Vol.27No.3May2011
科技通报
BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGY
第27卷第3期
2011年5月
浙江省典型地区生活污水水质调查研究
冯华军1,冯小晏1,薛
飞2,余佩佩3,舒萍增4,单
丹2,都韶婷1
(1.浙江工商大学环境与科学工程学院,杭州310035;2.杭州市余杭区环境保护局,杭州311100;
3.宁波海曙海晨环保工程有限公司,宁波315000;4.浙江火电建筑设计所,杭州310016)
摘要:由于不同地区、不同季节的生活污水水质变化差异大,所以实验室采用葡萄糖或蔗糖稀释液
来模拟生活污水进行试验研究得到的污水处理构筑物设计参数在实际工程应用中往往会出现出水不达标的现象。因此有必要根据实际生活污水水质,优化配制更为接近实际生活污水的模拟废水,以期使试验结果更准确的反应实际情况。经过对浙江省三个典型地区生活污水水质为期一年监测调查可知:浙江省生活污水有机物和磷浓度较低,氮浓度较高,可生化性较好,B/C平均在0.56左右,但C/N平均值仅为6.10,不利于常规生物脱氮;调查的生活污水水质季节变化明显,污染物浓度1月份最高,7月份最低;水质地区差异不大,但蛋白质含量有显著差异,以宁波取样点的生活污水中蛋白质含量最高。根据调查结果,对模拟生活污水的配方进行了优化,优化配制的模拟污水四个水质特征比值接近实际生活污水,可作为后续实验研究使用的模拟污水。关键词:生活污水;水质调查;模拟废水中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1001-7119(2011)03-0436-05
SewageQualityInvestigationResearchinTypicalRegionof
ZhejiangProvince
FENGHuajun1,FENGXiaoyan1,XUEFei2,YUPeipei3,SHUPingzeng3,SHANDan2,DUShaoting1
(1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou,310035,China;
2.EnvironmentalProtectionBureauofYuhangDistrict,Hangzhou311100,China;3.NingboHaishuHaichenEnvironmentalEngineeringCo.Ltd,Ningbo,315000,China;4.ThermalPowerArchitectureofZhejiang,
Hangzhou,310016,China)
Abstract:Becausethequalityofsewagefromdifferentregionsordifferentseasonslargelyfluctuated,designparametersofsewagetreatmentstructureswhichweredeterminedinlab-scaleusingglucoseorsucrosedilutedsolutionastheinflu-entmaynothavebeenthemostappropriateandtheeffluentoftencouldnotmeetthedischargestandard.Inordertoap-proachthepracticalsituation,itisnecessarytooptimizethesynthesiswastewaterastheinfluentforlab-scaleaccordingtotheactualqualityofsewage.OnthebasisofthemonitoringsewagequalityfromthreetypicalcitiesinZhejiangprovinceforoneyear,thesewagewascharacterizedbyaloworganicandphosphorusconcentrationandahighnitrogenlevel.Thisresultinthesewagehavinggoodbiodegradability(B/Cwasapproximately0.56),butpoormicrobialdenitrifi-cationduetothelowC/Nratio(approximately6.10).Inaddition,thesewagewaterqualityinZhejiangprovincewasfoundtovarysignificantlybyseason.ThepollutantconcentrationwasfoundtobehighestinJanuaryandlowestinJuly.Butthesewagewaterqualityhadnotchangedalot,exceptproteinconcentration.ThehighestproteinconcentrationofsewagewascollectedfromNingbocity.Basedontheinvestigationresults,thefourtypicalratios(B/C,C/N,Alkalinity/TNandNH4+-N/TKN)oftheoptimizedsynthesiswastewaterusedasinfluentforexperimentalinvestigationweresimilarto
收稿日期:2010-03-20
基金项目:杭州市科技局计划项目(20091633F07和20091633F11),浙江工商大学青年人才基金(Q09-18)作者简介:冯华军(1980-),男,浙江定海人,博士,讲师。主要从事环境生物技术及废水处理方面的研究工作。
E-mail:[email protected]
第3期冯华军等.浙江省典型地区生活污水水质调查研究437
thoseofactualdomesticsewage.
