牛肖鋒

(河北正元?dú)淠芸萍加邢薰?，河北滄?061100)

1 污水終端總氮含量分析出現(xiàn)的問(wèn)題

河北正元?dú)淠芸萍加邢薰?簡(jiǎn)稱(chēng)正元?dú)淠?污水處理采用序批式(間歇)活性污泥(SBR)法生化處理工藝，即多段厭氧/好氧(A/O)工藝法脫氮的序批式活性污泥法，利用微生物分解有機(jī)物，從而達(dá)到凈化污水的目的。采用多級(jí)串聯(lián)的硝化-反硝化生化處理技術(shù)(適時(shí)補(bǔ)充C源)去除氨氮和總氮，確保處理后污水達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)處理合格后的污水送至下游污水處理廠(chǎng)進(jìn)一步深度處理，外排總氮質(zhì)量濃度要求≤45 mg/L。自2020年8月3日起，終端閥多次因在線(xiàn)分析的總氮含量超標(biāo)而關(guān)閉，但手動(dòng)分析數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)。污水外排時(shí)總氮在線(xiàn)分析數(shù)據(jù)和同一排水時(shí)段預(yù)留水樣的手動(dòng)復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 污水外排時(shí)總氮在線(xiàn)分析和手動(dòng)復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)

2 原因分析

總氮是由氨氮、硝酸鹽氮和有機(jī)氮構(gòu)成的，其中任意組分含量上升都會(huì)導(dǎo)致總氮含量上升。正元?dú)淠艿膹U水來(lái)源為氣化灰水、生活污水、工藝廢水和脫鹽水站送來(lái)的濃濃水及中和水，其中主要廢水是氣化廢水，總氮的主要成分是氨氮。利用微生物硝化和反硝化去除廢水中的氨氮?？偟婕懊鎻V、影響因素多，大多數(shù)導(dǎo)致總氮含量超標(biāo)的原因是SBR池硝化、反硝化不正?；虺瑯?biāo)廢水直接排放，在污水排放過(guò)程中偶有總氮含量正常，但儀表顯示超標(biāo)的假象。

針對(duì)手動(dòng)測(cè)試合格，在線(xiàn)分析異常的現(xiàn)象，從水質(zhì)超標(biāo)、儀器故障、采樣過(guò)程、藥品等方面進(jìn)行原因分析。

2.1 水質(zhì)超標(biāo)分析

進(jìn)水、處理過(guò)程及排水水質(zhì)分析顯示水質(zhì)總氮含量合格。SBR池每次進(jìn)水430 m3，混合SBR池內(nèi)預(yù)留水共計(jì)4 000 m3，混合均勻后測(cè)得總氮質(zhì)量濃度為30～70 mg/L。進(jìn)水總氮含量均小于排水時(shí)在線(xiàn)分析總氮含量。調(diào)查污水處理過(guò)程中氧化還原電位(ORP)、pH等趨勢(shì)變化，SBR池運(yùn)行正常。排水前總氮質(zhì)量濃度控制<35 mg/L，分析合格后再外排[1]。

2.2 儀器故障分析

由第三方單位對(duì)在線(xiàn)儀表多次標(biāo)定，總氮質(zhì)量濃度為20 mg/L的標(biāo)樣，其標(biāo)定質(zhì)量濃度為19～21 mg/L，相對(duì)誤差均在±2%范圍內(nèi)。聯(lián)系儀器制造廠(chǎng)家的技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查，未發(fā)現(xiàn)儀器本身存在故障[2]。

2.3 采樣過(guò)程分析

采樣過(guò)程中，抽取到污泥等雜質(zhì)對(duì)總氮含量分析有影響。

TPN-2000(TN)型總氮在線(xiàn)分析儀是采用堿性過(guò)硫酸鉀氧化-光度檢測(cè)的原理，通過(guò)光度測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)物的吸光度，從而得到樣品中的氮含量。污泥、粉煤灰等雜質(zhì)會(huì)影響吸光度的濁度參數(shù)，對(duì)總氮測(cè)量的準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響。

取處理合格的樣品進(jìn)行驗(yàn)證。樣品取總氮質(zhì)量濃度為35 mg/L以下的污水，其未完全沉降，且?guī)в形勰嚯s質(zhì)。分析該樣品的總氮質(zhì)量濃度為210 mg/L,說(shuō)明雜質(zhì)對(duì)總氮含量分析影響較大。

2.4 藥品分析

堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法是檢測(cè)總氮含量的方法，HJ 636—2012《水質(zhì) 總氮的測(cè)定 堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法》中明確規(guī)定空白試驗(yàn)校正吸光度小于0.03，空白試驗(yàn)校正吸光度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、精密度起到?jīng)Q定性的作用。同一水樣分4份，分別按正常藥劑量、過(guò)硫酸鉀過(guò)量、縮亞硫酸鹽A包過(guò)量、顯色劑B包過(guò)量，測(cè)定總氮含量。通過(guò)對(duì)比正常藥劑量的分析數(shù)據(jù)，分析藥劑添加過(guò)量對(duì)總氮含量測(cè)定結(jié)果的影響，見(jiàn)表2。

