不同絮凝劑對(duì)城市微污染河水處理效果對(duì)比研究

劉敏 吳勇 萬(wàn)朔陽(yáng) 李仁海

【摘 要】對(duì)比研究FeCl3、PAC試劑對(duì)綿遠(yuǎn)河水原水的濁度、TP、COD、NH4+-N、TN污染指標(biāo)的去除效果。取綿遠(yuǎn)河水原水，以FeCl3、PAC為絮凝劑，分別分析了投加量和沉淀時(shí)間對(duì)FeCl3、PAC在原水絮凝過程中絮凝效果的影響，研究結(jié)果表明：從整體上看，僅三氯化鐵對(duì)COD的去除效果優(yōu)于聚氯化鋁，聚氯化鋁對(duì)其余污染指標(biāo)的去除效果均優(yōu)于三氯化鐵。污染去除率受絮凝劑用量、靜置沉降時(shí)間共同影響。污染濃度隨沉降時(shí)間而降低。相同時(shí)間內(nèi)，絮凝劑濃度越大，去除效率越高，污染降低越快;不同絮凝劑濃度達(dá)到相同去除效率，絮凝劑濃度越高，所需時(shí)間越短，濃度越低，時(shí)間越高。

【關(guān)鍵詞】三氯化鐵;聚氯化鋁;綿遠(yuǎn)河水;絮凝效果;對(duì)比

中圖分類號(hào)： O614.811 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）23-0133-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.23.061

含水層及地下水的環(huán)境及水質(zhì)受回灌到地下水系統(tǒng)的水質(zhì)影響，因此，回灌的地下水應(yīng)達(dá)到不會(huì)對(duì)地下室環(huán)境造成污染的水質(zhì)要求，并達(dá)到人體可利用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[1-3]。在運(yùn)用絮凝技術(shù)時(shí)，原水中的懸浮微?？赏ㄟ^絮凝形成釩花，互相碰撞并緩慢沉淀，絮狀物最終沉于底部。目前，應(yīng)用最廣泛的無(wú)機(jī)絮凝劑包括鋁鹽絮凝劑、鐵鹽絮凝劑。鋁鹽絮凝劑工藝成熟，絮凝過程中所產(chǎn)生的釩花較大。鐵鹽絮凝劑對(duì)溫度要求低且對(duì)人體不造成危害，是人體需要的一種元素，不會(huì)對(duì)絮凝體造成二次污染，而且還具有價(jià)格便宜、水溫適應(yīng)范圍廣、沉降快、絮凝能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

試驗(yàn)對(duì)綿遠(yuǎn)河水原水經(jīng)過三氯化鐵及聚氯化鋁試劑分別絮凝沉淀預(yù)處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后，回灌補(bǔ)給地下水。試驗(yàn)對(duì)比研究三氯化鐵、聚氯化鋁試劑對(duì)德陽(yáng)市綿遠(yuǎn)河水原水濁度、TP、COD、NH4+-N、TN污染指標(biāo)的去除效率，分析出兩種絮凝劑對(duì)各污染指標(biāo)去除效果的優(yōu)劣，為地下水回灌系統(tǒng)工程服務(wù)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)裝置由原水、絮凝、沉淀三大部分組成。試驗(yàn)的原水取于四川省德陽(yáng)市綿遠(yuǎn)河。試驗(yàn)時(shí)在原水桶內(nèi)放入適量原水，測(cè)定原水相關(guān)污染指標(biāo)的初始值，原水通過管道伴隨均勻加入的三氯化鐵、聚氯化鋁液體，河流的動(dòng)力條件可通過此試驗(yàn)裝置模擬，使得原水與絮凝劑混合流入絮凝桶內(nèi)，攪拌至原水與絮凝劑混合均勻后（攪拌約10min），混合均勻后，通過管道流入沉淀池內(nèi)，隨后靜置沉淀，分別在0.5、1、1.5、2、4、6h從沉淀池內(nèi)取出水樣，進(jìn)行相關(guān)的污染指標(biāo)的測(cè)定。

1.2 分析方法與初始水質(zhì)

河水原水初始TP、COD、NH4+-N和TN采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002），濁度采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB14848—93）。初始水質(zhì)見表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 濁度去除效果

由圖1可知，試驗(yàn)組在0～6h時(shí)，濁度去除率增量最大。在6h后，聚氯化鋁試劑試所有驗(yàn)組，濁度和濁度去除率趨于穩(wěn)定;三氯化鐵試劑所有試驗(yàn)組，濁度和濁度去除率仍呈緩慢增加。聚氯化鋁試劑在所有試驗(yàn)組中，濁度分別由18.6NTU降低至2.4NTU、2.1NTU、2.1NTU，最終去除率分別為87.10%、88.71%、88.71%;三氯化鐵試劑在所有試驗(yàn)組中，濁度分別由18.6NTU降低至3.2NTU、3.0NTU、2.8NTU，最終去除率分別為82.80%、83.87%、84.95%。

聚氯化鋁絮凝劑對(duì)濁度的去除效果較三氯化鐵顯著。在0～6h時(shí)濁度的去除效果最為顯著，PAC的濁度去除率增量大于FeCl3;6～9h濁度降低速率變緩，濁度去除率增量變小，趨于穩(wěn)定。

