污废水监测.ppt

<p>第十章,污废水监测,污废水监测,重点,掌握水样的分类,掌握水样的采集,掌握水样的保存,掌握水质监测项目和监测方法,掌握便携式仪表,概述,废水监测是了解水体污染的主要手段，为保证出水水质达到预期要求提供可靠依据，同时根据监测数据，及时对工艺参数和运行条件做出调整。,废水监测包括水样的采集与保存、水质分析、数据处理与评价等，一般由专业分析化验人员来完成。但按照污废水处理工职业标准的规定和运行管理的要求，应该掌握废水分析与监测方面的一般性知识。,一 水样分类,平均污水样：在一个或几个生产周期内，按时间间隔分别采集数次，性质稳定的污染物可将数次样品混合均匀一次测定，不稳定的采样后分别测定，再取各次测定值的平均值。,定时污水样：在一个生产周期内每一小时采样一次，找出污水量最大、浓度最高、危害最大的排放高峰，每个水样分别测定。,混合污水样：排放流量不稳定时，将一个排污口不同时间采集的水样，根据流量大小，按比例混合水样，得到平均比例混合水样。,瞬时污水样：在污水的组分随时间、空间发生变化时，因需要在时间间隔或相应的部位采集瞬时水样，分别测定水质的变化程度或瞬时状态。,二 水样的采集,水样采集和保存方法是监测的首要环节，为取得代表性水样，应确定取样地点、时间、频率、数量和取样方法，并根据检测项目确定水样的保存，,力求待测组分比例与浓度不发生显著变化。,取样频率：,依据国家标准城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）中的规定，城镇污水处理厂取样频率为至少每两小时一次，取24h混合样，以日均值计。污水综合排放标准（GB89781996）规定工业废水按生产周期确定，生产周期在8h以内的每两小时采样一次，生产周期大于8h时，每4h采样一次。其他污水采样24h 不少于两次。排放浓度按日均值计算。,取样器具：,根据检测项目和取样环境采取不同的取样器具，取样器具一般用具塞玻璃瓶、具塞聚乙烯瓶或水桶。采集深水水样时，需要专用采样器或深层采水器和自动采水器等。特出成分的分析，要使用专用容器。,深层水采样一定要沉入到要求的深度采集。自动取样器在取样完成后，要及时将水样取出。使用自动取样器应注意清洗取样瓶和取样管。,取样量：,按照监测项目的多少计算水样的需要量，单个监测项目在50500ml之间，一般物化分析为2L，全分析时可采集510L或更多。,取样方法：,要采集有代表性的水样，应注意四点；即定时间，定地点，定数量，定方法。前三点比较明确，定方法是指取样的方式和要求，如取样时水样瓶和取样勺均要用原水荡洗，放在避光阴凉的地方以及立即编号，及时送检等。,取样的注意事项：,采集水样要有取样计划、时间、地点及专用容器。做好相关记录，如样品编号、日期、取样点和时间、取样人以及设备运行和污水排放现状等。,对细菌检验及易变化的水样，要采取相应措施，以使水样在进行分析前不变质或污染。,三 水样保存方法：,离开水体的水样进入容器后，因环境条件的改变，如温度、压力、微生物新陈代谢和物化作用的影响，会引起水样组分的变化。为尽量减少水样组分的改变，使其有代表性，要尽量缩短存放时间，尽快进行分析，在特出原因需要保存，根据项目要求采取不同的保存方法。一般污水样品保存时间不得超过48小时，严重污染的污水样品应小于12小时。对水样保存要重点掌握以下四个方面,：,影响水质变化的因素,物理作用:易挥发成分的挥发、遗失，如HgCL,2,、AsCL,3,、NH,3,、苯系物、卤代烃的挥发损失。容器及水中悬浮物对待测组分的吸附、沉淀等，导致成分浓度的改变。