PAFS_PDMDAAC复合絮凝剂的除磷效果研究

P AFS -P D MDAAC 复合絮凝剂的除磷效果研究

郑怀礼

1,2

,　王白雪

1,2

,　熊文强3,　彭德军1,　龙腾锐

2,4

,　刘　宏

1

(1.重庆大学化学化工学院,重庆400044;2.重庆大学三峡库区生态环境教育部重点

实验室,重庆400045;3.重庆大学资源与环境学院,重庆400044;4.重庆大学城市

建设与环境工程学院,重庆400045) 摘　要:　针对生物除磷稳定性差、效果欠佳的问题,研发了P AFS -P DMDAAC 复合絮凝剂,考察了复合絮凝剂中P DMDAAC 的复合比、污水pH 值及复合絮凝剂投量对除磷效果的影响。结果表明,将絮凝剂配成质量分数为10%的液体,在P DMDAAC 复合比为5%、液体复合絮凝剂投量为1.6～2.4mL /L 、污水pH 值为7～13的优化条件下,对模拟废水中磷的去除率>97%,除浊率>99.40%。同时考察了在优化试验条件下复合絮凝剂对实际污水的除磷效果,结果表明,除磷率达98.42%,除浊率为98.53%,出水中磷浓度可达到国家一级排放标准。

关键词:　复合絮凝剂;　聚合硫酸铝铁;　聚二甲基二烯丙基氯化铵;　除磷;　除浊

中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2006)19-0050-03

基金项目:国家自然科学基金资助项目(20577072);　重庆市自然科学基金资助重点项目(2006BA7029)

Study on Phosphorus Re m ova l by PAFS 2PDMDAAC Co m posite

Floccul an t

ZHENG Huai 2li 1,2

,　WANG Bai 2xue

1,2

,　X I O NG W en 2qiang 3

,

　PENG De 2jun 1

,　LONG Teng 2rui 2,4

,　L I U Hong

1

(1.College of Che m istry and Che m ical Engineering,Chongqing U niversity,Chongqing

400044,China;2.Key L aboratory of Th ree Gorges R eservoir R egion ’s Eco 2Environm ent ,Chongqing U niversity,Chongqing 400045,China;3.College

of R esource and Environm ent S cience,Chongqing U niversity,Chongqing 400044,China;

4.Faculty of U rban Construction and Environm ent Engineering,Chongqing U n iversity,

Chongqing 400045,China )

Abstract:　Regarding t o the instability and faulty effect of phos phorus re moval by m icr oorganis m

treat m ent,the P AFS 2P DMDAAC co mposite fl occulant was devel oped .The P DMDAAC rati o,the value of pH and the dosage of P AFS 2P DMDAAC were investigated .The results show that when the mass fracti on of P AFS 2P DMDAAC is 10%,the op ti m al conditi ons are:P DMDAAC is 5%,the dosage of P AFS 2P DM 2DAAC is 1.6-2.4mL /L,and pH is 7-13.Under these op ti m al conditi ons,the phos phorus re moval rate is above 97%and the turbidity re moval rate is above 99.40%in si m ulated waste water .W hen P AFS 2P DMDAAC is used t o treat the domestic waste water in Chongqing,the phos phorus re moval rate is 98.42%and the turbidity re moval rate is 98.53%.The phos phorus of the effluent attains the nati onal first class standard .

第22卷　第19期2006年10月 中国给水排水CH I N A WATER &WASTE WATER

Vol .22No .19

Oct .2006

Key words:　composite fl occulant;　polyalu m iniu m ferric sulfate;　poly2di m ethyl2diallyl2a mmoni2 um chl oride;　phos phorus re moval;　turbidity re moval

