城市污水生物系統后置除磷劑投加

化學除磷劑除磷作為生物除磷的輔助工藝被污水處理廠廣泛采用。通過小試實驗研究了不同化學藥劑對除磷效果的影響, 以及磷質量濃度和水的濁度對化學除磷的影響。結果表明:聚合氯化鋁 (PAC) 是某污水處理廠最佳除磷藥劑;水體中磷的初始質量濃度越高, 化學處理的效果越好;濁度的增大會影響化學藥劑的除磷效果, 濁度越高, 正磷的去除率越低, 相應的化學藥劑消耗量越大。

目前, 污水中磷的去除技術主要分為生物除磷和化學除磷。生物除磷不需要添加藥劑, 操作簡便, 運行成本低, 產生污泥量少等, 是最普遍的除磷方法。但在實際工程運行中, 由于受到進水中的有機碳源以及進水頻繁沖擊的影響, 僅通過生物除磷很難達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 (GB18918—2002) 中的一級A標準 (總磷質量濃度≤0.5mg/L)。因此, 大部分污水廠在采用生物除磷的基礎上, 輔加化學除磷劑除磷的手段來保證出水水質穩定達標。

化學除磷劑除磷主要是通過向污水中投加鋁鹽、鐵鹽來產生磷酸鹽沉淀, 從而達到除磷的目的。磷的化學沉淀包括沉淀反應、凝聚反應、絮凝反應和固液分離4個過程。

除磷處理工藝與改造

在污水處理廠, 根據除磷藥劑設置位置的不同, 化學除磷劑除磷工藝主要包括前置化學沉淀、同步化學沉淀、后置化學沉淀3種類型。其中, 后置化學除磷不但能節約藥劑使用量, 而且還可以降低化學藥劑對生物處理系統的影響。目前, 某污水處理廠的工藝流程見圖1, 由于進水碳源含量較低, 在優先保證氨氮達標運行的條件下, 污水中可利用的碳源無法確保出水總磷穩定達標。因此, 需要對現有工藝進行改造, 主要措施是在紫外消毒池后面新建高效沉淀池進行輔助化學除磷。

除磷劑除磷工藝

提標改造建成后, 在二沉池后面新建了高效沉淀池, 通過后置除磷工藝進行輔助生物除磷。主要的除磷藥劑有硫酸鋁[Al2 (SO4) 3]、硫酸亞鐵 (FeSO4) 、聚合氯化鋁 (PAC) 、聚合氯化鐵 (PFC) 、聚合氯化鋁鐵 (PAFC) 等。通過投加上述不同種類的化學除磷藥劑, 進行除磷效果分析, 并進一步研究了水中磷的質量濃度和水的濁度對化學除磷效果的影響, 為實際運行提供參考。

不同除磷藥劑的除磷效果研究

為表現不同除磷藥劑除磷效果的差異, 首先往二沉池出水添加磷標準試劑, 將其正磷酸鹽質量濃度調節至2.20 mg/L左右;然后向二沉池出水投加不同種類的除磷藥劑, 投加量分別為0, 10, 20, 30, 40, 50, 60及70 mg/L。不同除磷藥劑的添加量與水樣中剩余正磷酸鹽質量濃度的關系如圖2所示。

除磷劑除磷效果

由圖2可得, 在相同的實驗條件下, 隨著除磷劑投加量的增加, 二沉池出水中正磷含量逐漸降低, 且隨著投加量的增加, 出水正磷質量濃度快速降低, 除磷藥劑的投加量繼續增大, 出水正磷質量濃度趨于穩定, 各出水正磷質量濃度在0.4 mg/L左右。從除磷的效果來看, PAC的效果最好, 其他藥劑效果排序為PFC>FeSO4>Al2 (SO4) 3·18H2O>PAFC。后續實驗以PAC作為除磷藥劑。

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