中水檢測(cè)及高品質(zhì)再生水工藝的研究與應(yīng)用

王婧鋆

(四川省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610200)

0 前 言

“中水”一詞是相對(duì)于上水(給水)、下水(排水)而言的。中水回用技術(shù)與人們的日常生活息息相關(guān)，其是指將小區(qū)居民生活廢(污)水(沐浴、盥洗、洗衣、廚房、廁所)集中處理后，達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)回用于小區(qū)的綠化澆灌、車(chē)輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等，從而達(dá)到節(jié)約用水的目的[1]。

1 再生水回用處理使用的現(xiàn)狀及作用

當(dāng)前，一些國(guó)家和地區(qū)由于水資源缺乏，加上環(huán)境保護(hù)意識(shí)較差使得用水拮據(jù)。隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展逐漸引出了中水概念，起初中水多用在用水量較大、經(jīng)濟(jì)成本較高的公共建筑中，近年來(lái)由于水資源的不斷減少及“綠水青山就是金山銀山”理念的提出，人們的環(huán)保意識(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)，越來(lái)越多的企業(yè)和住宅建筑也開(kāi)始引進(jìn)中水系統(tǒng)，打造綠色地標(biāo)。中水體系的引入不僅提供了新的水源，減少給水的使用，同時(shí)也減少了污水的排放量，減輕環(huán)境的污染。它是緩解水資源缺乏、防治水體污染、保護(hù)環(huán)境的重要途徑[2]。

2 中水處理方式

某中水廠(chǎng)以污水處理廠(chǎng)達(dá)標(biāo)排放的污水作為中水處理的原水，通過(guò)絮凝、過(guò)濾、消毒等方法使其達(dá)到中水的排放標(biāo)準(zhǔn)，如圖1所示。

圖1 污水處理廠(chǎng)中水處理工藝流程圖

中水也就是將人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)中使用過(guò)的廢水經(jīng)處理成為達(dá)標(biāo)排放的優(yōu)質(zhì)雜排水集流再生處理后回用，充當(dāng)?shù)孛媲鍧崱不?、洗?chē)、空調(diào)冷卻、沖洗便器、消防等不與人體直接接觸的雜用水。其水質(zhì)居于生活飲用水水質(zhì)和允許排放污水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)之間，故取名為“中水”。

雖然中水用于不與人體直接接觸的地方，如便器的沖洗和地面、汽車(chē)清洗以及綠化澆灌、消防、工業(yè)普通用水等，但總是與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，其需要達(dá)標(biāo)使用，以免對(duì)人們的健康造成不必要的影響，所以中水指標(biāo)的檢測(cè)是至關(guān)重要的一環(huán)。

3 中水實(shí)驗(yàn)方法操作規(guī)程

3.1 pH值的測(cè)定(玻璃電極法)

使用數(shù)顯酸度計(jì)，按數(shù)字酸度計(jì)操作規(guī)程進(jìn)行操作。

3.2 色度(鉑-鈷標(biāo)準(zhǔn)比色法)

1)選取50 mL透明水樣并轉(zhuǎn)移至比色管內(nèi)。若樣品色度偏高可適當(dāng)降低取水量，添入純水加以稀釋。

2)選取11支規(guī)格一致的比色管，向其中置入鉑-鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液，自0 mL開(kāi)始以0.5 mL為增量逐步增加直至5.00 mL結(jié)束，添入適量純水至指定刻度，充分搖勻形成標(biāo)準(zhǔn)色度系列，即從0度開(kāi)始以5度為增量最終到達(dá)50度，共計(jì)12個(gè)色度。

3)將所得水樣與鉑-鈷標(biāo)準(zhǔn)色列加以比對(duì)，以水樣色度為基準(zhǔn)尋找與之最為接近的標(biāo)準(zhǔn)溶液。若水樣與標(biāo)準(zhǔn)色列產(chǎn)生偏差將其視為異色，輔以精簡(jiǎn)的文字描述。

3.3 嗅(嗅氣與品嘗法)

選取100 mL轉(zhuǎn)移至250 mL錐形瓶?jī)?nèi)，充分搖勻后湊近瓶口感受其氣味，輔以精簡(jiǎn)的文字描述。

3.4 濁度(散射法-福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn))

基于散射式渾濁度儀實(shí)時(shí)分析渾濁度，達(dá)到40NTU后使用適量純水加以稀釋并測(cè)定。

3.5 五日生化需氧量(BOD5)的測(cè)定(稀釋與接種法)

1)選取兩組樣品并轉(zhuǎn)移至溶解氧瓶中基于稀釋水處理，留一組繼續(xù)下面的操作，另一組放入20℃培養(yǎng)箱中，5天后繼續(xù)下面的操作。

