PAC 与PAM 复合絮凝剂对湿地进水预处理试验

PAC 与PAM 复合絮凝剂对湿地进水预处理试验

PAC 与PAM 复合絮凝剂对湿地进水预处理试验
郭晋玲, 宋逸清
(江苏省苏州市吴中区环境监测站, 江苏苏州215128)
摘　要: 为考察无机高分子混凝剂聚合氯化铝( PAC) 与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺( PAM) 复合絮凝剂对进 水中主要污染物的去除效果, 并找出最佳的投药量, 进行了PAC 与PAM 复合絮凝剂对人工湿地进水预处理的效 果研究。结果表明, PAC 与PAM 复合絮凝剂对污水中SS、TP、COD 去除效果较好。在PAC 最佳投加量为24 mg/ L 、PAM 为013 mg/ L 时, 对河水和生活污水的SS 去除率分别达到了65 %、69 % , 对TP 的去除率为41 %、 49 % , 对COD 的去除率为36 %、44 %。湿地的年药剂费用为612 万元。
关键词: PAC; PAM; 复合絮凝剂; 人工湿地; 预处理
中图分类号: X52 文献标识码: A 文章编号: 167128151 (2009) 0420379204
Using PAC and PAM Composite Coagulant to Pretreat Constructed Wetlands Influent
GUO J in2ling , SONG Yi2qing
( Envi ronmental Moni toring S tation , Wuz hong Dist rict , S uz hou 215000 , China)
Abstract : In order to inspect the elimination effect of PAC and the PAM compound flocculant on the main pollutant s in water and discovered the best medicinal dosage , the coagulation experiment of PAC and PAM composite coagulant on const ructed artificial wetland influent was conducted. The result showed that the composite coagulant could improve re2 moval of SS and TP as well as COD in const ructed wetlands influent . The SS , TP and COD removal ratio were 65 % , 41 % and 36 % respectively with PAC dosage of 24 mg/ L and PAM 013 mg/ L to wetlands influent f rom small creek while they were 69 % , 49 % and 44 % for rural domestic waste water. The total coagulant cost was 62 thousand yuan per year.
Key words : PAC; PAM; Composite Coagulant ; Const ructed wetlands ; Pret reatment
化学混凝处理工艺作为一项比较成熟的污水 处理技术, 广泛应用于生活污水、化工废水、染 整废水和造纸废水的预处理中, 目前也逐步开始 应用于污染地表水的处理中。化学混凝技术的处 理对象主要是污水中无机或有机的难以生物降解 的溶解物质或胶体, 微小粒径的悬浮物或胶体。 本文研究的原水来自于人工湿地, 在此人工湿地 运行过程中, 因湿地进水为河水、村宅生活污水, 进水含有大量不易降解的SS 和胶体物质, 常造 成湿地堵塞[1～3 ] 。为解决此问题, 运行管理方决 定对湿地进水增加混凝预处理工艺, 降低进水中 的SS 和难降解污染物, 减少湿地堵塞的发生, 提高后续湿地的处理能力。
试验选取该人工湿地进水中的河水和生活污 水进行混凝预处理试验, 在不改变原水p H 值的 条件下, 选用无机高分子混凝剂聚合氯化铝 ( PAC) 与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺( PAM) 复配使用, 以考察混凝预处理对进水中主要污染 物的去除效果, 并找出最佳的投药量, 为该人工 湿地预处理药剂的选择和工艺设计提供参考。
1 材料与方法
1.1 原水水质
该人工湿地为水平潜流湿地, 处理量平均为 4 000 m3 / d。连续5 天对人工湿地的不同进水水 源, 某一河水和村宅生活污水取样进行混凝试验。 试验期间原水水质情况如下表1 所示。
1.2 试验方法
试验采用MY- 6000 型六联搅拌仪进行室内 烧杯试验。试验中, 为确保混凝过程有一个合适

