生活污水化学除磷投药量的计算

1、歩活污水化学涂磷投药鱼的计算IHVoE 7曲書his 1994圏飞同ph值下确菠盐溶鮮性二C*日=1I)W谊占乩第 F 卷 第 2 曲 J- SUZHOU INBTITJTE OF URBAM CONBTfiDGrmN1994 年石月AND EVIUONMEAL P1?OTBCTION生活污水化学除磷投药量的计算徐乐中摘 要 目前还没有很肓敢的另法来汁算化学际磷的投药量和所产生的剰余污泥量口由于 生物、化学和物理之间的复杂关系丧俺得从理论上来推寻实际运行的惜况受创约束亠亭文提 出遍拝抿据生活汚水的除碍数聿来确定金屍盐梢秫蜃*并怎样预测沉降圃体临議" 关同污水处理沉淀剂*除磷中国图苹資

2、料分売号sro3由于污水处理要求不斯提裔，生活污水除磷的问题被普遍蒐视,目前国内外不仅从 理论上而且在实践中都作了大量的研究和探讨©因为除S?的效果曼到生物"化学和物理 等方面的共同作用，使得化学除磷投药疑计算招当复杂，目前还没有公开发表过技术试 醴结果来描述化学除磷投药量的计算方法。本文主要抿摒实验室的试验资料*来研宪化 学除磷投药凰的计算方法在此引入投药凰影晌系数斤值，吕值表示投药呈的康尔诳 度与苗水中F的总摩尔浓度之比值。它反映了在一建的除磷敕率下，投药董与污木中解 的恢度之间的比例关系口山于投药量与污水性质有关，使得投药畫的理论计算相当复 杂,而引入月值之后，只需知

3、追污水中磷的恿浓度和要求达到的除磷效率丫就商以求出 化学投药垦的值。檻攜试验结果，磷的去除效率与目值成正比尊1除P的机理1.1化学除确的甚本黑理化学除F是通过投加混凝沉淀剂通过混凝 和沉淀的过程降低污水中的F的懺度轉用的药 剂为Fe盐、A1盐和0金盐，形成磷酸盐的汎淀召 从图1囲中得知，对FoPO.的最低落解点为pH =5时A1PO4的最低僧解点为pH =6时。抿 据叱图在辭=¥时，匸FOJ的淡度不低于53 mg POrP/U从单一的沉淀原理还不能正确地 反映化学除磷前基本原理，根据FOPEL和 HAHN1；4】的玖坊不可逆吸附原理，瞬虑F<OHS)收稠日期,199011 和A

4、1(OH)3具有吸附作用。以为例*由于其自身带正电荷，可以吸附水中的负 电荷胶体，并促使胶体脱稳，脱稳的胶体在Fe(Oli)3作用下进一步聚合形成矶花，矶 花的形式可以表示为Fe(OH>,(POJrr(HaO),o在沉降过程中，随着剩余污泥的排除 而排除所以化学除P是在泯凝沉淀剂的作用下，通过混擬和沉淀两个过程，降低了出 水中磷的液度®温凝沉淀剂通常为:AlCh/FeOh M合液，AKJh, FeCl3, Ala(SO.)3*16HaOr (SOJSIHA FeSO4-7Ha0等药剂°药剂与芳水快速接融混令时间为创120秒， 矶花形成时间为1530分钟，沉淀时间为30

5、-60分钟。混凝沉淀剂除了降低污水中 PO：浓度外，还有其它作用r-吸附作用(对色度.溶解的有机物.AOX. OKW吸附卄乳化物的分裂(对油、碳鼠化合物和脂舫具有分裂作舟卄一降低污泥含水率孑提高污泥的沉降指数，有利于防止苻泥膨胀。混擬沉淀剂适用范围主要取决于PH值，在利用石灰作沉淀剂时pH值最隹范围为 8510之间，对F巳作沉淀剂毘佳pH值范围在46之间，而对山作沉淀剂疑佳pH 值范围在57之间。而在实际运行过程中pH值在6.585之间，投加Fe盐和A 盐除磷可以得到较好的除P效果问*2试验方法2-1试验目的试验目的主要是根据不同污水厂的生活污水进行试验，以确定其投药量与磷的浓度 之间的关系0

