采用過氧化鈣對黑臭水凈化的效果分析

梅寶中

（江蘇金海園林生態科技有限公司，江蘇 連云港 222000）

1 黑臭水體形成原因和治理現狀

1.1 黑臭水體形成原因

對各地黑臭水體形成的原因進行分析，人們可以發現四個方面的核心因素，即點源污染、面源污染、內源污染和其他污染。點源污染是最常見的污染方式，帶有長期性破壞的基本特點，包括排放口直排污廢水、合流制管道雨季溢流、分流制雨水管道初期雨水或旱流水硬性和非常規水源補水等。面源污染往往帶有區域性特點，包括降水所攜帶的污染、養殖廢水的污染等[1]。

1.2 黑臭水體治理現狀

我國當前對黑臭水體的治理成果參差不齊，部分核心城市采用綜合治理的方式，效果較為理想，一些中小城市則存在治理思路、技術上的缺陷，黑臭水體問題始終無法解決。例如，存在“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的誤區，缺少系統治理，造成不少黑臭水體治理一段時間后出現反彈。也有部分城市選取的技術不當，進行淤泥清理、投入一些微生物進行處理，或者采用工程性思維，加之雨污合流、面源污染等多種因素，即使投入大量資金，仍然難以達到治理效果。部分城市建設壓力、經濟活動壓力大，采用招標方式進行黑臭水體治理，鼓勵低價競標，招標需求制定過于簡單，也造成黑臭水體問題久拖不決[2]。

2 試驗分析

2.1 試驗準備

試驗所用過氧化鈣純度為75%，購買自沈陽第一化學品制造廠，應用激光粒度分析進行力度分析，確定質量濃度標準值為0.015 8%，滿足試驗要求，經過10次分析獲取粒度中值，結果為12.339 μm，滿足試驗要求，粒度范圍為0.299～42.589 μm，滿足試驗要求，表面積平均為0.989 m2/g，滿足試驗要求。獲取沈陽市郊某運河黑臭水體為分析對象，共獲取20份樣本，對其中10份的理化性質進行評估測定，所獲平均結果如表1所示。

表1 某運河黑臭水體理化性質

取10份樣本進行試驗，并對試驗所獲結果進行記錄，求取平均值進行分析，利用反復試驗的方式，控制分析誤差。同時進行對比，了解不同參數下過氧化鈣對黑臭水體凈化效果的差異。

2.2 試驗過程

獲取樣本后，將其置于常規室溫環境下，放入無菌瓶中進行短暫封存，完成理化性質測定后，啟封。取5份樣本，每份200 mL，分別向樣本中加入0.05 g、0.20 g、0.50 g、1.00 g、2.00 g過氧化鈣。將樣本置入避光、陰涼處，保持溫度穩定在24～26℃，24 h后，取樣分析。取樣前，輕輕搖晃無菌瓶，使混合液體處于均勻狀態，利用水系針頭（0.45 μm）進行過濾取樣，避免雜質干擾，該組為第一組，主要分析過氧化鈣用量的影響。

第二組試驗，要求取若干無菌瓶，分別置入樣本，額外投入4.00 g過氧化鈣，存放條件與第一組相同，分別放置1 h、9 h、18 h、24 h、48 h、72 h后，進行一次樣本測定，取樣前，輕輕搖晃無菌瓶，使混合液體處于均勻狀態，利用水系針頭（0.45 μm）進行過濾取樣，避免雜質干擾。該組主要分析反應時間的影響。

第三組強調酸堿度的影響分析，要求取若干無菌瓶，分別置入樣本，額外投入4.00 g過氧化鈣，同時投入1 mol/L氫氧化鈉，另一份樣本中投入1 mol/L硫酸霧，將三份樣本的酸堿度控制在2.0、9.0和11.0左右的水平，將樣本置入避光、陰涼處，保持溫度穩定在24～26℃，24 h后，取樣分析。取樣前，輕輕搖晃無菌瓶，使混合液體處于均勻狀態，利用水系針頭（0.45 μm）進行過濾取樣，避免雜質干擾，分析酸堿度影響。

完成所有樣本制備后，檢測以納氏試劑光度法為基準，應用電極法測定混合溶液的酸堿度，溶解氧方面，通過測定儀獲取數值。上述參數均進行10次測定，獲取平均值，避免誤差影響。

