高效澄清池聯合粉末活性炭工藝處理水污染研究

饒明

摘 要：研究采用了高效澄清池聯合粉末活性炭工藝，考察其對微污染原水的處理效果。結果表明，當聚合氯化鋁的投量為12（mg/L）時，對于出水好氧量值（CODMn）達到最佳的去除效果。當聚丙烯酰胺的投加量超過0.1（mg/L）時，繼續增大投加量對于出水好氧量去除率的提高已經不明顯。當污泥回流比控制在5%以內時，隨著污泥回流比的提高，對于出水好氧量的去除效果的提升十分明顯。當污泥回流比超過5%時，去除效果已無明顯提升。

關鍵詞：高效澄清池 粉末活性炭 微污染水 污泥回流比

中圖分類號：X7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（b）-0059-02

目前針對國內部分自來水廠夏季水源水出現微污染，有機物超標的問題，有多種技術和方法。高效澄清池就是一種非常有效的應用技術，通過聯合粉末活性炭投加工藝，可以提高對于有機為污染物的去除率。此次中試試驗是針對國內某水廠出現的夏季水源污染問題，進行現場中試試驗，為水廠水源水為試驗用水，并設計安裝高效澄清池等試驗裝置，通過改變混凝劑（聚合氯化鋁）、PAM（聚丙烯酰胺）及污泥回流率等運行參數，來考察其對于有機污染物的去除效果，試驗結果及分析如下。

1 聚合氯化鋁投量對出水有機物去除效果的影響

由圖1可以看出，隨著聚合氯化鋁的投量的提高，出水耗氧量（CODMn）值在不斷降低，但當沉后水的耗氧量值達到12（mg/L）的時候，出水的耗氧量值降到了最低值，為1.60（mg/L），同時，對于出水耗氧量的去除率也達到了35.8%的高值，由于該試驗采用黃河水庫水為原水，水質情況會有少量波動，采用出水耗氧量的絕對降低值來判斷對于出水微污染物去除效果的好壞是否適用，但通過耗氧量的去除率多少來判斷污染區除去效果的好壞更加科學合理，因此，此次實驗采用12（mg/L）的混凝劑投加量最佳。

投加聚合氯化鋁的目的是利用混凝劑良好的破膠作用，讓原水中的懸浮膠體失去原有的穩定性，然后聚集成大的膠體沉淀，從而降低了原水中的濁度值，同時，也可以降低原水中有機微污染物的含量。在上述絮凝反應的過程中，大分子的有機物與水中膠體一起參與了絮凝反應及沉淀的全過程，反應產生的絮凝體對于大分子有機物又存在一定的吸附作用，導致出水耗氧量值的降低。

綜合上述分析，當聚合氯化鋁的投量為12（mg/L）時，耗氧量去除率達到最高，理論上判斷應該為最佳投加量。同時，考慮到節省藥劑及降低出水余鋁含量，以及后續試驗中聚丙烯酰胺（PAM）的投加和回流污泥的強化作用，確定聚合氯化鋁投量為12（mg/L），并進行下一步試驗。

2 聚丙烯酰胺（PAM）投量對出水有機物去除效果的影響

該試驗采用以下5種藥劑投加方案來考察對于試驗原水微污染有機物的去除效果，其試驗參數組合方案如下。

A：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.05（mg/L）聚丙烯酰胺。

B：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.10（mg/L）聚丙烯酰胺。

C：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.15（mg/L）聚丙烯酰胺。

D：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.20（mg/L）聚丙烯酰胺。

E：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁。

由圖2可以看出，不同藥劑投加方案下，出水耗氧量值會呈現出不同的變化，分析后可以得出，工藝B及工藝C的投加方案，試驗出水的耗氧量值降至最低，為2.18（mg/L）。與工藝E（出水耗氧量值為2.31（mg/L））相比，試驗出水的耗氧量值降低了0.13（mg/L），效果明顯；而工藝B的出水耗氧量去除率為25.5%，比工藝E下19.2%的出水耗氧量去除率要提高6.3%，并且顯著地高于其他各工藝情況下的出水耗氧量去除率。因此，工藝B的投加方案對于出水耗氧量的去除效果最好，確定為最佳工藝。

綜合上述情況，確定工藝B對于出水耗氧量的去除能達到最佳效果，確定采用12（mg/L）聚合氯化鋁+0.1（mg/L）聚丙烯酰胺的工藝來進行后續試驗。

3 污泥回流比對出水有機污染物去除效果的影響

不同污泥回流比情況下，出水耗氧量（CODMn）值及其去除率的情況也會呈現出一定規律的變化。

可以看出，當污泥回流比逐漸增加時，出水的耗氧量值在不斷降低，當回流比提高到5%的時候，出水耗氧量值降到最低的1.80（mg/L），同時，對于耗氧量的去除率也達到最高，為38.1%，當進一步提高污泥回流比時，其對于耗氧量的去除效果已不明顯，上述分析可以看出，當污泥回流時聯合投加粉末活性炭，利用活性炭的吸附能力，可以提高工藝對原水中微污染有機物的去除效果，確定此次試驗的污泥回流比的最佳參數為5%。

污泥回流之所以能夠有效提升對于原水有機物的去除效果，可能是由于粉末活性炭的多次循環利用使得其吸附性能得到充分發揮。另外，當以5%的比例回流污泥時，由于在回流的污泥中本身就含有沒有充分吸附的粉末活性炭，因此，在投加的10（mg/L）的粉末活性炭中有5%即0.5（mg/L）粉末活性炭重新進入混合反應階段參與吸附，使得回流時粉末活性炭的總投量變為10.5（mg/L）。而隨著回流次數（N）的增加，粉末活性炭的總投加量也可以根據10（1+0.05）N 來計算。可以看出，隨著回流次數的增加，導致了粉末活性炭的工藝中投加量不斷升高，從而也提高對于原水有機物的去除效果。

4 結語

確定聚合氯化鋁的最佳投量為12（mg/L）。此投量是充分考慮到節省藥劑、降低出水余鋁含量，以及后續試驗中聚丙烯酰胺（PAM）的加入和回流污泥的強化作用而得出的。

在不回流的情況下，12（mg/L）聚合氯化鋁+0.1（mg/L）聚丙烯酰胺+10（mg/L）粉末活性炭的組合投加方案為最佳方案。當聚丙烯酰胺的投量超過0.1（mg/L）的情況下，對于出水耗氧量去除率的提高已不明顯。同時，鑒于PAM存在一定的毒性，后期進行污泥回流后還能提升系統去除效果，因此，確定該試驗聚丙烯酰胺最佳投量為0.1（mg/L）。

該試驗污泥回流比的最佳投量確定為5%。當污泥回流比控制在5%以內時，隨著污泥回流比的提高，對于出水耗氧量值去除效果的提升十分明顯，當污泥回流比超過5%時，去除效果已無明顯提升。高效澄清池聯合粉末活性炭工藝能夠有效增強系統對于原水微污染有機物的去除效果。

參考文獻

[1]李近松，王明輝.高密度沉淀池在污水處理中的作用[J].遼寧經濟，2003，8（8）：44-50.

[2]范潔，李圭白，陳忠林.高錳酸鉀復合藥劑與顆粒活性炭聯用去除水中有機污染物的研究[J].中國給水排水，1999，15（1）：5-8.

[3]馬軍，李圭白.高錳酸鉀復合藥劑預氧化除微污染技術研究[C]//中國土木工程學會水工業分會給水委員會第八次年會.2001.