,化学作用:氧化还原作用的发生，如Fe,2+,、S,2-,、CN,-,、I,-,、SO,2-,、Mn,2+,被氧化，Cr,6+,被还原等，含余氯的水样在贮存中，酚类、烃类、芳香烃类会继续被氯化，生成含氯的衍生物，水样从空气或室内吸收酸性和碱性气体，使pH变化，导致待测成分发生改变。,生物作用:微生物和藻类以氮、磷、钾、碳作为养分，使这些成分的浓度不断降低，再如硝化菌的硝化和反硝化作用，使氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的转换，均可使待测组分改变。,水样的贮存容器,常用的贮存水样容器材料是硼硅玻璃、石英、聚乙烯和聚四氟乙烯。石英和聚四氟乙烯杂质含量少，但价格昂贵，广泛使用的是聚乙烯和硼硅玻璃制成的容器。,聚乙烯在常温下不易被浓盐酸、磷酸、氢氟酸和浓碱腐蚀，便于携带。但浓硝酸、Br,2,、HCLO,4,对它有缓慢的侵蚀作用。贮存水样时，金属离子很少吸附，仅对CrO,4,、H,2,S、NH,3,、I,2,有吸附作用。聚乙烯塑料桶因塑料和添加剂的分解，产生有机物的污染，所以不宜贮存有机污染物的水样。,硼硅玻璃可耐HNO,3,、HCL、H,2,SO,4,、强氧化剂以及有机溶剂的侵蚀，但是不耐HF和强碱，常用作监测有机物水样贮存器，不宜贮存碱性水样。,容器的清洗,清洗的目的是去除容器内残留的灰尘、油污或其他污染物，防止污染采集的水样。玻璃和聚乙烯容器清洗根据监测项目的规定选择洗涤剂，其清洗步骤如下:,用不含磷酸盐的洗涤剂，软毛刷洗刷容器的内外表面及盖子自来水冲洗干净蒸馏水冲洗数次晾干备用。,也可用重铬酸钾洗液清洗，然后用自来水、蒸馏水冲洗干净，晾干备用。,水样保存方法,水样要充满容器并旋紧，使样品上方没有空隙。减小Fe,2+,被氧化及挥发性有机物的挥发损失。取样后要在4进行冷藏，以阻止生物活动、物理挥发和化学反应速度。在不干扰测定的前提下还可加入化学保存剂。使用之前应做空白实验，其纯度和等级必须达到分析要求。,水样的保存条件,由于各种污染样品的成分不同，同样的保存条件下，很难保证对不同类型样品中待测物都是可行的，所以，在采样前应根据样品的性质、组成和环境条件，检验保存方法或选用保存剂的可靠性。,四水质监测项目和监测方法,pH,pH是水化学中常用的和重要的检验项目之一。受水温影响在检测时应进行温度校正。其检测方法有电极法和比色法两种，比色法简单，但受色度、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及盐度的干扰，故一般使用玻璃电极法。,玻璃电极法是以饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极组成,电池（或采用复合电极），在pH计上直接读出溶液的pH。测定时温度差利用设备的补偿装置，用标准缓冲溶液对仪器进行校正。当pH大于10时，会产生较大误差，使读数偏低，称为钠差。克服钠差的方法可使用低钠差电极。也可采用与被测溶液相近的缓冲溶液对仪器进行校正。,悬浮物SS,悬浮物是衡量水质好坏的重要指标，也是决定污水外排的条件之一。悬浮物的测定是取一定体积的混合水样，去掉水样中漂浮的树叶；棍棒等不均匀物质，一般采用重量法，常用重量法包括滤膜法、滤纸法和石棉坩埚法三种。,滤膜法：用滤膜过滤水样，经103105,烘干后得到悬浮物含量。,滤纸法：先用蒸馏水洗中速定量滤纸，以除去可溶性物质，再烘干至质量恒定得到悬浮物含量。,石棉坩埚法：用石棉坩埚过滤水样，截留在坩埚上的悬浮物经103105,烘干后称重（GB/T119011989）。,滤纸法或石棉坩埚测定时，因滤孔大小对测定结果有很大影响，两种方法所得结果与滤膜法有出入，报告结果时，应注明测定方法。