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生活污水中含有大量无机、有机悬浮物(SS),易堵塞管道、河道,使水体浊度增加、透光度减弱,阻碍了水生植物的光合作用响水生生物的呼吸和代谢,甚至造成鱼类窒息死亡,珊瑚礁难以形成。悬浮粒子能吸收日光的热能,使水温上升,溶解氧减少,其中有机悬浮固体还会消耗水中的溶解氧,使水域生态功能下降。悬浮固体可作为载体,吸附其他污染物质,水流发生迁移污染,因此,SS是污水一级处理的主要去除对象,是城镇污水进出水主要检验任务之一。
悬浮物是影响水质的关键指标之一,这些悬浮物成分复杂,既包含食物残渣、纤维、毛发等肉眼可见的固体杂质,也有黏土颗粒、胶体颗粒等细微物质,它们不仅会导致水体浑浊、影响水生生态环境,还会堵塞管道、干扰污水处理设备的正常运行。因此,准确测定生活污水中悬浮物的含量,并采取科学有效的处理措施,对保障水环境质量和污水处理系统稳定运行具有重要意义。
一、生活污水中悬浮物的测定方法
称重法是目前在测定水中悬浮物含量的标准方法,使用这种方法操作简便、结果准确,适用大多数生活污水检测。以下是该方式的具体操作步骤。
先用校准后的电子天平称量水样,对水样进行预处理:
先将空容器放在秤盘上(分析天平精度0.0001g),按清零键将空容器质量清零,然后将待称量物体放入容器中,待天平读数稳定后,即可读取质量读数。当所称量的样品容易吸水、氧化或易与二氧化碳反应时,一般使用差减法称量,避免称量过程中吸潮或发生化学反应。将适量样品装入洁净的干燥称量瓶内,置于天平秤盘中称取质量,记录或打印。然后,用左手以纸条套住称量瓶,将它从天平盘上取下,置于准备盛放试样的容器上方,并使称量瓶倾斜过来。右手用小纸片捏住称量瓶盖的尖端,打开瓶盖,并用它轻轻敲击瓶口,使试样慢慢落入容器内,注意不要撒在容器外,当倾出的试样接近所要称取的质量时,把称量瓶慢慢竖起。同时用称量瓶盖继续轻轻敲瓶口上部,使黏附在瓶口上的试样落下,然后盖好瓶盖,再将称量瓶放回天平盘上称量,记录或打印,两次称量之差即为样品质量。
准备滤膜:用扁嘴无齿镊子夹取滤膜放于事先恒重的称量瓶中,打开瓶盖,移人烘箱中于103~105℃烘干0.5h后取出置于干燥器内冷却至室温,称其质量。反复烘干、冷却,称量,直至两次称量的质量差<0.2mg,称重要确保恒重状态。将恒重的滤膜正确地放在滤膜过滤器的滤膜托盘上。加盖配套的漏斗,并用夹子固定好,以蒸馏水湿润滤膜,并不断吸滤。
抽滤、烘干:量取充分混合均匀的试样100mL抽吸过滤,使水分全部通过滤膜,再以每次10mL蒸馏水连续洗涤三次,继续吸滤以除去痕量水分。停止吸滤后,仔细取出载有悬浮物的滤膜放入恒重的称量瓶里,移入烘箱中于103-105℃烘干1h后移人干燥器中,使冷却到室温,称其质量。反复烘干、冷却、称量,直至两次称量的质量差<0.4mg为止。
结果计算:生活污水中悬浮物的含量(ρ,单位:mg/L)按以下公式计算:ρ=(m2-m1)×106/V
其中,ρ(SS)——SS浓度,mg/L;
m2——悬浮物+滤膜+称重瓶质量,g;
m1——滤膜+称重瓶质量,g;
V——水样体积,mL。
二、生活污水中悬浮物的处理技术与助剂应用
针对生活污水中悬浮物的特点,目前常用的处理技术可分为物理处理、化学处理、生物处理三大类,不同技术需搭配相应的助剂,以提升悬浮物的去除效率。
(一)物理处理技术:低成本预处理,去除大颗粒悬浮物
物理处理技术主要通过物理作用(如截留、沉淀、过滤)分离悬浮物,无需添加化学药剂,成本较低,常用于污水处理的预处理阶段,核心技术包括格栅过滤、沉砂池沉淀、初沉池沉淀等。
格栅过滤:利用格栅(由金属条或塑料条制成的网状结构,孔径通常为 1-10mm)截留污水中的大块悬浮物(如塑料袋、食物残渣、毛发团),防止其堵塞后续管道和设备。该技术无需助剂,只需定期清理格栅上的截留物即可。
