薛爽，蘇云菲，王劼

(沈陽振興環(huán)保有限公司，遼寧 沈陽 110000)

0 引言

近年來環(huán)保形勢日趨嚴(yán)峻，我國對污水處理問題愈發(fā)重視，使得我國污水處理廠的數(shù)量和規(guī)模在近幾年取得了較快發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，全國污水處理廠已達到4000座左右[1]。隨著污水處理廠規(guī)模的擴大，主管部門對污水處理廠的監(jiān)管力度也在不斷提升，污水處理總量以及污水排放標(biāo)準(zhǔn)也隨之提高[2]。主管部門要求我國城鎮(zhèn)污水處理廠出水排放標(biāo)準(zhǔn)必須達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，在一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的19項指標(biāo)中要求出水總磷含量小于0.5 mg/L，有些城市地標(biāo)更嚴(yán)格，北京、浙江、四川甚至要達到小于0.3 mg/L[3-5]，但是完全依靠生物除磷很難達到這樣嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)[6]，對絕大多數(shù)污水處理廠必須同時投加鐵鹽、鋁鹽等除磷藥劑來滿足排放要求。

目前我國市售除磷藥劑種類繁多，質(zhì)量參差不齊，而污水處理廠對藥劑的質(zhì)量監(jiān)測環(huán)節(jié)薄弱，還在起步階段，并未引起足夠的重視。主要表現(xiàn)在有些城鎮(zhèn)縣級以下水廠沒有藥劑監(jiān)測部門，有些水廠開設(shè)了藥劑質(zhì)檢部門，但是藥劑檢測能力相對滯后，導(dǎo)致藥劑質(zhì)量無法得到控制，離國家有關(guān)藥劑標(biāo)準(zhǔn)存在一定差距。甚至不同污水處理廠對同一批次藥劑檢測數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)不同的結(jié)果。

近些年有關(guān)污水處理廠藥劑控制的報道并不不多見，且主要重在除磷藥劑工藝、除磷效率研究等其他方面，對分析氧化鋁含量的質(zhì)量控制分析較少。為了給污水處理廠藥劑控制工作提供參考，于2019年8月到10月對某污水處理廠使用的同一批次液態(tài)聚氯化鋁藥劑進行質(zhì)量控制，對氧化鋁含量測定結(jié)果的不確定度進行評定，分析測量不確定度因素，結(jié)合質(zhì)量控制圖判定污水處理廠除磷藥劑質(zhì)量，以期為同行提供參考和借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑

樣品：某污水廠使用的同一批次液體聚氯化鋁。

試劑：1+12硝酸溶液(硝酸：國藥集團化學(xué)試劑有限公司)、1+1氨水溶液(氨水：國藥集團化學(xué)試劑有限公司)、0.05 mol/L EDTA溶液(自配，EDTA： 國藥集團化學(xué)試劑有限公司)、乙酸-乙酸鈉緩沖溶液(乙酸、乙酸鈉：國藥集團化學(xué)試劑有限公司)、0.025 mol/L氯化鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液(遼寧新興試劑有限公司)。

指示劑：百里香酚藍(自配)、二甲酚橙(自配)。

1.2 方法

1.2.1 聚氯化鋁中氧化鋁含量的測定

參照GB/T 22627—2014 《水處理劑 聚氯化鋁》測定聚氯化鋁中氧化鋁含量。

1.2.2 不確定度分析方法

不確定度主要源于樣品的稱量及定容、試劑的移取、藥劑的濃度及消耗體積。本次實驗的不確定度分析方法以同一檢測人員，在相同條件下，選用相同試劑和材料對同一批次藥品進行多次重復(fù)檢測，研究在相同條件下，測量重復(fù)性引入的不確定度。

1.2.3 質(zhì)量控制圖

監(jiān)測的過程中，當(dāng)監(jiān)測值出現(xiàn)誤差，需要用合理的質(zhì)控手段改正，并將質(zhì)控的結(jié)果描繪在質(zhì)控圖里，觀察監(jiān)測結(jié)果是否超標(biāo)失效。

2 實驗結(jié)果

2.1 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可計算出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度。測量結(jié)果為同一批次樣品的15組平行檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)每組數(shù)值殘差，計算出平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.2 擴展不確定度

由表1數(shù)據(jù)及式(1)的結(jié)果可計算出擴展不確定度。當(dāng)包含概率P近似95%，自由度v=15-1=14時，查詢t分布表，包含因子k=2.14。擴展不確定度為：

表1 聚氯化鋁中氧化鋁含量15次重復(fù)測量結(jié)果

2.3 氧化鋁含量結(jié)果

取反對數(shù)得到：10.57≤ω1≤10.81。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，本批次氧化鋁含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)最后結(jié)果不確定度范圍在10.69±0.12之間，質(zhì)量合格。

2.4 質(zhì)量控制圖結(jié)論驗證

從圖1可以看出，各點在中心點兩側(cè)均勻分布，所有點都在上下警告限之間，整體離散程度不高，分析質(zhì)量較為穩(wěn)定，此次實驗數(shù)據(jù)有效。

圖1 質(zhì)量控制圖

3 討論

現(xiàn)階段聚氯化鋁作為化學(xué)除磷藥劑在我國污水處理廠使用普遍，藥劑質(zhì)量也受到諸多方面影響，所以藥劑質(zhì)量控制成為十分重要的環(huán)節(jié)。本次實驗從取樣、測量不確定度、質(zhì)量控制圖三個方面進行質(zhì)控。

其一，取樣方面需選取具有代表性的試樣，由于GB/T 22627—2014 《水處理劑 聚氯化鋁》中要求測量氧化鋁時稱取13～14 g左右液體試樣，而現(xiàn)場送藥罐車一般為20 m3左右，所取藥劑如何代表一車質(zhì)量成為很重要的問題。故而我們需嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求取樣[7]，選用清潔、干燥的取樣容器和工具，取樣時將可采部位樣品上、中、下層按一定比混合制成平均樣品，搖勻，使液體呈現(xiàn)均一、穩(wěn)定狀態(tài)，密封、貼好標(biāo)簽、存放于陰涼干燥處。

其二，氧化鋁含量測量不確定度評價可使檢測結(jié)果更接近于真實值，輔助評價實驗室的測量能力，并對于判定檢測結(jié)果合格與否的精準(zhǔn)度有所提高。因此為評價測量不確定度，隨機抽取15組樣品，盡可能規(guī)避客觀原因引起的誤差，稱量時選取已校準(zhǔn)的萬分之一天平，已校準(zhǔn)的移液管、容量瓶，且保證每組平行實驗使用相同移液管；選取固定廠家提供的已標(biāo)定氯化鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液進行檢測。檢測得出該批次聚氯化鋁中氧化鋁含量測量重復(fù)性引入的測量不確定度為10.57～10.81之間，置信概率P=95%。

其三，為保證數(shù)據(jù)精確，排除異常原因引起的波動，需要選擇合理的質(zhì)控手段(質(zhì)量控制圖)來判斷檢測質(zhì)量是否在控制范圍內(nèi)。結(jié)合質(zhì)量控制圖進一步分析，本次檢測所有數(shù)據(jù)都在上下警告限之間，數(shù)據(jù)合理，結(jié)果可信。綜上所述，已知本廠質(zhì)控氧化鋁含量合格范圍為ω1≥10%，故本批次水處理藥劑符質(zhì)量合格，檢測方法受控，可作為水廠實際生產(chǎn)投加藥劑。