蘭州市柳溝河氮磷含量分析及處理方案的優(yōu)化

摘 要：該研究對黃河一級支流柳溝河下游河段水體定期取樣分析，結(jié)果表明，氨氮（NH3-N）和總磷（TP）全年超標；采用A2/O工藝進行污水脫氮除磷處理，結(jié)果表明，當水力停留時間（HRT）控制在6.5～7h時，NH3-N和TP的去除率可以達到78%～86%和83%～87.3%，達到了柳溝河下游河段污水排放或中水回用的要求。

關(guān)鍵詞：化學需氧量；氨氮；總磷；A2/O工藝

中圖分類號 X522；X832 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）09-0088-03

蘭州市柳溝河發(fā)源于南部興隆山脈的菜子山，原屬于黃河一級支流，近年來受區(qū)域氣候及當?shù)赜盟康挠绊懀鴾虾酉掠魏佣纬Ｄ陻嗔?，喪失了原有的水域功能，成為周邊工礦企業(yè)、居民的排污渠[1，2]。柳溝河污水流量大，顏色深、氣味難聞[2]，其污水在納入黃河之前未進行任何處理，造成黃河水質(zhì)污染加劇，對下游的人、畜飲水造成嚴重影響[3-4]。為此，本研究通過定期、定點在柳溝河排污渠河段采樣分析，查明了水體各污染因子的含量，并針對超標的水質(zhì)項目提出了優(yōu)化處理方案，以期為黃河蘭州段的水質(zhì)狀況的改善提供現(xiàn)實的指導作用。

1 水質(zhì)監(jiān)測方案的制訂

以前期調(diào)查為依據(jù)，制定合理的水質(zhì)監(jiān)測方案，主要包括監(jiān)測項目的類型及方法、采樣點位及采樣方法、采樣時間及頻率以及樣品的預處理方法。

1.1 測定項目及測試方法 監(jiān)測項目包括物理型指標、化學型指標兩類。水質(zhì)指標及其方法見表1。為保證分析測定過程中數(shù)據(jù)的準確度，實驗做3個重復。

1.2 采樣點位、采樣頻率及采樣方法 采樣點選擇在排污量較大的柳溝河橋下游100m處，選擇硼硅玻璃容器盛裝水樣，使用聚乙烯塑料長把勺淺水采樣法采集瞬時污水樣。采樣頻率為2016年1—12月，每月采集1次（中旬），共12次。

1.3 樣品的預處理 監(jiān)測項目的預處理方法按照表1中涉及的測定步驟進行[5-7]，其中測定氨氮含量的水樣采用絮凝沉淀法處理水樣，測定六價鉻含量的水樣測定采用鋅鹽沉淀分離法[5]進行水樣預處理。

1.4 污染因子處理工藝優(yōu)化 水質(zhì)分析后篩選出的超標因子采用A2/O工藝進行處理，優(yōu)化工藝運行參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH及電導率 水體酸、堿度通過改變污染因子的物理、化學、生物轉(zhuǎn)化介質(zhì)環(huán)境而影響其存在形式、毒性、降解速度，因此pH測定是水質(zhì)分析中最重要、最常見的必測項目之一。實驗分析表明（圖1），柳溝河污水pH全年在8.05～9.19波動，水質(zhì)呈弱堿，在5月份水體pH達到全年最大值（9.19），超出國家排放標準，其他月份pH排放均未超標。電導率可以間接的反映水體中無機離子含量，對柳溝河下游河段水體的電導率分析表明（圖2），其值全年變幅在2.96～5.98mS/cm，說明水體中無機離子含量相對穩(wěn)定。