2.3 試驗結果

2.3.1 過氧化鈣投入量的影響

以第一組試驗的測定平均值為基礎，分析過氧化鈣投入量對黑臭水體凈化效果的影響，所獲試驗數據如表2所示。

從結果上看，在200 mL樣本中，投入1.00 g過氧化鈣時，氨氮去除效率、溶解氧含量基本達到峰值，投入2.00 g過氧化鈣時，這種變化已經基本穩定。

2.3.2 反應時間的影響

以第二組試驗的測定平均值為基礎，分析反應時間對黑臭水體凈化效果的影響，所獲試驗數據如表3所示。

表2 過氧化鈣投入量的影響

表3 反應時間影響

從結果上看，反應時間達到48 h時，氨氮去除效率、溶解氧含量基本達到峰值，繼續進行靜置和取樣分析，這種變化已經基本穩定。

2.3.3 酸堿度的影響

以第三組試驗的測定平均值為基礎，分析酸堿度對黑臭水體凈化效果的影響，所獲試驗數據如表4所示。

從結果上看，酸堿度達到9.0時，氨氮去除效率、溶解氧含量基本達到峰值，酸堿度過低或者過高，氨氮去除效率、溶解氧含量均會下降。

3 試驗總結

以三組試驗的結果為基礎，以樣本總量固定不變為約束條件，選取過氧化鈣投入量、反應時間和酸堿度作為變量，得出以下核心結果。

表4 酸堿度的影響

在樣本總量為200 mL的情況下，投入1.00～2.00 g過氧化鈣，可保證凈化效果達到最佳，結合重復試驗結果，確定最佳用量參數為1.17 g；在樣本總量為200 mL的情況下，反應時間在48～72 h，可保證凈化效果達到最佳，結合重復試驗結果，確定最佳反應時間為49.5 h；在樣本總量為200 mL的情況下，酸堿度在9.0～10.0，可保證凈化效果達到最佳，結合重復試驗結果，確定最佳反應酸堿度為9.7。

4 治理建議

以試驗結果為基礎，建議在后續黑臭水體的治理中，強調綜合治理、做好源頭管理、建立長效機制，具體推行方式如下。

4.1 強調綜合治理

研究發現，采用化學治理雖然能夠完成黑臭水體的凈化，但只能做到表面問題解決，在污水治理的過程中，不存在實驗室的理想環境，投入過氧化鈣等化學物質后，反應期間，城市污水、工業廢水依然會持續排入，必然導致凈化質量下降[3]。在此基礎上，建議通過行政法規進行行為約束，建立治理邊界框架，再推行具體的治理計劃。例如，各地可以對境內黑臭水體的基本態勢進行分析和收集，了解黑臭水體總面積、分布情況、酸堿度和總容積等信息，核算過氧化鈣的總量，完成準備工作。之后以較為明確的指令，限制廢水的無節制排放，并通過建立專業廢水、污水處理廠的方式，對各類污染源的行為進行限制，必要時可給予行政處罰。在此期間，投入過氧化鈣等進行處理。

考慮到不可控因素的影響（如降水、土壤腐殖質破壞等），擬在過氧化鈣標準用量的基礎上增加5%，實現更具效果的黑臭水體凈化。兩日后，由人員進行檢測，了解黑臭水體凈化態勢，如果仍不理想，則進行二次凈化。如凈化效果理想，則利用周邊條件，嘗試將黑臭水體匯入河流、湖泊中，使其成為“活水”，避免黑臭情況二次發生。

4.2 做好源頭管理

完成初步的綜合治理后，還要求各地以治理結果的保持為第一要務，做好源頭管理，限制點源污染、面源污染、內源污染和其他污染。電源污染的限制，強調找到污染的“點”，如生活污水的排放，要求針對排放原因進行分析，部分居民可能由于老城區排水不暢，將污水倒入河流中，當地可申請進行工程改造，完善污水排放系統，并與污水處理廠取得連接，降低來自點源的污染破壞。

面源污染的控制，應重視進行范圍性調查。例如，針對養殖場污水，當地工商部門應聯合環境部門，進行養殖場污染情況的綜合調查，擬定合理的控制標準，并向養殖場提供處理技術和方案。對于滿足污染控制標準的企業，準予繼續經營；對于不滿足污染控制標準的養殖企業，要求整頓，直到其技術條件支持污染控制。內源和其他污染的控制，同樣遵循“對癥下藥”的基本原則，使黑臭水體凈化結果得到保持。

4.3 建立長效機制

長效機制的建立，以法律法規為基礎，為執行監督為方式，以周期評估為優化途徑。要求在完成黑臭水體的處理后，頒布法律法規，對一些可能導致污染的問題、因素、行為給予明確，包括懲處標準。完成法規法規的擬定和頒布后，環境部門、工商部門、民政部門等聯合進行區域檢查，了解各企業、居民小區對法律法規的認識程度、執行效果，同步對過氧化鈣是否存在二次污染的情況進行評析，生成報告，處理不法行為、解決污染問題。以執行監督所獲結果為基礎，進行年度/半年度工作評估，了解當前階段工作的成績、指出問題，尋求在下一階段內改正。如過氧化鈣使用量過大，應重新評估用量，避免二次污染。

5 結論

黑臭水體的治理是現代社會面臨的一個重要課題，該類水體形成的原因較為復雜，治理工作雖然開展已久，但實際效果并不完全理想。本次研究以試驗為主要方式，采用過氧化鈣對黑臭水進行凈化，總結其作用機制和最佳工作參數，可以作為參考，投入到后續黑臭水體的化學治理工作中，并在此基礎上，給出綜合治理、源頭管理等可行建議，為各地黑臭水體治理工作的優化提供幫助。