强化去除率在强化一级处理效果评价中的应用

Posted 2023-01-13 污染物

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城市污水的一级处理一般采用自然沉淀形式。由于其对污染物的去除率较低，现在发展了多种多样的强化处理措施，如投加絮凝剂、利用回流污泥的生物絮凝吸附性能等，并取得了一定的强化处理效果。在评价这些强化措施的处理效果时，一般多采用污染物的总去除率表示，有时也采用污染物去除率提高百分点和去除率提高百分数表示，但这些指标都较大程度地受原水中可沉悬浮固体浓度的影响，致使不同研究者的研究结果差别很大，数据混乱，难以进行有效的比较分析。
1 常用强化处理效果指标及其缺陷
在评价强化措施的处理效果时，经常采用的指标有污染物的去除率、去除率提高百分点、去除率提高百分数等：
R=(C0-C/C0)×100%
B=(R-Rc)×100%=(C0-C/C0)×100%
Rb=(B/100)×100%=[(Cc-C)/(C0-Cc)]×100%
式中 R --污染物的去除率
B--去除率提高百分点
Rb--去除率提高百分数
C0、CC、C--原水、自然沉淀出水(即对照试验出水)及强化处理出水中污染物的浓度，mg/L
RC--自然沉淀污染物的去除率，即强化处理时对照试验的污染物去除率，
Rc=C0-Cc/Cc×100%
然而在实际应用中，这几个指标均存在一定的缺点，不能合理地反映强化处理效果。三个指标均较大程度地受原水中可沉悬浮固体浓度的影响，对不同的水质以及对不同SS浓度的相同水质，其数值表现出较大的变化，不利于评价强化措施的强化处理效果。
2 强化去除率及其特点
本文提出了强化去除率的概念，以更好地表示强化措施的去除效果。
Re=Cc-C/Cc×100%
式中　Re--强化去除率
强化去除率的物理意义是强化措施对自然沉淀后水体中污染物的去除率，它表示强化处理措施对不能自然沉淀或需较长沉淀时间才能去除的胶体颗粒及其他一些小颗粒物质的去除效果。其基本假设是，在一定范围内原水中可沉悬浮固体浓度的高低对强化去除率没有影响。也就是说，对于某一水样，无论其原水中可沉悬浮固体的浓度如何变化，经自然沉淀后都得到相同的水质，经强化处理后水质也都一致。当然，实际上原水自然沉淀和强化处理后的水质都受SS浓度的影响，但在常见的SS浓度范围内，这种影响较小，可以忽略不计。
应当指出的是，尽管强化去除率在一定范围内不受原水中较大颗粒的可沉固体的影响，但仍然受原水水质的影响。这是因为强化去除率所代表的那部分污染物质在不同的水样中并不是具有相同的粒度分布，而不同粒度分布的相同浓度的水样具有不同的去除率，因而强化去除率要受到水样中污染物质粒度分布的影响，只是这种影响与总去除率相比变幅较小，这也使强化去除率在判别强化处理效果时受到一定的限制。3
强化去除率评价强化一级处理效果
以某一生活污水为例(原水水质见表1)，研究了几种絮凝剂和回流污泥在最佳投加量时的强化一级处理效果，并以COD为例，用以上几种评价指标对各强化措施的强化效果进行评价。

从表2的试验结果来看，FS的去除率最高，达81.60%，但其自然沉淀去除率也很高，为71.36%，显然不?a href='http://www.baiven.com/baike/221/243625.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>芫荽硕隙‵S的强化处理效果最好。PAM、PA362、AlS和回流污泥的去除率效果接近，都在60%～70%。而PFS和PAC的效果较差，只有42.85%和31.73%，但PAC所处理污水的RC只有7.4%，也不能判断其强化处理效果就一定差。从去除率提高百分点分析，PA362的效果最好，B值高达47.2，去除率与其接近的AlS、回流污泥和PAM的B值分别为34.2、26.4和18，表现出较大的差别；而去除率最高的FS由于其RC最大，B值只有10.2，似乎效果最差；去除率最低的PAC当以B值判断其效果时，排名第4，位居中游。去除率提高百分率Rb则显示出另一种结果，自然沉淀去除率RC较低的絮凝剂如PAC、PA362位居前列，而RC较高的回流污泥、PAM和FS则分别属于后3位，即以Rb表示的处理效果与RC的序列基本相反。

由以上对R、B和Rb所进行的理论分析和实例表明，这三个指标都较大地受自然沉淀去除率RC的影响，不能用来准确地比较各强化措施的处理效果，而基本去除了RC影响的强化去除率Re则能够较好地做到这一点。
本课题得到环境模拟与污染控制国家重点联合实验室的帮助，李宇昊、赵伟、李志红等同志参加了部分试验工作。