全玻璃蒸餾器蒸得的蒸餾水。

⑷同樣乙酸鋅吸收液中含有痕量重金屬時也會影響測定結果,可以在充分振搖下,向1L乙酸鋅吸收液中逐滴加入1mL新制備的0.05mol/L硫化鈉溶液,靜置過夜,再旋轉搖動后用質地細密的定量濾紙過濾,棄去除濾液,這樣可以排除吸收液中痕量重金屬的干擾。

⑸硫化鈉標準溶液極不穩定,濃度越低越容易變化,必須于用前配制并立即標定。用于配制標準溶液的硫化鈉結晶表面常含有亞硫酸鹽,從而造成誤差,最好取用大顆粒結晶,并用水快速淋洗洗去亞硫酸鹽后再稱量。

62. 氰化物測定的方法有哪些?

氰化物的常用分析方法是容量滴定法和分光光度法,GB7486—87和GB7487—87分別規定了總氰化物和氰化物的測定方法。容量滴定法適用于高濃度氰化物水樣的分析,測定范圍為1~100mg/L;分光光度法有異煙酸- 吡唑啉酮比色法和砒啶-巴比妥酸比色法兩種,適用于低濃度氰化物水樣的分析,測定范圍為0.004~0.25mg/L。

容量滴定法的原理是用標準硝酸銀溶液滴定,氰離子與硝酸銀生成可溶性銀氰絡合離子,過量的銀離子與試銀靈指示液反應,溶液由黃色變成橙紅色。分光光度法的原理是在中性條件下,氰化物與氯胺T反應生成氯化氰,氯化氰再與砒啶反應生成戊烯二醛,戊烯二醛與砒唑啉酮或巴比妥酸生成藍色或紅紫色染料,顏色的深淺與氰化物的含量成正比。

滴定法和分光光度法測定時都存在一些干擾因素,通常需要加入特定藥劑等預處理措施,并進行預蒸餾。當干擾物質濃度不是很大時,只通過預蒸餾即可達到目的。

63. 氰化物測定的注意事項有哪些?

⑴氰化物有劇毒,砒啶也有毒,分析操作時要格外小心謹慎,必須在通風櫥內進行,避免沾污皮膚和眼睛。當水樣中干擾物質濃度不是很大時,通過酸性條件下的預蒸餾,使簡單氰化物轉變為氰化氫從水中釋放出來,再使之通過氫氧化鈉洗滌液而收集起來,即可將簡單氰化物和絡合氰化物區分開來,并使氰化物濃度提高、降低檢出限值。

⑵水樣中干擾物質濃度較大,就應當首先采取有關措施,消除其影響。氧化劑的存在,會使氰化物分解,如果懷疑水中有氧化劑,可以采取加入適量硫代硫酸鈉的方法排除其干擾。水樣應貯存于聚乙烯瓶中,采集后,應在24h內進行分析。必要時,應加入固體氫氧化鈉或濃氫氧化鈉溶液,使水樣pH值提高到12~12.5。

⑶硫化物在酸性蒸餾時,可呈硫化氫態被蒸出,并被堿液吸收,因此必須預先除去。除硫的方法有兩個,一是在酸性條件下,加入不能氧化CN-的氧化劑(如高錳酸鉀)將S2-氧化后再蒸餾;二是加入適量CdCO3或CbCO3固體粉末,使生成金屬的硫化物沉淀,將沉淀過濾后再蒸餾。

⑷在酸性蒸餾時,油類物質也可被蒸出,此時可以用(1+9)醋酸調節水樣pH值至6~7后,迅速用水樣體積20%的己烷或氯仿進行一次(不可多次)萃取,隨后立即用氫氧化鈉溶液水樣pH值提高到12~12.5再蒸餾。

⑸含高濃度的碳酸鹽的水樣在酸性蒸餾時,會釋放出二氧化碳被氫氧化鈉洗滌液收集而影響測定結果。遇高濃度的碳酸鹽的污水時,可用氫氧化鈣代替氫氧化鈉固定水樣,使水樣pH值提高到12~12.5并經過沉淀后,再傾上清液于樣品瓶中。