Keywords:sewage;wastewaterqualityinvestigation;synthesiswastewater
生活污水是指在日常生活活动中产生的废水,主要是生活废料和人的排泄物,其中包括厨房洗涤、淋浴、洗衣等的废水以及冲洗厕所等的污水。研究表明生活污水的水质、水量与当地的生活习惯有很大关系,不同地区、不同季节的生活污水都会不同。不同来源的生活污水其可生化性变化也较大,因此无论是其COD浓度还是水质B/C比都会有一定的差距[1]。
目前很多报道中均是直接采用葡萄糖或蔗糖稀释液来模拟生活污水[2,3],这种做法往往会造成在实验室小试时反应器性能优越,但在实际应用中却效果不佳;或者实验室的设计参数与实际工程运行所需偏差较大,造成出水不达标或投资浪费等现状。
为此,本研究针对浙江省地域的情况,选择性地对省内杭州(代表内陆城市)、宁波(代表沿海城市)、舟山(代表海岛)三个地区共5个点进行了为期一年的生活污水水质跟踪监测,了解其水质的基本情况以及一年四季的变化规律,并且根据调查研究结果优化配置了一种模拟生活污水,为后续实验研究提供参考。
磷酸盐:钼锑抗分光光度法;
碱度:采用溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定法测定;
固体悬浮物(SS):103~105℃重量法;化学需氧量(COD):酸性重铬酸钾法;五日生化需氧量(BOD5):稀释接种法;普通化学指标测定方法均参考《水和废水监测分析方法》[4]。
1.2.2特征污染物指标
阴离子洗涤剂(LAS):亚甲蓝分光光度法[4];蛋白质:考马斯亮蓝法
[5]
;
[5]
总糖:3,5-二硝基水杨酸比色法腐植酸:紫外分光光度法[7]。
;
尿素:二乙酰一肟分光光度法[6];
1.3数据处理
所有试验数据采用Microsoft誖Excel和SPSS誖
forWindows誖统计软件进行OneWay-ANOVA检验、LSD差异分析等统计分析和图表制作。
2
2.1
结果与讨论
总体水质情况
由表1可知,浙江省生活污水的有机物含量
1
1.1
材料与方法
污水取样时间与地点
分别于1月、4月、7月、10月作为四个季节
(COD和BOD5)以及磷含量均属于低浓度生活污水范畴;不过氮浓度较高,就氮素污染而言属于高浓度生活污水(表1)。对水质的进一步分析可知,浙江省生活污水水质的可生化性较好,B/C比平均为0.56(表2),属于易降解废水。由于污水中有机物浓度较低而氮素污染较大,因此C/N相对较低,其平均值仅为6.10,这可能与浙江省的饮食水平有关。浙江省靠海,饮食中海鲜比例相对较高,因此氮浓度较高。然而生活污水中蛋白质浓度并不高,推测可能是因为浙江省的年平均气温较高,蛋白质易被微生物水解转化成氨氮和其他有机物。
调查表明浙江省内生活污水的pH和阴离子洗涤剂浓度均在《污水综合排放标准》(GB8978-
代表性月份进行取样,每个取样点每月均取样3次,每次取样时间控制在上午9:00~10:00之间。具体取样地点分别如下:
杭州:翠苑四区污水提升泵站(HC);浙大华家池校区家属区化粪池出水(HZ)。
舟山:盐仓污水处理厂进水口(ZY);定海钻石楼酒店旁污水提升泵站(ZD)。
宁波:宁波市城市排水有限公司的调节池(NC)。
1.2测定项目与方法1.2.1普通化学指标
pH:pHS-9V型酸度计;氨氮(NH4+-N):水杨酸-次氯酸盐分光光度法;总氮(TN):过硫酸钾氧化-紫外分光光度法;
1996)[8]的一级排放标准之内,因此在以下的水
质分析中暂不考虑这两个指标。
438
表1
浙江省生活污水水质
单位:mg/L
科技通报第27卷
活污水的B/C季节变化不显著,全年均在0.54~
Table1
指标
Waterqualitycharacteristicsofsewagein
Zhejiangprovince
范围
平均值
pHCODBOD5NH-N
4+
6.9~7.9135~63963~39825.6~54.736.5~76.232.4~70.210~1312.1~9.1330~4701.8~30.220~881.7~6.21.1~4.40.6~3.9
7.532318236.952.948.9415.23958.7443.52.62.3
0.60。而C/N的季节性差异显著,1月份C/N最高,达7.48±1.43;其中7月份的C/N最低,仅为4.67±1.03。因此从脱氮效率而言,7月份的生活污水水质最不利于生物脱氮。然而由于7月份的TN浓度也是最低的,因此对处理的可达标性影
响不大。
由于碱度季节性变化不显著,因此7月份的
TNTKNVFA
磷酸盐碱度蛋白质总糖尿素阴离子洗涤剂
腐植酸表2
TN浓度最低是导致了7月份碱度/TN的比值最大的主要原因;同样1月份碱度/TN的比最小,仅为6.43±0.76。由此可以推知,对于1月份的生活
