高效澄清池聯(lián)合粉末活性炭工藝處理水污染研究

饒明

摘 要：研究采用了高效澄清池聯(lián)合粉末活性炭工藝，考察其對(duì)微污染原水的處理效果。結(jié)果表明，當(dāng)聚合氯化鋁的投量為12（mg/L）時(shí)，對(duì)于出水好氧量值（CODMn）達(dá)到最佳的去除效果。當(dāng)聚丙烯酰胺的投加量超過0.1（mg/L）時(shí)，繼續(xù)增大投加量對(duì)于出水好氧量去除率的提高已經(jīng)不明顯。當(dāng)污泥回流比控制在5%以內(nèi)時(shí)，隨著污泥回流比的提高，對(duì)于出水好氧量的去除效果的提升十分明顯。當(dāng)污泥回流比超過5%時(shí)，去除效果已無明顯提升。

關(guān)鍵詞：高效澄清池 粉末活性炭 微污染水 污泥回流比

中圖分類號(hào)：X7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）12（b）-0059-02

目前針對(duì)國內(nèi)部分自來水廠夏季水源水出現(xiàn)微污染，有機(jī)物超標(biāo)的問題，有多種技術(shù)和方法。高效澄清池就是一種非常有效的應(yīng)用技術(shù)，通過聯(lián)合粉末活性炭投加工藝，可以提高對(duì)于有機(jī)為污染物的去除率。此次中試試驗(yàn)是針對(duì)國內(nèi)某水廠出現(xiàn)的夏季水源污染問題，進(jìn)行現(xiàn)場中試試驗(yàn)，為水廠水源水為試驗(yàn)用水，并設(shè)計(jì)安裝高效澄清池等試驗(yàn)裝置，通過改變混凝劑（聚合氯化鋁）、PAM（聚丙烯酰胺）及污泥回流率等運(yùn)行參數(shù)，來考察其對(duì)于有機(jī)污染物的去除效果，試驗(yàn)結(jié)果及分析如下。

1 聚合氯化鋁投量對(duì)出水有機(jī)物去除效果的影響

由圖1可以看出，隨著聚合氯化鋁的投量的提高，出水耗氧量（CODMn）值在不斷降低，但當(dāng)沉后水的耗氧量值達(dá)到12（mg/L）的時(shí)候，出水的耗氧量值降到了最低值，為1.60（mg/L），同時(shí)，對(duì)于出水耗氧量的去除率也達(dá)到了35.8%的高值，由于該試驗(yàn)采用黃河水庫水為原水，水質(zhì)情況會(huì)有少量波動(dòng)，采用出水耗氧量的絕對(duì)降低值來判斷對(duì)于出水微污染物去除效果的好壞是否適用，但通過耗氧量的去除率多少來判斷污染區(qū)除去效果的好壞更加科學(xué)合理，因此，此次實(shí)驗(yàn)采用12（mg/L）的混凝劑投加量最佳。

投加聚合氯化鋁的目的是利用混凝劑良好的破膠作用，讓原水中的懸浮膠體失去原有的穩(wěn)定性，然后聚集成大的膠體沉淀，從而降低了原水中的濁度值，同時(shí)，也可以降低原水中有機(jī)微污染物的含量。在上述絮凝反應(yīng)的過程中，大分子的有機(jī)物與水中膠體一起參與了絮凝反應(yīng)及沉淀的全過程，反應(yīng)產(chǎn)生的絮凝體對(duì)于大分子有機(jī)物又存在一定的吸附作用，導(dǎo)致出水耗氧量值的降低。

綜合上述分析，當(dāng)聚合氯化鋁的投量為12（mg/L）時(shí)，耗氧量去除率達(dá)到最高，理論上判斷應(yīng)該為最佳投加量。同時(shí)，考慮到節(jié)省藥劑及降低出水余鋁含量，以及后續(xù)試驗(yàn)中聚丙烯酰胺（PAM）的投加和回流污泥的強(qiáng)化作用，確定聚合氯化鋁投量為12（mg/L），并進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2 聚丙烯酰胺（PAM）投量對(duì)出水有機(jī)物去除效果的影響

