強化混凝在其他工業(yè)廢水處理中的應用國內常有報道。姚文娟等[19]研究表明,PAC、殼聚糖、膨潤土和PAM等絮凝劑對酒精槽的離心廢液有較好的絮凝效果,SS去除率為86.57%~89.62%,CODCr去除率為58.2%~59.2%;相波等[20]用Na2S、FeCl3、PAM復配對銅酞菁廢水預處理,聯(lián)合缺氧-好氧生物接觸氧化工藝,取得良好的效果,各項指標均達國家一級排放標準。吳敦虎等[21]研究表明,用聚合氯化硫酸鋁和聚合氯化硫酸鋁鐵混凝劑處理COD為1000~4000 mg/L的制藥廢水,去除率達80%.
與生活污水的強化混凝技術相比,工業(yè)廢水的強化混凝技術研究更注重于針對不同種類廢水或污染物,開發(fā)處理效果更佳的新型混凝劑或含有新型混凝劑的復配混凝劑,以及強化混凝與其他工藝的聯(lián)合使用,而對經濟方面的要求相對較寬松。這是由于一些工業(yè)廢水含有有毒有害物質不能直接進行生物處理的原因。因此,研究更多更有效的新型混凝劑將推動強化混凝技術在工業(yè)廢水處理中的應用,也是治理工業(yè)廢水污染的有效方法之一。
1.3 在污染地表水處理中的試驗
近幾年,強化混凝在污染地表水處理中的應用漸漸受到關注。中科院王曙光等[22]采用聚合氯化鐵(PFC)為混凝劑,對深圳市的龍崗河、觀蘭河、燕川河、大茅河水體進行了強化混凝處理的試驗研究。結果表明,當PFC投加量為50 mg/L時,觀蘭河(原水CODCr=48.0 mg/L)的CODCr去除率達70%以上,濁度去除率達91%,TP的去除率達到95%,TN的去除率達41%;大茅河(原水CODCr=84.0mg/L)的CODCr去除率達到50%以上,濁度去除率達78%,TP的去除率達96.5%,TN的去除率達41.6%,對重金屬也有一定的去除效果。處理后水質達到或接近地面水水質標準。
孫從軍等[23]以多種混凝劑,對數(shù)條嚴重污染的蘇州河支流水體進行強化混凝實驗室研究。結果表明,硅藻土較為有效,在投藥量為200 mg/L的條件下,CODCr去除率為43%~59%,P去除率為92%~100%,但NH3-N幾乎沒有去除。
Cheng Wenpo等[24]用Al2(SO4)3、PAC、FeCl3和 PFS等混凝劑處理水庫水。結果表明,PFS比 FeCl3有更好的溶解性有機物(DOC)去除率和更少的鐵殘留;Al2(SO4)3對濁度、色度和細菌的去除效果,但是對DOC的去除效果不夠理想;當PFS和Al2(SO4)3聯(lián)合使用時,處理效果,DOC、濁度、色度都能得到很好的去除。
污染地表水是介于污水和清潔地表水之間的那部分水,特別是小型封閉水體,包括污染的城市景觀水體。這部分水體的治理,是強化混凝技術應用的新領域,國內已開始研究。由于其污染物濃度較小,相對去除率較低,但是磷的去除相當可觀,能有效防治水體的富營養(yǎng)化,具有廣闊的應用前景。通??梢圆扇〗ㄔ鞓嬛锘蛑苯油度龅姆绞絹韺崿F(xiàn)污染水體的強化混凝處理。上海佛欣河道公司應用投撒混凝劑來壓制藻類的泛濫取得較好的效果。但是,某些混凝劑的安全性令人擔憂,特別是一些新型高效混凝劑和生物混凝劑的應用,在考慮到其處理效果和處理成本的同時,更應考慮其安全性。
2 強化混凝技術研究新進展
2.1 混凝劑研究新進展
2.1.1 無機高分子混凝劑
無機高分子混凝劑(Inorganic Polymer Flocculant,IPF)以其投藥量少、無毒或低毒、價廉和處理效果好等優(yōu)點,越來越受到人們的重視,逐漸成為給水、工業(yè)廢水和城市污水處理的主流混凝劑[25],被稱為第二代混凝劑。目前應用比較多的還是聚鋁、聚鐵兩大系列,如PAC、PAFC等,但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不斷面世,并顯現(xiàn)出不凡的混凝效果,如聚硅酸鋁、聚磷酸鐵等。因此,無機高分子混凝劑呈現(xiàn)多品種、多組份和多功能的發(fā)展趨勢,但品種繁多,產品質量不夠穩(wěn)定。在今后的研究應用中,應優(yōu)化混凝劑的制備工藝,改進產品的性能和穩(wěn)定性,同時根據(jù)特定的水質成分開發(fā)相應的混凝劑品種和配方,并結合高效混合反應器和智能化投藥監(jiān)控技術,進一步提高混凝效果。