⑹采用光度法測定氰化物時,反應溶液的pH值直接影響顯色的吸光值。因此,必須嚴格控制吸收液的堿濃度,注意磷酸鹽緩沖液的緩沖容量。在加入一定量的緩沖液后,需注意測定是否能達到最適的pH值范圍。另外,在磷酸鹽緩沖液配制之后,必須以pH計測量其pH值,了解其是否符合要求,以避免因試劑不純或含有結晶水而出現較大的偏差。

⑺氯銨T的有效氯含量的改變,也是氰化物測定不準的常見原因。當出現不顯色或顯色不呈線性、靈敏度低等現象時,除了溶液pH值出現偏差這個原因以外,往往與氯銨T質量有關。因此,氯銨T的有效氯的含量必須在11%以上,已分解或配制后出現混濁沉淀物的不能再用。

64. 什么是生物相?

在好氧生物處理過程中,不管采用何種構筑物的形式及何種工藝流程,都是通過處理系統中的活性污泥和生物膜微生物的代謝活動,將廢水中的有機物氧化分解為無機物,從而使廢水得到凈化。處理后出水水質的好壞都同組成活性污泥和生物膜微生物的種類、數量及代謝活力等有關。廢水處理構筑物的設計及日產運行管理主要是為活性污泥和生物膜微生物提供一個較好的生活環境條件,以便發揮其最大的代謝活力。

在廢水生物處理過程中,微生物是一個綜合群體:活性污泥由多種微生物組成,各種微生物之間必然相互影響,并共同棲息于一個生態平衡的環境中。不同種類的微生物在生物處理系統中,都有自己的生長規律。比如說,有機物濃度較高時,微生物是以有機物為食料的細菌占優勢,數量自然最多。而當細菌數量多時,必然出現以細菌為食料的原生動物,再后出現以細菌和原生動物為食料的微型后生動物。

活性污泥中微生物的生長規律,有助于通過微生物鏡檢去掌握廢水處理過程的水質情況。如果鏡檢中發現有大量鞭毛蟲存在,說明廢水中有機物濃度還較高,需要作進一步處理;當鏡檢發現游動型纖毛蟲時,表明廢水已經得到一定程度的處理;當鏡檢發現固著型纖毛蟲,而游動型纖毛蟲數量不多見時,則表明廢水中有機物和游離細菌已相當少,廢水已經接近穩定;當鏡檢發現輪蟲時,表明水質已經比較穩定。

65. 什么是生物相鏡檢?其作用是什么?

生物相鏡檢一般只能作為對水質總體狀況的估計,是一種定性的檢測,不能作為廢水處理廠出水水質的控制指標。為了監測微型動物演替變化狀況,還需要定時進行記數。

活性污泥和生物膜是生物法處理廢水的主體,污泥中微生物的生長、繁殖、代謝活動以及微生物種類之間的演替情況可以直接反應處理狀況。和有機物濃度及有毒物質的測定相比,生物相鏡檢要簡便得多,隨時可以了解活性污泥中原生動物種類變化和數量消長情況,由此可以初步判斷污水的凈化程度,或進水水質和運行條件是否正常。因此,除了利用物理、化學的手段來測定活性污泥的性質,還可以借助于顯微鏡觀察微生物的個體形態、生長運動以及相對數量狀況來判斷廢水處理的運行情況,以便及早發現異常情況,及時采取適當的對策,保證處理裝置運行穩定,提高處理效果。

66. 低倍鏡觀察生物相應注意哪些事項?

低倍鏡觀察是為了觀察生物相的全貌,要注意觀察污泥絮粒的大小,污泥結構的松緊程度,菌膠團和絲狀菌的比例極其生長狀況,并加以記錄和作出必要的描述。污泥絮粒大的污泥沉降性能好,抗高負荷沖擊能力強。

污泥絮粒按平均直徑的大小可以分為三等:污泥絮粒平均直徑﹥500μm的稱為大粒污泥,﹤150μm為小粒污泥,介于150~500μm之間的為中粒污泥。

污泥絮粒性狀是指污泥絮粒的形狀、結構、緊密程度及污泥中絲狀菌的數量。鏡檢時可把近似圓形的污泥絮粒稱為圓形絮粒,與圓形截然不同的稱為不規則形狀絮粒。

絮粒中網狀空隙與絮粒外面懸液相連的稱為開放結構,無開放空隙的稱為封閉結構。絮粒中菌膠團細菌排列致密,絮粒邊緣與外部懸液界限清楚的稱為緊密絮粒,邊緣界限不清的成為疏松絮粒。

實踐證明,圓形、封閉、緊密的絮粒相互間易于凝聚、濃縮,沉降性能良好,反之則沉降性能差。

67. 高倍鏡觀察生物相應注意哪些事項?

