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        污水處理廠化學(xué)除磷的影響因素探討

        2015-07-12 10:29:37崔彩霞
        科學(xué)中國人 2015年23期
        關(guān)鍵詞:氯化鋁溶解性磷酸鹽

        崔彩霞

        石家莊市橋東污水處理廠

        污水處理廠化學(xué)除磷的影響因素探討

        崔彩霞

        石家莊市橋東污水處理廠

        以石家莊橋東污水處理廠為例,分析了化學(xué)除磷的原理、特點(diǎn)及影響因素介紹了污水處理廠化學(xué)除磷的關(guān)鍵影響因素。為化學(xué)除磷的工藝控制提供了參考。

        污水處理化學(xué)除磷PAC;PAM

        引言

        天然水體中由于過量營養(yǎng)物質(zhì)(主要是指氮、磷等)的排入,引起各種水生生物、植物異常繁殖和生長,這種現(xiàn)象稱作水體富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化使湖水變得缺氧,魚類死亡,隨后細(xì)菌也會因缺氧而死亡,最終是湖泊老化、死亡。在自然條件下,湖泊也會從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài),不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。太湖藍(lán)藻事件就是湖泊富營養(yǎng)化的典型例子。地表水和污水中磷可以元素磷、正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機(jī)團(tuán)結(jié)合的磷酸鹽等形式存在。通常按其存在的形式,而分別測定總磷、溶解性正磷酸鹽和總?cè)芙庑粤?。本文中總磷的測定采用過硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法(GB 11893-89)。

        1 化學(xué)除磷的基本原理

        磷的去除有化學(xué)除磷和生物除磷兩種工藝,生物除磷是一種相對經(jīng)濟(jì)的除磷方法,但由于該除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/l出水標(biāo)準(zhǔn)的要求,所以要達(dá)到穩(wěn)定的出水標(biāo)準(zhǔn),常需要采取化學(xué)除磷措施來滿足?;瘜W(xué)除磷是通過化學(xué)沉析過程完成的,化學(xué)沉析是指通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑,其與污水中溶解性鹽類,如磷酸鹽混合后,形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。實(shí)際上投加化學(xué)藥劑后,污水中進(jìn)行的不僅僅是沉析反應(yīng),同時(shí)還進(jìn)行著化學(xué)絮凝反應(yīng)。需要注意的是有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的,但在分離時(shí)有機(jī)性膠體以及懸浮物的凝結(jié)在絮凝體中則是決定性的過程。沉析效果和金屬磷酸鹽的溶解性受PH的影響。對于鐵鹽最佳PH值范圍為5.0~5.5,對于鋁鹽為6.0~7.0,因?yàn)樵谝陨螾H值范圍內(nèi)FePO4或AIPO4的溶解性最小。石家莊橋東污水處理廠深度處理項(xiàng)目是在二次沉淀池之后,處理水源是達(dá)標(biāo)的污水處理廠二級出水,PH在7左右。因此我廠選用的化學(xué)除磷藥劑為聚合氯化鋁PAC、絮凝劑PAM和微砂。選用PAC和磷反應(yīng),PAM幫助絮凝,加入微砂,便于泥水分離。

        2 化驗(yàn)室燒杯模擬實(shí)驗(yàn)

        化驗(yàn)室燒杯模擬實(shí)驗(yàn)方法簡介:模擬污水處理廠深度處理區(qū)除磷工藝,取橋東污水處理廠二級出水做為原水0.8L加入1L燒杯中,放入攪拌子,在快速攪拌下,投加PAC反應(yīng)1min后,,再加入一定量的PAM和微砂,攪拌2分鐘,靜10分鐘,取上清液測定TP。測試藥劑:PAM陰離子聚丙烯酰胺滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB17514-2008《水處理劑聚丙烯酰胺》Ⅱ類指標(biāo),分子量不低于1000萬,離子度不低于15%。PAC聚氯化鋁滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22671—2014《水處理劑聚氯化鋁》液體指標(biāo),氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低10%。

