絮凝沉降法强化处理城市污水的试验研究与探讨

2008-7-15 5:59:24  作者:王大军  来源:艾普网  【 查看评论
环境保护科学 第30卷 总第126期 2004年12月收稿日期: 2004-08-12

  作者简介:王大军(1967-),男,山东省高密市人,高级工程师。

  絮凝沉降法强化处理城市污水的试验研究与探讨

  Experimental Study and Discussion on Coagulation- Sedimentation
Process in Strengthen Treatment of Municipal Wastewater

  王大军

  (沈阳市五里河污水处理中心 沈阳 110015)

  摘要 通过絮凝沉降法强化城市综合污水的一级处理,该方法简易高效,运行灵活,
出水水质稳定,对中低浓度的城市污水而言在技术上可靠,经济上可行。

  关键词 城市综合污水 中低浓度 强化处理 絮凝沉降

  Abstract This paper studied the coagulation- sedimentation process in strengthen 
treatment of municipal wastewater.The advantages of the process are high efficiency,
easy operation and etc.In treating municipal wastewater,the process is reasonable in 
technology and feasible in economy.

  Key words Municipal Wastewater Mid-low Concentration Strengthen Treatment 
Coagulation- Sedimentation

  强化一级处理主要指化学强化一级处理(CEPT),其工艺特点是通过投加絮凝剂以强化污水净化
效果。与常规一级处理相比,不仅对水中微细悬浮颗粒(<10μm)的脱除率得到显著提高,更重要的
是对胶体状态的污染物有较好的去除效果。随着新型高效水处理剂的不断开发应用和混凝反应及工
艺条件的优化,10年来城市污水强化一级处理又得到新发展,其工艺已成为欧洲一些国家研究污水
处理技术新的热点。建设二级污水处理厂由于工程投资大,运行费用较高,为了缓解资金不足与环
境污染的矛盾,在目前兴建或拟建的污水厂中,往往采用先建一级处理,以后在逐步完善二级处理
的策略。我们通过实验室的多次试验研究探讨了用絮凝沉降法强化城市污水一级处理应用的可行性,
并实际应用于城市污水处理中,取得良好效果。

  1 试验材料、测试项目及方法

  1.1 主要材料

  试验污水取自沈阳市某泵站城市综合污水(生活污水占80%,其它污水占20%)。絮凝剂采用聚
合氯化铝和有机高分子药剂。

  1.2 测试项目及方法

  COD:重铬酸钾法;BOD:稀释倍数法;SS:滤膜法。

  1.3 取样方式

  原水水样取自未处理的污水样摇匀后分析。

  处理后污水样取自定时絮凝沉降后的上清液分析。

  2 试验原理与特点

  2.1 原理

  污水中有机污染物按其物理形态分为悬浮性,胶体性和溶解性三类。通过加入絮凝剂可去
除污水中难以沉淀的细小悬浮性有机物及胶体性有机物。虽然分子量较大的溶解性有机物分
子尺寸较大,具有一定的胶体特性,可通过絮凝法得到部分去除,但在絮凝剂投加量不大时
,去除这部分有机物所占的比例有限,可忽略不计。因此,絮凝沉降所去除的有机物总量近
似为所有易沉淀的悬浮性有机物与通过絮凝沉降作用所去除的细小悬浮性及胶体性有机物的总
和。

  2.2 特点

  试验时首先加入无机絮凝剂聚合氯化铝来破坏悬浮胶体的稳定性,然后再加入有机高分子絮
凝剂促使悬浮性和胶体性物质相互接触,将分散相牵连一起使颗粒形成聚集体而沉降。

  试验时污水中溶解性COD越少,其去除率就越高。污水中通过加入无机与有机两种絮凝剂对
强化一级处理效果明显可靠。

  3 污水浓度,试验方法及结果

  3.1 原污水浓度范围(mg/L)COD:195~300;BOD:75~120;SS:50~150

  3.2 试验方法

  (1)首先取数组同量的污水样,加入不同量的聚合氯化铝,采取不同的沉降时间为一组,对
照观察并分析筛选出在某一最佳沉降时间内生成絮状物快、絮体大并且用药量少,对COD去除
率高的一组数据。COD去除率随反应时间及PAC加入量的变化关系见表1(表中试验数据仅选用
了原水浓度具有代表性的三组数据)。

  表1 COD去除率随反应时间及PAC加入量的变化关系
  /mgL-1
  原水浓度(19547) 
  PAC药量405060708090
  沉降时间(min)[]组数
  COD去除率/%32138039541550153120第一组
  COD去除率/%40143145247850151930第二组
  COD去除率/%41244346546152351440第三组
  原水浓度(25856) 
  PAC药量405060708090
  沉降时间(min)[]组数
  COD去除率/%34137240144252854120第一组

