摘要：文章主要针对混凝法处理污水厂出水中磷的实验进行探讨与研究，在实验中选用三种常见的混凝剂Al2(SO4)3、聚合氯化铝 (PAC)和FeCl3分别对城市污水处理厂出水进行除磷实验概况进行阐述，从中不断地提高污水处理技术水平及改善城市的生活要求。
关键词：混凝法，污水厂，除磷 ， 投药量，实验研究
中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A文章编号：
磷是国家对污水厂节能减排核查主要项目之一；关系污水厂是否达标排放主要项目之一；影响水体回用的主要污染物质之一。目前我国主要应用过滤、活性炭吸附、生物除磷及化学除磷等深度除磷工艺。 混凝沉淀除磷技术多用于处理含磷浓度较高的污水。但目前国内对含磷浓度较低的城市污水处理厂出水混凝实验研究还比较少。本文主要对混凝法处理污水厂出水中磷的实验部分进行了分析。
1 实验方法与材料
1.1水质来源
二沉池出水采用我厂一、二期二沉池出水，pH为7.26, 总磷浓度为0.94mg/L，SS为 8.0mg/L。
1.2 仪器和实验方法
实验采用的仪器有：HACHDR5000分光光度计，MODEL6010便携式微电脑型pH计，SC656 实验搅拌器。
聚合氯化铝为工业级(PAC纯度以Al2O3计，为30%)，FeCl3、Al2(SO4)3、钼酸铵、抗坏血酸、过硫酸钾、酒石酸锑氧钾均为分析纯试剂。水中的总磷采用过硫酸钾消解——钼锑抗分光光度法进行测定。
1.3 实验方法
取200mL二沉池出水于500mL 烧杯中，加入混凝剂，先以300r/min快速搅拌30s，再以 200r/min中速搅拌3min，最后以100r/min慢速搅拌5min，静置0.5h后取上清液，测定其总磷浓度。
实验过程中分别测定三种不同药剂Al2(SO4)3、PAC和FeCl3在不同投加量和pH值条件下的混凝除磷效果，实验在室温为 22～24℃下进行。处理出水以达到地表水环境质量标准 (GB3838-2002)Ⅲ类水质标准，即总磷浓度≤0.2mg/L为实验目标。
2 结果与讨论
2.1 最佳投药量实验结果
本实验选用三种混凝剂Al2(SO4)3、PAC和FeCl3，测得原水pH值为7.26，总磷浓度为 0.94mg/L，投药量为 10、20、30、40、50、60、70mg/L时，混凝沉淀后上清液总磷浓度见表1。
表1 不同投药量下三种混凝剂除磷效果比较 (mg/L)
通过以上分析，三种混凝剂除磷效果如下：
（1）Al2(SO4)3投药量从10mg/L增加到50mg/L时，总磷浓度由0.72mg/L降低到0.12mg/L，去除率由23.24%升高到87.30%。这主要是由于带有与磷酸根离子电性相反电荷的化学物质吸附在磷酸根离子表面，造成其表面电荷减少，从而通过吸附电中和作用和压缩双电层作用使磷酸根离子脱稳，粒子之间相互凝聚沉淀得以去除。当投药量继续增加到 60mg/L时，去除率降低到62.77%，这是由于随着投药量进一步增加，磷酸根离子表面覆盖的粒子过多从而引起电荷改变符号，使磷酸根离子再度趋于稳态，即再稳现象，从而使去除率降低。当投药量继续增加到70mg/L时，出水中总磷浓度为0.13mg/L，去除率升高为86.17%，这主要是由于投药量剂量过高，使水中的Ca2+、Mg2+、Al3+、OH-等离子形成CaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3等沉淀，沉淀在下降过程中将磷酸根离子以网捕或卷扫的形式去除。
（2）PAC投药量从10mg/L增加到30mg/L时，总磷浓度由0.57mg/L降低到0.03mg/L，去除率由39.26%升高到 96.81%，同样是由于吸附电中和作用和压缩双电层作用使磷酸根离子脱稳去除。在投药量继续增加至50mg/L时去除率有所降低为86.16%，此时总磷浓度为0.13mg/L，此时发生再稳现象使去除率恶化。随着投药量进一步，去除率再度升高，当投药量为70mg/L时，总磷浓度为0.05mg/L，去除率为 94.14%，这是由于投药量的增大出现网捕或卷扫作用使去除率再次升高。
