芬顿终沉池与聚铝混凝反应对比

芬顿终沉池与现有聚合铝混凝工艺比较

前言：浅层气浮用于深度处理放于处理工艺的最末端，这样的设计并不合适，不仅运行效果不稳定易造成出水超标且运行成本高，操作困难，维护工作量大，如果继续维持现状，运营风险大。

如果采用芬顿氧化工艺，对出水稳定达标，运行成本的降低将会有极大的改善。

一.基本情况

天源公司目前是三级处理工艺，一级处理是机械中格栅，二级处理是氧化沟，三级处理是混凝气浮和紫外线消毒。气浮段装备了三台高效浅层气浮机，单台处理能力630m3/h,有效水深0.7～0.8米，停留时间8.6分钟，表面负荷4.9m3/（m2.h），单机装机功率85.4KW，三台共计使用功率263.7KW。全套气浮系统除了空压机及聚铝加药泵有备用外，其余都无备用。经过三年实际使用，气浮曝露出的弊端不少。二．气浮工艺的缺陷

1.浅层气浮工艺出水悬浮物无法达标。

按国家环保部制定的《气浮处理工程技术规范》HJ2007-2001，气浮工艺出水SS指标正常范围为20～30mg/L，我们运行中实测的一般情况下气浮出水SS在30～70mg/L，而我们需要执行的排放标准（GB18918-2002一级B）要求SS要求低于20mg/L。总排口SS超标也影响到在线COD值测量值升高。

在气浮段运行中遇到最多的异常情况就是污泥难于上浮，污泥上

浮效果不好，就会造成出水SS超标。按实际药品消耗统计，我们平均每天消耗液体聚合铝约44吨，相应产生的物化污泥约10.9吨绝干泥，这些污泥要在几分钟内（气浮水力停留时间8.4分钟）泥水分离，为完成污泥上浮，气浮必须大量投加的阳离子聚丙（投药量5.02mg/L），同时需要消耗大量电能（气浮段电耗甚至超过整个氧化沟），这就造成运行成本的增大，。

2.运行费用高。

目前整套工艺总的直接运行成本为1.15元/吨水，如果其余不变，深度处理改为芬顿工艺后，总的直接运行成本为1.076元/吨水。现有气浮工艺之所以运行成本高原因有两方面，一是气浮机动力消耗大，二是聚丙消耗药剂成本太多。

如果三级处理改为简化版的芬顿工艺，运行成本为0.804元/吨水，相差0.125元/吨水。简化的芬顿工艺指水样不调酸碱，直接用硫酸亚铁及双氧水，这样运行成本还可以接受。浅层气浮与芬顿氧化相比，气浮使用功率263.7KW，而芬顿只需34.03KW; 气浮投加阳离子聚丙，单价26元/公斤，投药量约5.02mg/L,而芬顿工艺是进行混凝沉淀，投加阴离子聚丙，单价16元/公斤，加药量仅1.3～2mg/L。

要说明的是，经理论估算芬顿产生的污泥量比气浮用聚铝多42%，意味着在脱泥及污泥处置方面，芬顿付出成本多一些。

3.气浮出水效果不稳定，出水达标无保证。

设备故障，污泥上浮差或加药量，溶气量突然变化等异常情况都会造成气浮出水变差，气浮停留时间8.2分钟，气浮出水5分钟就能

到排放口，出现异常情况往往时间上来不及采取补救措施，对出水水质安全无法保证。

4.气浮机没有备用，运营安全没保障。

三台气浮未考虑备用，坏一台处理能力就降低三分之一，配套设备除空压机及加药泵外其它都没有备用，因设备运转负荷高，设备易出故障。一旦故障只能超越，对总排口影响很大。

5.系统复杂，操作难度大，配套设备多，设备维护量大。

气浮操作调整涉及水量，加药量，溶气效果，回流比等多个方面，几个方面都需调整到位，操作繁琐难度大。且整套系统组件多，无备用容易坏，维修工作量很大。

三.芬顿氧化工艺用于深度处理的优点

1.终沉池对出水水质安全的作用

芬顿工艺最末端是两组终沉池，设计停留时间5～6小时，它的池容积对出水水质变化有一定的缓冲作用，能够一定程度保证总排口出水水质稳定达标。

２.芬顿工艺对COD去除的高效性

现有气浮对COD的降低靠的是聚合铝的混凝反应,铝盐与废水中的大分子胶体反应,使脱体脱稳变为固体污泥自水中析出。对于溶解性的COD几乎没有去除效果。从实际的运行统计数据，聚合铝COD平均的去除率在50～52%,虽然去除率还有10%增涨空间，但需增加成倍的投药量。总的来说气浮段COD去除效果有限，在二沉出水COD超过120mg/L，气浮段往往无力进一步提高效果，不能保证出水达标。