2)溶解氧的固定：選取1 mL二甲硫酸錳溶液以及2mL堿性試劑，將二者共同置于溶解氧氣瓶?jī)?nèi)。操作中使用細(xì)尖頭移液管，要求所用試劑置于液面下方，輕輕蓋上塞子以免外界空氣進(jìn)入瓶中。通過(guò)上下顛倒的方式提升瓶?jī)?nèi)各成分的均勻性，給予5 min靜置時(shí)間隨后通過(guò)相同方式再次混合。

3)游離碘：分析沉淀物所處位置，當(dāng)位于溶解氧瓶下方1/3處便可添入2 mL硫酸溶液，隨即塞上瓶蓋，充分搖晃瓶子，確保所有沉淀物都達(dá)到溶解狀態(tài)，同時(shí)碘的分布也需足夠均勻。

4)滴定：從上述配制所得的溶液中吸取100 mL轉(zhuǎn)移至250 mL錐形瓶中，隨之采取硫代硫酸鈉滴定的方式，至快結(jié)束時(shí)增添淀粉溶液并再次滴定，最后藍(lán)色褪去即可。

5)溶解氧c(mg/L)含量計(jì)算：

c=MV×8×1000/100

式中，M為本次試驗(yàn)中所用硫代硫酸鈉濃度，mol/L；V為滴定過(guò)程中實(shí)際消耗的硫代硫酸鈉總量，mL。

3.6 氨氮的測(cè)定(納氏試劑比色法)

取試份于50 mL比色管中添入純水稀釋并達(dá)到指定刻度值，添加1 mL酒石酸鉀鈉溶液并充分搖晃以提升均勻性，隨后添入1.5 mL納氏試劑并再次搖勻。給予10 min靜置時(shí)間后進(jìn)行比色，通常情況下若波長(zhǎng)不超過(guò)420 mm可使用10 mm光程的比色皿，分析試份吸光度。具體見(jiàn)表1。

表1 氨氮的測(cè)定

注：①氨氮含量較高時(shí)，可對(duì)樣品進(jìn)行減少(稀釋)；②吸光度測(cè)定過(guò)程使用的是分光光度計(jì)；③氨氮含量cN(mg/L)計(jì)算：cN=(AN·C標(biāo)·V標(biāo))/(VN·A標(biāo))。

式中，AN為樣品所測(cè)吸光度；C標(biāo)為氨標(biāo)液濃度；V標(biāo)為標(biāo)液所取體積；VN為樣品所取體積；A標(biāo)為氨標(biāo)液所測(cè)吸光度。

3.7 陰離子表面活性劑的測(cè)定(亞甲藍(lán)分光光度法)

1)選取水樣并轉(zhuǎn)移至分液漏斗內(nèi)添入25 mL亞甲藍(lán)溶液，充分搖晃后添入10 mL氯仿，此時(shí)需要激烈振搖并持續(xù)30 s。在大幅度搖動(dòng)之下產(chǎn)生乳化現(xiàn)象，對(duì)此可通過(guò)增添異丙醇(用量控制在10 mL內(nèi))的方式解決。將相同的異丙醇添加至所有標(biāo)準(zhǔn)中以低速的方式旋轉(zhuǎn)分液漏斗，殘留于內(nèi)部上的大量氯仿液珠將發(fā)生下落并靜置分層。

2)選取氯仿層，將其轉(zhuǎn)移至事先準(zhǔn)備好的分液漏斗內(nèi)(添加有50 mL洗滌液)，基于數(shù)滴氯仿充分洗滌第一個(gè)分液漏斗，使用10 mL氯仿加以萃取并持續(xù)操作三次。將氯仿轉(zhuǎn)移至第二個(gè)分液漏斗內(nèi)給予激烈搖晃并持續(xù)30 s，最后達(dá)到靜置分層的效果。借助玻璃棉載體將所得氯仿層轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶?jī)?nèi)，隨后選取5 mL氯仿萃取洗滌液處理，持續(xù)操作兩次后氯仿層轉(zhuǎn)移至容量瓶?jī)?nèi)使其達(dá)到標(biāo)線(xiàn)處。

3)每一批樣品要做一次空白試驗(yàn)(進(jìn)行空白試驗(yàn)時(shí)僅用純水替代試樣)及一種校準(zhǔn)溶液的完全萃取。

4)滴定之前均要充分振蕩容量瓶，同時(shí)利用氯仿萃取液清洗三次比色皿。待達(dá)到652 mm時(shí)可將氯仿作為參比液，分析樣品、空白試驗(yàn)以及標(biāo)準(zhǔn)溶液三者各自的吸光度。要求所用比色皿規(guī)格一致，每完成一次測(cè)定后都要清洗比色皿。

5)吸光度c計(jì)算方法。

c=(A樣·C標(biāo)·V標(biāo))/(V樣·A標(biāo))

