含高比例印染和制革廢水污水處理廠混凝沉淀工藝的絮凝劑篩選

朱 爽

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江杭州 311122)

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含高比例印染和制革廢水污水處理廠混凝沉淀工藝的絮凝劑篩選

朱 爽

(中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司，浙江杭州 311122)

摘要[目的]篩選污水處理廠混凝沉淀工藝的最佳絮凝劑，為含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理廠的調試運行提供參考依據。[方法]以聚合氯化鋁(PAC)、試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E及聚丙烯酰胺(PAM)7種藥劑作為絮凝劑，對含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理廠二沉池出水進行混凝沉淀處理試驗，各藥劑設不同投加量，考察各藥劑對出水CODCr的去除效果，并分析了各藥劑的處理成本。[結果]試劑B和試劑D處理效果較好，其中，試劑B的投加量為30 mg/L，PAC投加量為36 mg/L,PAM投加量為0.3 mg/L時，對出水CODCr的去除率為49.56%；試劑D投加量為50 mg/L、試劑E投加量為20 mg/L時，對出水CODCr的去除率為49.89%。試劑B的成本為0.628元/m3，試劑D的成本為0.278元/m3。[結論]試劑D對CODCr的去除效果較好，且成本較低，是污水處理廠混凝沉淀工藝較理想的藥劑。

關鍵詞絮凝劑；印染廢水；制革廢水；混凝沉淀

海寧市是浙北第一經濟強縣(市)，其西部主要產業為印染和皮革制造業。近年來，為響應浙江省委提出的“五水共治”號召，海寧市含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理備受關注。海寧鹽倉污水處理廠負責處理海寧市西部污水，進水中印染廢水和制革廢水含量超過50%，原工藝流程為“細格柵及調節池+初沉池+水解酸化池+SBR池+混凝沉淀池+消毒”，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)二級標準。2013年由于節能減排和生態環境保護的需要，污水處理廠進行了提標改造，并于2015年初改造完成，工藝流程為“細格柵及調節池+初沉池+水解酸化池+AAO池+二沉池+混凝沉淀池+過濾+消毒”，出水執行一級A標準。在提標改造調試運行過程中發現，該工藝對BOD、SS、氨氮、總氮、總磷、色度等指標去除效果良好，可達到一級A標準。但是，由于海寧鹽倉污水處理廠進水中印染廢水和制革廢水含量高，水質復雜，采用絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)，混凝沉淀池運行效果一般，在調試期間，二沉池出水CODCr含量維持在80.42～116.86 mg/L，混凝沉淀池出水CODCr維持在65.77～82.44 mg/L，使進入過濾工藝的CODCr濃度過高，最終導致過濾出水CODCr難以穩定在50.00 mg/L以下，污水處理廠出水CODCr有超標的風險。在不改變現有污水處理廠工藝流程的基礎上，最簡便的方法就是最大限度地提高混凝沉淀池的處理效果。筆者采用鹽倉污水處理廠混凝沉淀工藝使用的絮凝劑PAC以及某公司提供的試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E及PAM，進行了混凝沉淀試驗，篩選最優藥劑，旨在為含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理廠調試運行提供參考依據。

1材料與方法

1.1試驗材料聚合氯化鋁(PAC)為污水廠混凝沉淀工藝使用的藥劑；試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E及聚丙烯酰胺(PAM)為某藥劑公司提供的藥劑，其藥劑投加量及配比按照某藥劑公司提供的試驗要求進行；采用鹽倉污水處理廠二沉池出水，水質指標：CODCr106.40 mg/L,BOD517.25 mg/L,SS 22.31 mg/L,NH3-N 4.68 mg/L,TP 1.13 mg/L,pH 7.41 mg/L;試驗裝置為梅雨SC2000-6智能型六聯攪拌器。

1.2試驗方法每組試驗取水樣1 000 mL，投加絮凝劑后，以400 r/min攪拌30 s，120 r/min攪拌5 min，80 r/min攪拌10 min。攪拌結束后，停機沉淀20 min，取液面下2 cm處水樣測定。通過考察不同絮凝劑對二沉池出水的混凝沉淀效果，確定最優藥劑及配比。

