水处理知识
一 运营部
1 运营部成立意义
运营部是一个以技术为指导的综合职能部门,负责公司运营调试项目及研发项目等相关工作的开展及执行,是项目达标投产的保障。
运营部自成立以来,多次派技术人员前往项目现场进行项目研发与调试工作,辅助总公司研发人员完成科研项目,指导现场技术人员完成工艺系统调试工作,使工艺系统稳定、达标生产。
2 运营部岗位职责 2.1 运营部经理岗位职责
1)、负责整个部门发展规划(计划)制定。 2)、部内各个岗位人力资源的分配与工作安排。 3)、评价考核各个岗位工作成绩。 4)、对外相关联络工作。
5)、定期组织召开各类本部门内部工作会议。
6)、培养、培训技术人才作为调试经理候选人(储备干部),组织各个部门直属的运营项目。
7)、参加与运营有关的技商谈判。
8)、审查各类技术性重要的方案,包括调试方案、运营方案、费用分析方案。 9)、审查各类本部门内部的合同,包括调试合同、运营合同、劳务工合同。 10)、本地技术性参观、检查、验收工作的安排部署。 11)、研究新型技术改良现有技术,起草技术标准规范。
12)、主抓分公司研发工作,包括技术研发、设备研发、药剂研发。 13)、其他未分类工作或安排。
2.2 技术方向(项目管理与研发人员)岗位职责
1)、负责日常各个污水调试项目及研发项目的跟踪记录统计。 2)、污水调试项目技术问题的指导,技术支持。
3)、各类污水调试项目技术性报告文件、分析性文件的编制。
4)、本部门本技术的宣传性文件手册的编制、工艺技术宣讲,工艺手册培训。
5)、调试项目和研发项目管理方面方案的编制。
6)、起草各种调试运行和研发工作相关的立项、合同、协议、文件、纪要、请示函等。
7)、了解外界技术信息,提升本部技术水平。 8)、调试运营技术交底,工人基础知识培训。 9)、电话回访、现场回访。
10)、各种《运营管理方案》的编制。
2.3 资料人员岗位职责
1)、负责本中心的信息管理工作。
2)、资质申报、专利申报、评选资料申报等。
3)、保管各个项目的立项、制作、调试、验收、评价、宣传等资料。 4)、保管本部内部文件资料、书籍、期刊、论文。 5)、收集整理各个项目的日常工作汇报,及汇总整理工作。 6)、编制调整完善适合本部工作记录的报表格式。
7)、保管本中心相关的所有类型合同,并监督合同的执行情况。 8)、保管所有质量安全培训记录资料。 9)、日常本部考核工作。 10)、起草分公司运营合同。
2.4 全员职责
1)、配合、参与现场项目检查或迎检工作。 2)、对本部门发展的建议。 3)、人力资源配置建议。 4)、本部门纪律的建议。
5)、编制、修订符合本岗位的工作计划实施方案等。 6)、给本部门宣传提供各种素材。 7)、必要时临时协助其他部门的各种工作。
二、调试工程师的基本知识
1 基本概念 1.1 污水
污水是指生产和生活中排放水的总称。人类在生活和生产活动中,要使用大量的水,这些水往往会受到不同程度的污染,被污染的水成为污水。按照来源不同,污水分为生活污水、工业废水以及有污染地区的初期雨水等。
(1)生活污水
生活污水是人们日常生活中使用过的水,包括厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出来的水,来自住宅区、公共场所、机关、学校、医院、商店以及工厂生活区,其中含有较多的有机物(如:蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物)和氨氮、磷等,还含有肥皂、洗涤液以及病原微生物、寄生虫卵等,这类污水需要处理后才能排入自然水体灌溉农田或再利用。
(2)工业废水
工业废水是生产过程中已被使用过、为工业物料所污染且污染物已无回收价值、在质量上不符合工艺要求、必须要从生产系统中排出去的污水。这种污水大多具有各种危害性,有的含大量有机物,有的含氰化物、汞、铅等有毒物质,有的含感官性状指标(如:色、味、泡沫)十分恶劣。这类污水又称为生产污水,需经过处理后才能排入自然水体、灌溉农田或再利用。
