含高比例印染和制革廢水污水處理廠混凝沉淀工藝的絮凝劑篩選

朱 爽

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 311122)

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含高比例印染和制革廢水污水處理廠混凝沉淀工藝的絮凝劑篩選

朱 爽

(中國(guó)電建集團(tuán)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州 311122)

摘要[目的]篩選污水處理廠混凝沉淀工藝的最佳絮凝劑，為含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理廠的調(diào)試運(yùn)行提供參考依據(jù)。[方法]以聚合氯化鋁(PAC)、試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E及聚丙烯酰胺(PAM)7種藥劑作為絮凝劑，對(duì)含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理廠二沉池出水進(jìn)行混凝沉淀處理試驗(yàn)，各藥劑設(shè)不同投加量，考察各藥劑對(duì)出水CODCr的去除效果，并分析了各藥劑的處理成本。[結(jié)果]試劑B和試劑D處理效果較好，其中，試劑B的投加量為30 mg/L，PAC投加量為36 mg/L,PAM投加量為0.3 mg/L時(shí)，對(duì)出水CODCr的去除率為49.56%；試劑D投加量為50 mg/L、試劑E投加量為20 mg/L時(shí)，對(duì)出水CODCr的去除率為49.89%。試劑B的成本為0.628元/m3，試劑D的成本為0.278元/m3。[結(jié)論]試劑D對(duì)CODCr的去除效果較好，且成本較低，是污水處理廠混凝沉淀工藝較理想的藥劑。

關(guān)鍵詞絮凝劑；印染廢水；制革廢水；混凝沉淀

海寧市是浙北第一經(jīng)濟(jì)強(qiáng)縣(市)，其西部主要產(chǎn)業(yè)為印染和皮革制造業(yè)。近年來(lái)，為響應(yīng)浙江省委提出的“五水共治”號(hào)召，海寧市含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理備受關(guān)注。海寧鹽倉(cāng)污水處理廠負(fù)責(zé)處理海寧市西部污水，進(jìn)水中印染廢水和制革廢水含量超過(guò)50%，原工藝流程為“細(xì)格柵及調(diào)節(jié)池+初沉池+水解酸化池+SBR池+混凝沉淀池+消毒”，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2013年由于節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要，污水處理廠進(jìn)行了提標(biāo)改造，并于2015年初改造完成，工藝流程為“細(xì)格柵及調(diào)節(jié)池+初沉池+水解酸化池+AAO池+二沉池+混凝沉淀池+過(guò)濾+消毒”，出水執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。在提標(biāo)改造調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，該工藝對(duì)BOD、SS、氨氮、總氮、總磷、色度等指標(biāo)去除效果良好，可達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。但是，由于海寧鹽倉(cāng)污水處理廠進(jìn)水中印染廢水和制革廢水含量高，水質(zhì)復(fù)雜，采用絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)，混凝沉淀池運(yùn)行效果一般，在調(diào)試期間，二沉池出水CODCr含量維持在80.42～116.86 mg/L，混凝沉淀池出水CODCr維持在65.77～82.44 mg/L，使進(jìn)入過(guò)濾工藝的CODCr濃度過(guò)高，最終導(dǎo)致過(guò)濾出水CODCr難以穩(wěn)定在50.00 mg/L以下，污水處理廠出水CODCr有超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。在不改變現(xiàn)有污水處理廠工藝流程的基礎(chǔ)上，最簡(jiǎn)便的方法就是最大限度地提高混凝沉淀池的處理效果。筆者采用鹽倉(cāng)污水處理廠混凝沉淀工藝使用的絮凝劑PAC以及某公司提供的試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E及PAM，進(jìn)行了混凝沉淀試驗(yàn)，篩選最優(yōu)藥劑，旨在為含高比例印染廢水和制革廢水的城市污水處理廠調(diào)試運(yùn)行提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料聚合氯化鋁(PAC)為污水廠混凝沉淀工藝使用的藥劑；試劑A、試劑B、試劑C、試劑D、試劑E及聚丙烯酰胺(PAM)為某藥劑公司提供的藥劑，其藥劑投加量及配比按照某藥劑公司提供的試驗(yàn)要求進(jìn)行；采用鹽倉(cāng)污水處理廠二沉池出水，水質(zhì)指標(biāo)：CODCr106.40 mg/L,BOD517.25 mg/L,SS 22.31 mg/L,NH3-N 4.68 mg/L,TP 1.13 mg/L,pH 7.41 mg/L;試驗(yàn)裝置為梅雨SC2000-6智能型六聯(lián)攪拌器。

