抓化約術(shù)第2獸第1期200年1月生活污水混凝處理試驗(yàn)研究張敬東1,徐金蘭1,潘玲(1.武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院武漢430072;2.武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院武漢430072)摘要:通過混凝實(shí)驗(yàn)比較了明礬、堿式氯化鋁、合鋁寰快以及硫酸快5種混凝劑強(qiáng)化處理生活污水的效果,井分析了pH對OD、總確去除率的影響,鋁系溫凝劑處夏效果好于鐵系混凝劑關(guān)鍵訓(xùn):生活污水,混凝處理:一級處理中圖分典號:X707文獻(xiàn)祿識確:A文家號:100365042004)01003003近年來我國已經(jīng)投入大量的資金用于治理水污衰1武漢大學(xué)茶港排污口生話污水水質(zhì)染問題,并取得了一定的成效,特別在工業(yè)廢水的治理項目ODmg/L氨氯(mg/L)總確(mg/LpH方面,如2001年工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率為85.64%,但濃度130~200401.30~3.907.20~7.90日益突出的是生活污水處理問題,2001年全國廢水排放總量428億t,生活污水排放量228億t,占廢水排放2試驗(yàn)結(jié)果及分析總量的532%;廢水中化學(xué)需氧量排放總量1407萬2.1加藥量對處理效果的影響t,繁而城鎮(zhèn)生活污水中化學(xué)需氧量就占排放總量的各取1L污水,分別加人混凝劑進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)568%。2001年城市生活污水處理率已達(dá)到18.5%,1~圖5分別表示了它們的處理效果。實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)但這還不能滿足控制生活污水中污染物質(zhì)排放總量的現(xiàn)混凝劑為明礬時饅攪時出現(xiàn)礬花礬花小而密實(shí),要求因此,須加快城市污水處理廠的建設(shè)口沉降速度慢,約30min;投加其它混凝劑時,出現(xiàn)礬花采用化學(xué)絮凝強(qiáng)化一級處理工藝處理城市生活污快而較大沉降快水時,對污染物負(fù)荷的去除情況。選取了常用的鋁鹽在水中明礬會發(fā)生劇烈的水解反應(yīng)和聚合反應(yīng),鐵鹽系列混凝劑以pH濁度、堿度、COD、總氮、總磷反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的[H],水解和囊合反應(yīng)交等為檢測指標(biāo),試驗(yàn)了不同灑凝劑投加量原水不同替進(jìn)行,并在合適的pH范圍內(nèi)生成一系列復(fù)雜的動pH等變化對處理效率的影響2=力學(xué)中間產(chǎn)物,具有較高的分子量和較高的電荷,因而1試驗(yàn)材料和方法凝聚能力較強(qiáng)。圖1表示了明礬對COD濁度、總磷、總氮的去除效果。1.1試驗(yàn)藥刺及方法混凝劑采用了工業(yè)用明礬、聚合鋁、堿式氯化鋁、硫酸鐵和聚合鐵等;采用6個1L大燒杯,用量筒量取]L攪勻的污水投入混凝劑,用DB621六聯(lián)攪拌機(jī)快速(200/min)攪拌2min,慢速攪拌10min,攪拌停止后靜置30min,取上層清液進(jìn)行分析。明砜投加量/1.2分析項目及方法圖1明礬不同投加量的COD濁度、TNTP去除率pH采用PHS25酸度計;總氯測定采用過硫酸鉀從圖1可知,COD和總氮的去除率隨投藥量的變氧化一紫外分光光度法;總碘測定采用氯化亞錫還原化不明顯,COD去除率為65%~75%,總氮為30%左光度法COD測定采用重鉻酸鉀快速法;濁度測定采右.而濁度在投藥量小于100mg/L時,隨投藥量的增用2100P便攜式散射光濁度儀。加而增大;大于100mg/L時變化不明顯,所以最佳投生活污水取自武漢大學(xué)茶港排污口1污水水質(zhì)如藥量為100mg/L1.3生活污水水質(zhì)堿式氯化鋁對COD、濁度、總磷的去除能力較明表1。礬而言有所提高,如圖2所示。COD、總磷去除率最作者筒介:張敬東(1966-),女博士副教授,主要從事水污染控制工大值分別為85%95%;而濁度隨投藥量變化不明顯程方畫的敏學(xué)與研究工作大約為95%由于堿式氯化鋁是一種多核多羥基絡(luò)合生活污水混凝處理試驗(yàn)研究張敬東,等物電解質(zhì),在水溶液中產(chǎn)生大量的聚合陽離子可以顯著地中和或降低造成水渾濁的自然膠體的負(fù)電荷。