摘要：通過絮凝性能比較以及中試規(guī)模的應(yīng)用，表明聚合氯化鋁具有用量少、污泥少、除濁率高、對出水pH影響小等優(yōu)點，是石油化工污水回用處理中的理想絮凝劑。

石油化工污水，一般在污水凈化廠經(jīng)隔油、氣浮和生化處理之后外排，在當(dāng)前水資源短缺、用水量日益增加的形勢下，迫切希望回用污水、我們開展了凈化廠處理過的石化污水進(jìn)一步深度處理的中試研究，以期回用為循環(huán)冷卻水，處理過程包括生物接觸氧化、絮凝沉淀、過濾、消毒和水質(zhì)穩(wěn)定五部分，本文簡要報導(dǎo)了絮凝沉淀中聚合氯化鋁（以下簡稱聚鋁）的選取與應(yīng)用。

1.絮凝劑的選擇

石化污水處理常用硫酸鋁和聚合氯化鋁作為絮凝劑，后者由于預(yù)制成多核多羥基水解絡(luò)合體，具有較高的電荷與聚合度，故能發(fā)揮混凝與絮凝的雙重作用，效果優(yōu)于前者，但由于制備聚合氯化鋁的原料來源不同，如鋁灰、煤矸石、廢鋁催化劑等，致使聚合氯化鋁的組成與性能差異懸殊。中國科學(xué)院環(huán)境研究院研制的聚合氯化鋁，采用氫氧化鋁作原料，純度高并嚴(yán)格控制堿化度，可望獲得優(yōu)良的絮凝性能，為了比較，我們先后通過小試和中試，對比了幾種絮凝劑的性能，其中包括四種聚合氯化鋁、硫酸鋁、聚合硫酸鐵和陽離子型聚丙烯酰胺。

實驗室小試采用接觸氧化后的出水作為試驗液，快速攪拌下加入一定量的絮凝劑，2min后加入2mg·l^-1陰離子型高分子絮凝劑（對陽離子型聚丙烯酰胺不加入），再慢速攪拌lmin，取清液分析濁度和pH，結(jié)果示于圖1和表1。絮凝劑的投加量，鋁鹽以Al計，鐵鹽以Fe計，有機(jī)高分子以固含量計（下同）。

表1 澄清液濁度約0.5NTU時絮凝劑的投加量（mg·L^-1）

注：括號內(nèi)數(shù)字為澄清液濁度，單位NTU。

中試對比試驗在中試設(shè)備（圖2）上進(jìn)行，對生物接觸氧化塔出水連續(xù)加絮凝劑和陰離子型高分子絮凝劑，在沉淀槽出口取樣分析，結(jié)果列于表2。

表2 中試比較三種絮凝劑的絮凝效果

通過小試、中試的對比試驗可知：硫酸鋁絮凝效果雖不錯，只是明顯降低溶液的pH值；聚合硫酸鐵形成的絮體易沉淀，污泥少，但投加量大；陽離子型聚丙烯酰胺用量少，但無論小試還是中試均有一層浮渣不利于沉淀，去濁率也較低；聚合氯化鋁一般絮凝性能好，尤其是聚鋁，出水濁度達(dá)到相同水平時，它的投加量僅為聚鐵的1/5，為聚鋁（南）的70%，這樣產(chǎn)生的污泥少，有利于后處理，而且濁度去除率高，對原水pH影響少，因此，選用聚鋁用為石化污水回用處理的絮凝劑。

2.聚鋁在石化污水回用處理中試的應(yīng)用

絮凝沉淀裝置（圖2）由混合槽、絮凝槽與沉淀槽組成。

生物接觸氧化塔出水以0.5m³·h流量溢流進(jìn)入混合槽，在空氣攪拌下（氣水比為3），連續(xù)投加1.8mg·l^-1的聚鋁，停留8min后進(jìn)入絮凝槽，加入陰離子型高分子2mg·l^-1，停留14min后進(jìn)入沉淀槽，沉淀52min，分析沉淀槽出水水質(zhì)，結(jié)果列于表3（所列數(shù)據(jù)為17d均值）。

表3 絮凝沉淀前后水質(zhì)變化

中試運行結(jié)果表明：聚鋁是一種理想的絮凝劑，沉淀槽出水濁度均值0.6NTU，除濁率達(dá)92%，發(fā)揮良好絮凝作用，也印證了小試的結(jié)果，對SS、COD、總P也有一定的去除作用。

為了充分發(fā)揮聚鋁的作用，在中試設(shè)備中考察了一些影響絮凝沉淀的因素，結(jié)果如下：

系統(tǒng)采用壓縮空氣作為攪拌動力源，對于空氣攪拌，不象水力或機(jī)械攪拌，沒有現(xiàn)成的公式以計算速度梯度與甘布值，僅從絮凝效果來控制絮凝操作，我們的探索表明三點曝氣優(yōu)于單點曝氣（即僅在混合槽曝氣），出水濁度低（0.58比0.96NTU），且去濁率高（92%比82%），氣水比為6時效果較好。

系統(tǒng)處理生物接觸氧化后污水，為了比較，也處理過沒有經(jīng)過接觸氧化的污水，結(jié)果表明，污水經(jīng)生物接觸氧化后再絮凝沉淀出水濁度低（0.56NTU），而不經(jīng)過生化處理的污水絮凝沉淀后出水濁度高（5.6NTU），這是由于生物降解了大量的膠體物質(zhì)（它是濁度主要貢獻(xiàn)者），微生物代謝產(chǎn)物也發(fā)揮了生物絮凝的作用，要發(fā)揮聚鋁的作用，絮凝沉淀前的生物處理是重要的處理步驟。

連續(xù)操作優(yōu)于間歇操作，它不受起動的干擾，一般起動后1.5h水質(zhì)才能穩(wěn)定。