目前,我国城镇生活污水处理通常采用生物法[1、2],该法对氨氮、COD的去除性能稳定、效果良好;但对磷的去除则稳定性较差、效果欠佳,尤其是对含磷量高的污水难以达到国家排放标准。与生物法相比,化学絮凝除磷具有稳定、可靠的优点[3]。但污水是一种复杂的分散体系,单一的絮凝剂有时不能满足实际的处理需要[4～8],因此絮凝剂的复合化成为絮凝剂研究与应用的发展趋势之一。目前关于探索利用P AFC-P DMDAAC复合絮凝剂去除城镇生活污水中的磷尚未有报道。故笔者通过复合聚合硫酸铝铁(P AFS)与聚二甲基二烯丙基氯化铵(P DMDAAC)制备成新型P AFC-P DMDAAC复合絮凝剂,研究了影响该复合絮凝剂除磷性能的各种因素。

1　试验材料与方法

111　试验材料

①　试验仪器

紫外/可见分光光度计,722型分光光度计,ZR4 -6絮凝搅拌机,pHS-3C酸度计,Z BX-4型便携式浊度计。

②　试验药品

磷酸二氢钾、硅藻土、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑钾均为分析纯,聚合硫酸铝铁(P AFS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(P DMDAAC)为市售工业品,其中P DMDAAC为液体。

112　试验方法

①　P AFS-P DMDAAC复合絮凝剂的制备

取不同质量的P DMDAAC(液体)在强烈搅拌下加入到P AFS溶液中制成不同复合比的液体絮凝剂,其中P AFS-P DMDAAC的质量分数为10%。

②　模拟污水的制备

用自来水和硅藻土配制模拟污水。其中磷浓度为6mg/L,浊度为50NT U,pH值为7.8。

③　絮凝试验

取模拟污水500mL于600mL烧杯中,在搅拌下分别加入不同P DMDAAC复合比的絮凝剂液体,在200r/m in下快速搅拌约30s,然后在150～180 r/m in下搅拌1m in,最后在80r/m in下搅拌10m in 并沉淀15m in,取上清液测定磷含量和浊度。

④　污泥量的测定

处理后的水样静置15m in并倒出上清液,将余下的浑浊液倒入100mL的量筒内静置0.5h测定污泥量。

2　结果与讨论

211　P DMDAAC复合比对除磷性能的影响

在复合絮凝剂投量为1.6mL/L条件下考察了P DMDAAC复合比对除磷效果的影响,结果见表1。

表1　复合比对模拟污水除磷性能的影响

Tab.1　Effect of P DMDAAC composite rati o on

phos phorus removal

项目

P DMDAAC复合比/%

025*******

除磷率/%95.8896.5697.9397.1393.4992.8087.67除浊率/%96.4098.6099.4099.40>99.50>99.50>99.50出水pH6.956.936.976.987.007.007.02

污泥量/m L52504265383430

由表1可知,当P DMDAAC复合比较低时,随着P DMDAAC复合比的升高,P AFS-P DMDAAC的除磷和除浊性能有明显改善;当继续增大P DMDAAC 的复合比(>8%)时,则P AFS-P DMDAAC的除磷性能反而有所降低。与单一的P AFS絮凝剂相比,复配适量的P DMDAAC可提高污水的除磷率和除浊率。结果表明,P DMDAAC复合比为5%时絮凝剂具有较好的除磷、除浊效果,且污泥沉降速度快、出水pH值接近中性,出水水质达到排放标准。故试验确定最佳的P DMDAAC复合比为5%。

212　污水pH值对除磷性能的影响

调节模拟污水的pH值为4～13,向500mL水样中投加由5%的P DMDAAC制备而成的液体复合絮凝剂0.8mL,考察污水pH值对除磷和除浊性能的影响,结果见图1和图2。

由图1和图2可知,污水pH<7时,P AFS-P D2 MDAAC和P AFS的除磷效果都较差,P AFS的除浊率高于P AFS-P DMDAAC的;当pH>7时,P AFS-P DMDAAC和P AFS都具有较好的除磷效果且对浊度的去除率均大于98%。结果表明,P AFS-P DM2 DAAC比P AFS絮凝剂具有更宽的pH值适用范围,其最佳pH值为7～13。

第19期郑怀礼,等:P AFS-P DMDAAC复合絮凝剂的除磷效果研究第22卷