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摘要：采用SBR—化学混凝处理城镇生活污水，结果表明：经SBR处理后，废水中的COD、氮、磷得到很好的去除，最佳的混凝工艺条件为：废水pH730左右，聚合氯化铝钙用量20mg/L废水，搅拌强度120r/min，搅拌时间15min，加入PAM用量015mg/L废水。
关键词：SBR混凝 城镇生活污水 回用 聚合氯化铝钙
目前我国城市污水处理率仅为186%，城市污水二级处理率仅为9%~10%［1］。全国约400个城市缺水，正常年份缺水达50亿m3，预计2030年缺水量将达400亿~500亿m3［2］。随着经济建设和城市化的快速发展，城市污水排放量增长很快。大量污水未经处理直接排放，不仅造成水资源的浪费，而且使大部分水资源已受到不同程度污染。城镇生活污水的回用技术研究正是在此背景下提出来的，在近期亟待解决城市污水污染及水资源短缺问题上具有十分重要的现实意义。SBR法具有良好的脱氮除磷功效和COD去除能力，化学处理技术对SS、COD有较好的处理效果，且系统占地面积和基建投资小。采用高效絮凝剂具有投资低廉、运行费用低、易于管理、处理过程稳定可靠等优点，近期投资具有较好的环境效益和社会效益。本研究拟采用SBR—化学混凝—消毒实现城镇生活污水的回用。
1仪器与试剂
仪器：WGZ数字浊度仪，上海第三光学仪器厂；721型分光光度计，上海第三分析仪器厂；自控SBR反应器，自制。
试剂：实验室制备的聚合氯化铝钙［3］、工业聚合氯化铝、聚合硫酸铁混凝剂配成5%的使用液，助凝剂PAM配成01%的使用液。
2结果与讨论
2.1SBR反应条件的确定
本研究采用两种工况进行对比实验，其中工况1的运行情况为：进水搅拌（厌氧）05h，曝气（好氧）35h，静置沉淀（缺氧）05h，排水05h；工况2的运行情况为：进水搅拌（厌氧）1h，曝气（好氧）3h，静置沉淀（缺氧）05h，排水05h，两种工况的合计时间都是5h。各工况分别经过30d的连续运行，每天检测其进出水的各项污染物指标。各工况的处理效果见表1和表2。
由表1和表2可以看出，工况1的各项污染物的去除效果明显优于工况2，有机物和氮磷的去除率都高，因此在本研究中确定工况1的运行时间及运行参数为最佳。
表1工况1的处理效率
项目CODT-N氨氮NO3-NT-P
出水水质/mg·L-1去除率/%
505~61875~834
38~185634~882
121~665813~935
335~125-
043~154639~789
表2工况2的处理效率
项目CODT-N氨氮NO3-NT-P
出水水质/mg·L-1去除率/%
556~685725~816
155~258489~520
182~68808~902
132~181-
072~182561~647注：原水水质CODCr=202~372mg/L，总氮=323~505mg/L，氨氮=185~355mg/L，总磷=204~415mg/L。
2.2混凝条件的确定
分别向1000mLSBR出水中加入25mg的聚合铝（PAC）、聚合铁（PFS）、聚合氯化铝钙，以60r/min的速度搅拌5min，然后加入015mgPAM，搅拌1min；静置沉降20min。测定上清液的浊度，结果见表3。
表3不同混凝剂对浊度去除效果的影响
混凝剂聚合氯化铝钙聚合硫酸铁聚合氯化铝
浊度/NTU浊度去除率/%255834131729517
注：原水的浊度为60NTU。
由表3可以看出，聚合氯化铝钙对SBR出水的处理效果高于其他常规的混凝剂。可见聚合氯化铝钙适合SBR出水的进一步处理。
2.3pH对混凝处理效果的影响
取1000mLSBR出水，5%氢氧化钠溶液调节不同的pH值，然后向废水中加入20mg聚合氯化铝钙，以60r/min的速度搅拌5min，加入015mgPAM，搅拌1min；静置沉降20min，测定上清液的浊度、CODMn、氨氮，结果见图1、2。
图1不同pH值对出水指标的影响
图2不同pH值对去除率的影响
注：浊度单位为NTU、CODMn和氨氮单位为mg/L。原水水质为浊度=54NTU，CODCr=506mg/L，氨氮=68mg/L。