近年来，芬顿工艺在造纸废水终端处理得到广泛应用。芬顿反应产生的羟基自由基是自然界氧化性最强的物质，氧化能力仅次于氟气，对于惰性有机物，如造纸废水中难生物降解的芳香类化合物及杂环类化合物，羟基自由基可将其无选择的完全氧化为二氧化碳和水。所以在将芬顿工艺放置于处理工艺的最末端，对于紧急情况下应急处理及对于总排口出水达标是一道有力的保障。

３.运行成本低

目前总的直接运行成本为1.50元/吨水。如果深度处理改用芬顿，总的直接运行成本为1.076元/吨水，节省运行费用0.074元/吨水。一年节省的运行费用为347（天/年）×3.94（万吨/天）

×0.074≈101万元。

备注：每年正常生产天数按347天计（365-18=347），18天是扣除掉运行维护及安全技术等因素所需要的保养天数。3.94万吨/天为日平均处理量。

技改以后芬顿模式总的直接运行成本预算

目前现有模式直接运行成本核算

混凝剂比较

混凝剂的比较 1．硫酸铝 硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O 其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。 硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50％，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90％以上。 硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。 硫酸铝在我国使用最为普遍，大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量，可分为精制和粗制两种。 硫酸铝易溶于水，可干式或湿式投加。湿式投加时一般

采用10—20％的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在5.5—8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异：对于软水，pH值在 5.7— 6.6；中等硬度的水为6.6— 7.2；硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH 值以下，既浪费了药剂，又使处理后的水发混。 粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同，主要是不溶于水的物质含量高，废渣较多，最好用热水并拌以搅拌，才能完全溶解，因含有游离酸，酸度较高，腐蚀性强，溶解与投加设备应考虑防腐。 2．聚合氯化铝 聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代，日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化铝(Al2O8)10％以上，碱化度为50—80％，不溶物1％以下等。 我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)m Cl3n-m]，这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为 [Al2(OH)n C18-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m

我国硫酸铝发展现状

硫酸铝的生产现状及应用前景 摘要硫酸铝是近几年山东铝业公司开发的一个产品品种，属于化学品氧化铝的范畴，硫酸铝广泛应用于国民经济各个领域，本文通过研究硫酸铝的主要特性以及硫酸铝的主要应用领域，讨论了硫酸铝的主要应用趋势，并提出了铝盐发展的建议。 关键词硫酸铝碱式聚氯化铝氢氧化铝碳分母液碳分分解率浆内施胶剂水处理ASA AKD 前言： 山东铝业公司自2001年开始生产硫酸铝产品，经过氧化铝厂服务公司作了大量的前期准备工作，试生产成功，并在山东省市场具有了一定的占有率。2003年3月正式成立氧化铝厂铝盐车间，使用质量较差的废品氢氧化铝生产硫酸铝，2004年由氧化铝厂出资对生产线进行了扩产改造，新上生产线一条，达到了万吨生产规模，2004年共生产硫酸铝产品1.3万t,全国估计总产量在300万t以上，普通型的产品在全国范围内基本上是处于供大于求的现状，低铁和高氧化铝含量的产品市场形势较好。2005年6月开始利用氧化铝厂正品白色氢铝生产低铁产品，并推向国内市场。 1.硫酸铝的产品性能及用途 1.1分子式： AL2(SO4)3xH2O 分子量342.15（无水） 1.2性能： 硫酸铝为白色结晶体，比重为1.69，在空气中长期存放易吸潮结块。易溶于水，水溶液成酸性，难容于醇。过保和溶液在常温下结晶为无色单斜晶体13水和物（理论是18水合物，经过生产实践及化验分析确定为13水合物），8.8℃下结晶为27水合物。在86.5℃

下到250℃失去结晶水。无水硫酸铝加热到300℃开始分解，860℃时分解为γ-AL2O3、SO3、SO2等。 1.3用途： 主要用作造纸施胶剂和饮用水、工业用水及废水处理的絮凝剂，还用于生产人造宝石和其他铝盐，氨明矾，钾明矾，精制硫酸铝的原料。另外，还广泛用作优质澄清剂，石油除臭脱色剂、混凝土防水剂和防雨布原料，高级纸张锻白，钛白粉后薄膜处理和催化剂载体的生产。 1.4化学方程式： 2AL(OH)3＋3H2SO4＋nH2O=AL2(SO4)3.xH2O＋Q 1.5工艺流程图： 反应釜 粉碎 包装 冷却结晶 熟化 蒸汽 成品入库

