论文部分内容阅读
关键词：污水 水处理 强化混凝
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
我国中小城镇污水排放量约占全国污水排放总量的1/2，但处理率一直很低。原因主要是二级处理能耗大、运行费用高，在短时间内难以普及；而一级处理投资省，运行费用低，主要污染物去除率低。化学强化一级处理是近年来开发的污水处理工艺，该方法投加低剂量的混凝剂能有效地处理污水，还能提高SS，BOD，TP等污染物的去除剩。研究强化一级处理工艺技术作为我国现阶段城镇污水过渡处理措施，对缓解各地政府由于资金严重不足而无法开展污水处理的局面具有重要意义。
1 强化混凝技术原理
强化混凝是指常规混凝处理过程中，在保证浊度去除效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。这是基于混凝剂投加量的提高或反应PH条件控制的混凝过程。强化混凝是在现有水处理工艺设施上的改进与提高，通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂剂量与混凝反应过程及反应PH条件的控制强化来实现，同时必须兼顾前、后续流程的运行工况(而非简单的基于混凝剂投加量的提高或反应PH条件控制)，才能达到真正强化目的。混凝法强化一级处理机理与给水中混凝沉淀机理一样，即通过投加混凝剂，使微小悬浮固体、胶体颗粒脱稳、凝聚形成较粗的絮凝体，从而提高沉淀效率。污水处理很大程度是固液分离的技术，强化一级处理的目的就是集中在如何提高初级处理的固液分离效果以达到达标排放或减轻二级处理的负荷和如何才能实现高效、实用、紧凑的处理工艺。
强化混凝技术中的固液分离效果可以通过化学絮凝作用来实现。在非强化一级处理工艺中，初级沉淀池中没有去除的污染物为<0.1mm的细小颗粒。这些微小的颗粒由于受到周围水分子热运动的冲击，具有不同程度的布朗运动特征，阻碍了他们的下沉运动，往往使之在相当长的时间内，保持着悬浮状态。利用有效的混凝剂，恰当的混合条件以形成沉降性能良好的絮体，小于0.1mm的颗粒可以通过化学混凝作用从污水中去除。
2 强化混凝技术的影响因素
2.1混凝剂类型的影响作用
很多实际运行中，不同混凝剂对于水中的有机物、悬浮物和氮磷的去除效果不同。通过实验发现硫酸铁对COD和磷的强化效果优于聚合氯化铝和硫酸亚铁；聚合氯化铝对SS的强化去除效果比硫酸铁和硫酸亚铁略好。通过混凝实验，比较了明矾、碱式氯化铝、聚铝、聚铁及硫酸铁5种混凝剂强化处理生活污水的效果，铝系混凝剂处理效果好于铁系混凝剂。用普通的混凝剂(聚铝、硫酸铝)和聚合氯化铝铁对城市污水进行化学一级强化处理的对比。实验的结果表明：添加微量阳离子聚合物的聚合氯化铝铁对于强化一级处理具有很好的效果。对于混凝剂形态组成的影响作用从物理、化学特征加以分析研究的工作仍然需要加强。
2.2 混凝剂投加量的影响作用
强化混凝的最初想法就是投加较单独降浊度时更多的混凝剂以达到降低TOC的目的。如果调整到最优PH值，强化混凝的混凝剂投加量可以接近常规混凝的投加量。以某市水质净化厂初沉池进水为试验水样，在设定的反应条件下，以三氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁铝为试验混凝剂，试验结果显示:最佳混凝剂为聚合氯化铁铝，其最佳投药量为25mg/L左右;去除率浊度在90%以上、COD70%-90%、TP70%-95%、TN、NH3-N分别在30%和15%左右；最佳复配模式为：先投加无机混凝剂聚合氯化铁铝20mg/L，再投加有机混凝剂阴离子聚丙烯酰胺1.0mg/L。如强化混凝技术在某污水处理厂的应用，发现投药量与出水SS的关系如表1