污水而言,如果采用一次性完全硝化工艺就有可能会出现碱度不足的现象。
通过观测NH4+-N/TKN的比值可知,7月份生活污水中的凯氏氮基本上是由氨氮组成。这是因为7月份气温、水温高,有机氮的氨化速率也较高,所以污水中的有机氮含量很低;而在1月份时,污水中约有44%的凯氏氮为有机氮。
浙江省生活污水水质的几个基本特征比
2.3水质区域变化规律
由表3可知,除蛋白质外,浙江省三个地区
Table2CharacteristicratiosofsewageinZhejiangprovince
项目范围平均值
B/C0.35~0.760.56
C/N3.24~16.326.10
碱度/TNNH4+-N/TKN0.48~1.020.78
之间的生活污水水质差异并不显著,这可能与三地距离相对较近,生活习惯差异不大有关。但对于蛋白质指标,在三个地区之间呈现出了明显的差异,浓度最高的为宁波取样点(NC)的生活污水,其次为舟山两个取样点(ZD,ZY)的生活污水。考虑三地的饮食习惯差异,可能是由于宁波和舟山食用海鲜较多,且宁波的生活水平远高于舟山,因此在污水中蛋白质含量相对较高。
通过比较生活污水水质的四个基本特征比
表3
浙江省四季生活污水水质情况
单位:mg/L
5.43~12.347.70
2.2水质季节变化规律
生活污水水质随着季节的变化而变化。从表
3可见,浙江省生活污水COD浓度为1月份最
高,7月份最低,4月和10月介于两者之间;总氮的变化规律与COD一致;蛋白质、尿素和腐植酸
也有类似的变化规律。产生这种现象的可能原因:一是7月份浙江省的平均气温在30度以上,人们习惯上每天洗澡,因此产生的污水量也较多,稀释了各种污染物浓度;二是污水产生点与取样点之间存在一定距离,当水温较高时,污染物会在管网中较快降解,这也会导致污水中各种污染物浓度降低。
除以上污染物指标外,还有一些指标如磷酸盐、总糖和碱度等指标却与时间关系不大,差异未达0.05显著性水平,没有呈现出明显的季节变化规律。
图1表示与生活污水可处理性密切相关的几个特征比值的季节变化规律。经分析发现,生
Table3Variationofwaterqualitycharacteristicsof
sewagewiththeseasonsinZhejiangprovince
月份
1月474a645.749
aaa
4月314a535.139
baab
7月200c444.829
cab
11月307b505.148
baa
CODTN
磷酸盐
VFA
碱度蛋白质总糖尿素腐植酸
390a14.6a513.92.9
aaa
384b8.9363.72.4
bbab
408ab3.9402.71.5
cabbc
394ab7.3503.62.2
bcaab
注:不同小写字母标注的数值差异达5%的显著水平
第3期
[**************]0碱度/T-N
冯华军等.浙江省典型地区生活污水水质调查研究439
C/N
aA
bcAB
cB
abAB
0.70.60.5B/C0.40.30.20.10.0
aA
aA
aA
B/CaA
C/N
14710
月份
1
4
710
月份
aA
cC
bcBC
碱度/T-N
1.00.8NH4+-N/TKN0.60.4
dD
cC
aTANH4+-N/TKN
bB
86420
bA
0.2
1
4
7
10
0.0月份
14710
月份
图1生活污水水质基本特征比值四季变化规律
Fig.1
表4
VariationofCharacteristicratiosofsewagewiththeseasonsinZhejiangprovince
表5
优化配制人工模拟生活污水组成
浙江省不同地区生活污水水质情况单位:mg/L
Table4Variationofwaterqualitycharacteristicsof
sewagewithlocationsinZhejiangprovince
地点
Table5Compositionofoptimizedsyntheticwastewater
成分
重量/g
成分
重量/g
HZ287527.6323845.2432.72.0
bbaabcaba
HC311ab495.1404054.4503.72.4
bbaacaaa
NC393484.65038414.9374.02.0
abbcaabaaaa
ZD329ab614.832394
abcaab
ZY299ab533.7534027.9483.62.4
bcaabbcaaba
NH4Cl
蔗糖尿素
15120.452.11.65
NaHCO3
蛋白胨十二烷基苯磺酸钠
腐植酸
挥发性脂肪酸(乙、丙、丁、戊酸各1.2mL)
30150.20.24.8mL
CODTN
磷酸盐
K2HPO4KH2PO4
VFA
碱度蛋白质总糖尿素腐植酸
11.1ab433.42.4
aaba
注:配成10L母液,COD约为3000mg/L