表2 同一水樣在不同藥劑過(guò)量添加下的總氮含量測(cè)定值

由表2可以看出：同一水樣，縮亞硫酸鹽A包過(guò)量添加或顯色劑B包過(guò)量添加時(shí)測(cè)定的總氮含量與正常測(cè)定的總氮含量基本一致；而過(guò)硫酸鉀過(guò)量添加時(shí)測(cè)定的總氮含量與正常測(cè)定的總氮含量相差較大。

過(guò)硫酸鉀的添加量直接影響到總氮含量，過(guò)硫酸鉀應(yīng)酌量添加，中心化驗(yàn)室依據(jù)哈希公司操作說(shuō)明，過(guò)硫酸鉀添加質(zhì)量在0.2 g左右，避免過(guò)硫酸鉀過(guò)度添加引起誤差。

過(guò)硫酸鉀是氧化劑,應(yīng)避免與還原物質(zhì)混放，HJ 636—2012中明確規(guī)定過(guò)硫酸鉀在聚乙烯瓶中存放不能超過(guò)7 d;過(guò)硫酸鉀在室溫環(huán)境下存放3 d，空白試驗(yàn)校正吸光度就大于0.030，偏離正常值，因此建議現(xiàn)用現(xiàn)配制。

為滿(mǎn)足總氮含量檢測(cè)的準(zhǔn)確度，過(guò)硫酸鉀的含氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高不能超過(guò)0.005%，總氮試驗(yàn)試劑采購(gòu)項(xiàng)目中需要進(jìn)行驗(yàn)收對(duì)比試用，確保過(guò)硫酸鉀的可靠性，以滿(mǎn)足總氮含量檢測(cè)要求。

2.5 水中其他離子的影響分析

水中不同離子質(zhì)量濃度對(duì)總氮含量測(cè)定的影響見(jiàn)表3。

表3 水中的不同離子對(duì)總氮含量測(cè)定的干擾

在中和水或者濃濃水總氮含量不超標(biāo)的情況下，水中不同離子的質(zhì)量濃度及pH對(duì)總氮含量測(cè)定的影響見(jiàn)表4。

表4 其他廢水中不同離子的質(zhì)量濃度及pH

由表4可知:中和水或者濃濃水在總氮含量不超標(biāo)的情況下，上述離子并未對(duì)總氮含量結(jié)果造成影響。

綜上所述，外排污水總氮含量超標(biāo)并不是由水質(zhì)本身總氮含量不合格導(dǎo)致的，而是后續(xù)分析出現(xiàn)了偏差。通過(guò)對(duì)可能導(dǎo)致總氮含量超標(biāo)的儀器故障、采樣過(guò)程、藥品等方面一一排查并分析,最終將可能原因鎖定在采樣過(guò)程上，對(duì)采樣過(guò)程進(jìn)一步采取措施排查。

3 采取措施

采取對(duì)巴氏槽進(jìn)行清理、對(duì)采樣泵進(jìn)口濾網(wǎng)進(jìn)行清理、對(duì)反應(yīng)池進(jìn)行酸洗清理、對(duì)采樣管用清水沖洗等一系列措施后仍出現(xiàn)氮含量分析結(jié)果為水質(zhì)合格，而在線(xiàn)分析超標(biāo)的現(xiàn)象。將巴氏槽內(nèi)采樣泵至分析小屋儀器間的采樣管進(jìn)行更換之后，未再出現(xiàn)總氮含量超標(biāo)現(xiàn)象。由此確定問(wèn)題出現(xiàn)在配水管路上。配水管路經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后，污水中的雜質(zhì)沉積在管內(nèi)壁上，導(dǎo)致傳感器靈敏性變化或影響水樣的體積，使儀器的測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)偏差[3]。

因此，應(yīng)在做好日常儀器清理的同時(shí)，對(duì)容易忽略的采樣管也要定期清洗更換。

針對(duì)此次問(wèn)題的解決處理過(guò)程，對(duì)在線(xiàn)分析的管理補(bǔ)充了如下內(nèi)容并嚴(yán)格執(zhí)行[4]：

(1)每半月清理1次采樣泵和采樣器。

(2)半年更換1次采樣泵至采樣器之間的采樣管，避免管內(nèi)壁粘掛污垢影響分析結(jié)果。

(3)每月定期清理巴氏槽1次，避免雜物、淤泥等進(jìn)入采取的水樣中，影響分析結(jié)果。

(4)每周檢查、清理采樣泵，避免吸入雜物。

4 結(jié)語(yǔ)

采取清潔措施以來(lái)，污水處理裝置已連續(xù)運(yùn)行4個(gè)月以上，未再次出現(xiàn)總氮含量超標(biāo)現(xiàn)象，可確定為附著在采樣系統(tǒng)內(nèi)部的雜質(zhì)影響了總氮含量分析。當(dāng)水質(zhì)較差時(shí)，隨著配水管路使用時(shí)間的延長(zhǎng)，采樣泵、采樣器、采樣管、反應(yīng)池等處會(huì)沉積水中的懸浮物，導(dǎo)致傳感器靈敏性變化或影響水樣的體積，使儀器的測(cè)定結(jié)果出現(xiàn)偏差。

因此，對(duì)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)儀器從采樣至反應(yīng)池的采樣管及設(shè)備也要定期清洗或更換，以確保檢測(cè)數(shù)據(jù)正常。