陳為莊¹，曹佳紅²
(1.中國(guó)市政工程西南設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610081；2.成都市城市排水監(jiān)測(cè)站，四川 成都 610063)

　　摘要：應(yīng)用分散體系、分散相、分散介質(zhì)等物理化學(xué)概念，將污水水體視為復(fù)合三元分散體系，即粗分散體系、膠體分散體系和分子分散體系，認(rèn)為污水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)按這三個(gè)分散體系來(lái)分別對(duì)待。試驗(yàn)表明，城市污水處理廠的重點(diǎn)在于分離，而不是分解真溶液中的污染物。并建議排污收費(fèi)應(yīng)考慮分子分散體系的處理難度。
　　關(guān)鍵詞：物化概念；污水水質(zhì)；特性
　　中圖分類號(hào)：X83
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2000)12-0052-02

　　1 污水是復(fù)合三元分散體系理論的提出

　　污水是由水和各種雜質(zhì)組成的一種成分復(fù)雜的液體。這些雜質(zhì)分為有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，以分子、膠粒及懸浮顆粒形式分散于水介質(zhì)中，因此污水也是一種具有不同分散度的復(fù)合多元分散體系或混合分散體系。污水水質(zhì)特征是指污水水體中各種組分(如懸浮物、COD_Cr等)顆粒級(jí)配的分布特點(diǎn)。從物理化學(xué)中分散體系、分散相、分散介質(zhì)的概念出發(fā)，可將污水水體理解為以水為分散介質(zhì)、各種組分為分散相的復(fù)合三元分散體系，具體分為：
　　① 以水為分散介質(zhì)，以各種粒徑＞1μm的易沉固體粒子和上浮固體粒子為分散相組成的粗分散體系。該體系中分散相可通過(guò)重力下沉或氣浮上升與水體相分離。
　　②在污水這個(gè)復(fù)合三元分散體系排除粗分散體系之后的復(fù)合二元分散體系中，以能夠產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)的膠體物質(zhì)為分散相組成膠體分散體系，其固體顆粒粒徑為1×10^-3～1μm。該體系存在膠體粒子所特有的ζ電位，因此十分穩(wěn)定。如果要破壞該體系的存在，只有加入電解質(zhì)擊穿雙電層，中和ζ電位，產(chǎn)生絮凝沉淀之后才能達(dá)到消除丁達(dá)爾現(xiàn)象之目的。故這部分膠粒可通過(guò)凝聚和絮凝作用除去，也可通過(guò)活性污泥的生物凝聚和生物絮凝作用除去。
　　③在污水這個(gè)復(fù)合三元分散體系排除粗分散體系和膠體分散體系之后的水體中，以水為分散介質(zhì)，以在水體中能形成真溶液的物質(zhì)為分散相，組成分子分散體系(簡(jiǎn)稱真溶液)。本體系中的各種化學(xué)組分(如COD_Cr)只有通過(guò)化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)的過(guò)程才能去除，即必須通過(guò)分解或構(gòu)成污泥而產(chǎn)生相變后分離。

　　2 復(fù)合三元分散體系的應(yīng)用

　　給水中，高濁度原水存在以上三種體系，一般原水則只存在后兩種體系，其中真溶液體系不屬于處理范圍。但在污水處理中，以上三種體系都大量存在，均屬處理范圍，所以污水處理的難度大得多。因此，污水處理中的每一個(gè)水質(zhì)指標(biāo)都是由粗分散體系、膠體分散體系、分子分散體系三部分的檢測(cè)指標(biāo)組成，也只有通過(guò)這三部分組成，才能真正弄清每一部分的去除效果，在污水處理工藝上做到有的放矢。以CODCr指標(biāo)為例，可以按如下程序操作：
　　① 取污水水樣5000mL分為3份：(A)1000mL (B)2000mL (C)2000mL
　　② 用(A)樣混勻測(cè)定COD_Cr得到X：X＝∑COD_Cr＝粗顆粒固體COD_Cr+膠體COD_Cr+溶液COD_Cr
　　③ 將(B)樣放入英霍夫管，按CJ26.3—91《城市污水易沉固體的體積測(cè)定法》進(jìn)行操作，沉降1h后，在刻度為300mL以上采用虹吸方式取出上清液測(cè)定，其值為膠體COD_Cr+溶液COD_Cr的總和(Y)。
　　④ 將(C)樣投入鋁鹽或鐵鹽電解質(zhì)，使之恰好產(chǎn)生絮體后靜置，待絮體沉降，取上清液后用快速濾紙過(guò)濾，測(cè)其濾液的COD_Cr即得到溶液部分的COD_Cr值(Z)。
　　根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果，可以得到膠體部分的COD_Cr＝Y(jié)-Z，粗顆粒固體部分的COD_Cr＝X-Y。以此類推，可以得BOD₅各組成部分的數(shù)值，表1、2分別是以某城市污水處理廠的水質(zhì)為例得到的測(cè)試結(jié)果。由表中數(shù)據(jù)可以看出，城市污水處理廠的進(jìn)水中，粗顆粒固體和膠體部分約占了COD_Cr和BOD₅的80%。

通過(guò)比較污水處理過(guò)程中進(jìn)水(即原水)和出水(處理后的水)水質(zhì)指標(biāo)每一部分的數(shù)值，即可看出每一部分的真實(shí)處理效果，據(jù)此指導(dǎo)污水處理工藝的調(diào)整。
當(dāng)然，并不是每一個(gè)指標(biāo)都需要通過(guò)以上較為復(fù)雜的過(guò)程來(lái)獲取每一部分的值。根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)的性質(zhì)和所采用的檢測(cè)方法，將部分水質(zhì)指標(biāo)在污水體系中的存在情況進(jìn)行歸納，見(jiàn)表3(表中√為存在，?×為不存在)。
從上面的分析不難理解，為什么在水質(zhì)檢測(cè)中，有的分析項(xiàng)目可以通過(guò)絮凝過(guò)濾等預(yù)處理(如NH⁺₄-N的檢測(cè))實(shí)現(xiàn)，而有的項(xiàng)目則不能(如總磷的測(cè)定要通過(guò)消解)。嚴(yán)格地說(shuō)，過(guò)濾也是一種水處理手段，因此在使用上要慎重。而且，在檢測(cè)中有的可用標(biāo)準(zhǔn)曲線，而有的則要采用工作曲線(如六價(jià)鉻的測(cè)定)，原因皆在于此。

　　3 結(jié)論

　　城市生活污水中粗顆粒固體和膠體部分約占了COD_Cr和BOD₅數(shù)值中的80%，因此城市污水處理廠的重點(diǎn)是在分離(也可通過(guò)活性污泥的生物凝聚和生物絮凝作用進(jìn)行分離)，而不是分解真溶液中的部分。由于分子分散體系中的污染物(如造紙、印染、制藥行業(yè)的廢水，以及垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲透液等)去除很難，因此建議在排污收費(fèi)中應(yīng)根據(jù)前述的三個(gè)分散體系中污染量的多少來(lái)制定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，這樣于排水戶、污水處理單位都公平合理。目前的排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)基本合理，但不足之處在于未考慮分子分散體系的處理難度。