Ｖｏ１．２９。Ｎｏ．９ 中国资源综合利用 ２０１１年９月 Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏ污水处理 聚合氯化铝在污水处理中的应用 樊 畅 ．赵 娜２吕瑞滨。 （１．上海市崇明县给排水管理所，上海２０２１５０；２．上海市固体废物处置中心，上海２００３３６； ３．上海城投污水处理有限公司．上海２００９４２） 摘要：聚合氯化铝（ＰＡＣ）由于具有投加量少、絮体大、絮体沉降速度快、成本低、混凝效果好等优点，目 前在国内外广泛应用于水和污水处理上。对ＰＡＣ在污水处理中的应用情况进行了综合论述，并展望了 ＰＡＣ研究前景。ＰＡＣ在污水处理中的应用方式主要有：ＰＡＣ直接处理污水、ＰＡＣ与其他工艺组合处理污 水、ＰＡＣ与其他药剂复配处理污水、改性ＰＡＣ处理污水。 关键词：聚合氯化铝：污水；絮凝剂 中图分类号：Ｘ７０３．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—９５００（２０１１）０９—００５１—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＰＡＣ） ｉｎ Ｗ ａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｆａｎ Ｃｈａｎｇ￣，Ｚｈａｏ Ｎａ２，Ｌｕ Ｒｕｉｂｉｎ （１．Ｗａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｖｅ Ｏｆｆｉｃｅ ｏｆ Ｃｈｏｎｇｍｉｎｇ Ｃｏｕｎｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０２１５０，Ｃｈｉｍａ；２．Ｓｏｌｉｄ Ｗａｓｔｅ Ｄｉｓｐｏｓａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｈａｎｇｈａｉ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００３３６，Ｃｈｉｍａ；３．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｅｎｇｔｏｕ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００９４２，Ｃｈｉｍａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｌｏｗ ｄｏｓａｇｅ，ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｆａｓｔ－ｓｅｔｔｌｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｆｌｏｃｓ，ｌｏｗ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ， ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＰＡＣ）ｉｓ ｇｌｏｂａｌｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ＰＡＣ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｆｏｕｒ ｗａｙｓ ｏｆ ＰＡＣ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ｄｉｒｅｃｔｌｙ，ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ ｏｔｈｅｒ ｔｅｃｈｎｉｃｓ，ｂｌｅｎｄｅｄ ｗｉｔｈ ｏｔｈｅｒ ｃｏａｇｕｌａｎｔｓ， ｍｏｄｉｆｉｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＡＣ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｃｏａｇｕｌａｎｔ 聚合氯化铝（ＰＡＣ）是一种高性能无机高分子 絮凝剂，国家标准规定其分子式为Ａ１ （ＯＨ）ｍＣｌ 。 １ ＰＡＣ混凝机理 与其他无机高分子混凝剂相比，其具有分子结构 聚合氯化铝不是单一形态，而是包括单体和聚 大，吸附能力强，混凝性能好，絮体大，絮体沉降速 合体，按一定比例存在的多态物质，即Ａｌ，＋到Ａｌ 度快，投加量少，成本低等优点Ｄ－３］。目前，聚合氯化 （ＯＨ），之间一系列准稳态物质 ］。更多研究专注于 铝已广泛应用于水和废水的处理。 羟基聚合氯化铝，它是一种多核聚体。 化学混凝是水和废水处理过程中不可缺少的 在近中性的水溶液中。聚合体主要以二维或三 工艺，以减少过量存在的污染负荷．其决定着后续 维的链状颗粒形式存在，与低分子无机混凝剂相 工艺的运行工况、出水质量和运行成本［ 。混凝剂 比，具有优异的电中和、网捕卷扫和吸附架桥的作 性能的优劣是混凝工艺运行良好与否的一个关键 用。因此，ＰＡＣ的混凝机理属于多核羟基络合物表 因素。对混凝剂的选择决定混凝工艺对出水水质的 面络合，表面水解和表面沉淀的过程。聚铝水解产 运行效果。聚合氯化铝凭借其所具有的优点，逐步 生的多核羟基络合物对水中胶体颗粒进行电中和、 取代其他无机混凝剂，在水和废水处理中占有重要 压缩扩散层、降低专电位和水化膜，使颗粒脱稳，再 的位置，已占有混凝剂市场９０％以上的份额。 经过吸附架桥和网捕卷扫作用生成粗絮体而实现 水分离 收稿日期：２０１１－０５—２３ 作者简介：樊畅（１９８０一），男，上海人，助理工程师，主要从事污水处理厂的运营与管理。 ５１— 。污水处理 中国资源综合利用 第９期 ２ ＰＡＣ用于污水处理 目前，聚合氯化铝已应用于多种污水的处理技 术中，主要包括印染废水、造纸制浆废水、啤酒厂废 水等，效果显著。根据ＰＡＣ在污水处理中应用的方 式不同．呵分为：ＰＡＣ直接用于处理污水、ＰＡＣ作为 预处理ｌｒ艺处理污水、ＰＡＣ与其他水处理药剂复配 处理污水、改性ＰＡＣ用于污水处理等 ２．】ＰＡＣ直接处理污水 存废水处理过程中，ＰＡＣ直接用于污水化学混 凝处理，可降低废水的色度、浊度、ＳＳ及一定比例 的ＣＯＤ和ＢＯＤ，同时也可通过吸附沉淀去除部分 Ｎ和Ｐ。州ＰＡＣ直接处理生活污水、造纸制浆废水 和印染废水等高浊度和高色度的废水，化学混凝沉 淀后可降低废水的浊度和色度。 ＰＡＣ在处理生滔污水方面有很高的应用价值， 陈联群等 通过混凝杯罐实验，研究ＰＡＣ对生活污 水的混凝处理效果．从药剂投加量及污水ｐＨ值两 方面进行试验，结果表明，ＰＡＣ对生活污水的浊度、 色度和ＣＯＤ的去除有明显效果．浊度去除率达到 ９７．８％．色度去除率为６２．５％，ＣＯＤ去除率为 ５１．６％。虽然其处理成本和沉渣量均大于生化处理， ｆｆ１ｍ水水质优于生化处理 ＰＡＣ在废水处理上用得 最多的是对印染废水的脱色处理。ＰＡＣ是一种优异 的印染废水脱色絮凝剂，耿峰、戴海平ｔ６用ＰＡＣ作 为絮凝剂．对染纱厂 牛仔布染织过程中产生的靛蓝 染料废水进行处理的试验研究，通过正交实验确定 最佳的Ｉ 艺参数。混凝正交实验结果表明，对指标 为色度ｌ ６００，浊度ｌ ２０６ ＮＴＵ的废水，在ｐＨ＝７、投 加量为９００ ｍｇ／Ｌ、沉淀时间为４０ ｍｉｎ以及搅拌时 问为３．５ ａｒｉｎ的条件下混凝对该废水的处理效果较 好．脱色率、浊度的去除率均可达９０％左右。 杨永强等 用含Ａ１Ｃ１ 的工业废水制备的ＰＡＣ， 考察了其对印染废水的处理效果。结果表明，该产 对１ ０００ ｍｇ／Ｉ 的活性红染料废水表现出良好的 絮凝效果，色度去除率可达到９４％以上。ＰＡＣ也可 用ｒ高浓度废水的处理，Ｇｈａｆａｒｉ等［７１用ＰＡＣ处理 垃圾渗滤液，通过比较用ＰＡＣ与其他传统的铝盐 混凝剂处理后渗滤液的ＣＯＤ、浊度、色度和总悬浮 颗粒（ ＦＳＳ）等指标的去除率的试验研究．