聚合氯化铝在氧化沟中的作用原理混凝沉淀作用:聚合氯化铝(PAC)加入氧化沟后,其主要成分铝离子会水解形成氢氧化铝胶体。这些胶体带有正电荷,可以中和污水中带负电荷的悬浮颗粒、胶体物质和部分有机物的电荷。通过电荷中和,使这些微小的颗粒失去稳定性,相互碰撞聚集形成较大的絮体。例如,污水中的细小泥沙颗粒和一些有机胶体在遇到 PAC 水解产生的氢氧化铝胶体后,会逐渐聚集在一起。
吸附作用:氢氧化铝胶体具有较大的比表面积,能够吸附污水中的一些溶解性有机物、重金属离子等污染物。这些被吸附的污染物随着絮体的沉降而被去除。像污水中的磷元素,一部分会以磷酸根离子的形式与铝离子反应生成磷酸铝沉淀,另一部分则会被氢氧化铝胶体吸附,从而达到除磷的效果。
改善污泥性能:在氧化沟中,PAC 的加入有助于改善污泥的沉降性能。通过使污泥颗粒凝聚,形成的絮体污泥结构更加紧密,沉降速度加快,有利于后续污泥的分离和处理。这可以防止污泥流失,提高氧化沟的处理效率。
聚合氯化铝的投加位置和方式投加位置:进水口附近:在氧化沟的进水口投加 PAC 可以使药剂与污水充分混合,尽早发挥混凝作用,去除污水中的大部分悬浮物和部分易混凝的有机物。这种方式对于进水水质波动较大,含有较多悬浮固体的污水比较有效。
曝气区前端:在曝气区前端投加 PAC,借助曝气设备的搅拌作用,可以使 PAC 更好地与污水混合均匀。同时,曝气产生的水力条件有利于絮体的碰撞和长大,增强混凝效果。而且,在这个位置投加可以利用曝气过程中微生物对有机物的分解作用和 PAC 的混凝作用相结合,提高对有机物的去除效率。
投加方式:连续投加:对于水质、水量较为稳定的污水,连续投加 PAC 可以保持氧化沟内药剂浓度的稳定,持续发挥混凝作用。可以通过计量泵将 PAC 溶液按照一定的流量均匀地注入氧化沟。
间歇投加:如果污水的水质和水量变化较大,或者氧化沟的处理负荷有波动,间歇投加 PAC 更为合适。根据污水的水质监测情况,在需要的时候进行药剂投加,如在进水水质变差、悬浮物增多或者出水水质不达标的时候加大投加量。
投加量的确定和影响因素确定投加量的方法:小试实验:在实验室中,模拟氧化沟的水质和水力条件,通过烧杯实验确定 PAC 的更好投加量。观察不同投加量下污水的混凝效果,如絮体的形成情况、沉降速度和上清液的澄清度等,找到使处理效果投加量范围。
现场调试:在氧化沟实际运行过程中,根据小试确定的投加量范围进行现场调试。通过对出水水质的监测,如化学需氧量(COD)、悬浮物(SS)、磷含量等指标的分析,逐步调整 PAC 的投加量,直到达到满意的处理效果。
影响投加量的因素:污水水质:如果污水的浊度高、悬浮物多、有机物含量大或者含有较多的重金属离子和磷元素,需要增加 PAC 的投加量。例如,处理印染废水时,由于废水中含有大量的染料和助剂等有机物,以及较高的悬浮物,PAC 的投加量会比处理生活污水时高很多。
氧化沟的运行参数:氧化沟的水力停留时间、曝气强度、污泥浓度等参数会影响 PAC 的投加量。水力停留时间短的氧化沟,为了在有限的时间内达到较好的处理效果,需要增加 PAC 的投加量;曝气强度大的氧化沟,絮体的碰撞机会多,但也会破坏已经形成的絮体,此时需要根据实际情况调整 PAC 的投加量;污泥浓度高的氧化沟,需要适当增加 PAC 来改善污泥的沉降性能。
对氧化沟微生物的影响及注意事项
对微生物的影响:短期影响:在合理投加量下,PAC 的加入一般不会对氧化沟中的微生物产生严重的负面影响。相反,它可以通过去除污水中的有害物质,如重金属离子和部分有毒有机物,为微生物创造一个相对良好的生存环境。但是,如果 PAC 投加量过大,铝离子会对微生物产生毒性作用,抑制微生物的活性,影响氧化沟的生化处理效果。
长期影响:长期过量使用 PAC 会导致微生物群落结构发生改变。一些对铝离子敏感的微生物会逐渐减少,而耐受铝离子的微生物会成为优势种群。这种微生物群落结构的改变会影响氧化沟的处理功能和稳定性。
注意事项:混合均匀:投加 PAC 时要确保其在氧化沟内充分混合,避免局部浓度过高。可以通过优化投加位置和利用曝气设备、搅拌设备等进行混合。
监测水质和微生物:定期监测氧化沟的出水水质,包括常规指标(如 COD、SS、氨氮、磷等)和重金属含量等。同时,要关注微生物的活性和群落结构变化,可以通过检测微生物的呼吸速率、采用分子生物学方法(如高通量测序)分析微生物群落等手段来进行监测。根据监测结果及时调整 PAC 的投加量和运行参数。
避免药剂冲突:如果氧化沟中还同时使用其他水处理药剂,如聚丙烯酰胺等助凝剂或者消毒剂等,要注意这些药剂与 PAC 之间的相互作用。有些药剂会与 PAC 发生化学反应,影响其混凝效果或者产生新的污染物。