采用过氧化钙对黑臭水净化的效果分析

梅宝中

（江苏金海园林生态科技有限公司，江苏 连云港 222000）

1 黑臭水体形成原因和治理现状

1.1 黑臭水体形成原因

对各地黑臭水体形成的原因进行分析，人们可以发现四个方面的核心因素，即点源污染、面源污染、内源污染和其他污染。点源污染是最常见的污染方式，带有长期性破坏的基本特点，包括排放口直排污废水、合流制管道雨季溢流、分流制雨水管道初期雨水或旱流水硬性和非常规水源补水等。面源污染往往带有区域性特点，包括降水所携带的污染、养殖废水的污染等[1]。

1.2 黑臭水体治理现状

我国当前对黑臭水体的治理成果参差不齐，部分核心城市采用综合治理的方式，效果较为理想，一些中小城市则存在治理思路、技术上的缺陷，黑臭水体问题始终无法解决。例如，存在“头痛医头，脚痛医脚”的误区，缺少系统治理，造成不少黑臭水体治理一段时间后出现反弹。也有部分城市选取的技术不当，进行淤泥清理、投入一些微生物进行处理，或者采用工程性思维，加之雨污合流、面源污染等多种因素，即使投入大量资金，仍然难以达到治理效果。部分城市建设压力、经济活动压力大，采用招标方式进行黑臭水体治理，鼓励低价竞标，招标需求制定过于简单，也造成黑臭水体问题久拖不决[2]。

2 试验分析

2.1 试验准备

试验所用过氧化钙纯度为75%，购买自沈阳第一化学品制造厂，应用激光粒度分析进行力度分析，确定质量浓度标准值为0.015 8%，满足试验要求，经过10次分析获取粒度中值，结果为12.339 μm，满足试验要求，粒度范围为0.299～42.589 μm，满足试验要求，表面积平均为0.989 m2/g，满足试验要求。获取沈阳市郊某运河黑臭水体为分析对象，共获取20份样本，对其中10份的理化性质进行评估测定，所获平均结果如表1所示。

表1 某运河黑臭水体理化性质

取10份样本进行试验，并对试验所获结果进行记录，求取平均值进行分析，利用反复试验的方式，控制分析误差。同时进行对比，了解不同参数下过氧化钙对黑臭水体净化效果的差异。

2.2 试验过程

获取样本后，将其置于常规室温环境下，放入无菌瓶中进行短暂封存，完成理化性质测定后，启封。取5份样本，每份200 mL，分别向样本中加入0.05 g、0.20 g、0.50 g、1.00 g、2.00 g过氧化钙。将样本置入避光、阴凉处，保持温度稳定在24～26℃，24 h后，取样分析。取样前，轻轻摇晃无菌瓶，使混合液体处于均匀状态，利用水系针头（0.45 μm）进行过滤取样，避免杂质干扰，该组为第一组，主要分析过氧化钙用量的影响。

第二组试验，要求取若干无菌瓶，分别置入样本，额外投入4.00 g过氧化钙，存放条件与第一组相同，分别放置1 h、9 h、18 h、24 h、48 h、72 h后，进行一次样本测定，取样前，轻轻摇晃无菌瓶，使混合液体处于均匀状态，利用水系针头（0.45 μm）进行过滤取样，避免杂质干扰。该组主要分析反应时间的影响。

第三组强调酸碱度的影响分析，要求取若干无菌瓶，分别置入样本，额外投入4.00 g过氧化钙，同时投入1 mol/L氢氧化钠，另一份样本中投入1 mol/L硫酸雾，将三份样本的酸碱度控制在2.0、9.0和11.0左右的水平，将样本置入避光、阴凉处，保持温度稳定在24～26℃，24 h后，取样分析。取样前，轻轻摇晃无菌瓶，使混合液体处于均匀状态，利用水系针头（0.45 μm）进行过滤取样，避免杂质干扰，分析酸碱度影响。

完成所有样本制备后，检测以纳氏试剂光度法为基准，应用电极法测定混合溶液的酸碱度，溶解氧方面，通过测定仪获取数值。上述参数均进行10次测定，获取平均值，避免误差影响。

