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生活污水水质检测中总磷超标原因及控制措施

三方检测单位 2018-06-02

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总磷是生活污水中典型污染物,其含量超标会引发水体富营养化,导致藻类大量繁殖、水质恶化,威胁水生生态系统及饮用水安全。在日常水质检测中,生活污水总磷超标是常见问题,既与居民生活习惯、管网运维有关,也涉及污水处理工艺缺陷等多环节因素。深入剖析超标原因并制定针对性控制措施,是提升生活污水治理效果、保障水环境质量的关键。

居民生活源的磷排放贡献

居民日常生活是生活污水磷的主要来源,其中含磷洗涤剂的使用占比最大。传统洗涤剂中常添加三聚磷酸钠(STPP)作为助洗剂,其含量可达10%-30%,能通过络合钙镁离子增强去污能力,但排入污水后会直接增加总磷负荷。据统计,含磷洗涤剂带来的磷排放占生活污水总磷的30%-50%,是多数小区污水总磷超标的核心因素之一。

餐厨垃圾中的有机磷也是重要来源。食物中的蛋白质、脂肪、核酸等成分富含磷元素,比如肉类、乳制品、豆类的磷含量可达100-500mg/100g。若餐厨垃圾未单独收集,直接冲入下水道,其中的有机磷会在微生物作用下分解为溶解性正磷酸盐,进入污水系统后提升总磷浓度。部分家庭将食物残渣倒入水槽,甚至使用粉碎机将残渣冲入管网,进一步加剧了磷的排放。

个人护理用品中的磷添加剂也不可忽视。洗发水、沐浴露、牙膏等产品中常含磷酸盐类成分(如焦磷酸钠、六偏磷酸钠),用于抗静电、乳化或调节粘度。这些成分易溶于水,使用后直接排入污水,虽然单类产品磷含量较低,但群体使用的累积效应会增加总磷负荷。

市政管网的运维缺陷影响

老旧管网的淤积与渗漏是总磷超标的常见诱因。生活污水中的悬浮物(如粪便、食物残渣)会在管网内沉淀,形成厚度不等的淤积层。在厌氧环境下,淤积层中的有机磷会被微生物分解为溶解性磷,当管网流量突变(如雨天暴雨、水泵启停)时,水流扰动会将淤积层中的磷重新冲刷入污水,导致总磷浓度短时间内升高。据某城市管网排查数据,淤积严重的管网段,污水总磷浓度较正常段高2-3倍。

管网混接问题也会加剧磷负荷。部分小区存在“雨污混接”现象,将阳台洗衣机排水接入雨水管——洗衣机使用的含磷洗涤剂会随雨水直接排入河道,或因雨水管与污水管连通,将含磷污水汇入市政污水系统。此外,部分餐饮企业未按规定设置隔油池,将含油含磷的餐厨废水直接接入污水管,也会增加管网内的磷含量。

化粪池的渗漏是易被忽视的因素。老旧小区的化粪池多为砖砌结构,长期使用后会出现腐蚀、接口松动等问题,导致化粪池内的高磷污水(总磷浓度可达50-100mg/L)渗入市政管网。这种渗漏具有隐蔽性,若未通过CCTV管道检测发现,会持续向污水系统输入磷污染物。

污水处理工艺的磷去除不足

生物处理工艺参数不当会降低磷去除效率。目前多数污水处理厂采用A²/O(厌氧-缺氧-好氧)工艺除磷,其核心是聚磷菌的“厌氧释磷、好氧吸磷”作用。若好氧段溶解氧(DO)不足(<2mg/L),聚磷菌无法充分氧化体内储存的聚羟基烷酸(PHA),导致吸磷能力下降;若污泥龄过长(>15天),聚磷菌会因竞争不过其他微生物而流失,降低生物除磷效果;若厌氧段碳源不足(C/P<20),聚磷菌无法获得足够能量释磷,后续吸磷过程也会受抑制。

化学除磷的工艺缺陷也会导致超标。部分污水处理厂为降低成本,未按水质变化调整药剂投加量——当进水磷浓度升高时,若仍按固定剂量投加聚合氯化铝(PAC)或硫酸亚铁,会因药剂不足无法完全沉淀磷。此外,药剂与污水的混合反应不充分(如搅拌强度不够、反应时间不足),会导致磷酸盐未形成稳定的沉淀物,随出水排出。

剩余污泥的不当处理也会造成磷回流。剩余污泥中富含聚磷菌及有机磷,若未及时脱水,污泥堆放过程中会因微生物分解释放磷,产生的渗滤液重新流入污水系统。某污水处理厂曾因污泥脱水设备故障,导致污泥堆放72小时,渗滤液中的总磷浓度达80mg/L,直接导致出水总磷超标。

垃圾渗滤液的混入问题

小区垃圾收集点的渗滤液是磷的“高负荷源”。厨余垃圾、果皮、菜叶等有机物在堆放过程中会分解产生大量渗滤液,其中总磷浓度可达100-500mg/L——这是因为有机磷被微生物分解为溶解性正磷酸盐,且渗滤液中的悬浮物会吸附部分磷。若渗滤液未单独收集处理,直接倒入下水道,会显著提升生活污水的总磷浓度。某小区垃圾点渗滤液接入污水管后,监测显示污水总磷从原来的4mg/L升至12mg/L。

垃圾填埋场的渗滤液泄漏更具危害性。填埋场中的垃圾经雨水浸泡、微生物分解,会产生高浓度渗滤液(总磷可达几百mg/L)。若填埋场的防渗层破损,渗滤液会渗入地下,进而污染市政管网——这种情况下,污水总磷浓度会持续偏高,且难以通过常规工艺去除。

