農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施的水質(zhì)監(jiān)測(cè)研究

何飛添

（廣東樸華監(jiān)測(cè)技術(shù)有限公司，廣東 梅州 514781）

引言

經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，使農(nóng)村生活污水處理受到了人們的廣泛關(guān)注。由于農(nóng)村生活區(qū)域相對(duì)比較分散，無(wú)法新建大型生活污水處理設(shè)施，所以各地建設(shè)了分散的小型生活污水處理設(shè)施對(duì)農(nóng)村生活污水進(jìn)行處理[1]，但是這些小型污水處理設(shè)施的處理能力是否能夠滿足農(nóng)村處理生活污水的要求還存在著一定的爭(zhēng)議。在這種情況下，相關(guān)部門有必要通過(guò)實(shí)際調(diào)查，針對(duì)農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究，以便能夠更好地分析和把握農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施在農(nóng)村生活污水處理中的作用。

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)對(duì)象分析

在處理農(nóng)村生活污水時(shí)，需根據(jù)地區(qū)的實(shí)際狀況，建設(shè)地埋式污水處理設(shè)施，通過(guò)埋設(shè)在地下的方式減少污水處理設(shè)備對(duì)地表空間的影響。地表主要為綠化或其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地，因而地埋式處理設(shè)施能夠大大地節(jié)省地面空間。

地埋式污水處理設(shè)施是一種高效污水生物處理設(shè)施，主要是使用生物膜對(duì)生活污水進(jìn)行過(guò)濾，由調(diào)節(jié)池、接觸氧化池、消毒池等幾組成部分[2]。這些分散的地埋式生活污水處理設(shè)施，對(duì)解決農(nóng)村生活污水處理問(wèn)題起到了良好的作用。但是目前此類設(shè)施的建設(shè)還處于初期探索階段，這些污水處理設(shè)施是否能夠達(dá)到預(yù)期的處理效果，還需要污水處理單位進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)測(cè)和研究。這種污水處理設(shè)施在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中是使用提升泵，先將調(diào)節(jié)池內(nèi)預(yù)處理后的生活污水輸送至地埋式污水處理設(shè)施中，當(dāng)水位達(dá)到1/2高度時(shí)停止輸水，同時(shí)打開(kāi)風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，時(shí)間為48 h，待在接觸氧化池填料上長(zhǎng)出一層生物膜以后，再繼續(xù)進(jìn)行輸水處理[3]，其中污水處理設(shè)施當(dāng)中的排泥電磁閥24小時(shí)排泥1次。

2 農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施的水質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)程

2.1 準(zhǔn)備監(jiān)測(cè)器具

農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施的水質(zhì)監(jiān)測(cè)需要的設(shè)備比較多，但都是常見(jiàn)的生活污水監(jiān)測(cè)設(shè)備，主要包括COD測(cè)定儀、消解設(shè)備、玻璃砂芯過(guò)濾裝置、CH-CA微孔濾膜等，這些設(shè)備都是水質(zhì)監(jiān)測(cè)當(dāng)中不可缺少的設(shè)備[4]。除了要準(zhǔn)備好水質(zhì)監(jiān)測(cè)所需的各種設(shè)備以外，與檢測(cè)水質(zhì)中污染物有關(guān)的化學(xué)試劑也是必需要準(zhǔn)備的。比如相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、AR硫酸銀、AR純硫酸汞、GR氯化鋇溶液、蒸餾水等[5]。所有設(shè)備都應(yīng)該在監(jiān)測(cè)前準(zhǔn)備到位，并且要通過(guò)列表的方式檢查所需設(shè)備或材料，從而確保所準(zhǔn)備的設(shè)備和化學(xué)材料能夠滿足農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)的需要。

