摘要：为解决污水处理中的一些实际问题，通过试验研究了聚合氯化铝（PAC）的絮凝作用在控制污泥膨胀和提高除磷效率方面的应用，提出了向发生膨胀的污泥中加入聚合氯化铝，聚合氯化铝可以起到控制膨胀的作用，向二级出水中加入聚合氯化铝，可以提高除磷效率。但应综合考虑运行情况，确定较佳投药量，以达到既定的混凝效果。
聚合氯化铝（PAC）是一种无机高分子混凝剂，对各种水质及其pH的适应性很强，矾花形成快，颗粒大而重，对温度适应性也很强，可在低温下使用，且投加量少，产泥也少，使用、管理操作都较方便，对管道的腐蚀性也小。基于聚合氯化铝（PAC）的这些特点，进行了以下研究。
1、聚合氯化铝（PAC）控制污泥膨胀的研究
1.1 污泥膨胀的概念
污泥膨胀是活性污泥常见的一种病态现象，系指活性污泥由于某种原因的改变，产生沉降性能恶化，不能在二沉池内进行正常的泥水分离，污泥随出水流失。发生污泥膨胀以后，流失的污泥会使出水SS超标，如不立即采取控制措施，污泥继续流失会使曝气池的微生物量锐减，不能满足分解污染物的需要，从而导致出水BOD5也超标。所以，当污泥膨胀发生以后，应立即采取临时措施，防止出水超标，以免污泥大量流失，导致系统的失败。
1.2 污泥干重、污泥沉降比、污泥指数的概念
（1）污泥干重：亦称污泥浓度或混合液悬浮固体浓度。按每升混合液所含污泥干重（mg/L），一般活性污泥法的MLSS控制在2000-4000mg/L。
（2）污泥沉降比：又称30min沉降率。指混合水样静置30min后，污泥体积占混合水样体积的百分数，以%表示。
（3）污泥指数：又称污泥容积指数。是混合液经30min静沉后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占的容积，计算公式如下：
污泥指数：=10mL混合水样静置30min后的污泥体积（mL）/10mL混合水样的污泥干重（g）
SVI的单位为mL/g，但一般常把单位省略。
1.3 污泥膨胀的衡量指标
发生污泥膨胀的污泥可用污泥容积指数SVI作为衡量其沉降性能好与坏的指标。SVI在200mL/g以下为正常活性污泥，一般在50-150mL/g，较好在100mL/g左右。SVI在200mL/g以上标志着活性污泥发生膨胀。
表1列出了发生污泥膨胀的某曝气池混合液连续一周的SV30、MLSS、SVI值。
表1 连续一周的SV30、MLSS、SVI值
| 时间/天 | SV30/% | MLSS/（mg/L） | SVI/（mL/g） |
| 1 | 99.0 | 3692 | 268.15 |
| 2 | 99.0 | 3762 | 263.16 |
| 3 | 99.0 | 3770 | 262.60 |
| 4 | 99.5 | 3448 | 288.57 |
| 5 | 99.5 | 3422 | 290.76 |
| 6 | 99.0 | 3208 | 308.60 |
| 7 | 99.5 | 3294 | 302.06 |
1.4 向膨胀污泥中加入聚合氯化铝（PAC）的试验研究
1.4.1 试验程序
（1）取5个1L的玻璃烧杯洗净待用。
（2）向每个烧杯中加入1000mL发生污泥膨胀的曝气池混合液，并确保每个烧杯中的水质一致。混合液悬浮固体浓度MLSS是3294mg/L，污泥30min沉降率SV30是99.5%，污泥指数SVI是302.06mL/g。
（3）同时向5个烧杯中，分别加入0.02g、0.05g、0.10g、0.20g、0.50g的聚合氯化铝粉末。
（4）向每个烧杯中放人相同的搅拌器进行搅拌，搅拌速度为75r/min，搅拌时间控制在10s，然后停止搅拌，并取出搅拌器。
（5）观察各杯30min沉降率SV30（%），计算各自的SVI值。
（6）向加0.50g聚合氯化铝粉末的杯子中又加了20g的聚合氯化铝粉末，搅拌后静置，观察杯内混合液沉降情况。
1.4.2 试验结果
向膨胀污泥中加入不同量的聚合氯化铝粉末，试验结果见表2。