表6实测优化配制的模拟污水基本特征比(n=5)
Table6
项目平均值
Characteristicratiosofoptimizedsynthetic
wastewaterB/C0.66±0.06
C/N6.37±0.21
碱度/TN
注:不同小写字母标注的数值差异达5%的显著水平
NH4+-N/TKN
0.78±0.12
值可知(图2),宁波取样点(NC)生活污水的C/N显著高于其它4个取样点,而其余四个取样点的
8.21±0.13
C/N比差异不显著。此外宁波的生活污水B/C较
低,这可能是由于宁波的这个取样点中混入了一定量的工业废水,导致COD较高,而BOD又相对较低。
对于碱度/TN的比值,舟山两个取样点的生活污水相对较低,这主要是因为舟山的生活污水中总氮含量较高,因此造成了碱度/TN的比值较低。
对于NH4+-N/TKN的比值而言,地区之间并没有出现明显差异,这可能是由于季节变化是影响有机氮水解的主要原因,从而掩盖了NH4+-N/
TKN的地区差异。
2.4实验室模拟生活污水的配制优化
为了更准确的研究反应器的运行性能,经常需要采用模拟污水作为进水,以往很多研究都是直接采用葡萄糖等简单基质稀释液作为模拟生
440
[1**********]0
科技通
0.70.60.50.40.30.20.10.0
报
aA
bcBC
bAB
cC
B/CbAB
第27卷
aA
bB
bB
bB
C/N
C/N
bB
HZHCNCZDZY地点碱度/T-N
B/C
HZHCNCZDZY地点
1.0NH4+-N/TKN0.80.6
aA
aA
aA
NH4+-N/TKNaA
aA
碱度/T-N
0.40.2
HZHCNCZDZY地点
0.0
HZHCNCZDZY地点
图2浙江省不同地区生活污水水质基本特征比值
Fig.2VariationofCharacteristicratiosofsewagefromvariouslocationsinZhejiangprovince
活污水,且没有考虑实际污水中其它污染物如腐植酸、表面活性剂等对生活污水水质的影响。因此根据表1及表2,本论文提出了模拟污水的优化配制方法(表5)。通过对配制好的模拟污水水质进行实测,结果显示优化配制的模拟污水四个特征比值(表6)接近实际生活污水。因此,将这个配方的模拟污水作为后续研究采用的模拟生活污水更能准确反应反应器的实际运行性能。
4)根据调查结果,对模拟生活污水的配方进
行了优化,优化配制的模拟污水四个水质特征比值接近实际生活污水,可作为后续实验研究使用的模拟污水。参考文献:
[1]
LensP,ZeemanG.,LettingaG著;王晓昌,彭党聪,王廷
林译.分散式污水处理和再利用———概念、系统和实施[M].北京:化学工业出版社.2004.
4结论
经过对浙江省三个典型地区5个取样点的
[2]TsangYF,SinSN,ChuaH.Nocardiafoamingcontrolinactivatedsludgeprocesstreatingdomesticwastewater[J].BioresourceTechnology,2008,99(9):3381-3388.
[3]LiXM,GuoL,YangQ,ZengGM,LiaoDX.Removalofcarbonandnutrientsfromlowstrengthdomesticwastew-aterbyexpandedgranularsludgebed-zeolitebedfiltra-tion(EGSB-ZBF)integratedtreatmentconcept[J].Pro-cessBiochemistry,2007,42(8):1173-1179.
生活污水水质为期一年监测调查可知:
1)浙江省生活污水有机物和磷浓度较低,氮
浓度较高,可生化性较好,B/C平均在0.56左右,但C/N平均值仅为6.10,不利于常规生物脱氮;
2)浙江省生活污水水质随着季节变化明显,总体而言,污染物浓度1月份最高,7月份最低。1月份C/N比最高,但碱度/TN最低,如果采用一次性完全硝化工艺可能会出现碱度不足的现象;7月份C/N最低,不利于生物脱氮,不过TN浓度也
最低,对达标处理影响不大。
[4][5][6][7]
国家环保总局.水和废水监测分析方法(第三版)[M].北京:中国环境科学出版社.1997.
陈钧辉,陶力,李俊,朱婉华,袁玉荪.生物化学实验[M].北京:科学出版社.2003.
国家质量技术监督局.游泳水种尿素测定方法(GB/T
18204.29-2000)[S].中国:中国国家标准.2000.
冯华军,胡立芳,邱才娣,沈东升.3类金属离子对活性污泥吸附水体腐殖酸的影响[J].环境科学,2008,29(1):77-81.[8]
国家环保总局.污水综合排放标准(GB8978-1996)[S].中国:中国国家标准.1996.