的水力条件, 反复计算G 和Gt 值后, 根据试验 中的搅拌速度和搅拌时间模拟现场实际的混凝过 程。混凝剂投加模拟: 搅拌仪转速350 r ·min - 1 、 搅拌时间10 s ; 助凝剂投加模拟: 搅拌仪转速 350 r ·min - 1 、搅拌时间50 s , 拟采用泵前投加; 混合反应池采用三段式平行折板反应池, 混凝剂 与原水混合的絮凝初期和絮凝中期模拟: 搅拌仪 转速为60 r ·min - 1 、搅拌时间10 min , 使得微 絮粒充分碰撞形成大的絮体; 絮凝后期: 停止搅 拌, 静止30 min , 取澄清后的上清液进行测试。 试验数据均为多次试验的平均值。
1.3 药剂
混凝剂PAC , 投加浓度分别为8 mg ·L - 1 、 16 mg ·L - 1 、24 mg ·L - 1 、32 mg ·L - 1 、40 mg ·L - 1 、48 mg ·L - 1 。助凝剂PAM , 配置成 011 %溶液, 投加浓度为013 mg ·L - 1 。
1.4 测试指标与方法
水温与溶解氧采用YSIDO200 便携式溶氧仪 测定, COD 采用HACH 试剂测定, TP、SS 采 用国家标准方法测定。[ 4 ]
2 结果与分析
2.1 对SS 的去除效果
不同PAC 投加量下, 复合絮凝剂对SS 的去 除效果如图1 、2 所示。随着PAC 投加量的增加, 污水中SS 去除率逐步提高, 投加PAC 和PAM 复合絮凝剂对河水和生活污水中SS 的去除效果 较好。试验中可清晰地观察到, 随着投加量的增 加, 水中絮凝形成的矾花由极小状逐渐变为较小, 再变为较多较大, 混凝后的上清液也由较混浊状 逐步变为较澄清和澄清。

对于河水而言, 当PAC 投加量为24 mg/ L , 出水中的SS 已经达到了城镇污水处理厂污染物 排放标准( GB18918 - 2002) 一级B 标准(标准 值为20 mg/ L) , 此时的SS 平均去除率为65 % , 当PAC 投加量增加到40 mg/ L 时, SS 平均去除 率已经达到了92 %, 再增加混凝剂用量, SS 去 除率不再有明显提高。对于生活污水而言, 当 PAC 投加量为16 mg/ L 时, 即可满足出水一级B 的要求, 此时的SS 平均去除率为57 % , 当投加 量增加到32 mg/ L 时, SS 平均去除率已经达到 了86 %。采用PAC 与PAM 复合絮凝剂, 因 PAM 长链(线) 状的分子结构和分子中含有大 量活性基团, 在一定程度上有利于促进絮体的形 成, 提高沉降速度, 促进了PAC 与水中胶体颗粒 的反应[5 ] 。
2.2 对TP 的去除效果
复合絮凝剂对河水和生活污水中TP 的去除 (范文先生网 fanwen.weiyujianbao.cn)效果如图3 、4 所示。