1.2試驗(yàn)方法每組試驗(yàn)取水樣1 000 mL，投加絮凝劑后，以400 r/min攪拌30 s，120 r/min攪拌5 min，80 r/min攪拌10 min。攪拌結(jié)束后，停機(jī)沉淀20 min，取液面下2 cm處水樣測(cè)定。通過(guò)考察不同絮凝劑對(duì)二沉池出水的混凝沉淀效果，確定最優(yōu)藥劑及配比。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法CODCr含量采用重鉻酸鉀法測(cè)定；計(jì)算PAC、試劑B、試劑D的投加成本和污泥處理成本。

2結(jié)果與分析

2.1各藥劑對(duì)CODCr的去除效果

2.1.1PAC。由表1可知，PAC投加量為20 mg/L時(shí)處理效果最好，對(duì)生化池出水CODCr的去除率為74.99 mg/L，去除率可達(dá)29.52%。隨著PAC投加量的增加，去除率反而下降，這是由于產(chǎn)生了膠體保護(hù)作用[1]。這也與污水處理廠實(shí)際運(yùn)行情況相符，即PAC投加量一般為20～30 mg/L，用量過(guò)低或過(guò)高均會(huì)降低CODCr的去除率。

表1不同投加量的PAC對(duì)出水CODCr的去除效果

Table 1The removal effect of different PAC dosage on CODCreffluent

試驗(yàn)組TestgroupPAC投加量PACdosagemg/LCODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%11089.8215.5922074.9929.5233081.9722.9644086.9818.2555083.3921.63

2.1.2試劑A。由表2可知，當(dāng)試劑A投加量為40 mg/L，PAC為48 mg/L，PAM為0.4 mg/L時(shí)，處理效果最好，出水CODCr含量為59.04 mg/L，去除率達(dá)44.51%；當(dāng)試劑A投加量增加到50 mg/L時(shí)，對(duì)CODCr的去除效果反而下降。從處理效果考慮，推薦試劑A的最優(yōu)投加量為40 mg/L。

表2不同投加量的試劑A對(duì)出水CODCr的去除效果

Table 2The removal effect of different reagent A dosage on CODCreffluent

試驗(yàn)組Testgroup藥劑投加量Reagentdosage∥mg/L試劑AReagentAPACPAMCODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%110120.169.0935.06220240.270.0434.17330360.362.4241.34440480.459.0444.51550600.559.2244.34

2.1.3試劑B。由表3可知，試劑B投加量為30 mg/L，PAC為36 mg/L，PAM為0.3 mg/L時(shí)，出水CODCr含量為53.67 mg/L，去除率為49.56%。隨著試劑B投加量的繼續(xù)增加，對(duì)CODCr的去除效果提高不明顯，且試劑B用量增加會(huì)導(dǎo)致藥劑成本大幅增加。因此，從處理效果和經(jīng)濟(jì)性綜合考慮，推薦試劑B的最優(yōu)投加量為30 mg/L。投加試劑B、PAC和PAM對(duì)CODCr的去除效果遠(yuǎn)好于PAC試驗(yàn)中PAC投加量為30～40 mg/L的效果(81.97～86.98 mg/L)。

2.1.4試劑C。由表4可知，試劑C的投加量為70 mg/L,試劑E為28 mg/L時(shí)，出水CODCr含量為61.44 mg/L，去除率為42.26%。隨著試劑C和試劑E的投加量繼續(xù)增加，CODCr處理效果反而略有下降。因此，從處理效果考慮，推薦最優(yōu)投加量為試劑C 70 mg/L、試劑E 28 mg/L。

2.1.5試劑D。由表5可知，試劑D的投加量為50 mg/L，試劑E為20 mg/L時(shí)，出水CODCr含量為53.32 mg/L，去除率為49.89%，處理效果最好。隨著投加量的繼續(xù)增加，對(duì)CODCr的去除效果反而下降。因此，從處理效果考慮，試劑D的最優(yōu)投加量為50 mg/L、試劑E 20 mg/L。

2.1.6綜合比較。由表6可知，各組藥劑最優(yōu)投加量下，PAC藥劑處理效果最差，出水CODCr含量為74.99 mg/L，說(shuō)明該藥劑難以滿足工藝處理要求；試劑A和試劑C的處理效果較好，出水CODCr含量分別為59.04和61.44 mg/L；試劑B和試劑D處理效果最好，出水CODCr含量分別為53.67和53.32 mg/L。