3)浙江省生活污水水质地区差异不大,但蛋白质含量有显著差异,以宁波(NC)取样点的生活
污水最高。
Vol.27No.3May2011
科技通报
BULLETINOFSCIENCEANDTECHNOLOGY
第27卷第3期
2011年5月
浙江省典型地区生活污水水质调查研究
冯华军1,冯小晏1,薛
飞2,余佩佩3,舒萍增4,单
丹2,都韶婷1
(1.浙江工商大学环境与科学工程学院,杭州310035;2.杭州市余杭区环境保护局,杭州311100;
3.宁波海曙海晨环保工程有限公司,宁波315000;4.浙江火电建筑设计所,杭州310016)
摘要:由于不同地区、不同季节的生活污水水质变化差异大,所以实验室采用葡萄糖或蔗糖稀释液
来模拟生活污水进行试验研究得到的污水处理构筑物设计参数在实际工程应用中往往会出现出水不达标的现象。因此有必要根据实际生活污水水质,优化配制更为接近实际生活污水的模拟废水,以期使试验结果更准确的反应实际情况。经过对浙江省三个典型地区生活污水水质为期一年监测调查可知:浙江省生活污水有机物和磷浓度较低,氮浓度较高,可生化性较好,B/C平均在0.56左右,但C/N平均值仅为6.10,不利于常规生物脱氮;调查的生活污水水质季节变化明显,污染物浓度1月份最高,7月份最低;水质地区差异不大,但蛋白质含量有显著差异,以宁波取样点的生活污水中蛋白质含量最高。根据调查结果,对模拟生活污水的配方进行了优化,优化配制的模拟污水四个水质特征比值接近实际生活污水,可作为后续实验研究使用的模拟污水。关键词:生活污水;水质调查;模拟废水中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1001-7119(2011)03-0436-05
SewageQualityInvestigationResearchinTypicalRegionof
ZhejiangProvince
FENGHuajun1,FENGXiaoyan1,XUEFei2,YUPeipei3,SHUPingzeng3,SHANDan2,DUShaoting1
(1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,ZhejiangGongshangUniversity,Hangzhou,310035,China;
2.EnvironmentalProtectionBureauofYuhangDistrict,Hangzhou311100,China;3.NingboHaishuHaichenEnvironmentalEngineeringCo.Ltd,Ningbo,315000,China;4.ThermalPowerArchitectureofZhejiang,
Hangzhou,310016,China)
Abstract:Becausethequalityofsewagefromdifferentregionsordifferentseasonslargelyfluctuated,designparametersofsewagetreatmentstructureswhichweredeterminedinlab-scaleusingglucoseorsucrosedilutedsolutionastheinflu-entmaynothavebeenthemostappropriateandtheeffluentoftencouldnotmeetthedischargestandard.Inordertoap-proachthepracticalsituation,itisnecessarytooptimizethesynthesiswastewaterastheinfluentforlab-scaleaccordingtotheactualqualityofsewage.OnthebasisofthemonitoringsewagequalityfromthreetypicalcitiesinZhejiangprovinceforoneyear,thesewagewascharacterizedbyaloworganicandphosphorusconcentrationandahighnitrogenlevel.Thisresultinthesewagehavinggoodbiodegradability(B/Cwasapproximately0.56),butpoormicrobialdenitrifi-cationduetothelowC/Nratio(approximately6.10).Inaddition,thesewagewaterqualityinZhejiangprovincewasfoundtovarysignificantlybyseason.ThepollutantconcentrationwasfoundtobehighestinJanuaryandlowestinJuly.Butthesewagewaterqualityhadnotchangedalot,exceptproteinconcentration.ThehighestproteinconcentrationofsewagewascollectedfromNingbocity.Basedontheinvestigationresults,thefourtypicalratios(B/C,C/N,Alkalinity/TNandNH4+-N/TKN)oftheoptimizedsynthesiswastewaterusedasinfluentforexperimentalinvestigationweresimilarto
收稿日期:2010-03-20
基金项目:杭州市科技局计划项目(20091633F07和20091633F11),浙江工商大学青年人才基金(Q09-18)作者简介:冯华军(1980-),男,浙江定海人,博士,讲师。主要从事环境生物技术及废水处理方面的研究工作。
E-mail:[email protected]
第3期冯华军等.浙江省典型地区生活污水水质调查研究437
thoseofactualdomesticsewage.