结果表明， 最佳的ＰＡＣ投加量为２ ｇ／Ｌ，ｐＨ值为７．５时，铝盐 为９．５ ｇ／ｌ ，ｐＨ值为７，用ＰＡＣ处理时，ＣＯＤ、浊度、 ５２—— 色度和ＴＳＳ的去除率分别为４３．１％、９４．０％、９０．７％ 和９２．２％，而用普通铝盐为６２．８％、８８．４％、８６．４％和 ９０．１％，ＰＡＣ相比其他混凝更具优势 有学者对ＰＡＣ去除废水里的某种污染物做 相关的研究。陈静等＿８］通过混凝实验考察了ＰＡＣ对 废水中Ｐ的去除效果，研究表明，ＰＡＣ对水中Ｐ具 有很好的去除效果，对模拟废水Ｐ的去除率达 ９４．６％，对实际污水总Ｐ去除率达９６．６％，浊度去除 率达９３．８％。Ｍａ等 进行了ＰＡＣ去除内分泌ｆ扰 物双酚Ａ（ＢＰＡ）的试验研究，考察了ｐＨ值、ＰＡＣ剂 量、ＴＯＣ和浊度对双酚Ａ的去除效果的影响，结果 表明，最佳ＰＡＣ量为ＢＰＡ／ＰＡＣ＝１：２．６，在【ＪＨ值＝９ 时得到最佳去除效率 ２．２ ＰＡＣ与其他工艺组合处理污水 对于某些废水的处理，ＰＡＣ化学混凝ｌ１丁作为－－－ 项预处理工艺，与其他Ｔ艺组合对废水进行处理， 可达到良好的效果。常见的组合工艺为混凝加生化 处理。Ｗａｎｇ等“伽以上海市白龙港污水处理厂为例。 对市政污水处理厂化学增强初级处理去除污水中 的Ｃ和Ｎ进行研究，利用ＰＡＣ增强污水厂中ＣＯＤ 的去除率，研究表明，用１００ ｐｐｍ的ＰＡＣ进行处理 的污水ＣＯＤ去除率为６１．１％，ＰＡＣ对污水中ＣＯ１） 有明显的增强处理作用。同时，也有学者研究ＰＡＣ 与强氧化剂组合对污水的处理效果 ．Ｌｉｕ等… 研究 了臭氧对ＰＡＣ去除水中有机物质（ＡＯＭ）效果的影 响，研究表明，臭氧的计量，ＡＯＭ的特性和分解是 混凝过程的重要影响因素．预氧化明显提高ＰＡＣ 混凝处理溶解性有机物质（ＤＯＣ）的效率。 ２．３ ＰＡＣ与其他药剂复配处理污水 通常情况下，对某些废水的处理，单纯使用ＰＡＣ 不能得到很好效果，而与其他药剂复配处理污水， 可以得到很好的处理效果。Ａｈｍａｄ等Ｈ 研究了聚丙 烯酰胺（ＰＡＭ）增强ＰＡＣ处理造纸制浆废水，通过 比较单独使用ＰＡＣ及ＰＡＭ增强ＰＡＣ的处理效果． 浊度、ＣＯＤ、ＴＳＳ、ＳＶＩ和沉降时间分别作为评价参 数，研究结果表明。聚铝与Ｃ—ＰＡＭ复配可得到很好 的效果，浊度、ＴＳＳ和ＣＯＤ的去除率分别为９９．７％、 ９９．５％和９５．６％ 张秀丽等” 研究了用聚合氯化乍ｆ｛ 和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理造纸废水，考察＿ｒ酸 度、混凝剂加入量、搅拌速度、搅拌时『白Ｊ、沉降时Ｍ 对ＣＯ１）ｏ去除率的影响。实验结果表明，调节废液 ｐＨ值在３～４之间，能够沉降废液中大部分悬浮物 第９期 樊畅等：聚合氯化铝在污水处理中的应用 。污水处理 质，使废液ＣＯＤ。明显降低；在搅拌速度为３００ ｒ／ ｍｉｎ时，上层清液中加入ＰＡＣ质量浓度３００ ｍｇ／Ｌ 和ＰＡＭ质量浓度１５ ｍｇ／Ｌ，可以将废液的ＣＯＤ。值 降到４００ ｍｇ／Ｌ左右。除了与ＰＡＭ复配外，还能与 其他药剂复配。曾小君等ｎ 以ＣＯＤ和色度为指标， 用混凝试验方法．研究了阳离子型ＤＦ／ＰＡＣ复合絮 凝剂对活性印染废水的处理效果。结果表明，ＤＦ／ ＰＡＣ可有效去除印染废水中的ＣＯＤ和色度．当ｐＨ 值为６－９、沉降时间为３５ ｍｉｎ、投药量为１．０ ｍｇ／Ｌ 时，去除效果最佳，ＣＯＤ去除率≥９０％，脱色率≥ ９９％；相对于ＰＡＣ和ＤＦ，ＤＦ／ＰＡＣ产生的絮体大而 密实、沉降速度快、产生污泥量少，药剂用量少。 ２．４改性ＰＡＣ处理污水 对ＰＡＣ进行改性，可增强ＰＡＣ对污水处理的 性能，提高ＰＡＣ对污水的处理范围。改性ＰＡＣ对 污水的处理，很多的学者都做了相关的研究。