聚合氯化鋁在工業(yè)污水除磷中的應(yīng)用研究

李劍 蔡思怡 王林

【摘 要】文章以廣西某工業(yè)園區(qū)的污水處理廠為研究對(duì)象，對(duì)比PAC、PFC、PAFC、PFS和硫酸鋁5種除磷劑的除磷效果。實(shí)驗(yàn)表明，在相同投加量的情況下，PAC優(yōu)于其他4種除磷劑，確定適合污水處理廠的除磷劑為PAC。同時(shí)，對(duì)除磷工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，當(dāng)攪拌速度為300 r/min、攪拌時(shí)間為20 min、PAC投加量為160 mg/L時(shí)，出水總磷為0.89 mg/L。此外，以該工藝參數(shù)進(jìn)行污水處理在線試驗(yàn)。結(jié)果表明，當(dāng)PAC的投加量為160 mg/L時(shí)，出水總磷可以降到0.93mg/L，出水總磷能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

【關(guān)鍵詞】聚合氯化鋁；除磷；工業(yè)污水；除去率

【中圖分類號(hào)】X703 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2018）06-0113-02

隨著工業(yè)化和城市化程度的不斷提高，排入水體中的磷總量不斷增加，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了水體的自凈能力，使水體喪失應(yīng)有的功能[1-2]，由此引發(fā)的一系列問題已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)和生活。磷是多數(shù)水體富營養(yǎng)化的控制性因素，而磷的來源主要有2個(gè)方面，一是生活污水的排放，二是工業(yè)生產(chǎn)中的含磷廢水，尤其是后者含磷濃度高，影響大[3]。因此，如何有效地除去廢水中的磷，對(duì)消除污染、保護(hù)環(huán)境具有十分重要的意義。

工業(yè)廢水處理中，因?yàn)闋I養(yǎng)失衡及含磷濃度高等原因?qū)е律幚磉^程中除磷效率低，很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，常用和可靠的辦法就是化學(xué)除磷，通過投加除磷劑降低出水總磷[4]。本文以廣西某工業(yè)園區(qū)污水處理廠為研究對(duì)象，主要是變性淀粉廢水、糖廠廢水及電池廢水，總磷較高，以聚合氯化鋁為除磷劑，探討各影響因素對(duì)除磷效果的影響，確定和優(yōu)化該污水處理廠的除磷工藝條件。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 水樣來源

實(shí)驗(yàn)用水取自二沉池前的配水井，水質(zhì)參數(shù)見表1。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

聚合氯化鋁（PAC）、聚合氯化鐵（PFC）、聚合氯化鋁鐵（PAFC）、硫酸鋁、聚合硫酸鋁（PFS）均購自衡陽市建衡實(shí)業(yè)有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

取1 000 mL的水樣置2 000 mL的燒杯中，加入不同量的聚合氯化鋁溶液，以一定的速度攪拌一定的時(shí)間，靜置30 min，取上清液分析總磷。

1.4 分析方法

TP采用過硫酸鉀消解-鉬酸銨分光光度法（GB 11893—89）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同除磷劑對(duì)除磷效果的影響

將PAC、PFC、聚合氯化鋁鐵、硫酸鋁、PFS等除磷劑配置成5 g/L的溶液，分別向燒杯中水樣中加入100 mg/L的除磷劑，在200 r/min的速度下攪拌10 min，靜止30 min取上清液進(jìn)行總磷分析，結(jié)果見表2。

由表1的試驗(yàn)結(jié)果可知，PAC、PFC和PAFC均對(duì)總磷的去除有較好的效果，綜合考慮本廠的實(shí)際情況、藥劑的處理效果及藥劑成本，本廠選用PAC做為除磷劑。

2.2 攪拌速度對(duì)除磷效果的影響

在4個(gè)燒杯中分別裝有總磷為4.08 mg/L的試驗(yàn)用水

1 000 mL，向燒杯中添加100 mg/L的PAC，分別以100 r/min、200 r/min、300 r/min和400 r/min的速度攪拌10 min，沉降30 min，取上清液進(jìn)行分析總磷，結(jié)果如圖1所示。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，隨著攪拌速度的增大，混合越均勻，反應(yīng)越充分，總磷的去除效果越好。但當(dāng)攪拌速度增加到300 r/min后，繼續(xù)增大攪拌速度對(duì)總磷的降低沒有顯著的影響，本文將攪拌速度確定為300 r/min。

