1.2　城市污水的性质与污染指标

污水中的污染物质复杂多样，根据对环境造成的危害及污染物质的不同，其性质和特征主要表现在物理性质、化学性质和生物性质等方面，下面分别介绍。

1.污水的物理性质及其指标

表征水的物理性质的指标有嗅和味、色度、浑浊度、水温和固体含量等。

（1）嗅和味

嗅和味是一项感官性状指标。天然水是无色无味的。水体受到污染后产生气味，影响了水环境。嗅和味主要来源于水体自净过程的水生动植物及微生物的繁殖和衰亡及工业废水中的各种杂质。生活污水的嗅和味主要由有机物腐败产生的气体造成，主要来源于还原性硫和氮的化合物，工业废水的嗅和味主要由挥发性化合物造成。目前，测定水的嗅与味只能靠人体的感官进行。

（2）色度

色度是表现在水体呈现的不同颜色。纯净水无色透明，天然水中含有黄腐酸呈黄褐色，含有藻类的水呈绿色或褐色，生活污水的颜色一般呈灰色。较清洁的地表水色度一般为15～25度，湖泊水可达60度以上。饮用水色度不超过15度。工业废水的色度由于工矿企业的不同而差异很大，如印染、造纸等生产污水色度很高，使人感官不悦。

（3）浑浊度

浑浊度表示水中含有悬浮及胶体状态的杂质物质。浑浊度主要来自于生活污水与工业废水的排放。

（4）水温

污水的水温对污水的物理性质、化学性质、生物性质气体的溶解度、微生物的活动及pH值、硫酸盐的饱和度等有直接影响。许多工业排出的废水温度较高；生活污水的年平均温度相差不大，一般在10～20℃之间。水温升高影响水生生物的生存，水中的溶解氧随水温的升高而减小；另一方面，水温升高加速了污水中好氧微生物的耗氧速度，导致水体处于缺氧和无氧状态，使水质恶化。城市污水的水温与城市排水管网的体制及生产污水所占的比例有关。一般来讲，污水生物处理的温度范围在5～40℃。

（5）固体含量

一般天然水源的地下水水质的悬浮物较少，但由于水流经岩层时溶解了各种可溶的矿物质，所以其含盐量高于地表水（海水及咸水湖除外），故其硬度高于地表水，我国地下水总硬度平均为60～300mg/L，有的地区可高达700mg/L。地表水主要以江河水为主，其水中的悬浮物和胶体杂质较多，浊度高于地下水，但其含盐量和硬度较低。水中所有残渣的总和为总固体（TS），总固体量主要是有机物、无机物及生物体三种组成。亦可按其存在形态分为悬浮物、胶体和溶解物。显然，总固体包括溶解物质（DS）和悬浮固体物质（SS）。悬浮固体是由有机物和无机物组成，根据其挥发性能，悬浮固体又可分为挥发性悬浮固体（VSS）和非挥发性悬浮固体（NVSS）。挥发性悬浮固体主要是污水中的有机质，而非挥发性固体为无机质。生活污水中挥发性悬浮固体约占70％。溶解固体的浓度与成分对污水处理效果有直接影响，悬浮固体含量较高能使管道系统产生淤积和堵塞现象，也可使污水泵站的设备损坏。如果不处理直接排入受纳水体，能造成水生动物窒息，破坏生态。

2.污水的化学性质及其指标

（1）有机物指标

城市污水中含有大量的有机物，其主要是碳水化合物、蛋白质、脂肪等物质。由于有机物种类极其复杂，因此难于逐一定量。但上述有机物都有被氧化的共性，即在氧化分解中需要消耗大量的氧，所以可以用氧化过程消耗的氧量作为有机物的指标。所以在实际工作中经常采用生物化学需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）、总有机碳（TOC）、总需氧量（TOD）等指标来反映污水中有机物的含量。

