混凝处理改良型A2/O工艺出水的试验研究

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摘要： 采用混凝方法处理改良型a2/O工艺出水，试验表面絮凝效果最佳值出现在聚合氯化铝加入量为0.90mg/L时，COD去除率达88%，悬浮物去除率为79%。

Abstract： Using coagulation method to deal with improved A2/O technology effluent， the best value of the test surface flocculation effect appeared in the addition amount of aluminium polychlorid was 0.90 mg/L， the COD removal rate was 88%， and the suspended solids removal rate was 79%.

关键词： 混凝；猪场厌氧发酵液；氯化铝

Key words： coagulation；anaerobic fermentation liquor in pig farm；aluminium chloride

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）03-0297-02

0 引言

猪场发酵液经过改良型A2/O工艺处理后，出水仍含有较多的悬浮物，其中主要为难降解的细小纤维素等物质，颜色呈浅黄色，COD在350～450mg/L，NH3-N为40～60mg/L，TP为40～50mg/L，浊度为300～400NTU。为了使该废水能够达标排放，仍需对改良型A2/O出水做进一步处理。

1 试验方法

试验方法：各量取1000mL水样装入6个烧杯中，并将烧杯定位放置于电子恒速搅拌，使搅拌叶片处于水样中间部位。开动搅拌器，在110r/min（电子搅拌器最大处）转速下快速搅拌，并按预设的药剂投加量同时向各烧杯中投加药剂，快速搅拌时间1min。降低转速至30r/min（电子搅拌器一半处），缓速搅拌约10min，记录初始絮片产生时间。完成慢速搅拌后，把搅拌叶片从水中出来（停止搅拌），观察絮体的沉降，记录大部分絮体沉降所需的时间，记录的沉降时间应是向上与向下运动的未沉降絮体数量大致相等的时间（即沉降与悬浮的数量大致为1：1时）。沉降20min后，记录烧杯底部片的外观（絮凝物色泽、形状、体积；上清液色泽）。用移液管在烧杯中的清液的二分之一处吸取水样，测定CODcr、SS、浊度、pH值、TP等数据。

悬浮物浊度采用浊度仪测定。

2 结果与讨论

2.1 絮凝药剂的选择 为了寻找絮凝效果最优的絮凝剂，本实验选用了三种无机高分子絮凝剂，即三氯化铁、硫酸铁和聚合氯化铝对比研究改良型A2/O工艺出水的絮凝效果。取三个烧杯分别各自加入1000ml的出水，然后分别加入三氯化铁、硫酸铁以及聚合氯化铝，使其溶液浓度均达到1g/L，快速搅拌1.0min后在慢速搅拌15min，最后静沉30min，然后分别取其上清液检测COD、TP、悬浮物和浊度。表1为此次结果。

通过表1可以看出，对A2/O出水处理效果来看，三氯化铁和聚合硫酸铁不太理想。这是因为这两种絮凝剂生成的絮体比较松散且沉降速度较慢，静置30min后上清液仍有漂浮的微小絮体，从而没有得到理想的预期效果。由于聚合氯化铝在絮凝过程中发生水解-聚合-沉淀反映，产生各种带正电荷的羟基配合离子[1]，具有较强的电荷中和作用，因此，处理效果最好的是聚合氯化铝。此外，与其他几种絮凝剂相比，这些配位离子在空间结构上有很多支链，由于枝杈多并且分布密集从而具有很强的吸附架桥作用，很容易与废水中的纤维素等污染物形成较大的絮凝体而沉降下来[2]。加上聚合氯化铝价格比较便宜，因此，接下来所做的絮凝试验将选用聚合氯化铝对A2/O出水做进一步药剂用量的实验。

2.2 絮凝剂用量的确定 废水处理的效果直接受到絮凝剂投入量的影响。加入药量较少时不能达到预期的絮凝效果；加入药量过多，除了增加药剂成本和运行成本外，还会增加污泥产量从而加大处理污泥的负荷，并且如果处理不当还会引起二次污染。通过前期的试验结果，确定絮凝剂用量为0.3g/L，0.6g/L，0.9g/L，1.2g/L，1.5g/L，试验结果如表2所示。

从试验直观可以看出：絮凝药剂用量越大，上清液越清澈，色度越低；通过表2可以看出：随着絮凝剂用量的增加，出水悬浮物、TP、COD和浊度呈现先减后增的趋势，而去除率表现为先增后减，COD的去除率在聚合氯化铝用量为0.90mg/L时最大，为88%。这是由于投入水中的聚合氯化铝在水中水解形成聚合阳离子，并与水分析作用而形成了各种带有不同正电荷的高聚羧基铝配离子。废水中污染物的胶粒表面通常带有负电荷而直接吸附了带相反电荷的聚合阳离子或高分子无之后，降低了表面的电势电位从而接近胶粒。此外，投加的聚合氯化铝高分子链一端吸附了废水中的某一胶粒，而另一端吸附另一胶粒，从而形成了“胶粒-聚合氯化铝高分子-胶粒”的絮凝体，促使胶粒之间桥联为絮团。如果加入量较少则形成的阴阳离子不能很好的使胶体脱稳，不能够将胶粒架桥联接起来而形成的絮体不够多且不够大，不能很好的起到吸附卷扫呃作用而造成絮凝效果不理想。但是如果投入的氯化铝超过一定用量时，由于过量的聚合氯化铝将胶粒表面包裹起来，胶粒之间相互接近时发而受到高分子空间的阻碍不能聚集，产生的胶体保护作用失去了架桥作用[3]，从而造成絮凝效果下降甚至重新稳定，而形成了“再稳”现象[4]，从而降低了悬浮物和COD的去除率。另外，絮凝剂用量过多时，会使体系pH下降偏离聚合氯化铝絮凝的最佳pH条件，也会使COD、悬浮物去除率降低[5]。通过实验现象我们发现，原水样颜色为黄褐色，加入聚合氯化铝后的颜色明显变浅，出水基本清澈透明。通过表2可以看出，当加入聚合铝为0.9mg/L的时候，絮凝效果最好，去除COD效率达到88%，出去悬浮物的效率为79%，烧杯底部虽然出现少量的微黄色絮状沉淀，但是溶液却呈现无色透明状。

从絮凝的整个过程来看，絮凝开始时，随着絮凝剂量的增加，在快速搅拌阶段，单个絮体逐渐变大，在缓速搅拌阶段，絮体碰撞缠结在一起逐渐成形，水质进一步变清，在沉降阶段，絮体沉降迅速，15min便可以完成沉降过程。

参考文献：

[1]游晓宏.混凝技术及其发展[J].工业水处理，2002，22（11）：9-11.

[2]Rorm，et al.Phosphate uptake under anoxic conditions andfixed-film nitrification in nutrient removal activated sludge system[J]. WatRes， 1996，30（7）：1573-1584.

[3]常青.水处理絮凝学[M].北京：化学工业出版社，2003，4.

[4]高宝玉，岳钦艳，王占生等.聚硅氯化铝（PASC）混凝剂的混凝性能[J].环境科学，2000，21（2）：46-49.

[5]李义久，张静，唐文伟等.SBR-混凝沉淀处理织棉漂白废水研究[J].重庆环境科学，2001，23（l）：40-42.