混凝法在城市污水强化处理中的应用

1、2002 Vol. 18中国给水排水No. 3中国给水排水CHINA WATER & WASTEWA TER混凝法在城市污水强化处理中的应用姜应和1 ,张发根2（1.中国地质大学 工程学院，湖北 武汉430074; 2.武汉理工大学 土木工程与建筑学院，湖北武汉430070）摘要：对混凝强化一级处理、混凝强化生物处理和混凝强化深度处理等几种城市污水处理技术分别进行了评析，阐述了混凝法的作用原理及其良好的强化处理效果关键词：城市污水处理；混凝；强化处理中图分类号i: X703. 1文献标识码：B文章编号：1000 - 4602（2002） 03- 0030 - 032002 Vol. 1

2、8中国给水排水No. 32002 Vol. 18中国给水排水No. 3化的作用。称为生物合成与化学助凝法（Biosynthesis/ Chemical? 30 ?© 199420 IQ China Acadianic Jcunial Electronic PublishingAl rights reserved,http:.ctiki.tier近年来出现了许多新型、高效、廉价的混凝剂, 且由于工业自动化技术的应用，按照进、出水水质及时调节混凝剂投加量已成为可能，因此混凝法正广泛应用于城市污水的强化一级处理、强化生物处理和污水深度处理等方面 。1混凝强化一级处理化学混凝强化一级处理技术

3、的净化原理与给水 中的混凝沉淀原理相同，通过投加混凝剂使微小的悬浮固体、胶体颗粒脱稳并聚集形成较大的颗粒，从而提高沉淀效率。早在20世纪60 70年代，以色列就针对城市 污水中污染物浓度高的特点，以石灰和氯化铁作为 混凝剂来提高一级处理对B OD、COD及SS的去除率,减轻了后续处理的负荷。在埃及、中国台湾、韩 国及一些欧洲国家的污水处理厂中，混凝强化一级处理技术的应用也取得了一定的效果。王东海1 、任洁2 等人的研究成果表明，采用无 机混凝剂处理低浓度生活污水时，对COD的去除率 可达70%以上。在武汉水质净化厂，当进水BOD5> 80 mg/L、PAC投加量为50 mg/L、有机高分

4、子絮凝剂 M1011投加量为0. 15 mg/L时 对BOD5和TP的去 除率均可达到60 %，出水SS <30 mg/ L3 。与常规一级处理相比，物理化学法强化一级处 理能够大幅度提高有机污染物的去除效率，且运行费用较低（处理成本仅为0. 30. 5元/ m3）,同时还 能取得较好的TP去除效果，达到抑制水体富营养因为该工艺对COD的去除率可达60%70 %，所以当进水有机负荷较低时，单设该工艺即可 使出水达到二级排放标准；当远期进水有机物浓度 升高时，可设后续生物处理工艺，使出水达到二级或 一级排放标准。该工艺便于对初沉池进行改造，可将初沉池前部改造成絮凝反应区，后部充作沉淀区,

5、由于絮凝后颗粒粒径增大、沉速提高，故效果很好。 如武汉水质净化厂利用可移动挡板将原初沉池分 区，前部反应区反应时间约为10 min，采用曝气装置在有效反应区底部布气，形成气动反应区；后部沉 淀区进行泥水分离，效果良好。2混凝强化生物处理211混凝强化高负荷活性污泥法采用高负荷活性污泥法时，由于污泥负荷较高， 曝气池中的微生物常处于对数增长期，混合液中悬浮固体的生物絮凝性能较差，进入二沉池后泥水分 离效果不佳，致使出水中 SS和BOD5值较高。针 对这个问题，一些学者提出投加一定量的混凝剂可 使污泥形成具有良好沉降性能的絮体，从而提高二沉池出水水质，并有利于在曝气池中维持较高的污 泥浓度。投加混

