絮凝剂提高工业园区污水处理厂活性污泥沉降性能的中试研究 5页

第28卷第2期五邑大学学报(自然科学版)V_01．28N0．22014年5月JOURNALOFIUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)May2014文章编号：l006．7302(20I4)02-0074-05絮凝剂提高工业园区污水处理厂活性污泥沉降性能的中试研究游卫强，陈浩。赵健行(江门市新会区龙泉污水处理有限公司，广东江门529000)摘要：研究了絮凝剂PAC和PAM对工业园区污水处理厂活性污泥沉降性能的影响，结果表明：分子量大的PAM絮凝剂，在小剂量投加的情况下，可以快速明显地改善活性污泥的沉降性能，提高系统出水的水质．关键词：絮凝剂；活性污泥；工业因区污水中图分类号：X5文献标志码：AAPilot-scaleStudyofImprovementofSedimentaryPropertiesofActivatedSludgefromIndustrialParkSewageTreatmentPlantsYOUWei-qiang，CHENHao，ZHAOJian-xing(LongquanSewageTreatmentCo．Ltd，Jiangmen529000，China)Abstract：EfectofPACandPAMonsedimentationofactivatedsludgefromindustrialparks’sewagetreatmentplantswasinvestigatedbysludgesettlingratioexperiments．Resultsshowthat：inthecaseofsmalldoses，highmolecularweightPAMcanquicklyandsignificantlyirnproveactivatedsludge’ssettlingperformanceandenhancetheeffluentqualityofthesystem．Keywords：flocculants；activatedsludge；sewagefromindustrialparks与一般生活污水和工业废水相比，工业园区废水污染物多、成分复杂、处理难度更大【l】．作为处理有机废水的基本方法，活性污泥法常用于工业园区污水处理后续的生化处理阶段【2d】．但是，工业园区收纳污水成分复杂多变，且掺杂了各种金属离子和大量盐类，易造成生化系统活性污泥中毒，最终导致污泥沉降性能不佳、出水水质不达标．传统投加聚合氯化铝(PAC)助沉的方法，需要大剂量投加PAC才能使污泥沉降性能有明显改善．本文以江门某工业园区污水为中试对象，选取3种不同分子量的聚丙烯酰胺(PAM)为混凝剂投加到生化系统的出水泥水混合物中，以求在小剂量投加的情况下改善活性污泥的沉降性能，进而改善和提高系统的出水水质．1试验介绍11试剂PAC：聚合氯化铝，巩义市茂泉净化材料有限公司，氧化铝含量28％．PAM：阳离子型，日本三收稿日期：2014-02-26作者简介：游卫强(1973一)，男，广东新会人，高级环境工程师，从事水处理方面的研究\n第28卷第2期游卫强等：絮凝剂提高工业园区污水处理厂活性污泥沉降性能的中试研究75菱化学，分子量1400~-，DIAFLOCKP205Bs含量90％1)1&；阴离子型1，法国爱森SNF，分子量1800万，AN926SH含量90％以上；阴离子型2，法国爱森SNF，分子量1200万，AN905SH含量90％以上．1．2试验方法试验在江门某工业园区污水处理厂(5万t／d)进行．试验用活性污泥采自氧化沟出水堰的泥水混合物．实验时将水样搅匀，取1000mL水样于烧杯中，利用六杆搅拌器将水样和药剂在一定强度和时间下混合、反应；然后将水样倒人100mL的量筒中进行污泥沉降比SV30实验；最后抽取其上清液，化验水质指标COD和SS．SV30是测定污泥性能最为简便的方法，具有测定方便快速的特点，本研究主要以SV30试验为基础，通过观察试验过程中污泥沉降的速度、污泥外观、泥水分界面是否清晰、上层液是否有悬浮物，以及对上层液的水质测定来判断絮凝剂对活性污泥沉降性能的改善．