用高倍鏡觀察,可以進一步看清微型動物的結構特征,觀察時要注意微型動物的外形和內部結構,例如鐘蟲體內是否存在食物胞,纖毛蟲的擺動情況等。觀察菌膠團時,應注意膠質的厚薄和色澤,新生菌膠團出現的比例等。觀察絲狀菌時,要注意絲狀菌體內是否有類脂物質和硫粒積累,同時注意絲狀菌體內細胞的排列、形態和運動特征以便初步判斷絲狀菌的種類(進一步鑒別絲狀菌的種類需要使用油鏡并將活性污泥樣品染色)。

68. 生物相觀察時對絲狀微生物如何分級?

活性污泥中絲狀微生物包括絲狀細菌、絲狀真菌、絲狀藻類(藍細菌)等細胞相連且形成絲狀的菌體,其中以絲狀細菌最為常見,它們同菌膠團細菌一起,構成了活性污泥絮體的主要成分。絲狀細菌具有很強的氧化分解有機物的能力,但由于絲狀細菌的比表面積較大,當污泥中絲狀菌超過菌膠團細菌而占優勢生長時,絲狀菌從絮粒中向外伸展,阻礙絮粒間的凝聚使污泥SV值SVI值升高,嚴重時會造成污泥膨脹現象。因此,絲狀細菌數量是影響污泥沉降性能的最重要因素。

根據活性污泥中絲狀菌與菌膠團細菌的比例,可將絲狀菌分成五個等級:①00——污泥中幾乎無絲狀菌;②±級——污泥中存在少量無絲狀菌;③+級——污泥中存在中等數量絲狀菌,總量少于菌膠團細菌;④++級——污泥中存在大量絲狀菌,總量與菌膠團細菌大致相等;⑤+++級——污泥絮粒以絲狀菌為骨架,數量明顯超過菌膠團細菌而占優勢。

69. 生物相觀察應注意活性污泥微生物的哪些變化?

城市污水處理廠活性污泥中微生物種類很多,比較容易地通過觀察微生物種類、形態、數量和運動狀態的變化來掌握活性污泥的狀態。而工業廢水處理場活性污泥中會因為水質的原因,可能觀察不到某種微生物,甚至完全沒有微型動物,即不同的工業廢水處理場的生物相會有很大差異。

⑴微生物種類的變化

污泥中的微生物種類會隨水質變化,隨運行階段而變化。污泥培養階段,隨著活性污泥的逐漸形成,出水由濁變清,污泥中的微生物發生有規律的演變。正常運行中,污泥微生物種類的變化也遵循一定的規律,由污泥微生物種類的變化可以推測運行狀況的變化。比如污泥結構變得松散時,游動纖毛蟲較多,而出水混濁變差時,變形蟲和鞭毛蟲就會大量出現。

⑵微生物活動狀態的變化

當水質發生變化時,微生物的活動狀態也會發生一些變化,甚至微生物的形體也會隨廢水變化而變化。以鐘蟲為例,纖毛擺動的快慢、體內積累食物泡的多少、伸縮泡的大小等形態都會隨生長環境的改變而變化。當水中溶解氧過高或過低時,鐘蟲的頭部常會突出一個空泡。進水中難降解物質過多或溫度過低時,鐘蟲會變得不活躍,其體內可見到食物顆粒的積累,最后會導致蟲體中毒死亡。pH值突變時,鐘蟲體上的纖毛會停止擺動。

⑶微生物數量的變化

活性污泥中的微生物種類很多,但某些微生物數量的變化也能反映出水質的變化。比如絲狀菌,在正常運行時適量存在是非常有利的,但其大量出現會導致菌膠團數量的減少、污泥膨脹和出水水質變差?;钚晕勰嘀斜廾x的出現預示著污泥開始增長繁殖,但鞭毛蟲數量增多又往往是處理效果降低的征兆。鐘蟲的大量出現一般是活性污泥生長成熟的表現,此時處理效果良好,同時可見極少量的輪蟲出現。如果活性污泥中輪蟲大量出現,則往往意味著污泥的老化或過度氧化,隨后就有可能出現污泥解體和出水水質變差。

70. 鏡檢結果如何記錄?