另外,它還具有較其他混凝劑大得多的分子量和架橋結(jié)構(gòu)形式,因此吸附能力較強(qiáng),所形成的絮體也較大;是圖5硫酸鐵不同投加量的COD濁度、TN、TP去除率2.2pH對處理效果的影響在實(shí)驗(yàn)中還考察了污水的pH值對有機(jī)物、總瞵破式氯化帽投加量/g的去除效果的影響。用NaOH溶液或鹽酸溶液調(diào)節(jié)圖2堿式氯化鋁不同投加量的COD濁度TNTP去除率H值調(diào)至5~9,然后進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖聚鋁是一種AP+鹽到AI(OH)3(固)之間的一系6圖7所示列準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)物質(zhì)環(huán)境稍有變化時就會出現(xiàn)脫穩(wěn)現(xiàn)象,它作用原理是:(1)對水中膠體顆粒污染物進(jìn)行電中和;(2)對以凝聚的次生粗大顆粒進(jìn)行吸附架橋的絮凝作用;(3)除去水中有害離子的吸附和絡(luò)合作用。其去除效果如圖3所示。圖6pH對COD去除率的影響聚合鋁投加量/,L圖3聚合鋁不同投加量的COD濁度、TNTP去除率主由圖3可知,隨加藥量增加,總磷的去除率逐漸增大;而濁度、COD變化不明顯,分別為97%75%右。與鋁離子相似,水合鐵離子也能在一定條件下發(fā)圖7pH對TP去除率的影響圖6表示明礬堿式氯化鋁,聚合鋁以及聚合鐵對生水解聚合成核至沉淀等囊合反應(yīng)導(dǎo)致生成各種鐵cOD的去除率隨pH的變化情況。由圖6分析可知的聚合組分。去除效果如圖4圖5所示,將圖4、圖5聚合鐵對COD的去除效率隨pH增大而增大;在pll進(jìn)行比較可得出聚鐵的去除效果明顯好于硫酸鐵,因小于8時鋁鹽對COD去除率隨pH增大而增大,當(dāng)為硫酸鐵中的硫酸根可起橋連作用,促進(jìn)簡單鐵離子水解產(chǎn)物的聚合更主要的是其中的鐵離子在使用前pH大于8時,COD的去除率呈現(xiàn)下降趨勢。由于隨pH增加鋁離子和鐵離子就發(fā)生水解,生成各種羥基已經(jīng)發(fā)生水解聚合并經(jīng)過一段時間的陳化投放到水離子各離子的羥基之間可能發(fā)生架橋連接,形成多羥中以后,由于稀釋pH值的變化,其已經(jīng)形成的水解聚基絡(luò)合物,它們不僅可以中和膠體表面所帶的負(fù)電荷,合組分會進(jìn)一步變化。從圖4可知聚鐵對總碘的去除還可以起吸附架橋作用,因此凝聚作用逐漸增強(qiáng)。但效率明顯好于鋁鹽,可高達(dá)98%當(dāng)pH過大時多為Al(OH)、[A(OH),]、「A(OH)4]等形式存在于溶液中,由于這些最終的水解產(chǎn)物帶有負(fù)電荷或不帶電,與膠粒表面不能起到電中和作用且吸附架橋作用也減弱因此脫穩(wěn)效果變差。從圖6中還可發(fā)現(xiàn)聚合鋁對COD的去除效果明0100150a003030頓往4050苗顯好于其他混凝劑。聚鋁是指AP鹽到Al(OH)聚錢投加盤/g.L(固)之間的一系列準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)物質(zhì),一般是二鋁到十三鋁圖4聚鐵不同投加量的COD、濁度、TN、TP去除率下轉(zhuǎn)第84萸)環(huán)坨釣我術(shù)第27卷第1期2004年1月得較高的降解率5-。大P>0.05。2.4正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果2.5結(jié)論表43因素3水平實(shí)驗(yàn)安排及菌種正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果1)同一來源的菌種經(jīng)過紫外射線誘變由含酚實(shí)驗(yàn)因素0值695m)培養(yǎng)基篩選出2 min QF2、3 min QI3菌種。序號溫度 pH NaCl濃度空白QI(2)QH2、QH3菌種的降酚能力大小不一但都比1.3841.425未誘變的原始分離菌種好其中QH2較好說明紫外20.9111.372射線誘變菌種在2min條件下取得較好的結(jié)果。1.2931.37221.5031.490(3)溫度對QH2、QH3生長影響有非常顯著的意321.5191.523義P<0.01H和鹽濃度的影響接近P>0.052種微22333622131.5071.492生物在30℃時生長良好1.2831.30(4)用QH2、QH3菌種處理煉油廠廢水菌種能有20.9831.3效降解較為復(fù)雜的含酚污水且QH2菌種處理效果最21.5281.361QH2k4.1764.3094.3124.226佳。