混凝剂硫酸铝PAC助凝剂聚丙烯酰胺PAM

不同离子型聚丙烯酰胺的使用方法和用量 一、阴离子聚丙烯酰胺： 1、用于污水沉降中，建议配比浓度0.1% 。 2、先将粉剂均匀地投撒在自来水中，加以40-60转/分的中速搅拌使高分子充分溶解于水，方可投加使用。 3、实验时，取100ml废水，加入10%聚合氯化铝溶液，并缓慢搅拌，用注射器缓慢滴加PAM 溶液，每次0.5ml，根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度、投加量等来确定最合适的药剂。 4、适用于钢铁、化纤、印染、电镀、湿法冶金，也可用建筑胶水厂、涂料厂做增稠剂、造纸厂做分散剂等。吨废水添加干粉量为5-10g。 二、非离子聚丙烯酰胺 用于气浮工艺时，建议配比浓度0.1%，用法同阴离子，搅拌时间90分钟。 三、阳离子聚丙烯酰胺 1、用于污泥脱水时，建议配比浓度0.2%，搅拌时间50分钟投加使用。 2、实验时，取100ml废水，用注射器缓慢滴加PAM溶液，每次约0.5ml，根据根据生成的矾花大小及絮体紧密程度、上清液清澈度、沉降速度、投加量等来确定最合适的药剂。 3、适用于制药厂、皮革厂、印染污泥、化工污泥、造纸厂、污水处理厂等，吨废水添加干粉量为10-20g. 四、药剂用量计算 1. 阴离子：配比浓度1/1000 即：1吨水量加1kg PAM 做小实验： 如污水100ml里加1ml药剂; 1吨污水里加10g（L）药剂; 1吨污水里加10g PAM. 2. 阳离子：配比浓度2/1000 即：1吨水里加2kg PAM; 做小实验： 如污泥100ml里0.5mlL药剂; 1吨污泥里加5kg药剂; 1吨污泥里加10g pAM 五、影响气浮效果的因素 1、溶解情况如何？PAM溶解时搅拌强度不宜过大，可以考虑延长搅拌时间来改善溶解情况 2、配制浓度问题。PAM配制浓度偏高时与待处理废水的混合可能会不够理想，可以考虑降低配制浓度，最低可调至0.05%，一般为0.05%-0.1%。由于低浓度时PAM溶解较困难，可以先配制成一个较高浓度的溶液，然后由后稀释系统稀释至所需浓度。 3、PAC与PAM投加点间距，条件允许情况下间距尽可能远 4、PAM投加与混合。反应情况不理想时可以考虑两点投加，且两投加点之间要有一定的距离，第二个投加点离出水口不宜过远，以防止产生的絮团再次破碎。 出水口前管道内应设置静态混合器，条件不足的话，弄个弯头也将就了 六、聚丙烯酰胺经验用量 中断废水回收、废浆污泥脱水阴离子、阳离子千分之三配每吨用3-5克；城市污水处理厂污泥脱水阳离子千分之五配每吨干污泥用4千克；钢厂循环水处理、污泥脱水阴离子1200万千分之五配每吨用5-7克；洗煤煤泥沉降、层渣沉降阴离子800-1200万千分之三配每吨用4克；盐水澄清去除钙、镁阴离子1800万千分之一配每吨用1-2克；电

