重庆某污水处理厂出水发黄原因及应对措施研究.pdf

年 月云南化工 第 卷第 期 ，：重庆某污水处理厂出水发黄原因及应对措施研究诸力维，王同奎 ，王宇，周洋，邹蓉，张楷彬，刘晓，田爽，李晓林（重庆市三峡鱼复排水有限责任公司，重庆 ；西南大学化学化工学院，重庆 ）摘要：污水处理厂出水的色度是排水水质的重要考察指标。重庆市某污水处理厂出水间歇性发黄，通过调查和实验分析得出，该厂出水发黄的原因是出水中锰离子浓度偏高，说明现有处理工艺无法实现对锰离子的有效去除。基于此，通过实验探究了出了在初沉池中添加适当的碳酸氢钠作为混凝剂，可以有效降低污水中锰离子的浓度。在锰离子浓度较高时，将源头水引入备用的初沉池，添加碳酸氢钠进行混凝处理，可有效降低了出水的色度。关键词：污水处理；出水发黄；锰离子；混凝剂中图分类号：文献标识码：文章编号：（），（，；，）：，：；重庆市城区某污水处理厂一期设计处理规模为 万 ，该厂设计时定位为城镇生活污水处理厂，设计工业废水占比 ，主要工艺为 滤布滤池工艺，出水水质执行 城镇污水处理厂污染物排放标准（）一级 标，尾水排入长江。目前实际收集处理污水约 万 。由于园区入驻企业数量多、规模大，而入住人口较少，目前该厂进水中实际工业废水占比达 ，而大比例的工业废水极易造成出水水质冲击问题 。目前，该污水处理厂二沉池和滤布滤池出水清澈，而接触消毒池出水会偶尔出现偏黄现象。尤其是二氧化氯（）或者次氯酸钠（）用量较大时，出水发黄严重（图 ），从而易导致出水色度超标；而降低消毒剂的用量会导致出水大肠杆菌偏高，甚至超标。基于此，本研究工作针对出水发黄现象及应对措施展开了调查研究和分析。水质色度异常分析 出水发黄原因分析通过调研发现，出水水质发黄有可能由以下几个方面的原因造成 ：当污水系统受到负荷冲击时，图 接触消毒池出水发黄情况污泥部分解体，出水中带着游离的污泥会造成水质偏黄 。但在出水发黄时，出水的 一直保持在 范围内。此外，二沉池水质清澈透明，故排除污泥解体造成的。另一方面，系统长期低负荷运行会导致丝状菌膨胀，也会造成出水偏黄，但其 值并不高，且二沉池的水比较清澈，故丝状菌膨胀导致水质偏黄的可能性也被排除。当氨氮浓度高时，出水在剧烈的撞击下水花也会起泡和泛黄 ，然而出水发黄时检测的氨氮浓度一般都低于 ，因此该可能性也排除在外。另一种可能的原因是金属离子氧化沉淀后显色，尤其是 和 。二沉池出水经过 氧化后会产生颜色更深的铁盐和二氧化锰沉淀，浓度较大时会造成水质泛黄 。基于此，本研究开展了源头水和二沉池出水以及消毒后出水的 年 月云南化工 第 卷第 期 ，水质分析调查。通过配制不同浓度的亚铁和二价锰溶液，经过 氧化后观察气色度和抽滤后滤纸的显色情况，分析是否是 和 浓度过高引起的，并通过实验选择合适的混凝剂进行沉淀处理。水质分析通过源头水排查，和 主要来自于下游企业源头水。为了开展实验探究，摸清具体水质情况，通 过 对 源 头 水 进 口（）、二 沉 池 出 水 口（）和出水（）进行了铁和锰元素浓度的检测，如表 所示。通过对 、和 三个位置水质 取 样 检 测 发 现，进 水 铁 元 素 的 质 量 浓 度 在 左右，二沉池和出水口铁元素基本上消失。对于锰元素，源头水进口 的平均质量浓度为 ，二沉池出水出口 的平均质量浓度为 ，出 水 口 的 平 均 质 量 浓 度 为 。由此得出，相比于 处，和 处的 基本上消失；而 和 处的的 浓度比 处的 浓度只是略微下降，说明现有工艺无法实现对 的有效去除。基于此，可以初步判断引起出水水质发黄的原因是 浓度较高造成的。表 源头水进、出口、二沉池出口检测铁和锰元素检测结果检测点位表观检测频次 铁（）锰（）水样平行样水样平行样 微黄、微浑、有异味第一次 第二次 第二次 无色、透明、无异味第一次 第二次 第二次 无色、透明、无异味第一次 第二次 第二次 处理方案 验证方案通过对水质的分析初步得出结论：引起出水水质发黄的主要原因是 浓度较高。为了验证该结论，开展了不同浓度的锰和铁元素的溶液经过 氧化处理的实验，然后测其色度。水质发黄检测方案：分别配制不同质量浓度（、）。配制原则：将所有锰、铁离子的浓度包含在该浓度区间内）的 （）和 （）溶液；分别取铁、锰溶液和二沉池出水水样各 ，添加 质量分子数为 之后对溶液的色度进行分析；并记录抽滤后滤纸颜色变化。色度的测量方法：采用稀释倍数法（）将被检测的水样用光学纯水稀释至用目视比较与光学纯水相比刚好看不见颜色为止，此时稀释的倍数即为该水样的色度。同时目视观察水样，用文字描述颜色性质：颜色的深浅、透明度。采用稀释倍数值和文字描述相结合的方法来表示色度。