  COD去除率/%43148154260062263230第二组

  COD去除率/%46051956359562864940第三组
  原水浓度(29088) 
  PAC药量405060708090
  沉降时间(min)[]组数
  COD去除率/%36237943144254556120第一组
  COD去除率/%45148253459163566030第二组
  COD去除率/%47150255163965968140第三组 
  小结:最佳沉降絮凝时间为30min;PAC最佳加药范围是40~80mg/L。

  (2)取数组同量的污水样,加入同量的聚合氯化铝,不同量的有机高分子药剂为一组,分析筛
选出沉降时间短、速度快、生成絮状物大,而且沉淀物结实水质清彻透明并且对COD去除率高的一
组的数据。在聚合氯化铝固定加药量的情况下COD去除率随反应时间及有机高分子加入量的变化关系
见表2(表2试验所采用的原水样与表1所采用的原水样相同)。

  表2 COD去除率随反应时间及有机高分子加入量的变化关系
  /mgL-1
  原水浓度(19547)PAC加药量(40)

  有机药剂药量303540455055
  沉降时间(min)[]组数
  COD去除率/%48051056159261262020第一组

  COD去除率/%56860164266068569030第二组

  COD去除率/%62863066169070072540第三组
 
  原水浓度(25856)PAC加药量(60)

  有机药剂药量303540455055

  沉降时间(min)[]组数

  COD去除率/%51056059162166267120第一组

  COD去除率/%61463065167968967630第二组

  COD去除率/%62164064167866168940第三组

  续表

  原水浓度(29088)PAC加药量(80)

  有机药剂药量303540455055

  沉降时间(min)[]组数

  COD去除率/%54157060165467068020第一组

  COD去除率/%65068273474875475930第二组

  COD去除率/%66168575174377076140第三组
  
  小结:最佳沉降时间为30min;最佳加药范围(mg/L):聚合氯化铝最佳加药量是:40、50、
60、70、80mg/L。相对应的高分子絮凝剂最佳加药量是:30、35、40、45、50mg/L。

  3.3 试验结果

  采取不同浓度的污水根据试验分析结果选出最佳絮凝剂,加药量范围和最佳的沉降时间对COD
、BOD、SS污染指标的平均去除率。

  表3 不同浓度的污水试验结果分析/mgL-1

  一组二组三组四组五组均值

  污水样品CODBODSS1954776256[]2818997552[]2908
  81200149258561011252602912012625741102998
  絮凝沉淀30minCODBODSS7267224138976265118
  0152411472722621465072539
  一级强化去除率/%CODBODSS56870676868672878
  8724799906719741907750789928
  最佳加药量聚合氯化铝:高分子药剂:40305035604
  070458050
  
  注:此试验结果已经剔除了COD在300mg/L以上的沉降处理数据,因为所需加药量大处理效果
不理想。

  3.4 结果分析

  试验结果表明,不同浓度的污水所含胶体有机物的量不同,所需药剂量就不同。随着污水浓
度的增高药剂的投加量也相应增大,COD、BOD、SS 的去除率也随之增加。絮凝沉降一级强化处理
的去除率范围在:COD:60%~75%;BOD:70%~80%;SS:75%~95%。

  据小试过程观察及结果分析,最佳沉降时间定为30min,聚合氯化铝加药量增至到80mg/L
,相对应的高分子絮凝剂加药量增至到50mg/L时,去除率基本保持稳定。当进水水质COD<3
00mg/L、BOD<120mg/L、SS<150mg/L时,采用絮凝法强化一级处理可达到《城镇污水厂污
染物排放标准》(GB18918—2002)一级或二级排放标准。当进水COD值>300mg/L时采用絮凝
沉降处理,出水水质有时达不到排放标准,因此还需在一级强化的基础上进一步进行二级处理。

  4 结论

  (1)通过絮凝法强化城市综合污水的一级处理对悬浮物有较为突出的去除率,对化学耗氧量
也有较好的削减作用。当城市污水有机物浓度较低时,水量较小时,污染物去除率高,而且污泥
产量少。采用絮凝沉降法强化一级处理技术上可行。

  (2)药剂耗量小,沉降速度快,处理效果明显可靠,出水水质稳定。

  (3)此工艺建设周期短,投资省,操作简易,运行灵活。针对我国中小城镇多,污水排放量大的
特点,采用此工艺处理城镇中低浓度的生活污水,在经济上可行。
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