(3)初期雨水
初期雨水顾名思义就是降雨初期时的雨水。但是,由于降雨初期,雨水溶解了空气中的大量酸性气体、汽车尾气、工厂废气等污染性气体,降落地面后,又由于冲刷沥青油毡屋面、沥青混凝土道路、建筑工地等,使得前期雨水中含有大量的有机物、病原体、重金属、油脂、悬浮固体等污染物质,因此前期雨水的污染程度较高,通常超过了普通的城市污水的污染程度。所以必须对其进行处理后才能排入自然水体或再利用。
1.2 污水处理
污水处理是利用各种技术手段,将污水中所含的污染物质分离去除、回收利用或将其转化为无害物质,使水体得到净化。现代污水处理技术按原理可分为:
物理处理法、化学处理法和生物处理法三类;按处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理,三级处理有时又称深度处理。
(1)物理处理法:利用物理作用分离污水中呈悬浮固体状态污染物质的方法。(如:格栅截留法、沉淀法、气浮法和过滤法等)
(2)化学处理法:利用化学反应作用分离回收污水中各种污染物质的方法,主要用于处理工业废水。(如:中和、混凝、电解、氧化还原、萃取、吸附等)
(3)生物处理:利用微生物的代谢作用使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为无害物质的方法。(如:好氧活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理法等)
一级处理、二级处理和三级处理见下文3。
1.3 污水回用
将废水或污水经二级处理和深度处理后回用于生产系统或生活杂用被称为污水回用。回用范围很广,从工业上重复利用到水体的补给水和生活用水。(例如:冲洗汽车、园林绿化、浇洒道路等)
污水回用既可以有效的节约和利用有限、宝贵的淡水资源,又可以减少污水和废水的排放量,减轻水环境的污染,还可以排解城市管道的超负荷现象,具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。
1.4 污水水量
在一定时间内排放污水的量,常用m3/d或m3/h表示。
1.5 污水水质及其污染指标
污水水质是指用各种指标表征污水的物理、化学或生物性质。
污水的污染指标是评价污水水质污染程度、进行污水处理工程设计、反应污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。
污水污染指标一般可分为物理性质、化学性质和生物性质三大类。 表示污水物理性质的指标主要有:温度、色度、嗅和味、固体物质等;表示污水化学性质的污染指标有:有机物指标和无机物指标;表示污水生物性质的指标有:大肠菌群数、病毒及细菌总数。
常见的污水水质指标有色度、温度、pH、SS、COD、BOD、NH3-N、TP、油类物质、重金属、大肠杆菌等。其基本定义如下:
SS:固体悬浮物质,指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等,一般单位mg/L。
COD:化学需氧量,是指在一定条件下,水中有机物与强氧化剂一起作用所消耗的氧化剂折合成氧的量,单位mg/L。
BOD:生化需氧量,表示在温度为20℃和有氧的条件下,由于好氧微生物分解水中有机物的生物化学氧化过程中消耗的溶解氧量,也就是水中微生物降解有机物稳定化所需要的氧量,单位mg/L。
NH3-N:氨氮,是水中以NH3和NH4+形式存在的氮,它是有机氮化物氧化分解的第一步产物,是水体受污染的一种标志,单位mg/L。
TP:总磷,是水样经消解后将各种形态的磷转变成正磷酸盐后测定的结果,单位mg/L,污水中含磷化合物可分为有机磷和无机磷两种。
1.6 其他基本概念
