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PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑對(duì)濕地進(jìn)水預(yù)處理試驗(yàn)
PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑對(duì)濕地進(jìn)水預(yù)處理試驗(yàn)
郭晉玲, 宋逸清
(江蘇省蘇州市吳中區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站, 江蘇蘇州215128)
摘 要: 為考察無機(jī)高分子混凝劑聚合氯化鋁( PAC) 與有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺( PAM) 復(fù)合絮凝劑對(duì)進(jìn) 水中主要污染物的去除效果, 并找出最佳的投藥量, 進(jìn)行了PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑對(duì)人工濕地進(jìn)水預(yù)處理的效 果研究。結(jié)果表明, PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑對(duì)污水中SS、TP、COD 去除效果較好。在PAC 最佳投加量為24 mg/ L 、PAM 為013 mg/ L 時(shí), 對(duì)河水和生活污水的SS 去除率分別達(dá)到了65 %、69 % , 對(duì)TP 的去除率為41 %、 49 % , 對(duì)COD 的去除率為36 %、44 %。濕地的年藥劑費(fèi)用為612 萬元。
關(guān)鍵詞: PAC; PAM; 復(fù)合絮凝劑; 人工濕地; 預(yù)處理
中圖分類號(hào): X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 167128151 (2009) 0420379204
Using PAC and PAM Composite Coagulant to Pretreat Constructed Wetlands Influent
GUO J in2ling , SONG Yi2qing
( Envi ronmental Moni toring S tation , Wuz hong Dist rict , S uz hou 215000 , China)
Abstract : In order to inspect the elimination effect of PAC and the PAM compound flocculant on the main pollutant s in water and discovered the best medicinal dosage , the coagulation experiment of PAC and PAM composite coagulant on const ructed artificial wetland influent was conducted. The result showed that the composite coagulant could improve re2 moval of SS and TP as well as COD in const ructed wetlands influent . The SS , TP and COD removal ratio were 65 % , 41 % and 36 % respectively with PAC dosage of 24 mg/ L and PAM 013 mg/ L to wetlands influent f rom small creek while they were 69 % , 49 % and 44 % for rural domestic waste water. The total coagulant cost was 62 thousand yuan per year.
Key words : PAC; PAM; Composite Coagulant ; Const ructed wetlands ; Pret reatment
化學(xué)混凝處理工藝作為一項(xiàng)比較成熟的污水 處理技術(shù), 廣泛應(yīng)用于生活污水、化工廢水、染 整廢水和造紙廢水的預(yù)處理中, 目前也逐步開始 應(yīng)用于污染地表水的處理中�；瘜W(xué)混凝技術(shù)的處 理對(duì)象主要是污水中無機(jī)或有機(jī)的難以生物降解 的溶解物質(zhì)或膠體, 微小粒徑的懸浮物或膠體。 本文研究的原水來自于人工濕地, 在此人工濕地 運(yùn)行過程中, 因濕地進(jìn)水為河水、村宅生活污水, 進(jìn)水含有大量不易降解的SS 和膠體物質(zhì), 常造 成濕地堵塞[1～3 ] 。為解決此問題, 運(yùn)行管理方?jīng)Q 定對(duì)濕地進(jìn)水增加混凝預(yù)處理工藝, 降低進(jìn)水中 的SS 和難降解污染物, 減少濕地堵塞的發(fā)生, 提高后續(xù)濕地的處理能力。
