摘要：研究了PAC與PAM復合絮凝劑對回用水的處理效果。研究表明，復合絮凝劑處理回用水是完全可行的，對水中各項指標的去除效果都很好，尤其是對濁度、TP、PO₄^3--P和COD的去除，在PAC授加量為10mg·L^-1、PAM投加量為0.1mg·L^-1時，去除率分別達到了63.92%、39.39%、45.20%和31.01%，對色度及UV₂₅₄的去除率也分別達到了25.32%和12.60%。

我國是個水資源短缺的發展中國家，水資源短缺嚴重制約了經濟的發展，開發經濟實用的污水回用工藝已經到了刻不容緩的地步。混凝-沉淀工藝與其他物理化學方法相比具有出水水質好、工藝運行穩定可靠、經濟實用、操作簡便等優點。波濤聚合氯化鋁廠家研究的原水來自污水處理廠的二級出水，其濁度低且變化較大，給投藥帶來很多不利的影響。針對再生水處理的特點，選用無機高分子絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）與有機高分子絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）復配使用。

目前人們考察混凝劑對再生水的處理性能主要看其對濁度和有機物的去除，很少研究對磷的去除，而磷、色度及UV₂₅₄也是控制再生水水質的重要指標。本文在研究復合絮凝劑對再生水的濁度和有機物去除的同時，特別研究其對磷（TP和PO₄^3--P）、色度及UV₂₅₄的去除效果。

1、材料與方法

1.1 工藝流程

中試試驗裝置的設計規模為4.8m³·d^-1，進水取自某再生水廠的進水井，經混合池到絮凝池，后進入沉淀池進行泥水分離，出水直接排放。

1.2 原水水樣及測定方法

濁度：HACH2100濁度儀；TP：過硫酸鉀消解，鉬銻抗分光光度計：PO₄^3--P：鉬銻抗分光光度法；COD：重鉻酸鉀法；色度：紫外分光光度法；UV₂₅₄：UV-2550紫外可見光分光光度儀。

1.3 試驗方法

固定PAM投加量為0.1mg·L^-1，改變PAC的投加量，分析PAC與PAM復合應用于再生水的處理效果。每種投藥量下都進行平行試驗，試驗數據均為多次試驗的平均值。

2、結果與討論

2.1 復合絮凝劑對濁度的去除效果

在不同的PAC投加量下，考察復合絮凝劑對濁度的去除效果，結果如圖1所示。

從圖1可以看出，復合絮凝劑對濁度的去除效果很明顯，整體呈現逐漸增加的趨勢，在PAC投加量從5mg·L^-1增加到8.09mg·L^-1的過程中，對濁度的去除呈現迅速增加的趨勢，去除率從50.24%增加到64.61%，增加了14.37%；并且在PAC投加量為8.09mg·L^-1時，出水濁度小于1NTU。總體上，隨著原水濁度的逐漸增加，投藥量也逐漸增加，濁度的去除率也在逐漸提高，但是PAC投加量增加到8.09mg·L^-1以后，隨著投藥量的繼續增加，濁度的去除效率增加很緩慢，當PAC投加量為10mg·L^-1時，去除率為63.92%，反而有少許的下降，這是由于混凝劑投加量過大，出現膠體再穩現象所致。

由于進水為污水處理廠的二沉池出水，濁度變化通常為2-20NTU，屬于低濁水，水中顆粒物濃度較小，微粒尺寸小且分布均勻，不利于顆粒相互碰撞絮凝，絮凝反應較慢，生成的礬花粒徑小且松散、質量小，不易下沉，因而需借助于有機高分子絮凝劑的吸附架橋作用。采用PAM，其分子量較大，結構呈線型，這在一定程度上有利于促進絮體的形成，提高沉降速度，改變沉降性能。因為PAM加入后改善了絮凝反應環境，促進了絮凝劑PAC與水中膠體顆粒的反應。

2.2 復合絮凝劑對TP的去除效果

在不同的PAC投加量下，考察復合絮凝劑對TP的去除效果，結果如圖2所示。

由圖2可以看出，復合絮凝劑對TP的去除效果較好，整體呈現先增加后趨于平緩的趨勢。在PAC投加量從5mg·L^-1增加到8.09mg·L^-1的過程中，TP的去除呈現迅速增加的趨勢，從17.17%增加到39.11%，增加了21.94%；總體上，在原水TP濃度基本相同的情況下，隨著投藥量的逐漸增加，TP的去除率也在逐漸提高，但是當PAC投加量增加到8.09mg·L^-1以后，隨著投藥量的繼續增加，濁度的去除效率增加的很緩慢，當PAC投加量為8.09mg·L^-1時，去除率為39.11%，而PAC投加量為10mg·L^-1時，去除率只增加到39.39%，增加的很緩慢，并且在這之間有個下降的趨勢，這與濁度的去除趨勢相似。