(1)厌氧:污水处理中没有溶解氧的环境状态。溶解氧在0.2mg/L以下。 (2)兼氧:污水生物处理过程中溶解氧不足或没有溶解氧的环境状态。溶解氧在0.2-0.5mg/L左右。
(3)好氧:污水生物处理中,有溶解氧的环境状态。溶解氧在2mg/L左右。 (4)曝气:指将空气中的氧强制向液体中转移的过程,其目的是获得足够的溶解氧。此外,曝气还有防止池内悬浮物下沉,加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的,从而保证池内微生物在有充足溶解氧的条件下,对污水中有机物氧化分解。
(5)活性污泥:由细菌、真菌、原生动物和后生动物等各种生物和金属氢氧化物等无机物所形成的污泥状的絮凝物。具有良好的吸附、絮凝、生物氧化和生物合成性能。
(6)活性污泥法:利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用,去除废水中有机污染物的一种废水处理方法。
(7)生物膜法:使废水接触生长在固定支撑物表面上的生物膜,利用生物降解或转化废水中有机污染物的一种废水处理方法。
(8)隔油:利用油与水的比重差异,分离去除污水中颗粒较大的悬浮油的方法。
(9)气浮:气浮法是在水中通入或产生大量的微细气泡、使其附着在悬浮颗粒上,造成密度小于水的状态,利用浮力原理使它浮在水面,从而获得固、液分离的方法。产生微气泡的方式有曝气和溶气等。
(10)混凝:通过向水中投加一些药剂(通常称为混凝剂及助凝剂),使水中难以沉降的胶体颗粒物质能互相聚合,长大至能自然沉降的程度。
(11)过滤:指以石英砂等粒状填料层截留水中悬浮物质,从而使水获得澄清的工艺过程。
(12)沉淀:利用悬浮物和水的密度差,重力沉降作用去除水中悬浮物的过程。
2 水质标准
水质标准是用水对象(包括饮用和工业用水对象等)所要求的各项水质参数应达到的限值。可分为国家标准、地方标准和行业标准等不同等级。
污水排放标准,是指污水需要排入水体时,应处理到允许排入水体的程度。污水排放标准分如下几类:
2.1 国家标准
1)《地表水环境质量标准》 GB3838-2002
本标准适用于中华人民共和国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。具有特定功能的水域,执行相应的专业用水水质标准。
2)《污水综合排放标准》GB8978-1996
本标准适用于现有单位水污染物的排放管理,以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。该标准将排放的污染物按其性质及控制方式分为两类:
第一类污染物指总汞,总铬,总铅,总а放射性等毒性大、影响长远的有毒物质。含有此类污染物的废水,不分行业和污水排放方式,也不分受纳水体的功能类别,一律在车间或车间处理设施排放口采样。
第二类污染物,指PH值、色度、悬浮物、BOD、COD、石油类等到。这类污染物的排放标准,按污水排放去向分别执行一、二、三级标准。
3)《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)
本标准适用于城镇污水处理厂出水、废气排放和污泥处置(控制)的管理。
2.2 地方标准
地方标准又称为区域标准:对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内统一的工业产品的安全、卫生要求,可以制定地方标准。
如:《广东省地方污水排放标准DB4426-2001》 《上海市地方标准污水综合排放标准》 《天津市污水综合排放标准》
2.3行业标准
《医院污水排放标准(GB3548-83)》
《钢铁行业水污染物排放标准 (GB13456-92)》 《制革工业水污染物徘放标准(GB3549-83)》 …………
废水中几种常见的第二类污染物质排放标准见表1.
