高效澄清池联合粉末活性炭工艺处理水污染研究

饶明

摘 要：研究采用了高效澄清池联合粉末活性炭工艺，考察其对微污染原水的处理效果。结果表明，当聚合氯化铝的投量为12（mg/L）时，对于出水好氧量值（CODMn）达到最佳的去除效果。当聚丙烯酰胺的投加量超过0.1（mg/L）时，继续增大投加量对于出水好氧量去除率的提高已经不明显。当污泥回流比控制在5%以内时，随着污泥回流比的提高，对于出水好氧量的去除效果的提升十分明显。当污泥回流比超过5%时，去除效果已无明显提升。

关键词：高效澄清池 粉末活性炭 微污染水 污泥回流比

中图分类号：X7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（b）-0059-02

目前针对国内部分自来水厂夏季水源水出现微污染，有机物超标的问题，有多种技术和方法。高效澄清池就是一种非常有效的应用技术，通过联合粉末活性炭投加工艺，可以提高对于有机为污染物的去除率。此次中试试验是针对国内某水厂出现的夏季水源污染问题，进行现场中试试验，为水厂水源水为试验用水，并设计安装高效澄清池等试验装置，通过改变混凝剂（聚合氯化铝）、PAM（聚丙烯酰胺）及污泥回流率等运行参数，来考察其对于有机污染物的去除效果，试验结果及分析如下。

1 聚合氯化铝投量对出水有机物去除效果的影响

由图1可以看出，随着聚合氯化铝的投量的提高，出水耗氧量（CODMn）值在不断降低，但当沉后水的耗氧量值达到12（mg/L）的时候，出水的耗氧量值降到了最低值，为1.60（mg/L），同时，对于出水耗氧量的去除率也达到了35.8%的高值，由于该试验采用黄河水库水为原水，水质情况会有少量波动，采用出水耗氧量的绝对降低值来判断对于出水微污染物去除效果的好坏是否适用，但通过耗氧量的去除率多少来判断污染区除去效果的好坏更加科学合理，因此，此次实验采用12（mg/L）的混凝剂投加量最佳。

投加聚合氯化铝的目的是利用混凝剂良好的破胶作用，让原水中的悬浮胶体失去原有的稳定性，然后聚集成大的胶体沉淀，从而降低了原水中的浊度值，同时，也可以降低原水中有机微污染物的含量。在上述絮凝反应的过程中，大分子的有机物与水中胶体一起参与了絮凝反应及沉淀的全过程，反应产生的絮凝体对于大分子有机物又存在一定的吸附作用，导致出水耗氧量值的降低。

综合上述分析，当聚合氯化铝的投量为12（mg/L）时，耗氧量去除率达到最高，理论上判断应该为最佳投加量。同时，考虑到节省药剂及降低出水余铝含量，以及后续试验中聚丙烯酰胺（PAM）的投加和回流污泥的强化作用，确定聚合氯化铝投量为12（mg/L），并进行下一步试验。

2 聚丙烯酰胺（PAM）投量对出水有机物去除效果的影响

该试验采用以下5种药剂投加方案来考察对于试验原水微污染有机物的去除效果，其试验参数组合方案如下。

A：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化铝+0.05（mg/L）聚丙烯酰胺。

B：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化铝+0.10（mg/L）聚丙烯酰胺。

C：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化铝+0.15（mg/L）聚丙烯酰胺。

D：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化铝+0.20（mg/L）聚丙烯酰胺。

E：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化铝。

由图2可以看出，不同药剂投加方案下，出水耗氧量值会呈现出不同的变化，分析后可以得出，工艺B及工艺C的投加方案，试验出水的耗氧量值降至最低，为2.18（mg/L）。与工艺E（出水耗氧量值为2.31（mg/L））相比，试验出水的耗氧量值降低了0.13（mg/L），效果明显；而工艺B的出水耗氧量去除率为25.5%，比工艺E下19.2%的出水耗氧量去除率要提高6.3%，并且显著地高于其他各工艺情况下的出水耗氧量去除率。因此，工艺B的投加方案对于出水耗氧量的去除效果最好，确定为最佳工艺。

综合上述情况，确定工艺B对于出水耗氧量的去除能达到最佳效果，确定采用12（mg/L）聚合氯化铝+0.1（mg/L）聚丙烯酰胺的工艺来进行后续试验。

3 污泥回流比对出水有机污染物去除效果的影响

不同污泥回流比情况下，出水耗氧量（CODMn）值及其去除率的情况也会呈现出一定规律的变化。

可以看出，当污泥回流比逐渐增加时，出水的耗氧量值在不断降低，当回流比提高到5%的时候，出水耗氧量值降到最低的1.80（mg/L），同时，对于耗氧量的去除率也达到最高，为38.1%，当进一步提高污泥回流比时，其对于耗氧量的去除效果已不明显，上述分析可以看出，当污泥回流时联合投加粉末活性炭，利用活性炭的吸附能力，可以提高工艺对原水中微污染有机物的去除效果，确定此次试验的污泥回流比的最佳参数为5%。

污泥回流之所以能够有效提升对于原水有机物的去除效果，可能是由于粉末活性炭的多次循环利用使得其吸附性能得到充分发挥。另外，当以5%的比例回流污泥时，由于在回流的污泥中本身就含有没有充分吸附的粉末活性炭，因此，在投加的10（mg/L）的粉末活性炭中有5%即0.5（mg/L）粉末活性炭重新进入混合反应阶段参与吸附，使得回流时粉末活性炭的总投量变为10.5（mg/L）。而随着回流次数（N）的增加，粉末活性炭的总投加量也可以根据10（1+0.05）N 来计算。可以看出，随着回流次数的增加，导致了粉末活性炭的工艺中投加量不断升高，从而也提高对于原水有机物的去除效果。

4 结语

确定聚合氯化铝的最佳投量为12（mg/L）。此投量是充分考虑到节省药剂、降低出水余铝含量，以及后续试验中聚丙烯酰胺（PAM）的加入和回流污泥的强化作用而得出的。

在不回流的情况下，12（mg/L）聚合氯化铝+0.1（mg/L）聚丙烯酰胺+10（mg/L）粉末活性炭的组合投加方案为最佳方案。当聚丙烯酰胺的投量超过0.1（mg/L）的情况下，对于出水耗氧量去除率的提高已不明显。同时，鉴于PAM存在一定的毒性，后期进行污泥回流后还能提升系统去除效果，因此，确定该试验聚丙烯酰胺最佳投量为0.1（mg/L）。

该试验污泥回流比的最佳投量确定为5%。当污泥回流比控制在5%以内时，随着污泥回流比的提高，对于出水耗氧量值去除效果的提升十分明显，当污泥回流比超过5%时，去除效果已无明显提升。高效澄清池联合粉末活性炭工艺能够有效增强系统对于原水微污染有机物的去除效果。

参考文献

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