混凝過濾用于城鎮污水廠深度處理的實驗研究

王 莎 鄧浩良 余燕琴 歐陽明 葉智鋒 祝俊林

WANG Sha,DENG Haoliang,YU Yanqin,OUYANG Ming,YE Zhifeng,ZU Junlin

（廣東惟一水務工程有限公司 廣東廣州 510620）

(GuangDong RayeeWater Environmental Engineering Co.Ltd,GuangZhou 510620,China)

混凝過濾用于城鎮污水廠深度處理的實驗研究

王 莎 鄧浩良 余燕琴 歐陽明 葉智鋒 祝俊林

WANG Sha,DENG Haoliang,YU Yanqin,OUYANG Ming,YE Zhifeng,ZU Junlin

（廣東惟一水務工程有限公司 廣東廣州 510620）

(GuangDong RayeeWater Environmental Engineering Co.Ltd,GuangZhou 510620,China)

國家強制要求城鎮污水廠將尾水的排放標準由一級B提高至一級A，且通過政策以及經濟手段鼓勵企業開展再生水的回用。混凝過濾工藝用于深度處理可以有效去除SS和總磷，使用聚合氯化鋁、硫酸鋁和氯化鐵作為混凝劑對比實驗。使用PAC作為混凝劑，深度處理后出水總磷可以達到0.1 mg/L，SS基本可以穩定在8 mg/L以下。

深度處理；混凝；過濾

引言

中國城鎮化進程的發展，城市人口躍進式增長，居民生活污水排放量也隨之增加。水環境污染現象也不斷加劇，為了保護我國生態水環境，加強水資源的合理應用，近年國家進一步提高污水的處理排放標準，因此必須對現有污水工藝增加深度處理段。

1 深度處理

大部分污水廠二級處理工藝采用A2O工藝，該工藝通過厭氧、缺氧和好氧三種環境狀態下各種微生物菌群的吸附、生化作用，能夠達到去除有機污染物，脫氮除磷的效果。二級出水水質良好，有機物及氮、磷含量較低。[1]進入深度處理工藝后，懸浮固體會被進一步去除，殘留的氮和磷化合物、有機物、無機鹽等污染物質，可通過添加絮凝劑混凝沉淀去除。[2]

在今后的水資源市場上，深度處理后出水會被大量用于景觀、綠化、以及工業用水。以工業用水為例，深度處理出水回用從經濟的角度來看大有可行。2007年工業用水平均單價為2.19元/m3（不含污水處理費），2011年工業用水平均單價為2.70元/m3，而再生水價平均為1元/m3，兩者之間價格相差較大，且工業用戶水質要求低，需求量大，因此再生水用于工業回用有很大發展前景。[3]

1.1 深度處理工藝分類

污水的深度處理工藝，可以分為物理、化學、生物性處理工藝。其中物理工藝主要指的是過濾。過濾又可以分為表層過濾（轉盤過濾、濾布濾池、轉鼓過濾、膜過濾）、深層過濾（D型濾池、V型濾池、砂濾）。[4]

表層過濾是使液體通過一層隔膜（濾料）的機械篩濾，去除懸浮于液體中的顆粒物質。過濾隔膜材料有金屬編織、纖維濾布和多種合成材料。[5]深層過濾可將填料與生物法相結合，利用優勢菌種在填料上形成掛膜，對二級出水中的氮、磷有較好的去除效果。磷通過轉移到微生物菌體中，達到從水體中脫離的效果。氮通過4種酶的生化還原反應，NO3-→NO2-→NO→N2O→N2，將硝酸鹽最終轉化為N2。[6]

1.2 工藝選擇的依據

如果二級出水水質較好，用地較為緊張，可采用表層過濾。當深度處理過程中需要有效降低氮磷含量，且有足夠土地，可采用深層過濾。若二級出水的氨氮及總氮能夠達到一級A標準，但SS、總磷不穩定，一般采用混凝沉淀+過濾工藝；若出水水質較好，總磷基本達標而SS不穩定時，可采用直接過濾、微絮凝+過濾；若氨氮及總氮不能穩定達到一級A標準，應增加生物反硝化深度處理工藝。[7]

2 污水廠實例

以廣東惠州某污水廠為例，該廠處理后尾水排入東江。2011年，該污水廠對一二期進行深度處理改造，總處理規模為20萬噸/天，實際處理規模達到24萬噸/天，峰值流量超過30萬噸/天。深度處理工藝采用高效混凝沉淀+精密過濾。