Keywords:sewage;wastewaterqualityinvestigation;synthesiswastewater
生活污水是指在日常生活活动中产生的废水,主要是生活废料和人的排泄物,其中包括厨房洗涤、淋浴、洗衣等的废水以及冲洗厕所等的污水。研究表明生活污水的水质、水量与当地的生活习惯有很大关系,不同地区、不同季节的生活污水都会不同。不同来源的生活污水其可生化性变化也较大,因此无论是其COD浓度还是水质B/C比都会有一定的差距[1]。
目前很多报道中均是直接采用葡萄糖或蔗糖稀释液来模拟生活污水[2,3],这种做法往往会造成在实验室小试时反应器性能优越,但在实际应用中却效果不佳;或者实验室的设计参数与实际工程运行所需偏差较大,造成出水不达标或投资浪费等现状。
为此,本研究针对浙江省地域的情况,选择性地对省内杭州(代表内陆城市)、宁波(代表沿海城市)、舟山(代表海岛)三个地区共5个点进行了为期一年的生活污水水质跟踪监测,了解其水质的基本情况以及一年四季的变化规律,并且根据调查研究结果优化配置了一种模拟生活污水,为后续实验研究提供参考。
磷酸盐:钼锑抗分光光度法;
碱度:采用溴甲酚绿-甲基红指示剂滴定法测定;
固体悬浮物(SS):103~105℃重量法;化学需氧量(COD):酸性重铬酸钾法;五日生化需氧量(BOD5):稀释接种法;普通化学指标测定方法均参考《水和废水监测分析方法》[4]。
1.2.2特征污染物指标
阴离子洗涤剂(LAS):亚甲蓝分光光度法[4];蛋白质:考马斯亮蓝法
[5]
;
[5]
总糖:3,5-二硝基水杨酸比色法腐植酸:紫外分光光度法[7]。
;
尿素:二乙酰一肟分光光度法[6];
1.3数据处理
所有试验数据采用Microsoft誖Excel和SPSS誖
forWindows誖统计软件进行OneWay-ANOVA检验、LSD差异分析等统计分析和图表制作。
2
2.1
结果与讨论
总体水质情况
由表1可知,浙江省生活污水的有机物含量
1
1.1
材料与方法
污水取样时间与地点
分别于1月、4月、7月、10月作为四个季节
(COD和BOD5)以及磷含量均属于低浓度生活污水范畴;不过氮浓度较高,就氮素污染而言属于高浓度生活污水(表1)。对水质的进一步分析可知,浙江省生活污水水质的可生化性较好,B/C比平均为0.56(表2),属于易降解废水。由于污水中有机物浓度较低而氮素污染较大,因此C/N相对较低,其平均值仅为6.10,这可能与浙江省的饮食水平有关。浙江省靠海,饮食中海鲜比例相对较高,因此氮浓度较高。然而生活污水中蛋白质浓度并不高,推测可能是因为浙江省的年平均气温较高,蛋白质易被微生物水解转化成氨氮和其他有机物。
调查表明浙江省内生活污水的pH和阴离子洗涤剂浓度均在《污水综合排放标准》(GB8978-
代表性月份进行取样,每个取样点每月均取样3次,每次取样时间控制在上午9:00~10:00之间。具体取样地点分别如下:
杭州:翠苑四区污水提升泵站(HC);浙大华家池校区家属区化粪池出水(HZ)。
舟山:盐仓污水处理厂进水口(ZY);定海钻石楼酒店旁污水提升泵站(ZD)。
宁波:宁波市城市排水有限公司的调节池(NC)。
1.2测定项目与方法1.2.1普通化学指标
pH:pHS-9V型酸度计;氨氮(NH4+-N):水杨酸-次氯酸盐分光光度法;总氮(TN):过硫酸钾氧化-紫外分光光度法;
1996)[8]的一级排放标准之内,因此在以下的水
质分析中暂不考虑这两个指标。
438
表1
浙江省生活污水水质
单位:mg/L
科技通报第27卷
活污水的B/C季节变化不显著,全年均在0.54~
Table1
指标
Waterqualitycharacteristicsofsewagein
Zhejiangprovince
范围
平均值
pHCODBOD5NH-N
4+
6.9~7.9135~63963~39825.6~54.736.5~76.232.4~70.210~1312.1~9.1330~4701.8~30.220~881.7~6.21.1~4.40.6~3.9
7.532318236.952.948.9415.23958.7443.52.62.3
0.60。而C/N的季节性差异显著,1月份C/N最高,达7.48±1.43;其中7月份的C/N最低,仅为4.67±1.03。因此从脱氮效率而言,7月份的生活污水水质最不利于生物脱氮。然而由于7月份的TN浓度也是最低的,因此对处理的可达标性影
响不大。
由于碱度季节性变化不显著,因此7月份的
TNTKNVFA
磷酸盐碱度蛋白质总糖尿素阴离子洗涤剂
腐植酸表2
TN浓度最低是导致了7月份碱度/TN的比值最大的主要原因;同样1月份碱度/TN的比最小,仅为6.43±0.76。由此可以推知,对于1月份的生活
污水而言,如果采用一次性完全硝化工艺就有可能会出现碱度不足的现象。
