摘要：通过絮凝性能比较以及中试规模的应用，表明聚合氯化铝具有用量少、污泥少、除浊率高、对出水pH影响小等优点，是石油化工污水回用处理中的理想絮凝剂。
石油化工污水，一般在污水净化厂经隔油、气浮和生化处理之后外排，在当前水资源短缺、用水量日益增加的形势下，迫切希望回用污水、我们开展了净化厂处理过的石化污水进一步深度处理的中试研究，以期回用为循环冷却水，处理过程包括生物接触氧化、絮凝沉淀、过滤、消毒和水质稳定五部分，本文简要报导了絮凝沉淀中聚合氯化铝（以下简称聚铝）的选取与应用。
1.絮凝剂的选择
石化污水处理常用硫酸铝和聚合氯化铝作为絮凝剂，后者由于预制成多核多羟基水解络合体，具有较高的电荷与聚合度，故能发挥混凝与絮凝的双重作用，效果优于前者，但由于制备聚合氯化铝的原料来源不同，如铝灰、煤矸石、废铝催化剂等，致使聚合氯化铝的组成与性能差异悬殊。中国科学院环境研究院研制的聚合氯化铝，采用氢氧化铝作原料，纯度高并严格控制碱化度，可望获得优良的絮凝性能，为了比较，我们先后通过小试和中试，对比了几种絮凝剂的性能，其中包括四种聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁和阳离子型聚丙烯酰胺。
实验室小试采用接触氧化后的出水作为试验液，快速搅拌下加入一定量的絮凝剂，2min后加入2mg·l-1阴离子型高分子絮凝剂（对阳离子型聚丙烯酰胺不加入），再慢速搅拌lmin，取清液分析浊度和pH，结果示于图1和表1。絮凝剂的投加量，铝盐以Al计，铁盐以Fe计，有机高分子以固含量计（下同）。
表1 澄清液浊度约0.5NTU时絮凝剂的投加量（mg·L-1）
| 日期（1995年） | 聚铝 | 聚铝（南） | 聚合硫酸铁 | 阳离子型聚丙烯酰胺 | 原水浊度/NTU |
| 4月6日 | 0.3（0.50） | 2.3（0.50） | 8.4（0.40） | - | 7.0 |
| 4月12日 | 1.8（0.47） | 2.7（0.50） | 8.4（0.56） | - | 4.2 |
| 4月13日 | 1.8（0.53） | - | - | - | 5.4 |
| 4月25日 | 1.8（0.49） | - | 8.4（0.58） | 0.8（0.51） | 3.8 |
注：括号内数字为澄清液浊度，单位NTU。
中试对比试验在中试设备（图2）上进行，对生物接触氧化塔出水连续加絮凝剂和阴离子型高分子絮凝剂，在沉淀槽出口取样分析，结果列于表2。
表2 中试比较三种絮凝剂的絮凝效果
| 絮凝剂 | 投加量/mg·L-1 | 出水 | 原水 | 注解 | ||
| 浊度/NTU | SS/mg·L-1 | 浊度/NTU | SS/mg·L-1 | |||
| 聚铁 | 8.4 | 0.58 | 15.5 | 7.4 | 42 |
①数据为7d均值。 ②浊度去除率92.0%。 |
| 聚铝 | 1.8 | 0.61 | 11.9 | 11.5 | 28.7 |
①数据为5d均值。 ②浊度去除率94.6%。 |
| 阳离子型聚丙烯酰胺 | 0.8 | 0.67 | 4.8 | 3.6 | 31.2 |
①数据为2d均值。 ②浊度去除率81.4%。 |
通过小试、中试的对比试验可知：硫酸铝絮凝效果虽不错，只是明显降低溶液的pH值；聚合硫酸铁形成的絮体易沉淀，污泥少，但投加量大；阳离子型聚丙烯酰胺用量少，但无论小试还是中试均有一层浮渣不利于沉淀，去浊率也较低；聚合氯化铝一般絮凝性能好，尤其是聚铝，出水浊度达到相同水平时，它的投加量仅为聚铁的1/5，为聚铝（南）的70%，这样产生的污泥少，有利于后处理，而且浊度去除率高，对原水pH影响少，因此，选用聚铝用为石化污水回用处理的絮凝剂。
2.聚铝在石化污水回用处理中试的应用
絮凝沉淀装置（图2）由混合槽、絮凝槽与沉淀槽组成。
生物接触氧化塔出水以0.5m3·h流量溢流进入混合槽，在空气搅拌下（气水比为3），连续投加1.8mg·l-1的聚铝，停留8min后进入絮凝槽，加入阴离子型高分子2mg·l-1，停留14min后进入沉淀槽，沉淀52min，分析沉淀槽出水水质，结果列于表3（所列数据为17d均值）。
表3 絮凝沉淀前后水质变化
| pH | 水温（℃） | 电导率（μs·cm-1） | 浊度（NTU） | COD（mg·L-1） | SS（mg·L-1） | NH4+-N（mg·L-1） | 总P（mg·L-1） | 油分（mg·L-1） | |
| 絮沉前 | 7.39 | 21.0 | 1353 | 7.3 | 42.4 | 27.0 | 4.27 | 0.80 | 1.25 |
| 絮沉后 | 7.50 | 19.4 | 1275 | 0.60 | 27.6 | 11.1 | 2.94 | 0.31 | 1.06 |
| 去除率/% | 91.8 | 34.9 | 58.9 | 31.1 | 61.3 | 15.2 |
中试运行结果表明：聚铝是一种理想的絮凝剂，沉淀槽出水浊度均值0.6NTU，除浊率达92%，发挥良好絮凝作用，也印证了小试的结果，对SS、COD、总P也有一定的去除作用。
为了充分发挥聚铝的作用，在中试设备中考察了一些影响絮凝沉淀的因素，结果如下：
系统采用压缩空气作为搅拌动力源，对于空气搅拌，不象水力或机械搅拌，没有现成的公式以计算速度梯度与甘布值，仅从絮凝效果来控制絮凝操作，我们的探索表明三点曝气优于单点曝气（即仅在混合槽曝气），出水浊度低（0.58比0.96NTU），且去浊率高（92%比82%），气水比为6时效果较好。
系统处理生物接触氧化后污水，为了比较，也处理过没有经过接触氧化的污水，结果表明，污水经生物接触氧化后再絮凝沉淀出水浊度低（0.56NTU），而不经过生化处理的污水絮凝沉淀后出水浊度高（5.6NTU），这是由于生物降解了大量的胶体物质（它是浊度主要贡献者），微生物代谢产物也发挥了生物絮凝的作用，要发挥聚铝的作用，絮凝沉淀前的生物处理是重要的处理步骤。
连续操作优于间歇操作，它不受起动的干扰，一般起动后1.5h水质才能稳定。