2.3 攪拌時(shí)間對(duì)除磷效果的影響

在5個(gè)燒杯中分別裝有總磷為4.08 mg/L的試驗(yàn)用水

1 000 mL，向燒杯中添加100 mg/L的PAC，以300 r/min的速度分別攪拌5 min、10 min、20 min、30 min，沉降30 min，取上清液進(jìn)行分析總磷，結(jié)果如圖2所示。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，隨著攪拌攪拌的增大，傳質(zhì)得到了強(qiáng)化，反應(yīng)越充分，總磷的去除效果越好。但當(dāng)攪拌時(shí)間增加到20 min后，繼續(xù)增大攪拌時(shí)間對(duì)總磷的降低沒有顯著的影響，本文將攪拌時(shí)間確定為20 min。

2.4 PAC投加量對(duì)除磷效果的影響

在7個(gè)燒杯中分別裝有總磷為4.08 mg/L的試驗(yàn)用水

1 000 mL，向燒杯中分別添加100 mg/L、130 mg/L、160 mg/L、190 mg/L、220 mg/L、250 mg/L、280 mg/L的PAC，以300 r/min的速度攪拌20 min，沉降30 min，取上清液進(jìn)行分析總磷，結(jié)果如圖3所示。

從圖3可看出，隨著PAC投加量的增大，除磷效果得到了顯著的提升，當(dāng)PAC添加量從100 mg/L增加到280 mg/L時(shí)，總磷從1.66 mg/L降到了0.26 mg/L。當(dāng)PAC投加量增加到160 mg/L時(shí)，總磷即可達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)PAC繼續(xù)增加投加量至250 mg/L時(shí)，總磷即可達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 污水處理廠化學(xué)除磷工藝在線試驗(yàn)

根據(jù)上述試驗(yàn)條件，將PAC配置成5 g/L的溶液，按照160 mg/L的量添加到污水處理系統(tǒng)中，為了測(cè)試不同加藥位置對(duì)總磷去除的影響，本文分別在氧化溝出水口和二沉池前的配水井加PAC，分別檢測(cè)2個(gè)位置加藥的除磷效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出，在氧化溝出口位置添加PAC與在二沉池前的配水井位置添加PAC對(duì)除磷效果的影響不大，這是因?yàn)榕渌蕉脸刂g還有25 m的距離，在管道內(nèi)得到充分的混合，此外進(jìn)水在二沉池的停留時(shí)間為6 h，而前面的試驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間只有50 min，在二沉池內(nèi)有足夠的反應(yīng)時(shí)間，因此在這2個(gè)位置添加PAC對(duì)除磷效果沒有明顯的區(qū)別，出水總磷分別為0.93 mg/L和0.954 mg/L出水均能達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

（1）PAC、PFC、聚合氯化鋁鐵、硫酸鋁、PFS這5種不同的除磷劑，在相同投加量的情況下，PAC的除磷效果最好。

（2）攪拌速度增大，除磷效果顯著，但當(dāng)攪拌速度增加到300 r/min后，繼續(xù)增大攪拌速度對(duì)除磷效果作用不明顯。

（3）攪拌時(shí)間增加，混合就越充分，反應(yīng)也越完全，當(dāng)攪拌時(shí)間達(dá)到20 min后，再增加攪拌時(shí)間對(duì)總磷的去除作用不大。

（4）隨著PAC投加量的增大，反應(yīng)平衡向生成沉淀一側(cè)移動(dòng)，從而提升總磷的去除率。當(dāng)PAC投加量分別達(dá)到160 mg/L和250 mg/L時(shí)，出水總磷分別可以達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)和一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

（5）當(dāng)PAC投加量為160 mg/L時(shí)，無論在氧化溝出水口還是二沉池前的配水井投加PAC，出水總磷均能達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]李敏，梁茂杰，李楚喜，等.聚氯化鋁與聚氯化鐵除磷效果的對(duì)比研究[J].廣東化工，2014，41（11）：77.

[2]李光輝，王桂玉，占國將，等.聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵除磷效果對(duì)比研究[J].上海化工，2014，39（8）：1-4.

[3]鄧曉文.混凝沉淀法處理含磷廢水的試驗(yàn)研究[J]. 安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，12（5）：73-75.

[4]于鳳，陳洪斌.屠宰廢水處理技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2005，30（4）：84-87.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]