废水治理工程师基础知识:有机污染物

废水治理工程师基础知识:有机污染物

绝大多数有机物具有一个共同的特征一生物可降解性，因此能消耗水中的溶解氧；待氧消耗殆尽时，造成水体的腐败。

所谓生物可降解性，是指有机物可被微生物逐渐分解转化的特性。在有溶解氧的条件下，水中生活着好氧微生物和兼性微生物，它们在吸收利用有机物的生化过程中，要消耗水中的溶解氧。当消耗量大于补充量时，溶解氧浓度就要降低。当氧浓度低于某一限值，水生动物的生活就受到影响。例如，鱼类要求氧的限值是4毫克/升。如果低于此值，会导致鱼群大量死亡。当溶解氧消耗殆尽时，厌氧微生物和改变了代谢方式的兼性微生物就生活于水中，进行厌气分解。这时，代谢产物中的硫化氢对生物有致毒作用，硫化氢、硫醇和氨等还能散发出刺鼻的恶臭，缺氧的还原环境中产生的硫化铁能使水墨鼎，底泥冒袍，泥片向水面泛起。这就是水质腐败的现象，严重地影响环境卫生。根据耗氧和腐败两种共同危害，特将有机物划分为同一污染物类别。有时，将有机污染物直接称为耗氧（或需氧）污染物。

有机物科类繁多，通常用综合指标间接表示其含量多少。最常用的指标是生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）和化学耗氧量（OC）。好氧微生物分解有机物时，要消耗溶解氧，有机物派度越高，消耗的溶解氧也越多。用生化过程中消耗的溶解氧量来间接地表示有机物的多少，称为生化需氧量。同理，在使用化学氧化剂氧化分解有机物时，用与消耗的氧化剂量当量相等的氧量来间接表示有机物的多少，称为化学需氧量（以K，Cr20，为氧化剂），或称耗氧量（KMnO，为氧化剂）。BOD、COD和OC的计量单位均采用毫克（氧）/升（水）。

必须指出，有机物生化耗氧的过程很长，而且具有明显的阶段性。在第一阶段，首先把不含氮有机物分解成二氧化碳和水，把含氮有机物转化为氨。这个过程称为氨化或无机化，参与分解的是异养性微生物。在第二阶段，氨依次被转化为亚硝酸盐和硝酸盐，这个过程称为硝化，参与转化的是化能自养性微生物（硝化菌）。两阶段的耗氧情况见图1-3，生活污水的氨化过程历时20天左右，氨化的结果表明有机物已无机化了。有机物在20天内消耗的溶解氧量，叫做20天生化需氧量，用BOD20表示。显然，这个测定时间太长了，难于指导生产实践。一般均采用5天的测定时间，在此期间所消耗的溶解氧量叫做5天生化需氧量，以BOD，表示之。各种废水的水质差异很大，其BOD20或BOD，值相差悬殊。但就某一种废水而言，两者的比值却有一个固有的稳定值。例如，生活污水的BODs:BOD20-0.7，一般说来，CoD>BOD20>BOD>OC除以上几种测定有机物的方法外，目前又发展了测定总需氧量（TOD）和总有机碳（TOC）两种方法。在900℃的高温下，以铂为催化剂，使水样气化燃烧，然后测定气体载体中氧的减少量，作为有机物完全氧化所需的氧量，称为总需氧量。如在相同条件下，测定气体中的CO2增量，从而确定水样中碳元素的含量，用以判定有机物含量，称为总有机碳。总需氧量和总有机碳的特点是测定迅速，但设备较复杂，而且TOD和TOC与BOD和OD之间没有固定的相关性。实际应用时，尚需建立其相关式。