对于 质 量 浓 度 为 、的 溶液，通过加入 后的溶液和抽滤后的滤纸颜色变化可以发现 的存在对色度的影响不大（见图 ），根据稀释倍数法得到的相应色度依次为 、（见表 ）。通过水质监测数据可知，二沉池出水所含的 基本消失（见表 ），因此，基本可以排除出水发黄是由于 导致。图 不同浓度的 溶液添加 后的溶液和抽滤后滤纸颜色 年 月云南化工 第 卷第 期 ，表 不同质量浓度的含 溶液添加 后的色度数值（）（）量 色度 通过对不同质量浓度的 溶液加入 后发现，随着 浓度的增加，溶液的色度逐渐加深（见图），如表 所示。的质量浓度为 时，加入 后的色度为 ，抽滤后的滤纸可以看到淡黄色，主要原因是加入 后，被氧化为 ，碱性环境中变为 。随着 浓度继续增加，色度也随之增加，当 的质量浓度达到 时，溶液变为较深的黄色，色度达到 ，抽滤后的滤纸可以看到深褐色。图 不同浓度 溶液添加 后的溶液和抽滤后滤纸颜色表 向不同浓度 溶液添加 后的色度（）（）量 色度 随后，以二沉池出水为样品，对样品经过 处理后色度进行了观察。图 为三份二沉池出水样品添加 后的溶液和抽滤后滤纸颜色。可以发现，溶液和抽滤后的滤纸呈现淡黄色。样品中的 质量浓度在 ，经过 处理后色度为 （见表 ）。因此，可以通过实验确定出水水质发黄的是由于 浓度较高引起的。图 二沉池出水样品添加 后的溶液和抽滤后滤纸颜色表 二沉池出水样品添加 后的色度数值（）（）量 色度 去除方案根据 的化学性质可知，可以通过化学混凝法去除。去除的原理是 与 或 结合得到沉淀，从而实现 的去除。因此，当 浓度较高时，通过在初沉池选择添加适当的混凝剂，通过对 值和经济成本等参数综合考虑，选择有效去除 的混凝剂。首先通过实验开展了 的去除探究。通过对初沉池水样添加碱性的 和弱碱性的 ，探究 的去除效果，得出优化条件后再应用于初沉池。通过每天对源头水管网检测得到的各个月最高的 质量浓度（见图）可知，月份的 质量浓度最高 。基于此，为了探索合适的混凝剂，实验配制了质量浓度为 的 溶液 ，然后分别添加质量浓度为 （）的 和质量浓度为 （）的 溶液，添加完毕后检测溶液体系的 值和剩余 浓度。年 月云南化工 第 卷第 期 ，图 年该污水处理厂源头水管网每天检测得到的各个月的最高 的浓度由表 可知，加入 和 都可以有效地去除液相中的 ；随着加入药品体积的增加，的去除量增加。当以 为混凝剂时，溶液的 值较大，会严重影响生化池的生物活性；反之，投加后的去除效率低于 ，但是产生的碳酸酸性较弱，加入后系统的 值影响较小，从而不会影响生化池。因此，可选用 溶液作为 去除的混凝剂。通过实验可知，当 质量浓度为 时，添加 质量浓度为 的 可将 质量浓度降为 。由表 可知，当 质量浓度低于 时，不会造成色度冲击。表 以 和 作为混凝剂后 的去除和前后 值的变化加药前（）（）加药前 值 体积 体积 加药后 加药品后（）（）在确定 溶液作为 去除的混凝剂和最佳配比后，在水质受到冲击时在初沉池展开了中试实验。在源头水检测到 浓度较高时，将浓度较高的源头水引入备用初沉池后添加 溶液。表 为在 年 月份期间 浓度受到冲击（高于 ）时，向初沉池加入质量浓度为 的 后检测 的去除和 值变化情况。由表 可知，年一月份共出现 次冲击，在加入不同体积后的 值基本上没发生变化，而 的浓度降至较低水平，不会再造成色度冲击。表 在初沉池添加 作为混凝剂后 的去除和前后 值的变化加药前（）（）体积 加药前 值 添加量 加药后 加药后（）（）结论某污水处理厂现有工艺无法实现对锰离子的有效去除；浓度较高的锰离子在经过 氧化处理后会被氧化为有颜色的二氧化锰，从而造成出水水质发黄，极易导致水质色度超标。通过在初沉池添加适当的碳酸氢钠作为混凝剂，可以有效降低污水中锰离子的浓度，有效降低了出水的色度。参考文献：金仁村，郑平，黄可谈，等 环境和水质条件冲击下厌氧生物反应器的稳定性研究进展 现代化工，（）：张丹丹 工业污水处理厂生化尾水色度去除研究 合肥：安徽工业大学，宋志伟，郑欢，谷新宇，等 酰基高丝氨酸内酯延缓好氧颗粒污泥解体的研究 环境科学学报，（）：杨至瑜 炭砂滤池去除浊度、有机物和氨氮效果的中试研究 北京：清华大学，樊雪峰，孙力平，张硕 再生水中色度物质的识别及其臭氧去除特性 环境工程，（）：收稿日期：作者简介：诸力维（），男，重庆江津人，环境工程工程师，主要研究方向为智能水务系统开发、污水处理及其再生利用、水污染治理、水环境污染防治服务等。通讯作者：王同奎（），男，四川宣汉人，注册助理安全工程师，主要研究方向为污水处理技术。