不同絮凝劑對城市微污染河水處理效果對比研究

劉敏 吳勇 萬朔陽 李仁海

【摘 要】對比研究FeCl3、PAC試劑對綿遠河水原水的濁度、TP、COD、NH4+-N、TN污染指標的去除效果。取綿遠河水原水，以FeCl3、PAC為絮凝劑，分別分析了投加量和沉淀時間對FeCl3、PAC在原水絮凝過程中絮凝效果的影響，研究結果表明：從整體上看，僅三氯化鐵對COD的去除效果優于聚氯化鋁，聚氯化鋁對其余污染指標的去除效果均優于三氯化鐵。污染去除率受絮凝劑用量、靜置沉降時間共同影響。污染濃度隨沉降時間而降低。相同時間內，絮凝劑濃度越大，去除效率越高，污染降低越快;不同絮凝劑濃度達到相同去除效率，絮凝劑濃度越高，所需時間越短，濃度越低，時間越高。

【關鍵詞】三氯化鐵;聚氯化鋁;綿遠河水;絮凝效果;對比

中圖分類號： O614.811 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）23-0133-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.061

含水層及地下水的環境及水質受回灌到地下水系統的水質影響，因此，回灌的地下水應達到不會對地下室環境造成污染的水質要求，并達到人體可利用的水質標準[1-3]。在運用絮凝技術時，原水中的懸浮微粒可通過絮凝形成釩花，互相碰撞并緩慢沉淀，絮狀物最終沉于底部。目前，應用最廣泛的無機絮凝劑包括鋁鹽絮凝劑、鐵鹽絮凝劑。鋁鹽絮凝劑工藝成熟，絮凝過程中所產生的釩花較大。鐵鹽絮凝劑對溫度要求低且對人體不造成危害，是人體需要的一種元素，不會對絮凝體造成二次污染，而且還具有價格便宜、水溫適應范圍廣、沉降快、絮凝能力強等特點。

試驗對綿遠河水原水經過三氯化鐵及聚氯化鋁試劑分別絮凝沉淀預處理，達到排放標準后，回灌補給地下水。試驗對比研究三氯化鐵、聚氯化鋁試劑對德陽市綿遠河水原水濁度、TP、COD、NH4+-N、TN污染指標的去除效率，分析出兩種絮凝劑對各污染指標去除效果的優劣，為地下水回灌系統工程服務。

1 試驗部分

1.1 試驗材料與方法

試驗裝置由原水、絮凝、沉淀三大部分組成。試驗的原水取于四川省德陽市綿遠河。試驗時在原水桶內放入適量原水，測定原水相關污染指標的初始值，原水通過管道伴隨均勻加入的三氯化鐵、聚氯化鋁液體，河流的動力條件可通過此試驗裝置模擬，使得原水與絮凝劑混合流入絮凝桶內，攪拌至原水與絮凝劑混合均勻后（攪拌約10min），混合均勻后，通過管道流入沉淀池內，隨后靜置沉淀，分別在0.5、1、1.5、2、4、6h從沉淀池內取出水樣，進行相關的污染指標的測定。

1.2 分析方法與初始水質

河水原水初始TP、COD、NH4+-N和TN采用《地表水環境質量標準》（GB3838—2002），濁度采用《地下水質量標準》（GB14848—93）。初始水質見表1。

2 結果與討論

2.1 濁度去除效果

由圖1可知，試驗組在0～6h時，濁度去除率增量最大。在6h后，聚氯化鋁試劑試所有驗組，濁度和濁度去除率趨于穩定;三氯化鐵試劑所有試驗組，濁度和濁度去除率仍呈緩慢增加。聚氯化鋁試劑在所有試驗組中，濁度分別由18.6NTU降低至2.4NTU、2.1NTU、2.1NTU，最終去除率分別為87.10%、88.71%、88.71%;三氯化鐵試劑在所有試驗組中，濁度分別由18.6NTU降低至3.2NTU、3.0NTU、2.8NTU，最終去除率分別為82.80%、83.87%、84.95%。

聚氯化鋁絮凝劑對濁度的去除效果較三氯化鐵顯著。在0～6h時濁度的去除效果最為顯著，PAC的濁度去除率增量大于FeCl3;6～9h濁度降低速率變緩，濁度去除率增量變小，趨于穩定。