6、值，以及在不冋Q值下的除磔效率。因为混凝沉淀的复杂关系，使理论 计箕化学投药量相当复杂，而且首先必须确定污水中各种特征参数值，为此可以根据试 验确定不同Q值下的除P效率，从而直接计算出投药疑。在试验中主要研究了如下几个方面的问题*确定初沉池预投药时Q值与除F效率的关系，从而根据要求达到的除P效率，计 算投药量I确定反应池同步投药时Q值与除P藏率的关系，并根据要求达到的除P效率，计 算投药鼠*通过试验进一步研究回流污泥对投药量的影响。22试验仪器及步如图2所示，实验用玻璃烧杯若千*搅拌器及无级变速电动机卩滴定药剂用的 各种不同規格觀定管若干。试验步骤为，装入-8L的污水水样于烧杯中，投药后经励秒

7、钟gj拌使污水与泯凝剂|维普贵讯 nHp:www.cqvip.coTTiG2h支集2.无堆变速电动机3,搅拌冊 齐烧杯升）接触混合;慢述搅拌60分钟进行混凝事再经2小时沉淀使泥水分鶴事测定其出水的F的粮 度。试验和实际运行中消耗的能量为:接触混合搅拌一分钟需能ftl001E0W/m水事 混擬一小时盂搅拌能址8-10 W/ms污水。实验她点为德国KSM存水水质分析实验窒°23污水的类發取二个不同形式的生活污水处理厂的污水。一是采用A0法的污水处理厂，二是采 用生物滤池的污朮处理厂。取样点分别为初沉池进水.出水口*生物处理构筑物内和出 水92 4化学药刑取用的药剂见表1,所有试验的pH值

8、保持在6.88之间进行，并且所有的水样都 具有较好的缓冲能力。*1的化学迥威药剂种类各种物质的浓度（mg/ml）歸+A严G&£+FeCl3/A1013ig 合液12*7824.953.177.1701a（4 溶液）030t«1.227.80BoOh（4騎溶液）19.10003试验结果及分析对漏芳水的试验（预投K1»P）对初沉池进水及出水挑行试验，试验蜡果表明沪不论是初沉池迸水还是出水，得到 的去除效率在同一Q值下相同”如图3所示，对口6组数据进行了分析，试验的污水总 P的浓度介于0"8.5mg/l之间®表2选择了具有代麦性的15组敷据。

9、尽倩初沉池中生帯活叱化罕险磷投药谥灼计畀63有悬浮固体物以及在其内部有聚合P存在，特别是通过初沉后，由于混凝和沉淀曲戏重 作用去瞧了部分固体物，値是试验錯果不能证实去除效率与榕務的PO戕度有关，而只 与Q值成正比，这是混凝和沉淀的双重作用所决定的。I总P的喪度mg/l0.8ta 1.52.04.7nimoi /I0,0260.035 0.04& 0.0650.0810,0040,110 0.152投药趙mmolMo/10.0130.053 0,096 0 J630.2430.3290*440 0.684月值O.Sl+52.02.53*03.54.Q4.5除£

10、效率甲聆、32657B«488899091总F的浓度吨/1氣16.2筑56*87-4848,5miiiol/i0.165 0.2000.2100,2190.2390.2580.274投药量0.8521.1000.3150*43«0.6980.3S70.603B值5.05.5152.02.51,52.!除F效率巩彌949574TO857277*2預投药除F投药站值及去Nt效事甲血901f *» *1亠:w L uV>V77 *16C4001234$«3 ffitmcl MeZm4sl Pa）图3不同占置F原闻水和初沉后的污琳陰F效車|维普贵讯 nHp

11、:www.cqvip.coTTi|维普贵讯 nHp:www.cqvip.coTTi3 ®财辰絞池中的污水进持试（同步投KMF）在反应池进口、出口及池中各不同部位任一点投药除P称为同涉投药除匕在此过 程中伴随有生物除氏由于初沉池汎淀通过物理方式除P和生物处理过程中生物犀P的 作用,硬反应池中总P的浓度降低，在试验中攔开了初況池和生物除E的作用，试豪结 果见表3和图4,表3选择了具有代表性的15姐数值。从圉4中得S1,P的去除效率写 尸值有关，而与污水中FO厂P的敢度无关&这个试验由于攜开丁初沉橢和生钩除P时悻 用，单独地反映了化学除F的效率口»3局步投P »

12、药量值及除F敦率勺PO"计J吨252,4.33.7mmol/10.0650,1610.081 0.155 0.177 0.1030.1390 J19投药 fit mmolMo/10.0330.0810.061 0.116 0,177 0,1130.2090.238/值0,G0r50*750.7511.11.52,0除P效率求驹)2725393248506084PO厂P浓度njg/15.5d.93,64f03.33*04.7minol/10.1770.1580,1160.1290.1230.0970.152投药S UiinolMe/10.3890.363 0.325