（3）FeCl3投药量从10mg/L增加到70mg/L的过程中，混凝沉淀后出水总磷浓度逐渐降低，由0.44mg/L降低到0.04mg/L，去除率由53.35%升高到95.35%。这种混凝剂在投加过程中未出现再稳现象，其原因可能是这种混凝剂在剂量增大的过程中再稳界限不明显，加之投药剂量的跨度较大，从而造成再稳现象未在实验结果中显示出来。
以处理后出水中总磷浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准(总磷浓度≤0.2mg/L)为实验目标，各混凝剂的最佳投药量为分别为Al2(SO4)3为40mg/L、PAC为30mg/L和FeCl3为50mg/L，在此最佳投药量条件下，出水中总磷浓度分别为0.2mg/L、 0.03mg/L和0.17mg/L，相应的去除率分别为78.72%、 96.81%和81.73%。
2.2 最佳pH值条件下除磷结果
在三种混凝剂最佳投药量条件下确定其最佳pH值，原水中总磷浓度为0.94mg/L，pH 为 7.29，各混凝剂的最佳投药量为分别是: Al2(SO4)3为40mg/L、PAC为30mg/L和FeCl3为 50mg/L，在此条件下，混凝沉淀出水上清液中总磷浓度实验结果见表2。
表2不同pH 值条件下混凝实验结果(mg/L)
（1）Al2(SO4)3取最佳投药量为40mg/L 时，随着pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不断增大，到6.92～7.05范围时出现极大值，总磷浓度为0.18mg/L，去除率为80.85%，随着pH值的进一步增大，去除率降低，pH为10.02～10.07范围时，总磷浓度为0.36mg/L，去除率为61.70%。
（2）PAC 取最佳投药量为30mg/L时，随着pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不断增大，在 6.92～7.05范围内出现极大值,总磷浓度为0.03mg/L，去除率为 96.81%，随着pH值的进一步增大，去除率逐渐降低，当pH为10.02～10.07时，总磷浓度为0.12mg/L， 去除率为86.73%。
（3）FeCl3取最佳投药量为 50mg/L时，随着 pH 值由2.31～2.71升高到7.99～8.08，去除率不断增大，到7.99～8.08 范围时出现极大值，总磷浓度为0.09mg/L，去除率为 90.02%，随着pH 值的进一步增大，去除率降低，pH值为 10.02～10.07 范围时，总磷浓度降低为0.20mg/L，去除率为 78.72%。
由以上结果得出，以总磷浓度≤0.2mg/L为实验目标：Al2(SO4)3最佳pH值范围为6.92～ 8.08，PAC的适宜的pH 值范围为5.92～10.07和FeCl3最佳 pH 值范围为6.92～10.07。
可以看出，三种混凝剂所适宜的pH值范围由大到小为：PAC>FeCl3>Al2(SO4)3。
3 结束语
综上所述，采用三种混凝剂Al2(SO4)3、PAC和FeCl3对城市污水处理厂二沉池出水进行混凝除磷实验研究，处理后出水中总磷浓度达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅲ类水质标准，同时为类似的实验提供有利的参考价值。
参考文献
[1]万亚珍.混凝剂辅助化学沉淀法处理高含磷废水的研究[J].磷肥与复肥，2003
[2]王红斌，杨敏.聚合氯化铝的混凝除磷性能研究[J].化学世界，2004