水處理中的污染檢測(cè)技術(shù)

【摘要】隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，工業(yè)污水的大面積排放已經(jīng)嚴(yán)重影響到自然水文生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)自然水體污染檢測(cè)技術(shù)僅能對(duì)水溫、渾濁度、色度等初級(jí)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于生物需氧量、化學(xué)需氧量、有機(jī)物總量、總耗氧量等高精度水體污染指標(biāo)，尤其是化學(xué)需氧量COD值的檢測(cè)不僅耗時(shí)長(zhǎng)，而且檢測(cè)精度較差。對(duì)此提出了一種用于污水處理，基于光譜儀的新型污水檢測(cè)技術(shù)。利用自由基氧化作用，進(jìn)行樣品消解；通過(guò)綜合運(yùn)用朗格比爾定理中的污水檢測(cè)原則，提高光譜儀的檢測(cè)精度，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染水質(zhì)總體COD值的高精度檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)證明新設(shè)計(jì)的水體污染檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)精度更高，可以進(jìn)行推廣運(yùn)用。

【關(guān)鍵詞】水處理；污染檢測(cè)；樣品消解

引言

水污染主要就是指人類生存和生產(chǎn)活動(dòng)中所產(chǎn)生的外界沒有的或無(wú)法進(jìn)入自然循環(huán)的物質(zhì)，進(jìn)入到大氣自然水體中，因?yàn)槌鲎匀凰沫h(huán)境自我修復(fù)和排除能力，破壞自然水體環(huán)境結(jié)構(gòu)最終導(dǎo)致環(huán)境破壞的現(xiàn)象。被污染的自然水源如果被人直接飲用或者處理不當(dāng)很有可能造成嚴(yán)重后果，甚至直接威脅人類生命安全。我國(guó)屬于中度貧水國(guó)之一，淡水資源整體儲(chǔ)備量較少例如我國(guó)西北地區(qū)、京津冀地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)均屬于淡水資源均需要從外調(diào)運(yùn)。自然水體污染會(huì)進(jìn)一步影響我國(guó)淡水資源的攝取，從而加重部門城市地區(qū)淡水供應(yīng)壓力。此外自然水體污染很容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，水生植物瘋狂生長(zhǎng)，影響水體其他生物，導(dǎo)致魚蝦因?yàn)槿毖醮竺娣e死亡。食用過(guò)水體污染物的魚蝦會(huì)在體內(nèi)淤積多種毒素，并將其帶入食物鏈，影響食物鏈平衡。水體污染檢測(cè)時(shí)水質(zhì)環(huán)境治理的先決條件，必須大力開發(fā)高精度、高效率、低成本的水體污染檢測(cè)技術(shù)，才能保證后續(xù)治理工作的順利進(jìn)行。

1、水體污染檢測(cè)指標(biāo)分析

水體污染檢測(cè)指標(biāo)是反應(yīng)檢測(cè)水體污染程度的具體程度劃分依據(jù)，具體可以分為宏觀指標(biāo)、微觀指標(biāo)、綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)三類。宏觀指標(biāo)主要指通過(guò)肉眼或簡(jiǎn)單的溶液樣品處理就能觀測(cè)或感受到的水質(zhì)特征，主要有：水溫、導(dǎo)電率、水體渾濁度、水體色度等；微觀指標(biāo)主要指污染水體中所包含微生物、水質(zhì)污染成分等主要包括：含氧量、鎘、汞、鉛、鉻、氯化物、礦物油、大腸桿菌及其他細(xì)菌總量等。綜合性指標(biāo)主要是指可以直接反應(yīng)檢測(cè)區(qū)域水體整體污染程度檢測(cè)性指標(biāo)如：生化需氧量（BOD值）、化學(xué)需氧量（COD值）、有機(jī)物質(zhì)總量（TOC值）以及總耗氧量（TOD值）等等。其中化學(xué)需氧量COD值是國(guó)際公認(rèn)的反應(yīng)自然水體污染程度，準(zhǔn)確度最高的水體污染指標(biāo)。其檢測(cè)難度較高。

2、水處理污染檢測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1樣品溶液消解

傳統(tǒng)自然水體污染檢測(cè)技術(shù)對(duì)化學(xué)需氧量COD值檢測(cè)前沒有進(jìn)行樣品溶液的消解操作，所以自然水體樣本溶液存在的有機(jī)物會(huì)阻擋光譜儀的光譜線，影響檢測(cè)精度。設(shè)計(jì)使用PLEFFD試劑在檢測(cè)前對(duì)樣品溶液進(jìn)行消解操作[3]。現(xiàn)在溶液中滴入少許A-稀鹽酸，因?yàn)镻LEFFD試劑在酸性條件下，試劑內(nèi)的鐵離子會(huì)直接催化雙氧水，生成大量具有極強(qiáng)氧化性的自由基（OH），產(chǎn)生消解基礎(chǔ)氧化鏈，具體反應(yīng)過(guò)程如下：

