工业污水处理厂对地下水水质的影响研究 - 新闻资讯 - 破乳剂|COD去除剂|乳化液|含油|煤化工废水处理|济南乾来环保

摘要:
为研究工业污水处理厂对地下水水质的影响,选取六安市5 个工业污水处理厂为研究对象,通过对其地下水水质的分析测试,采用单因子评价法和内梅罗指数法对地下水进行了质量评价。结果表明,污水处理厂地下水水质总体较好,水质超标点位基本位于污水处理厂地下水检测点。单因子评价结果中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水的样本数分别占样品总数的32%、36%、20%和12%,无Ⅰ类水;内梅罗指数法评价结果中Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ类水的样本数分别占样品总数的76%、16%和8%。地下水中氟化物、氨氮、铜、砷、硫酸盐、氯化物、硝态氮、COD、锌和钠均受到污水处理厂的影响。

关键词:
城市污水处理厂;地下水;水质评价;单因子评价法;内梅罗指数法

1 引言

地下水资源是维持自然生态系统平衡,保障社会经济良性发展的重要因素,对人类的生存和发展至关重要。工业污水处理厂作为处理工业废水的重要设施,在降低污染物浓度、减轻污水排放影响、遏制环境恶化等方面发挥了重要作用。但在长期运行过程中仍可能存在一些问题,如污水处理厂管网渗漏、污水处理系统破损泄露、出水水质不达标以及污泥的不合理堆放都有可能导致地下水中重金属、营养盐类含量超标,造成潜在的地下水环境安全问题,威胁人类的健康,因此关于污水处理厂对地下水水质的影响研究十分有必要。

迄今,国内外对污水处理厂的研究主要集中在提高污水处理工艺及尾水排放对地表水环境的影响,而鲜有关于污水处理厂对地下水水质影响的研究。本文以六安市5个污水处理厂为研究对象,通过对地下水水质分析,采用单因子评价法和内梅罗指数法来评价地下水环境,探究污水处理厂对地下水水质的影响,以期为污水处理厂设计、施工和运营提供理论依据。

2 研究区概况

六安市位于安徽省西部,俗称“皖西”,属亚热带季风性湿润气候,四季分明,各季节气候特征显著,冬季寒冷干燥,夏季炎热多雨。年均气温14.6~15.6℃,年均降水量 900~1600 mm。六安市辖霍邱、金寨、霍山、舒城四县和金安、裕安、叶集三区。本次研究对象包括六安市污水处理厂 A、六安市污水处理厂B、六安市污水处理厂 C、六安市污水处理厂 D、六安市污水处理厂 E共5个污水处理厂(图1)。

研究区地下水主要分为松散岩类孔隙水、红层孔隙裂隙水和基岩裂隙水三类。松散岩类孔隙水主要分布在淠河、杭埠河、丰乐河等河流的中下游地段的现代河漫滩,含水层岩性由松散砂和砂砾石组成;红层孔隙裂隙水绝大部分伏于第四纪地层之下,含风化裂隙孔隙潜水和孔隙裂隙承压水,水量贫乏;基岩裂隙水分为山区基岩裂隙水和丘陵区基岩裂隙水。区内地下水主要靠大气降水补给和地表河流补给。

3 样品采集与测试

5 个污水处理厂各布设4 个代表性检测点位和1个对照点(未受企业生产和人为环境影响的点位),共计25 个采样点。水样严格按照《地下水环境监测技术规范》(HJ164—2020)、《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)的要求进行采取、密封、保送及检测。本次样品采集及分析测试由具有 CMA 认证且具备地下水监测能力的安徽实朴检测技术服务有限公司承担,并由广电计量检测(合肥)有限公司作为外部质控单位。

各项水质指标测试方法分别为:pH 值采用玻璃电极法测定;COD用生活饮用水标准检验方法测定;硫化物用亚甲基蓝分光光度法;挥发酚用4-氨基安替比林分光光度法;硫酸盐用铬酸钡分光光度法;亚硝态氮用 N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法;氟化物用离子选择电极法;氯化物用硝酸银滴定法;硝态氮用紫外分光光度法;氨氮用纳氏试剂分光光度法;铜、锰、锌、铁、钠用电感耦合等离子体质谱法;汞、砷用原子荧光法。