污水处理厂工艺流程如图1所示．水质在线水质在绒监剃点1投药(PAC／PAM)监测点2图1江门某工业园区污水处理厂工艺流程图1．3试验工况试验期间工业园区污水厂运行工况如下：进水含COD160~240mg／L、SS120~180mg／L、铜离子5—9mg／L；进水流量在1800~2000m3／b_；生化系统氧化沟MLSS为3800~4200mg／L，出水ElDO为1．8—2．2mg／L．2投加絮凝剂的试验结果与分析2．1投加PAC按试验方法，在氧化沟出水堰采集泥水混合物(经测定MLSS为3950mg／L)，取7份1000mL水样于7个烧杯中，分别往其中加入0、10lng、2Omlg、3Omg、40mg、50mg、60mgPAC；200r／rain强度搅拌3mill；然后进行SV30的实验，并取其上清液进行COD和SS等水质指标的检测．标准规定，COD出水限值为40mg／L，SS出水限值为20mpjL．\n76五邑大学学报(自然科学版)2014正实验结果如表1和图2所示．表1投加不同剂量的PAC，SV30沉淀效果与上清液水质投加PAC药剂／(mg)O1O203O4050_——_——●——_——COD／(mg／L)l35l098254383OSS／(mg／L)7648352921l5SV30／％232Ol8l8l920通过实验观察，结合表1和图2可以看到：1)在不投加PAC的情况下，污泥沉降比基本正常，泥水有明显的分界面，但上层液浑浊，水质超标严重(原因：工业区污水复杂，污泥中毒，有大量污泥解絮，同时伴有大量的盐类)；2)投入PAC后，污泥沉降比略有下降但基本稳定；3)随着PAC投加量的增加，上清液越来越清澈透明，细小的浮泥逐渐消失，上清液COD和SS的检测值逐渐下降；4)当PAC的投加量提升至超过50mg时，污泥沉降速度较快，上清液变mP^c／(mg)得清澈透明，COD和SS检测值均下降至排放限值之图2上清液中COD和SS随PAC投加内(COD40mg／L、SS20mg／L)．剂量的变化2．2投加PAM同2．1方法取样1000mL，往烧杯加入100mg／L的PAM溶液2．0mL(即PAM投加量为0．2mg)，搅拌混合，进行SV30沉降试验；然后逐步按2．0mL的剂量递增投加PAM，搅拌混合后进行SV30沉降试验．试验发现：1)当阳离子型或阴离子型PAM投加剂量达到1．0mg时，活性污泥的沉降性能均明显提高，污泥在5min内就沉降完毕(而投加PAC要沉降30min才稳定)，泥水分界面清晰，上清液清澈透明，不含浮泥，效果非常理想；2)当向水样分别投加不同类型、不同分子量的PAM时，在同样投加量下(投加1．0mg)，其沉淀效果有差别．为清晰反映和显示这些差别，我们在化验室条件下进行SV30平行试验．2．2．1试验材料及前期准备水样：采自氧化沟出水堰出水的泥水混合液，污泥浓度测定MLSS为3964mg／L、铜离子为8．67mg／L．药品：分别称取阳离子型、高分子量阴离子型和低分子量阴离子型PAM各O．5g，溶于500mL水中，以磁力搅拌器室温下中低速搅拌60min，该PAM药液浓度为1000mg／L．氧化沟工况：进水水质含COD为195mg／L、SS为120mg／L，氧化沟出水混合液溶解氧为2．20mg／L．试验方法：用4个量筒分别量取1000mL的水样，然后分别往3个量筒滴加阳离子型和高、低分子量阴离子型PAM药液1．0mL(PAM药剂的最终投加量均为1．0mg／L)，并充分混合、静止沉降30min；然后取其上清液，检测COD、SS和铜离子的浓度．2．2．2试验结果与分析上清液检测结果详见表2．\n第28卷第2期游卫强等：絮凝剂提高工业园区污水处理厂活性污泥沉降性能的中试研究77无药剂47．231．228．023．298．352．O5．371mg／L阳离子型PAM1．0mL36．023．222．020．026．109．01．241nag／L高分子量阴离子型PAM1．0mL27．2l9．2l8．417．628．910．02．5l1nag／L低分子量FYl离子型PAM1．0mL39．228．023．222．434．