中水检测及高品质再生水工艺的研究与应用

2020-06-29王婧鋆

四川建材 2020年6期

王婧鋆

(四川省机场集团有限公司，四川成都 610200)

0 前言

“中水”一词是相对于上水(给水)、下水(排水)而言的。中水回用技术与人们的日常生活息息相关，其是指将小区居民生活废(污)水(沐浴、盥洗、洗衣、厨房、厕所)集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的[1]。

1 再生水回用处理使用的现状及作用

当前，一些国家和地区由于水资源缺乏，加上环境保护意识较差使得用水拮据。随着社会和经济的发展逐渐引出了中水概念，起初中水多用在用水量较大、经济成本较高的公共建筑中，近年来由于水资源的不断减少及“绿水青山就是金山银山”理念的提出，人们的环保意识进一步增强，越来越多的企业和住宅建筑也开始引进中水系统，打造绿色地标。中水体系的引入不仅提供了新的水源，减少给水的使用，同时也减少了污水的排放量，减轻环境的污染。它是缓解水资源缺乏、防治水体污染、保护环境的重要途径[2]。

2 中水处理方式

某中水厂以污水处理厂达标排放的污水作为中水处理的原水，通过絮凝、过滤、消毒等方法使其达到中水的排放标准，如图1所示。

图1 污水处理厂中水处理工艺流程图

中水也就是将人们在生活和生产中使用过的废水经处理成为达标排放的优质杂排水集流再生处理后回用，充当地面清洁、浇花、洗车、空调冷却、冲洗便器、消防等不与人体直接接触的杂用水。其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间，故取名为“中水”。

虽然中水用于不与人体直接接触的地方，如便器的沖洗和地面、汽车清洗以及绿化浇灌、消防、工业普通用水等，但总是与人们的生产生活息息相关，其需要达标使用，以免对人们的健康造成不必要的影响，所以中水指标的检测是至关重要的一环。

3 中水实验方法操作规程

3.1 pH值的测定(玻璃电极法)

使用数显酸度计，按数字酸度计操作规程进行操作。

3.2 色度(铂-钴标准比色法)

1)选取50 mL透明水样并转移至比色管内。若样品色度偏高可适当降低取水量，添入纯水加以稀释。

2)选取11支规格一致的比色管，向其中置入铂-钴标准溶液，自0 mL开始以0.5 mL为增量逐步增加直至5.00 mL结束，添入适量纯水至指定刻度，充分摇匀形成标准色度系列，即从0度开始以5度为增量最终到达50度，共计12个色度。

3)将所得水样与铂-钴标准色列加以比对，以水样色度为基准寻找与之最为接近的标准溶液。若水样与标准色列产生偏差将其视为异色，辅以精简的文字描述。

3.3 嗅(嗅气与品尝法)

选取100 mL转移至250 mL锥形瓶内，充分摇匀后凑近瓶口感受其气味，辅以精简的文字描述。

3.4 浊度(散射法-福尔马肼标准)

基于散射式浑浊度仪实时分析浑浊度，达到40NTU后使用适量纯水加以稀释并测定。

3.5 五日生化需氧量(BOD5)的测定(稀释与接种法)

1)选取两组样品并转移至溶解氧瓶中基于稀释水处理，留一组继续下面的操作，另一组放入20℃培养箱中，5天后继续下面的操作。

2)溶解氧的固定：选取1 mL二甲硫酸锰溶液以及2mL碱性试剂，将二者共同置于溶解氧气瓶内。操作中使用细尖头移液管，要求所用试剂置于液面下方，轻轻盖上塞子以免外界空气进入瓶中。通过上下颠倒的方式提升瓶内各成分的均匀性，给予5 min静置时间随后通过相同方式再次混合。

3)游离碘：分析沉淀物所处位置，当位于溶解氧瓶下方1/3处便可添入2 mL硫酸溶液，随即塞上瓶盖，充分摇晃瓶子，确保所有沉淀物都达到溶解状态，同时碘的分布也需足够均匀。

4)滴定：从上述配制所得的溶液中吸取100 mL转移至250 mL锥形瓶中，随之采取硫代硫酸钠滴定的方式，至快结束时增添淀粉溶液并再次滴定，最后蓝色褪去即可。

5)溶解氧c(mg/L)含量计算：

c=MV×8×1000/100

式中，M为本次试验中所用硫代硫酸钠浓度，mol/L；V为滴定过程中实际消耗的硫代硫酸钠总量，mL。

3.6 氨氮的测定(纳氏试剂比色法)

取试份于50 mL比色管中添入纯水稀释并达到指定刻度值，添加1 mL酒石酸钾钠溶液并充分摇晃以提升均匀性，随后添入1.5 mL纳氏试剂并再次摇匀。给予10 min静置时间后进行比色，通常情况下若波长不超过420 mm可使用10 mm光程的比色皿，分析试份吸光度。具体见表1。

