混凝实验条件下混凝剂最佳投加量的研究

周锋

摘 要：为了达到一级A的排放标准，污水厂出水需要经过深度处理后排放。针对混凝实验条件下混凝剂最佳投加量的研究目的，选取了3种混凝剂，进行了一系列混凝试验，探究适合污水厂正常运行时二沉池出水的最佳混凝剂种类和最佳投药量。实验结果表明：AS、PFS、PAC的最佳投药量分别为210mg/L、135mg/L、80mg/L，比较浊度的去除效果为：PAC>AS>PFS；比较NH3-N的去除效果为：PFS>PAC>AS；比较TP的去除效果为：AS>PFS>PAC；比较TN的去除效果为：PAC>PFS>AS；比较CODcr的去除效果为：PAC>PFS>AS。试验以浊度作为主要考察指标，同时兼顾NH3-N、TP、TN和CODcr等指标，在出水水质符合一级（A）排放标准的情况下，选择PAC作为适合污水厂出水的最佳混凝剂。

关健词：混凝；混凝剂；最佳投加量

中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）02-63-03

Abstract：In order to achieve the level（A）emission standards，Sewage plant effluent emissions need to go through the advanced treatment.For the purpose of the study of the best dosage of coagulant in the coagulation experimental conditions，three coagulation were selected，a series of coagulation experiments have been carried out.Explore for the best coagulant types and optimal dosage amount about secondary sedimentation tank effluent during the normal operation time of the wastewater treatment plant.The experimental results show that the optimal dosage amount of AS、PFS and PAC were 210mg/L、135mg/L and 80mg/L，turbidity removal efficiency was compared and the result was：PAC>AS>PFS；NH3-N removal efficiency was compared and the result was：PFS>PAC>AS；TP removal efficiency was compared and the result was：AS>PFS>PAC；TN removal efficiency was compared and the result was：PAC>PFS>AS；CODcr removal efficiency was compared and the result was：PAC>PFS>AS.Making turbidity as the major study indicator，taking NH3-N、TP、TN and CODcr into account.In the case of effluent quality achieved to the level （A） emission standards，Selected PAC as the best coagulant for the sewage plant effluent.

Key words：Coagulation；Coagulant；Optimum dosage

在我国，水污染治理正面临着一个尴尬的现实：虽然各级政府在水环境污染治理方面投入了巨大的人力和财力，但由于我国水污染物排放标准中一些主要污染物的排放限值远比地表水环境质量标准要低，导致许多污水被“合格”排放，致使水体水质遭到不断的恶化，也就是说即使达标排放的水依然可能是污水。由于排放标准相对滞后，许多污水处理厂的出水数据虽然显示达标，但是公众仍感到水质污染加剧，特别是生活在排污河流周边的公众感到恶臭。污水厂出水现执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级（B）标准，部分指标未达到一级（A）标准。为了让污水厂出水达标排放，在原有的二沉池后面，增加絮凝+长纤维过滤工序作为深度处理。本研究以某污水厂正常运行时的二沉池出水作为原水，对原水进行静态混凝实验。以浊度为主要考察目标，兼顾CODcr、总磷、总氮、氨氮等各项指标，探究适合该污水厂二沉池出水的最佳混凝剂种类和最佳投药量。

1 材料与方法

1.1 试验材料 （1）主要仪器及设备包括：JJ-4六联搅拌机，pH检测仪，ORION AQ3010浊度仪，UNCIO 2600A紫外分光分光光度计；实验所需的其他玻璃仪器等。（2）混凝剂：硫酸铝AS（Al2（SO4）3·18H2O，含量≥99.0%）、聚合硫酸铁PFS（铁含量为18.5%）、聚合氯化铝PAC（[AlCl3·6H2O）]n），分别将这3种混凝剂配成10g/L的溶液。（3）实验水样为该污水厂正常运行的二沉池出水主要水质指标。

2 结果与讨论

2.1 硫酸铝（AS）的混凝效果 由图1可知，当AS投加量从70～280mg/L逐渐增加，浊度去除率逐渐升高，当投加量为280mg/L时，此时去除率为最大，即80.78%，当AS投加量大于280mg/L之后，出水浊度反而比原水浊度要大，这是由于混凝剂投加量过大，形成胶体，使浊度增大。用最佳效果点选择法确定，对于单一去除浊度，AS的最佳投加量为280mg/L。

2.1.1 总磷 随着AS投加量的增加，混凝沉淀后水中的总磷含量逐渐减少，总磷去除率逐渐增加。当AS投加量大于87.5mg/L之后，总磷的去除率先是降低，而后增加。当投加量大于210mg/L之后，总磷去除率有所下降。从整体上看，去除总磷的效果都比较好。当投加量为280mg/L时，总磷的去除率达到72.32%。AS除磷主要是Al3+离子与溶解性磷形成不溶物质沉淀以及非溶解磷形成矾花，从而使得磷得以去除。

2.1.2 氨氮 随着AS投加量的增加，氨氮的去除率逐渐降低，当AS投加量大于70mg/L之后，氨氮的去除率逐渐下降。从整体去除率看出，AS混凝剂对氨氮的去除效果并不高。当投加量为210mg/L时，氨氮的去除率相对于其它投加量并不低。

