大多数污水处理厂现有工艺中生物脱氮除磷之间存在矛盾,导致出水磷浓度不能达到排放标准,所以许多环保公司一直把进行化学深度除磷成为研究热点。本研究以校园中水站出水、城市污水处理厂构筑物出水、实验室配水为主要对象,以地表Ⅳ类水标准为标准,选取三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、碳酸钙、氢氧化钙、聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)等作为除磷剂,考察不同类型的除磷剂的除磷效能、除磷剂复配使用时的最佳复配比,考察混凝条件、初始磷酸盐浓度、除剂投加量、温度、初始pH值、投加方式等对除磷剂除磷效能的影响,找出最适除磷剂以及除剂最佳投加量,并根据除剂投加量等计算各除磷剂的经济性。
如何实现不同除磷剂复配使用时的最佳复配比
对不同类型除磷剂的除磷效能进行比选,发现单独投加铁盐、铝盐除时可以使处理后水样磷酸盐浓度达到地表Ⅳ类水标准。达到地表Ⅳ类水标准,除剂投加量与所去除磷的物质的量之比大小为:三氯化铁>硫酸铝>聚合硫酸铁>氢氢化钙>聚合氯化铁>硫酸亚铁>聚合氯化铝。
选取单独投加时除磷效果较好的三氯化铁和硫酸铝,按n(Fe:Al)为1:2、1:3、2:3、3:1制成复配除磷剂,进行除磷效能比较,发现除磷剂复配使用比单独投加时除磷效果好,n(Fe:Al)=3:1时除磷效果最好。使用n(Fe:Al)=3:1除磷剂进行除磷剂除效能影响因素实验,发现n(Fe:Al)=3:1除磷剂对水样初始pH值有较强的适应性,在pH=6-8时均有很好的除效果:随着温度升高,n(Fe:Al)=3:1除磷剂除磷效果变差,但一般市政污水温度在7-25℃,在此温度范围内,温度不是影响除剂除磷效果的限制因素:初始磷酸盐含量越小时,去除单位质量磷酸盐所需要的除磷剂越多。分二次和三次投加除磷剂时除效果效果较好,二次投加时磷去除率分别比一、三、四次投加时高出1.88%、0.44%、1.5%,随着投加次数增加,除效果增加趋势逐渐减小。
模拟实际工艺系统中的前置除磷与侧流除磷,发现当酸盐含量为15mgL,要使处理后酸盐浓度为7.16mg/L,每去除1mg要除磷剂12.65mg.当初始酸盐含量为20mg/L,使处理后酸盐浓度为7.07mgL时,每去除1mg需要除磷剂11.15mg.当磷酸盐含量为30mg/L,使处理后酸盐合量为5.06mg/L,除剂与的摩尔比为1.82。
如何预测除磷剂的投加量
对初始磷酸盐浓度(X1)、试验完成后pH值(X2)、试验完成后磷酸盐浓度(X3)三个影响因素与除磷剂投加量(Y)的关系进行线性回归分析,建立回归方程对除磷剂投加量进行预测。当允许误差为15mg/L时,各回归方程命中率分别为:76.9%、57.69%、73.08%、69.23%:当允许误差为20mg/L时,各回归方程命中率分别为:88.46%、73.08%、80.77%、80.77%?对适应性最好的回归方程Y=18.905X1+17.275以及相关性最好国方程Y=11.28X1-244.443X2+1802.298进行F检验,发现在95%的置信水平下,回归方程Y=18.905X1+17.275与Y=11.28X1-244.443X2+1802.298均显著相关,可以很好的预测实验室条件下除磷剂的投加量。
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