聚合氯化铝在工业污水除磷中的应用研究

李剑 蔡思怡 王林

【摘 要】文章以广西某工业园区的污水处理厂为研究对象，对比PAC、PFC、PAFC、PFS和硫酸铝5种除磷剂的除磷效果。实验表明，在相同投加量的情况下，PAC优于其他4种除磷剂，确定适合污水处理厂的除磷剂为PAC。同时，对除磷工艺条件进行优化，结果表明，当搅拌速度为300 r/min、搅拌时间为20 min、PAC投加量为160 mg/L时，出水总磷为0.89 mg/L。此外，以该工艺参数进行污水处理在线试验。结果表明，当PAC的投加量为160 mg/L时，出水总磷可以降到0.93mg/L，出水总磷能稳定达标排放。

【关键词】聚合氯化铝；除磷；工业污水；除去率

【中图分类号】X703 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）06-0113-02

随着工业化和城市化程度的不断提高，排入水体中的磷总量不断增加，导致水体富营养化日趋严重，远远超过了水体的自净能力，使水体丧失应有的功能[1-2]，由此引发的一系列问题已经严重影响人们的生产和生活。磷是多数水体富营养化的控制性因素，而磷的来源主要有2个方面，一是生活污水的排放，二是工业生产中的含磷废水，尤其是后者含磷浓度高，影响大[3]。因此，如何有效地除去废水中的磷，对消除污染、保护环境具有十分重要的意义。

工业废水处理中，因为营养失衡及含磷浓度高等原因导致生化处理过程中除磷效率低，很难达到排放标准。目前，常用和可靠的办法就是化学除磷，通过投加除磷剂降低出水总磷[4]。本文以广西某工业园區污水处理厂为研究对象，主要是变性淀粉废水、糖厂废水及电池废水，总磷较高，以聚合氯化铝为除磷剂，探讨各影响因素对除磷效果的影响，确定和优化该污水处理厂的除磷工艺条件。

1 实验

1.1 水样来源

实验用水取自二沉池前的配水井，水质参数见表1。

1.2 实验材料

聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁（PFC）、聚合氯化铝铁（PAFC）、硫酸铝、聚合硫酸铝（PFS）均购自衡阳市建衡实业有限公司。

1.3 实验方法

取1 000 mL的水样置2 000 mL的烧杯中，加入不同量的聚合氯化铝溶液，以一定的速度搅拌一定的时间，静置30 min，取上清液分析总磷。

1.4 分析方法

TP采用过硫酸钾消解-钼酸铵分光光度法（GB 11893—89）。

2 结果与分析

2.1 不同除磷剂对除磷效果的影响

将PAC、PFC、聚合氯化铝铁、硫酸铝、PFS等除磷剂配置成5 g/L的溶液，分别向烧杯中水样中加入100 mg/L的除磷剂，在200 r/min的速度下搅拌10 min，静止30 min取上清液进行总磷分析，结果见表2。

由表1的试验结果可知，PAC、PFC和PAFC均对总磷的去除有较好的效果，综合考虑本厂的实际情况、药剂的处理效果及药剂成本，本厂选用PAC做为除磷剂。

2.2 搅拌速度对除磷效果的影响

在4个烧杯中分别装有总磷为4.08 mg/L的试验用水

1 000 mL，向烧杯中添加100 mg/L的PAC，分别以100 r/min、200 r/min、300 r/min和400 r/min的速度搅拌10 min，沉降30 min，取上清液进行分析总磷，结果如图1所示。

从实验结果可看出，随着搅拌速度的增大，混合越均匀，反应越充分，总磷的去除效果越好。但当搅拌速度增加到300 r/min后，继续增大搅拌速度对总磷的降低没有显著的影响，本文将搅拌速度确定为300 r/min。

2.3 搅拌时间对除磷效果的影响

在5个烧杯中分别装有总磷为4.08 mg/L的试验用水

1 000 mL，向烧杯中添加100 mg/L的PAC，以300 r/min的速度分别搅拌5 min、10 min、20 min、30 min，沉降30 min，取上清液进行分析总磷，结果如图2所示。

从实验结果可看出，随着搅拌搅拌的增大，传质得到了强化，反应越充分，总磷的去除效果越好。但当搅拌时间增加到20 min后，继续增大搅拌时间对总磷的降低没有显著的影响，本文将搅拌时间确定为20 min。

2.4 PAC投加量对除磷效果的影响

在7个烧杯中分别装有总磷为4.08 mg/L的试验用水

1 000 mL，向烧杯中分别添加100 mg/L、130 mg/L、160 mg/L、190 mg/L、220 mg/L、250 mg/L、280 mg/L的PAC，以300 r/min的速度搅拌20 min，沉降30 min，取上清液进行分析总磷，结果如图3所示。

从图3可看出，随着PAC投加量的增大，除磷效果得到了显著的提升，当PAC添加量从100 mg/L增加到280 mg/L时，总磷从1.66 mg/L降到了0.26 mg/L。当PAC投加量增加到160 mg/L时，总磷即可达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准；当PAC继续增加投加量至250 mg/L时，总磷即可达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。

2.5 污水处理厂化学除磷工艺在线试验

根据上述试验条件，将PAC配置成5 g/L的溶液，按照160 mg/L的量添加到污水处理系统中，为了测试不同加药位置对总磷去除的影响，本文分别在氧化沟出水口和二沉池前的配水井加PAC，分别检测2个位置加药的除磷效果，实验结果见表3。

从实验结果可看出，在氧化沟出口位置添加PAC与在二沉池前的配水井位置添加PAC对除磷效果的影响不大，这是因为配水井到二沉池之间还有25 m的距离，在管道内得到充分的混合，此外进水在二沉池的停留时间为6 h，而前面的试验反应时间只有50 min，在二沉池内有足够的反应时间，因此在这2个位置添加PAC对除磷效果没有明显的区别，出水总磷分别为0.93 mg/L和0.954 mg/L出水均能达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准。

3 结语

（1）PAC、PFC、聚合氯化铝铁、硫酸铝、PFS这5种不同的除磷剂，在相同投加量的情况下，PAC的除磷效果最好。

（2）搅拌速度增大，除磷效果显著，但当搅拌速度增加到300 r/min后，继续增大搅拌速度对除磷效果作用不明显。

（3）搅拌时间增加，混合就越充分，反应也越完全，当搅拌时间达到20 min后，再增加搅拌时间对总磷的去除作用不大。

（4）随着PAC投加量的增大，反应平衡向生成沉淀一侧移动，从而提升总磷的去除率。当PAC投加量分别达到160 mg/L和250 mg/L时，出水总磷分别可以达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准和一级A标准。

（5）当PAC投加量为160 mg/L时，无论在氧化沟出水口还是二沉池前的配水井投加PAC，出水总磷均能达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准。

参 考 文 献

[1]李敏，梁茂杰，李楚喜，等.聚氯化铝与聚氯化铁除磷效果的对比研究[J].广东化工，2014，41（11）：77.

[2]李光辉，王桂玉，占国将，等.聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁除磷效果对比研究[J].上海化工，2014，39（8）：1-4.

[3]邓晓文.混凝沉淀法处理含磷废水的试验研究[J]. 安徽建筑工业学院学报：自然科学版，2004，12（5）：73-75.

[4]于凤，陈洪斌.屠宰废水处理技术与应用进展[J].环境科学与管理，2005，30（4）：84-87.

[责任编辑：陈泽琦]