表1 废水中几种常见的第二类污染物质排放标准
3 废水处理方法综述 3.1 一级处理
污水一级处理又称污水物理处理。通过简单的沉淀、过滤或适当的曝气,以去除污水中的悬浮物,调整pH值及减轻污水的腐化程度的工艺过程。处理可由筛选、重力沉淀和浮选等方法串联组成,除去污水中大部分粒径在100微米以上的颗粒物质。(筛滤可除去较大物质;重力沉淀可除去无机颗粒和相对密度大于1的有凝聚性的有机颗粒;浮选可除去相对密度小于1的颗粒物(油类等)。)
废水经过一级处理后一般仍达不到排放标准。一级处理是二级生物处理的预处理过程,只有一级处理出水水质符合要求,才能保证二级生物处理的运行平稳,进而保证二级出水水质达标。针对不同的污水中存在的不同污染物,应该是实施相对应的一级处理工艺。如:酸碱污水应当采取中和处理,含悬浮物多的污水利用格栅进行拦截等。常用的一级处理构筑物有:格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池、气浮池等。
污水一级处理基础设备名称、种类、安装位置及作用如下表2:
表2 污水一级处理基础设备名称、种类、安装位置及作用
3.2 二级处理
污水经一级处理后,用生物处理法继续去除其中胶体状和溶解性有机物及植物性营养物,将污水中各种复杂有机物氧化分解为简单物质的过程,称为二级处理,又称生物处理或二级生物处理。例如:生物反应池就是一个二级处理。
二级生物处理主要包括好氧活性污泥法、生物膜法和厌氧生物处理法。 3.2.1 好氧活性污泥法 (1)基本流程
好氧活性污泥法是以活性污泥为主体,利用活性污泥中悬浮生长型好氧微生物氧化分解污水中有机物质的污水生物处理技术,是一种应用最广泛的污水好氧生物处理技术。其净化污水的过程可分为吸附、代谢、固液分离 个阶段,由曝气池、曝气系统、回流污泥系统及二沉池等组成,其基本流程图入下图3所示。
污泥处理工序
剩余活性污泥
图3 活性污泥法基本流程示意图
好氧活性污泥法的主要工艺有AB工艺、A/O工艺、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺及循环活性污泥工艺。因公司项目中主要运用A/O工艺、SBR工艺及循环活性污泥工艺,因此本次培训主要介绍这三种工艺。
各工艺概述及特点如下表3:
表3 各工艺概述及特点
3.2.2 生物膜法 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。主要用 于去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。其含有:生物接触氧化法、生物滤池、BAF、生物流化床、MBR、生物转盘等。
(1)接触氧化法
接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法。这种方法的主要设备是生物接触氧化滤池。在不透气的曝气池中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等填料,填料被水浸没,用鼓风机在填料底部曝气充氧,这种方式称谓鼓风曝气装置;空气能自下而上,夹带待处理的废水,自由通过滤料部分到达地面,空气逸走后,废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面,不随水流动,因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动,不断更新,从而提高了净化效果。
(2)曝气生物滤池
曝气生物滤池简称为BAF。该工艺具有去除 SS 、 COD 、 BOD 、硝化、脱氮、除磷、去除 AOX (有害物质)的作用 ,其最大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体与一体,节省了后续沉淀池 ( 二沉池 ) ,并具有容积负荷、水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,出水水质好,运行能耗低,运行费用少等优点。
(3)膜生物反应器
膜生物反应器简称为MBR工艺,为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池,在生物反应器中保持高活性污泥浓度,提高生物处理有机负荷,从而减少污水处理设施占地面积,并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。
3.2.3 厌氧生物处理
厌氧生物处理是在厌氧条件下,由多种微生物共同作用,利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。在不充氧的条件下,厌氧细菌和兼性细菌降解有机污染物,又称厌氧消化或发酵,分解的产物主要是沼气和少量污泥,适用于处理高浓度有机污水和好氧生物处理后的污泥。