通过观测NH4+-N/TKN的比值可知,7月份生活污水中的凯氏氮基本上是由氨氮组成。这是因为7月份气温、水温高,有机氮的氨化速率也较高,所以污水中的有机氮含量很低;而在1月份时,污水中约有44%的凯氏氮为有机氮。
浙江省生活污水水质的几个基本特征比
2.3水质区域变化规律
由表3可知,除蛋白质外,浙江省三个地区
Table2CharacteristicratiosofsewageinZhejiangprovince
项目范围平均值
B/C0.35~0.760.56
C/N3.24~16.326.10
碱度/TNNH4+-N/TKN0.48~1.020.78
之间的生活污水水质差异并不显著,这可能与三地距离相对较近,生活习惯差异不大有关。但对于蛋白质指标,在三个地区之间呈现出了明显的差异,浓度最高的为宁波取样点(NC)的生活污水,其次为舟山两个取样点(ZD,ZY)的生活污水。考虑三地的饮食习惯差异,可能是由于宁波和舟山食用海鲜较多,且宁波的生活水平远高于舟山,因此在污水中蛋白质含量相对较高。
通过比较生活污水水质的四个基本特征比
表3
浙江省四季生活污水水质情况
单位:mg/L
5.43~12.347.70
2.2水质季节变化规律
生活污水水质随着季节的变化而变化。从表
3可见,浙江省生活污水COD浓度为1月份最
高,7月份最低,4月和10月介于两者之间;总氮的变化规律与COD一致;蛋白质、尿素和腐植酸
也有类似的变化规律。产生这种现象的可能原因:一是7月份浙江省的平均气温在30度以上,人们习惯上每天洗澡,因此产生的污水量也较多,稀释了各种污染物浓度;二是污水产生点与取样点之间存在一定距离,当水温较高时,污染物会在管网中较快降解,这也会导致污水中各种污染物浓度降低。
除以上污染物指标外,还有一些指标如磷酸盐、总糖和碱度等指标却与时间关系不大,差异未达0.05显著性水平,没有呈现出明显的季节变化规律。
图1表示与生活污水可处理性密切相关的几个特征比值的季节变化规律。经分析发现,生
Table3Variationofwaterqualitycharacteristicsof
sewagewiththeseasonsinZhejiangprovince
月份
1月474a645.749
aaa
4月314a535.139
baab
7月200c444.829
cab
11月307b505.148
baa
CODTN
磷酸盐
VFA
碱度蛋白质总糖尿素腐植酸
390a14.6a513.92.9
aaa
384b8.9363.72.4
bbab
408ab3.9402.71.5
cabbc
394ab7.3503.62.2
bcaab
注:不同小写字母标注的数值差异达5%的显著水平
第3期
[**************]0碱度/T-N
冯华军等.浙江省典型地区生活污水水质调查研究439
C/N
aA
bcAB
cB
abAB
0.70.60.5B/C0.40.30.20.10.0
aA
aA
aA
B/CaA
C/N
14710
月份
1
4
710
月份
aA
cC
bcBC
碱度/T-N
1.00.8NH4+-N/TKN0.60.4
dD
cC
aTANH4+-N/TKN
bB
86420
bA
0.2
1
4
7
10
0.0月份
14710
月份
图1生活污水水质基本特征比值四季变化规律
Fig.1
表4
VariationofCharacteristicratiosofsewagewiththeseasonsinZhejiangprovince
表5
优化配制人工模拟生活污水组成
浙江省不同地区生活污水水质情况单位:mg/L
Table4Variationofwaterqualitycharacteristicsof
sewagewithlocationsinZhejiangprovince
地点
Table5Compositionofoptimizedsyntheticwastewater
成分
重量/g
成分
重量/g
HZ287527.6323845.2432.72.0
bbaabcaba
HC311ab495.1404054.4503.72.4
bbaacaaa
NC393484.65038414.9374.02.0
abbcaabaaaa
ZD329ab614.832394
abcaab
ZY299ab533.7534027.9483.62.4
bcaabbcaaba
NH4Cl
蔗糖尿素
15120.452.11.65
NaHCO3
蛋白胨十二烷基苯磺酸钠
腐植酸
挥发性脂肪酸(乙、丙、丁、戊酸各1.2mL)
30150.20.24.8mL
CODTN
磷酸盐
K2HPO4KH2PO4
VFA
碱度蛋白质总糖尿素腐植酸
11.1ab433.42.4
aaba
注:配成10L母液,COD约为3000mg/L
表6实测优化配制的模拟污水基本特征比(n=5)
Table6
项目平均值