表1：投药量与出水SS的关系
注: 進水SS平均浓度为137.1mg/L
2.3 pH值对强化混凝的影响
一些研究认为对于混凝过程中有机物的去除而言，混凝中pH值比混凝剂的投加量影响更大，是有机物去除的决定性因素。对于铝混凝剂而言，最适于有机物去除的pH值在5.5~6.5之间。尽管一般而言，较低的pH值有利于有机物的去除，但是在实际操作中，混凝剂的类型、投加量，pH值都必须同时考虑。
2.4 温度对强化混凝的影响
低温对于常规混凝具有负面的影响作用。有研究显示，低温并不影响TOC的去除，但是对于分子量小于100的低分子量有机物和色度起负面影响。温度的影响是复杂的，低温可能造成水的粘度上升，阻碍混凝剂的扩散和絮体沉降；而且可以影响水解动力学平衡，影响金属氢氧化物的形成；另外影响水的离子积常数，降低离子积常数，从而降低水中氢氧根的浓度。同时，低温可能造成形成的絮体密实度较低、絮体较小，导致分离效果差。
2.5 水体中有机物含量和组成的影响作用
对强化混凝存在一定的影响，可能加大混凝剂投量影响沉淀效果等。随着强化混凝的推广，强化混凝的副效应也逐步显现出来如腐蚀、残余铝、沉降性能变差、排泥量增大等问题。
3 强化混凝技术应用
强化混凝处理生活污水在国内外均有很多成功的实例，可以说强化混凝是仅次于生化处理的生活污水处理主流技术。在强化混凝技术研究和应用方面，国内外均注重于现有常规棍凝剂及絮凝剂的组合或复配，以求达到低成本和高去除率的统一。相对于二级处理能节省大量的基建费及运行费。
4、结语
强化混凝工艺具有工艺简洁、投资少及运行费用低等优点，与我国中小城镇污水处理的技术经济要求相适应，因此在这一领域具有很好的发展前景。但由于强化混凝是一个相当复杂的过程，其中的许多问题有待于进一步的深人研究。
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
我国中小城镇污水排放量约占全国污水排放总量的1/2，但处理率一直很低。原因主要是二级处理能耗大、运行费用高，在短时间内难以普及；而一级处理投资省，运行费用低，主要污染物去除率低。化学强化一级处理是近年来开发的污水处理工艺，该方法投加低剂量的混凝剂能有效地处理污水，还能提高SS，BOD，TP等污染物的去除剩。研究强化一级处理工艺技术作为我国现阶段城镇污水过渡处理措施，对缓解各地政府由于资金严重不足而无法开展污水处理的局面具有重要意义。
1 强化混凝技术原理
强化混凝是指常规混凝处理过程中，在保证浊度去除效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。这是基于混凝剂投加量的提高或反应PH条件控制的混凝过程。强化混凝是在现有水处理工艺设施上的改进与提高，通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂剂量与混凝反应过程及反应PH条件的控制强化来实现，同时必须兼顾前、后续流程的运行工况(而非简单的基于混凝剂投加量的提高或反应PH条件控制)，才能达到真正强化目的。混凝法强化一级处理机理与给水中混凝沉淀机理一样，即通过投加混凝剂，使微小悬浮固体、胶体颗粒脱稳、凝聚形成较粗的絮凝体，从而提高沉淀效率。污水处理很大程度是固液分离的技术，强化一级处理的目的就是集中在如何提高初级处理的固液分离效果以达到达标排放或减轻二级处理的负荷和如何才能实现高效、实用、紧凑的处理工艺。