源头削减生活源磷排放

推广无磷洗涤剂是减少生活源磷的关键。我国虽早在2000年就禁止生产销售含磷洗衣粉,但部分地区仍有违规销售现象,需加强市场监管——可通过抽检超市、杂货店的洗涤剂产品,查处含磷洗涤剂,并通过社区宣传引导居民选择无磷产品。据试点城市数据,推广无磷洗涤剂后,生活污水总磷浓度可下降20%-30%。

加强餐厨垃圾单独收集处理。小区应设置专用餐厨垃圾收集点,采用“户分类、村收集、镇转运、县处理”模式,将餐厨垃圾送至厌氧发酵厂或堆肥厂处理。厌氧发酵可将有机磷转化为甲烷(能源)和稳定的有机肥,堆肥则能将磷固定在腐殖质中,避免其进入污水系统。某小区实施餐厨垃圾单独收集后,污水总磷浓度较之前下降了40%。

引导居民改变生活习惯。通过宣传手册、短视频等方式,告知居民“避免将食物残渣冲入下水道”“选择无磷个人护理用品”等知识。例如,鼓励使用食物残渣处理器的家庭,将残渣排入餐厨垃圾收集系统,而非直接冲入管网;推荐使用标注“无磷”“低磷”的洗发水、沐浴露,减少个人护理环节的磷排放。

强化市政管网运维管理

定期开展管网检测与清淤。采用CCTV管道检测技术,每年对老旧管网进行1-2次全面排查,重点检查淤积、渗漏、混接等问题。对淤积严重的管网段,使用高压清洗车或机械清淤设备清除淤积层——清淤后,需检测管内污水总磷浓度,确保恢复正常。某城市通过两年管网清淤工程,污水总磷超标率从35%降至12%。

整改雨污混接问题。联合城管、住建部门开展小区管网排查,要求将阳台洗衣机排水接入污水管,而非雨水管。对已混接的小区,制定“雨污分流”改造计划——例如,重新铺设雨水管与污水管,明确各自排水路径,避免含磷污水进入雨水系统。

修复化粪池渗漏。对老旧小区的化粪池进行全面检测,更换腐蚀严重的砖砌化粪池为玻璃钢化粪池,或对原有化粪池的接口、池壁进行防渗处理。修复后,需检测化粪池周边土壤的磷含量,确保无渗漏。

优化污水处理工艺除磷效果

调整生物处理工艺参数。针对A²/O工艺,需控制好氧段DO在2-3mg/L,确保聚磷菌充分吸磷;污泥龄控制在8-12天,维持聚磷菌的优势种群;若厌氧段碳源不足,可投加乙酸钠、葡萄糖等外碳源,将C/P比提升至20:1以上。某污水处理厂通过投加乙酸钠,厌氧段ORP(氧化还原电位)从-100mV降至-200mV,聚磷菌释磷量增加了50%,后续好氧段吸磷效率提升至85%。

优化化学除磷工艺。根据进水水质选择合适的药剂:中性pH条件下,聚合氯化铝(PAC)的除磷效果最佳;酸性条件下可选择硫酸亚铁;碱性条件下则用石灰。通过小试确定最佳投加量——例如,当进水总磷为8mg/L时,PAC投加量按Al/P比4:1控制(即每升污水投加PAC约50mg),可将出水总磷降至0.5mg/L以下。此外,需优化混合反应装置,确保药剂与污水接触时间≥20分钟,沉淀时间≥30分钟。

规范剩余污泥处理。剩余污泥应在24小时内脱水,脱水后的泥饼需送至垃圾填埋场或焚烧厂,避免堆放过程中产生渗滤液。脱水过程中可添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)增强脱水效果,减少污泥中的水分及磷含量。某污水处理厂将污泥脱水时间从48小时缩短至12小时后,污泥渗滤液的磷回流问题基本解决。

规范垃圾渗滤液收集处理

设置专用渗滤液收集设施。小区垃圾收集点需安装防渗渗滤液收集池,将渗滤液通过专用管道送至污水处理厂的“渗滤液处理单元”——该单元通常采用“厌氧+好氧+纳滤”工艺,可将总磷浓度从几百mg/L降至0.5mg/L以下。某城市垃圾点安装渗滤液收集池后,污水总磷超标率下降了25%。

加强垃圾填埋场渗滤液管控。填埋场需设置双层防渗层,防止渗滤液泄漏;渗滤液处理设施需24小时运行,确保出水符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)中的一级A标准(总磷≤0.5mg/L)。定期检测填埋场周边地下水的磷含量,若发现超标,及时修复防渗层。

加强检测与过程管控

完善在线监测体系。在污水处理厂进水口、管网关键节点(如小区出水口、餐饮集中区)安装总磷在线监测仪,实时监控磷浓度变化。当浓度超过预警值(如进水总磷>10mg/L)时,及时启动溯源机制——通过排查周边企业、垃圾点、管网接口,找出磷的异常来源。例如,某城市通过在线监测发现某路段污水总磷突然升高,最终排查出是附近垃圾填埋场渗滤液泄漏所致。

规范检测操作流程。采样时需取“混合样”——用采样器在污水管不同深度、不同时间段采集样品,混合后检测,避免悬浮物沉淀导致结果偏差。样品保存需加硫酸酸化至pH<2,防止微生物分解磷或磷吸附在容器壁上。检测方法优先选择钼酸铵分光光度法(GB 11893-89),确保结果准确性。

加强工艺过程监控。污水处理厂需定期监测生物池的DO、ORP、MLSS(混合液悬浮固体)等参数,每天记录药剂投加量、污泥脱水时间等数据。通过数据分析找出工艺短板——例如,若好氧池DO持续低于2mg/L,需增加曝气量;若厌氧段ORP高于-150mV,需补充碳源。

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