聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺復合絮凝去除城鎮生活污水中總磷的研究

陳惠花 陳陳愛 戴對武 蔡步翔 程榮偉

摘要：聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺廣泛用于污水處理工藝，針對溫州市西片污水處理廠污水處理工程的實際需要，對進水原水進行不同量的聚合氯化鋁的投加，然后分別投加定量的聚丙烯酰胺，檢測投加前后的廢水中總磷濃度，計算總磷去除率。實驗結果發現，在特定的投加范圍內，聚合氯化鋁投加越多，總磷的去除效果越好，但是對沉淀后的上清液的透明度有影響。該實驗對溫州市西片污水處理廠實際工程中應用聚合氯化鋁的投加量有量性參考作用。

關鍵詞：聚合氯化鋁;聚丙烯酰胺;復合絮凝;除磷

前言

溫州市西片污水處理廠進水總管污水70%為生活污水，30%為工業廢水，總磷含量高（可達到6mg/L），而其執行的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）”一級A”標準中對總磷的出水要求高，為0.5 mg/L，基于處理高要求，該廠廢水處理工藝上采用化學絮凝方法來處理污水中的總磷。無機高分子絮凝劑在絮凝效果方面優于傳統的絮凝劑，但與有機高分子絮凝劑相比，在聚合度及絮凝效果方面較差。有機高分子絮凝劑具有用量少，絮凝速度快，受pH值及溫度影響小等優點，但是價格昂貴。將兩種絮凝劑復配使用，利用無機絮凝劑的高正電荷密度和有機高分子絮凝劑的橋連作用，兩者產生協同作用，能夠提高絮凝處理能力，既有兩者雙重的優點，又避免了兩者的不足。因此，近年來無機-有機高分子復合絮凝劑已在很多污水處理工藝上應用。聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）的復合使用是目前國內較為成熟的無機-有機高分子復合絮凝工藝，在造紙廢水、工業廢水等有相關的研究與應用。

1、研究目的和方法

1.1研究目的

溫州市西片污水處理廠設計處理能力25萬噸/d，整體出水達到“一級 A”排放標準。

本廠設計進出水水質：

要求如此高的總磷污染物去除率，必定要進行深度處理，本廠污水處理工藝設計采用聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺復合絮凝以使出水總磷濃度達標。為找到最佳的聚合氯化鋁的投藥量，本文專門研究以聚合氯化鋁為變量，聚丙烯酰胺為常量，復合絮凝沉淀處理后對總磷的去除效果的模擬試驗，實驗確定最佳的聚合氯化鋁的投加量，以供生產線上調試確定投加量作參考。

1.2研究方法

1.2.1實驗材料及試劑

聚合氯化鋁：浙江奔宇環保科技有限公司

聚丙烯酰胺：高密市中雅凈水材料有限公司

聚合氯化鋁溶液：取2ml聚合氯化鋁稀釋至500ml

聚丙烯酰胺溶液（100mg/L）：稱取0.1g聚丙烯酰胺溶于水，最后定容至1L

1.2.2實驗方法

實驗用污水采用本廠的瞬時進水，聚合氯化鋁為上述廠家提供。做六個比對實驗，分別向6個燒杯中加入400ml原水（pH7.33，總磷濃度4.29mg/L），然后投加不同量的聚合氯化鋁溶液，接著添加4mL聚丙烯酰胺溶液，最后通過分光光度計檢測處理后總磷的濃度，計算總磷的去除率，觀察上清液的透明度、色度等，測量處理后溶液的pH，綜合分析后確定最佳的聚合氯化鋁的投加量。

1.2.3實驗步驟

先取2ml聚合氯化鋁稀釋至500ml（稀釋倍數為250倍），然后按不同的投加量投加到裝有400ml原水的燒杯里，聚合氯化鋁投加量分別為2.4?4.9?7.3?8.5?9.7?12.1（mL），并在每個燒杯中添加等量的聚丙烯酰胺，觀察絮凝效果，檢測總磷的前后濃度變化。

2、實驗結果與討論

原水總磷濃度為4.29mg/L，pH為7.33，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺投加后TP濃度及去除率見表2：

根據實驗可知：在實驗范圍內，聚合氯化鋁的投加量越大，總磷的去除效果越好;投加量達到8.5ml時溶液總磷濃度為0.49mg/L，此時才達到出水標準。去除率最高的為投加量12.1ml時，此時溶液總磷濃度為0.24mg/L，去除率達到94%。然而，如圖1所示，投加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺復合絮凝沉淀后的上清液，最為清澈的為聚合氯化鋁投加量9.7mL的水樣。此時溶液的pH為7.18，對原水的pH影響不大。

3、結論

本實驗研究了以聚合氯化鋁為變量，聚丙烯酰胺為定量濃度（1mg/L）的情況下，兩者的復合絮凝對城鎮生活污水去除總磷的處理效果。實驗證明，在此特定情況下，聚合氯化鋁投加量越多，對總磷的去除效果越好，甚至可達到94%。但同時，不同投加量的聚合氯化鋁也會影響絮凝后上清液的透明度及pH。所以，采用聚合氯化鋁-聚丙烯酰胺復合絮凝法處理城鎮生活污水中的總磷，需通過小試實驗找到一個最佳的投藥比例，方能使出水總磷及色度、pH等都達到要求。

參考文獻

[1]王目通，鄧春光，徐鳳.PAC-PAM復合絮凝劑對某鎮生活污水處理效率的實驗研究[A].三峽環境與生態，（2010）03-0015-05，1674-2842.

[2]周春瓊，鄧先和，劉海敏.無機-有機高分子復合絮凝劑研究與應用[J].化工進展，2004，23（12）：1277-1284.

（作者單位：1.5溫州市創源水務有限公司;2.3.4浙江重氏環境資源有限公司）