礬在污水處理中的應(yīng)用分析

周 偉 武漢市水務(wù)集團(tuán)排水公司龍王嘴污水處理廠

1 引言

　　龍王嘴污水處理廠運(yùn)行工藝中為了保證出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)，在生物池末端設(shè)計(jì)包含有加礬除磷的環(huán)節(jié)，根據(jù)加礬的特點(diǎn)，本試驗(yàn)結(jié)合龍王嘴污水處理廠運(yùn)行的工藝參數(shù)和生產(chǎn)中的具體情況，進(jìn)行一系列攪拌試驗(yàn)，包括在進(jìn)水pH值、投加礬液濃度，投加方式上獲得較真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。研究分析在處理過程中加入礬對水質(zhì)指標(biāo)的影響和某些環(huán)境因素對加礬效果的影響，以及固體礬和液體礬在除磷效果上的比較研究。下圖為龍王嘴污水處理廠工藝流程概圖：

2 材料與方法

2.1 材料
　　水樣：每日早上9：00采集于1#生物池末端
　　礬種：固體礬：聚合氯化鋁（PAC）
　　　液體礬：堿式氯化鋁
2.2 方法
利用實(shí)驗(yàn)室攪拌器模擬生物池出水至配水井，再由配水井至二沉池的實(shí)際水力攪拌情況。具體分為三段：
300 rpm：生物池出水管段，為高速混合階段；
200 rpm：1#、2#生物池出水管合為一管至配水井段，為中速反應(yīng)階段；
60 rpm： 配水井至二沉池出水段，為慢速攪拌階段；
靜沉20min 為二沉池沉降濃縮階段。
　　取試驗(yàn)水樣上清液進(jìn)行CODcr、TP、TN、SS、色度等指標(biāo)的化驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 投加固體礬對水質(zhì)指標(biāo)的影響
3.1.1 加入不同濃度的PAC試驗(yàn)結(jié)果

數(shù)據(jù)來源：龍王嘴污水處理廠化驗(yàn)室

3.1.2 結(jié)果分析

　　根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果可繪制分析曲線，從曲線中可以看出，TP去除率隨著PAC的投加濃度升高而增大；TN在投加濃度較低時容易出現(xiàn)負(fù)值，隨著加入PAC濃度的升高去除率也呈緩慢上升趨勢；加入PAC濃度高低對CODcr的去除效果并不明顯，沒有一定規(guī)律，也存在出現(xiàn)負(fù)值情況。
　　 分析出現(xiàn)負(fù)值的原因，在投加濃度低的時候，可能是由于本來附著在污泥上的含氮以及其它有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)在經(jīng)過高速攪拌后，又重新溶入溶液中，從而造成加藥后檢測指標(biāo)比加藥前要高。但隨著濃度的增大，這種情況就消失了。
　　 檢測水樣中SS和色度兩項(xiàng)指標(biāo)是為了分析在投加礬后，礬在水中的反應(yīng)是否會對這兩項(xiàng)指標(biāo)產(chǎn)生影響，從而影響出水水質(zhì)。由化驗(yàn)結(jié)果觀察可以排除礬對水質(zhì)指標(biāo)SS和色度的影響。對微生物的活性也不存在較大影響，鏡檢結(jié)果表現(xiàn)出微生物活性正常。
3.2 高濃度PAC對出水水質(zhì)的影響

遞增濃度對化驗(yàn)指標(biāo)的去除情況，百分比為去除率。
　　從表中可以看出，隨著濃度的遞增，TP的去除效果越來越明顯，濃度每增加一倍，去除率也隨之提高一倍。然而濃度的升高對TN、CODcr的去除效果并不明顯。
3.3 pH值對水樣的影響
3.3.1 不同pH值的指標(biāo)去除情況
　　以投加固體礬濃度為10mg/L做對比試驗(yàn)，去除率如下表所示：

3.3.2 結(jié)果分析
　　在不同pH值的條件下，按照同樣的試驗(yàn)方法，以1L水樣中加入PAC濃度為10mg/L進(jìn)行化驗(yàn)分析，在5種不同pH值的條件下所得結(jié)果來看，pH在6-7之間TP的去除效果較好，pH在7.5以上去除率降低，但pH在6-8之間可視為條件范圍之內(nèi)，去除效果不存在較大差異。
　　由于礬的作用主要是除磷，故TN在試驗(yàn)中的去除效果不明顯，去除率低。在生物池經(jīng)過處理后CODcr值已經(jīng)非常低了，然而在礬中在水樣中產(chǎn)生了其他反應(yīng)從而使CODcr值有所回升，但不影響出水水質(zhì)。
3.4 MLSS對水樣的影響
3.4.1 不同MLSS的除磷效果影響
　　 投加濃度為10mg/L的PAC，不同污泥濃度條件下對除磷效果的影響，曲線如下：

3.4.2 結(jié)果分析
　　在不同污泥濃度情況下投加藥劑，圖表上顯示并無明顯規(guī)律和趨勢，但MLSS在2100至2700間時，TP的去除率在20%以上的比例比較大。
3.5 液體礬與固體礬除磷效果比較
3.5.1 除磷結(jié)果比較

3.5.2 結(jié)果分析

　　由結(jié)果可得出曲線圖，從圖中可以看出，固體礬和液體礬濃度從5mg/L至8mg/L時去除效果下降。但從8mg/L開始，隨著加入濃度的升高，除磷率增大。但在同樣濃度的情況下，固體礬除磷效果明顯高于液體礬。

4 小結(jié)

　　本文將攪拌試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了幾個方面的分析，歸納起來主要有四點(diǎn)：一是本試驗(yàn)中加礬的目的主要是除磷，所以分析所得數(shù)據(jù)顯示在脫氮和去除CODcr上的作用不大，并且CODcr，SS和色度在生物池中處理效果較明顯，已經(jīng)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，加礬后對這三項(xiàng)指標(biāo)不存在有大的影響。二是廠區(qū)進(jìn)水TP含量在1～5mg/L之間，然而在生物池經(jīng)過處理后可去除部分，按照GB18918-2002一級B標(biāo)準(zhǔn)而言，加入10-20mg/L低濃度PAC可以保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)；濃度梯度可隨污水中TP的變化而改變投加量。三是固體礬與液體礬相比較而言，固體礬的除磷效果較明顯。四是從每天的試驗(yàn)鏡檢情況來看，加礬對生物池中微生物的活性不存在影響，微生物的活性主要與進(jìn)水COD 、BOD、pH和生物池溶解氧、MLSS等因素有關(guān)。