2.2 采集監(jiān)測(cè)水樣

監(jiān)測(cè)水樣的采集需要確定一個(gè)合理的時(shí)間，由于北方地區(qū)冬季氣溫比較低，雨雪冰霜天氣比較多，所以不利于樣品的采集，有可能采集的樣品會(huì)對(duì)污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行產(chǎn)生一定影響[6]。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，確定本地區(qū)農(nóng)村生活污水處理設(shè)施樣品的采集時(shí)間為每年的4～5月份，在采集過(guò)程中選擇日用水量高峰時(shí)期進(jìn)行采集，采集標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照《水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》（HJ495-2009）的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行。本研究共設(shè)置采樣點(diǎn)56個(gè)，覆蓋了本地區(qū)大部分農(nóng)村地埋式污水處理設(shè)施。采樣點(diǎn)分別設(shè)置在這些污水處理設(shè)施的出水口和進(jìn)水口，每一個(gè)采樣點(diǎn)在采集過(guò)程中都要進(jìn)行編號(hào)，其中分散式生活污水處理設(shè)施，出水樣品的采集是使用比例收集的，具體采樣量為250 mL/次。然后，將采集后的樣品存儲(chǔ)到專門的采集樣品瓶?jī)?nèi)，且在運(yùn)輸過(guò)程中要對(duì)其進(jìn)行密封保存，運(yùn)到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地以后，放到0～4 ℃的環(huán)境下保存2 h以上。注意，所有采集所用的器皿在使用前都要使用酸泡再進(jìn)行清洗，接著再使用自來(lái)水沖洗三次，再用超純水沖洗三次晾干。由于農(nóng)村地區(qū)的生活污水呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)，所以在樣品采集過(guò)程中還需要確定具體的采集時(shí)間。考慮到農(nóng)村居民的生活規(guī)律，進(jìn)水口的采集時(shí)間分別確定為8:00、12:00、18:00、21:30，出水口的采樣時(shí)間確定為9:00、13:30、19:30和23:00。

2.3 監(jiān)測(cè)過(guò)程實(shí)踐

在農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)人員首先需要確定具體的檢測(cè)項(xiàng)目。由于國(guó)家對(duì)農(nóng)村生活污水處理排放并沒(méi)有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各省市只能根據(jù)自身的農(nóng)村生活污水排放監(jiān)測(cè)情況，在參考城市污水處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，制定適合本地區(qū)的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)[7]。根據(jù)農(nóng)村生活污水排放的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定具體的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，包括COD、DO、電導(dǎo)率、SS、TP、TN、氨氮、陰離子表面活性劑與細(xì)菌總數(shù)等。農(nóng)村生活污水中主要包括總大腸菌、糞大腸菌等，為了確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性，在檢測(cè)過(guò)程中所使用的檢測(cè)方法要符合國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，具體按照《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》（HJ636-2012）等國(guó)家相關(guān)水質(zhì)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)方法進(jìn)行[8]。

在監(jiān)測(cè)COD時(shí)，采用光譜法進(jìn)行測(cè)定，每一次樣品的測(cè)定均在紫外分光光度計(jì)上進(jìn)行，每個(gè)樣品測(cè)3次，取3次的平均測(cè)量值作為最終結(jié)果，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 水樣中COD的監(jiān)測(cè)結(jié)果 單位：mg/L

在監(jiān)測(cè)溶解氧和電導(dǎo)率時(shí)，使用電導(dǎo)率儀進(jìn)行電導(dǎo)率的監(jiān)測(cè)，根據(jù)研究的需要選擇電極，在確定好電極后使用氯化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行電導(dǎo)率儀的校準(zhǔn)與調(diào)試，接著使用待測(cè)樣品連續(xù)洗滌3次，再將其插入到盛放樣品的燒杯中，選擇量程并讀出最終的結(jié)果即可。

懸浮物的監(jiān)測(cè)采用烘干法進(jìn)行。先使用濾膜收集樣品中的懸浮物，然后使用烘干機(jī)，在104 ℃的環(huán)境下進(jìn)行烘干，測(cè)量固體物質(zhì)的重量，然后進(jìn)行計(jì)算即可。值得注意的是，在檢測(cè)取樣時(shí)應(yīng)注意水樣底部沉淀不均勻產(chǎn)生的影響，固體物并非是懸浮物，因而需要在測(cè)量之前去除，這樣才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