試驗(yàn)選取該人工濕地進(jìn)水中的河水和生活污 水進(jìn)行混凝預(yù)處理試驗(yàn), 在不改變?cè)畃 H 值的 條件下, 選用無機(jī)高分子混凝劑聚合氯化鋁 ( PAC) 與有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺( PAM) 復(fù)配使用, 以考察混凝預(yù)處理對(duì)進(jìn)水中主要污染 物的去除效果, 并找出最佳的投藥量, 為該人工 濕地預(yù)處理藥劑的選擇和工藝設(shè)計(jì)提供參考。
1 材料與方法
1.1 原水水質(zhì)
該人工濕地為水平潛流濕地, 處理量平均為 4 000 m3 / d。連續(xù)5 天對(duì)人工濕地的不同進(jìn)水水 源, 某一河水和村宅生活污水取樣進(jìn)行混凝試驗(yàn)。 試驗(yàn)期間原水水質(zhì)情況如下表1 所示。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)采用MY- 6000 型六聯(lián)攪拌儀進(jìn)行室內(nèi) 燒杯試驗(yàn)。試驗(yàn)中, 為確�；炷^程有一個(gè)合適
的水力條件, 反復(fù)計(jì)算G 和Gt 值后, 根據(jù)試驗(yàn) 中的攪拌速度和攪拌時(shí)間模擬現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的混凝過 程�；炷齽┩都幽M: 攪拌儀轉(zhuǎn)速350 r ·min - 1 、 攪拌時(shí)間10 s ; 助凝劑投加模擬: 攪拌儀轉(zhuǎn)速 350 r ·min - 1 、攪拌時(shí)間50 s , 擬采用泵前投加; 混合反應(yīng)池采用三段式平行折板反應(yīng)池, 混凝劑 與原水混合的絮凝初期和絮凝中期模擬: 攪拌儀 轉(zhuǎn)速為60 r ·min - 1 、攪拌時(shí)間10 min , 使得微 絮粒充分碰撞形成大的絮體; 絮凝后期: 停止攪 拌, 靜止30 min , 取澄清后的上清液進(jìn)行測(cè)試。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為多次試驗(yàn)的平均值。
1.3 藥劑
混凝劑PAC , 投加濃度分別為8 mg ·L - 1 、 16 mg ·L - 1 、24 mg ·L - 1 、32 mg ·L - 1 、40 mg ·L - 1 、48 mg ·L - 1 。助凝劑PAM , 配置成 011 %溶液, 投加濃度為013 mg ·L - 1 。
1.4 測(cè)試指標(biāo)與方法
水溫與溶解氧采用YSIDO200 便攜式溶氧儀 測(cè)定, COD 采用HACH 試劑測(cè)定, TP、SS 采 用國家標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定。[ 4 ]
2 結(jié)果與分析
2.1 對(duì)SS 的去除效果
不同PAC 投加量下, 復(fù)合絮凝劑對(duì)SS 的去 除效果如圖1 、2 所示。隨著PAC 投加量的增加, 污水中SS 去除率逐步提高, 投加PAC 和PAM 復(fù)合絮凝劑對(duì)河水和生活污水中SS 的去除效果 較好。試驗(yàn)中可清晰地觀察到, 隨著投加量的增 加, 水中絮凝形成的礬花由極小狀逐漸變?yōu)檩^小, 再變?yōu)檩^多較大, 混凝后的上清液也由較混濁狀 逐步變?yōu)檩^澄清和澄清。
對(duì)于河水而言, 當(dāng)PAC 投加量為24 mg/ L , 出水中的SS 已經(jīng)達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物 排放標(biāo)準(zhǔn)( GB18918 - 2002) 一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn) 值為20 mg/ L) , 此時(shí)的SS 平均去除率為65 % , 當(dāng)PAC 投加量增加到40 mg/ L 時(shí), SS 平均去除 率已經(jīng)達(dá)到了92 %, 再增加混凝劑用量, SS 去 除率不再有明顯提高。對(duì)于生活污水而言, 當(dāng) PAC 投加量為16 mg/ L 時(shí), 即可滿足出水一級(jí)B 的要求, 此時(shí)的SS 平均去除率為57 % , 當(dāng)投加 量增加到32 mg/ L 時(shí), SS 平均去除率已經(jīng)達(dá)到 了86 %。采用PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑, 因 PAM 長(zhǎng)鏈(線) 狀的分子結(jié)構(gòu)和分子中含有大 量活性基團(tuán), 在一定程度上有利于促進(jìn)絮體的形 成, 提高沉降速度, 促進(jìn)了PAC 與水中膠體顆粒 的反應(yīng)[5 ] 。
2.2 對(duì)TP 的去除效果
復(fù)合絮凝劑對(duì)河水和生活污水中TP 的去除 (范文先生網(wǎng) www.htc668.com)效果如圖3 、4 所示。
由圖3 、4 可以看出,隨著PAC 投加量的增加, 污水中TP 去除率逐步提高。當(dāng)投加量為24 mg/ L 時(shí),河水中的TP 去除率達(dá)到了41 % ,生活污水 中的TP 去除率達(dá)到了49 % , 當(dāng)投加量增加到48 mg/ L 時(shí), 河水中的TP 去除率達(dá)到了60 % , 生 活污水中的TP 去除率達(dá)到了70 % , 此時(shí), 河水 的混凝出水TP 為116 mg/ L , 生活污水的混凝出 水TP 為018 mg/ L , 此時(shí)的出水中TP 含量仍然 較高�？赡艿脑蚴沁M(jìn)水中正磷酸鹽含量占TP 的80 %左右, 隨著PAC 投加量的增大, 水中的 AL3 + 與TP 中的正磷酸鹽生成更多的沉淀, 當(dāng)正 磷酸鹽基本被去除后, 再增加投藥量, TP 中的 聚合磷酸鹽和有機(jī)磷并不能通過沉淀去除, 因而 去除效果不再明顯。