式中，A樣為樣品所測(cè)吸光度；C標(biāo)為標(biāo)液濃度；V標(biāo)為標(biāo)液所取體積；V樣為樣品所取體積；A標(biāo)為標(biāo)液所測(cè)吸光度。

3.8 溶解氧的測(cè)定(碘量法)

1)溶解氧的固定：選取1 mL二甲硫酸錳溶液以及2 mL堿性試劑，將二者共同置于溶解氧氣瓶?jī)?nèi)。操作中使用細(xì)尖頭移液管，要求所用試劑置于液面下方，輕輕蓋上塞子以免外界空氣進(jìn)入瓶中。通過(guò)上下顛倒的方式提升瓶?jī)?nèi)各成分的均勻性，給予5 min靜置時(shí)間隨后通過(guò)相同方式再次混合。

2)游離碘：分析沉淀物所處位置，當(dāng)位于溶解氧瓶下方1/3處時(shí)便可添入2 mL硫酸溶液，隨即塞上瓶蓋充分搖晃瓶子，確保所有沉淀物都達(dá)到溶解狀態(tài)，同時(shí)碘的分布也需足夠均勻。

3)滴定：從上述配制所得的溶液中吸取100 mL轉(zhuǎn)移至250 mL錐形瓶中，隨之采取硫代硫酸鈉滴定的方式，至快結(jié)束時(shí)增添淀粉溶液并再次滴定，最后藍(lán)色褪去即可。

4)溶解氧c(mg/L)含量計(jì)算：

c=MV×8×1000/100

式中，M為本次試驗(yàn)中所用硫代硫酸鈉濃度，mol/L；V為滴定過(guò)程中實(shí)際消耗的硫代硫酸鈉總量，mL。

3.9 總余氯(余氯分析儀測(cè)定法)

使用余氯分析儀，按余氯分析儀操作規(guī)程進(jìn)行操作。

3.10 總大腸菌群

1)多管發(fā)酵法。①乳糖發(fā)酵：選取10 mL水樣通過(guò)接種措施轉(zhuǎn)移至10 mL雙料乳糖蛋白胨培養(yǎng)液，所得接種總量為5管；②選擇36 ℃±1 ℃培養(yǎng)箱，將所得接種管轉(zhuǎn)移至其中并持續(xù)培養(yǎng)24 h，分析乳糖蛋白胨培養(yǎng)基，若未出現(xiàn)產(chǎn)氣產(chǎn)酸現(xiàn)象表明大腸菌群呈陰性；反之則進(jìn)一步試驗(yàn)；③分離培養(yǎng)：選取發(fā)生產(chǎn)氣產(chǎn)酸現(xiàn)象的發(fā)酵管將其轉(zhuǎn)移至伊紅美藍(lán)瓊脂板上，并共同置于36 ℃±1 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)，給予18～24 h的培養(yǎng)時(shí)間，選取具備如下特征的菌落輔以革蘭氏染色以及鏡檢分析：呈深紫黑色、具有一定的金屬光澤；或呈紫黑色、具有微量金屬光澤；或淡紫紅色，且以中心區(qū)域顏色最深。

2)濾膜法。①需使用濾膜與濾器，將二者轉(zhuǎn)移至無(wú)菌操作臺(tái)，經(jīng)紫外燈持續(xù)滅菌達(dá)30 min。②通過(guò)無(wú)菌鑷子展開(kāi)操作，選取滅菌濾膜邊緣部分，要求糙面朝上，將其貼放至無(wú)菌濾床上，穩(wěn)定濾器并選取100 mL水樣置于其中，經(jīng)由針管展開(kāi)抽濾處理。③將上述所得濾膜轉(zhuǎn)移至品紅亞硫酸鈉培養(yǎng)基中，要求截留細(xì)菌面朝上且濾膜與培養(yǎng)基之間不可產(chǎn)生氣泡，隨之倒置平皿，轉(zhuǎn)移至37 ℃恒溫箱中持續(xù)培養(yǎng)，時(shí)間以24 h為宜。④分析菌落分布狀況，選取具備如下特征的菌落輔以革蘭氏染色以及鏡檢分析：呈深紫黑色、具有一定的金屬光澤；或呈紫黑色、具有微量金屬光澤；或淡紫紅色，且以中心區(qū)域顏色最深。

4 結(jié)束語(yǔ)

再生水項(xiàng)目能夠順利投產(chǎn)關(guān)乎人們的生產(chǎn)生活水平，置身于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展時(shí)代，水資源的重要性不言而喻，全國(guó)人民都應(yīng)當(dāng)合理利用水資源，實(shí)踐表明再生水項(xiàng)目是十分可行的工程，不僅適用于人們的生產(chǎn)生活，還符合未來(lái)開(kāi)發(fā)建設(shè)的理念。

[ID:009756]