①生物化学需氧量（Bio-Chemical Oxygen Demand，BOD）。生物化学需氧量也称生化需氧量。在一定条件下，即水温为20℃，由于好氧微生物的生活活动，将有机物氧化成无机物（主要是水、二氧化碳和氨）所消耗的溶解氧量，称为生物化学需氧量，单位为mg/L。污水中的有机物分解一般分为两个阶段进行。在第一阶段，主要是将有机物氧化分解为无机的水、二氧化碳和氨，也称为碳氧化阶段；第二阶段，主要是氨被转化为亚硝酸盐韧硝酸盐，此阶段也称硝化阶段。生活污水中的有机物需要20天左右才能完成第一阶段过程，即测定第一阶段的生化专氧量至少需要20天时间，而要想完成两个阶段的氧化分解需要100天以上，所以在实际工作中要想测得准确的数值需要时间太长，有一定难度，故工程实际中常用5天生化需氧量（BDD5）作为可生物降解有机物的综合浓度指标。五天的生化需氧量（BOD5）约占总生化需氧量（BODu）的70％～80％，测得BOD5后，基本能折算出BOD的总量。

②化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）。在污水中的有机物按被微生物降解的难易程度可分为两类：易于被生物降解的有机物和难于被生物降解的有机物。易于被微生物降解的有机物，在温度一定、有氧的条件下，可以用生物化学需氧量（BOD）测定出其含量，而难于被微生物降解的有机物，不能直接用生物化学需氧量表现出来，所以BOD不能准确地反映污水中有机污染物质的含量。

化学需氧量（COD）是用化学氧化剂氧化污水中的有机污染物质，氧化成CO2和H2O，测定其消耗的氧化剂的用量，单位为mg/L。常用的氧化剂有两种，即重铬酸钾和高锰酸钾。重铬酸钾的氧化性略高于高锰酸钾。以重铬酸钾做氧化剂时，测得的值称CODcr或COD；用高锰酸钾作氧化剂测得的值为CODMn或OC。

显然，化学需氧量（COD）能反映出易于被微生物降解的有机物，同时又能反映出难于被微生物降解的有机物，能较精确地表示污水中有机物的含量。污水中难于被生物降解的有机物量越多，越不宜采用生物处理方法。所以，BOD5/COD的比值是可以用来判别污水是否可以生化处理的标志。一般认为比值大于0.3的污水，基本能采用生物处理方法。据统计，城市污水BOD5/COD的比值一般为0.4～0.65之间。

COD的测试需要时间较短，一般需几个小时即可测得，较测得BOD方便。所以，在实际工程中，要同时测试BOD5与COD两项指标作为污水处理领域的重要指标。

③总有机碳（Total Organic Carbon，TOC）。TOC的测定原理为：将一定数量的水样，经过酸化后，注入含氧量已知的氧气流中，再通过铂作为触媒的燃烧管，在900℃高温下燃烧，把有机物所含的碳氧化成二氧化碳，用红外线气体分析仪记录二氧化碳的数量，折算成含碳量即为总有机碳，单位为mg/L。

④总需氧量（Total Oxygen Demand，TOD）。有机物的主要组成元素为碳、氢、氧、氮、硫等。将其氧化后，分别产生CO2、H2O、NO2和SO2等物质，所消耗的氧量称为总需氧量，单位为mg/L。TOD和TOC都是通过燃烧化学反应，测定原理相同，但有机物数量表示方法不同，TOC是用含碳量表示，TOD是用消耗的氧量表示。水质条件较稳定的污水，其测得的BOD5、COD、TOD和TOC之间，数值上有下列排序：TOD>CODcr>BODu>BOD5>TOC。

五者之间有一定的相关关系。生活污水BOD5/COD为0.4～0.65，BOD5/TOC比值为1.0～1.6。工业废水上述两个比值取决于工业废水的性质。

（2）无机物指标

无机物指标主要包括氮、磷、无机盐类和重金属离子及酸碱度等。

①污水中的氮磷物质。污水中的氮、磷为植物的营养物质，对高等植物的生长，氮、磷是宝贵物质，而对天然水体中的藻类，虽然是生长物质，但会使藻类大量生长和繁殖，使水体产生富营养化现象。

②无机盐类。污水中的无机盐类，主要指污水中的硫酸盐、氯化物和氰化物等。

③重金属离子。污水中重金属离子主要有汞、镉、铅、铬、锌、铜、镍、锡等。

④酸碱污染物。水中的酸碱度以pH值反映其含量，微生物生长要求酸碱度为中性偏碱为最佳，当pH值超出6～9的范围时，将对人畜造成危害。

3.污水的生物性质及其指标

污水中生物污染物是指污水中能产生致病的微生物，以细菌和病毒为主。污水生物性质检测指标为大肠菌群数、大肠杆菌指数、病毒及细菌总数。大肠菌群数是每升水样中含有的大肠菌群数目，单位为个/升。