化学除磷剂除磷作为生物除磷的辅助工艺被污水处理厂广泛采用。通过小试实验研究了不同化学药剂对除磷效果的影响, 以及磷质量浓度和水的浊度对化学除磷的影响。结果表明:聚合氯化铝 (PAC) 是某污水处理厂最佳除磷药剂;水体中磷的初始质量浓度越高, 化学处理的效果越好;浊度的增大会影响化学药剂的除磷效果, 浊度越高, 正磷的去除率越低, 相应的化学药剂消耗量越大。
目前, 污水中磷的去除技术主要分为生物除磷和化学除磷。生物除磷不需要添加药剂, 操作简便, 运行成本低, 产生污泥量少等, 是最普遍的除磷方法。但在实际工程运行中, 由于受到进水中的有机碳源以及进水频繁冲击的影响, 仅通过生物除磷很难达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918—2002) 中的一级A标准 (总磷质量浓度≤0.5mg/L)。因此, 大部分污水厂在采用生物除磷的基础上, 辅加化学除磷剂除磷的手段来保证出水水质稳定达标。
化学除磷剂除磷主要是通过向污水中投加铝盐、铁盐来产生磷酸盐沉淀, 从而达到除磷的目的。磷的化学沉淀包括沉淀反应、凝聚反应、絮凝反应和固液分离4个过程。
除磷处理工艺与改造
在污水处理厂, 根据除磷药剂设置位置的不同, 化学除磷剂除磷工艺主要包括前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀3种类型。其中, 后置化学除磷不但能节约药剂使用量, 而且还可以降低化学药剂对生物处理系统的影响。目前, 某污水处理厂的工艺流程见图1, 由于进水碳源含量较低, 在优先保证氨氮达标运行的条件下, 污水中可利用的碳源无法确保出水总磷稳定达标。因此, 需要对现有工艺进行改造, 主要措施是在紫外消毒池后面新建高效沉淀池进行辅助化学除磷。
提标改造建成后, 在二沉池后面新建了高效沉淀池, 通过后置除磷工艺进行辅助生物除磷。主要的除磷药剂有硫酸铝[Al2 (SO4) 3]、硫酸亚铁 (FeSO4) 、聚合氯化铝 (PAC) 、聚合氯化铁 (PFC) 、聚合氯化铝铁 (PAFC) 等。通过投加上述不同种类的化学除磷药剂, 进行除磷效果分析, 并进一步研究了水中磷的质量浓度和水的浊度对化学除磷效果的影响, 为实际运行提供参考。
不同除磷药剂的除磷效果研究
为表现不同除磷药剂除磷效果的差异, 首先往二沉池出水添加磷标准试剂, 将其正磷酸盐质量浓度调节至2.20 mg/L左右;然后向二沉池出水投加不同种类的除磷药剂, 投加量分别为0, 10, 20, 30, 40, 50, 60及70 mg/L。不同除磷药剂的添加量与水样中剩余正磷酸盐质量浓度的关系如图2所示。
由图2可得, 在相同的实验条件下, 随着除磷剂投加量的增加, 二沉池出水中正磷含量逐渐降低, 且随着投加量的增加, 出水正磷质量浓度快速降低, 除磷药剂的投加量继续增大, 出水正磷质量浓度趋于稳定, 各出水正磷质量浓度在0.4 mg/L左右。从除磷的效果来看, PAC的效果最好, 其他药剂效果排序为PFC>FeSO4>Al2 (SO4) 3·18H2O>PAFC。后续实验以PAC作为除磷药剂。
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