對活性污泥或生物膜生物相進行鏡檢后,其結果記錄方式可以參考表1。

71. 生物膜法生物相與活性污泥有哪些不同?

生物膜法處理系統的生物相特征與活性污泥工藝有所不同,主要表現在微生物種類和分布方面。表9—2列出了生物膜和活性污泥中出現的微生物在類型、種屬和數量上的比較。

一般來說,由于水質呈逐級變化的趨勢和微生物生長環境條件的改善,生物膜系統存在的微生物種類和數量均比活性污泥工藝多,食物鏈長且較為復雜,尤其是絲狀菌、原生動物和后生動物種類增加較多,而且還有一定比例的厭氧菌和兼性菌。在日光照射到的部位能夠出現藻類,還能夠出現濾池蠅這樣的昆蟲類生物。在分布方面的特點是沿生物膜厚度(由表及里)或進水流向(與進水接觸時間不同),微生物的種類和數量呈現出較大差異。在多級處理的第一級或下向流填料層的上部,生物膜往往以菌膠團細菌為主,膜厚度亦較大(2~3mm);隨著級數的增加或下向流填料層的下部,由于其接觸到的水質已經經過部分處理,生物膜中會逐漸出現較多的絲狀菌、原生動物和后生動物;微生物的種類不斷增多,但生物膜的厚度卻在不斷減薄(1~2mm)。生物膜的表層的微生物都是好氧性的,而隨著厚度的加大,微生物逐漸變成兼性乃至厭氧性。

生物膜固著在濾料或填料上,生物固體停留時間SRT(泥齡)較長,因此能夠生長世代時間長、增殖速度很小的微生物,如硝化菌等。在生物膜上還可能出現大量絲狀菌,但不會出現污泥膨脹。和活性污泥法相比,生物膜上的生物中動物性營養者比例較大,微型動物的存活率也較高,能夠棲息高營養水平生物,在捕食性纖毛蟲、輪蟲類、線蟲類之上還棲息著寡毛類和昆蟲。因此,生物膜上的食物鏈要比活性污泥中的食物鏈長,這也是生物膜法產生的污泥量少于活性污泥法的原因。

廢水水質的不同,每一級或每層填料上的特征微生物也會不同,即水質的變化會引起生物膜中微生物種類和數量的變化。在進水濃度增高時,可以觀察到原有層次的特征性微生物下移的現象,即原先在前級或上層填料上的微生物可在后級或下層填料上出現。因此,通過生物相觀察發現這樣類似的變化來推斷廢水濃度或污泥負荷的變化。

72. 水中細菌總數指標的含義是什么?

細菌總數是指1mL水樣在營養瓊脂培養基中,經37oC、24h培養后所生長的菌落數。計量單位一般是每mL水中所含有的總菌數。水中的細菌總數往往同水體受到有機物污染的程度有關,是評價水質污染程度和對人體可能造成傷害的重要指標之一。

細菌總數的分析方法采用標準平皿法對水樣中的細菌記數,這是一種測定水中好氧和兼性厭氧的異養菌密度的方法。但由于沒有任何一種營養基或任一環境條件能滿足一個水樣中所有細菌的生理要求,而且水中細菌能以單獨個體、成對、鏈狀、成簇或成團的形式存在,所以測得的菌落數實際上要低于被測水樣中真正存活的細菌數目。

73. 測定細菌總數的注意事項有哪些?