聚合氯化铝_硫酸铝混凝效果分析与选择_王泰

第44卷 第7期 2017年7月 天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE & TECHNOLOGY V ol.44 No.7Jul. 2017 收稿日期：2017-06-14 基础研究 聚合氯化铝、硫酸铝混凝效果分析与选择 王 泰 (天津滨海新区环塘污水处理有限公司 天津300454) 摘 要：聚合氯化铝及硫酸铝作为混凝剂被广泛应用于城镇污水处理厂的化学除磷工艺，混凝剂的选择、投加量的大小对出水水质的TP 、SS 等指标及污水厂运行成本有着不容忽视的影响。通过试验，分析查找不同混凝剂的最佳投药范围，同时关注加药过程对最终水质的其他影响，在确保水质稳定达标的前提下，优化药剂成本控制。 关键词：聚合氯化铝 硫酸铝 除磷 最佳投药量 中图分类号：TQ324.4 文献标志码：A 文章编号：1006-8945(2017)07-0059-04 Coagulate Effect of PAC and Aluminum Sulfate ：Analysis and Selection WANG Tai (Tianjin Binhai New Area Huantang Sewage Treatment Co.，Ltd.，Tianjin 300454，China ) Abstract ：The polymerization of aluminum chloride and aluminum sulfate as coagulant has been widely used in the chemi-cal dephosphorization process of urban sewage treatment plants ．The selection of coagulant and the dosage have a significant effect on the effluent TP ，SS and the operation cost of sewage plants ．Through test and analysis ，the best coagulant dosage and range of different coagulants were analyzed and other effects on the final water quality during the dosage process were studied ．In the end ，the water quality standards can be ensured and the reagent cost control can be optimized. Key words ：PAC ；aluminum sulfate ；dephosphorization ；optimum dosage 聚合氯化铝及硫酸铝作为混凝剂被广泛应用于城镇污水处理厂的化学除磷工艺，混凝剂的选择、投加量的大小对出水水质的TP 、SS 等指标及污水厂运行成本有着不容忽视的影响。 大港港东新城污水处理厂(一期工程)设计规模1.25万t/d ，采用A-A-O+活性砂过滤工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB 18918—2002)中一级A 标准。其中，在除磷工艺选择上，采用生物除磷及化学除磷相结合的方式。化学除磷阶段，在药剂投加点位选择上，采取后置沉淀的方式，即在活性砂滤池前段设置机械混合池，利用搅拌器的机械搅拌，实现混凝剂与二沉池出水的充分混合，经活性砂滤池进行过滤处理。 1 试验目的 对PAC 及硫酸铝的投加效果进行定性及定量分 析，确定不同混凝剂的最佳投药范围，同时关注加药过程对最终水质的其他影响，并在此基础上，结合港东污水厂自身水质、水量特点，进行加药成本估算。 2 过程设计 试验过程总体分为定性试验和定量试验两部分， 即首先通过定性试验确定药剂投加的适宜范围，再通过定量试验对上述投加范围进行校核及细致划分，摸索药剂的最佳投加区间。二者除在药剂分界点位选取上有所不同外，其他试验过程并无特殊区别。 2.1 定性试验 2.1.1 PAC 定性试验 取二沉池出水作为原水，定量加入1 000mL 烧杯，测定TP 、pH 值；取PAC 原液测定pH 值；取PAC 原液1mL 用容量瓶定容至100mL ，定容过程使用纯水，设置10mL 、20mL 、30mL 、40mL 、50mL 、60mL 、70mL 、80mL 、90mL 9个药剂分界点位；从容量瓶中吸取稀释过的10mL 药液加入装有原水的烧杯中，设置磁力搅拌器为150r/min ，搅拌2min 后，观察并记录感官效果，测定混合液pH 值，记为 DOI:10.14099/https://www.sodocs.net/doc/c85989712.html,ki.tjkj.2017.07.020

硫酸铝

化学品中文名称：硫酸铝 化学品英文名称：aluminum sulfate 中文名称2： 英文名称2：Trade termforalum 技术说明书编码：1343 CAS No.：10043-01-3 分子式：Al2(SO4)3 分子量：342.20 第二部分：成分/组成信息 有害物成分CAS No. 硫酸铝10043-01-3 第三部分：危险性概述 危险性类别： 侵入途径： 健康危害：对眼睛、粘膜有一定的刺激作用。误服大量硫酸铝对口腔和胃产生刺激作用。 环境危害： 燃爆危险：本品不燃，具刺激性。 第四部分：急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 第五部分：消防措施 危险特性：未有特殊的燃烧爆炸特性。受高热分解产生有毒的硫化物烟气。 有害燃烧产物：自然分解产物未知。 灭火方法：消防人员必须穿全身防火防毒服，在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。 第六部分：泄漏应急处理 应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具（全面罩），穿防毒服。用洁净的铲子收集于干燥、洁净、有盖的容器中，转移至安全场所。若大量泄漏，收集回收或运至废物处理场所处置。