厌氧反应器的发展大致经历了三个时代,(1)以厌氧接触工艺(类似化粪池)为代表的第一代厌氧反应器;(2)以UASB工艺为代表的第二代厌氧反应器;(3)以IC工艺为代表的第三代厌氧反应器。
3.2 深度处理 污水深度处理是指城市污水或工业废水经一级、二级处理后,为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用于生产或生活的进一步水处理过程。针对污水的原水水质和处理后的水质要求可进一步采用深度处理工艺。常用于去除水中的微量有机污染物质,SS及氮、磷高浓度营养物质及盐类。深度处理的方法有:絮凝沉淀法、砂滤法、生物活性炭法、臭氧氧化法、膜分离法、离子交换法、电解法、湿式氧化法、蒸发浓缩法等物理化学方法与生物脱氮、脱磷法等。
(1)生物活性炭法
生物活性碳法是在厌氧、缺氧或好氧的条件下,粉状或颗粒活性炭表面所生长和繁殖的微生物利用水中一些基质为养料,通过活性炭吸附和微生物分解的协同作用,达到去除水中污染物的目的,这一过程称为生物活性炭处理法。这种水处理法是在充分发挥活性炭物理吸附的同时,又充分利用活性炭床中微生物对有机物的生物降解作用,由此延长活性炭使用寿命,降低水处理费,提高水处理效果。
(2)臭氧氧化法
臭氧氧化法是用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法。臭氧具有很强的氧化能力,因此在环境保护和化工等方面被广泛应用。臭氧氧化法的主要优点是反应迅速,流程简单,没有二次污染问题。但是目前生产臭氧的电耗仍然较高,每公斤臭氧约耗电20~35度,需要继续改进生产,降低电耗,同时需要加强对气水接触方式和接触设备的研究,提高臭氧的利用率。
(3)膜分离法
膜分离法是指在压力驱动下,借助气体中各组分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜内溶解-扩散上的差异,即渗透速率差来进行分离的方法。膜分离法的主要特点是无相变,能耗低,装置规模根据处理量的要求可大可小,而且设备简单,操作方便安全,启动快,运行可靠性高,不污染环境,投资少,用途广等优点。典型的膜分离技术:超滤、反渗透。
(4)离子交换法
离子交换法(ion exchange process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应,当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时,便会被离子交换固体吸附,为维持水溶液的电中性,所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。
4 污水处理中日常分析水质指标及常用分析方法
水质是指水与水中杂质共同表现的综合特征。水中杂质的具体衡量尺度称为水质指标。水质指标是对水体进行监测、评价、利用以及污染治理的重要依据。在项目现场,对水质指标进行分析化验,不仅可以详细了解污水水质,为污水处理技术方案提供依据,还可以为水处理的工艺运行提供参考。
4.1 指标定义
(1)pH:氢离子浓度指数是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比,剂所含氢离子浓度的常用对数的负值。表示溶液酸性或碱性程度的数值。
(2)温度:表示物体冷热程度的物理量。
(3)溶解氧(DO):表示的是溶于水中分子态氧的数量,单位是mg/L。
(4)污泥浓度(MLSS): 1升曝气池污泥混合液所含干污泥的重量。
(5)污泥沉降比(SV):又称30min沉降率。是曝气池混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥容积占原混合液容积的百分比,以%表示。
4.2 污水处理中日常分析水质指标及常用分析方法
污水处理中日常分析水质指标及常用分析方法见下表4:
表4 污水处理中日常分析水质指标及常用分析方法
附件:污水处理日常分析水质指标的常用分析方法。
1 pH值的测定——电极法
1.1 方法提要
水溶液PH值的测定采用复合电极(PHS-3C型),当复合电极浸入被测溶液内,被测溶液中氢离子与玻璃电极球泡表面水化层进行离子交换,球泡内层也同样有电位产生,由于内层氢离子不变而外层氢离子在变化,因此内外所产生的电位差也在变化;复合电极的另一部分参比电极的电势不随氢离子浓度改变。当被测溶液中氢离子与玻璃电极球泡表面水化层的离子交换达到平衡时,内外层没有电势差,而内层与参比电极之间有了电势差,该电势差与氢离子之间成比例关系,通过测定电势差即可以测出溶液中的PH值。
1.2 试剂和仪器
1.2.1 标准溶液的配制:
1.2.1.1 pH=6.86的缓冲溶液:将在115±5℃下烘干2~3h的3.387g KH2PO4和
3.533g Na2HPO4溶解于水,并稀释至1L.