2.2 COD去除效果

由圖2可知，所有試驗(yàn)組在0～6h時(shí)，COD去除率增量最大。在6h后，聚氯化鋁試劑所有試驗(yàn)組，COD和COD去除率趨于穩(wěn)定;三氯化鐵試劑80mg/L試驗(yàn)組，COD和COD去除率趨于穩(wěn)定，40mg/L、60mg/L試驗(yàn)組，COD和COD去除率仍呈緩慢增加。三氯化鐵試劑在所有試驗(yàn)組中，COD分別由3.7mg/L降低至2.5mg/L、2.1mg/L、1.9mg/L，最終去除率分別為32.43%、43.24%、48.65%;聚氯化鋁試劑在40mg/L、60mg/L、80mg/L濃度下，COD分別由3.7mg/L降低至2.7mg/L、2.4mg/L、2.3mg/L，最終去除率分別為27.03%、35.14%、37.84%。

三氯化鐵絮凝劑對(duì)COD的去除效果較聚氯化鋁顯著。在0～6h時(shí)COD的去除效果最為顯著，F(xiàn)eCl3的COD去除率增量大于PAC;6～9h內(nèi)COD降低速率變緩，COD去除率增量變小，趨于穩(wěn)定。

2.3 TP去除效果

所有試驗(yàn)組在0～6h時(shí)，TP去除率增量最大。在6～7.5h內(nèi)，兩種試劑所有試驗(yàn)組仍呈緩慢增長(zhǎng);7.5～9h內(nèi)，兩種試劑所有試驗(yàn)組，TP和TP去除率趨于穩(wěn)定。三氯化鐵試劑在所有試驗(yàn)組中，TP分別由0.32mg/L降低至0.15mg/L、0.13mg/L、0.11mg/L，最終去除率分別為53.13%、59.38%、65.63%;聚氯化鋁試劑在40mg/L、60mg/L、80mg/L濃度下，TP分別由0.32mg/L降低至0.11mg/L、0.09mg/L、0.08mg/L，最終去除率分別為65.63%、71.88%、75.00%。

聚氯化鋁絮凝劑對(duì)TP的去除效果較三氯化鐵顯著。在0～6h內(nèi)TP的去除效果最為顯著，F(xiàn)eCl3的TP去除率增量大于PAC;6～9h內(nèi)，PAC試劑60mg/L試驗(yàn)組與FeCl3試劑80mg/L仍呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，剩余4組試驗(yàn)組TP降低速率變緩，TP去除率增量變小，趨于穩(wěn)定。

2.4 TN去除效果

所有試驗(yàn)組在0～6h內(nèi)，TN去除率增量最大。在6h后，三氯化鐵試劑所有試驗(yàn)組，TN和TN去除率趨于穩(wěn)定;聚氯化鋁試劑仍呈較快增長(zhǎng)速率。三氯化鐵試劑在所有試驗(yàn)組中，TN分別由3.8mg/L降低至2.5mg/L、2.4mg/L、2.1mg/L，最終去除率分別為34.21%、36.84%、44.74%;聚氯化鋁試劑在所有試驗(yàn)組中，TN分別由3.8mg/L降低至2.2mg/L、1.5mg/L、1.2mg/L，最終去除率分別為42.11%、60.53%、68.42%。

在0～6h內(nèi)TN的去除效果最為顯著，F(xiàn)eCl3的TN去除率增量大于PAC;6～9h內(nèi)三氯化鐵試驗(yàn)組TN降低速率變緩，TN去除率增量變小，趨于穩(wěn)定，聚氯化鋁試驗(yàn)組TN降低速率仍然顯著。

3 結(jié)論

從去除效果得出，F(xiàn)eCl3試劑對(duì)濁度、COD、總磷、氨氮的去除效果明顯，濁度的最終去除率為82.80%～83.87%，COD的最終去除率32.43%～48.65%，總磷的最終去除率為53.13%～65.63%，氨氮的最終去除率為33.33%～59.52%;對(duì)總氮的去除效果較顯著，總氮的最終去除率為34.21%～44.74%。PAC試劑對(duì)濁度、總磷、總氮、氨氮的去除效果顯著，濁度的最終去除率為87.10%～88.71%，總磷的最終去除率為65.63%～75.00%，總氮的最終去除率為42.11%～68.42%，氨氮的最終去除率為28.57%～47.62%;對(duì)COD的去除效果較為明顯，COD的最終去除率為27.03%～37.84%。

整體上，PAC試劑對(duì)濁度、總磷、總氮、的去除效果優(yōu)于FeCl3試劑;對(duì)氨氮、COD的去除效果要劣于FeCl3試劑。兩種試劑均出現(xiàn)繼續(xù)增加投加量時(shí)，去除效果趨于穩(wěn)定的結(jié)果。就試驗(yàn)結(jié)果而言，污染去除率受絮凝劑用量、靜置沉降時(shí)間共同影響。污染濃度隨沉降時(shí)間而降低。相同時(shí)間內(nèi)，絮凝劑濃度越大，去除效率越高，污染降低越快;不同絮凝劑濃度達(dá)到相同去除效率，絮凝劑濃度越高，所需時(shí)間越短，濃度越低，時(shí)間越高。

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