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      混凝沉淀處理生活污水的實驗研究

      2022-05-25 03:25張金梅
      綠色科技 2022年8期
      關(guān)鍵詞:混凝濁度攪拌機(jī)

      張金梅

      (四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 德陽 618000)

      1 引言

      混凝沉淀是污水處理中常用的處理方法,聚合氯化鋁(PAC),聚合硫酸鐵(PFS)及聚丙烯酰胺(PAM)是污水處理中常用的幾種混凝劑,借助于混凝劑,能加速污水中泥、水的沉淀分離,有效去除水中顆粒物質(zhì)、膠體物質(zhì)和溶解性物質(zhì),進(jìn)而降低出水的濁度和懸浮物[1,2]?;炷恋碇兴巹┑耐都恿?、攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速和沉淀時間都會影響沉淀效果[3~7]。

      本實驗以德陽市某污水處理廠進(jìn)水為原水,研究了不同藥劑投加量,不同攪拌速度及沉淀時間時的濁度去除率,以期得到最佳的混凝實驗條件,為污水廠運行提供數(shù)據(jù)參考,進(jìn)而降低污水廠的用藥成本。

      2 材料與方法

      2.1 原水水質(zhì)

      實驗用水取自德陽市某污水處理廠進(jìn)水調(diào)節(jié)池,該水廠采用改良型AAO加D型濾池的三級生化處理工藝,水質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

      表1 水質(zhì)指標(biāo) mg/L

      原水中pH值為6.81,屬于中性水質(zhì),此時,pH值的變化對濁度去除率的影響不明顯,故本次實驗不再調(diào)節(jié)pH值。

      2.2 試劑

      本實驗使用的試劑為質(zhì)量濃度100 g/L的10%聚合氯化鋁(PAC),質(zhì)量濃度100 g/L的10%聚合硫酸鐵(PFS)及質(zhì)量濃度3 g/L的0.3%聚丙烯酰胺(PAM)。

      2.3 分析方法

      濁度采用YKM-BZD型濁度測試儀進(jìn)行測定,pH值采用DG150型pH值測試儀進(jìn)行測定,實驗采用ZR4-6型混凝實驗攪拌機(jī)進(jìn)行混凝實驗。通過濁度的去除率來確定最佳實驗參數(shù)[8~10]。

      3 實驗方法

      在一系列1000 mL水樣中分別投加不同量的實驗藥劑,控制不同的攪拌速度和沉淀時間。取上清液,用濁度儀測試濁度,確定各個參數(shù)的最佳反應(yīng)條件。

      3.1 最佳絮凝劑的確定

      取6份1000 mL水樣,其中3份加入PAC,另外3份加入PFS,PAC和PFS的投加量分別為5 mL、6 mL、7 mL,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為600 r/min,沉淀時間15 min。在此條件下,測定濁度的去除率,結(jié)果見表2。

      由表2可知,在相同的投加量時,PFS的去除率高于PAC。在實驗過程中,也發(fā)現(xiàn)投加PFS相比PAC時,形成的礬花速度更快,顆粒大且重,沉降速度也快,同時又可避免使用PAC時殘留的鋁離子對人體健康的影響[10,11]。故在本次試驗中,選取PFS作為最佳絮凝劑。

      表2 相同的PAC/PFS投加量對濁度去除率的影響

      3.2 PFS投加量對濁度去除率的影響

      取5份1000 mL水樣,PFS的投加量分別為5 mL、6 mL、7 mL、8 mL、9 mL,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為600 r/min,沉淀時間15 min。在此條件下,測定濁度的去除率,如表3。

      表3 PFS投加量對濁度去除率的影響

      由表3可知,在投加量為7 mL時,濁度的去除率最高。投加量少時,混凝效果不充分,懸浮物不能完全混凝沉淀;投加量適中時,膠體及懸浮物可快速脫穩(wěn)并凝聚;投加量過大時,則會造成膠體復(fù)穩(wěn),沉淀效果變差[12~14]。因此,取PFS的最佳投加量為7 mL。

      3.3 PAM投加量對濁度去除率的影響

      取5份1000 mL水樣,PFS的投加量為7 mL,PAM的投加量分別為3 mL、4 mL、5 mL、6 mL、7 mL,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為600 r/min,沉淀時間15 min。在此條件下,測定濁度的去除率,如表4。

      表4 PAM投加量對濁度去除率的影響

      由表4可知,加入PAM后,濁度去除率有所提高,這主要是通過PAM中鏈狀高分子物質(zhì)的吸附架橋作用起到助凝作用,在PAM的投加量為4 mL時,濁度的去除率最高,當(dāng)投加量繼續(xù)增加時,去除率反而下降,這是因為當(dāng)投加量過多時,會造成膠體顆粒復(fù)穩(wěn)[15]。在本次試驗中,取PAM的最佳投加量為4 mL。

      3.4 轉(zhuǎn)速對濁度去除率的影響

      取5份1000 mL水樣,PFS的投加量為7 mL,PAM的最佳投加量為4 mL,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為200 r/min、300 r/min、400 r/min、500 r/min、600 r/min,攪拌時間30 s,沉淀時間15 min。在此條件下,測定濁度的去除率,如表5。

      表5 轉(zhuǎn)速對濁度去除率的影響

      由表5可知,隨著攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速的增加,濁度去除率也在逐漸提高,出水效果越來越好,當(dāng)攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到600 r/min時,去除率最高,所以最佳轉(zhuǎn)速n=600 r/min。

      3.5 沉淀時間對濁度去除率的影響

      取5份1000 mL水樣,PFS的投加量分別為7 mL,PAM的最佳投加量為4 mL,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為600 r/min,攪拌時間30 s,沉淀時間取5 min、10 min、15 min、20 min、25 min。在此條件下,測定濁度的去除率,如表6。

      由表6可知,隨著沉淀時間的增加,濁度的去除率在逐漸提高,當(dāng)沉淀時間達(dá)到15 min之后,隨著沉淀時間的延長,濁度去除率沒有變化,因此,可以選擇15 min作為最佳沉淀時間。

      表6 沉淀時間對濁度去除率的影響

      4 結(jié)論與建議

      (1)在水樣中分別投加5 mL、6 mL、7 mL的PAC和PFS進(jìn)行混凝實驗,攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速為600 r/min,沉淀時間為15 min,實驗結(jié)果表明,PFS的平均去除率高于PAC,說明PFS的混凝效果優(yōu)于PAC。

      (2)以污水廠的原水作為實驗用水,當(dāng)100 g/L聚合硫酸鐵(PFS)投加量為7 mL,3 g/L聚丙烯酰胺(PAM)投加量為4 mL,攪拌速度為600 r/min,沉淀時間為15 min時,濁度的去除率最高,為99.87%,此時混凝沉淀效果最好。

      (3)在實驗過程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)加入PAM后,相比只投加PFS時,濁度的去除率由99.68%提高到99.87%,提高幅度不大,且上清液濁度均在1NTU以下,如果僅從濁度去除率考慮,可以不加PAM。

      (4)對于攪拌速度,當(dāng)達(dá)到400 r/min后,濁度去除率均在99%以上,隨著攪拌速度增加,去除率雖有增加,但并不明顯,如果從節(jié)能角度考慮的話,可以考慮將最佳攪拌速度設(shè)定在400 r/min。

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