沉砂池沉淀:生活污水中的砂粒、碎石等无机悬浮物密度较大,可在沉砂池中通过重力沉淀分离。为提升沉砂效率,部分沉砂池会采用曝气装置(形成旋流),使砂粒与有机悬浮物分离,确保沉砂纯度。此过程也无需添加助剂,主要依靠物理作用实现分离。
初沉池沉淀:污水经过格栅和沉砂池后,仍含有大量细小的有机悬浮物(如粪便颗粒、胶体颗粒),可在初沉池中通过自然沉淀去除。若悬浮物沉降速度较慢,可适当添加助沉剂(如聚合氯化铝 PAC、硫酸铝),助沉剂能通过吸附作用使细小悬浮物凝聚成较大的絮体,加快沉降速度,提升初沉池的悬浮物去除率(通常可从 50%-60% 提升至70%-80%)。
(二)化学处理技术:高效除浊,搭配絮凝剂提升效果
化学处理技术通过向污水中添加化学药剂(絮凝剂、混凝剂),使悬浮物发生凝聚、絮凝反应,形成易分离的大絮体,再通过沉淀或过滤去除,适用于处理难以自然沉淀的胶体态悬浮物,是生活污水处理中提升水质的关键环节。
混凝-絮凝反应:生活污水中的胶体悬浮物(如黏土颗粒、蛋白质胶体)因带有负电荷而稳定分散,需通过 “混凝 - 絮凝” 过程破坏稳定性。首先添加混凝剂(如硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝 PAC),混凝剂在水中电离出正电荷离子,中和胶体颗粒的负电荷,使胶体脱稳;随后添加絮凝剂(如聚丙烯酰胺 PAM,分为阴离子型、阳离子型、非离子型),PAM 的长链分子能吸附脱稳后的胶体颗粒,形成体积更大、密度更高的絮体(俗称 “矾花”)。
沉淀与过滤:形成的絮体可在二沉池中通过重力沉淀分离,或通过滤池(如砂滤池、活性炭滤池)过滤去除。在该过程中,絮凝剂的选择需根据污水性质调整:若污水中悬浮物以有机为主(如生活污水),优先选择阳离子型 PAM(对有机胶体吸附能力更强);若以无机悬浮物为主,可选择阴离子型或非离子型 PAM。此外,混凝剂与絮凝剂的投加比例需通过实验确定,通常 PAC 投加量为 50-100mg/L,PAM 投加量为 1-5mg/L,可使悬浮物去除率达到 90% 以上。
(三)生物处理技术:生态除污,辅助去除细小悬浮物
生物处理技术利用微生物(细菌、真菌、原生动物等)的代谢作用,将污水中的有机污染物分解为无害物质,同时微生物会形成 “生物絮体”(如活性污泥、生物膜),通过吸附、截留作用去除细小悬浮物,适用于生活污水的深度处理阶段。
活性污泥法:在曝气池中,微生物通过曝气获得氧气,大量繁殖形成活性污泥(由菌胶团、原生动物等组成)。活性污泥具有较大的比表面积和吸附能力,能吸附污水中的细小悬浮物和有机污染物,形成 “污泥絮体”。随后,污泥絮体在二沉池中沉淀分离,上清液即为处理后的水,沉淀的污泥部分回流至曝气池,部分作为剩余污泥排出。该过程无需添加化学助剂,但需控制曝气强度、污泥回流比等参数,确保活性污泥的活性和沉降性能,通常可去除 80%-90% 的悬浮物。
生物膜法:在生物滤池、生物接触氧化池等设备中,微生物附着在填料(如火山岩、塑料填料)表面形成生物膜。污水流经生物膜时,微生物分解有机污染物,同时生物膜的多孔结构能截留细小悬浮物,定期冲洗生物膜可去除附着的悬浮物。该技术运行稳定,抗冲击能力强,也无需添加助剂,悬浮物去除率可达 70%-80%。
三、总结
生活污水中悬浮物处理,多先通过称重法测定其含量,再依特性选处理技术。物理处理常用格栅、沉淀、气浮等,可搭配聚合氯化铝等混凝剂,增强颗粒凝聚,提升沉淀或气浮效果。化学处理以混凝沉淀为主,需投加硫酸亚铁、聚丙烯酰胺等助凝剂,促进絮体形成。生物处理借助活性污泥法、生物膜法等,可添加生物营养剂,助力微生物生长繁殖,提高对悬浮物及有机物的降解能力。多种技术搭配适宜助剂,能有效去除生活污水中的悬浮物。
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