6、凝剂时，污水中粒径<0. 1 um的溶 解性有机物一部分被生物氧化，另一部分被微生物合成生物体而转化为粒径>0.1 um的非溶解性细胞；粒径>0. 1 um的非溶解性组分和新合成的细胞 利用生物絮凝和化学助凝作用聚集为更大的可沉絮 体，并在后续沉淀单元中与水分离。因此，该工艺被-Aided - Flocculation）即 BC 法4 。混凝剂一般直接投入曝气池，这样不仅可以保证充分混合并有足够的混凝剂水解絮凝时间，而且避免了碳、氮、磷营养比例的失调，同时还可省去专 设的混合、沉淀设施。当高负荷活性污泥法的曝气 时间为1. 11. 5 h时，若向曝气池中投加6 mgAl2O3

7、/L（碱式氯化铝）或 5 mgFe/L （FeCb）,则 BOD5、TN、TP的去除率可分别达 91 %96 %、 30 %35%、55 %65 %。在相同的曝气时间 下,BC法对BOD5的去除率远高于高负荷活性污 泥法;在相同的BOD 5去除率时,BC法的曝气时间 远小于普通活性污泥法，同时BC法的除磷脱氮效" 1率也高于二者。212混凝强化普通活性污泥法普通活性污泥法在降解污水中有机物的同时，通过排放剩余污泥可去除一定量的磷，但去除率有限。为了强化常规二级处理对磷的去除效果，可向曝气池中直接投加混凝剂，把正磷酸凝聚成不溶性 物质,最终在二沉池中沉淀并随剩余污泥一起排出。在该工艺中

8、可用铝盐或铁盐作混凝剂，金属离子与P&-生成不溶性磷酸盐，同时也与污水中存在的OH -生成氢氧化物。因此，为得到含磷浓度较低的 处理水，金属盐和磷的摩尔比通常需提高到2 ：1左日本西山污水处理厂曾进行的生产性试验表 明5 ，进入曝气池的污水中总磷为2. 8 mg/L时 若不投加混凝剂，则处理水中的总磷为 2. 06 mg/L （去 除率为26. 4 %）;若分别投加硫酸铝 50 mg/L （Al :P 摩尔比为1.65 ：1）或100 mg/L ,则出水中的总磷分 别为0. 25 mg/L （去除率为 91 %）和0. 06 mg/L ,且 当Al :P摩尔比<1.5 ：1时,除

9、磷效率会急剧下降；若分别投加氯化铁50 mg/L （Fe :P摩尔比为2.0：1） 和100 mg/L ,则处理水中的总磷分别为0. 15 mg/L（去除率为94. 6 %）和0. 01 mg/L。投加混凝剂与 不投加相比，出水的BOD5值大体不变（稳定在10 mg/L以下），SS也几乎不变，COD去除率略有提 高。投加混凝剂会使剩余污泥生成量有所增加，一般增加10%15 %左右。所产生的剩余污泥的脱 水性能与不投加药剂时大体相同5 。3混凝强化深度处理城市污水通过二级处理后，其处理水中仍含相 当数量的污染物质，如 BOD5为2030 mg/L、 COD 为 60 100 mg/L、SS 为

10、20 30 mg/L、NH3 -N 为 1525 mg/L、T P 为 0. 510 mg/L，此外还 含有细菌和重金属等有毒、有害物质，因此常需对二 级处理出水进行深度处理 。二级出水中的悬浮物质、胶体物质主要是由活性污泥碎片及其分泌物和代谢物所构成，它们所含蛋白质的颗粒表面存在着某些极性基团（如一 COOH与N H2等），因而能吸收大量的极性水分 子，使其外围包覆一层水膜 ；又由于颗粒表面有电离 H+，致使胶体表面带有负电荷，因此二级出水中的胶体具有亲水性和表面呈负电性的双重特点。投加混凝剂首先是可以中和胶体颗粒所带电荷，其次是将水膜去除以使胶粒脱稳并凝聚形成絮凝体。混凝法所形成的絮凝体可

11、通过沉淀或直接过滤 法加以去除，亦可将混凝和泥水分离合为一体，即采 用澄清池去除二级处理出水中的胶体和悬浮固体。在去除非溶解性固体的同时，也可去除污水中的某些溶解性物质（如砷、汞等）,还能有效地提高氮、磷 的去除率。选用适当的混凝剂种类并确定最佳投药量，对污水深度处理至关重要。一般而言，首先必须投加 铝盐或铁盐等无机混凝剂（研究表明PAC是最佳无 机混凝剂之一），其次由于二级出水中的悬浮和胶体 颗粒的体积质量较小、沉速较慢，为了进一步加大絮 凝体的直径，还可向二级处理出水中投加一定量的 有机高分子絮凝剂，以提高非溶解性固体的去除率。青岛市海泊河污水处理厂的二级处理采用AB法（即两段活性污泥法）

12、，其处理规模为4 X104 m3/d, 二级处理出水以 PAC和PAM为混凝剂和助凝剂混 合反应后经过辐流式沉淀池进行泥水分离，再通过以纤维球或石英砂为滤料的滤池进行过滤，最后经二氧化氯消毒脱色后出水水质为:pH = 6. 58. 5、SS <5 mg/L、浊度 <5 NTU、色度 <25 倍、BOD5 < 10 mg/L、COD <50 mg/L ,主要回用于工业冷却、电厂冲灰、市区景观和生活杂用等6。由于二级出水属低浊度水 （SS值<30 mg/L）, 因此向二级出水中投加一定量的混凝剂并经短时间 反应形成微絮凝体后，宜采用直接过滤的方法去除 水中的非溶

13、解性固体 。值得指出的是，在设计过程中设计滤速应低于一般滤池。德国斯图加特市的M thlhausen污水处理厂就是采用了直接过滤的方 法,其处理水在河体排出口的下游沿岸形成了外观 透明度高于原河水的一条清洁带。4结语混凝法应用于污水处理可提高工艺对有机污染 物、浊度、磷和氮等营养物质及其他溶解性物质的去 除率，改善出水水质。在强化一级处理、强化生物处 理和深度处理的工艺设计和运行过程中，宜通过小试优选混凝剂、确定混凝剂最佳投药量，以避免各污 染物质去除率不平衡而导致生物处理单元营养比例 失调或对生物絮体产生毒害。由于投加混凝剂后所 产生的污泥富含磷、铝(铁)、有机物等可回用物质 因此在应用混凝

14、法的同时，还应注重开发污泥综合利用新技术，以消除由污泥所产生的二次污染。?技术交流？参考文献：1 王东海，文湘华.低浓度生活污水化学强化一级处理的试验研究J .给水排水,1999 ,25(9) :10 - 13.2任洁，王闯，等.上海合流污水物化法强化一级处理的中试研究J .给水排水,1999 ,25(9) :8 - 10.3 姜应和，李玲玲.混凝法强化城市污水厂一级处理的试 验研究J .中国给水排水 ,2000 ,16(3) :12 - 15.4 周克钊.城市污水高负荷活性污泥法和化学助凝 (BC 法)处理技术A.水和废水技术研究 C.北京：中国 建筑工业岀版社,1992.5 桥本奖.新活性

15、污泥法M .李至时，等译.北京：学术 书刊出版社,1990.6 柯崇宜，孙峻，沈晓南.青岛海泊河污水处理厂污水回 用工程J .中国给水排水 ,1999 ,15(8) :35 - 36.电话:(027)87651786收稿日期:2001 - 08 - 302002 Vol. 18中国给水排水No. 32002 Vol. 18中国给水排水No. 3味精发酵母液处理工程简介味精发酵母液(简称味精母液)的主要特点是有机物和悬浮物菌丝体含量高、酸度大，对厌氧和好氧生物具有较大的毒性，因此处理这种废水难度很大。河南莲花味精集团的味精产量为14 X104 t/ a，生产废水主要是味精母液，其排放量 100 X104 m3/a。该厂处理规模为3 600 m3/d ,原水水质见表1 ,工艺流程见图1。表1原水水质项目COD (mg/ L )BOD5(mg/L)SS(mg/L)SO?- (mg/ L)NH3 - N ( mg/ L )pH值味精母液35 000 45 00020 000 25 00010 000 15 00040 000 50 00010 000 15 00023排放标准<300<100<150<256 9注：出水执行污水综合排放标准GB 8978 1996中味精工业二级排放标准 。脱水菌体蛋白