3 實驗研究

取該水廠的二級出水做分析，將深度處理工藝去除效果指標主要集中在SS和總磷，進行加藥混凝+過濾實驗。要去除總磷，需投加適量混凝藥劑，實驗采用了硫酸鋁、聚合氯化鋁（PAC）、氯化鐵作為對比混凝劑。分別檢測不同投加量下，混凝+過濾工藝后的出水。

3.1 混凝過濾實驗

3.1.1 實驗過程

向多個燒杯，分別投加硫酸鋁、PAC和氯化鐵，投加量分別為10mg/L、20mg/L。混凝條件為投加藥劑后，快速（200r/min）混合 1min，慢速（40r/min）混凝 5min。混凝后水樣再分別經過20微米的金屬編織濾網過濾，測量濾后水的SS以及總磷。

3.1.2 實驗結果

表1 總磷去除效果

實驗結果數據顯示，通過混凝過濾，對總磷的去除有明顯效果。其中PAC去除效果優于硫酸鋁和氯化鐵，采用PAC混凝劑，濾后水總磷可以達到0.1mg/L，去除率89%。

表4 SS去除效果

經過實驗，SS去除率雖不如除磷效果，仍可達到設計值。硫酸鋁、PAC、氯化鐵對SS去除效果相當。該實驗中混凝劑投加量為10mg/L時，混凝過濾后SS略優于投加量為20mg/L。

3.2 顆粒物粒徑分析

對二級出水，使用馬爾文激光粒度分析儀Mastersizer 2000測量水體中顆粒物的粒徑分布。

圖1 粒徑分布圖

顆粒物體積平均粒徑為25.6微米，粒徑在10微米以上的顆粒物占總顆粒物的85.8%。因此當過濾精度設定為10微米，可以有效過濾80%的固體懸浮物。

結語

（1）混凝+過濾工藝可用于污水的深度處理，可以有效去除SS和總磷，達到一級A出水要求。

（2）應根據水廠實際水質以及排放要求，選擇適當的深度處理工藝。若二級出水水質較好，主要為去除SS和總磷，可采用混凝+過濾的表層過濾工藝；氨氮和總氮含量過高，可采用深層過濾濾池工藝。

（3）聚合氯化鋁PAC用于總磷的去除效果良好，經過混凝+過濾的出水，總磷含量可以達到0.1mg/L。

（4）采用精密過濾作為深度處理工藝，可對二級出水進行粒徑分析，確定水體中主要顆粒物粒徑存在的區間范圍，從而選擇合適過濾精度的濾網。

（5）利用混凝+過濾工藝作為深度處理，出水SS基本可以達到8mg/L以下。

[1]王煥麗，張麗莎，柳建設.城市污水處理回用現狀及政策導向 [C].中國可持續發展論壇暨中國可持續發展研究會學術年會,2013，22:267-274.

[2]王曉梁.淺談城市污水回用的現狀及深度處理技術[J].四川水泥,2014（12）：507-507.

[3]李亞娟，曲煒，王博.我國城市污水處理回用現狀與發展趨勢[J].水利經濟,2015，33（6）：65-69.

[4]喬春光.幾種污水深度處理常用過濾工藝的介紹[J].資源節約與環保，2013（11）：86-87.

[5]馬小杰.濾布濾池在污水處理廠深度處理中的應用[J].中國市政工程,2010（3）：30-31.

[6]Kim J S,Kim S J,Lee B H.Effect of alcaligenes faecalis on nitrous oxide emission and nitrogen removel in three phase fluidized bed process [J].Environment Science Health,2004,39(7):1791-1804.

[7]沈曉鈴，李大成，蔣嵐嵐，等.深床反硝化濾池在污水廠提標擴建工程中的應用 [J].中國給水排水,2010,26（4）：32-34.

Research of Coagulation and Filtration for Advanced Treatment of Municipal Sewage

In recent years,the government has forced the municipal wastewater treatment plants to increase the discharge standard from one-level B to one-level A.And enterprises are encouraged to reuse of recycled water through policies.Coagulation filtration process for advanced treatment can effectively remove SS and TP.Comparison test were made by polyaluminium chloride,aluminum sulfate and ferric chloride.After using PAC as coagulant,TP of effluent can reach 0.1 mg/L,and SS can be stabilized below 8 mg/L.

advanced treatment;coagulation;filtration

王莎(1984-)，女，湖北漢川人，碩士研究生，主要研究方向為水污染控制、廢氣凈化處理。