2.3 试验结果

2.3.1 过氧化钙投入量的影响

以第一组试验的测定平均值为基础，分析过氧化钙投入量对黑臭水体净化效果的影响，所获试验数据如表2所示。

从结果上看，在200 mL样本中，投入1.00 g过氧化钙时，氨氮去除效率、溶解氧含量基本达到峰值，投入2.00 g过氧化钙时，这种变化已经基本稳定。

2.3.2 反应时间的影响

以第二组试验的测定平均值为基础，分析反应时间对黑臭水体净化效果的影响，所获试验数据如表3所示。

表2 过氧化钙投入量的影响

表3 反应时间影响

从结果上看，反应时间达到48 h时，氨氮去除效率、溶解氧含量基本达到峰值，继续进行静置和取样分析，这种变化已经基本稳定。

2.3.3 酸碱度的影响

以第三组试验的测定平均值为基础，分析酸碱度对黑臭水体净化效果的影响，所获试验数据如表4所示。

从结果上看，酸碱度达到9.0时，氨氮去除效率、溶解氧含量基本达到峰值，酸碱度过低或者过高，氨氮去除效率、溶解氧含量均会下降。

3 试验总结

以三组试验的结果为基础，以样本总量固定不变为约束条件，选取过氧化钙投入量、反应时间和酸碱度作为变量，得出以下核心结果。

表4 酸碱度的影响

在样本总量为200 mL的情况下，投入1.00～2.00 g过氧化钙，可保证净化效果达到最佳，结合重复试验结果，确定最佳用量参数为1.17 g；在样本总量为200 mL的情况下，反应时间在48～72 h，可保证净化效果达到最佳，结合重复试验结果，确定最佳反应时间为49.5 h；在样本总量为200 mL的情况下，酸碱度在9.0～10.0，可保证净化效果达到最佳，结合重复试验结果，确定最佳反应酸碱度为9.7。

4 治理建议

以试验结果为基础，建议在后续黑臭水体的治理中，强调综合治理、做好源头管理、建立长效机制，具体推行方式如下。

4.1 强调综合治理

研究发现，采用化学治理虽然能够完成黑臭水体的净化，但只能做到表面问题解决，在污水治理的过程中，不存在实验室的理想环境，投入过氧化钙等化学物质后，反应期间，城市污水、工业废水依然会持续排入，必然导致净化质量下降[3]。在此基础上，建议通过行政法规进行行为约束，建立治理边界框架，再推行具体的治理计划。例如，各地可以对境内黑臭水体的基本态势进行分析和收集，了解黑臭水体总面积、分布情况、酸碱度和总容积等信息，核算过氧化钙的总量，完成准备工作。之后以较为明确的指令，限制废水的无节制排放，并通过建立专业废水、污水处理厂的方式，对各类污染源的行为进行限制，必要时可给予行政处罚。在此期间，投入过氧化钙等进行处理。

考虑到不可控因素的影响（如降水、土壤腐殖质破坏等），拟在过氧化钙标准用量的基础上增加5%，实现更具效果的黑臭水体净化。两日后，由人员进行检测，了解黑臭水体净化态势，如果仍不理想，则进行二次净化。如净化效果理想，则利用周边条件，尝试将黑臭水体汇入河流、湖泊中，使其成为“活水”，避免黑臭情况二次发生。

4.2 做好源头管理

完成初步的综合治理后，还要求各地以治理结果的保持为第一要务，做好源头管理，限制点源污染、面源污染、内源污染和其他污染。电源污染的限制，强调找到污染的“点”，如生活污水的排放，要求针对排放原因进行分析，部分居民可能由于老城区排水不畅，将污水倒入河流中，当地可申请进行工程改造，完善污水排放系统，并与污水处理厂取得连接，降低来自点源的污染破坏。

面源污染的控制，应重视进行范围性调查。例如，针对养殖场污水，当地工商部门应联合环境部门，进行养殖场污染情况的综合调查，拟定合理的控制标准，并向养殖场提供处理技术和方案。对于满足污染控制标准的企业，准予继续经营；对于不满足污染控制标准的养殖企业，要求整顿，直到其技术条件支持污染控制。内源和其他污染的控制，同样遵循“对症下药”的基本原则，使黑臭水体净化结果得到保持。

4.3 建立长效机制

长效机制的建立，以法律法规为基础，为执行监督为方式，以周期评估为优化途径。要求在完成黑臭水体的处理后，颁布法律法规，对一些可能导致污染的问题、因素、行为给予明确，包括惩处标准。完成法规法规的拟定和颁布后，环境部门、工商部门、民政部门等联合进行区域检查，了解各企业、居民小区对法律法规的认识程度、执行效果，同步对过氧化钙是否存在二次污染的情况进行评析，生成报告，处理不法行为、解决污染问题。以执行监督所获结果为基础，进行年度/半年度工作评估，了解当前阶段工作的成绩、指出问题，寻求在下一阶段内改正。如过氧化钙使用量过大，应重新评估用量，避免二次污染。

5 结论

黑臭水体的治理是现代社会面临的一个重要课题，该类水体形成的原因较为复杂，治理工作虽然开展已久，但实际效果并不完全理想。本次研究以试验为主要方式，采用过氧化钙对黑臭水进行净化，总结其作用机制和最佳工作参数，可以作为参考，投入到后续黑臭水体的化学治理工作中，并在此基础上，给出综合治理、源头管理等可行建议，为各地黑臭水体治理工作的优化提供帮助。