強化去除率在強化一級處理效果評價中的應用

論文類型	技術與工程	發表日期	1999-08-01
來源	《中國給水排水》1999年第8期
作者	尤作亮,蔣展鵬,師紹琪,祝萬鵬
摘要	尤作亮 (深圳市自來水〈集團〉有限公司) 蔣展鵬師紹琪祝萬鵬(清華大學環境科學與工程系) 　　城市污水的一級處理一般采用自然沉淀形式。由于其對污染物的去除率較低，現在發展了多種多樣的強化處理措施［1］，如投加絮凝劑、利用回流污泥的生物絮凝吸附性能等，并取得了一定的強化處理效果［2］。在 ...

尤作亮 (深圳市自來水〈集團〉有限公司)
蔣展鵬師紹琪祝萬鵬(清華大學環境科學與工程系)

　　城市污水的一級處理一般采用自然沉淀形式。由于其對污染物的去除率較低，現在發展了多種多樣的強化處理措施^［1］，如投加絮凝劑、利用回流污泥的生物絮凝吸附性能等，并取得了一定的強化處理效果^［2］。在評價這些強化措施的處理效果時，一般多采用污染物的總去除率表示，有時也采用污染物去除率提高百分點和去除率提高百分數表示，但這些指標都較大程度地受原水中可沉懸浮固體濃度的影響，致使不同研究者的研究結果差別很大，數據混亂，難以進行有效的比較分析。

1 常用強化處理效果指標及其缺陷

　　在評價強化措施的處理效果時，經常采用的指標有污染物的去除率、去除率提高百分點、去除率提高百分數等：

　　R=(C₀-C/C₀)×100%
　　B=(R-Rc)×100%=(C₀-C/C₀)×100%
　　Rb=(B/100)×100%=[(C_c-C)/(C_0-Cc)]×100%
　　式中 R --污染物的去除率
　　　　　B--去除率提高百分點
　　　　　R_b--去除率提高百分數
　　　　　C₀、C_C、C--原水、自然沉淀出水(即對照試驗出水)及強化處理出水中污染物的濃度，mg/L
　　　　　R_C--自然沉淀污染物的去除率，即強化處理時對照試驗的污染物去除率，

　　Rc=C₀-C_c/C_c×100%

　　然而在實際應用中，這幾個指標均存在一定的缺點，不能合理地反映強化處理效果。三個指標均較大程度地受原水中可沉懸浮固體濃度的影響，對不同的水質以及對不同SS濃度的相同水質，其數值表現出較大的變化，不利于評價強化措施的強化處理效果。

2 強化去除率及其特點

　　本文提出了強化去除率的概念，以更好地表示強化措施的去除效果。

　　R_e=C_c-C/C_c×100%
　　式中　 R_e--強化去除率

　　強化去除率的物理意義是強化措施對自然沉淀后水體中污染物的去除率，它表示強化處理措施對不能自然沉淀或需較長沉淀時間才能去除的膠體顆粒及其他一些小顆粒物質的去除效果。其基本假設是，在一定范圍內原水中可沉懸浮固體濃度的高低對強化去除率沒有影響。也就是說，對于某一水樣，無論其原水中可沉懸浮固體的濃度如何變化，經自然沉淀后都得到相同的水質，經強化處理后水質也都一致。當然，實際上原水自然沉淀和強化處理后的水質都受SS濃度的影響，但在常見的SS濃度范圍內，這種影響較小，可以忽略不計。
　　應當指出的是，盡管強化去除率在一定范圍內不受原水中較大顆粒的可沉固體的影響，但仍然受原水水質的影響。這是因為強化去除率所代表的那部分污染物質在不同的水樣中并不是具有相同的粒度分布，而不同粒度分布的相同濃度的水樣具有不同的去除率，因而強化去除率要受到水樣中污染物質粒度分布的影響，只是這種影響與總去除率相比變幅較小，這也使強化去除率在判別強化處理效果時受到一定的限制。

3 強化去除率評價強化一級處理效果

　　以某一生活污水為例(原水水質見表1)，研究了幾種絮凝劑和回流污泥在最佳投加量時的強化一級處理效果，并以COD為例，用以上幾種評價指標對各強化措施的強化效果進行評價。

**表1 原水水質**
項目	COD	CODs	BOD₅	SS	NH₃-N
范圍	200～1000	50～200	120～270	120～900	45～90
注pH值7.2～7.9。

　　從表2的試驗結果來看，FS的去除率最高，達81.60%，但其自然沉淀去除率也很高，為71.36%，顯然不能據此斷定FS的強化處理效果最好。PAM、PA362、AlS和回流污泥的去除率效果接近，都在60%～70%。而PFS和PAC的效果較差，只有42.85%和31.73%，但PAC所處理污水的?R_C只有7.4%，也不能判斷其強化處理效果就一定差。從去除率提高百分點分析，PA362的效果最好，B值高達47.2，去除率與其接近的AlS、回流污泥和PAM的B值分別為34.2、26.4和18，表現出較大的差別；而去除率最高的FS由于其R_C最大，B值只有10.2，似乎效果最差；去除率最低的PAC當以B值判斷其效果時，排名第4，位居中游。去除率提高百分率R_b則顯示出另一種結果，自然沉淀去除率R_C較低的絮凝劑如PAC、PA362位居前列，而R_C較高的回流污泥、PAM和FS則分別屬于后3位，即以R_b表示的處理效果與R_C的序列基本相反。

**表2 一級處理強化措施與強化效果**
項目	Rc（%）	R（%）	排序	B	排序	Rb(%)	排序	Rb(%)	排序
PAM	49.94	67.89	3	18.0	6	36.04	6	35.87	4
PA362	14.51	61.75	5	47.2	1	325.29	2	56.96	1
PAC	7.4	31.73	7	24.3	4	328.38	1	20.46	7
FS	71.36	81.60	1	10.2	7	14.29	7	35.72	5
PFS	22.12	42.85	6	20.7	5	93.58	4	26.61	6
AlS	31.07	65.31	4	34.2	2	110.20	3	49.68	2
回流污泥	42.5	68.90	2	26.4	3	62.12	5	46.56	3
注 PAM—聚丙烯酰胺 PA362——日本產絮凝劑 PAC——聚合氯化鋁 FS—硫酸鐵 PFS—聚合硫酸鐵 AlS——硫酸鋁

　　由以上對R、B和R_b所進行的理論分析和實例表明，這三個指標都較大地受自然沉淀去除率R_C的影響，不能用來準確地比較各強化措施的處理效果，而基本去除了R_C影響的強化去除率R_e則能夠較好地做到這一點。
　　本課題得到環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室的幫助，李宇昊、趙偉、李志紅等同志參加了部分試驗工作。

參考文獻

　　1 尤作亮，蔣展鵬，祝萬鵬等.城市污水強化一級處理的研究進展.中國給水排水，1998；14(5)：28～31
　　2 師紹琪，袁琳，蔣展鵬等.生活污水生物絮凝吸附強化一級處理的研究.中國給水排水，1998；14(2)：5～7

　　作者通訊處：尤作亮 100084 清華大學環境科學與工程系
　　E-mail:youzl@263.net