混凝沉淀法去除河道總磷的試驗研究

楊 茂 源

(太原市汾河景區(qū)管理委員會，山西 太原　030009)

水體富營養(yǎng)化問題是當今世界面臨的最主要的水污染問題之一[1]。隨著現(xiàn)代化城市和工業(yè)的不斷發(fā)展，水體富營養(yǎng)化日趨嚴重，已成為制約我國國民經濟和社會發(fā)展的主要因素[2-5]。有關資料表明，磷是導致水體富營養(yǎng)化的決定因素[6-8]，一般認為當水體中總磷高于0.02 mg/L時，就認為水體處于富營養(yǎng)化狀態(tài)[8-10]，因此除磷對防治水體富營養(yǎng)化尤為重要。

磷的去除方法有生物法、化學法和物理法。物理法如電滲析和反滲透處理成本均昂貴除磷效果差，目前很少采用[11]。生物法是利用聚磷菌在缺氧、厭氧和好氧交替的情況下完成對污水中磷的去除[12]，可使磷的去除率超過80%，但該法運行操作條件較為嚴格[13,14]，效果不穩(wěn)定，出水易出現(xiàn)不達標問題，且其需要有一定的碳源。對于河道除磷來說，因河道中混有雨水和天然河水，有機物濃度偏低，因而碳源不足[15]。化學除磷是向污水中人為投加除磷試劑(金屬鹽藥劑)與污水中溶解性的磷(磷酸鹽)混合后，形成顆粒狀、非溶解性的難溶沉淀物而從水中析出的過程[12]。采用化學除磷技術，受季節(jié)和溫度影響不大，磷的去除率較高，且效果穩(wěn)定可靠[16]。本研究采用化學混凝法對3條不同河道水進行除磷試驗研究，以期獲得最佳的除磷效果，為下一步實際應用奠定基礎。

1　材料與方法

1.1　試驗材料

采用除磷藥劑為聚合氯化鋁PAC(>30%Al2O3)和十二水合硫酸鋁(>99%，AR)。混凝攪拌器為金壇正基六聯(lián)磁力攪拌器HJ-6，分光光度計為上海精科752N型。

試驗原水取自3條斷頭河(河道CHG、河道SJH和河道MJQG)，斷頭河周邊村落多數(shù)依河兩岸分散而建，兩岸村民多將河道作為生活用水的水塘。因村落污水收集管網和污水處理站的建設受限制，污水無法集中處理，使得這些河道成為納污載體，直接消納來自兩岸居民就近排入的生活污水以及魚塘養(yǎng)殖廢水，致使河道污染和淤積嚴重，造成水體的富營養(yǎng)化[17]。3條斷頭河水質情況如表1所示。

表1　待試水樣水質情況

1.2　試驗方法

向一定量的試驗原水中投加一定量的除磷藥劑(PAC或硫酸鋁)，先以200 r/min快速攪拌30 s，再以100 r/min慢速攪拌5 min，靜置30 min后測定上清液中總磷濃度。實驗在室溫為25 ℃下進行。實驗后水樣總磷采用鉬酸銨分光光度法GB 11893—89測定。除磷效果以GB 3838—2002地表水環(huán)境質量標準中Ⅲ類水體水質標準總磷(以P計)不大于0.2 mg/L為參照。

2　結果與討論

2.1　聚合氯化鋁的除磷效果

聚合氯化鋁對3條河的除磷效果如表2所示。因不同河水質原因，聚合氯化鋁的除磷效果不甚相同。河道SJH和河道MJQG聚合氯化鋁投加量分別為85 mg/L和9 mg/L時，出水總磷均可達GB 3838—2002地表水環(huán)境質量標準中Ⅲ類水體水質標準(總磷濃度為0.2 mg/L)，但對于河道CHG來說除磷效果較差，投藥量達到86 mg/L時對磷的去除率只達到29%，因此，不再對聚合氯化鋁作進一步實驗。

（2）整平：本工程采用推土機對填料后的面板堆石壩進行整平施工。采用人工整平的方式對局部不平或者集料集中的區(qū)域進行整平處理。整平施工完畢后，應再次對鋪設的厚度進行測量。

2.2　硫酸鋁的除磷效果

硫酸鋁對3條河的除磷效果如表3所示。硫酸鋁對河道CHG和河道MJQG的除磷效果較好，硫酸鋁投加量分別為28 mg/L和14 mg/L時，出水總磷為0.25 mg/L和0.12 mg/L，但對于河道SJH來說硫酸鋁除磷效果較差，投藥量達到60 mg/L時對磷的去除率只達到37%。

表2　聚合氯化鋁除磷效果

表3　硫酸鋁的除磷效果

2.3　聚合氯化鋁和硫酸鋁除磷效果對比

將聚合氯化鋁和硫酸鋁對3條河最佳處理效果進行對比，如圖1所示。由圖1可知，不同河道河水用不同混凝劑處理效果不同，其中聚合氯化鋁對河道SJH除磷效果顯著，可使水質由處理前的1.24 mg/L降為處理后的0.19 mg/L，水質從劣Ⅴ類變?yōu)棰蝾悾涣蛩徜X對河道CHG和河道MJQG除磷效果優(yōu)于聚合氯化鋁，可使得總磷降至0.2 mg/L及以下。

河道CHG使用聚合氯化鋁做混凝劑，雖然處理后總磷濃度有所下降，但是總磷也只是降到0.56 mg/L，遠不及Ⅱ類水0.2 mg/L的標準。河道SJH使用硫酸鋁做混凝劑亦然。不同河道采用不同藥劑除磷效果各不相同，可能與水體中正磷酸鹽，偏磷酸鹽和有機磷等的含量有關，每條河流組成總磷的各個成分的不同導致了不同混凝劑的處理效果有所差異。

3　結語

在試驗條件下，河道CHG除磷藥劑最佳投加量為28 mg/L硫酸鋁，總磷從處理前0.87 mg/L降至0.25 mg/L；河道SJH除磷藥劑最佳投加量為85 mg/L聚合氯化鋁，總磷從處理前1.24 mg/L降至0.19 mg/L；河道MJQG除磷藥劑最佳投加量為14 mg/L硫酸鋁，總磷從處理前0.35 mg/L降至0.12 mg/L。

參考文獻: