含高比例印染和制革废水污水处理厂混凝沉淀工艺的絮凝剂筛选

北极星环保网讯:摘要:筛选污水处理厂混凝沉淀工艺的最佳絮凝剂，为含高比例印染废水和制革废水的城市污水处理厂的调试运行提供参考依据。[方法]以聚合氯化铝(PAC)、试剂A、试剂B、试剂C、试剂D、试剂E及聚丙烯酰胺(PAM)7种药剂作为絮凝剂，对含高比例印染废水和制革废水的城市污水处理厂二沉池出水进行混凝沉淀处理试验，各药剂设不同投加量，考察各药剂对出水CODCr的去除效果，并分析了各药剂的处理成本。[结果]试剂B和试剂D处理效果较好，其中，试剂B的投加量为30  mg/L，PAC投加量为36 mg/L，PAM投加量为0.3 mg/L时，对出水CODCr的去除率为49.56%;试剂D投加量为50  mg/L、试剂E投加量为20  mg/L时，对出水CODCr的去除率为49.89%。试剂B的成本为0.628元/m3，试剂D的成本为0.278元/m3。[结论]试剂D对CODCr的去除效果较好，且成本较低，是污水处理厂混凝沉淀工艺较理想的药剂。

海宁市是浙北第一经济强县(市)，其西部主要产业为印染和皮革制造业。近年来，为响应浙江省委提出的“五水共治”号召，海宁市含高比例印染废水和制革废水的城市污水处理备受关注。

海宁盐仓污水处理厂负责处理海宁市西部污水，进水中印染废水和制革废水含量超过50%，原工艺流程为“细格栅及调节池+初沉池+水解酸化池+SBR池+混凝沉淀池+消毒”，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB  18918—2002)二级标准。

2013年由于节能减排和生态环境保护的需要，污水处理厂进行了提标改造，并于2015年初改造完成，工艺流程为“细格栅及调节池+初沉池+水解酸化池+AAO池+二沉池+混凝沉淀池+过滤+消毒”，出水执行一级A标准。在提标改造调试运行过程中发现，该工艺对BOD、SS、氨氮、总氮、总磷、色度等指标去除效果良好，可达到一级A标准。

但是，由于海宁盐仓污水处理厂进水中印染废水和制革废水含量高，水质复杂，采用絮凝剂聚合氯化铝(PAC)，混凝沉淀池运行效果一般，在调试期间，二沉池出水CODCr含量维持在80.42～116.86  mg/L，混凝沉淀池出水CODCr维持在65.77～82.44 mg/L，使进入过滤工艺的CODCr浓度过高，最终导致过滤出水CODCr难以稳定在50.00  mg/L以下，污水处理厂出水CODCr有超标的风险。

在不改变现有污水处理厂工艺流程的基础上，最简便的方法就是最大限度地提高混凝沉淀池的处理效果。笔者采用盐仓污水处理厂混凝沉淀工艺使用的絮凝剂PAC以及某公司提供的试剂A、试剂B、试剂C、试剂D、试剂E及PAM，进行了混凝沉淀试验，筛选最优药剂，旨在为含高比例印染废水和制革废水的城市污水处理厂调试运行提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验材料聚合氯化铝(PAC)为污水厂混凝沉淀工艺使用的药剂;试剂A、试剂B、试剂C、试剂D、试剂E及聚丙烯酰胺(PAM)为某药剂公司提供的药剂，其药剂投加量及配比按照某药剂公司提供的试验要求进行;采用盐仓污水处理厂二沉池出水，水质指标：CODCr106.40  mg/L，BOD5 17.25 mg/L，SS 22.31 mg/L，NH3N 4.68 mg/L，TP 1.13 mg/L，pH 7.41  mg/L;试验装置为梅雨SC20006智能型六联搅拌器。

1.2试验方法

每组试验取水样1 000 mL，投加絮凝剂后，以400 r/min搅拌30 s，120 r/min搅拌5 min，80 r/min搅拌10  min。搅拌结束后，停机沉淀20 min，取液面下2 cm处水样测定。通过考察不同絮凝剂对二沉池出水的混凝沉淀效果，确定最优药剂及配比。

