聚合氯化鋁在氧化溝中的作用原理混凝沉淀作用:聚合氯化鋁(PAC)加入氧化溝后,其主要成分鋁離子會(huì)水解形成氫氧化鋁膠體。這些膠體帶有正電荷,可以中和污水中帶負(fù)電荷的懸浮顆粒、膠體物質(zhì)和部分有機(jī)物的電荷。通過電荷中和,使這些微小的顆粒失去穩(wěn)定性,相互碰撞聚集形成較大的絮體。例如,污水中的細(xì)小泥沙顆粒和一些有機(jī)膠體在遇到 PAC 水解產(chǎn)生的氫氧化鋁膠體后,會(huì)逐漸聚集在一起。
吸附作用:氫氧化鋁膠體具有較大的比表面積,能夠吸附污水中的一些溶解性有機(jī)物、重金屬離子等污染物。這些被吸附的污染物隨著絮體的沉降而被去除。像污水中的磷元素,一部分會(huì)以磷酸根離子的形式與鋁離子反應(yīng)生成磷酸鋁沉淀,另一部分則會(huì)被氫氧化鋁膠體吸附,從而達(dá)到除磷的效果。
改善污泥性能:在氧化溝中,PAC 的加入有助于改善污泥的沉降性能。通過使污泥顆粒凝聚,形成的絮體污泥結(jié)構(gòu)更加緊密,沉降速度加快,有利于后續(xù)污泥的分離和處理。這可以防止污泥流失,提高氧化溝的處理效率。
聚合氯化鋁的投加位置和方式投加位置:進(jìn)水口附近:在氧化溝的進(jìn)水口投加 PAC 可以使藥劑與污水充分混合,盡早發(fā)揮混凝作用,去除污水中的大部分懸浮物和部分易混凝的有機(jī)物。這種方式對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大,含有較多懸浮固體的污水比較有效。
曝氣區(qū)前端:在曝氣區(qū)前端投加 PAC,借助曝氣設(shè)備的攪拌作用,可以使 PAC 更好地與污水混合均勻。同時(shí),曝氣產(chǎn)生的水力條件有利于絮體的碰撞和長(zhǎng)大,增強(qiáng)混凝效果。而且,在這個(gè)位置投加可以利用曝氣過程中微生物對(duì)有機(jī)物的分解作用和 PAC 的混凝作用相結(jié)合,提高對(duì)有機(jī)物的去除效率。
投加方式:連續(xù)投加:對(duì)于水質(zhì)、水量較為穩(wěn)定的污水,連續(xù)投加 PAC 可以保持氧化溝內(nèi)藥劑濃度的穩(wěn)定,持續(xù)發(fā)揮混凝作用??梢酝ㄟ^計(jì)量泵將 PAC 溶液按照一定的流量均勻地注入氧化溝。
間歇投加:如果污水的水質(zhì)和水量變化較大,或者氧化溝的處理負(fù)荷有波動(dòng),間歇投加 PAC 更為合適。根據(jù)污水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況,在需要的時(shí)候進(jìn)行藥劑投加,如在進(jìn)水水質(zhì)變差、懸浮物增多或者出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的時(shí)候加大投加量。
投加量的確定和影響因素確定投加量的方法:小試實(shí)驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)室中,模擬氧化溝的水質(zhì)和水力條件,通過燒杯實(shí)驗(yàn)確定 PAC 的更好投加量。觀察不同投加量下污水的混凝效果,如絮體的形成情況、沉降速度和上清液的澄清度等,找到使處理效果投加量范圍。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試:在氧化溝實(shí)際運(yùn)行過程中,根據(jù)小試確定的投加量范圍進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。通過對(duì)出水水質(zhì)的監(jiān)測(cè),如化學(xué)需氧量(COD)、懸浮物(SS)、磷含量等指標(biāo)的分析,逐步調(diào)整 PAC 的投加量,直到達(dá)到滿意的處理效果。
影響投加量的因素:污水水質(zhì):如果污水的濁度高、懸浮物多、有機(jī)物含量大或者含有較多的重金屬離子和磷元素,需要增加 PAC 的投加量。例如,處理印染廢水時(shí),由于廢水中含有大量的染料和助劑等有機(jī)物,以及較高的懸浮物,PAC 的投加量會(huì)比處理生活污水時(shí)高很多。
氧化溝的運(yùn)行參數(shù):氧化溝的水力停留時(shí)間、曝氣強(qiáng)度、污泥濃度等參數(shù)會(huì)影響 PAC 的投加量。水力停留時(shí)間短的氧化溝,為了在有限的時(shí)間內(nèi)達(dá)到較好的處理效果,需要增加 PAC 的投加量;曝氣強(qiáng)度大的氧化溝,絮體的碰撞機(jī)會(huì)多,但也會(huì)破壞已經(jīng)形成的絮體,此時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整 PAC 的投加量;污泥濃度高的氧化溝,需要適當(dāng)增加 PAC 來改善污泥的沉降性能。
對(duì)氧化溝微生物的影響及注意事項(xiàng)
對(duì)微生物的影響:短期影響:在合理投加量下,PAC 的加入一般不會(huì)對(duì)氧化溝中的微生物產(chǎn)生嚴(yán)重的負(fù)面影響。相反,它可以通過去除污水中的有害物質(zhì),如重金屬離子和部分有毒有機(jī)物,為微生物創(chuàng)造一個(gè)相對(duì)良好的生存環(huán)境。但是,如果 PAC 投加量過大,鋁離子會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒性作用,抑制微生物的活性,影響氧化溝的生化處理效果。
長(zhǎng)期影響:長(zhǎng)期過量使用 PAC 會(huì)導(dǎo)致微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。一些對(duì)鋁離子敏感的微生物會(huì)逐漸減少,而耐受鋁離子的微生物會(huì)成為優(yōu)勢(shì)種群。這種微生物群落結(jié)構(gòu)的改變會(huì)影響氧化溝的處理功能和穩(wěn)定性。
注意事項(xiàng):混合均勻:投加 PAC 時(shí)要確保其在氧化溝內(nèi)充分混合,避免局部濃度過高。可以通過優(yōu)化投加位置和利用曝氣設(shè)備、攪拌設(shè)備等進(jìn)行混合。
監(jiān)測(cè)水質(zhì)和微生物:定期監(jiān)測(cè)氧化溝的出水水質(zhì),包括常規(guī)指標(biāo)(如 COD、SS、氨氮、磷等)和重金屬含量等。同時(shí),要關(guān)注微生物的活性和群落結(jié)構(gòu)變化,可以通過檢測(cè)微生物的呼吸速率、采用分子生物學(xué)方法(如高通量測(cè)序)分析微生物群落等手段來進(jìn)行監(jiān)測(cè)。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整 PAC 的投加量和運(yùn)行參數(shù)。
避免藥劑沖突:如果氧化溝中還同時(shí)使用其他水處理藥劑,如聚丙烯酰胺等助凝劑或者消毒劑等,要注意這些藥劑與 PAC 之間的相互作用。有些藥劑會(huì)與 PAC 發(fā)生化學(xué)反應(yīng),影響其混凝效果或者產(chǎn)生新的污染物。