2.1.3 总氮 随着AS投加量的增加，总氮的去除率比较平稳，当AS投加量大于105mg/L时，总氮去除率有所下降。从整体去除率看出，AS混凝剂对氨氮的去除效果也不高。当投加量为210mg/L时，总氮的去除率相对于其它投加量差异不大。

2.1.4 CODcr 随着AS投加量的增加，CODcr的逐渐降低。整体上出水的CODcr可以达到一级A标准。当投加量为210mg/L时，CODcr的去除率相当于投加量为70mg/L时，并没有下降太多。

依据上面的分析，AS的最佳投药量确定为210mg/L。

图1 AS各指标去除率曲线

2.2 聚合硫酸铁（PFS）的混凝效果 由图2可知，当PFS投加量从45～180mg/L逐渐增加，浊度去除率呈现30%～40%的浮动变化。投加量在67.5～135mg/L，此时去除率最大，为46.73%。用最佳效果点选择法确定PFS最佳投加量为135mg/L。这是由于增加PFS投加量，可以提高水中胶体微粒与混凝剂接触的几率，形成更多的矾花，但是当PFS投加量达到一定程度后，水中胶体微粒与混凝剂接触的几率逐渐稳定，故继续增加PFS投加量难以进一步提高浊度去除率。

2.2.1 总磷 随着PFS投加量的增加，混凝沉淀后中的总磷含量逐渐减少，总磷去除率逐渐增加，当投加量大于45mg/L之后，总磷的去除率逐渐增加，投加量为180mg/L时，总磷的去除效果最好，基本上被去除。可以看出铁系对磷的去除效果很少，当投加量为135mg/L时，总磷的去除率仍然可以达到90%以上。

2.2.2 氨氮 随着PFS投加量的增加，氨氮的去除率逐渐增加，当PFS投加量大于135mg/L时，氨氮的去除率逐渐下降，下降趋势比较平稳。

2.2.3 总氮 随着PFS投加量的增加，总氮的去除率逐渐增加，当PFS投加量大于135mg/L之后，总氮的去除率逐渐下降，加大投加量总氮去除率有所降低。

2.2.4 CODcr 随着PFS投加量的增加，CODcr的去除率逐渐增加，当PFS投加量大于67.5mg/L之后，CODcr的去除率逐渐下降，当投加量为135mg/L时，CODcr的去除率仍然比较好。

依据上面的分析，PFS的最佳投药量确定为135mg/L。

图2 PFS各指标去除率曲线

2.3 聚合氯化铝（PAC）的混凝效果 由图3可知，当PAC的投加量从40～140mg/L逐渐增加，浊度去除率逐渐增大，投加量从40～80mg/L时，浊度去除率呈现上升趋势；当投加量为80mg/L时，此时去除率最大，为72.36%。用最佳效果点选择法确定，对于去除单一浊度，PAC的最佳投加量为80mg/L。此外，随着PAC投加量的增加，混凝沉淀后出水的总磷含量逐渐减少，总磷去除率逐渐增加，整体上去除磷的效果比较好。当投加量为80mg/L时，对总磷的去除率已经达到60%，出水总磷能到达一级A标准；随着PAC投加量的增加，氨氮的去除率在某个值内浮动，整体上在5%～10%，当投加量为80mg/L时，此时去除率达到最高的12.23%；随着PAC投加量的增加，CODcr的去除率出现波动，当投加量为80mg/L时，处于去除率高峰，CODcr的去除效果好。根据以上的分析，PAC的最佳投药量确定为80mg/L。

2.4 3种混凝剂混凝效果的比较 当3种混凝剂的投药量均为最佳时，即AS、PFS、PAC的投药量分别为210mg/L、135mg/L、80mg/L，比较浊度的去除效果为：PAC>AS>PFS；NH3-N的去除效果的比较为：PFS>PAC>AS；比较TP的去除效果为：AS>PFS>PAC；比较TN的去除效果为：PAC>PFS>AS；比较CODcr的去除效果为：PAC>PFS>AS。由前面的数据可知，对于总磷和CODcr的去除，3种混凝剂的去除效果都比较好，出水均可以达到一级A的排放标准。试验中所用的3种混凝剂均为金属盐类，金属盐类通过混凝沉淀除磷效果显著。另外可以看出，原水中CODcr主要是颗粒态成分，混凝沉淀之后，大部分成分已经沉淀。对于总氮和氨氮的去除，3种混凝剂的去除效果都相对不佳，可以看出总氮和氨氮的颗粒态成分较少，主要以溶解态成分呈现，混凝沉淀较难去除原水中的总氮和氨氮。

3 结论

综上所述，以浊度作为主要考察指标，兼顾NH3-N、TP、TN和CODcr等指标，在出水水质符合一级A的排放标准的情况下，可以看出PAC的整体混凝效果最好，相应的最佳投药量为80mg/L。因此，PAC可以作为污水厂正常运行时深度处理中最佳混凝剂。

参考文献

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（责编：张宏民）