4 评价方法

开展水质评价的方法较多,常用的有单因子评价法和内梅罗指数法等,在此选择这两种方法进行对比分析,相互印证,以提高评价结果的客观性。

4.1 单因子评价法
单因子评价法是将评价指标实测浓度与标准限值进行对比,以单项评价最差指标的类别作为最终水质类别。

4.2 内梅罗指数法内梅罗污染指数法在突出极值的同时兼顾了其他指标对水质的影响,运算简单针对性强。计算公式：

式(1)~式(3)中:Pave 为pi 的平均值;Pmax 为pi的最大值;n为参评指标个数。

5 结果与分析

5.1 污水处理厂对地下水水质的影响5个污水处理厂采样点地下水水质指标见表1。

显然,污水处理厂浅层地下水pH 值基本呈中性。硫化物、挥发酚、亚硝态氮和汞在多个检测点和对照点均未检出,少数检出点位的检测点均值和对照点数值相近,说明污水处理厂对这些指标几乎不产生影响。

氟化物、氨氮、铜和砷基本表现为检测点均值略高于对照点数值,说明污水处理厂对这些指标存在影响,但影响较小。余下指标基本表现为检测点均值高于对照点数值,且数值差异较大,说明污水处理厂生产活动对这些指标影响较为显著,其中铁、锰指标存在个别点位数值较高,且背景点远高于检测点,这可能与该地区地质背景有关。据1∶20万《六安幅水文地质普查报告》,六安市域第四系全新统堆积层和中新生代的红色碎屑岩层铁、锰含量较高,第四系松散堆积层普遍含有铁锰质结核和铁质薄膜,在降水降雨入渗和地下水流动过程中能够淋滤至地下水环境中。总体来看,地下水中硫酸盐、氯化物、硝态氮、COD、锌和钠受污水处理厂影响较大。

5.2 评价结果分析

由于铁、锰的地质背景含量较高,在进行地下水水质评价时,剔除铁、锰指标,以获得更客观的水质评价。5.2.1 单因子评价法结果分析表3表示通过单因子评价法对污水处理厂地下水水质评价的结果。可以看出,本研究共25个采样点,评价结果中属于Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类的水的点分别有8、9、5、3个,其中Ⅲ类水最多,占样品总数的36%,无Ⅰ类水。

结合地下水质量分类(GB14848-2017)来看,以Ⅲ类水为标准,超半数采样点地下水水质满足水质标准,少数超标采样点基本位于各污水厂检测点,其中Ⅴ类水均位于污水处理厂检测点,说明污水处理厂会导致地下水水质出现超标情况。

5.2.2 内梅罗指数法评价结果分析

由内梅罗指数法计算出 P0,对比表2得到污水处理厂地下水水质评价结果(表3)。

由表2可以看出评价中属于Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ类水的点分别有 19、4、2 个,其中 Ⅰ 类水样本数最多,占比76%;Ⅴ类水最少,占比8%。结合地下水质量分类(GB14848-2017)来看,以Ⅲ类水为标准,大多数采样点水质达标,其中出现Ⅴ类水均位于污水处理厂检测点。说明污水处理厂的建设运行可能导致地下水水质恶化,造成污染。

对比2种评价方法对污水处理厂地下水水质评价结果来看,不同的评价方法得到的评价结果存在差异。单因子指数法由于是以单项指标评价最差作为结果,评价过程较为严苛,因此评价结果明显差于内梅罗指数法的评价结果,但2 种评价方法基本表明:污水厂检测点水质劣于对照点,且Ⅴ类水均出现在检测点,说明污水处理厂的建设运行对周边地下水造成了一定程度的污染。

6 结论

(1)对比污水处理厂检测点和对照点数值发现,地下水中氟化物、氨氮、铜和砷受污水处理厂影响较小;硫酸盐、氯化物、硝态氮、COD、锌和钠受污水厂处理厂影响较大。

(2)采用单因子评价法和内梅罗指数法发现,污水处理厂地下水水质总体较好,超标点位基本位于污水处理厂地下水检测点。

(3)单因子评价结果表明,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水的样本数分别占样品总数的32%、36%、20%和12%,无Ⅰ类水;内梅罗指数法结果表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ类水的样本数分别占样品总数的76%、16%和8%。单因子评价法的评价结果明显差于内梅罗指数法得到的评价结果。

原标题：工业污水处理厂对地下水水质的影响研究

原作者：俞欣

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