表2 加入不同量聚合氯化铝粉末的试验结果
| PAC加入量/g | 试验结果 | |
| SV30/% | SVI/（mL/g） | |
| 0.02 | 65.5 | 198.85 |
| 0.05 | 62.0 | 188.22 |
| 0.10 | 61.0 | 185.18 |
| 0.20 | 62.5 | 189.74 |
| 0.50 | 64.0 | 194.29 |
| 0.50+20 | 杯内混合液一点儿沉降都没有了 | |
由结果可以看出，SVI是302.06mL/g的原膨胀污泥，在分别加入0.02g、0.05g、0.10g聚合氯化铝粉末后，SVI分别是198.85mL/g、188.22mL/g、185.18mL/g，SVI均降到了200mL/g以下，说明聚合氯化铝的加入对控制污泥膨胀能起到一定作用，而且随着聚合氯化铝粉末加入量的增加，SVI呈下降趋势。但是，在原膨胀污泥中分别加入0.20g，0.50g聚合氯化铝粉末后，SVI则分别是189.74mL/g，194.29mL/g，也就是说随着聚合氯化铝粉末加入量的增加，SVI又呈现了上升趋势，而且向加0.50g聚合氯化铝粉末的烧杯中又加了20g聚合氯化铝粉末后，杯内混合液一点儿沉降都没有了，说明聚合氯化铝投加量过多，反而会降低污泥沉降性能。
2、聚合氯化铝（PAC）提高除磷效率的研究
2.1 试验程序
（1）取若干个1L的玻璃烧杯洗净待用。
（2）向每个烧杯中加入1L的二级出水，并确保每个烧杯中的水质一致。
（3）同时向每个烧杯中加入不同量的聚合氯化铝粉末，分别混匀，放置使沉淀。从投药时刻起搅拌1-3min，搅拌时间取决于运行中实际混合时间。
（4）取每个烧杯中经混凝沉淀之后的上清液与二级出水平行做总磷（TP）测定（采用过硫酸钾消解，钼锑抗分光光度法测定），分别计算经混凝沉淀后的TP去除率。
2.2 试验结果
连续试验3天，一天是1L二级出水中加入0.02g聚合氯化铝粉末；二天是1L二级出水中分别加入0.06g、0.10g聚合氯化铝粉末；三天是1L二级出水中分别加入0.10g、0.15g、0.20g聚合氯化铝粉末，3天的试验结果分别见表3-表5。
表3 一天的试验结果
| 水样名称 | TP测定值/（mg/L） | TP去除率/% |
| 二级出水 | 2.15 | - |
| 加0.02gPAC后的上清液 | 2.09 | 2.79 |
表4 二天的试验结果
| 水样名称 | TP测定值/（mg/L） | TP去除率/% |
| 二级出水 | 1.94 | - |
| 加0.06gPAC后的上清液 | 1.28 | 34.02 |
| 加0.10gPAC后的上清液 | 0.72 | 62.89 |
表5 三天的试验结果
| 水样名称 | TP测定值/（mg/L） | TP去除率/% |
| 二级出水 | 1.91 | - |
| 加0.10gPAC后的上清液 | 0.33 | 82.72 |
| 加0.15gPAC后的上清液 | 0.16 | 91.62 |
| 加0.20gPAC后的上清液 | 0.12 | 93.72 |
由结果可以看出，向二级出水中分别加入不同量的聚合氯化铝粉末，随着聚合氯化铝粉末量的逐渐增加，混凝沉淀后的上清液TP值逐渐下降，TP去除率逐渐升高，较高的达到93.72%，而且同样是加入0.10g聚合氯化铝粉末试验，二天TP的去除率为62.89%，而三天的TP去除率却达到82.72%，这可能与出水水质等因素有关。
3、结论
（1）向发生膨胀的污泥中加入聚合氯化铝，此时的聚合氯化铝可以改善污泥沉降性能，起到临时控制污泥膨胀的作用，但是投加量不可太多，否则会降低处理效果。
（2）向二级出水中加入聚合氯化铝，此时的聚合氯化铝可以提高除磷效率，磷去除率可达90%以上。
（3）在实际运行中，应综合考虑曝气池混合液或二级出水的性质及其变化规律，控制好pH及碱度、混合强度、絮凝反应条件等，确定较佳投药量，以达到既定的混凝效果。
