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聚合氯化铝在城市生活污水处理中的应用

日期:2021-04-28

以某城市生活污水处理厂的原水为实验对象,以市售液态的聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,对其进行混凝实验,进而得出该市售液态PAC对城市生活污水中COD、NH3-N、TP、SS等污染物的去除效果,烧杯摸索较佳的投加条件,为城市生活污水处理厂的生产实际提供参考数据。

随着人类的进步和工农业生产的发展,人们逐渐认识到水并不是取之不尽用之不竭的资源,因此城市生活污水的处理受到了社会各界的广泛关注。近年来,城市生活污水处理厂数量的增多,污水排放标准的提高,都对污水处理提出了新的课题。

聚合氯化铝是一种******净水剂,在工业上较大的用途是做水处理絮凝剂,但是它的絮凝效果,不仅受自身氧化铝含量,盐基度等的影响,对于不同的水质,其絮凝效果也有所不同。在实际的生产中,一方面应对所购买的聚合氯化铝进行质量评估,另一方面应根据原水的水质情况确定聚合氯化铝的投加量。水质发生变化时,所购聚合氯化铝质量发生变化时,都应调整聚合氯化铝的投加量,做到在处理效果不变的条件下,聚合氯化铝的用量减至较少,这一方面是节约成本,另一方面也是节能环保。

1、实验部分

1.1实验方法

(1)GB 15892-2009《生活饮用水用聚氯化铝》;

(2)GB 11914-89《水质 化学需氧量的测定》;

(3)GB 11893-89《水质 总磷的测定》;

(4)HJ 535-2009《水质 氨氮的测定》;

(5)CB 11901-89《水质 悬浮物的测定》;

(6)GB 6920-86《水质 pH值的测定》。

1.2仪器和试剂

(1)混凝实验:JJ-4六联电动搅拌机。

(2)化学需氧量(COD)的测定:HCA-100标准COD消解器;重铬酸钾(优级纯);硫酸亚铁铵(分析纯);硫酸亚铁(分析纯);菲啰啉(分析纯)。

(3)总磷(TP)的测定:756P紫外可见分光光度计;过硫酸钾(分析纯)。

(4)氨氮(NH3-N)的测定:756P紫外可见分光光度计。

(5)悬浮物(SS)的测定:砂芯过滤器;微孔滤膜(0.45微米);BT125D天平。

(6)pH值的测定:pH610便携式pH计。

(7)PAC的测定:调节式电炉;氯化锌(分析纯);铝粉(高纯试剂);百里酚蓝(指示剂)。

1.3水样与PAC的指标

(1)水样为某城市生活污水处理厂原水:COD:125mg/L、TP:5.85mg/L、NH3-N:21.1mg/L、SS:42.9mg/L、pH值:7.55。

(2)市售液态PAC:氧化铝(Al2O3):10.0%、盐基度:65%、不溶物:0.14%、pH值:4.50。

1.4PAC对污染物的去除效果

分别量取六份2000mL水样于干净的烧杯中,依次加入PAC使用液(市售液态PAC稀释25倍)1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL,置于六联电动搅拌机上,以300r/m转速搅拌30min,搅拌停止后,静置30min,取各烧杯的上清液,分别进行COD、TP、NH3-N、SS、pH值的测定。

2、结果与讨论

2.1PAC投加量对COD的去除效果

由图1可知,随着聚合氯化铝投加量的增加,C0D的去除率呈现迅速增加的趋势,当投加量为50mg/L时,去除率达到37.6%,此后随聚合氯化铝投加量的增加去除率增加速度减慢,当投加量为100mg/L时去除率达到上较大值42.9%,此后再增加聚合氯化铝的投加量,COD的去除率不再变化。COD是指标水体有机污染的一项重要指标,能够反映出水体的污染程度,因此,聚合氯化铝对COD的去除率,能够反映出它对城市生活污水的综合净化效果。

2.2PAC投加量对TP的去除效果

由图2可知,聚合氯化铝对TP有很好的去除效果。随着聚合氯化铝投加量的增加,TP的去除率呈现迅速增加的趋势,当投加量为25mg/L时,去除率就已经达到77.6%,此后随聚合氯化铝投加量的增加去除率增加速度减慢,趋于平缓。当投加量为125mg/L时去除率达到较大值96.8%,此后再增加聚合氯化铝投加量,TP去除率基本不变。而水体富营养化的关键因素就是磷,在《城镇污水处理厂污染物排放标准》中对磷的排放标准有很严格的要求,聚合氯化铝对TP达96.8%的去除率,正可以用来进行深度除磷,效果很好。

2.3PAC投加量对NH3-N的去除效果

由图3可知,聚合氯化铝对氨氮的去除效果总体不佳,随着聚合氯化铝投加量的增加,去除率呈现先增加后降低的趋势,当投加量为100mg/L时,去除率达较大值22.3%。此后再增加聚合氯化铝的投加量,氨氮去除率降低。生活污水中的氨氮含量往往比较高,本次实验所用水样,氨氮指标达21.1mg/L,要使该指标达排放标准,主要还得依靠工艺流程中的其它环节,在去除氨氮的时候,聚合氯化铝只能起辅助作用。

2.4PAC投加量对SS的去除效果

由图4可知,聚合氯化铝对悬浮物有很好的去除效果,随着聚合氯化铝投加量的增加,去除率呈现迅速增加的趋势。当投加量为25mg/L时,去除率已经达到52.2%。当投加量继续增加至100mg/L时,去除率达较大值91.1%。此后,随聚合氯化铝投加量的增加去除率略有降低,维持在90%左右。聚合氯化铝对SS的去除效果,通过肉眼也能观察,未加聚合氯化铝的水样在静置30min后,水中的悬浮物有少部分下降,但水的颜色较深,比较混浊,而加入聚合氯化铝的水样,颜色透明,悬浮物较少。因此,在处理悬浮物较多的水样时,聚合氯化铝是很好的选择。

2.5PAC投加量对出水pH值的影响

由图5可知,由于聚合氯化铝呈酸性,因此随着聚合氯化铝投加量的增加,出水pH值呈减小的趋势,但是由于其稀释使用,且加入量远比水样的体积小,所以对于出水pH值基本没有影响。

3、总结

水质污染所造成的危害已深入人心,为使经济社会可持续发展,人们对污水处理提出了更高的要求,污染防治工作的研究也有待深入展开,在如何******的实现污水处理的问题上,药剂的研究应摆在一个重要的位置上,******的利用水处理药剂这一举措本身就是在保护水环境。城市生活污水处理厂在具体运用PAC絮凝剂时,应结合所采购的PAC的质量及所处理生活污水的污染程度两个方面,来确定PAC的较佳投加量。经研究发现,PAC对COD、NH3-N、TP、SS都有一定的去除效果,其中对TP、SS的效果较为明显,在搅拌时间为30min、沉降时间为30min的条件下,当投加量为50mg/L(PAC投加量以Al2O3计)时,该PAC在该污染程度的生活污水中能取得相对较理想的处理效果。

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