Characteristicratiosofoptimizedsynthetic
wastewaterB/C0.66±0.06
C/N6.37±0.21
碱度/TN
注:不同小写字母标注的数值差异达5%的显著水平
NH4+-N/TKN
0.78±0.12
值可知(图2),宁波取样点(NC)生活污水的C/N显著高于其它4个取样点,而其余四个取样点的
8.21±0.13
C/N比差异不显著。此外宁波的生活污水B/C较
低,这可能是由于宁波的这个取样点中混入了一定量的工业废水,导致COD较高,而BOD又相对较低。
对于碱度/TN的比值,舟山两个取样点的生活污水相对较低,这主要是因为舟山的生活污水中总氮含量较高,因此造成了碱度/TN的比值较低。
对于NH4+-N/TKN的比值而言,地区之间并没有出现明显差异,这可能是由于季节变化是影响有机氮水解的主要原因,从而掩盖了NH4+-N/
TKN的地区差异。
2.4实验室模拟生活污水的配制优化
为了更准确的研究反应器的运行性能,经常需要采用模拟污水作为进水,以往很多研究都是直接采用葡萄糖等简单基质稀释液作为模拟生
440
[1**********]0
科技通
0.70.60.50.40.30.20.10.0
报
aA
bcBC
bAB
cC
B/CbAB
第27卷
aA
bB
bB
bB
C/N
C/N
bB
HZHCNCZDZY地点碱度/T-N
B/C
HZHCNCZDZY地点
1.0NH4+-N/TKN0.80.6
aA
aA
aA
NH4+-N/TKNaA
aA
碱度/T-N
0.40.2
HZHCNCZDZY地点
0.0
HZHCNCZDZY地点
图2浙江省不同地区生活污水水质基本特征比值
Fig.2VariationofCharacteristicratiosofsewagefromvariouslocationsinZhejiangprovince
活污水,且没有考虑实际污水中其它污染物如腐植酸、表面活性剂等对生活污水水质的影响。因此根据表1及表2,本论文提出了模拟污水的优化配制方法(表5)。通过对配制好的模拟污水水质进行实测,结果显示优化配制的模拟污水四个特征比值(表6)接近实际生活污水。因此,将这个配方的模拟污水作为后续研究采用的模拟生活污水更能准确反应反应器的实际运行性能。
4)根据调查结果,对模拟生活污水的配方进
行了优化,优化配制的模拟污水四个水质特征比值接近实际生活污水,可作为后续实验研究使用的模拟污水。参考文献:
[1]
LensP,ZeemanG.,LettingaG著;王晓昌,彭党聪,王廷
林译.分散式污水处理和再利用———概念、系统和实施[M].北京:化学工业出版社.2004.
4结论
经过对浙江省三个典型地区5个取样点的
[2]TsangYF,SinSN,ChuaH.Nocardiafoamingcontrolinactivatedsludgeprocesstreatingdomesticwastewater[J].BioresourceTechnology,2008,99(9):3381-3388.
[3]LiXM,GuoL,YangQ,ZengGM,LiaoDX.Removalofcarbonandnutrientsfromlowstrengthdomesticwastew-aterbyexpandedgranularsludgebed-zeolitebedfiltra-tion(EGSB-ZBF)integratedtreatmentconcept[J].Pro-cessBiochemistry,2007,42(8):1173-1179.
生活污水水质为期一年监测调查可知:
1)浙江省生活污水有机物和磷浓度较低,氮
浓度较高,可生化性较好,B/C平均在0.56左右,但C/N平均值仅为6.10,不利于常规生物脱氮;
2)浙江省生活污水水质随着季节变化明显,总体而言,污染物浓度1月份最高,7月份最低。1月份C/N比最高,但碱度/TN最低,如果采用一次性完全硝化工艺可能会出现碱度不足的现象;7月份C/N最低,不利于生物脱氮,不过TN浓度也
最低,对达标处理影响不大。
[4][5][6][7]
国家环保总局.水和废水监测分析方法(第三版)[M].北京:中国环境科学出版社.1997.
陈钧辉,陶力,李俊,朱婉华,袁玉荪.生物化学实验[M].北京:科学出版社.2003.
国家质量技术监督局.游泳水种尿素测定方法(GB/T
18204.29-2000)[S].中国:中国国家标准.2000.
冯华军,胡立芳,邱才娣,沈东升.3类金属离子对活性污泥吸附水体腐殖酸的影响[J].环境科学,2008,29(1):77-81.[8]
国家环保总局.污水综合排放标准(GB8978-1996)[S].中国:中国国家标准.1996.
3)浙江省生活污水水质地区差异不大,但蛋白质含量有显著差异,以宁波(NC)取样点的生活
污水最高。