1.3測定項目與方法CODCr含量采用重鉻酸鉀法測定；計算PAC、試劑B、試劑D的投加成本和污泥處理成本。

2結果與分析

2.1各藥劑對CODCr的去除效果

2.1.1PAC。由表1可知，PAC投加量為20 mg/L時處理效果最好，對生化池出水CODCr的去除率為74.99 mg/L，去除率可達29.52%。隨著PAC投加量的增加，去除率反而下降，這是由于產生了膠體保護作用[1]。這也與污水處理廠實際運行情況相符，即PAC投加量一般為20～30 mg/L，用量過低或過高均會降低CODCr的去除率。

表1不同投加量的PAC對出水CODCr的去除效果

Table 1The removal effect of different PAC dosage on CODCreffluent

試驗組TestgroupPAC投加量PACdosagemg/LCODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%11089.8215.5922074.9929.5233081.9722.9644086.9818.2555083.3921.63

2.1.2試劑A。由表2可知，當試劑A投加量為40 mg/L，PAC為48 mg/L，PAM為0.4 mg/L時，處理效果最好，出水CODCr含量為59.04 mg/L，去除率達44.51%；當試劑A投加量增加到50 mg/L時，對CODCr的去除效果反而下降。從處理效果考慮，推薦試劑A的最優投加量為40 mg/L。

表2不同投加量的試劑A對出水CODCr的去除效果

Table 2The removal effect of different reagent A dosage on CODCreffluent

試驗組Testgroup藥劑投加量Reagentdosage∥mg/L試劑AReagentAPACPAMCODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%110120.169.0935.06220240.270.0434.17330360.362.4241.34440480.459.0444.51550600.559.2244.34

2.1.3試劑B。由表3可知，試劑B投加量為30 mg/L，PAC為36 mg/L，PAM為0.3 mg/L時，出水CODCr含量為53.67 mg/L，去除率為49.56%。隨著試劑B投加量的繼續增加，對CODCr的去除效果提高不明顯，且試劑B用量增加會導致藥劑成本大幅增加。因此，從處理效果和經濟性綜合考慮，推薦試劑B的最優投加量為30 mg/L。投加試劑B、PAC和PAM對CODCr的去除效果遠好于PAC試驗中PAC投加量為30～40 mg/L的效果(81.97～86.98 mg/L)。

2.1.4試劑C。由表4可知，試劑C的投加量為70 mg/L,試劑E為28 mg/L時，出水CODCr含量為61.44 mg/L，去除率為42.26%。隨著試劑C和試劑E的投加量繼續增加，CODCr處理效果反而略有下降。因此，從處理效果考慮，推薦最優投加量為試劑C 70 mg/L、試劑E 28 mg/L。

2.1.5試劑D。由表5可知，試劑D的投加量為50 mg/L，試劑E為20 mg/L時，出水CODCr含量為53.32 mg/L，去除率為49.89%，處理效果最好。隨著投加量的繼續增加，對CODCr的去除效果反而下降。因此，從處理效果考慮，試劑D的最優投加量為50 mg/L、試劑E 20 mg/L。

2.1.6綜合比較。由表6可知，各組藥劑最優投加量下，PAC藥劑處理效果最差，出水CODCr含量為74.99 mg/L，說明該藥劑難以滿足工藝處理要求；試劑A和試劑C的處理效果較好，出水CODCr含量分別為59.04和61.44 mg/L；試劑B和試劑D處理效果最好，出水CODCr含量分別為53.67和53.32 mg/L。

表3不同投加量的試劑B對出水CODCr的去除效果

Table 3The removal effect of different reagent B dosage on CODCreffluent

表4不同投加量的試劑C對出水CODCr的去除效果

Table 4The removal effect of different reagent C dosage on CODCreffluent

試驗組Testgroup藥劑投加量Reagentdosage∥mg/L試劑CReagentC試劑EReagentECODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%110477.1227.522301266.3137.683502062.9740.824702861.4442.265903661.9741.76

表5不同投加量的試劑D對出水CODCr的去除效果

Table 5The removal effect of different reagent D dosage on CODCreffluent

試驗組Testgroup藥劑投加量Reagentdosage∥mg/L試劑DReagentD試劑EReagentECODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%110479.3025.472301262.9340.863502053.3249.894702857.2046.245903657.2046.24

