聚合氯化铝与聚丙烯酰胺复合絮凝去除城镇生活污水中总磷的研究

陈惠花 陈陈爱 戴对武 蔡步翔 程荣伟

摘要：聚合氯化铝和聚丙烯酰胺广泛用于污水处理工艺，针对温州市西片污水处理厂污水处理工程的实际需要，对进水原水进行不同量的聚合氯化铝的投加，然后分别投加定量的聚丙烯酰胺，检测投加前后的废水中总磷浓度，计算总磷去除率。实验结果发现，在特定的投加范围内，聚合氯化铝投加越多，总磷的去除效果越好，但是对沉淀后的上清液的透明度有影响。该实验对温州市西片污水处理厂实际工程中应用聚合氯化铝的投加量有量性参考作用。

关键词：聚合氯化铝;聚丙烯酰胺;復合絮凝;除磷

前言

温州市西片污水处理厂进水总管污水70%为生活污水，30%为工业废水，总磷含量高（可达到6mg/L），而其执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）”一级A”标准中对总磷的出水要求高，为0.5 mg/L，基于处理高要求，该厂废水处理工艺上采用化学絮凝方法来处理污水中的总磷。无机高分子絮凝剂在絮凝效果方面优于传统的絮凝剂，但与有机高分子絮凝剂相比，在聚合度及絮凝效果方面较差。有机高分子絮凝剂具有用量少，絮凝速度快，受pH值及温度影响小等优点，但是价格昂贵。将两种絮凝剂复配使用，利用无机絮凝剂的高正电荷密度和有机高分子絮凝剂的桥连作用，两者产生协同作用，能够提高絮凝处理能力，既有两者双重的优点，又避免了两者的不足。因此，近年来无机-有机高分子复合絮凝剂已在很多污水处理工艺上应用。聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）的复合使用是目前国内较为成熟的无机-有机高分子复合絮凝工艺，在造纸废水、工业废水等有相关的研究与应用。

1、研究目的和方法

1.1研究目的

温州市西片污水处理厂设计处理能力25万吨/d，整体出水达到“一级 A”排放标准。

本厂设计进出水水质：

要求如此高的总磷污染物去除率，必定要进行深度处理，本厂污水处理工艺设计采用聚合氯化铝与聚丙烯酰胺复合絮凝以使出水总磷浓度达标。为找到最佳的聚合氯化铝的投药量，本文专门研究以聚合氯化铝为变量，聚丙烯酰胺为常量，复合絮凝沉淀处理后对总磷的去除效果的模拟试验，实验确定最佳的聚合氯化铝的投加量，以供生产线上调试确定投加量作参考。

1.2研究方法

1.2.1实验材料及试剂

聚合氯化铝：浙江奔宇环保科技有限公司

聚丙烯酰胺：高密市中雅净水材料有限公司

聚合氯化铝溶液：取2ml聚合氯化铝稀释至500ml

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

1.2.2实验方法

实验用污水采用本厂的瞬时进水，聚合氯化铝为上述厂家提供。做六个比对实验，分别向6个烧杯中加入400ml原水（pH7.33，总磷浓度4.29mg/L），然后投加不同量的聚合氯化铝溶液，接着添加4mL聚丙烯酰胺溶液，最后通过分光光度计检测处理后总磷的浓度，计算总磷的去除率，观察上清液的透明度、色度等，测量处理后溶液的pH，综合分析后确定最佳的聚合氯化铝的投加量。

1.2.3实验步骤

先取2ml聚合氯化铝稀释至500ml（稀释倍数为250倍），然后按不同的投加量投加到装有400ml原水的烧杯里，聚合氯化铝投加量分别为2.4 4.9 7.3 8.5 9.7 12.1（mL），并在每个烧杯中添加等量的聚丙烯酰胺，观察絮凝效果，检测总磷的前后浓度变化。

2、实验结果与讨论

原水总磷浓度为4.29mg/L，pH为7.33，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺投加后TP浓度及去除率见表2：

根据实验可知：在实验范围内，聚合氯化铝的投加量越大，总磷的去除效果越好;投加量达到8.5ml时溶液总磷浓度为0.49mg/L，此时才达到出水标准。去除率最高的为投加量12.1ml时，此时溶液总磷浓度为0.24mg/L，去除率达到94%。然而，如图1所示，投加聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝沉淀后的上清液，最为清澈的为聚合氯化铝投加量9.7mL的水样。此时溶液的pH为7.18，对原水的pH影响不大。

3、结论

本实验研究了以聚合氯化铝为变量，聚丙烯酰胺为定量浓度（1mg/L）的情况下，两者的复合絮凝对城镇生活污水去除总磷的处理效果。实验证明，在此特定情况下，聚合氯化铝投加量越多，对总磷的去除效果越好，甚至可达到94%。但同时，不同投加量的聚合氯化铝也会影响絮凝后上清液的透明度及pH。所以，采用聚合氯化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝法处理城镇生活污水中的总磷，需通过小试实验找到一个最佳的投药比例，方能使出水总磷及色度、pH等都达到要求。

参考文献

[1]王目通，邓春光，徐凤.PAC-PAM复合絮凝剂对某镇生活污水处理效率的实验研究[A].三峡环境与生态，（2010）03-0015-05，1674-2842.

[2]周春琼，邓先和，刘海敏.无机-有机高分子复合絮凝剂研究与应用[J].化工进展，2004，23（12）：1277-1284.

（作者单位：1.5温州市创源水务有限公司;2.3.4浙江重氏环境资源有限公司）