高校生活污水水质变化特征研究

来雪慧， 刘欣欣

（1.太原工业学院环境与安全工程系，山西 太原 030008；2.中北大学化工与环境学院，山西 太原 030051）

生活污水主要来自家庭、宾馆、饭店等家庭生活以及医院、学校等工作单位，目前已经成为水体污染的主要来源之一。如果生活污水在没有处理的情况下直接排放，可能会导致肠道传染病与寄生虫的传播，同时还会引起其他水体的污染，使水质恶化，破坏水生生态系统。随着高等教育的发展速度不断增快，各高校的规模也在不断扩展，高校校园已成为生活污水的重要来源［1］。据统计，全国所有高校的水资源消耗量平均为2亿t／a［2］，且存在用水量大而集中的问题［3］。研究中选取某高校生活污水的排污口作为研究地点，生活污水的主要组成包括学生在日常生活中的洗漱、洗衣等污水，食堂污水以及卫生间的洗澡用水和粪尿污水等。通过测定高校生活污水中污染物的浓度，探究其水质变化规律，为高校生活污水的处理与利用提供参考。

1 研究方法

1.1 采样方法

在学校生活污水排污口设置采样点，流经该点的污水包括高校中的公寓出水和食堂污水。选取2015年3月份连续的2个星期天作为第1个研究时段。在之后的4月～6月中，分别选取该月中的某一天进行采样监测，作为第2个研究时段。考虑到在1天内不同时刻学生的活动频率不同，因此每次取样从早上6：00开始，每隔2h取1次样，直至凌晨00：00点结束。

1.2 实验方法

每次采样后，将所采集的样品及时送至实验室，并于24h内进行测定。测定指标有：水温、pH值、电导率、溶解氧（DO）、化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、氨氮（NH3－N）和总磷（TP）。其中，水温、pH值和电导率分别通过温度计、pH计和电导率仪测定，DO用碘量法，CODCr通过重铬酸钾法，TN、NH3－N和TP分别用碱性过硫酸钾消解、纳氏试剂和钼酸铵分光光度法测定。

2 结果与分析

第74页表1为2个研究时段的采样分析结果。其中，第1研究时段中每个时间点的值为3个星期天的平均值，第2研究时段中的每个结果均取的是采样当天不同时间点的平均值。

表1 不同研究时段生活污水水质指标平均值

2.1 水温、pH值、电导率的变化特征

对于水温，第1研究时段中，早上6：00的水温最低，为3.5℃；到14：00时达到最高温度，为6.8℃。第2研究时段，水温随着天气的转暖而逐渐升高，整体表现为早晚低、中午高。水体中生物的新陈代谢以及污染物的降解都受到水温的影响，如水温升高，会引起硝化速率的增加。校园生活污水的pH值变化范围不大，处于7.24～7.69，属于弱碱性。同时，生活污水中的pH值日变化和月变化较小，说明高校中洗漱用品对pH值的影响不是很明显。水中电导率的日变化特征表现为中午和傍晚高于其他时间点。有研究表明，电导率随着水温的上升而上升［4］。实验中发现，高校中生活污水的电导率在中午12：00和下午18：00达到最大值，这可能是因为，一方面，中午水温较高；另一方面，食堂在这2个时间点处于高峰期，产生的厨余生活污水较多。厨房污水中含有较多的溶解性固体，继而导致电导率增加。

2.2 DO和CODCr的变化特征

通常情况下，生活污水中的DO含量较低，但是受温度的影响比较大。高校生活污水中DO含量的日变化特征表现为6：00～14：00时间段内呈现减少的趋势，而到了16：00之后又开始增加。在第2研究时段中，4月份的DO含量高于5月份和6月份，说明随着温度的上升，DO含量下降，可能是因污水中微生物在分解有机物时消耗氧气导致的。COD是反映水体中有机物污染程度的衡量指标。如图1所示，高校生活污水中的CODCr含量在早上8：00和晚上20：00达到最大值。这主要是因为，学生的洗漱和洗衣时间大多集中在这2个时间点，污染物随之增加。同时，5月份和6月份的CODCr含量低于4月份的原因可能有2方面，一是温度的升高会促进污水中微生物的生物活性，增强了其降解有机物的能力；二是天气的转热会导致学生用水量增加，对污染物起到稀释的作用。

图1 高校生活污水CODCr含量的日变化曲线

2.3 TN、NH3－N和TP的变化特征（见图2）

由图2可以看出，高校生活污水中TN和NH3－N含量的日变化趋势相似。两者都是在中午出现了高峰值，并在18：00之后浓度呈现增加趋势。值得注意的是，污水中的氨态氮可能会进一步氧化为硝态氮。在不同的月份中，TN和NH3－N含量都表现出了6月份最高。TP含量在22：00达到最大值，为0.64mg／L；最小值出现在16：00为0.20mg／L。最大值和最小值相差0.44mg／L。磷污染通常来源于生活中的洗涤剂，因此，一旦高校中出现洗衣或者食堂洗涤高峰的时候，污水中的TP含量就会明显增加。同样地，在月变化特征中，也呈现出6月份高于前几个月的态势。

图2 高校生活污水中TN和NH3－N含量的日变化曲线

2.4 生活污水中污染物的排放

与国家环保部《污水综合排放标准》（GB 8978－1996）相比，学校生活污水的pH值、CODCr、氨氮含量均达到国家一级排放标准，只有TP含量超过了国家三级标准。TP含量的日变化数据表明，在晚上18：00之后呈现逐步增加趋势。因此，需要采取有效的处理措施，减少对水环境的影响。同时，高校在进行污水回收利用的设计时，可以根据此变化特征进行污水的收集和处理。结果表明，高校生活污水中的磷超标，为主要的污染物，这主要来源于学生生活中的洗涤和洗漱活动。在考虑污水回用时，不易作为景观用水，因为磷含量高，会加速水体的富营养化并危及生物的生长。因此，应该利用磷含量高的特点，作为植物的灌溉用水，促进其生长发育。

3 结论

1）高校生活污水中的污染物浓度与学生的生活习惯相关，一般在中午和晚上浓度较高；同时，天气的转暖也会增加污染物的浓度。

2）生活污水中的pH值、CODCr和氮含量较低，达到了国家污水综合排放的一级标准。

3）生活污水中磷含量较高，超过国家污水综合排放三级标准，收集后可作为植物灌溉用水。

［1］ Zheng J，Wang X C，Miura T Y.Occurrence of handfoot－and－mouth disease pathogens in domestic sewage effluent in Xi’an［J］.Microbes and Environments，2012（5）：21－26.

［2］ 邓民，郭伟，王朋雅.校园污水回用处理技术研究及工艺设计［J］.吉林化工学院学报，2009，26（1）：27－30.

［3］ 万敬敏，赵毅，王淑娜，等.某高校中水回用工程［J］.工业用水与废水，2006，37（1）：56－57.

［4］ 时晓燕，黄钰铃，陈明曦，等.校园生活污水水质变化规律研究［J］.三峡大学学报：自然科学版，2005，27（6）：535－538.