陳為莊¹，曹佳紅²
(1.中國市政工程西南設計研究院，四川 成都 610081；2.成都市城市排水監測站，四川 成都 610063)

　　摘要：應用分散體系、分散相、分散介質等物理化學概念，將污水水體視為復合三元分散體系，即粗分散體系、膠體分散體系和分子分散體系，認為污水水質指標應按這三個分散體系來分別對待。試驗表明，城市污水處理廠的重點在于分離，而不是分解真溶液中的污染物。并建議排污收費應考慮分子分散體系的處理難度。
　　關鍵詞：物化概念；污水水質；特性
　　中圖分類號：X83
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)12-0052-02

　　1 污水是復合三元分散體系理論的提出

　　污水是由水和各種雜質組成的一種成分復雜的液體。這些雜質分為有機物和無機物，以分子、膠粒及懸浮顆粒形式分散于水介質中，因此污水也是一種具有不同分散度的復合多元分散體系或混合分散體系。污水水質特征是指污水水體中各種組分(如懸浮物、COD_Cr等)顆粒級配的分布特點。從物理化學中分散體系、分散相、分散介質的概念出發，可將污水水體理解為以水為分散介質、各種組分為分散相的復合三元分散體系，具體分為：
　　① 以水為分散介質，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重力下沉或氣浮上升與水體相分離。
　　②在污水這個復合三元分散體系排除粗分散體系之后的復合二元分散體系中，以能夠產生丁達爾效應的膠體物質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，因此十分穩定。如果要破壞該體系的存在，只有加入電解質擊穿雙電層，中和ζ電位，產生絮凝沉淀之后才能達到消除丁達爾現象之目的。故這部分膠粒可通過凝聚和絮凝作用除去，也可通過活性污泥的生物凝聚和生物絮凝作用除去。
　　③在污水這個復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，以在水體中能形成真溶液的物質為分散相，組成分子分散體系(簡稱真溶液)。本體系中的各種化學組分(如COD_Cr)只有通過化學反應、生物化學的過程才能去除，即必須通過分解或構成污泥而產生相變后分離。

　　2 復合三元分散體系的應用

　　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水質指標都是由粗分散體系、膠體分散體系、分子分散體系三部分的檢測指標組成，也只有通過這三部分組成，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定法》進行操作，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，使之恰好產生絮體后靜置，待絮體沉降，取上清液后用快速濾紙過濾，測其濾液的COD_Cr即得到溶液部分的COD_Cr值(Z)。
　　根據以上測試結果，可以得到膠體部分的COD_Cr＝Y-Z，粗顆粒固體部分的COD_Cr＝X-Y。以此類推，可以得BOD₅各組成部分的數值，表1、2分別是以某城市污水處理廠的水質為例得到的測試結果。由表中數據可以看出，城市污水處理廠的進水中，粗顆粒固體和膠體部分約占了COD_Cr和BOD₅的80%。

通過比較污水處理過程中進水(即原水)和出水(處理后的水)水質指標每一部分的數值，即可看出每一部分的真實處理效果，據此指導污水處理工藝的調整。
當然，并不是每一個指標都需要通過以上較為復雜的過程來獲取每一部分的值。根據水質指標的性質和所采用的檢測方法，將部分水質指標在污水體系中的存在情況進行歸納，見表3(表中√為存在，?×為不存在)。
從上面的分析不難理解，為什么在水質檢測中，有的分析項目可以通過絮凝過濾等預處理(如NH⁺₄-N的檢測)實現，而有的項目則不能(如總磷的測定要通過消解)。嚴格地說，過濾也是一種水處理手段，因此在使用上要慎重。而且，在檢測中有的可用標準曲線，而有的則要采用工作曲線(如六價鉻的測定)，原因皆在于此。

　　3 結論

　　城市生活污水中粗顆粒固體和膠體部分約占了COD_Cr和BOD₅數值中的80%，因此城市污水處理廠的重點是在分離(也可通過活性污泥的生物凝聚和生物絮凝作用進行分離)，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、制藥行業的廢水，以及垃圾填埋場的垃圾滲透液等)去除很難，因此建議在排污收費中應根據前述的三個分散體系中污染量的多少來制定收費標準，這樣于排水戶、污水處理單位都公平合理。目前的排污收費標準基本合理，但不足之處在于未考慮分子分散體系的處理難度。