尹春 艳［１５］对ＰＡＣ进行改性，引入ＳＯ４２－，同时加人少量的 ＰＡＭ增强絮凝性能，并研究改性后的ＰＡＣ对印染 废水的脱色效果，结果表明，与市场上销售的ＰＡＣ 相比，实验室改性的ＰＡＣ具有用药量少，沉降速度 快、絮体粗大、易于过滤等特点，有很好的发展前 途。该研究者ｎ ］研究在磁场协助下，利用改性ＰＡＣ 处理废水中的Ｃｒ６＋，研究不同条件下对Ｃｒ６＋废水的 处理效率，结果表明．在ｐＨ值＞１２和ｐＨ值＜２、改 性ＰＡＣ的投加量为０．９ ｍｇ／Ｌ的条件下，Ｃｒ６＋去除率 可达９４％以上。外加磁场后，当磁化时间大于３Ｏ ｍｉｎ、磁场强度大于５００ｍＬ时，去除效果明显提高。 ３结论与展望 聚合氯化铝是一种良好的无机高分子絮凝剂， 以其优良的性能、宽适用范围、低成本而得到广泛 的使用，应用于污水的处理，可得到良好的处理效 果。目前，ＰＡＣ已经在污水处理中普遍使用，市场占 有率高，在今后较长时间内它仍将是主要的水质处 理药剂。 在今后的研究中．除了要对ＰＡＣ基本理论的 研究外．还要对ＰＡＣ的改进进行研究：在生产过程 中，引入阳离子，从某种程度上改变ＰＡＣ的形态结 构分布，与其他药剂复配使用，制得高效混凝剂。 参考 文献 １李风亭，张善发，赵艳．混凝剂与絮凝剂［Ｍ］．北京：化学 工业出版社．２００４． ２罗资琴，陈世前，周 锦．聚合氯化铝的制备和性能［Ｊ］．内 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１１“ｕＨＬ，ＣｈｅｎｇＦＱ，ＷａｎｇＤＳ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｆｏｚｏｎｅａｎｄｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒｉｎｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｉｎｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｙｍｅｒｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ－ＰＡＣｌ： Ｒｏｌｅ ｏｆｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｄｅｓａｌｉｎａｔｉｏｎ．２００９，２４９（２）： ５９６－６０１． １２ ＡｈｍａｄＡ，ＷｏｎｇＳＳ，ＴｅｎｇＴＴ，ｅｔａ１．Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆａｌｕｍａｎｄ ＰＡＣｌｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｂｙｐｏｌｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅｓ（ＰＡＭｓ）ｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆｐｕｌｐ ａｎｄ ｐａｐｅｒ ｍｉｌｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａ１．２００８，１３７（３）：５１０—５１７． １３ 张秀丽，周风山，孙文秀．聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合 絮凝剂处理造纸废水［Ｊ］．工业水处理，２００５，２５（８）：３６－－３８． １４ 曾小君．徐锐．阳离子型ＤＦ／ＰＡＣ复合絮凝剂处理活性 印染废水［Ｊ］．水处理技术，２００８，３４（６）：１９—２２． １５尹春艳．改性ＰＡＣ的制备及其对染料废水脱色的实验研 究［Ｊ］．环境科学与管理，２００７，３２（１１）：１０６—１０８． １６尹春艳．磁场协助改性ＰＡＣ处理含Ｃ 废水的应用［Ｊ］．化 学与生物工程，２００７，２４（９）：６５—６６． （责任编辑／王博琼） ５３—