表1 氨氮的测定

注：①氨氮含量较高时，可对样品进行减少(稀释)；②吸光度测定过程使用的是分光光度计；③氨氮含量cN(mg/L)计算：cN=(AN·C标·V标)/(VN·A标)。

式中，AN为样品所测吸光度；C标为氨标液浓度；V标为标液所取体积；VN为样品所取体积；A标为氨标液所测吸光度。

3.7 阴离子表面活性剂的测定(亚甲蓝分光光度法)

1)选取水样并转移至分液漏斗内添入25 mL亚甲蓝溶液，充分摇晃后添入10 mL氯仿，此时需要激烈振摇并持续30 s。在大幅度摇动之下产生乳化现象，对此可通过增添异丙醇(用量控制在10 mL内)的方式解决。将相同的异丙醇添加至所有标准中以低速的方式旋转分液漏斗，残留于内部上的大量氯仿液珠将发生下落并静置分层。

2)选取氯仿层，将其转移至事先准备好的分液漏斗内(添加有50 mL洗涤液)，基于数滴氯仿充分洗涤第一个分液漏斗，使用10 mL氯仿加以萃取并持续操作三次。将氯仿转移至第二个分液漏斗内给予激烈摇晃并持续30 s，最后达到静置分层的效果。借助玻璃棉载体将所得氯仿层转移到50 mL容量瓶内，随后选取5 mL氯仿萃取洗涤液处理，持续操作两次后氯仿层转移至容量瓶内使其达到标线处。

3)每一批样品要做一次空白试验(进行空白试验时仅用纯水替代试样)及一种校准溶液的完全萃取。

4)滴定之前均要充分振荡容量瓶，同时利用氯仿萃取液清洗三次比色皿。待达到652 mm时可将氯仿作为参比液，分析样品、空白试验以及标准溶液三者各自的吸光度。要求所用比色皿规格一致，每完成一次测定后都要清洗比色皿。

5)吸光度c计算方法。

c=(A样·C标·V标)/(V样·A标)

式中，A样为样品所测吸光度；C标为标液浓度；V标为标液所取体积；V样为样品所取体积；A标为标液所测吸光度。

3.8 溶解氧的测定(碘量法)

1)溶解氧的固定：选取1 mL二甲硫酸锰溶液以及2 mL碱性试剂，将二者共同置于溶解氧气瓶内。操作中使用细尖头移液管，要求所用试剂置于液面下方，轻轻盖上塞子以免外界空气进入瓶中。通过上下颠倒的方式提升瓶内各成分的均匀性，给予5 min静置时间随后通过相同方式再次混合。

2)游离碘：分析沉淀物所处位置，当位于溶解氧瓶下方1/3处时便可添入2 mL硫酸溶液，随即塞上瓶盖充分摇晃瓶子，确保所有沉淀物都达到溶解状态，同时碘的分布也需足够均匀。

3)滴定：从上述配制所得的溶液中吸取100 mL转移至250 mL锥形瓶中，随之采取硫代硫酸钠滴定的方式，至快结束时增添淀粉溶液并再次滴定，最后蓝色褪去即可。

4)溶解氧c(mg/L)含量计算：

c=MV×8×1000/100

式中，M为本次试验中所用硫代硫酸钠浓度，mol/L；V为滴定过程中实际消耗的硫代硫酸钠总量，mL。

3.9 总余氯(余氯分析仪测定法)

使用余氯分析仪，按余氯分析仪操作规程进行操作。

3.10 总大肠菌群

1)多管发酵法。①乳糖发酵：选取10 mL水样通过接种措施转移至10 mL双料乳糖蛋白胨培养液，所得接种总量为5管；②选择36 ℃±1 ℃培养箱，将所得接种管转移至其中并持续培养24 h，分析乳糖蛋白胨培养基，若未出现产气产酸现象表明大肠菌群呈阴性；反之则进一步试验；③分离培养：选取发生产气产酸现象的发酵管将其转移至伊红美蓝琼脂板上，并共同置于36 ℃±1 ℃培养箱内，给予18～24 h的培养时间，选取具备如下特征的菌落辅以革兰氏染色以及镜检分析：呈深紫黑色、具有一定的金属光泽；或呈紫黑色、具有微量金属光泽；或淡紫红色，且以中心区域颜色最深。

2)滤膜法。①需使用滤膜与滤器，将二者转移至无菌操作台，经紫外灯持续灭菌达30 min。②通过无菌镊子展开操作，选取灭菌滤膜边缘部分，要求糙面朝上，将其贴放至无菌滤床上，稳定滤器并选取100 mL水样置于其中，经由针管展开抽滤处理。③将上述所得滤膜转移至品红亚硫酸钠培养基中，要求截留细菌面朝上且滤膜与培养基之间不可产生气泡，随之倒置平皿，转移至37 ℃恒温箱中持续培养，时间以24 h为宜。④分析菌落分布状况，选取具备如下特征的菌落辅以革兰氏染色以及镜检分析：呈深紫黑色、具有一定的金属光泽；或呈紫黑色、具有微量金属光泽；或淡紫红色，且以中心区域颜色最深。