,生化需氧量BOD,生化需氧量是间接表示水体被有机物污染程度的综合指标。它是指在规定条件下，水中有机物和无机物在生物氧化作用下所消耗的溶解氧(以质量浓度表示)。,生化过程一般分为两个阶段，第一阶段是碳化物氧化，叫碳化阶段，经过五天的生化过程，碳化过程进行的比较完全，大量需氧阶段已经过去，第二阶段是氮化物氧化，叫硝化阶段，硝化阶段耗氧速度低，时间长。所以国内目前普遍采样20；五天培养时间所需要的氧量作为评价水质的指标，称为五天生化需氧量BOD,5,。生化需氧量的测定方法有微生物传感器快速测定法（HJ/T862002）和稀释接种法。,微生物传感器快速测定法（HJ/T862002）,微生物传感器是由氧电极和微生物菌膜构成，当废水水样与微生物传感器接触，可生化降解的有机物扩散到固定的微生物层上，氧气被微生物大量消耗，致使氧电极电流迅速减少，在水样的可生化有机物向菌膜扩散速度达到恒定时，则扩散到氧电极表面上氧的质量恒定，因此产生了一个恒定电流，该电流与水样中可生化降解的有机物浓度氧的减少量存在定量关系，故可换算出水样中生化需氧量。,稀释接种法,经中和及去除毒性物质或稀释后的水样置于培养瓶中，在恒温20OC暗处培养5天，培养前后分别测定溶解氧浓度，由两者的差值算出每升水消耗掉氧的质量，即生化需氧量BOD,5,。,由于BOD测定是一种经验方法，是生物化学和化学作用共同产生的结果，所以要严格按照操作规范进行，变更任何一种条件都将影响测定结果，这些条件包括pH、温度、微生物种类和数量、无机盐、溶解氧含量和稀释度等。,化学需氧量COD,化学需氧量反应了水中受还原性物质污染的程度。水中还原性物质包括有机物、亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等，因此COD是水体中受还原性物质污染的综合性指标。主要是水体受有机物污染的综合指标。最常见的测定方法是重铬酸钾法和高锰酸钾法。,重铬酸钾法（GB/T119141989）,水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，用银盐作催化剂，蒸馏后以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中没有被还原的重铬酸钾，由消耗硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。,高锰酸钾法（GB/T118921989）,在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，处理水样时所消耗的量，以氧的mg/L来表示，是水体受还原性有机和无机物质污染程度的综合指标。,高锰酸钾法按溶液介质酸性高锰酸钾法和碱性高锰酸钾法。两种方法均是在水样中加入一定量的高锰酸钾溶液，加热反应后，用草酸钠溶液还原剩余的高锰酸钾并加入过量，再用高锰酸钾溶液回滴，通过计算求出高锰酸盐指数值。,色度,水的色度就是水的颜色，但有真色和表色两种。去除浊度后，仅由溶解物质产生的颜色为真色。测定真色时，若水样浑浊，应放置澄清后取上清液，或者经0.45um的滤膜过滤，也可经离心后再测定。由溶解物质及不溶解性悬浮物产生的颜色为表色，用未经过过滤或离心分离取原始样品测定。清洁的或浊度低的水，其真色和表色接近。色度的测定有铂钴比色法和稀释倍数法两种。水样的色度应去除悬浮物以后再进行色度的测定，但不能用吸收颜色的滤纸过滤。,铂钴比色法,标准色度单位：度，1mg/L铂和0.5mg/L钴时所具有的颜色称为1度。先用氯铂酸钾和氯化钴配置颜色标准溶液，与被测样品进行目视比较，以测定样品的颜色强度。