在公式（3）中G為樣本吸光度總量；為樣本吸光度變化值；為既定的溶液濃度。實(shí)驗(yàn)證明不論吸光度過(guò)高還是過(guò)低，都會(huì)造成水質(zhì)檢測(cè)誤差。尤其是水質(zhì)檢驗(yàn)樣品有機(jī)物含量過(guò)高或過(guò)于復(fù)雜，即便是經(jīng)過(guò)有機(jī)物消解，也有可能造成樣本檢測(cè)誤差，導(dǎo)致光譜檢測(cè)曲線異常彎曲，影響測(cè)試結(jié)果。所以新設(shè)計(jì)的檢測(cè)方法使用吸光度為0.5到0.8工作范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)光線工作曲線，提高檢測(cè)精度[5]。

2.3光譜儀結(jié)構(gòu)升級(jí)

傳統(tǒng)水體污染檢測(cè)方法進(jìn)行水體檢測(cè)時(shí)，光譜儀檢測(cè)結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。需要檢驗(yàn)員實(shí)地收集樣本，再運(yùn)往實(shí)驗(yàn)室。樣品運(yùn)輸過(guò)程中很容易受到時(shí)間或空間的影響造產(chǎn)生變化，影響實(shí)際檢測(cè)效果。為了提高樣本污水的檢測(cè)效率和檢測(cè)準(zhǔn)確度。新設(shè)計(jì)的檢測(cè)基礎(chǔ)對(duì)光譜儀檢測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。加入樣品反應(yīng)艙、水源流路、信號(hào)控制系統(tǒng)。

污水樣本可以直接通過(guò)水源流路進(jìn)入到制定的污水反應(yīng)艙內(nèi)，并在反應(yīng)艙進(jìn)行樣品消解。樣品反應(yīng)艙可以通過(guò)艙外的溫度閥進(jìn)行艙室恒溫設(shè)定，并具有自動(dòng)攪拌樣本、超聲波輸出等功能。流路系統(tǒng)包括主流路和次要流路，主要流露負(fù)責(zé)輸送樣本和反應(yīng)氣泡，輔助流路負(fù)責(zé)輸出樣品反應(yīng)試劑，確保樣本正確進(jìn)行消解氧化反應(yīng)。信號(hào)控制系統(tǒng)可以作為上部調(diào)節(jié)開關(guān)，實(shí)施操控光譜儀和反應(yīng)艙內(nèi)的樣本溶液，輸出光譜數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)樣本高精度光譜檢測(cè)。

3、實(shí)驗(yàn)探究

為了實(shí)際檢測(cè)新設(shè)計(jì)的污染水源檢測(cè)方法是否真實(shí)有效，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。以實(shí)驗(yàn)用COD定值樣品溶液為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，設(shè)立實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組使用新設(shè)計(jì)的水體污染度檢測(cè)方法，對(duì)照組使用傳統(tǒng)污染檢測(cè)技術(shù)，分別對(duì)COD定值樣本進(jìn)行四組綜合檢測(cè)，比較檢測(cè)精度詳情如表1所示

實(shí)驗(yàn)證明，新設(shè)計(jì)的污水檢測(cè)方法檢驗(yàn)誤差介于1.8～3mg/L明顯小于傳統(tǒng)檢測(cè)誤差區(qū)間，具有真實(shí)有效性。此外，通過(guò)實(shí)際測(cè)量可以判斷在表2環(huán)境內(nèi)，檢測(cè)誤差最小

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代社會(huì)我國(guó)污染問(wèn)題的持續(xù)嚴(yán)重，污水治理成為有關(guān)部門最重要的環(huán)境保護(hù)工作之一。水體污染檢測(cè)技術(shù)是污水治理的基礎(chǔ)。通過(guò)先進(jìn)的污水檢測(cè)技術(shù)，可以對(duì)污染水體進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)分類，并根據(jù)自然水體污染程度，進(jìn)行高針對(duì)性的治理工作，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

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作者簡(jiǎn)介：汪毅明（1969-01-27），漢，武漢市水務(wù)集團(tuán)有限公司，湖北武漢，助理工程師，大學(xué)專科，研究方向：水廠自動(dòng)化控制，水處理中的污染檢測(cè)技術(shù)。