根據污水處理廠提升改造工程對過濾工藝的設計要求[2-3]，過濾工藝對CODCr的去除率為5%～15%，為了使污水處理廠出水達到一級A標準(過濾工藝出水CODCr含量不高于50 mg/L)，要求過濾工藝的進水CODCr含量為52.63～58.82 mg/L。因此，根據試驗結果，推薦試劑B或試劑D作為混凝沉淀工藝的處理藥劑。

2.2處理成本試劑B的價格以7 500元/t計(純度為55%)，PAC以500元/t計(有效成分含量為10%)，PAM以40 000元/t計，根據海寧市鹽倉污水廠的實際情況，污染處置成本為70元/t(污泥含水率以65%計)。通過計算可知，PAC的處理成本為0.108元/m3，成本最低，但處理效最差，難以滿足工藝要求；試劑B的處理成本為0.628元/m3，處理成本過高，因此不推薦采用；試劑D的處理成本僅為0.278元/m3，處理效果好，可以滿足工藝要求，且處理成本相比于其他藥劑較合理。綜合分析，推薦試劑D作為混凝沉淀工藝的處理藥劑。

表6　各藥劑出水效果比較

3結論

該研究通過混凝沉淀試驗，篩選出2種藥劑用于污水廠

表7　各藥劑處理成本比較

混凝沉淀工藝，分別為試劑B和試劑D，其對CODCr的去除率分別為49.56%和49.89%。通過成本分析，確定試劑D的處理成本最低，為0.278元/m3。因此，推薦試劑D作為混凝沉淀工藝的藥劑。對于不同印染和制革廢水的性質、排放規律、不同絮凝劑的性質，以及根據進水水質水量變化實現精確化、智能化加藥等是下一步需要研究的問題。

參考文獻

[1] 許琳科,劉繼紅,夏俊方.聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺混凝處理垃圾滲濾液的研究[J].安徽農業科學,2011,39(27)：16747-16749.

[2] 陳志平,楊健雄,張甜甜,等.活性砂濾池在污水處理廠深度處理中的應用[J].中國給水排水,2014,30(20)：127-129.

[3] 梅從明.活性砂濾池在污水處理廠提標改造中的作用[J].環境科技,2009,22(4)：44-47.

Experiment of Screening out Coagulant for Coagulation-sedimentation Process of Wastewater Treatment Plant with High Proportion Dyeing and Tanning Wastewater

ZHU Shuang

(Power China Huadong Engineering Corporation,Hangzhou,Zhejiang 311122)

Abstract[Objective] The aim was to screen out the optimal coagulant,and to provide reference basis for commissioning of wastewater treatment plant with high proportion dyeing and tanning wastewater.[Method] By applying PAC,reagent A,reagent B,reagent C,reagent D and reagent E and PAM,the coagulation-sedimentation experiment was conducted on effluent containing significant dyeing wastewater and tanning wastewater from secondary clarifier of municipal wastewater treatment plant.Setting up different dosages,the removal effect of each reagent on CODCreffluent was studied,and cost of each treatment was analyzed.[Result] The results showed that reagent B and D had better performance.The removal rate of CODCreffluent can be 49.56% with reagent B dosage of 30.00 mg/L in which the dosage of PAC and PAM were 36 and 0.3 mg/L.In contrast,the removal rate of CODCreffluent was 49.89% with reagent D dosage of 50 mg/L plus 20 mg/L reagent E.Based on calculation,the cost of reagent B and reagent D for treating wastewater are 0.628 and 0.278 Yuan/m3,respectively.[Conclusion] Reagent D has good removal effect on CODCrwith low cost,which is as an ideal coagulant for coagulation-sedimentation process of wastewater treatment plant.

Key wordsCoagulant; Dyeing wastewater; Tanning wastewater; Coagulating sedimentation

作者簡介朱爽(1983- )，男，黑龍江哈爾濱人，工程師，碩士，從事水污染治理研究。

收稿日期2016-02-04

中圖分類號S 181

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)08-093-03