混凝沉淀法去除河道總磷的試驗(yàn)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(dāng)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(yán)重，已成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的主要因素[2-5]。有關(guān)資料表明，磷是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的決定因素[6-8]，一般認(rèn)為當(dāng)水體中總磷高于0.02 mg/L時，就認(rèn)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(xué)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(yùn)行操作條件較為嚴(yán)格[13,14]，效果不穩(wěn)定，出水易出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)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(jī)物濃度偏低，因而碳源不足[15]?；瘜W(xué)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(xué)除磷技術(shù)，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(xué)混凝法對3條不同河道水進(jìn)行除磷試驗(yàn)研究，以期獲得最佳的除磷效果，為下一步實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)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)?；炷龜嚢杵鳛榻饓?lián)磁力攪拌器HJ-6，分光光度計(jì)為上海精科752N型。

試驗(yàn)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(wǎng)和污水處理站的建設(shè)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(yán)重，造成水體的富營養(yǎng)化[17]。3條斷頭河水質(zhì)情況如表1所示。

表1　待試水樣水質(zhì)情況

1.2　試驗(yàn)方法

向一定量的試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)在室溫為25 ℃下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中Ⅲ類水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)總磷(以P計(jì))不大于0.2 mg/L為參照。

2　結(jié)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(zhì)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(dá)GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中Ⅲ類水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(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(dá)到86 mg/L時對磷的去除率只達(dá)到29%，因此，不再對聚合氯化鋁作進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

（2）整平：本工程采用推土機(jī)對填料后的面板堆石壩進(jìn)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(jìn)行整平處理。整平施工完畢后，應(yīng)再次對鋪設(shè)的厚度進(jìn)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(dá)到60 mg/L時對磷的去除率只達(dá)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(jìn)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(zhì)由處理前的1.24 mg/L降為處理后的0.19 mg/L，水質(zhì)從劣Ⅴ類變?yōu)棰蝾?；硫酸鋁對河道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(yuǎn)不及Ⅱ類水0.2 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。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(jī)磷等的含量有關(guān)，每條河流組成總磷的各個成分的不同導(dǎo)致了不同混凝劑的處理效果有所差異。

3　結(jié)語

在試驗(yàn)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(xiàn):