6l2．O3．48观察试验过程4个试样同时沉降的效果，并分别在试验的2min、5min、15min、30min进行记录，以比较各试样的沉淀效果．试验发现：1)不投加任何药剂时，混合液泥水分离效果差，沉降30min后的上清液浑浊，不能满足出水排放的要求；2)投加PAM型药剂并充分混合后，试样均随即出现明显的泥水分离，沉降速度很快，在5min内，泥水基本沉降分离完毕，上清液清澈透明，出水可满足排放的要求；3)PAM分子量越大，沉降速度越快，沉降比越小；4)不同类型、不同分子量的PAM药剂对各主要污染物的去除效果相近，阳离子型PAM的效果好于阴离子型的，高分子型的效果好于低分子型的；5)高分子型或阳离子型PAM对铜离子的去除效果更好．研究表明，阳离子型PAM链状分子上的荷电基团带正电荷，能中和污泥颗粒表面的负电荷，具有压缩双电层功效；较长的分子链能在污泥颗粒之间产生吸附和架桥作用，适宜于污泥调质【引．Novak指出，用于污泥调质的有机高分子絮凝剂的相对分子质量比其所带电荷类型和电荷密度更为重要【。本试验结果也很好地验证了相关的理论．2．3投加PAM与PAC的效果比较为进一步比较PAM与PAC对工业园区污水处理厂污泥沉降性能的改善，在化验室条件下，对二者进行SV30平行试验．2．3．1试验材料及前期准备水样：采自氧化沟出水堰出水的泥水混合液，污泥浓度测定MLSS为3780mg／L．药液：称取阳离子型PAM100mg，溶解于1L水中(PAM药液浓度100mg／L)；称取PAC药剂6．25g，溶解于1L水中(PAC药液浓度6250mg／L)．氧化沟工况：进水水质指标COD为165mg／L、SS为150mg／L；氧化沟出水混合液溶解氧为2．03mg／L．2．3．2试验结果与分析用3个烧杯分别量取500mL的水样，1号烧杯滴加1mg／L的PAM药液5mL，2号烧杯滴加50mg／L的PAC4mL，3号烧杯不投加任何药剂．充分混合后，进行SV30实验；然后取其上清液，检测COD和SS的浓度，结果详见表3．表3投加PAM与PAC的沉淀效果与上清液水质比较试验过程观察3个试样同时沉降的效果，并在试验的2min、5min、15min、30min进行记录，综\n78五邑大学学报(自然科学版)2014矩合观察结果和表3，得出PAC与PAM改善污泥沉降效果的比较，详见表4．试验发现：I)不加药剂，氧化沟出水混合液泥水可基本分离，界面清晰，但上层液浑浊，含大量细小的浮泥，出水COD和sS超标；2)加PAC时，需要大剂量投加才能起到明显的改善效果，原因是工业园区污水伴有大量的工业盐类，抑制了分子量较小的PAC的絮凝作用；3)投加PAM时，絮凝和沉淀的效果快且明显，泥水分离效果好，上清液水质佳．表4PAC与PAM改善污泥沉降效果的比较3结论为提高活性污泥沉降性能，人们普遍采用往生化系统的出水中投加絮凝剂的方法．中试研究表明，分子量大的PAM药剂，在小剂量投加的情况下，可以快速明显地改善活性污泥的沉降性能，提高系统出水的水质．另外，对于工业园区污水处理厂，以本试验研究为例，若投加浓度为50mgIL的PAC，每万方水药剂成本约为1000元，而按1mu／L浓度投加高分子量阳离子型PAM药剂成本约为300元．因此，工业园区污水处理厂选用PAM为絮凝剂，能大幅降低药剂的投加量和投加成本，同时节省人力物力，可有效降低工厂的运营费用．参考文献[1】张春燕．工业园区污水处理厂的运行与管理[J]．广东化学，2012，39(6)：172—175．【2】任周鸣．活性污泥法的工艺参数控制(上)[J]．给水排水，2007，33(11)：45．50．【3】任周鸣．活性污泥法的工艺参数控制(下)[J】_给水排水，2007，33(12)：44-49．[4】谢敏，施周，杨园晶，等．水厂排泥水处理的化学调质研究【J】．湖南大学学报，2006，3(4)：31．35．【5]NOVAKJT，O’BAIENJH．Polymerconditioningofchemicalsludge[J】．JournalofWaterPollutionControlFederation，l975，47(11)：42．46．【责任编辑：熊玉涛】