        3 化學(xué)除磷的影響因素

        3.1 攪拌速度對化學(xué)除磷的影響

        由于化學(xué)除磷過程中的沉析反應(yīng)和化學(xué)絮凝反應(yīng),有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的,但有機(jī)性膠體及懸浮物的凝絮凝體在分離時(shí)起決定性的作用。攪拌速度過緩或過急,都不利于絮凝體的形成。因此選擇合適的攪拌速度尤其重要。這在實(shí)際工藝運(yùn)行中很好控制,可根據(jù)絮凝體礬花的大小,調(diào)整攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速。

        3.2 不同廠家PAC和PAM對化學(xué)除磷的影響

        由于生產(chǎn)原料不同,工藝不同,聚氯化鋁雖然都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)號22627---2014),但對不同水質(zhì)的水體除磷效果是不一樣的。選用三個(gè)廠家二個(gè)批次共6種PAC和3個(gè)廠家的PAM進(jìn)行化驗(yàn)室小試,在同一PAC投加率,同一PAM和投加率,試驗(yàn)的攪拌速度,反應(yīng)時(shí)間加砂量完全不變的情況下,六種PAC的總磷去除率,有明顯差異,最好的可達(dá)90%,最差的僅有57.6%。因此不同廠家的PAC,甚至同一廠家不同批次的PAC的除磷效果也不完全相同,因此需要做燒杯試驗(yàn)選取合適的PAC。而不同廠家的PAM對化學(xué)除磷效果的影響不大,沒有顯著差異。

        3.3 PAM和PAC投加率對化學(xué)除磷的影響

        在PAC選定后,如何確定PAC和PAM的投加率既經(jīng)濟(jì)又高效,將是整個(gè)化學(xué)除磷工藝控制的核心問題。我們通過燒杯實(shí)驗(yàn),及現(xiàn)場實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)PAM的投加率控制在0.3-0.8mg/L之間,除磷效果比較好。PAM的投加率太小沒有絮凝效果,太大不僅成本增高,而且影響出水水質(zhì),尤其增加出水COD。PAM投加率不宜變化太大,可根據(jù)PAC的投加量稍做正向調(diào)整。

        如果說,PAM投加率對化學(xué)除磷的效果起重要作用,而PAC投加率則對化學(xué)除磷效果起決定作用。大量燒杯實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場實(shí)踐表明,PAC的投加率在6-18mg/L,PAC選用合適投加率只需要6-10 mg/L即可滿足要求,而有的PAC不適合本廠水質(zhì),投加率要加到18才能出水達(dá)標(biāo)。因?yàn)槎际菨M足國標(biāo)GB/T22671—2014《水處理劑聚氯化鋁》液體指標(biāo),氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低10%的合格產(chǎn)品,市場價(jià)格相差不大。因此選用合適本廠水質(zhì)的PAC,確定合適的投加率,既能降低成本,又能提高處理效率。

        結(jié)論

        通過對化學(xué)除磷原理的分析,運(yùn)用燒杯模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場運(yùn)行相結(jié)合,指出了影響化學(xué)除磷的影響因素,調(diào)整合適的攪拌速度,選用合適本廠水質(zhì)的PAC,確定合適的PAC和PAM的投加率及投加比,既能降低成本,又能提高處理效率。

        [1]國家環(huán)境保護(hù)局〈水和廢水監(jiān)測分析方法編委會〉.水和廢水監(jiān)測分析方法第四版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社

        [2]邱維,張智城市污水化學(xué)除磷的探討,重慶環(huán)境科學(xué),第24卷第2期

        [3]張健,杭州七格污水處理廠化學(xué)除磷工藝探討,中國給水排水,第26卷第21期

        崔彩霞(1979-)女,工程師,從事污水水質(zhì)分析、工藝控制工作。

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