1.3测定项目与方法

CODCr含量采用重铬酸钾法测定;计算PAC、试剂B、试剂D的投加成本和污泥处理成本。

2结果与分析

2.1各药剂对CODCr 的去除效果

2.1.1PAC。

由表1可知，PAC投加量为20 mg/L时处理效果最好，对生化池出水CODCr的去除率为74.99  mg/L，去除率可达29.52%。随着PAC投加量的增加，去除率反而下降，这是由于产生了胶体保护作用[1]。这也与污水处理厂实际运行情况相符，即PAC投加量一般为20～30  mg/L，用量过低或过高均会降低CODCr的去除率。

2.1.2试剂A。

由表2可知，当试剂A投加量为40 mg/L，PAC为48 mg/L，PAM为0.4  mg/L时，处理效果最好，出水CODCr含量为59.04 mg/L，去除率达44.51%;当试剂A投加量增加到50  mg/L时，对CODCr的去除效果反而下降。从处理效果考虑，推荐试剂A的最优投加量为40 mg/L。

2.1.3试剂B。

由表3可知，试剂B投加量为30 mg/L，PAC为36 mg/L，PAM为0.3 mg/L时，出水CODCr含量为53.67  mg/L，去除率为49.56%。随着试剂B投加量的继续增加，对CODCr的去除效果提高不明显，且试剂B用量增加会导致药剂成本大幅增加。因此，从处理效果和经济性综合考虑，推荐试剂B的最优投加量为30  mg/L。投加试剂B、PAC和PAM对CODCr的去除效果远好于PAC试验中PAC投加量为30～40 mg/L的效果(81.97～86.98  mg/L)。

2.1.4试剂C。

由表4可知，试剂C的投加量为70 mg/L，试剂E为28 mg/L时，出水CODCr含量为61.44  mg/L，去除率为42.26%。随着试剂C和试剂E的投加量继续增加，CODCr处理效果反而略有下降。因此，从处理效果考虑，推荐最优投加量为试剂C 70  mg/L、试剂E 28 mg/L。

2.1.5试剂D。

由表5可知，试剂D的投加量为50 mg/L，试剂E为20 mg/L时，出水CODCr含量为53.32  mg/L，去除率为49.89%，处理效果最好。随着投加量的继续增加，对CODCr的去除效果反而下降。因此，从处理效果考虑，试剂D的最优投加量为50  mg/L、试剂E 20 mg/L。

2.1.6综合比较。

由表6可知，各组药剂最优投加量下，PAC药剂处理效果最差，出水CODCr含量为74.99  mg/L，说明该药剂难以满足工艺处理要求;试剂A和试剂C的处理效果较好，出水CODCr含量分别为59.04和61.44  mg/L;试剂B和试剂D处理效果最好，出水CODCr含量分别为53.67和53.32 mg/L。

根据污水处理厂提升改造工程对过滤工艺的设计要求[2-3]，过滤工艺对CODCr的去除率为5%～15%，为了使污水处理厂出水达到一级A标准(过滤工艺出水CODCr含量不高于50  mg/L)，要求过滤工艺的进水CODCr含量为52.63～58.82 mg/L。因此，根据试验结果，推荐试剂B或试剂D作为混凝沉淀工艺的处理药剂。

2.2处理成本

试剂B的价格以7 500元/t计(纯度为55%)，PAC以500元/t计(有效成分含量为10%)，PAM以40  000元/t计，根据海宁市盐仓污水厂的实际情况，污染处置成本为70元/t(污泥含水率以65%计)。通过计算可知，

PAC的处理成本为0.108元/m3，成本最低，但处理效最差，难以满足工艺要求;试剂B的处理成本为0.628元/m3，处理成本过高，因此不推荐采用;试剂D的处理成本仅为0.278元/m3，处理效果好，可以满足工艺要求，且处理成本相比于其他药剂较合理。综合分析，推荐试剂D作为混凝沉淀工艺的处理药剂。

3结论

该研究通过混凝沉淀试验，筛选出2种药剂用于污水厂混凝沉淀工艺，分别为试剂B和试剂D，其对CODCr的去除率

分别为49.56%和49.89%。通过成本分析，确定试剂D的处理成本最低，为0.278元/m3。因此，推荐试剂D作为混凝沉淀工艺的药剂。对于不同印染和制革废水的性质、排放规律、不同絮凝剂的性质，以及根据进水水质水量变化实现精确化、智能化加药等是下一步需要研究的问题。

延伸阅读：

聚合氯化铝絮凝剂处理生活污水的基本技术论证

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