用無菌操作法吸取1mL水樣或2~3個適宜稀釋倍數的稀釋水樣,注入滅菌平皿中,再傾注15mL營養瓊脂培養基并與水樣充分混勻,每個水樣做兩個平行樣,另外每次檢驗還要做只傾注營養瓊脂培養基的空白對照。

培養之后,應立即進行平皿菌落計數。如果計數必須暫緩進行,可將平皿存放于5~10oC的環境下,但不能超過24h,而且也不可以將這種做法當作常規的操作方式。

對平皿菌落計數時,可用肉眼觀察,為防止遺漏,必要時應用放大鏡檢查。對那些看來相似、距離相近但并不相觸的菌落,只要其距離小于最小菌落的直徑,就應當分別予以計數。對那些緊密接觸但外觀(形態或顏色)有差異的菌落也要分別予以計數。

在求同一稀釋度的平均菌落數時,如果其中一個平皿有較大片狀菌落生長時,則不宜采用,而應以無片狀菌落生長的平皿作為該稀釋度的菌落數。如果片狀菌落不到平皿的一半、而其余部分菌落的分布又很均勻時,則可以將生長均勻的1/2平皿菌落計數后乘以2代表全皿菌落數。

細菌總數的測定結果是以每個平皿菌落總數或同一稀釋度平行實驗平皿的平均菌落數乘以稀釋倍數。當最終結果在100以內時按實際菌落數記錄結果;大于100時,采用兩位有效數字,用10的指數

來表示,如果菌落數無法計數,在報告結果時要注明稀釋倍數。

74. 如何根據菌落計數結果計算水樣的細菌總數?

計算細菌總數的化驗結果時,需要根據不同稀釋度的平均菌落數進行比較和計算,其方法如下:

⑴首先選擇平均菌落數在30~300之間的情況進行計算,當只用一個稀釋度的平均菌落數符合此范圍時,即以該平均菌落數乘其稀釋倍數作為檢驗水樣細菌總數的結果。

⑵如果有兩個稀釋度的平均菌落數在30~300之間,應當按二者的比值來決定計算方法。如果比值小于2,則以各自的平均菌落數乘以各自的稀釋倍數后的平均值作為檢驗水樣細菌總數的結果;比值大于2,則以其中平均菌落數乘以其稀釋倍數后的較小者作為檢驗水樣細菌總數的結果。

⑶如果所有稀釋度的平均菌落數均大于300,則應當按稀釋倍數最大的平均菌落數乘以其稀釋倍數作為檢驗水樣細菌總數的結果。

⑷如果所有稀釋度的平均菌落數均小于30,則應當按稀釋倍數最小的平均菌落數乘以其稀釋倍數作為檢驗水樣細菌總數的結果。

⑸如果所有稀釋度的平均菌落數均不在30~300之間,則應當以最接近30或300的平均菌落數乘以其稀釋倍數作為檢驗水樣細菌總數的結果。

75. 大腸菌群數(值)的含義是什么?

大腸菌群細菌是指一類好氧或兼性厭氧、能發酵乳糖、革蘭氏染色陰性、無芽孢的桿菌,因此有時也稱糞大腸菌群或大腸桿菌,大腸菌群細菌在乳糖培養基中經37oC、24h培養后,能產酸產氣。大腸菌群數(值)一般以1L或100mL水中含有的大腸菌群數量為計量單位。

如果水源被糞便污染,則有可能被腸道病原菌污染而引起腸道傳染疾病。由于腸道病原菌在占中微生物數量的比例相對較少,故從水中特別是自來水中分離病原菌常非常困難。大腸菌群細菌是腸道好氧菌中最普遍和數量最多的一類細菌,所以常將其作為糞便污染的指示菌。即根據水中大腸菌群的數目來判斷水源是否受糞便所污染,并檢測推測水源受腸道病原菌的可能性。

76. 大腸菌群數的測定方法有哪些?

總大腸菌群的常用測定方法有多管發酵法和濾膜法兩種。

多管發酵法是根據大腸菌群細菌能發酵乳糖、革蘭氏染色陰性、無芽孢、呈桿狀等有關特性,通過三個步驟進行檢驗,來確定水樣中的總大腸菌群數。多管發酵法以最可能數Most Probable Number來表示實驗結果,又簡稱MPN,實際上是根據統計學理論估計水體中大腸桿菌密度和衛生質量的一種方法,這種估計有大于實際數字的傾向。對于大腸菌群數含量的估計值,決定于那些既顯示陽性又顯示陰性的稀釋度,在實際設計水樣檢驗所要求重復的數目時,要根據所要求數據的準確度而定。

濾膜法是用特制的滅菌微孔薄膜過濾水樣,細菌被截留在膜上后,將薄膜貼在品紅亞硫酸鈉培養基上進行培養。因為大腸菌群細菌可發酵乳糖,在濾膜上培養培養后會出現紫紅色具有金屬光澤的菌落,計數濾膜上出現的具有此特征的菌落數,即可計算出每L水樣中含有的大腸菌群數。濾膜法可測定的水樣體積較大,能比多管發酵法更快地獲得結果,但測定濁度高、非大腸桿菌類細菌密度大時,效果較差。

77. 什么是余氯?