,铂钴比色法适用于清洁水、较清洁的地面水、地下水和饮用水以及轻度污染并略带黄色的水等。,稀释倍数法（GB/T119031989）,将水样按一定的稀释倍数稀释到接近无色时，记录稀释倍数，以此表示水样的色度，单位为倍。稀释倍数法适用于污染较严重的地面水和工业废水。,以上两种方法各自独立使用，没有可比性。,氨氮,水溶液中的氨氮是以游离氨或离子铵形态存在的氨。两者的组成取决于水的pH。当pH较高时，游离氨的比例较高，反之铵盐为高。地面水和污水中天然地含有氨，氨的工业污染来源非常广泛。在有氧环境中，水中氨可转变为亚硝酸盐和硝酸盐。在无氧环境中，水中存在的亚硝酸盐受微生物的作用被还原为氨。,氨的测定方法有纳氏试剂法、次氯酸盐法、滴定法和电极法等。在氨的浓度较高时，最好选用滴定法。色度和浊度对电极法测定氨没有影响，水样无需处理，且简便和测量范围宽等优点，但高浓度溶解离子对测定有影响。,纳氏试剂法（GB/T74791987）,以游离态的氨或铵离子形式存在的氨氮与碘化汞和碘化钾的碱性溶液反应生成黄棕色络合物，该络合物的色度与氨氮的含量成正比，可用目视比色或用分光光度法测定。,总氮,总氮是指可溶性及可滤性固体(小于0.45um颗粒物)中的含氮量，总氮是衡量水质的重要指标之一。测定方法是以过硫酸钾氧化，使有机氮和无机氮转化为硝酸盐后，再用紫外法测定；或还原为亚硝酸盐后，用偶氮比色法及离子色谱法进行测定。也可采用分别测定有机氮和无机氮化合物后加和的方法。,碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB/T118941989）,高温下的水溶液，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子。原子态氧在一定温度下使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。用紫外分光光度法进行测定来计算总氮含量。,总磷,磷与氧化剂合成能力很强，在自然界中没有单质磷。磷以各种磷酸盐的形式存在于溶液中、腐殖质粒子中和水生生物中。磷是生物生长所必需的，若水中磷含量过高会使水质恶化，这个过程称为“富营养化”，会造成水资源在饮用、游览和养殖等方面的利用价值下降。,总磷包括溶解的、颗粒的、有机的和无机磷。分析方法由两个步骤组成，第一步由氧化剂过硫酸钾、硝酸-高氯酸、硝酸-硫酸、硝酸镁或者紫外照射，将水样中不同形态的磷转化成磷酸盐，第二步测定正磷酸，从而求得总磷的含量。,用过硫酸钾为氧化剂，将水样消解，再用钼酸铵分光光度法测定总磷。（GB/T11893-1989）原理是在中性条件下用过硫酸钾使试样消解，将磷全部氧化为正磷酸盐。在酸性介质中，正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑钾反应，生成磷钼杂多酸，被抗坏血酸还原剂还原，变成蓝色的络合物，通常称为磷钼蓝。,石油类,油类物质是水环境的重要污染物。动植物油类的主要污染源是生活污水、皮革制造、油脂生产与加工业。随着石油产品使用的普遍性，石油类的污染更为广泛。对目前污水中油类测定的方法有重量法、荧光法、分光光度法、色谱法等。目前较好的方法是红外光度法（GB/T16488-1996）,总有机碳(TOC),总有机碳(TOC)是以碳的含量表示水体中有机物质总量的综合指标。按工作原理不同，可分为燃烧氧化非分散红外吸收法、电导法、气相色谱法、湿发氧化非分散红外吸收法等。其中燃烧氧化非分散红外吸收法只需一次性转化，流程简单、重现性好、灵敏性高等得到广泛采用。,燃烧氧化非分散红外吸收法(GB/T131931991),碱度,水的碱度是指水中所含能与强酸定量作用的物质总量。