由图3 、4 可以看出,随着PAC 投加量的增加, 污水中TP 去除率逐步提高。当投加量为24 mg/ L 时,河水中的TP 去除率达到了41 % ,生活污水 中的TP 去除率达到了49 % , 当投加量增加到48 mg/ L 时, 河水中的TP 去除率达到了60 % , 生 活污水中的TP 去除率达到了70 % , 此时, 河水 的混凝出水TP 为116 mg/ L , 生活污水的混凝出 水TP 为018 mg/ L , 此时的出水中TP 含量仍然 较高。可能的原因是进水中正磷酸盐含量占TP 的80 %左右, 随着PAC 投加量的增大, 水中的 AL3 + 与TP 中的正磷酸盐生成更多的沉淀, 当正 磷酸盐基本被去除后, 再增加投药量, TP 中的 聚合磷酸盐和有机磷并不能通过沉淀去除, 因而 去除效果不再明显。
2.3 对COD 的去除效果
试验期间, 河水的COD 为102～146 mg/ L , 生活污水的COD 为35～88 mg/ L 。投加PAC 与 PAM 复合絮凝剂后,出水中COD 下降明显,如图 5 、6 所示。当投加量为24 mg/ L 时,河水的COD 平均去除率达到36 % , 出水COD 为77 mg/ L , 生活污水中的COD 平均去除率达到44 % , 出水 为33 mg/ L , 已经达到了一级B 标准( GB 为60 mg/ L) ; 之后, 当投加量增加到48 mg/ L 时, 河 水的COD 平均去除率达到46 %, 生活污水中的 COD 平均去除率达到55 % , 再增加PAC 投加量, 因原水中COD 浓度不高, COD 去除效率增加不 明显。在有机物的去除过程中, PAM 本身为有 机物, 能溶于水, 投量过多, 会使有机物含量增 加, 投加量不宜过大。

2.4 经济性分析
采用PAC 与PAM 复合絮凝剂作为人工湿地 进水混凝预处理药剂, 其经济性分析主要从药品 的价格、处理时的投药量及后期运行维护费用等 方面来考虑的。目前市场上PAC 的价格约为1 500 元/ t , PAM 的价格为20 000 元/ t , 根据混凝 试验的结果, 当PAC 投加量为24 mg/ L 时, 出 水中的SS 能达到一级B 标准, 当PAC 投加量达 到40 mg/ L 时, 出水中的TP 仍不能达到一级B 标准, 当投加量达到24 mg/ L 时, 出水中COD 已经达到了一级B 标准。人工湿地进水量以 4 000 t/ d 计算, 当PAC 投加量为24 mg/ L , PAM 为013 mg/ L 时, 复合絮凝剂的年药剂费用 为612 万元。
3 结论
采用PAC 与PAM 复合絮凝剂强化混凝预处 理人工湿地能有效降低进水中的SS、TP 和 COD。在投加量为24 mg/ L 时, 对河水和生活污 水的SS 去除率分别达到了65 %、69 % , 对TP 的去除率达到了41 %、49 % , 对COD 的去除率 达到了36 %、44 %。出水中的SS、COD 分别达 到了城镇污水处理厂污染物排放一级B 标准要 求, 在相同投加剂量情况下, 因进水中TP 含量 太高, 出水中TP 不能达到一级B 标准要求, 当 进水中TP 含量降低时, 在此投加量下, 出水中 TP 能达到一级B 标准。在PAC 投加量为24 mg/ L 、PAM 投加量为013 mg/ L 时, 人工湿地混凝 处理的年药剂费为612 万元。综合考虑混凝剂的 投加成本与将来工程的运行费用, PAC 与PAM 的投加量以不超过24 mg/ L 、013 mg/ L 为宜。
参　考　文　献
[ 1 ] Winter K J , D Goetz. The impact of sewage composition on t he soil clogging phenomena of vertical flow const ructed wetlands [J ] . Wat . Sci. Tech , 2003 , 48 (5) : 9214.
[ 2 ] Nguyen L M. Organic matter composition , microbial biomass and microbial activity in gravel2bed const ructed wetlands t reating farm dairy wastewater s [J ] . Ecolog. Engin. , 2000 , 6 : 992221.
[ 3 ] 詹德昊, 吴振斌, 徐光来. 复合垂直流构建湿地中有机质积累与基质堵塞[J ] . 中国环境科学, 2003 , 23 (5) : 4572461.
[ 4 ] 国家环保局. 水和废水监测分析方法[M] . 北京: 中国环境科学出版社, 1998.
[ 5 ] 伏培仟, 孙力平, 王少坡, 等. PAC 与PAM 复合絮凝剂在回用水处理中的应用[J ] . 水处理技术, 2008 , 34 (9) : 58261.

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