2.2 非金屬無機物含量分析 氮和磷是水體富營養(yǎng)化的2個主要貢獻元素，取樣對氨氮（NH3-N）和總磷（TP）進行了分析（圖3）。由圖3可以看出，柳溝河污水NH3-N含量年變化在28.5～95.9mg/L波動，全年均排放超標（25mg/L），其中在5月份達到最大值95.9mg/L，超標污水排放標準2.8倍。TP的含量年變化在2.21～6.51mg/L（圖4），均超出國家污水排放標準（0.3mg/L），且12月至次年3月，含量均在6mg/L上，超標19倍以上。污水若不經(jīng)過處理而直接排入黃河，容易造成黃河蘭州段河體兩岸藻類過度繁殖，水體的透明度降低，水質(zhì)變差。

2.3 有機化合物含量分析 化學需氧量（CODcr）是間接的反映水中有機化合物含量的綜合性指標。由圖5可以看出，CODcr只有在3月份超標（600mg/L，超標0.2倍），其他月份中均達到了排放標準，這一結(jié)果較其他年份偏低[2]，表明水體中有機物排放量呈下降趨勢；從季節(jié)變化上進行分析（圖6），水體中有機物含量呈現(xiàn)春季最高，冬季最低的變化趨勢。

2.4 污染因子的處理方案優(yōu)化 通過上述水質(zhì)分析可知，柳溝河水體中的氨氮（NH3-N）和總磷（TP）全年超標。針對以上水質(zhì)超標因子，實驗室采用脫氮除磷中最有效、且簡單易行的A2/O工藝，并針對工藝中水力停留時間（HRT）對去除率的影響進行了實驗研究（圖7）。由圖7可知，水力停留時間（HRT）對NH3-N和TP的去除效果不同。增加HRT有利于提高NH3-N的去除率，卻在HRT>7h后顯著降低了TP的去除率。綜合考慮HRT對以上2個污染因子的去除效果，供試水樣在A2/O工藝中宜控制HRT在6.5～7h，可使NH3-N和TP的去除率分別達到78%～86%和83%～87.3%。

3 結(jié)論與討論

蘭州市柳溝河隸屬于黃河一級支流，但近年來受到區(qū)域氣候及周邊用水量的影響，致使在榆中縣和平鎮(zhèn)以下斷流，在其河段以下成為周邊廠礦、居民的排污渠，水域功能喪失，同時污水未經(jīng)處理直接排入黃河，加劇了黃河蘭州段下游水質(zhì)污染。研究中取樣分析了柳溝河下游污水河段的全年水質(zhì)，研究表明無機物中的氨氮和總磷全年超標，化學需氧量（CODcr）僅在3月超標，其余月份均能達到排放標準，其含量隨季節(jié)變化呈現(xiàn)春季最高，冬季最低的趨勢。試驗中采用A2/O工藝對污水進行脫氮除磷處理，當設定水力停留時間為6.5～7h時，可以有效去除水體中的氨氮和總磷，達到排放或中水回用的要求。針對柳溝河全流域存在的化學污染現(xiàn)狀，今后要在進一步對水體進行物理性指標、生物學指標綜合分析后，提出合理可行的流域治理方案及措施。

參考文獻

[1]馬強，劉理臣，董曉峰，等.對蘭州市榆中柳溝河流域水質(zhì)檢測與評價[J].甘肅科技，2010（04）：78-80.

[2]展爭艷.黃河蘭州段柳溝河水質(zhì)現(xiàn)狀分析[J].安徽農(nóng)學通報，2014（01-02）：110-111.

[3]張俊華，巨天珍，任正武等.黃河蘭州段水質(zhì)污染狀況分析[J].國土資源科技管理，2003（4）：47-50.

[4]賈瑞麗，馬登.黃河蘭州段水質(zhì)現(xiàn)狀分析及污染防治[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2010，38（31）.

[5]岳桂華，付翠彥.環(huán)境監(jiān)測（實訓篇）[M].大連：大連理工出版社，2005：56-105.

[6]鄭建平，王小花.環(huán)境監(jiān)測（實訓篇）（第二版）[M].大連：大連理工出版社，2010：78-93.

[7]陳儀取.水質(zhì)分析[M].大連：化工出版社，2006：45-67.

（責編：張宏民）