污水處理中絮凝劑的選擇

（天津大沽化工股份有限公司，天津 300455）

絮凝劑是目前污水治理中應(yīng)用最為廣泛的一種藥劑，它有效的提升了污水處理速率，使污水處理效果更加顯著。絮凝過(guò)程是污水處理工藝中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。藥劑的投加確保了經(jīng)大型污水處理設(shè)備處理后的水質(zhì)能夠符合國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)，有效防止了水污染現(xiàn)狀的惡化，確保生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。

1 絮凝劑的種類(lèi)

絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到復(fù)合型，總的趨勢(shì)是向廉價(jià)實(shí)用、無(wú)毒高效的方向發(fā)展。無(wú)機(jī)絮凝劑價(jià)格便宜，但對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響；有機(jī)高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強(qiáng)，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好，但這類(lèi)高聚物的殘余單體具有“三致”效應(yīng)(致崎、致癌、致突變)，因而使其應(yīng)用范圍受到限制；微生物絮凝劑因不存在二次污染，使用方便，應(yīng)用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來(lái)取代或部分取代傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑。但微生物絮凝劑的研制和應(yīng)用方興未艾，其特性和優(yōu)勢(shì)為水處理技術(shù)的發(fā)展展示了一個(gè)廣闊的前景。

1.1 無(wú)機(jī)絮凝劑

無(wú)機(jī)絮凝劑主要分為兩個(gè)大類(lèi)別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，其中硫酸鋁最早是由美國(guó)開(kāi)發(fā)的，并一直沿用至今的一種重要的無(wú)機(jī)絮凝劑。我國(guó)大部分污水處理設(shè)施基本上都采用了其中一種或幾種。香港昂船洲污水處理廠建成時(shí)是亞洲最大的污水處理工程之一，采用化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)處理工藝（CEPT工藝）日處理量達(dá)170萬(wàn)t，為350萬(wàn)居民提供污水處理服務(wù)。該廠就選擇了氯化鐵結(jié)合聚合物作為絮凝劑及污泥脫水劑，其投藥量?jī)H為氯化鐵10mg/L、聚合物1mg/L，去除懸浮固體效率達(dá)到了80%，而且生化需氧量的去除效率也達(dá)到了70%[1]。

1.2 有機(jī)高分子絮凝劑

有機(jī)高分子絮凝劑是20世紀(jì)60年代后期才發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型廢水處理劑。與傳統(tǒng)絮凝劑相比，它能成倍的提高效能，且價(jià)格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢(shì)。加上產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)機(jī)聚合類(lèi)絮凝劑的生產(chǎn)已占絮凝劑總產(chǎn)量30%～60%。其中的代表藥劑聚丙烯酰胺（PAM）系列專(zhuān)業(yè)針對(duì)各種難以處理的廢水的處理以及污泥脫水的處理。由于大多數(shù)有機(jī)高分子絮凝劑本身或其水解、降解產(chǎn)物有毒，且合成用丙烯酰胺單體有毒，能麻醉人的中樞神經(jīng)，應(yīng)用領(lǐng)域受到一定限制，迫使絮凝劑向廉價(jià)實(shí)用、無(wú)毒高效的方向發(fā)展。

1.3 復(fù)合絮凝劑

有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑以品種多樣和性能多元化占主導(dǎo)地位。作用機(jī)理主要與協(xié)同作用相關(guān)。無(wú)機(jī)高分子成分吸附雜質(zhì)和懸浮微粒,使形成顆粒并逐漸增大；而有機(jī)高分子成分通過(guò)自身的橋聯(lián)作用,利用吸附在有機(jī)高分子上的活性基團(tuán)產(chǎn)生網(wǎng)捕作用,網(wǎng)捕其它雜質(zhì)顆粒一同下沉。同時(shí),無(wú)機(jī)鹽的存在使污染物表面電荷中和,促進(jìn)有機(jī)高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我國(guó)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的生產(chǎn)和應(yīng)用已取得長(zhǎng)足進(jìn)展,最具有代表性的聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的研究,已居世界前列。

1.4 生物絮凝劑

國(guó)外微生物絮凝劑的商業(yè)化生產(chǎn)始于20世紀(jì)90年代，因不存在二次污染，使用方便，應(yīng)用前景誘人。如紅平紅球菌及由此制成的NOC-1是目前發(fā)現(xiàn)的最佳微生物絮凝劑，具有很強(qiáng)的絮凝活性，廣泛用于畜產(chǎn)廢水、膨化污泥、有色廢水的處理。我國(guó)微生物絮凝劑的制品尚未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。

