冬季不同污水處理工藝對溶解性有機物的去除探討

張配芳

摘 要：在使用不同的污水處理工藝對溶解性有機物進行去除時，去除效果會受到溫度的影響，溫度越低，去除效果越差。溶解性有機物會影響水質，并且通常情況下，人們的生活用水是通過加氯來消毒的，溶解性有機物會與氯發生化學反應，生成對人體健康不利的新物質。本文通過實驗的形式，分析冬季不同污水處理工藝對溶解性有機物的處理效果，并對實驗結果進行分析總結。

關鍵詞：冬季；污水處理工藝；溶解性有機物；去除

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A

溶解性有機物的成分是比較復雜的，在過去的測試中，只能反應其總量，而不能將其中的有機物分離出來，XAD樹脂分離法則可以分離溶解性有機物。過去對人們生活用水、污水處理工藝的研究都不是建立在低溫條件下的，低溫環境下，不同污水處理工藝對溶解性有機物的去除效果還有待研究。

一、實驗材料和實驗方法

（一）實驗材料處理方法

實驗搜集的污水主要來源于城市污水，采樣時間集中在12月下旬，溫度為零下23℃～-17℃之間，在水樣取回后均在3℃的條件下儲存。水樣總共有4份，分別來自不同的污水處理單位，分別以單位1、單位2、單位3、單位4來表示，不同的單位采用的污水處理工藝不同。其中，單位1使用的是A/O法，單位2使用的是曝氣生物濾池法，單位3使用的是浮動填料法，單位4使用的是A2/O法。4份水樣的采樣點都為初沉池和二沉池，但是水樣的運行參數不同，前3個單位的污水日處理量均為20萬噸。

（二）溶解性有機物的分級分離方法

采集到的4份水樣都要用0.45μm濾膜做過濾處理，要先串聯XAD-8樹脂柱，再串聯XAD-4樹脂柱，根據溶解性有機物在不同樹脂上的吸附特性，可以分離出其中的組分，并用DOC表示組分含量，組分主要有5類：第一是疏水性有機酸，即HPO-A；第二是疏水性中性有機酸，即HPO-N；第三是過渡親水性有機酸，即TPI-A；第四是過渡親水性中性有機物，即TPI-N；最后是親水性有機物，即HPI。

二、實驗用到的分析方法

（一）紫外-可見吸收光譜

將水樣的pH值調節為中性，并放入1cm石英比色皿中，對其進行紫外-可見掃描，掃描用到的儀器是美國Varian公司生產的Cary50紫外-可見分光光度計，掃描的范圍控制在190nm～900nm之間，空白則采用高純水。

（二）THMFP

THMFP即三鹵甲烷生成勢，是在加入足夠量的氯以后，保證與氯有足夠長的反應時間，反應后會出現4種三鹵甲烷，需要對其最大量進行測定。在水樣中加入0.1mol/L 的氫氧化鈉溶液或者氯化氫溶液，將水樣的pH值調節在6.8～7.2的范圍內，同時加入2mL的磷酸鹽溶液緩沖反應，反應溫度保持在20℃，反應時間為72h。待反應結束后，取出一部分水樣，加入2mL的MTBE和10g硫酸鈉，等硫酸鈉完全溶解后，水樣會出現分層現象，這時就需要取出1μL的有機相，注入CP-3800氣相色譜儀中進行測定。

（三）三維熒光光譜

在測定三維熒光光譜時，需要先稀釋溶解性有機物的組分，使其達到1mg/L，同樣要將水樣的pH值調節為7。在測定時，需要在1cm的石英熒光樣品池中裝入樣品，并設置激發和發射狹縫寬度，一般將這個寬度設置為5nm比較合適，掃描的速度控制在1200nm/min。同時，要激發波長的范圍，將其控制在220nm～450nm之間，而發射波長則應控制在280nm～550nm之間，掃描間隔為2nm。實驗所采用水樣的熒光光譜都用蒸餾水做空白校正。

三、不同污水處理工藝對溶解性有機物的去處效果

（一）4種污水處理工藝對溶解性有機物的去除效果

4個污水處理單位的進水溶解性有機物、出水溶解性有機物、對溶解性有機物的出水率見表1。

從表中1可以看出，4種污水處理方法對溶解性有機物的處理效果都比較好，其中單位2采用的曝氣生物濾池法效果是最好的。根據實驗結果，還可知道在溶解性有機物的5種組分中，這4種污水處理工藝對HPO-N和HPI的去除率是最大的。

（二）進出水的紫外-可見吸收光譜

通過實驗可以得出以下結論：在經過污水處理后，HPO-A、HPO-N、TPI-A、TPI-N的芳環取代程度會降低，增加HPI的芳環取代程度。單位3采用的浮動填料法對HOP-A的芳環取代程度降低得最為明顯，單位2采用的曝氣生物濾池工藝對HPO-N、TPI-A和TPI-N的芳環取代程度降低最明顯，對HPI的芳環取代程度增加最明顯。由此可見，在經過4種不同污水處理工藝的處理后，非芳香族物質的去除率高于芳香族物質。并且，污水處理工藝在降低溶解性有機物濃度的同時，還會促使其穩定性增加。在經過曝氣生物濾池工藝處理后，HPO-A的腐殖化程度增加最為顯著；HPO-N、TPI-A、TPI-N在經過A2/O工藝處理后，腐殖化程度增加得最為顯著；而HPI在經過A/O工藝處理后，其腐殖化程度增加最為顯著。

（三）進出水的三鹵甲烷生成活性

根據實驗結果，在經過4種不同污水處理工藝的處理后，每種組分的STHMP都升高，這表明在污水處理過程中，溶會先去除解性有機物中的非三鹵甲烷前體物。其中，HPO-A的升高率是最低的，HPI的升高率最顯著。在四種工藝中，浮動填料法對HPO-A、TPI-A、HPI的增加最明顯，A2/O工藝對HPO-N的STHMFP增加最明顯，曝氣生物濾池工藝對STHMFP的增加最明顯。

（四）進出水的熒光光譜

在用4種不同的工藝對污水進行處理后，可以通過測定，獲取每種工藝進水和出水中的溶解性有機物各組分的熒光光譜圖，并確定出各組分熒光峰的位置和強度。通過這些光譜圖和數據，可以得出以下結論：在4種不同污水處理工藝的作用下，進水和出水樣中的HPO-A和TPI-A，主要含有類富里酸熒光物質、類腐殖酸熒光物質、類芳香族蛋白質熒光物質。HPO-N和TPI-N中含有的熒光類物質則主要為，類方向組蛋白質熒光物質，HPI中含有上述4類熒光物質，且含量都很高。

結語

綜上所述，冬季不同污水處理工藝對溶解性有機物的去除效果都比較好，在經過4種不同污水處理工藝的處理后，溶解性有機物中5種組分的芳香性均會增加，且5種組分的STHMFP均升高。此外，四種不同的污水處理工藝對HPI中熒光物質的去除率高于非熒光物質。

參考文獻

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