冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物的去除探讨

摘 要：在使用不同的污水处理工艺对溶解性有机物进行去除时，去除效果会受到温度的影响，温度越低，去除效果越差。溶解性有机物会影响水质，并且通常情况下，人们的生活用水是通过加氯来消毒的，溶解性有机物会与氯发生化学反应，生成对人体健康不利的新物质。本文通过实验的形式，分析冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物的处理效果，并对实验结果进行分析总结。

关键词：冬季；污水处理工艺；溶解性有机物；去除

中图分类号：X703 文献标识码：A

溶解性有机物的成分是比较复杂的，在过去的测试中，只能反应其总量，而不能将其中的有机物分离出来，XAD树脂分离法则可以分离溶解性有机物。过去对人们生活用水、污水处理工艺的研究都不是建立在低温条件下的，低温环境下，不同污水处理工艺对溶解性有机物的去除效果还有待研究。

一、实验材料和实验方法

（一）实验材料处理方法

实验搜集的污水主要来源于城市污水，采样时间集中在12月下旬，温度为零下23℃～-17℃之间，在水样取回后均在3℃的条件下储存。水样总共有4份，分别来自不同的污水处理单位，分别以单位1、单位2、单位3、单位4来表示，不同的单位采用的污水处理工艺不同。其中，单位1使用的是A/O法，单位2使用的是曝气生物滤池法，单位3使用的是浮动填料法，单位4使用的是A2/O法。4份水样的采样点都为初沉池和二沉池，但是水样的运行参数不同，前3个单位的污水日处理量均为20万吨。

（二）溶解性有机物的分级分离方法

采集到的4份水样都要用0.45μm滤膜做过滤处理，要先串联XAD-8树脂柱，再串联XAD-4树脂柱，根据溶解性有机物在不同树脂上的吸附特性，可以分离出其中的组分，并用DOC表示组分含量，组分主要有5类：第一是疏水性有机酸，即HPO-A；第二是疏水性中性有机酸，即HPO-N；第三是过渡亲水性有机酸，即TPI-A；第四是过渡亲水性中性有机物，即TPI-N；最后是亲水性有机物，即HPI。

二、实验用到的分析方法

（一）紫外-可见吸收光谱

将水样的pH值调节为中性，并放入1cm石英比色皿中，对其进行紫外-可见扫描，扫描用到的仪器是美国Varian公司生产的Cary50紫外-可见分光光度计，扫描的范围控制在190nm～900nm之间，空白则采用高纯水。

（二）THMFP

THMFP即三卤甲烷生成势，是在加入足够量的氯以后，保证与氯有足够长的反应时间，反应后会出现4种三卤甲烷，需要对其最大量进行测定。在水样中加入0.1mol/L 的氢氧化钠溶液或者氯化氢溶液，将水样的pH值调节在6.8～7.2的范围内，同时加入2mL的磷酸盐溶液缓冲反应，反应温度保持在20℃，反应时间为72h。待反应结束后，取出一部分水样，加入2mL的MTBE和10g硫酸钠，等硫酸钠完全溶解后，水样会出现分层现象，这时就需要取出1μL的有机相，注入CP-3800气相色谱仪中进行测定。

（三）三维荧光光谱

在测定三维荧光光谱时，需要先稀释溶解性有机物的组分，使其达到1mg/L，同样要将水样的pH值调节为7。在测定时，需要在1cm的石英荧光样品池中装入样品，并设置激发和发射狭缝宽度，一般将这个宽度设置为5nm比较合适，扫描的速度控制在1200nm/min。同时，要激发波长的范围，将其控制在220nm～450nm之间，而发射波长则应控制在280nm～550nm之间，扫描间隔为2nm。实验所采用水样的荧光光谱都用蒸馏水做空白校正。

三、不同污水处理工艺对溶解性有机物的去处效果

（一）4种污水处理工艺对溶解性有机物的去除效果

4个污水处理单位的进水溶解性有机物、出水溶解性有机物、对溶解性有机物的出水率见表1。

从表中1可以看出，4种污水处理方法对溶解性有机物的处理效果都比较好，其中单位2采用的曝气生物滤池法效果是最好的。根实验结果，还可知道在溶解性有机物的5种组分中，这4种污水处理工艺对HPO-N和HPI的去除率是最大的。

（二）进出水的紫外-可见吸收光谱

通过实验可以得出以下结论：在经过污水处理后，HPO-A、HPO-N、TPI-A、TPI-N的芳环取代程度会降低，增加HPI的芳环取代程度。单位3采用的浮动填料法对HOP-A的芳环取代程度降低得最为明显，单位2采用的曝气生物滤池工艺对HPO-N、TPI-A和TPI-N的芳环取代程度降低最明显，对HPI的芳环取代程度增加最明显。由此可见，在经过4种不同污水处理工艺的处理后，非芳香族物质的去除率高于芳香族物质。并且，污水处理工艺在降低溶解性有机物浓度的同时，还会促使其稳定性增加。在经过曝气生物滤池工艺处理后，HPO-A的腐殖化程度增加最为显著；HPO-N、TPI-A、TPI-N在经过A2/O工艺处理后，腐殖化程度增加得最为显著；而HPI在经过A/O工艺处理后，其腐殖化程度增加最为显著。

（三）进出水的三卤甲烷生成活性

根据实验结果，在经过4种不同污水处理工艺的处理后，每种组分的STHMP都升高，这表明在污水处理过程中，溶会先去除解性有机物中的非三卤甲烷前体物。其中，HPO-A的升高率是最低的，HPI的升高率最显著。在四种工艺中，浮动填料法对HPO-A、TPI-A、HPI的增加最明显，A2/O工艺对HPO-N的STHMFP增加最明显，曝气生物滤池工艺对STHMFP的增加最明显。

（四）进出水的荧光光谱

在用4种不同的工艺对污水进行处理后，可以通过测定，获取每种工艺进水和出水中的溶解性有机物各组分的荧光光谱图，并确定出各组分荧光峰的位置和强度。通过这些光谱图和数据，可以得出以下结论：在4种不同污水处理工艺的作用下，进水和出水样中的HPO-A和TPI-A，主要含有类富里酸荧光物质、类腐殖酸荧光物质、类芳香族蛋白质荧光物质。HPO-N和TPI-N中含有的荧光类物质则主要为，类方向组蛋白质荧光物质，HPI中含有上述4类荧光物质，且含量都很高。

结语

综上所述，冬季不同污水处理工艺对溶解性有机物的去除效果都比较好，在经过4种不同污水处理工艺的处理后，溶解性有机物中5种组分的芳香性均会增加，且5种组分的STHMFP均升高。此外，四种不同的污水处理工艺对HPI中荧光物质的去除率高于非荧光物质。

参考文献

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