污水检测指标主要包括化学需氧量生化需氧量氨氮总磷总氮pH值悬浮物等项目
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污水检测指标是评估水质污染程度、指导污水处理工艺设计及验证排放合规性的核心依据。不同指标对应不同的污染类型,其中化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮、总磷、总氮、pH值、悬浮物(SS)是最常用的基础指标——它们分别反映有机物含量、可生化性、氮磷营养盐水平、酸碱度及固体杂质情况,共同构成了污水水质的“全景图”。
化学需氧量(COD):反映有机物总污染的“标尺”
化学需氧量(COD)是指在一定条件下,用强氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾)氧化水中有机物和还原性无机物所需的氧量,以“mg/L”为单位。它是衡量水中有机物污染程度的核心指标,氧化剂的选择决定了检测范围——重铬酸钾法(GB11914-89)是国标推荐的工业污水检测方法,因氧化性强,能氧化90%以上的有机物;高锰酸钾法(COD Mn)则适用于饮用水、地表水等较清洁水体,氧化率约50%。
COD的数值直接对应有机物含量:生活污水的COD通常在300-500mg/L,主要来自食物残渣、洗涤剂等;工业污水的COD差异极大,印染厂废水因含大量染料、浆料,COD可高达2000-5000mg/L;化工废水若含芳香族化合物,COD甚至能突破10000mg/L。对于污水处理厂而言,COD是工艺设计的关键参数——若进水COD过高,需增加厌氧或物化预处理单元,降低后续生化池的负荷。
需注意的是,COD不仅包含有机物,还包括亚硝酸盐、硫化物等还原性无机物,因此检测结果是“总还原性物质”的总和。在实际应用中,需结合其他指标(如BOD)判断有机物的可生化性,避免误判污染性质。
生化需氧量(BOD):衡量可生化性的“试金石”
生化需氧量(BOD)是指微生物在有氧条件下分解水中有机物所需的氧量,通常以“BOD5”表示——即20℃恒温培养5天后的耗氧量。它反映了有机物中“可被微生物利用”的部分,是判断污水是否适合生化处理的核心指标。
BOD的检测需严格控制条件:水样需稀释至适宜浓度(保证培养后溶解氧下降2-4mg/L),若污水含毒性物质(如重金属、酚类),需接种驯化后的微生物(避免土著微生物被杀死)。生活污水的BOD5一般在150-250mg/L,与COD的比值(B/C比)约0.4-0.6,说明可生化性好;工业污水的B/C比差异大,造纸厂废水因含纤维素,B/C比可达0.5以上,适合生化处理;而化工废水(如农药厂)的B/C比可能低于0.2,需先经活性炭吸附、芬顿氧化等物化处理,提高可生化性。
BOD与COD的互补性是其核心价值:COD是“总需氧量”,BOD是“可生化需氧量”,两者的差值代表“难生化有机物”的含量。例如,某印染废水COD为3000mg/L,BOD5为600mg/L,B/C比0.2,说明80%的有机物无法被微生物分解,需采用“物化+生化”组合工艺。
氨氮:水体富营养化的“导火索”之一
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮,来源包括生活污水中的蛋白质分解(每人每天排放约10-15g氨氮)、农业径流(化肥流失)、工业废水(化肥厂、养殖场、屠宰场)。它是氮循环的重要环节,也是水体富营养化的主要驱动因子之一。
氨氮的检测常用纳氏试剂分光光度法(GB7479-87):氨与纳氏试剂(碘化汞和碘化钾的强碱溶液)反应生成黄棕色络合物,其吸光度与氨氮浓度成正比。该方法灵敏度高(检出限0.025mg/L),但易受浊度、金属离子干扰,需预处理(如絮凝沉淀、蒸馏)。
氨氮的危害具有“双重性”:一方面,铵离子是植物的营养源,但过量会导致藻类爆发;另一方面,游离氨(NH3)具有毒性——当水体pH>8时,NH3占比增加,会破坏鱼类的鳃组织,导致呼吸困难。例如,淡水鱼的安全氨氮浓度(NH3-N)需低于0.02mg/L,若超过0.1mg/L,会出现死亡现象。生活污水的氨氮浓度一般为20-40mg/L,而养殖场废水可达100-500mg/L,需经硝化-反硝化工艺处理(将氨氮转化为氮气)。
总磷(TP):藻类繁殖的“营养泵”
总磷(TP)是指水中所有磷的总和,包括正磷酸盐(如PO4^3-)、聚磷酸盐(如洗涤剂中的焦磷酸钠)和有机磷(如磷脂、核酸)。它是水体富营养化的“限制因子”——多数淡水生态系统中,磷是藻类生长的“短板”,只要总磷超过0.02mg/L,就可能引发蓝藻爆发。