表3不同投加量的試劑B對(duì)出水CODCr的去除效果

Table 3The removal effect of different reagent B dosage on CODCreffluent

表4不同投加量的試劑C對(duì)出水CODCr的去除效果

Table 4The removal effect of different reagent C dosage on CODCreffluent

試驗(yàn)組Testgroup藥劑投加量Reagentdosage∥mg/L試劑CReagentC試劑EReagentECODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%110477.1227.522301266.3137.683502062.9740.824702861.4442.265903661.9741.76

表5不同投加量的試劑D對(duì)出水CODCr的去除效果

Table 5The removal effect of different reagent D dosage on CODCreffluent

試驗(yàn)組Testgroup藥劑投加量Reagentdosage∥mg/L試劑DReagentD試劑EReagentECODCr含量CODCrcontentmg/L去除率Removalrate∥%110479.3025.472301262.9340.863502053.3249.894702857.2046.245903657.2046.24

根據(jù)污水處理廠提升改造工程對(duì)過(guò)濾工藝的設(shè)計(jì)要求[2-3]，過(guò)濾工藝對(duì)CODCr的去除率為5%～15%，為了使污水處理廠出水達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)(過(guò)濾工藝出水CODCr含量不高于50 mg/L)，要求過(guò)濾工藝的進(jìn)水CODCr含量為52.63～58.82 mg/L。因此，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，推薦試劑B或試劑D作為混凝沉淀工藝的處理藥劑。

2.2處理成本試劑B的價(jià)格以7 500元/t計(jì)(純度為55%)，PAC以500元/t計(jì)(有效成分含量為10%)，PAM以40 000元/t計(jì)，根據(jù)海寧市鹽倉(cāng)污水廠的實(shí)際情況，污染處置成本為70元/t(污泥含水率以65%計(jì))。通過(guò)計(jì)算可知，PAC的處理成本為0.108元/m3，成本最低，但處理效最差，難以滿足工藝要求；試劑B的處理成本為0.628元/m3，處理成本過(guò)高，因此不推薦采用；試劑D的處理成本僅為0.278元/m3，處理效果好，可以滿足工藝要求，且處理成本相比于其他藥劑較合理。綜合分析，推薦試劑D作為混凝沉淀工藝的處理藥劑。

表6　各藥劑出水效果比較

3結(jié)論

該研究通過(guò)混凝沉淀試驗(yàn)，篩選出2種藥劑用于污水廠

表7　各藥劑處理成本比較

混凝沉淀工藝，分別為試劑B和試劑D，其對(duì)CODCr的去除率分別為49.56%和49.89%。通過(guò)成本分析，確定試劑D的處理成本最低，為0.278元/m3。因此，推薦試劑D作為混凝沉淀工藝的藥劑。對(duì)于不同印染和制革廢水的性質(zhì)、排放規(guī)律、不同絮凝劑的性質(zhì)，以及根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量變化實(shí)現(xiàn)精確化、智能化加藥等是下一步需要研究的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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Experiment of Screening out Coagulant for Coagulation-sedimentation Process of Wastewater Treatment Plant with High Proportion Dyeing and Tanning Wastewater

ZHU Shuang

(Power China Huadong Engineering Corporation,Hangzhou,Zhejiang 311122)

Abstract[Objective] The aim was to screen out the optimal coagulant,and to provide reference basis for commissioning of wastewater treatment plant with high proportion dyeing and tanning wastewater.[Method] By applying PAC,reagent A,reagent B,reagent C,reagent D and reagent E and PAM,the coagulation-sedimentation experiment was conducted on effluent containing significant dyeing wastewater and tanning wastewater from secondary clarifier of municipal wastewater treatment plant.Setting up different dosages,the removal effect of each reagent on CODCreffluent was studied,and cost of each treatment was analyzed.[Result] The results showed that reagent B and D had better performance.The removal rate of CODCreffluent can be 49.56% with reagent B dosage of 30.00 mg/L in which the dosage of PAC and PAM were 36 and 0.3 mg/L.In contrast,the removal rate of CODCreffluent was 49.89% with reagent D dosage of 50 mg/L plus 20 mg/L reagent E.Based on calculation,the cost of reagent B and reagent D for treating wastewater are 0.628 and 0.278 Yuan/m3,respectively.[Conclusion] Reagent D has good removal effect on CODCrwith low cost,which is as an ideal coagulant for coagulation-sedimentation process of wastewater treatment plant.

Key wordsCoagulant; Dyeing wastewater; Tanning wastewater; Coagulating sedimentation

作者簡(jiǎn)介朱爽(1983- )，男，黑龍江哈爾濱人，工程師，碩士，從事水污染治理研究。

收稿日期2016-02-04

中圖分類號(hào)S 181

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)08-093-03