1.2.1.2 pH=9.18的缓冲溶液:为了使溶液具有一定的组成,应称取与饱和溴化钾(或氯化钠加蔗糖)溶液(室温)共同放置在干燥器中平衡两昼夜的硼砂(Na2B4O7·10H2O)3.80g,溶于适量水中,并稀释至1L。
1.2.1.3 pH=4.00的缓冲溶液:将在115±5℃烘干2~3h的10.12g KHC8H4O2溶解在适量水中,用水稀释至1L。
1.2.2 当被测样品pH值过高或过低时,应参考表7-1配制与其pH值相近似的标准溶液校正仪器。
60℃。 注:①近似溶解度;②在100~130℃烘干2h;(3)用新煮沸过并冷却的无二氧化碳水;(4)烘干温度不可超出
1.2.3 PHS—3C型PH计。
1.3 测定过程
1.3.1 按PH计说明书调试仪器。
1.3.2 仪器校正:开启电源,预热30min后,进行调零、温度补偿以及满刻度校正等。
1.3.3 pH定位:
1.3.3.1单点定位:选择一种与被测水样接近的pH标准缓冲溶液。定位前用水清洗电极,并用滤纸将电极上附着的水吸干。
先放入标准缓冲溶液中,将温度调整到标准缓冲溶液的当前温度值;摇动30s,待pH读数稳定后,按确认键,仪器自动识别并显示当前温度下的标称pH值,按确定键即完成一点标定(斜率为100%)。
1.3.3.2 两点定位:选择两种pH标准缓冲溶液,用水清洗电极,先放入标准缓冲溶液1中(一般为6.86pH);将温度调整到标准缓冲溶液的当前温度值;待pH读数稳定后,按“确认”键,仪器自动识别并显示当前温度下的标称pH值。再冲洗电极,并用滤纸将电极上附着的水吸干,将电极放入标准缓冲溶液2中(一般为4.00pH或 9.18pH),将温度调整到标准缓冲溶液的当前温度值;待pH读数稳定后,按“斜率”键,仪器自动识别并显示当前温度下的标称pH值,按“确认”键完成两点标定。
1.3.4 将定位好的pH计的电极,先用蒸馏水仔细冲洗,再用被测水样冲洗2~3次,然后将电极浸入水样中,小心搅拌或摇动使其均匀,并温度补偿旋钮调至所测试样的温度,待其稳定后,记录读数。
1.3.5 精密PH计精度要求不大于0.1pH值单位。
1.4 注意事项
1.4.1电极在使用前后必须用蒸馏水冲洗,用滤纸吸干水分;
1.4.2 测定完备后,应用蒸馏水冲洗干净电极,切断电源;
1.4.3 使用完毕将电极浸有氯化钾饱和溶液的套子中。
1.4.4 测定pH时,为减少空气和水样中二氧化碳的溶入或挥发,在测水样之前,不应提前打开水样瓶。
2 化学耗氧量(COD)的测定—重铬酸钾法
一般测定水样的耗氧量,重铬酸钾能较完全地氧化污水中的有机物和还原性物质。
2.1方法原理
重铬酸钾在强酸性条件下,将有机物质和还原物质氧化,过量的重铬酸钾,以试亚铁灵作指示剂,用硫酸亚铁铵回滴。根据硫酸亚铁铵的用量算出水样中还原性物质消耗氧的量。
2.2 干扰及消除
酸性重铬酸钾氧化性很强,可氧化大部分有机物,加入硫酸银做催化剂时,直链脂肪族化合物可完全被氧化,而芳香族有机物却不易被氧化,吡啶不被氧化,挥发性直链脂肪族化合物,苯等有机物存在于蒸汽相,不能与氧化剂液体接触,氧化不明显。氯离子能被重铬酸盐氧化,并且能与硫酸银作用产生沉淀,影响测定结果,故在回流前向水样中加入硫酸汞,使成为络合物消除干扰。
2. 3 方法适用范围
用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值,未经稀释水样的上限是700mg/L,用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5~50mg/L的COD值,但低于10mg/L时测量准确度较差。
2.4仪器和试剂
2.4.1 回流装置:带250mL锥形瓶的全质玻璃回流装置。
2.4.2 加热装置:变阻电炉。
2.4.3 50mL酸式滴定管。
2.4.4 0.25mol/L重铬酸钾溶液(1/6K2Cr2O7):称取预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中,移入1000mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。
2.4.5 试亚铁灵指示剂:称取1.485g化学纯邻啡罗林(C12H8N2.H2O)与0.695g化学纯硫酸亚铁(FeSO4.7H2O))溶于蒸馏水中,稀释至100mL,贮存于棕色瓶内。
2.4.6 0.1mol/L硫酸亚铁铵:称取39.5g分析纯硫酸亚铁铵溶于蒸馏水中,边搅拌边缓慢加入加20mL浓硫酸,冷却后移入1000mL容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。使用前用重铬酸钾标定。