总磷的检测需经“消解”步骤:将水样用硫酸-硝酸或过硫酸钾消解,使所有磷转化为正磷酸盐,再用钼酸铵分光光度法(GB11893-89)测定——正磷酸盐与钼酸铵在酸性条件下反应,生成磷钼杂多酸,经抗坏血酸还原为磷钼蓝,其吸光度与总磷浓度成正比。
总磷的来源具有“生活+工业”双重属性:生活污水中的磷主要来自含磷洗涤剂(每克含磷洗衣粉约含150mg磷)、食物残渣;工业废水则来自化肥厂(磷酸生产)、食品加工厂(乳制品、饮料)、电镀厂(磷化工艺)。例如,含磷洗涤剂的生活污水总磷可达10-15mg/L,而化肥厂废水的总磷能达到50-100mg/L。污水处理中,总磷的去除需通过“化学沉淀”(加钙盐、铝盐生成磷酸钙、磷酸铝沉淀)或“生物除磷”(聚磷菌在厌氧条件下释放磷,好氧条件下吸收磷)。
总氮(TN):富营养化的“幕后推手”
总氮(TN)是指水中有机氮(如蛋白质、尿素、氨基酸)和无机氮(氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮)的总和,反映了水体中氮的总负荷。它与总磷共同作用,是蓝藻、绿藻爆发的“幕后推手”——当水体中总氮>0.2mg/L、总磷>0.02mg/L时,就满足了藻类大量繁殖的条件。
总氮的检测采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法(GB11894-89):水样在碱性条件下,用过硫酸钾消解(120℃、30分钟),将所有氮转化为硝酸盐氮,然后在220nm和275nm波长下测吸光度(硝酸盐在220nm有强吸收,275nm用于扣除有机物干扰)。该方法的检出限为0.05mg/L,适用于各种水体。
总氮的来源广泛:生活污水中的总氮主要来自粪便(每人每天排放约5-8g氮)、洗涤剂;农业径流中的总氮来自化肥(如尿素、 ammonium nitrate)流失;工业废水则来自皮革厂(胶原蛋白分解)、制药厂(含氮有机物)。例如,生活污水的总氮浓度一般为30-50mg/L,而皮革厂废水可达100-200mg/L。污水处理中,总氮的去除需经“硝化”(氨氮→硝酸盐氮)和“反硝化”(硝酸盐氮→氮气)两个步骤,反硝化需要碳源(如甲醇、乙酸),若进水碳源不足,需额外投加。
pH值:污水处理的“环境开关”
pH值是衡量水体酸碱度的指标,范围为0-14(7为中性)。污水排放标准(如GB8978-1996)要求pH值在6-9之间,这是因为pH值直接影响微生物活性、化学反应效率及设备寿命。
微生物的适宜pH范围较窄:好氧菌(如活性污泥中的细菌)适宜pH6.5-8.5,若pH<6,会抑制脱氢酶活性,导致有机物分解效率下降;若pH>9,会破坏细菌的细胞膜,导致微生物死亡。例如,酸洗废水(pH<2)若直接进入生化池,会杀死所有微生物,需先加石灰(CaO)中和至pH7左右;印染废水(pH>11)则需加硫酸调节至pH8左右。
pH值还会影响其他指标的形态:氨氮中游离氨(NH3)的比例随pH升高而增加(pH=7时,NH3占比<1%;pH=10时,占比>50%);总磷中磷酸根的形态(H3PO4、H2PO4^-、HPO4^2-、PO4^3-)也随pH变化——pH=7时,H2PO4^-占主导;pH=10时,PO4^3-占主导。因此,pH值是污水检测的“基础指标”,需优先检测,再调整其他指标的检测条件。
pH值的检测常用玻璃电极法(GB6920-86):玻璃电极与参比电极(如甘汞电极)组成原电池,其电动势与pH值成正比。该方法快速、准确,适用于各种污水,但需定期校准电极(用标准缓冲溶液,如pH4.01、6.86、9.18)。
悬浮物(SS):污水中的“固体垃圾”
悬浮物(SS)是指水中不能通过0.45μm滤膜的固体颗粒,包括无机颗粒(泥沙、黏土)、有机颗粒(食物残渣、微生物尸体)和工业废渣(纤维、塑料碎片)。它是污水中的“物理污染物”,直接影响处理工艺的运行和水体的外观。
SS的检测采用重量法(GB11901-89):用恒重的滤膜过滤水样,将滤膜烘干(103-105℃)至恒重,其重量差即为SS浓度(mg/L)。该方法是国标推荐的方法,结果准确,但操作繁琐(需多次烘干、称重)。
SS的危害主要体现在“物理堵塞”和“生态影响”:对于污水处理厂,SS过高会堵塞进水泵、管道,增加沉淀池的负荷(需频繁排泥);若进入生化池,会包裹微生物,影响其与有机物的接触,降低处理效率。例如,生活污水的SS一般为100-300mg/L,而建筑废水(含泥沙)的SS可达1000-5000mg/L,需先经格栅、沉砂池去除大颗粒杂质。对于自然水体,SS过高会使水变浑浊,阻挡阳光穿透,抑制水生植物的光合作用(导致溶解氧下降),还会吸附重金属、有机物,形成“复合污染物”,加重水体污染。
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