總磷、總氮、氨氮的監(jiān)測(cè)是使用多功能消除儀進(jìn)行多功能消解與預(yù)熱，一般情況下要預(yù)熱30分鐘，然后再使用預(yù)制試劑進(jìn)行水樣監(jiān)測(cè)。其中總磷需要使用化學(xué)法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，總氮、氨氮使用總氮分析儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，操作方法與總磷分析儀的操作過(guò)程基本相似。

陰離子表面活性劑的檢測(cè)主要使用亞甲藍(lán)分光光度法，細(xì)菌總數(shù)的檢測(cè)主要是通過(guò)固定底物酶底物法進(jìn)行測(cè)定。

3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

3.1 不合格監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

對(duì)農(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施中的水進(jìn)行監(jiān)測(cè)以后發(fā)現(xiàn)，COD的含量不合格。從以上的分析可以看出，在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中，針對(duì)COD的化學(xué)法和光譜法的監(jiān)測(cè)結(jié)果相差無(wú)幾，化學(xué)法的檢測(cè)結(jié)果是62 mg/L，光譜法的監(jiān)測(cè)結(jié)果為65 mg/L，雖然監(jiān)測(cè)結(jié)果存在差異，但這種差異非常小。另外從合格標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比情況看，這兩種檢測(cè)結(jié)果都不合格，但超過(guò)合格標(biāo)準(zhǔn)值很小。之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，主要是因?yàn)樵谵r(nóng)村分散式生活污水處理設(shè)施的建設(shè)過(guò)程中都是按照合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，但是在具體數(shù)據(jù)的把控上，尤其是新建的各種地埋式污水處理設(shè)施的實(shí)際作用可能存在一定的差異，主要是現(xiàn)有污水處理設(shè)施的污染物去除率仍然沒(méi)有達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。因此，為了進(jìn)一步提高這些設(shè)施的處理能力，充分解決生活污水中的COD問(wèn)題，可以在現(xiàn)有處理技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上增加不同的活化方法，將自由基作為有機(jī)廢水處理的重要載體，比如用二價(jià)鐵離子活化硫酸鹽等作為載體對(duì)生活廢水進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)處理后可以生成硫酸根[9]。這樣既可以有效解決水體中的COD問(wèn)題，也可以最大程度地保證生活污水處理設(shè)施的安全性。

3.2 合格檢測(cè)結(jié)果分析

從現(xiàn)有的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，除了COD外，其他的檢測(cè)結(jié)果均為合格，具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 其它監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的結(jié)果

從表2可以看出，其他檢測(cè)結(jié)果中電導(dǎo)率、溶解氧等8個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)結(jié)果均符合本地區(qū)生活污水處理的標(biāo)準(zhǔn)和要求。說(shuō)明現(xiàn)有的地埋式生活污水處理設(shè)施，比較好地適應(yīng)了農(nóng)村地區(qū)生活污水處理的需要，也能夠較好地滿足農(nóng)村地區(qū)生活污水處理的需求，大部分處理項(xiàng)目能夠滿足生活污水處理的需要。當(dāng)然，由于農(nóng)村地區(qū)的生活污水經(jīng)處理后主要用于綠化和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，單純的溶解氧超標(biāo)并不會(huì)對(duì)此種用途中的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生太大的負(fù)面影響[10]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，農(nóng)村地區(qū)的生活污水處理問(wèn)題也受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。由于農(nóng)村地區(qū)的居民居住呈現(xiàn)出隨機(jī)分布的特征，所以不適合建設(shè)大型生活污水處理設(shè)施，而地埋式生活污水處理設(shè)施能夠比較好地適應(yīng)當(dāng)前農(nóng)村地區(qū)生活污水處理的需要，但是根據(jù)上述水質(zhì)監(jiān)測(cè)的情況，還需要對(duì)此種處理設(shè)施進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整和優(yōu)化，尤其是在COD處理上，建議通過(guò)升級(jí)技術(shù)和改造的方式解決這個(gè)問(wèn)題，以便能夠從根本上解決農(nóng)村地區(qū)生活污水問(wèn)題，確保農(nóng)村地區(qū)生活污水能夠得到根本性地解決。