用标准酸滴定水中碱度是各种方法的基础。即酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。用指示剂判断滴定终点的方法简便快速，适用于控制性试验及例行分析。电位滴定法根据电位滴定曲线在终点时的突跃，确定特定pH下的碱度，它不受水样浊度、色度的影响，适用范围较广。两法均可根据需要和条件选用。,硝态氮,水中硝酸盐氮是在有氧环境下，各种形态的含氮化合物中最稳定的化合物，用以表示含氮有机物无机化作用最终阶段的分解产物。,水中硝酸盐的测定方法常用的有酚二磺酸光度法、镉柱还原法、戴氏合金还原法、离子色谱法、紫外法和电极法等。,大肠菌群,大肠菌群在体外存活时间于肠道致病菌相近，检验方法比较简单，故被定为检验肠道致病菌的指示菌。大肠菌群包括四种细菌:大肠埃希氏菌属、柠檬酸细菌属、肠杆菌属和克雷伯氏菌属。在它们接种到远滕氏培养基上生长时，因四种菌的反应差别可将其区别开来。大肠菌群数是指每升水样中所含有的大肠菌群的总数目。其检测方法：,多管发酵法,是根据大肠菌群细菌能发酵乳糖、产酸产气以及具备革兰氏染色阴性、无芽孢、呈杆状等有关特性，经三个步骤进行检验，求得水样中的大肠菌群数。是根据统计学理论，估计水体中的大肠杆菌密度和卫生质量的一种方法。,滤膜法,用孔径为0.450.65um微孔薄膜，将水样中的细菌截留在滤膜上，再将滤膜贴在培养基上，经培养后，直接计数滤膜上生长的典型大肠菌群菌落。算出每升水样中含有的大肠菌群数。,五便携式仪表,pH测量仪表,pH测量仪表又称为酸度计，是电位式仪器中应用较广的一种。常用于测定溶液中氢离子浓度，通过把一对电极插入溶液测出电极电位后，即反应出离子浓度。对氢离子浓度则直接以酸碱度(pH值)表示。仪表除有电极和显示器外，还设置了零点、定位、校正调节和温度补偿等。,被测溶液对测量的影响：电极在溶液中与其他物质接触，电极表面会结垢，影响测量结果。根据水溶液状况选配合适的pH电极，在含有较多杂质、悬浮物、油类时，选配带有清洗装置的pH电极，并配备清洗控制器。,在现场测量时，要注意被测水溶液的温度，及时调节温度补偿钮，减少测量误差。,溶解氧测量仪表,溶解氧测量仪利用测量探头的特性，可直接在水中进行溶解氧测定，仪表显示溶解氧的浓度或氧的饱和百分率。根据所采用探头的不同类型，可测定氧的浓度或氧的饱和百分率。仪表除显示和探头外，还设置了零点，校正调节和温度补偿等。,取样测定时应将水样慢慢充满容器，防止夹带空气。测量容器应能密封以隔绝空气，并带有搅拌器。对流动样品，要保证有足够的流速，否则需将探头在水样中往复移动。要将探头慢慢侵入样品，防止空气泡附在膜上而带到样品在中。为防止虚假读数，样品与探头应保持一定的相对流速。,浊度测量仪表,根据国标ISO7027设计进行测量，光源为具有890nm波长的高发射强度的红外发光二极管，确保样品颜色引起的干扰达到最小。传感器与发射光线垂直，测量样品中散射的光量，由微处理器将读数值转化为浊度值。,对测定结果造成干扰和影响的有：有漂浮物和沉淀物，有气泡和振动，比色皿有油污和划痕。,测量仪器为：多参数水质现场快速分析仪。,COD/BOD测量仪表,半微量COD快速测定仪是将样品加入到测试管中，加热后用比色计或分光光度计直接读取COD值。用程序设定消解时间。,紫外曝气快速COD/BOD测定仪，是利用水中有机物在紫外光区对电磁波的吸收，其吸收值与有机物强度成正比。仪表采取自动进样、自动处理数据、打印结果、绘制吸收曲线等。,电导率测量仪表,由电导和电阻的倒数关系，在一定温度下，利用一对接在电路中的片状电极，通过测量两个极片之间的电阻，求出溶液的电导率。,</p>