余氯是水經加氯消毒接觸一定時間后余留在水中的氯,其作用是保持持續的殺菌能力。從水進入管網到用水點之前,必須維持水中消毒劑的作用,以防止可能出現的病原體危害和再增殖。這就要求向水中投加的消毒劑,其投加量不僅能滿足殺滅水中病原體的需要,而且還要保留一定的剩余量防止在水的輸送過程中出現病原體的再增殖,如果使用氯消毒,那么超出當時消毒需要的這部分消毒劑就是余氯。

余氯有游離性余氯(Cl2、HOCl和OCl-)和化合性余氯(NH2Cl、NHCl2和NCl3)兩種形式,這兩種形式能同時存在于同一水樣中,兩者之和稱為總余氯。游離性余氯殺菌能力強,但容易分解,化合性余氯殺菌能力較弱,但在水中持續的時間較長。一般水中沒有氨或銨存在時,余氯為游離性余氯,而水中含有氨或銨時,余氯通常只含有化合性余氯,有時是余氯和化合性余氯共存。余氯量必須適當,過低起不到防治病原體的作用,過高則不僅造成消毒成本的增加,而且在人體接觸時可能造成對人體的傷害。

從概念上看,余氯是針對氯氣及氯系列消毒劑而言的,當使用二氧化氯等其他非氯類消毒劑時,就應該將余氯理解為接觸一定時間后留在水中的剩余消毒劑。

78. 余氯的測定方法有哪些?各自的適用范圍是什么?

余氯的測定可以使用碘量滴定法、鄰聯甲苯胺目視比色法、N,N-二乙基對苯二胺(DPD)亞鐵滴定法(GB 11897-89)、N,N-二乙基對苯二胺分光光度法(GB 11898-89)等。碘量滴定法只能測定水樣中的總余氯;鄰聯甲苯胺目視比色法通過改變操作程序,能分別測定總余氯和游離性余氯;N,N-二乙基對苯二胺滴定法或分光光度法可測定濃度范圍為0.03~5mg/L的游離氯或總氯,通過改變操作程序,還可以分別測定一氯胺、二氯胺和一些化合氯成分。

碘量滴定法適用于總余氯含量大于1mg/L的水樣,是測定加氯量常用的方法。鄰聯甲苯胺目視比色法操作簡單,是測定生活飲用水余氯的常用方法,測定范圍為0.01~10mg/L。N,N-二乙基對苯二胺滴定法或分光光度法靈敏度高,可測定余氯含量較低的水樣,適用于測定含有有機物的污水中的總有效氯,兩個方法的測定范圍分別為0.05~1.5mg/L和0.03~5mg/L。

79. 余氯測定的注意事項有哪些?

氯在水溶液中非常不穩定,特別是在濃度較低時,含量會迅速減少。受到陽光和其他強光的照射或受到攪動,氯的還原速度會加快。因此取樣后不能貯存,必須立即開始氯的測定,同時避免光線照射和攪動水樣。

在測定過程的所有操作都要避免陽光直接照射,最好在盡可能低的溫度下和柔和的光線下進行,而且所有的比色法都需要用顏色和濁度空白來補償原水的顏色和色度,尤其是濁度和色度較高時必須測定空白值。

使用鄰聯甲苯胺目視比色法測定余氯時,如果水樣與標準鄰聯甲苯胺溶液混合均勻后立即比色,所測結果是游離性余氯,如果在暗處放置10min使產生最高色度后再進行比色,所得結果是總余氯??傆嗦葴p去游離性余氯即是化合性余氯。

使用鄰聯甲苯胺目視比色法測定時,如果余氯量大,會產生桔黃色;如果水樣堿度過高而余氯量小時,會產生淡綠色或淡藍色。此時可多加1mL鄰聯甲苯胺標準溶液,即可產生正常的淡黃色。

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