礬在污水處理中的應用分析 周 偉 武漢市水務集團排水公司龍王嘴污水處理廠 1 引言 龍王嘴污水處理廠運行工藝中為了保證出水水質的達標，在生物池末端設計包含有加礬除磷的環(huán)節(jié)，根據(jù)加礬的特點，本試驗結合龍王嘴污水處理廠運行的工藝參數(shù)和生產(chǎn)中的具體情況，進行一系列攪拌試驗，包括在進水pH值、投加礬液濃度，投加方式上獲得較真實可靠的數(shù)據(jù)。研究分析在處理過程中加入礬對水質指標的影響和某些環(huán)境因素對加礬效果的影響，以及固體礬和液體礬在除磷效果上的比較研究。下圖為龍王嘴污水處理廠工藝流程概圖： 
2 材料與方法 2.1 材料
水樣：每日早上9：00采集于1#生物池末端
礬種：固體礬：聚合氯化鋁（PAC）
液體礬：堿式氯化鋁
2.2 方法
利用實驗室攪拌器模擬生物池出水至配水井，再由配水井至二沉池的實際水力攪拌情況。具體分為三段：
300 rpm：生物池出水管段，為高速混合階段；
200 rpm：1#、2#生物池出水管合為一管至配水井段，為中速反應階段；
60 rpm： 配水井至二沉池出水段，為慢速攪拌階段；
靜沉20min 為二沉池沉降濃縮階段。
取試驗水樣上清液進行CODcr、TP、TN、SS、色度等指標的化驗。 3 結果與分析 3.1 投加固體礬對水質指標的影響
3.1.1 加入不同濃度的PAC試驗結果 | 加礬濃度（mg/L） | 5 | 8 | 10 | 15 | 20 | 50 | | TP平均去除率 | 9.81% | 10.92% | 20.03% | 28.87% | 38.31% | 61.25% | | TN平均去除率 | －1.61% | －0.62% | 2.48% | 7.10% | 7.33% | 5.14% | | CODcr平均去除率 | 6.83% | －4.64% | 9.24% | 30.67% | 50.27% | 27.83% | | SS是否超標 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | | 色度是否超標 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | | 微生物是否 有死亡現(xiàn)象 | 沒有 | 沒有 | 沒有 | 沒有 | 沒有 | 沒有 |
數(shù)據(jù)來源：龍王嘴污水處理廠化驗室 3.1.2 結果分析 
根據(jù)上述試驗結果可繪制分析曲線，從曲線中可以看出，TP去除率隨著PAC的投加濃度升高而增大；TN在投加濃度較低時容易出現(xiàn)負值，隨著加入PAC濃度的升高去除率也呈緩慢上升趨勢；加入PAC濃度高低對CODcr的去除效果并不明顯，沒有一定規(guī)律，也存在出現(xiàn)負值情況。
分析出現(xiàn)負值的原因，在投加濃度低的時候，可能是由于本來附著在污泥上的含氮以及其它有機和無機物質在經(jīng)過高速攪拌后，又重新溶入溶液中，從而造成加藥后檢測指標比加藥前要高。但隨著濃度的增大，這種情況就消失了。
檢測水樣中SS和色度兩項指標是為了分析在投加礬后，礬在水中的反應是否會對這兩項指標產(chǎn)生影響，從而影響出水水質。由化驗結果觀察可以排除礬對水質指標SS和色度的影響。對微生物的活性也不存在較大影響，鏡檢結果表現(xiàn)出微生物活性正常。
3.2 高濃度PAC對出水水質的影響 項目 | 加藥（PAC）量（mg/L） | 10mg/L | 20mg/L | 30mg/L | 40mg/L | 50mg/L | TP | 11.43% | 24.31% | 36.49% | 46.02% | 59.39% | TN | 0.24% | 1.70% | 1.43% | 2.84% | 4.28% | CODcr | 38.61% | 28.89% | 10.79% | 21.69% | 24.35% |
遞增濃度對化驗指標的去除情況，百分比為去除率。
從表中可以看出，隨著濃度的遞增，TP的去除效果越來越明顯，濃度每增加一倍，去除率也隨之提高一倍。然而濃度的升高對TN、CODcr的去除效果并不明顯。
3.3 pH值對水樣的影響
3.3.1 不同pH值的指標去除情況
以投加固體礬濃度為10mg/L做對比試驗，去除率如下表所示： | pH值 | 5.8 | 6.3 | 7.2 | 7.3 | 7.5 | | TP去除率 | 15.6% | 16.0% | 16.7% | 15.7% | 7.97% | | TN去除率 | 0 | 3.0% | 3.4% | 0.49% | 0.91% | | CODcr去除率 | －10.8% | 9.5% | 25.6% | －67.9% | 62.5% |
3.3.2 結果分析
在不同pH值的條件下，按照同樣的試驗方法，以1L水樣中加入PAC濃度為10mg/L進行化驗分析，在5種不同pH值的條件下所得結果來看，pH在6-7之間TP的去除效果較好，pH在7.5以上去除率降低，但pH在6-8之間可視為條件范圍之內，去除效果不存在較大差異。
由于礬的作用主要是除磷，故TN在試驗中的去除效果不明顯，去除率低。在生物池經(jīng)過處理后CODcr值已經(jīng)非常低了，然而在礬中在水樣中產(chǎn)生了其他反應從而使CODcr值有所回升，但不影響出水水質。
3.4 MLSS對水樣的影響
3.4.1 不同MLSS的除磷效果影響
投加濃度為10mg/L的PAC，不同污泥濃度條件下對除磷效果的影響，曲線如下： 
3.4.2 結果分析
在不同污泥濃度情況下投加藥劑，圖表上顯示并無明顯規(guī)律和趨勢，但MLSS在2100至2700間時，TP的去除率在20%以上的比例比較大。
3.5 液體礬與固體礬除磷效果比較
3.5.1 除磷結果比較 加礬濃度（mg/L） | 5 | 8 | 10 | 15 | 20 | 固體礬除磷率 | 13.31% | 10.92% | 20.03% | 28.87% | 38.31% | 液體礬除磷率 | 10.44% | 7.61% | 8.21% | 12.15% | 18.41% |
3.5.2 結果分析 
由結果可得出曲線圖，從圖中可以看出，固體礬和液體礬濃度從5mg/L至8mg/L時去除效果下降。但從8mg/L開始，隨著加入濃度的升高，除磷率增大。但在同樣濃度的情況下，固體礬除磷效果明顯高于液體礬。 4 小結 本文將攪拌試驗所得的數(shù)據(jù)進行了幾個方面的分析，歸納起來主要有四點：一是本試驗中加礬的目的主要是除磷，所以分析所得數(shù)據(jù)顯示在脫氮和去除CODcr上的作用不大，并且CODcr，SS和色度在生物池中處理效果較明顯，已經(jīng)低于國家標準，加礬后對這三項指標不存在有大的影響。二是廠區(qū)進水TP含量在1～5mg/L之間，然而在生物池經(jīng)過處理后可去除部分，按照GB18918-2002一級B標準而言，加入10-20mg/L低濃度PAC可以保證水質達標；濃度梯度可隨污水中TP的變化而改變投加量。三是固體礬與液體礬相比較而言，固體礬的除磷效果較明顯。四是從每天的試驗鏡檢情況來看，加礬對生物池中微生物的活性不存在影響，微生物的活性主要與進水COD 、BOD、pH和生物池溶解氧、MLSS等因素有關。 | 