标定法:准确吸取10.00mL重铬酸钾标准溶液于500mL锥形瓶中,加水稀释至110mL左右,缓慢加入30mL浓硫酸,混匀。冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液(约0.15ml),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
硫酸亚铁铵的浓度(mol/L)=
式中: V——硫酸亚铁铵的体积。 10.00⨯0.25 V
2.4.7 硫酸—硫酸银溶液:于500ml浓硫酸中加入5g硫酸银。放置2d,不时摇动使其溶解。
2.4.8 硫酸汞:结晶或粉末。
2. 5 测定方法
2. 5.1 取20.00mL混合均匀的水样(或适量水样稀释至20ml)置250mL磨口回流锥形瓶中,准确加入10.00mL重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上口慢慢地加入30mL硫酸—硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。
注:①对于化学耗氧量高的废水样,加热过程中,水样颜色由黄色变绿说明试样化学耗氧量太高,重铬酸钾溶液数量不够,应将水样稀释后再行测定。稀释时,所取废水量不得少于5mL,稀释后,一定要记住稀释倍数。
②若水样中含氯化物过高(超过30mg/L)时,应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中,再加20mL废水(或适量水样稀释至20mL)摇匀,以下操作同上。
2.5.2 冷却后,用90mL水从上部慢慢冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
2.5.3 溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,。记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
2.5.4 测定水样的同时,以20mL重蒸馏水,按同样步骤做空白试验,记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
2. 6 结果计算
CODCr(O2)(mg/L)=c(V0-V1)⨯8⨯1000 V2
式中: c——硫酸亚铁铵标准溶液的摩尔浓度,mol/L;
V0——空白消耗硫酸亚铁铵标准溶液,mL;
V1——水样消耗的硫酸亚铁铵标准溶液,mL;
V2——水样体积,mL;
8——氧(1/2 O)摩尔质量(g/mol)。
3 氨氮值的测定—纳氏试剂光度法
3.1方法原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成黄棕色胶态化合物,此颜色在较宽的波长范围内具有强烈吸收。通常测量用波长在410-425nm范围。
3.2干扰及消除
有机化合物以及铁、锰、镁和硫等无机离子,因产生异色或浑浊而引起干扰,水中颜色和浑浊亦影响比色。为此,须经絮凝沉淀或蒸馏预处理,易挥发的还原性干扰物质,还可在酸性条件下加热以除去。对金属离子的干扰,可加入适量掩蔽剂加以消除。
3.3方法的适用范围
本法最低检出浓度为0.025mg/L。水样做预处理后,本法适用于地表水、地下水、工业废水和生活废水。
3.4仪器与试剂
3.4.1分光光度计
3.4.2配制试剂用水均应为无氨水。
3.4.3纳氏试剂:
称取16g氢氧化钠,溶于50mL,充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100mL,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存。
3.4.4酒石酸钾钠溶液:
称取50g酒石酸钾钠溶于100mL水中,水事先加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100mL。
3.4.5铵标准贮备溶液:
称取0.3838g100℃干燥(1-2h)过的氯化铵(分析纯)溶于水中,移入100ml容量瓶中,稀释至标线。此溶液每毫升含1.00mg氨氮(备注:若氯化铵是忧级纯试剂,则称取0.3819g)。
3.4.6铵标准使用溶液:
移取1.00mL铵标准贮备溶液于100mL容量瓶中,用水稀释至标线。此溶液每毫升含0.01mg氨氮。
3.5步骤
3.5.1校准曲线的绘制:
