摘要：以制鋁礦渣及鋁土礦制備的無機(jī)復(fù)合絮凝劑進(jìn)行污水深度除磷研究。在模擬廢水條件下，確定了自制絮凝劑除磷的最佳pH為8、最佳投加量0.08 g/L及最佳水力條件（快速攪拌30 s、轉(zhuǎn)速200 r/min；慢速攪拌15 min、轉(zhuǎn)速20 r/min）；然后將其用于處理生活污水站二級出水，TP、TN、COD、NH3-N和濁度去除率分別為94.69%、62.78%、78.93%、47.94%和89.30%，優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)，自制絮凝劑除磷效果優(yōu)于常用市售絮凝劑PAC（TP去除率91.73%）；自制絮凝劑的除磷機(jī)理主要以沉淀和電性中和作用為主，以吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用為輔。
我國水體氮磷元素超標(biāo)導(dǎo)致富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，因此減少污水中磷的排放對于控制富營養(yǎng)化有重要作用。目前城市污水除磷主要采用生物法，但生物除磷工藝穩(wěn)定性差，運(yùn)行操作嚴(yán)格，出水水質(zhì)不穩(wěn)定并易超標(biāo)，通常采用化學(xué)絮凝法作為輔助措施進(jìn)行深度除磷，現(xiàn)階段常用的絮凝劑（如PAC）主要存在著生產(chǎn)成本高、除磷效率低且絮凝劑用量大等難題，因此研發(fā)高效低成本的絮凝劑對城市污水除磷具有重要意義。
另一方面，隨著我國鋁工業(yè)的發(fā)展，每年產(chǎn)生越來越多的制鋁礦渣，處理這種礦渣不僅費(fèi)用高，管理不當(dāng)還極易對環(huán)境造成潛在威脅。由于該礦渣含有大量的Al、Fe、Si等元素，且吸附性能好、比表面積大、在水中穩(wěn)定性強(qiáng)，在污水處理研究中得到越來越多的關(guān)注。
龐世花等使用制鋁礦渣制備聚合氯化鐵鋁絮凝劑，該絮凝劑對造紙廢水COD、濁度和色度的去除率較高，余建萍等利用該礦渣和粉煤灰制備的復(fù)合絮凝劑除濁脫色效果好，但均未對除磷效果進(jìn)行探討，對污水的綜合處理效果有待進(jìn)一步研究。
為提高絮凝劑對污水中磷的去除率及降低生產(chǎn)成本，本研究對礦渣進(jìn)行改性制備新型除磷絮凝劑，并通過該絮凝劑處理含磷廢水實(shí)驗(yàn)分析其除磷性能，且對其除磷機(jī)理進(jìn)行研究，以期為礦物絮凝劑在處理實(shí)際含磷廢水方面的應(yīng)用及控制提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)參數(shù)。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)所用礦渣與鋁土礦均來自于某冶金企業(yè)，采用X射線熒光光譜（XRF）分析其主要化學(xué)成分，結(jié)果如表1所示。
由表1可知，礦渣與鋁土礦主要成分是Al2O3、Fe 2O3、SiO2，其中鋁和鐵的含量最高，由化學(xué)成分可知，原料經(jīng)處理可制備同時含鐵鹽和鋁鹽的絮凝劑，能充分結(jié)合鋁鹽絮凝劑絮體大、脫色效果好，鐵鹽絮凝劑絮體密實(shí)、沉降速度快等優(yōu)點(diǎn)。
1.2廢水水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)用水取自武漢磨山某餐飲污水處理廠二級出水，該處理站采用“CASS+曝氣生物濾池”工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)。二級出水水質(zhì)如表2所示。
1.3實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1絮凝劑制備
分別稱取10和15g經(jīng)過研磨預(yù)處理的礦渣和鋁土礦放入反應(yīng)釜，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的鹽酸250mL（液固比10:1），調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為200 r/min，在80℃下反應(yīng)6h，取出后室溫純化24h.，100℃烘干后磨細(xì)，即得無機(jī)酸改性的礦物復(fù)合絮凝劑。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
1.3.2除磷性能研究
實(shí)驗(yàn)首先在模擬含磷廢水條件下對自制絮凝劑除磷效果及最佳使用條件進(jìn)行測試，采用單因素控制變量法分別確定自制絮凝劑除磷的最佳PH與投加量，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)確定絮凝劑除磷最佳水力條件。
在確定的最佳條件下將該絮凝劑用于實(shí)際生活污水的處理，并與市售常用絮凝劑（PAC）的處理效果做對比。
詳情請點(diǎn)擊下載附件：城市污水深度除磷技術(shù)