强化混凝技术中的固液分离效果可以通过化学絮凝作用来实现。在非强化一级处理工艺中，初级沉淀池中没有去除的污染物为<0.1mm的细小颗粒。这些微小的颗粒由于受到周围水分子热运动的冲击，具有不同程度的布朗运动特征，阻碍了他们的下沉运动，往往使之在相当长的时间内，保持着悬浮状态。利用有效的混凝剂，恰当的混合条件以形成沉降性能良好的絮体，小于0.1mm的颗粒可以通过化学混凝作用从污水中去除。
2 强化混凝技术的影响因素
2.1混凝剂类型的影响作用
很多实际运行中，不同混凝剂对于水中的有机物、悬浮物和氮磷的去除效果不同。通过实验发现硫酸铁对COD和磷的强化效果优于聚合氯化铝和硫酸亚铁；聚合氯化铝对SS的强化去除效果比硫酸铁和硫酸亚铁略好。通过混凝实验，比较了明矾、碱式氯化铝、聚铝、聚铁及硫酸铁5种混凝剂强化处理生活污水的效果，铝系混凝剂处理效果好于铁系混凝剂。用普通的混凝剂(聚铝、硫酸铝)和聚合氯化铝铁对城市污水进行化学一级强化处理的对比。实验的结果表明：添加微量阳离子聚合物的聚合氯化铝铁对于强化一级处理具有很好的效果。对于混凝剂形态组成的影响作用从物理、化学特征加以分析研究的工作仍然需要加强。
2.2 混凝剂投加量的影响作用
强化混凝的最初想法就是投加较单独降浊度时更多的混凝剂以达到降低TOC的目的。如果调整到最优PH值，强化混凝的混凝剂投加量可以接近常规混凝的投加量。以某市水质净化厂初沉池进水为试验水样，在设定的反应条件下，以三氯化铁、聚合氯化铝、聚合氯化铁铝为试验混凝剂，试验结果显示:最佳混凝剂为聚合氯化铁铝，其最佳投药量为25mg/L左右;去除率浊度在90%以上、COD70%-90%、TP70%-95%、TN、NH3-N分别在30%和15%左右；最佳复配模式为：先投加无机混凝剂聚合氯化铁铝20mg/L，再投加有机混凝剂阴离子聚丙烯酰胺1.0mg/L。如强化混凝技术在某污水处理厂的应用，发现投药量与出水SS的关系如表1
表1：投药量与出水SS的关系
注: 進水SS平均浓度为137.1mg/L
2.3 pH值对强化混凝的影响
一些研究认为对于混凝过程中有机物的去除而言，混凝中pH值比混凝剂的投加量影响更大，是有机物去除的决定性因素。对于铝混凝剂而言，最适于有机物去除的pH值在5.5~6.5之间。尽管一般而言，较低的pH值有利于有机物的去除，但是在实际操作中，混凝剂的类型、投加量，pH值都必须同时考虑。
2.4 温度对强化混凝的影响
低温对于常规混凝具有负面的影响作用。有研究显示，低温并不影响TOC的去除，但是对于分子量小于100的低分子量有机物和色度起负面影响。温度的影响是复杂的，低温可能造成水的粘度上升，阻碍混凝剂的扩散和絮体沉降；而且可以影响水解动力学平衡，影响金属氢氧化物的形成；另外影响水的离子积常数，降低离子积常数，从而降低水中氢氧根的浓度。同时，低温可能造成形成的絮体密实度较低、絮体较小，导致分离效果差。
2.5 水体中有机物含量和组成的影响作用
对强化混凝存在一定的影响，可能加大混凝剂投量影响沉淀效果等。随着强化混凝的推广，强化混凝的副效应也逐步显现出来如腐蚀、残余铝、沉降性能变差、排泥量增大等问题。
3 强化混凝技术应用
强化混凝处理生活污水在国内外均有很多成功的实例，可以说强化混凝是仅次于生化处理的生活污水处理主流技术。在强化混凝技术研究和应用方面，国内外均注重于现有常规棍凝剂及絮凝剂的组合或复配，以求达到低成本和高去除率的统一。相对于二级处理能节省大量的基建费及运行费。
4、结语
强化混凝工艺具有工艺简洁、投资少及运行费用低等优点，与我国中小城镇污水处理的技术经济要求相适应，因此在这一领域具有很好的发展前景。但由于强化混凝是一个相当复杂的过程，其中的许多问题有待于进一步的深人研究。