2.2 COD去除效果

由圖2可知，所有試驗組在0～6h時，COD去除率增量最大。在6h后，聚氯化鋁試劑所有試驗組，COD和COD去除率趨于穩定;三氯化鐵試劑80mg/L試驗組，COD和COD去除率趨于穩定，40mg/L、60mg/L試驗組，COD和COD去除率仍呈緩慢增加。三氯化鐵試劑在所有試驗組中，COD分別由3.7mg/L降低至2.5mg/L、2.1mg/L、1.9mg/L，最終去除率分別為32.43%、43.24%、48.65%;聚氯化鋁試劑在40mg/L、60mg/L、80mg/L濃度下，COD分別由3.7mg/L降低至2.7mg/L、2.4mg/L、2.3mg/L，最終去除率分別為27.03%、35.14%、37.84%。

三氯化鐵絮凝劑對COD的去除效果較聚氯化鋁顯著。在0～6h時COD的去除效果最為顯著，FeCl3的COD去除率增量大于PAC;6～9h內COD降低速率變緩，COD去除率增量變小，趨于穩定。

2.3 TP去除效果

所有試驗組在0～6h時，TP去除率增量最大。在6～7.5h內，兩種試劑所有試驗組仍呈緩慢增長;7.5～9h內，兩種試劑所有試驗組，TP和TP去除率趨于穩定。三氯化鐵試劑在所有試驗組中，TP分別由0.32mg/L降低至0.15mg/L、0.13mg/L、0.11mg/L，最終去除率分別為53.13%、59.38%、65.63%;聚氯化鋁試劑在40mg/L、60mg/L、80mg/L濃度下，TP分別由0.32mg/L降低至0.11mg/L、0.09mg/L、0.08mg/L，最終去除率分別為65.63%、71.88%、75.00%。

聚氯化鋁絮凝劑對TP的去除效果較三氯化鐵顯著。在0～6h內TP的去除效果最為顯著，FeCl3的TP去除率增量大于PAC;6～9h內，PAC試劑60mg/L試驗組與FeCl3試劑80mg/L仍呈增長趨勢，剩余4組試驗組TP降低速率變緩，TP去除率增量變小，趨于穩定。

2.4 TN去除效果

所有試驗組在0～6h內，TN去除率增量最大。在6h后，三氯化鐵試劑所有試驗組，TN和TN去除率趨于穩定;聚氯化鋁試劑仍呈較快增長速率。三氯化鐵試劑在所有試驗組中，TN分別由3.8mg/L降低至2.5mg/L、2.4mg/L、2.1mg/L，最終去除率分別為34.21%、36.84%、44.74%;聚氯化鋁試劑在所有試驗組中，TN分別由3.8mg/L降低至2.2mg/L、1.5mg/L、1.2mg/L，最終去除率分別為42.11%、60.53%、68.42%。

在0～6h內TN的去除效果最為顯著，FeCl3的TN去除率增量大于PAC;6～9h內三氯化鐵試驗組TN降低速率變緩，TN去除率增量變小，趨于穩定，聚氯化鋁試驗組TN降低速率仍然顯著。

3 結論

從去除效果得出，FeCl3試劑對濁度、COD、總磷、氨氮的去除效果明顯，濁度的最終去除率為82.80%～83.87%，COD的最終去除率32.43%～48.65%，總磷的最終去除率為53.13%～65.63%，氨氮的最終去除率為33.33%～59.52%;對總氮的去除效果較顯著，總氮的最終去除率為34.21%～44.74%。PAC試劑對濁度、總磷、總氮、氨氮的去除效果顯著，濁度的最終去除率為87.10%～88.71%，總磷的最終去除率為65.63%～75.00%，總氮的最終去除率為42.11%～68.42%，氨氮的最終去除率為28.57%～47.62%;對COD的去除效果較為明顯，COD的最終去除率為27.03%～37.84%。

整體上，PAC試劑對濁度、總磷、總氮、的去除效果優于FeCl3試劑;對氨氮、COD的去除效果要劣于FeCl3試劑。兩種試劑均出現繼續增加投加量時，去除效果趨于穩定的結果。就試驗結果而言，污染去除率受絮凝劑用量、靜置沉降時間共同影響。污染濃度隨沉降時間而降低。相同時間內，絮凝劑濃度越大，去除效率越高，污染降低越快;不同絮凝劑濃度達到相同去除效率，絮凝劑濃度越高，所需時間越短，濃度越低，時間越高。

【參考文獻】

[1]杜新強，齊素文，廖資生，李硯閣.人工補給對含水層水質的影響[J].吉林大學學報（地球科學版），2007（02）：293-297.

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[3]孟立志.人工補給對地下水質影響的實驗研究[D].吉林大學，2007.