紫外誘變優(yōu)勢菌可直接用于處理含酚廢水。K24.44.1634.2334.259[參考文獻(xiàn)]k34.0564.2464.1734.233[Ⅰ]關(guān)伯仁,環(huán)境科學(xué)基砒M]北京中國環(huán)境科學(xué)出版社,R0.430”0.1460.1390.033H3 K3.9574.14.2473.977[2]羅建中劉鴻.紫外誘變優(yōu)勢菌處理含氯廢水J]上海環(huán)K24.5763.9514.0404.207境科學(xué)2000J911)529-531k33.7164.1983.9624.065[3]周樂民張梅芳李芳麗籌.紫外光對黑曲霉進(jìn)行誘變提R0.860*0.2470.2850.230高糖化九J]廣西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報199615(1):75-76*表示2水平與1、3水平間進(jìn)行兩兩比較P<0.01[4]胡邦燦費(fèi)龍現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技杺M]北京中國環(huán)境科*表示溫度、pH值和鹽濃度與空白組分別進(jìn)行兩兩比較P<0.0l學(xué)出版社J999由表4所示的正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明溫度對2種菌5]任源吳超飛韋朝海苯膠分解菌的馴化篩選研冠1體生長影響有非常顯著的意義P<0.01H和鹽濃度環(huán)境科學(xué)研究J998(4)46.的影響接近P>0.05各因素之間的交互作用不明顯P6] Aksu Z imon Judd. Novel SMBR for the treatment of raw>0.05。3種微生物在30℃時生長較好而NaCl濃度sewage( submerged membrane bioreactor )[J ]. Filtrationand Separation 2000 37(8)34和pH值對不同的菌株又有不同的影響且影響不(收稿2002408-15修回2002-104)可······················上接第31頁)處理后可達(dá)到排放要求,有較好的脫磷效果,高達(dá)的羥基絡(luò)合物,它們對水中的膠體顆?；蚰z體污染物98%以上但脫氮的效果不是很理想約20%~30%。進(jìn)行電性中和、脫穩(wěn)和吸附架橋作用。鐵鹽對COD、總磷的去除效果優(yōu)于鋁鹽但出水污水中的磷主要以磷酸鹽形式存在,它的去除主色度高是現(xiàn)淡黃色。要與A3、Fe3‘結(jié)合形成沉淀物而去除。由圖7可知COD和總磷的去除率受pH影響較大H過高或當(dāng)pH為酸性時,總磷的去除率特別低。因?yàn)榇藭r溶過低都會造成去除率下降最佳pH為6.5~7.5液H]濃度高磷主要以酸式磷酸根離子形式存[參考文獻(xiàn)]在而不易與無機(jī)金屬離子形成沉淀因此難以去除痂[1]中國環(huán)境狀況公報201水環(huán)境R1國家環(huán)保局20025[2]張智邱維漲慶國.城市污水強(qiáng)化一級處理技術(shù)及發(fā)展當(dāng)pH為6.7左右時批此時磷主要以正磷酸根形式存趨J]重慶環(huán)境科學(xué)200123(1):649.在而與A3、Fe3形成沉淀所以磷的去除率較好;「3]陳昱姜應(yīng)和李玲玲.城市污水強(qiáng)化一級處理技術(shù)評析從圖7還可看出,當(dāng)pH大于8鋁鹽對總磷的去除效[J]給水排水20006(12)26-28率下降而鐵鹽變化不明顯。因?yàn)閜H過大時生成的[4]王東海文湘華低濃度生活污水化學(xué)強(qiáng)化一級處理的試驗(yàn)研究J]給水排水19992(9)10-13AKOH)會溶解生成AO3而不與磷酸根離子結(jié)合從[5]姜應(yīng)和李玲玲混凝法強(qiáng)化城市污水廠一級處理的試驗(yàn)而使得混凝效果變差。研究J]中國給水排水200016(3)6] Coma J Jabbouri A Grasmick A Intensive Primary Treatment3結(jié)論of Urban Wastewater[ J]. 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