不同鹽基度聚合氯化鋁對含磷污水的處理效果對比

薛克艷， 樊國斌

(中新蘇州工業(yè)園區(qū)環(huán)保技術(shù)有限公司， 江蘇 蘇州 215000)

含磷污水的排放是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要原因[1-2]。污水廠排放的剩余污泥在濃縮脫水過程中會重新釋磷，產(chǎn)生含磷量高的污泥水。城市污水處理廠目前一般采用將污泥水回流至進(jìn)水口再處理的方法，會造成磷的重復(fù)處理，還可能導(dǎo)致出水中的磷含量高而難以達(dá)標(biāo)排放[3]。化學(xué)沉淀法具有去磷效果好、處理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的除磷方法[4]。聚合氯化鋁(PAC)在化學(xué)除磷應(yīng)用中具有很好的處理效果[2]。在含磷廢水中投加PAC后，水解生成的Al3+能與廢水中的可溶性磷酸鹽結(jié)合轉(zhuǎn)變成非溶解性的磷酸鹽沉淀，從而去除廢水中磷酸根離子。PAC能夠在廢水中水解后通過對磷酸根離子表面的電荷層進(jìn)行壓縮，進(jìn)而吸附架橋使廢水中磷酸根與其它有機(jī)污染物迅速混凝成團(tuán)，粘結(jié)成絮體沉淀。雖然聚合氯化鋁用于高含磷污水的除磷的研究很多，但是關(guān)于鹽基度不同的聚合氯化鋁對除磷效能影響的研究卻鮮有報道。筆者針對某污水廠的污泥水上清液進(jìn)行小試，考察鹽基度不同的兩種PAC對上清液中磷的去除效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)水樣

試驗(yàn)所用的污泥水取自蘇州工業(yè)園區(qū)第一污水廠，水樣為機(jī)械濃縮后產(chǎn)生的污泥水混合液經(jīng)沉降之后上清液(CTP=1.484 mg/L)。

1.2 試驗(yàn)藥劑

低鹽基度PAC-1:Al2O3含量8.49%，pH值為3.93，鹽基度為14.23；用分析天平稱重，配制成200 mL溶液，Al物質(zhì)的量濃度為0.058 5 mmol/mL。

高鹽基度PAC-2：Al2O3含量10.44%，pH為4.37，鹽基度為86.95；用分析天平稱重，配制成200 mL溶液，Al濃度為0.058 5 mmol/mL。

1.3 除磷試驗(yàn)

采用ZR4-6混凝試驗(yàn)攪拌機(jī)進(jìn)行燒杯試驗(yàn)。取污泥水自然沉降后的上清液各1 000 mL，按照不同n(Al) ∶n(P)加入PAC，以200 r/min攪拌5 min，加1 mL濃度為1‰的PAM，以40 r/min攪拌10min，靜置30min后取上清液測定總磷(TP)。

1.4 分析方法

按照《水和廢水監(jiān)測分析方法(第四版)》測定[5]，上清液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后測定總磷。

2 結(jié)果與討論

固定n(Al) ∶n(P)分別為3.1、6.1和9.2，對比兩種鹽基度PAC去除廢水中總磷的效果。由表1可知，在投加的鋁鹽與TP的n(Al) ∶n(P)相同的情況下，低鹽基度的PAC-1對磷的去除效果要優(yōu)于高鹽基度的PAC-2。

表1 相同Al/P摩爾比下兩種PAC的除磷效果Tab.1 Phosphorus removal effects of two PACs under the same molar ratios of Al to P

根據(jù)表1可知，當(dāng)鋁鹽溶液用量為2.5 mL時，出水TP大于0.1 mg/L，當(dāng)鋁鹽體積為5.0 mL時，出水TP小于0.1 mg/L。控制鋁鹽用量在3.0～5.5 mL進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 不同Al/P摩爾比下兩種PAC的除磷效果Tab.2 Phosphorus removal effects of two PACs under different molar ratios of Al to P

續(xù)表2 (Continue)

使用低鹽基度的PAC-1時，出水TP小于0.1 mg/L對應(yīng)的n(Al) ∶n(P)為3.7；當(dāng)使用高鹽基度的PAC-2時，出水TP小于0.1 mg/L對應(yīng)的n(Al) ∶n(P)為6.1。為將廢水的出水TP降低至0.1 mg/L以下，低鹽基度PAC的用量小于高鹽基度PAC的用量，低鹽基度PAC的除磷效能更高。

3 結(jié)論

① 當(dāng)應(yīng)用于廢水除磷時，低鹽基度PAC比高鹽基度PAC具有更好的效能。達(dá)到相同的磷去除率，低鹽基度PAC的用量更低，在價格相差不大時可以降低生產(chǎn)成本。

② PAC在廢水中水解生成鋁離子，與廢水中的可溶性磷酸鹽結(jié)合轉(zhuǎn)變成非溶解性的磷酸鹽沉淀，達(dá)到去除廢水中磷酸根離子的作用。低鹽基度PAC中鋁的聚合度低，在溶液中可以電離出更多的鋁離子，僅考慮除磷效果，低鹽基度PAC比高鹽基度PAC具有更好的去除效能。