2.1.2 有機高分子絮凝劑
有機高分子混凝劑主要是通過其鏈狀分子的吸附-架橋而起作用,它的應用能有效提高絮體顆粒尺寸,絮體顆粒直徑要比單一投加PAC形成的顆粒直徑大3~5倍[26],所以在強化混凝中得到廣泛應用。
有機高分子絮凝劑可分為天然和合成兩大類。合成有機高分子絮凝劑由于分子量大,分子鏈官能團多的結構特點,在市場上占絕對優(yōu)勢,其中以聚丙烯酰胺系列最為廣泛,由于其殘留單體具有毒性,限制了其在某些水處理領域的發(fā)展。天然有機高分子絮凝劑由于原料來源廣泛,價格低廉,無毒,易于生物降解等特點顯示了良好的應用前景,但由于其電荷密度小,分子量較低,且易發(fā)生生物反應而失去絮凝活性,使其用量遠小于有機合成高分子絮凝劑。經過改性的天然高分子絮凝劑能克服以上缺點,特別受到關注。其中,淀粉改性絮凝劑的研究開發(fā)尤為引人注目[27].因此,研究和開發(fā)高效、安全、可生物降解的有機高分子絮凝劑是今后的發(fā)展方向。
2.1.3 其他混凝劑
除無機高分子混凝劑和有機高分子絮凝劑兩種主流混凝劑外,微生物絮凝劑(Microbial Flocculants MBF)近年來受到研究者極大關注[28].它是利用生物技術,從微生物體或其分泌物中提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理絮凝劑[29].MBF可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的安全與環(huán)境污染方面的缺陷,易于生物降解,無二次污染。目前,已應用于紙漿廢水、染料廢水處理及污泥脫水、發(fā)酵菌體去除等領域,取得了良好的絮凝效果[30].但是,目前國內的研究多限于對其在實際應用中的研究,而對其作用機理等基礎性研究較少,有待進一步加強。余榮升等[31]指出,由于生物技術的飛速發(fā)展,人們對微生物細胞基因的認識和控制也越來越自如,即可根據(jù)不同的廢水水質研制出具有針對性的高效MBF,這樣不僅可大大降低絮凝劑的投加量,還可以降低處理成本。
與生活污水的強化混凝技術相比,工業(yè)廢水的強化混凝技術研究更注重于針對不同種類廢水或污染物,開發(fā)處理效果更佳的新型混凝劑或含有新型混凝劑的復配混凝劑,以及強化混凝與其他工藝的聯(lián)合使用,而對經濟方面的要求相對較寬松。這是由于一些工業(yè)廢水含有有毒有害物質不能直接進行生物處理的原因。因此,研究更多更有效的新型混凝劑將推動強化混凝技術在工業(yè)廢水處理中的應用,也是治理工業(yè)廢水污染的有效方法之一。
1.3 在污染地表水處理中的試驗
近幾年,強化混凝在污染地表水處理中的應用漸漸受到關注。中科院王曙光等[22]采用聚合氯化鐵(PFC)為混凝劑,對深圳市的龍崗河、觀蘭河、燕川河、大茅河水體進行了強化混凝處理的試驗研究。結果表明,當PFC投加量為50 mg/L時,觀蘭河(原水CODCr=48.0 mg/L)的CODCr去除率達70%以上,濁度去除率達91%,TP的去除率達到95%,TN的去除率達41%;大茅河(原水CODCr=84.0mg/L)的CODCr去除率達到50%以上,濁度去除率達78%,TP的去除率達96.5%,TN的去除率達41.6%,對重金屬也有一定的去除效果。處理后水質達到或接近地面水水質標準。
孫從軍等[23]以多種混凝劑,對數(shù)條嚴重污染的蘇州河支流水體進行強化混凝實驗室研究。結果表明,硅藻土較為有效,在投藥量為200 mg/L的條件下,CODCr去除率為43%~59%,P去除率為92%~100%,但NH3-N幾乎沒有去除。