該試驗(yàn)采用以下5種藥劑投加方案來考察對(duì)于試驗(yàn)原水微污染有機(jī)物的去除效果，其試驗(yàn)參數(shù)組合方案如下。

A：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.05（mg/L）聚丙烯酰胺。

B：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.10（mg/L）聚丙烯酰胺。

C：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.15（mg/L）聚丙烯酰胺。

D：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁+0.20（mg/L）聚丙烯酰胺。

E：10（mg/L）粉末活性炭+12（mg/L）聚合氯化鋁。

由圖2可以看出，不同藥劑投加方案下，出水耗氧量值會(huì)呈現(xiàn)出不同的變化，分析后可以得出，工藝B及工藝C的投加方案，試驗(yàn)出水的耗氧量值降至最低，為2.18（mg/L）。與工藝E（出水耗氧量值為2.31（mg/L））相比，試驗(yàn)出水的耗氧量值降低了0.13（mg/L），效果明顯；而工藝B的出水耗氧量去除率為25.5%，比工藝E下19.2%的出水耗氧量去除率要提高6.3%，并且顯著地高于其他各工藝情況下的出水耗氧量去除率。因此，工藝B的投加方案對(duì)于出水耗氧量的去除效果最好，確定為最佳工藝。

綜合上述情況，確定工藝B對(duì)于出水耗氧量的去除能達(dá)到最佳效果，確定采用12（mg/L）聚合氯化鋁+0.1（mg/L）聚丙烯酰胺的工藝來進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

3 污泥回流比對(duì)出水有機(jī)污染物去除效果的影響

不同污泥回流比情況下，出水耗氧量（CODMn）值及其去除率的情況也會(huì)呈現(xiàn)出一定規(guī)律的變化。

可以看出，當(dāng)污泥回流比逐漸增加時(shí)，出水的耗氧量值在不斷降低，當(dāng)回流比提高到5%的時(shí)候，出水耗氧量值降到最低的1.80（mg/L），同時(shí)，對(duì)于耗氧量的去除率也達(dá)到最高，為38.1%，當(dāng)進(jìn)一步提高污泥回流比時(shí)，其對(duì)于耗氧量的去除效果已不明顯，上述分析可以看出，當(dāng)污泥回流時(shí)聯(lián)合投加粉末活性炭，利用活性炭的吸附能力，可以提高工藝對(duì)原水中微污染有機(jī)物的去除效果，確定此次試驗(yàn)的污泥回流比的最佳參數(shù)為5%。

污泥回流之所以能夠有效提升對(duì)于原水有機(jī)物的去除效果，可能是由于粉末活性炭的多次循環(huán)利用使得其吸附性能得到充分發(fā)揮。另外，當(dāng)以5%的比例回流污泥時(shí)，由于在回流的污泥中本身就含有沒有充分吸附的粉末活性炭，因此，在投加的10（mg/L）的粉末活性炭中有5%即0.5（mg/L）粉末活性炭重新進(jìn)入混合反應(yīng)階段參與吸附，使得回流時(shí)粉末活性炭的總投量變?yōu)?0.5（mg/L）。而隨著回流次數(shù)（N）的增加，粉末活性炭的總投加量也可以根據(jù)10（1+0.05）N 來計(jì)算?？梢钥闯觯S著回流次數(shù)的增加，導(dǎo)致了粉末活性炭的工藝中投加量不斷升高，從而也提高對(duì)于原水有機(jī)物的去除效果。

4 結(jié)語

確定聚合氯化鋁的最佳投量為12（mg/L）。此投量是充分考慮到節(jié)省藥劑、降低出水余鋁含量，以及后續(xù)試驗(yàn)中聚丙烯酰胺（PAM）的加入和回流污泥的強(qiáng)化作用而得出的。

在不回流的情況下，12（mg/L）聚合氯化鋁+0.1（mg/L）聚丙烯酰胺+10（mg/L）粉末活性炭的組合投加方案為最佳方案。當(dāng)聚丙烯酰胺的投量超過0.1（mg/L）的情況下，對(duì)于出水耗氧量去除率的提高已不明顯。同時(shí)，鑒于PAM存在一定的毒性，后期進(jìn)行污泥回流后還能提升系統(tǒng)去除效果，因此，確定該試驗(yàn)聚丙烯酰胺最佳投量為0.1（mg/L）。

該試驗(yàn)污泥回流比的最佳投量確定為5%。當(dāng)污泥回流比控制在5%以內(nèi)時(shí)，隨著污泥回流比的提高，對(duì)于出水耗氧量值去除效果的提升十分明顯，當(dāng)污泥回流比超過5%時(shí)，去除效果已無明顯提升。高效澄清池聯(lián)合粉末活性炭工藝能夠有效增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)于原水微污染有機(jī)物的去除效果。

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