過硫酸氫鉀修復(fù)黑臭水體試驗研究

毛世麗 薛祝緣

摘要：為考察過硫酸氫鉀對黑臭水體的修復(fù)效果，通過模擬真實黑臭水體，進行不同投加量實驗，測試分析各項水質(zhì)指標的變化情況。結(jié)果表明：隨著投加量的增加，溶解氧和氧化還原電位也在增加，隨著時間變化，呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，DO峰值出現(xiàn)在0.5h，Eh峰值在1h;COD和氨氮的去除率也隨著投加量的增加而增加，當投加量為10mg/L時，反應(yīng)24h后，其去除率分別為54.8%和46.1%。

關(guān)鍵詞：過硫酸氫鉀;黑臭水體;水質(zhì)指標

近年來，城市水體修復(fù)已取得較好的成果，農(nóng)村黑臭水體的治理成為重點關(guān)注，生態(tài)環(huán)境部發(fā)行指導(dǎo)意見[1]，預(yù)計在2035年基本消滅農(nóng)村黑臭水體，故而黑臭水體的修復(fù)迫在眉睫。

過硫酸氫鉀（KHSO5，PMS）主要是由單過硫酸氫鉀、硫酸氫鉀和硫酸鉀等組成的酸性復(fù)合鹽[2]，其分子式為2KHSO5?KHSO4?K2SO4。PMS溶于水會產(chǎn)生硫酸根自由基（SO4-?），可參與化學(xué)反應(yīng)，去除水中的有機物;因其強氧化性，還可快速殺菌，故其不僅在水處理方面有作用，還可用于消毒殺菌。蔡欣欣等[3]利用過硫酸氫鉀對蝦養(yǎng)殖水體進行修復(fù)殺菌，PMS潑灑三天后，顯著降低了水體中細菌和弧菌的占比。劉蘭[4]實驗確定過硫酸氫鉀投加量在200mg/L，作用時間75min時，對COD、氨氮的去除率分別可達50%和60%。

本研究主要對過硫酸氫鉀修復(fù)黑臭水體進行系統(tǒng)分析，通過分析其投加量和作用時間對黑臭水體指標的影響，探討過硫酸氫鉀修復(fù)黑臭水體的可能性，以期為黑臭水體的修復(fù)提供實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實驗材料

本實驗所用的PMS為50%過硫酸酸氫鉀粉劑。實驗用水和底泥均取自某黑臭溝渠，底泥先用篩網(wǎng)過濾掉其中的石子、落葉等雜質(zhì)，再裝入到直徑為7cm，高35cm的透明塑料裝置中，裝填高度為5cm，實驗用水取自同一溝渠上覆水，水樣慢慢倒入裝置中，盡量減小水樣對底泥的擾動，底泥上部裝入25cm深度的上覆水，模擬真實黑臭水體。

1.2分析方法

各項水體指標的分析測試方法均按照標準進行，COD含量：快速消解分光光度法（HJ/T 399-2007）;NH4+-N：納氏試劑分光光度法（HJ 535-2009）;TP含量：鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89）。便攜式pH計，溶解氧儀，便攜式氧化還原電位測定儀，紫外可見光分光光度計。

1.3實驗方法

將過硫酸氫鉀的投加量按照0、2、4、6、8、10mg/L加入到實驗裝置中，在0、0.5、1、2、4、6、8、16、24、48h進行取樣測試，測試DO、Eh、pH、COD、氨氮和TP。測定結(jié)果重復(fù)三次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 DO的變化

溶解氧是衡量水體自凈能力的重要指標，PMS投加量對DO的影響由圖1可知。與空白相比，DO與投加量呈正相關(guān)，在0.5h達到峰值，隨后下降;投加量10mg/L時，DO可升高至2.72mg/L。當PMS溶于水后可生成不穩(wěn)定臭氧，臭氧瞬間分解成氧氣和氧原子，溶解氧增加[5]。隨著水中生物的作用，溶解氧逐漸減少。

2.2 氧化還原電位的變化

黑臭水體的形成與氧化還原電位過低有直接關(guān)系[6]，PMS投加量對Eh的影響由圖2可知，Eh與投加量呈正相關(guān)，而隨著時間變化，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，峰值主要集中在前1h;當投加量為2mg/L時，峰值為80.3mv，投加量為10mg/L時，峰值為240.5mv，變化顯著。PMS溶于水生成SO4-?的強氧化性，之后降低則是與有機物反應(yīng)，SO4-?減少[7]。

2.3 COD的變化

PMS投加量對COD的影響如圖3可知，隨著投加量的增加，COD濃度降低，當投加量為2mg/L時，去除率28.2%;在10mg/L時，去除率54.8%，變化較為顯著。隨著PMS投加量的增加，形成的自由基、活性氧衍生物增加，有利于有機物降解[8]。

2.4氨氮的變化

PMS投加量對氨氮的影響由圖4可知，隨著投加量的增加，氨氮濃度降低，去除率增加。當投加量為2mg/L時，去除率為11.5%;增加至10mg/L時，去除率為46.1%，變化較為顯著。水中氨氮主要以NH4+存在，很容易與SO4-?結(jié)合，從而被降解[9]。

2.5 TP的變化

PMS投加量對TP的影響由表2可知，TP的變化較小。這是由于PMS的投加量未引起溶解氧顯著變化，當DO升高，鐵以Fe3+形式存在，F(xiàn)e3+與磷結(jié)合，以磷酸鐵的形式沉積到底泥中，使得水體中TP濃度降低[10]。

3 結(jié)論

1）隨著PMS投加量的增加，溶解氧和氧化還原電位增加，隨著時間的變化則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在0.5h時達到峰值，之后逐漸降低，在24h趨于穩(wěn)定。

2）隨著PMS投加量的增加，COD和氨氮濃度降低，在24h時去除率最高，當投加量為10mg/L時，COD、氨氮的去除率最高分別為54.8%和46.1%;TP變化較小。

參考文獻

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