TP按化學成分可分成正磷酸鹽、聚合磷酸鹽和有機磷，其中以正磷酸鹽為主，占到總磷的90%以上，隨著PAC投加量的增加，水中的Al³⁺也會逐漸增多，從而可以與TP中的正磷酸鹽生成更多的沉淀，將大部分的TP去除，但當TP中的正磷酸鹽基本被去除以后，隨著投藥的繼續增加，聚合磷酸鹽和有機磷并不能通過沉淀去除，因而去除率增加很緩慢。

2.3 復合絮凝劑對PO₄^3--P的去除效果

在不同的PAC投加量下，考察復合絮凝劑對PO₄^3--P的去除效果，結果如圖3所示。

由圖3可以看出，隨著PAC投加量的逐漸增加，PO₄^3--P的去除率也逐漸增加，與對TP去除效果不同的是，在PO₄^3--P濃度相對穩定的情況下，隨著PAC投加量的加大，PO₄^3--P的去除并沒有呈現相對緩慢的趨勢，而是較快地在增加，這是因為，隨著PAC投加量的加大，水中Al³⁺也會增多，這樣就可以與水中更多的磷酸根結合生成沉淀物，從而將PO₄^3--P經沉淀從水中去除。當PAC投加量為10mg·L^-1時，對PO₄^3--P的去除率達到45.2%，這說明混凝沉淀對磷的去除效果很有效。

在采用化學除磷時，溶解態的正磷酸鹽和顆粒態的磷屬于能夠被定量去除的那一部分，而聚磷酸鹽和有機磷只是部分地通過吸附作用被去除。化學除磷的基本原理是通過投加化學藥劑形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離從污水中去除。將溶解態的磷轉化為顆粒態的磷有以下幾種不同的方法：（1）形成低溶解性的金屬羥基絡合物的化學沉淀過程；（2）在新形成的金屬羥基絡合物表面上對溶解態磷的選擇性吸附；（3）細小的膠體物質的絮凝與共沉淀作用。后一種機理與水中磷的狀態無關而依賴于含磷物質的尺寸和表面的化學性質。在磷去除作用中的這些機理不是相互獨立的，而是當混凝劑加入污水中后同時發生的。它們之間協同作用以達到污水化學處理中磷的高去除率。

2.4 復合絮凝劑對COD的去除效果

在不同的PAC投加量下，考察復合絮凝劑對COD的去除效果，結果如圖4所示。

由圖4可以看出，在原水COD基本相同的情況下，隨著PAC投加量的逐漸增加，COD的去除率呈先增加、后減緩的趨勢；在PAC投加量從5mg·L^-1增加到8.09mg·L^-1的過程中，COD的去除率從24.40%增加到29.45%，增加了5.05%，當PAC投加量繼續從8.09mg·L^-1增加到10mg·L^-1時，去除率只增加了1.56%，去除率提高不明顯。在有機物的去除過程中，PAM的投加量不宜過大，因為PAM為有機物，能溶于水，投量太多時，會使有機物含量增加。從曲線可以看出，復合絮凝劑對COD的去除趨勢與其對濁度和TP的去除趨勢相似。

2.5 復合絮凝劑對色度的去除效果

在不同的PAC投加量下，考察復合絮凝劑對色度的去除效果，結果如圖5所示。

由圖5可以看出，PAC投加量在5-8.09mg·L^-1之間色度的去除效率增加比較明顯，從8.03%增加到20.22%，增加了12.19%；當PAC投量繼續從8.09mg·L^-1增加到10mg·L^-1時，去除率增加緩慢，到10mg·L^-1時去除率為25.32%，僅增加了5.10%。

形成色度的有機膠體顆粒比形成濁度的膠體顆粒小，很多情況下是單分子的大分子有機物，與水形成的分散系與溶液相似，近似于單相的體系，比固液兩相的分散系穩定的多，色度膠體顆粒上的親水基團與水的親和力造成分散系具有分子熱力學意義上的穩定性，因此壓縮雙電層和電性中和作用不適用于色度膠體顆粒的混凝去除。

2.6 復合絮凝劑對UV₂₅₄的去除效果

在不同的PAC投加量下，考察復合絮凝劑對UV₂₅₄的去除效果，結果如圖6所示。

由圖6可以看出，隨著PAC投加量的加大，UV₂₅₄的去除率呈現先增加、后趨于平緩的趨勢，當PAC投量從5mg·L^-1增加到6.91mg·L^-1時，去除率增加了4.37%，繼續增加到10mg·L^-1時，去除率只增加了1.31%，增加很不明顯。同時可以看出，在原水UV254值較高的情況下，去除較明顯，而當原水UV₂₅₄較低時，去除率增加很緩慢。

3、結論

PAC與PAM復合絮凝劑處理回用水是完全可行的，對水中各項指標的去除效果都很好，尤其是對濁度TP、PO₄^3--P和COD的去除，在PAC投加量為10mg·L^-1、PAM投加量為0.1mg·L^-1時，去除率分別達到了63.92%、39.39%、45.20%和31.01%，對色度及UV₂₅₄的去除率也分別達到了25.32%和12.60%。