水在大自然循環(huán)過程中,無時不與外界接觸。由于水極易與各種物質(zhì)混雜,溶解能力又較強(qiáng),所以,任何天然水體均不同程度地含有多種多樣的雜質(zhì)。工業(yè)廢水、生活污水及其他廢棄物排人水體,則使水中雜質(zhì)更趨復(fù)雜。所有各種雜質(zhì),按它們在水中的存在狀態(tài)可分為三類:懸浮物、膠體和溶解物。
(一)懸浮物和膠體雜質(zhì)
懸浮物尺寸較大,易于在水中下沉或上浮。易于下沉的一般是比重大于水的大顆粒泥沙及礦物質(zhì)廢渣等,能夠上浮的一般是體積較大而比重小于水的物質(zhì)。
膠體顆粒尺寸很小,在水中具有穩(wěn)定性,經(jīng)長期靜置也不會下沉。水中所存在的膠體通常有粘土、細(xì)菌、病毒、腐殖質(zhì)及蛋白質(zhì)等。天然水中的膠體一般帶負(fù)電荷,有時也含有少量帶正電荷的金屬氫氧化物膠體。
懸浮物和膠體是使水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的根源。其中有機(jī)物,如腐殖質(zhì)及藻類等,還會造成水的色、臭和味。
懸浮物和膠體一般是生活飲用水處理的去除對象。粒徑大于0.1mm的泥沙去除較易,通常在水中可自行下沉;而粒徑較小的懸浮物和膠體雜質(zhì),須投加凝聚劑才可去除。
(二)溶解雜質(zhì)
溶解雜質(zhì)是指水中的低分子和離子。它們與水構(gòu)成均相體系,外觀透明,稱真溶液。 但有的溶解雜質(zhì)可使水產(chǎn)生色、臭和味。溶解雜質(zhì)是某些工業(yè)用水的去除對象,處理方法也和去除懸浮物和膠體的方法不同。
在未受工業(yè)廢水或生活污水污染的天然水體中,溶解雜質(zhì)主要有以下幾種:
1.溶解氣體
天然水中的溶解氣體主要是氧、氮和二氧化碳,有時也含有少量硫化氫。
天然水中的氧主要來源于空氣中氧的溶解,部分來自藻類和其他水生植物的光合作用。地表水中溶解氧的量與水溫、氣壓及水中有機(jī)物含量等有關(guān)。天然水體的溶解氧含量一般為5?10mg/L。
地表水中的二氧化碳主要來自有機(jī)物的分解;地下水中的二氧化碳除來源于有機(jī)物的分解外,還有在地層中所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。地表水中(除海水外)二氧化碳含量一般小于 20?30mg/L;地下水中二氧化碳含量約幾十毫克每升至100mg/L。
水中氮主要來自空氣中氮的溶解,部分是有機(jī)物分解及含氮化合物的細(xì)菌還原等生化 過程的產(chǎn)物。
水中硫化氫的存在與某些含硫礦物(如硫鐵礦)的還原及水中有機(jī)物腐爛有關(guān)。由于硫化氫極易氧化,因而地表水中含量較少。如果發(fā)現(xiàn)地表水中硫化氫的含量較高。往往與含有大量含硫物質(zhì)的生活污水或工業(yè)廢水污染有關(guān)。
2.離子
天然水中所含的主要陽離子有鈣離子、鎂離子、鈉離子,主要陰離子有碳酸氫離子、 硫酸根離子、氯離子。此外,還含有少量鉀離子、二價鐵離子、錳離子、費(fèi)萆子等陽離子及硅酸氫離子、碳酸根離子、硝酸根離子等陰離子。所有這些離子,主要來源于礦物質(zhì)的溶解,也有部分可能來源于水中有機(jī)物的分解。