2.3 對(duì)COD 的去除效果
試驗(yàn)期間, 河水的COD 為102～146 mg/ L , 生活污水的COD 為35～88 mg/ L 。投加PAC 與 PAM 復(fù)合絮凝劑后,出水中COD 下降明顯,如圖 5 、6 所示。當(dāng)投加量為24 mg/ L 時(shí),河水的COD 平均去除率達(dá)到36 % , 出水COD 為77 mg/ L , 生活污水中的COD 平均去除率達(dá)到44 % , 出水 為33 mg/ L , 已經(jīng)達(dá)到了一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)( GB 為60 mg/ L) ; 之后, 當(dāng)投加量增加到48 mg/ L 時(shí), 河 水的COD 平均去除率達(dá)到46 %, 生活污水中的 COD 平均去除率達(dá)到55 % , 再增加PAC 投加量, 因原水中COD 濃度不高, COD 去除效率增加不 明顯。在有機(jī)物的去除過程中, PAM 本身為有 機(jī)物, 能溶于水, 投量過多, 會(huì)使有機(jī)物含量增 加, 投加量不宜過大。
2.4 經(jīng)濟(jì)性分析
采用PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑作為人工濕地 進(jìn)水混凝預(yù)處理藥劑, 其經(jīng)濟(jì)性分析主要從藥品 的價(jià)格、處理時(shí)的投藥量及后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用等 方面來考慮的。目前市場(chǎng)上PAC 的價(jià)格約為1 500 元/ t , PAM 的價(jià)格為20 000 元/ t , 根據(jù)混凝 試驗(yàn)的結(jié)果, 當(dāng)PAC 投加量為24 mg/ L 時(shí), 出 水中的SS 能達(dá)到一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn), 當(dāng)PAC 投加量達(dá) 到40 mg/ L 時(shí), 出水中的TP 仍不能達(dá)到一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn), 當(dāng)投加量達(dá)到24 mg/ L 時(shí), 出水中COD 已經(jīng)達(dá)到了一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。人工濕地進(jìn)水量以 4 000 t/ d 計(jì)算, 當(dāng)PAC 投加量為24 mg/ L , PAM 為013 mg/ L 時(shí), 復(fù)合絮凝劑的年藥劑費(fèi)用 為612 萬元。
3 結(jié)論
采用PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑強(qiáng)化混凝預(yù)處 理人工濕地能有效降低進(jìn)水中的SS、TP 和 COD。在投加量為24 mg/ L 時(shí), 對(duì)河水和生活污 水的SS 去除率分別達(dá)到了65 %、69 % , 對(duì)TP 的去除率達(dá)到了41 %、49 % , 對(duì)COD 的去除率 達(dá)到了36 %、44 %。出水中的SS、COD 分別達(dá) 到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)要 求, 在相同投加劑量情況下, 因進(jìn)水中TP 含量 太高, 出水中TP 不能達(dá)到一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)要求, 當(dāng) 進(jìn)水中TP 含量降低時(shí), 在此投加量下, 出水中 TP 能達(dá)到一級(jí)B 標(biāo)準(zhǔn)。在PAC 投加量為24 mg/ L 、PAM 投加量為013 mg/ L 時(shí), 人工濕地混凝 處理的年藥劑費(fèi)為612 萬元。綜合考慮混凝劑的 投加成本與將來工程的運(yùn)行費(fèi)用, PAC 與PAM 的投加量以不超過24 mg/ L 、013 mg/ L 為宜。
參 考 文 獻(xiàn)
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[ 4 ] 國家環(huán)保局. 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M] . 北京: 中國環(huán)境科學(xué)出版社, 1998.
[ 5 ] 伏培仟, 孫力平, 王少坡, 等. PAC 與PAM 復(fù)合絮凝劑在回用水處理中的應(yīng)用[J ] . 水處理技術(shù), 2008 , 34 (9) : 58261.
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