絮凝劑復(fù)配處理經(jīng)格柵沉淀后豬場(chǎng)污水的研究

葉鼎承 劉 景 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所 福州 350013

隨著規(guī)模化養(yǎng)殖的發(fā)展， 產(chǎn)生的大量污水已是水體污染重要的污染源之一[1]。 目前針對(duì)畜禽養(yǎng)殖污水的處理工藝較多， 但無論采取何種工藝及措施進(jìn)行處理， 都應(yīng)該采取一定的預(yù)處理方法以降低后續(xù)處理步驟中的負(fù)荷， 同時(shí)防止大的固體或雜物進(jìn)入后續(xù)處理環(huán)節(jié)，造成處理設(shè)備的擁堵或損害。針對(duì)糞污中的大顆粒成分，通常采用沉淀、過濾及離心等固液分離技術(shù)來實(shí)現(xiàn)預(yù)處理，常見的格柵、沉淀池及篩網(wǎng)都屬于該范疇。

絮凝技術(shù)是一種既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便的污水預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)可降低原水的濁度、色度等感觀指標(biāo)，同時(shí)去除多種高分子有機(jī)物[2]。 目前，采用復(fù)合絮凝劑處理豬場(chǎng)廢水的研究相對(duì)較少， 本研究擬篩選復(fù)配高效的復(fù)合絮凝劑，進(jìn)一步加強(qiáng)格柵沉淀的效果。減少后端污水處理的濃度，增加隔渣池糞污的含量，可進(jìn)一步用于堆肥發(fā)酵或者異位發(fā)酵床糞污資源化利用模式[2]。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器 材料：污水來源于某豬場(chǎng)糞污經(jīng)格柵沉淀后的上層污水， 采集后置4 ℃冰箱保存，根據(jù)需要配制為各濃度樣品。 試劑：陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（C-PAM）、陰離子聚丙烯酰胺（A-PAM）、氯化鋁、氯化鐵、聚合硫酸鐵（PFS）。 儀器：磁力攪拌器、濁度儀。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 單一絮凝劑效果測(cè)定 以1 L 燒杯為反應(yīng)槽，分別準(zhǔn)確取一定量的絮凝劑，加至200 mL 污水中，磁力攪拌器快速攪拌90 s，慢速攪拌20 min，靜置4 h 后取上清液， 測(cè)定污水處理前后的濁度、SS 變化，比較不同種類、不同投加量的絮凝劑使用效果。

絮凝劑采用濕法投加， 即在使用前將固形絮凝劑均用蒸餾水配制成一定濃度的使用液， 在使用時(shí)取適量體積的絮凝劑溶液進(jìn)行試驗(yàn)。 其中3 種無機(jī)絮凝劑均配制成200 g/L 溶液（通風(fēng)、避光保存，3 d內(nèi)使用），2 種有機(jī)絮凝劑配制成1 g/L 溶液 （溶解1 h 以上，24 h 內(nèi)使用）。

1.2.2 復(fù)合絮凝劑的配制 將篩選出的一種最佳無機(jī)絮凝劑與一種最佳有機(jī)絮凝劑復(fù)配，加入污水中，考察不同投加順序、不同配比的絮凝效果，獲得復(fù)合絮凝劑配方。

1.2.3 測(cè)試指標(biāo)與方法 濁度采用濁度分析儀進(jìn)行測(cè)定；懸浮物（SS）采用國(guó)標(biāo)重量法（GB11901-1989）測(cè)定，在105 ℃烘干至恒重后測(cè)定重量。

2 結(jié)果與分析

2.1 單一絮凝劑篩選與投加量確定 從各絮凝劑不同投加量對(duì)SS 去除率的效果來看，隨著各絮凝劑用量的增加，去除率都呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)（見圖1），其中無機(jī)絮凝劑PFS（200 g/L）與兩種有機(jī)絮凝劑C-PAM、A-PAM（1 g/L）的效果較好，投加量分別在8 mL （即1.6 g/L）、10 mL （即1 mg/L）、14 mL（即1.4 mg/L） 時(shí)對(duì)SS 的去除率為90.6%、92.3%和92.5%。

圖1 不同絮凝劑投加量對(duì)SS 去除率的影響

馮一然等（2017）的研究也表明，SS 的去除率隨著絮凝劑投加量的增加呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)[4]。絮凝劑投加量過少時(shí)，形成的絮凝體粒徑過小，無法通過克服浮力作用而發(fā)生沉降， 絮凝劑對(duì)膠體顆粒的網(wǎng)捕卷掃作用和吸附架橋作用無法充分發(fā)揮，對(duì)污染物去除率低。 當(dāng)絮凝效果達(dá)到一定峰值后，繼續(xù)投加絮凝劑， 則會(huì)使形成的絮體重新變成穩(wěn)定的膠體，導(dǎo)致去除效果下降[5]。

從濁度的去除效果來看， 幾種絮凝劑都可以有效降低污水的濁度（見圖2）。PFS 投加量為8 mL（即1.6 g/L）時(shí)，對(duì)濁度的去除率即可達(dá)到95.8%；而有機(jī)絮凝劑C-PAM 用量為10 mL（1 mg/L）時(shí)，對(duì)濁度的去除率達(dá)96.3%。

圖2 不同絮凝劑投加量對(duì)濁度去除率的影響

2.2 復(fù)合絮凝劑的配制 每種絮凝劑都有其適用范圍與優(yōu)缺點(diǎn)， 在試驗(yàn)研究和工程應(yīng)用中通常將無機(jī)和有機(jī)絮凝劑復(fù)配使用。許多研究表明，兩種或多種絮凝劑聯(lián)合復(fù)配使用， 可有效彌補(bǔ)單一絮凝劑的不足和缺陷，在降低成本的同時(shí)提高處理效率[6]。

2.2.1 投加順序?qū)π跄Ч挠绊?根據(jù)單一絮凝劑篩選的結(jié)果，設(shè)置不同投加順序，其絮凝效果見圖3。 3 種投加順序?qū)S 和濁度去除率的影響基本一致， 絮凝效果由強(qiáng)至弱分別為： 先加PFS 后加CPAM＞先加C-PAM 后加PFS＞同時(shí)投加PFS 和CPAM；先加PFS 后加C-PAM 的處理對(duì)SS 和濁度去除率分別達(dá)到93.3%和97.6%。

圖3 投加順序?qū)π跄Ч挠绊?/p>

2.2.2 投加配比對(duì)絮凝效果的影響 固定PFS 投加量為1.6 g/L，C-PAM 投加量對(duì)污水SS 和濁度的去除效果見圖4。 隨著C-PAM 投加量的增加，絮凝效果呈現(xiàn)先上升后下降的規(guī)律， 在C-PAM 投加量為0.6 mg/L 時(shí)，SS 和濁度去除率最高， 分別為96.8%和99.2%。

圖4 投加配比對(duì)絮凝效果的影響

3 結(jié) 論

通過實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的對(duì)比研究， 在處理經(jīng)格柵沉淀后的豬場(chǎng)污水時(shí)，可選擇聚合硫酸鐵（PFS）與陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（C-PAM）作為復(fù)合絮凝劑，其最佳配比為PFS 投加量1.6 g/L、C-PAM 投加量0.6 mg/L，并按先PFS 后C-PAM 的順序投加， 在此條件下對(duì)污水SS 和濁度的去除率分別可達(dá)96.8%和99.2%。