从图1、2可以看出，随pH的增加，混凝效果逐渐下降，在pH值小于85时有良好的去除效果。因此直接选用原SBR出水进行混凝处理。
2.4聚合氯化铝钙加入量对混凝处理效果的影响
取1000mLSBR出水，加入不同量的聚合氯化铝钙，以60r/min的速度搅拌5min，加入015mgPAM，搅拌1min；静置沉降20min，测定上清液的浊度、CODMn、氨氮，结果见图3、4。
图3聚合氯化铝钙用量对出水指标的影响
图4聚合氯化铝钙用量对去除率的影响
注：浊度单位为NTU、CODMn和氨氮单位为mg/L。原水水质为浊度=66NTU，CODCr=557mg/L，氨氮=130mg/L。
由图3、4可以看出，随着聚合氯化铝钙量的增加，浊度、CODMn的去除率逐渐增大，当达到最佳药量（20mg/L）后去除率又降低。过量加入混凝剂，胶体颗粒过多的被吸附的聚合物包围，造成胶体表面饱和产生再稳现象，使混凝效果变差。
2.5搅拌强度和搅拌时间对混凝处理效果的影响
本研究中的SBR出水所含的悬浮物较少，主要是胶体和菌胶团微粒，属于低浊度水，因此，搅拌时间与搅拌强度对混凝效果的影响显得尤为重要。只有合适的搅拌时间和搅拌强度才能保证药剂与废水中胶体、悬浮颗粒及溶解性有机物充分接触，发生凝聚作用；保证产生的絮体不被破坏，从而达到净化污水的目的。
取1000mLSBR出水，加入20mg的聚合氯化铝钙，以不同的速度搅拌5min，加入015mgPAM,搅拌1min；静置沉降20min，测定上清液的浊度、CODMn、氨氮，结果见图5、6。
图5搅拌速度对出水指标的影响
图6搅拌速度对去除率的影响
注：浊度单位为NTU、CODMn和氨氮单位为mg/L。原水水质为浊度=68NTU，CODCr=586mg/L，氨氮=165mg/L。
由图5、6可知，搅拌速度为120r/min时，处理效果最佳，搅拌速度低，不能形成沉淀性能良好的矾花，搅拌速度过大会打碎矾花不利于混凝。
取1000mLSBR出水，加入20mg聚合氯化铝钙，以120r/min的速度搅拌不同的时间，加入015mgPAM，搅拌1min；静置沉降20min，测定上清液的浊度、CODMn、氨氮，结果见图7、8。
图7搅拌时间对出水指标的影响
图8搅拌时间对去除率的影响
注：浊度单位为NTU、CODMn和氨氮单位为mg/L。原水水质为浊度=98NTU，CODCr=539mg/L，氨氮=150mg/L。
由图7、8可以看出，搅拌时间为5min时处理效率最高，因此，确定最佳搅拌时间为5min。
2.5PAM加入量对SBR出水处理效果的影响
取1000mLSBR出水，加入20mg聚合氯化铝钙，以120r/min的速度搅拌5min，加入不同量PAM，搅拌1min；静置沉降20min，测定上清液的浊度、CODMn、氨氮，结果见图9、10。
图9PAM加入量对出水指标的影响
图10PAM加入量对去除率的影响
注：浊度单位为NTU、CODMn和氨氮单位为mg/L。原水水质为浊度=54NTU，CODCr=556mg/L，氨氮=680mg/L。
从图9、10可以看出，随着助凝剂加入量的增加，当溶液中的助凝剂的用量达到015mg时，处理效果最好。因而确定PAM的最佳加入量为015mg/L。
用二氧化氯作为消毒剂处理化学混凝出水，当二氧化氯的用量达到2mg/L时，大肠杆菌未检出。可见，用SBR—化学混凝—消毒工艺，处理城镇生活污水后，可以达到回用标准（浊度＜5NTU，COD＜50mg/L）。
3结论
3.1化学混凝处理SBR出水的最佳工艺条件
聚合氯化铝钙20mg/L，PAM015mg/L，搅拌时间为5min，搅拌速度为120r/min。
3.2采用SBR—化学混凝—消毒工艺
采用SBR—化学混凝—消毒工艺联合处理城镇生活污水，处理后废水可以达到回用标准。
参考文献
1.孙振世，陆芳.我国城市污水处理厂运行状况及加强监管对策.中国环境管理，2003，5
2.叶雯，刘美南.我国城市污水再生利用的现状与对策.中国给水排水，2002，12.
3.刘梅英，胡筱敏，苏永渤.聚合氯化铝钙的合成与应用.化工环保，2005，4. |
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