奶牛场高浓度污水絮凝处理中试效果研究

奶牛场的粪尿混合物经固液分离后的污水含有机物浓度高,无法直接采用生物法一步处理,为此开展了化学絮凝预处理中试研究,旨在为开发经济高效且工艺简单的奶牛场污水深度处理工艺提供依据.试验在前期小试的基础上,中试采用试制容积1 m3絮凝中试装置,对3种无机絮凝剂聚合氯化铝(polymeric aluminum chloride,PAC)、聚合硫酸铁(polymeric ferric sulfate,PFS)和聚合氯化铝铁(polyaluminum ferricchloride,PAFC),3种搅拌速度100 r/min、200 r/min和300 r/min,3种搅拌时间6 min、10 min和14 min,采用正交试验设计形成9个处理进行絮凝效果研究,同时对非离子聚丙烯酰胺(non-ionic polyacrylamide,NPAM)的4种投加比例的絮凝效果进行比较.当奶牛场污水化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、浊度和总悬浮固体浓度(total suspended solids,TSS)分别为7 800～19 480 mg/L、3 360～10 860 NTU和6 090～21 650 mg/L时,无机絮凝的最佳参数条件为:50 g/L PFS按体积比6∶100投加(浓度为3 g/L)、300 r/min快速搅拌30 s、200 r/min中速搅拌10 min.最佳参数的验证试验结果显示,对COD、浊度、TSS和总磷(total phosphorus,TP)的去除率分别为:69.8％±2.5％、86.0％±5.6％、86.1％±1.4％和76.3％±2.7％;非离子聚丙烯酰胺(1 g/L NPAM)的最佳体积投加比为0.25％(絮凝剂浓度2.5 mg/L),以300 r/min快速搅拌30 s后,再以200 r/min中速搅拌10 min,污水COD为(19975±1 277) mg/L、浊度为(10 648±3 107) NTU、TSS为(17 710±1 021) mg/L和总磷为(255±69) mg/L时,去除率分别为68.0％±2.0％、79.8％±7.8％、79.7％±8.4％和85.3％±6.9％.综合絮凝效果和运行成本,按0.25％的比例投加1 g/L NPAM(即NPAM浓度2.5 mg/L)为奶牛场污水絮凝的最佳选择,其絮凝运行费用为0.08元/m3,研究结果可为奶牛场选择合适的絮凝前处理方法,以及经济实用的高浓度污水深度处理工艺的开发提供技术参考.