不同鹽基度聚合氯化鋁對含磷污水的處理效果對比

薛克艷， 樊國斌

(中新蘇州工業園區環保技術有限公司， 江蘇 蘇州 215000)

含磷污水的排放是導致水體富營養化的重要原因[1-2]。污水廠排放的剩余污泥在濃縮脫水過程中會重新釋磷，產生含磷量高的污泥水。城市污水處理廠目前一般采用將污泥水回流至進水口再處理的方法，會造成磷的重復處理，還可能導致出水中的磷含量高而難以達標排放[3]。化學沉淀法具有去磷效果好、處理費用低等優點，是目前應用最為廣泛的除磷方法[4]。聚合氯化鋁(PAC)在化學除磷應用中具有很好的處理效果[2]。在含磷廢水中投加PAC后，水解生成的Al3+能與廢水中的可溶性磷酸鹽結合轉變成非溶解性的磷酸鹽沉淀，從而去除廢水中磷酸根離子。PAC能夠在廢水中水解后通過對磷酸根離子表面的電荷層進行壓縮，進而吸附架橋使廢水中磷酸根與其它有機污染物迅速混凝成團，粘結成絮體沉淀。雖然聚合氯化鋁用于高含磷污水的除磷的研究很多，但是關于鹽基度不同的聚合氯化鋁對除磷效能影響的研究卻鮮有報道。筆者針對某污水廠的污泥水上清液進行小試，考察鹽基度不同的兩種PAC對上清液中磷的去除效果。

1 材料與方法

1.1 試驗水樣

試驗所用的污泥水取自蘇州工業園區第一污水廠，水樣為機械濃縮后產生的污泥水混合液經沉降之后上清液(CTP=1.484 mg/L)。

1.2 試驗藥劑

低鹽基度PAC-1:Al2O3含量8.49%，pH值為3.93，鹽基度為14.23；用分析天平稱重，配制成200 mL溶液，Al物質的量濃度為0.058 5 mmol/mL。

高鹽基度PAC-2：Al2O3含量10.44%，pH為4.37，鹽基度為86.95；用分析天平稱重，配制成200 mL溶液，Al濃度為0.058 5 mmol/mL。

1.3 除磷試驗

采用ZR4-6混凝試驗攪拌機進行燒杯試驗。取污泥水自然沉降后的上清液各1 000 mL，按照不同n(Al) ∶n(P)加入PAC，以200 r/min攪拌5 min，加1 mL濃度為1‰的PAM，以40 r/min攪拌10min，靜置30min后取上清液測定總磷(TP)。

1.4 分析方法

按照《水和廢水監測分析方法(第四版)》測定[5]，上清液經0.45 μm濾膜過濾后測定總磷。

2 結果與討論

固定n(Al) ∶n(P)分別為3.1、6.1和9.2，對比兩種鹽基度PAC去除廢水中總磷的效果。由表1可知，在投加的鋁鹽與TP的n(Al) ∶n(P)相同的情況下，低鹽基度的PAC-1對磷的去除效果要優于高鹽基度的PAC-2。

表1 相同Al/P摩爾比下兩種PAC的除磷效果Tab.1 Phosphorus removal effects of two PACs under the same molar ratios of Al to P

根據表1可知，當鋁鹽溶液用量為2.5 mL時，出水TP大于0.1 mg/L，當鋁鹽體積為5.0 mL時，出水TP小于0.1 mg/L。控制鋁鹽用量在3.0～5.5 mL進行試驗，結果見表2。

表2 不同Al/P摩爾比下兩種PAC的除磷效果Tab.2 Phosphorus removal effects of two PACs under different molar ratios of Al to P

續表2 (Continue)

使用低鹽基度的PAC-1時，出水TP小于0.1 mg/L對應的n(Al) ∶n(P)為3.7；當使用高鹽基度的PAC-2時，出水TP小于0.1 mg/L對應的n(Al) ∶n(P)為6.1。為將廢水的出水TP降低至0.1 mg/L以下，低鹽基度PAC的用量小于高鹽基度PAC的用量，低鹽基度PAC的除磷效能更高。

3 結論

① 當應用于廢水除磷時，低鹽基度PAC比高鹽基度PAC具有更好的效能。達到相同的磷去除率，低鹽基度PAC的用量更低，在價格相差不大時可以降低生產成本。

② PAC在廢水中水解生成鋁離子，與廢水中的可溶性磷酸鹽結合轉變成非溶解性的磷酸鹽沉淀，達到去除廢水中磷酸根離子的作用。低鹽基度PAC中鋁的聚合度低，在溶液中可以電離出更多的鋁離子，僅考慮除磷效果，低鹽基度PAC比高鹽基度PAC具有更好的去除效能。