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。在生物池經過處理后CODcr值已經非常低了，然而在礬中在水樣中產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。 | 