3.5.1.1吸取0、0.5、1.0、3.0、5.0、7.0和10.0mL 、铵标准使用溶液于50mL
比色管中,加水至标线,加1.0mL酒石酸钾钠溶液,混匀。加1.5mL纳氏试剂,混匀。放置10min后,在波长420nm,用光程20mm比色皿,以水为参比,测量吸光度。
3.5.1.2由测得的吸光度,减去零浓度空白的吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的校准曲线。
3.5.2、水样的测定:
3.5.2.1分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50mL比色管中,稀释至标线,加1.0mL酒石酸钾钠溶液。以下同校准曲线的绘制。
3.5.2.2 分取适量经蒸馏预处理后的流出液,加入50mL比色管中,加一定量1mol/L氢氧化钠溶液以中和硼酸,稀释至标线。加1.5mL纳氏试剂,混匀。放置10min后,同校准曲线步骤测量吸光度。
3.5.3以无氨水代替水样,做全过程空白试验。
3.6计算
氨氮(N,mg/L)= m×1000
V ---------------- ①
式中:m——由校准曲线查得的氨氮量(mg)
V——水样的体积(ml)
氨氮(N,mg/L)= C×50
V---------------------- ②
式中:C——仪器显示数值(mg/L);
50——比色管的体积(mL);
V——移取水样体积(mL);
4 总磷酸盐的测定—磷钼兰分光光度法
4.1 方法原理
本方法采用强氧化剂过硫酸铵加热分解有机磷酸盐及聚磷酸盐为正磷酸盐,用氯化亚锡还原成磷钼蓝后,用分光光度法测定。
4.2 仪器与试剂
4.2.1 具有磨口塞的25mL比色管。
4.2.2 磷酸盐工作液(1mL含1mg磷酸根):称取105℃干燥过的磷酸二氢钾1.433g,溶于少量的除盐水,并稀释到1000mL。
磷酸盐标准液(1mL含0.1mg磷酸根):由工作液稀释10倍所得。
4.2.3 钼酸铵—硫酸混合液:于600mL蒸馏水中徐徐加入167mL浓硫酸,冷却至室温.称取20g钼酸铵,研细后溶于上述硫酸溶液中,用蒸馏水稀释至1000mL。
4.2.4 1%氯化亚锡的溶液(甘油溶液):称取1.5g•优级纯氯化亚锡于烧杯中,加20mL浓盐酸加热溶解后,再加80mL纯甘油,搅匀后将溶液转入塑料壶中备用。
4.2.5 浓盐酸(密度为1.19g/cm3)。
4.3 测定步骤
4.3.1 标准曲线的绘制:
标准曲线与正磷酸盐标准曲线用法通用。
4.3.2 水样的测定
4.3.2.1用移液管吸取25mL以慢速滤纸过滤后的澄清水样于100mL或150mL烧杯中,加入1mL 1mol/L硫酸溶液,加入50mg过硫酸铵—硫酸钠分解剂,将烧杯置于电炉上加热蒸至溶液恰好干枯并刚冒白烟为止,取下冷却。
4.3.2.2等稍冷后加入10mL水和40~50mg亚硫酸粉末或10滴甲醇,再电炉上微沸30~60秒,取下将溶液转移50mL比色管中,并用少量水冲洗烧杯几次,将洗涤液并入比色管中(溶液应控制在25mL左右)。
4.3.2.3上述比色管中各加2.5mL钼酸铵-硫酸混合液,蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
4.3.2.4 比色管中加入3~4滴氯化亚锡甘油溶液,摇匀。待10分钟后在660nm处,0.5cm 比色皿测吸光度。
4.4 结果计算
水样中总磷酸盐含量(mg/L)按下式计算:
a 总磷酸盐含量(mg/L)=×1000 V
式中:a——从标准曲线上查得的相应磷酸盐毫克数;
V——水样体积,mL。
5 污泥浓度的测定:
1. 用无齿镊子夹取定量滤纸放于事先恒重的称量瓶内,移入烘箱中于103—105℃烘干2小时后,取出置于干燥器内冷却至室温,称其重量。反复烘干、冷却、称重,直至连续两次称量的重量差≤0.2mg为止。记录G1(mg),将恒重的滤纸放在漏斗内。
2. 取100mL混匀的曝气水样,于上述滤纸过滤,并用少量超纯水冲洗量筒,待全过滤后,将载有污泥滤纸移入烘箱中于103—105℃烘2~3小时后移入干燥器中,冷却至室温称其重量,反复烘干、冷却、称重,直至连续两次称量的重量差≤0.4mg为止。记录G2(mg)
3.计算:
污泥浓度MLSS=
V — 水样体积 G1 G2 ×1000 (mg/L)。 V
6 污泥沉降比:
取100ml混匀的曝气水样液静置30分钟后,沉淀污泥层于上清液交界处的刻度数值(V)就是污泥沉降比。(用100ml量筒)。
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