毛世麗 薛祝緣

摘要：為考察過硫酸氫鉀對(duì)黑臭水體的修復(fù)效果，通過模擬真實(shí)黑臭水體，進(jìn)行不同投加量實(shí)驗(yàn)，測(cè)試分析各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的變化情況。結(jié)果表明：隨著投加量的增加，溶解氧和氧化還原電位也在增加，隨著時(shí)間變化，呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，DO峰值出現(xiàn)在0.5h，Eh峰值在1h;COD和氨氮的去除率也隨著投加量的增加而增加，當(dāng)投加量為10mg/L時(shí)，反應(yīng)24h后，其去除率分別為54.8%和46.1%。

關(guān)鍵詞：過硫酸氫鉀;黑臭水體;水質(zhì)指標(biāo)

近年來，城市水體修復(fù)已取得較好的成果，農(nóng)村黑臭水體的治理成為重點(diǎn)關(guān)注，生態(tài)環(huán)境部發(fā)行指導(dǎo)意見[1]，預(yù)計(jì)在2035年基本消滅農(nóng)村黑臭水體，故而黑臭水體的修復(fù)迫在眉睫。

過硫酸氫鉀（KHSO5，PMS）主要是由單過硫酸氫鉀、硫酸氫鉀和硫酸鉀等組成的酸性復(fù)合鹽[2]，其分子式為2KHSO5?KHSO4?K2SO4。PMS溶于水會(huì)產(chǎn)生硫酸根自由基（SO4-?），可參與化學(xué)反應(yīng)，去除水中的有機(jī)物;因其強(qiáng)氧化性，還可快速殺菌，故其不僅在水處理方面有作用，還可用于消毒殺菌。蔡欣欣等[3]利用過硫酸氫鉀對(duì)蝦養(yǎng)殖水體進(jìn)行修復(fù)殺菌，PMS潑灑三天后，顯著降低了水體中細(xì)菌和弧菌的占比。劉蘭[4]實(shí)驗(yàn)確定過硫酸氫鉀投加量在200mg/L，作用時(shí)間75min時(shí)，對(duì)COD、氨氮的去除率分別可達(dá)50%和60%。

本研究主要對(duì)過硫酸氫鉀修復(fù)黑臭水體進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過分析其投加量和作用時(shí)間對(duì)黑臭水體指標(biāo)的影響，探討過硫酸氫鉀修復(fù)黑臭水體的可能性，以期為黑臭水體的修復(fù)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)所用的PMS為50%過硫酸酸氫鉀粉劑。實(shí)驗(yàn)用水和底泥均取自某黑臭溝渠，底泥先用篩網(wǎng)過濾掉其中的石子、落葉等雜質(zhì)，再裝入到直徑為7cm，高35cm的透明塑料裝置中，裝填高度為5cm，實(shí)驗(yàn)用水取自同一溝渠上覆水，水樣慢慢倒入裝置中，盡量減小水樣對(duì)底泥的擾動(dòng)，底泥上部裝入25cm深度的上覆水，模擬真實(shí)黑臭水體。

1.2分析方法

各項(xiàng)水體指標(biāo)的分析測(cè)試方法均按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，COD含量：快速消解分光光度法（HJ/T 399-2007）;NH4+-N：納氏試劑分光光度法（HJ 535-2009）;TP含量：鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89）。便攜式pH計(jì)，溶解氧儀，便攜式氧化還原電位測(cè)定儀，紫外可見光分光光度計(jì)。

1.3實(shí)驗(yàn)方法

將過硫酸氫鉀的投加量按照0、2、4、6、8、10mg/L加入到實(shí)驗(yàn)裝置中，在0、0.5、1、2、4、6、8、16、24、48h進(jìn)行取樣測(cè)試，測(cè)試DO、Eh、pH、COD、氨氮和TP。測(cè)定結(jié)果重復(fù)三次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 DO的變化

溶解氧是衡量水體自凈能力的重要指標(biāo)，PMS投加量對(duì)DO的影響由圖1可知。與空白相比，DO與投加量呈正相關(guān)，在0.5h達(dá)到峰值，隨后下降;投加量10mg/L時(shí)，DO可升高至2.72mg/L。當(dāng)PMS溶于水后可生成不穩(wěn)定臭氧，臭氧瞬間分解成氧氣和氧原子，溶解氧增加[5]。隨著水中生物的作用，溶解氧逐漸減少。

2.2 氧化還原電位的變化

黑臭水體的形成與氧化還原電位過低有直接關(guān)系[6]，PMS投加量對(duì)Eh的影響由圖2可知，Eh與投加量呈正相關(guān)，而隨著時(shí)間變化，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，峰值主要集中在前1h;當(dāng)投加量為2mg/L時(shí)，峰值為80.3mv，投加量為10mg/L時(shí)，峰值為240.5mv，變化顯著。PMS溶于水生成SO4-?的強(qiáng)氧化性，之后降低則是與有機(jī)物反應(yīng)，SO4-?減少[7]。

2.3 COD的變化

PMS投加量對(duì)COD的影響如圖3可知，隨著投加量的增加，COD濃度降低，當(dāng)投加量為2mg/L時(shí)，去除率28.2%;在10mg/L時(shí)，去除率54.8%，變化較為顯著。隨著PMS投加量的增加，形成的自由基、活性氧衍生物增加，有利于有機(jī)物降解[8]。

2.4氨氮的變化

PMS投加量對(duì)氨氮的影響由圖4可知，隨著投加量的增加，氨氮濃度降低，去除率增加。當(dāng)投加量為2mg/L時(shí)，去除率為11.5%;增加至10mg/L時(shí)，去除率為46.1%，變化較為顯著。水中氨氮主要以NH4+存在，很容易與SO4-?結(jié)合，從而被降解[9]。

2.5 TP的變化

PMS投加量對(duì)TP的影響由表2可知，TP的變化較小。這是由于PMS的投加量未引起溶解氧顯著變化，當(dāng)DO升高，鐵以Fe3+形式存在，F(xiàn)e3+與磷結(jié)合，以磷酸鐵的形式沉積到底泥中，使得水體中TP濃度降低[10]。

3 結(jié)論

1）隨著PMS投加量的增加，溶解氧和氧化還原電位增加，隨著時(shí)間的變化則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在0.5h時(shí)達(dá)到峰值，之后逐漸降低，在24h趨于穩(wěn)定。

2）隨著PMS投加量的增加，COD和氨氮濃度降低，在24h時(shí)去除率最高，當(dāng)投加量為10mg/L時(shí)，COD、氨氮的去除率最高分別為54.8%和46.1%;TP變化較小。

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