2 我公司絮凝劑的使用及設(shè)備

我公司污水處理工藝采用混凝和纖維轉(zhuǎn)盤(pán)濾池深度處理組合工藝，使用聚合氯化鋁作為絮凝劑，確保最終出水達(dá)標(biāo)排放。該工藝在廢水深度處理及回用工程中被廣泛應(yīng)用，具有很好的處理效果，與傳統(tǒng)深度處理工藝如活性炭吸附、連續(xù)微濾及V型濾池相比，具有投資小、運(yùn)行成本低及自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。

由于在來(lái)水水質(zhì)波動(dòng)較大的情況下，生化處理出水COD、BOD及SS不能完全滿足新的標(biāo)準(zhǔn)要求，需要引入后處理系統(tǒng)，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。通過(guò)大量理論分析和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，投加絮凝劑過(guò)濾是作為保障系統(tǒng)中最經(jīng)濟(jì)有效的措施，能有效去除廢水中的SS以及COD等。

3 絮凝劑篩選及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

我公司污水處理設(shè)施在設(shè)計(jì)理論驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，增加了設(shè)施投運(yùn)后的追加實(shí)驗(yàn)，以確保絮凝劑的選用合理。

在混凝池設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)篩選，擬用FeCl3和PAC其中一種藥劑進(jìn)行絮凝沉降以去除固體懸浮物。針對(duì)絮凝劑的主要效果進(jìn)行了兩種效果試驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1、用量及沉淀時(shí)間；實(shí)驗(yàn)2、處理后水質(zhì)分析檢測(cè)。現(xiàn)將具體情況進(jìn)行如下總結(jié)。

3.1 實(shí)驗(yàn)1絮凝沉淀實(shí)驗(yàn)情況

采樣位置：目前工藝運(yùn)行選擇的加藥位置是V-301出水廊道最后一格，故實(shí)驗(yàn)采樣位置選擇在出水倒數(shù)第二廊道，即未加次鈉和聚鋁的出水。

實(shí)驗(yàn)水量：從所采樣品中分別移取200mL水樣A和B重復(fù)試驗(yàn)三組。

實(shí)驗(yàn)方法：模擬當(dāng)前工藝情況，分別向兩個(gè)水樣內(nèi)加入等量的次鈉（次鈉作用為去除水中NH3-N，本實(shí)驗(yàn)中作為控制變量）；然后逐漸向A中加入Fe-Cl3，向B中加入PAC，同時(shí)均勻慢速攪拌。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：水樣A平均在加入4mL FeCl3時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)少量細(xì)小絮狀物，8mL時(shí)出現(xiàn)大量細(xì)小絮狀物。絮狀物未能形成大的礬花，沉降速度緩慢。參照V-302水力停留時(shí)間，將溶液靜置5 h后，大部分絮狀物仍呈懸浮狀態(tài)，間隙水混濁，并且整個(gè)溶液明顯變黃。

水樣B平均在滴入12mL PAC時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)小絮狀物，滴入16mL時(shí)出現(xiàn)大塊絮狀物，沉降速度較快。參照V-302水力停留時(shí)間，將溶液靜置5 h后，大部分絮狀物沉降至量筒底部，間隙水清澈透明，整個(gè)溶液顏色明顯優(yōu)于水樣A。

3.2 實(shí)驗(yàn)2經(jīng)絮凝沉降后的污水水質(zhì)檢測(cè)分析

對(duì)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)一的溶液進(jìn)行常規(guī)水質(zhì)檢測(cè)分析，包括pH、SS、NH3-N以及COD，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果可以提供一定參考。根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)及網(wǎng)上資料表明，F(xiàn)eCl3在處理低溫污水或低濁污水時(shí)處理效果強(qiáng)于鋁鹽。但所處理污水水況是高溫高濁度污水，故而在實(shí)驗(yàn)中FeCl3并未表現(xiàn)出絮體大，沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。考慮到FeCl3腐蝕性極大（可腐蝕銅），調(diào)制和加藥設(shè)備必須采用耐腐蝕材料，我公司污水處理設(shè)施大部分采用大口徑埋地管線，一旦發(fā)生腐蝕導(dǎo)致泄露，將來(lái)檢修工作十分不便。相較之下，PAC用量大于FeCl3但處理效果較好，其堿化度要大大高于其他鋁鹽、鐵鹽腐蝕性較小，綜上所述我公司采用PAC的處理效果要優(yōu)于FeCl3的處理效果。

4 小結(jié)

本文簡(jiǎn)單闡述了絮凝劑的種類(lèi)及優(yōu)缺點(diǎn)，并簡(jiǎn)要描述了我公司對(duì)絮凝劑的篩選試驗(yàn)。通過(guò)對(duì)絮凝劑的甄別，綜合考慮處理工藝、處理水體的特征以及自身運(yùn)行特點(diǎn)，選用適當(dāng)絮凝劑投加量才是經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行污水處理設(shè)施根本方法。

[1]羅固源.水污染控制工程[M].高等教育出版社.2006。