第七部分：操作处置与储存 操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂接触。搬运时轻装轻卸，防止包装破损。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。 第八部分：接触控制/个体防护 职业接触限值 中国MAC(mg/m3)：未制定标准 前苏联MAC(mg/m3)：未制定标准 TLVTN：2mg/m3 TLVWN：未制定标准 监测方法： 工程控制：密闭操作，局部排风。 呼吸系统防护：空气中粉尘浓度超标时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防毒物渗透工作服。 手防护：戴橡胶手套。 其他防护：注意个人清洁卫生。 第九部分：理化特性 主要成分：纯品 外观与性状：白色晶体, 有甜味。 pH： 熔点(℃)：770(分解) 沸点(℃)：无资料 相对密度(水=1)： 2.71 相对蒸气密度(空气=1)：无资料 饱和蒸气压(kPa)：无资料 燃烧热(kJ/mol)：无意义 临界温度(℃)：无意义 临界压力(MPa)：无意义 辛醇/水分配系数的对数值：无资料 闪点(℃)：无意义 引燃温度(℃)：无意义 爆炸上限%(V/V)：无意义

聚合硫酸铝的盐基度及其混凝性能

聚合硫酸铝的盐基度及其混凝性能 王丽燕李明玉*潘倩曹刚 （暨南大学环境工程系广州510630） 摘要采用硫酸铝为主要原料制备了高稳定性的聚合硫酸铝，并对其盐基度、铝的水解聚合形态分布、混凝性能及其影响因素进行了研究。结果表明，在室温条件下，聚合硫酸铝在对不同水样进行混凝处理后，水中余浊随盐基度的增加先降低后升高，其中盐基度为53.8%的聚合硫酸铝混凝效果最好，对流溪河水及高岭土水的除浊率均在90%以上。与硫酸铝及聚合氯化铝相比，聚合硫酸铝具有更宽广的温度和pH的适用范围及更快的水解絮凝速度。通过对聚合硫酸铝中铝的水解聚合形态分布和混凝性能的综合分析表明，Alb为混凝优势形态。 关键词聚合硫酸铝盐基度混凝剂混凝性能 Basicity of Polyaluminum Sulfate and its Coagulative Performance Wang Liyan，Li Mingyu*，Pan Qian，Cao Gang （Department of Environmental Engineering，Jinan University，Guangzhou510630） Abstract The high stability polyaluminium sulfate（PAS）was made by using aluminium sulfate as main starting material.The effect of the basicity of PAS on alulminium speciation in diluted solutions and coagulative properties as well as impact factors was investigated.The results showed that turbidity removal performance varied according to the change of basicity of PAS，the residual turbidity in treated water decreases and then increases with the increase of basicity of PAS at room temperature，the optimum basicity of PAS is53.8%，at that point，the turbidity-removal rate was more than90%in treating raw water from Liuxi River and Kaolin https://www.sodocs.net/doc/c85989712.html,pared with the coagulants polyaluminium chloride（PAC）and aluminum sulfate（AS），PAS exhibited broader range of temperature and initial pH because of faster rate of hydrolysis and flocculation.Moreover，a trade-off analysis of alulminium species and coagulation test showed that Alb is the advantage species in coagulation. Keywords Polyaluminium sulfate，Basicity，Coagulant，Coagulative performance 聚合氯化铝（PAC）是在20世纪60年代末开发出来的一种混凝性能优良的净水剂，一般情况下，其混凝性能明显优于普通低分子铝盐净水剂，因而逐渐取代了硫酸铝而成为在水处理中应用最广泛的无机高分子混凝剂。但是，在处理低温和低pH原水时，PAC的混凝效果较差［1，2］。聚合硫酸铝（PAS）作为一种新型无机高分子铝盐类混凝剂，不但可以除浊、脱色、除臭，还有较好的去除废水中Pb2+和Cr3+等重金属离子、微生物、细菌、藻类等的效果［3］，也有较宽的温度和pH适用范围。PAS不仅具有比传统AS的混凝性能好及投加量小等优点，而且也具有比PAC更宽广的温度使用范围和对原水pH的适用范围［2］。盐基度作为PAS的重要技术质量标准之一，与PAS水溶液中铝的形态分布有密切的联系，直接影响到药剂的混凝性能、处理效果和使用成本。虽然研究者们对PAC的盐基度与混凝性能之间的关系，进行了较为透彻的研究［4 7］，也取得了较一致的实验结果和认识，但对于PAS的盐基度、铝水解聚合形态分布、混凝优势形态及其与混凝性能之间的关系等，仍鲜见报道。本文在合成具有高稳定性PAS 的基础上，研究了PAS的盐基度、形态分布及其对混凝性能的影响，以期对PAS的开发、生产和应用起到一定的指导或促进作用。 广东省重大专项（2006A36802001；2007A032400001）、广东省教育部产学研专项（2008A030202010）、中央高校基本科研业务专项基金和广东省高校水处理材料产学研基地项目资助 2010-04-21收稿，2010-07-10接受