Cheng Wenpo等[24]用Al2(SO4)3、PAC、FeCl3和 PFS等混凝劑處理水庫水。結果表明,PFS比 FeCl3有更好的溶解性有機物(DOC)去除率和更少的鐵殘留;Al2(SO4)3對濁度、色度和細菌的去除效果,但是對DOC的去除效果不夠理想;當PFS和Al2(SO4)3聯(lián)合使用時,處理效果,DOC、濁度、色度都能得到很好的去除。
污染地表水是介于污水和清潔地表水之間的那部分水,特別是小型封閉水體,包括污染的城市景觀水體。這部分水體的治理,是強化混凝技術應用的新領域,國內已開始研究。由于其污染物濃度較小,相對去除率較低,但是磷的去除相當可觀,能有效防治水體的富營養(yǎng)化,具有廣闊的應用前景。通??梢圆扇〗ㄔ鞓嬛锘蛑苯油度龅姆绞絹韺崿F(xiàn)污染水體的強化混凝處理。上海佛欣河道公司應用投撒混凝劑來壓制藻類的泛濫取得較好的效果。但是,某些混凝劑的安全性令人擔憂,特別是一些新型高效混凝劑和生物混凝劑的應用,在考慮到其處理效果和處理成本的同時,更應考慮其安全性。
2 強化混凝技術研究新進展
2.1 混凝劑研究新進展
2.1.1 無機高分子混凝劑
無機高分子混凝劑(Inorganic Polymer Flocculant,IPF)以其投藥量少、無毒或低毒、價廉和處理效果好等優(yōu)點,越來越受到人們的重視,逐漸成為給水、工業(yè)廢水和城市污水處理的主流混凝劑[25],被稱為第二代混凝劑。目前應用比較多的還是聚鋁、聚鐵兩大系列,如PAC、PAFC等,但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不斷面世,并顯現(xiàn)出不凡的混凝效果,如聚硅酸鋁、聚磷酸鐵等。因此,無機高分子混凝劑呈現(xiàn)多品種、多組份和多功能的發(fā)展趨勢,但品種繁多,產品質量不夠穩(wěn)定。在今后的研究應用中,應優(yōu)化混凝劑的制備工藝,改進產品的性能和穩(wěn)定性,同時根據(jù)特定的水質成分開發(fā)相應的混凝劑品種和配方,并結合高效混合反應器和智能化投藥監(jiān)控技術,進一步提高混凝效果。
2.1.2 有機高分子絮凝劑
有機高分子混凝劑主要是通過其鏈狀分子的吸附-架橋而起作用,它的應用能有效提高絮體顆粒尺寸,絮體顆粒直徑要比單一投加PAC形成的顆粒直徑大3~5倍[26],所以在強化混凝中得到廣泛應用。
有機高分子絮凝劑可分為天然和合成兩大類。合成有機高分子絮凝劑由于分子量大,分子鏈官能團多的結構特點,在市場上占絕對優(yōu)勢,其中以聚丙烯酰胺系列最為廣泛,由于其殘留單體具有毒性,限制了其在某些水處理領域的發(fā)展。天然有機高分子絮凝劑由于原料來源廣泛,價格低廉,無毒,易于生物降解等特點顯示了良好的應用前景,但由于其電荷密度小,分子量較低,且易發(fā)生生物反應而失去絮凝活性,使其用量遠小于有機合成高分子絮凝劑。經過改性的天然高分子絮凝劑能克服以上缺點,特別受到關注。其中,淀粉改性絮凝劑的研究開發(fā)尤為引人注目[27].因此,研究和開發(fā)高效、安全、可生物降解的有機高分子絮凝劑是今后的發(fā)展方向。
2.1.3 其他混凝劑
除無機高分子混凝劑和有機高分子絮凝劑兩種主流混凝劑外,微生物絮凝劑(Microbial Flocculants MBF)近年來受到研究者極大關注[28].它是利用生物技術,從微生物體或其分泌物中提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理絮凝劑[29].MBF可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的安全與環(huán)境污染方面的缺陷,易于生物降解,無二次污染。目前,已應用于紙漿廢水、染料廢水處理及污泥脫水、發(fā)酵菌體去除等領域,取得了良好的絮凝效果[30].但是,目前國內的研究多限于對其在實際應用中的研究,而對其作用機理等基礎性研究較少,有待進一步加強。余榮升等[31]指出,由于生物技術的飛速發(fā)展,人們對微生物細胞基因的認識和控制也越來越自如,即可根據(jù)不同的廢水水質研制出具有針對性的高效MBF,這樣不僅可大大降低絮凝劑的投加量,還可以降低處理成本。