13、0.4520M920.4120.684“值3.54,04.254.5除P效率80S29093979698-10080604020C4-a 学 保 环一建-城 州 苏月M打moLFO*P)图4不底金值下反应也中污水除F效率而在实际运行过程中，采用同步除F,除P的效率为生物除P和化学除F效率之和, P的去除效率应以两种过程统一来考堪©如果只从单一的作用来评价，无疑会引起化学 除P和生物除P效率的错泯评价。由于两者的作用常常难以精确地划分”通常对化学 除P效率评价过高，这个试验有利于单独评价化学除F的件用。33旦澄污诞对投药的議响如果采用同步投药除P的方法，将产生的侃淀污

14、邂回流到反应池中，可以节餐投 药量。一是由于況淀污泥中有剩余的湛凝沉淀剂，通过回流让其充分发挥件用，二是沉淀 污泥对PO,具有吸附作用弊打试验是根据对已锹试验的样品，经二小时沉淀后取掉上清 投则同种水样到1花升处，再投加視凝剂n这样在不同的B值下，得到不同的去除效与矗试验岀较，在同一除P效率下，值比原试验的要小，见图5,在值为氛5 时，节省的投药量大约为】5仙左右。生话污水化孕除确投药战的计算S5值 Cmol Ale/njol PO*-Fl图5 同步投药回潦沉淀再泥降低用药盘測试艶4 XMfefi除P和同步投药St F方洁的tt较预投药除瓦 由于混凝沉淀的柞用，减小了后续生物处理的bop6负荷

15、，.对确化过 程有利，但对反硝化不利。经初衣沉淀后，降低了后续生物处理的旁混负荷，變高了实际 污泥龄*并降低了不利于生物降解的惰性物质o在投药的同时改善了污水的酸義度.« 点是增大了投药量，不利于改善后験构筑物的污泥Si降性能"同步投药除P,能根据除P的要求有效地除P,通过況淀污泥回流駆有效地利用混 凝沉淀剂，促进了反硝化效果，改善了污泥侃降性能，使瞩气泄中TS增犬，并提高了旁 邂沉降指数1¥巴节省了投药量.缺点是由于污混量的増加而实际降低了污渥許杠4产生的污泥量通过化学除P增加的沉淀污泥量可通过下式丹其匚叫dF = FOdFx （142“迅虫七 fxR、<

16、mgT0/l>可g为化学除P的效率CPO4-P为污水申P0；的秋度以P计子为系数，与投加药剂的类型有关*对于Fe/=3.45对于Alft/ = 2-52 如果将投加的盘和AJ卷比入上式中（Fe捷以Fe汁* A1盐以A1计）,«#禺 CPO4-P/30 97 = rFe/55.85, /3-EPOa-P三 0.5545CF« f© CPO4-P 0*5545X3* 45CFe = 1491 Fe同样 /3<POP/30,97 = Al/26 t9B,炉 QPOt-P = 1.1479CAI/jS<POtf-PlJ47»x3-53Al>

17、;2.89AldF=12x 恥傀“ X CP04-P： + 1.9 LFe + 2.89 : Al各种物质彼度均以m書或k書计，通过化学除P产生的污泥量与除P效率可有关与 投药量成正比。t| 维普资讯 h ttp:/5计算投药量投药屋的计算是在首先确定污水迸出水巴的浓度，从而确定除P效率，再根据图3或 图4确定0值，则投药量就可以经计算而得了。为了简化计算，现将同步投药列成计算 图表。根据出水浓度*反应池投药点P0广F浓度和图4经计真而得到不同0值下的投 药量，见图陷由于采用的混凝剂不同，图中的投药量须乘以修正系数KoKye =55.8530.97= 1.80326.9830.970,871|

18、 维普资讯 h ttp:/因为图6中的投药量都以P的分子量为单位计，其中表示金属盐的总称"在设计过程中只能确定反应池遴水POP的浓度，而不能确定投药点处经生物除P 作用后PO<-P的浓度，可以根摇经验和同类处理设备的生物除F效率来考虑.再计算 出投药点处化学除P的PO4-P起始浓度，必须同时考虑生物除P和化学除P的作用° 图日中PO厂P浓度是在考虑生物除P肩化学除P的起始浓度.1/36悝蛊FodPMt/aibl POT)图0同步投药法投药最计算西 曲因中仙厲表示FOF出水浪度b)0A38®】燈煤 H生沿污水化学除磷投骑虽的计算67例如应应池进口 P0广卩浓度

19、为9 W/b考虑生物除F效率为33%,则牝学除卩 投药点处PCAP浓度为mg/V出水要求PO.-P浓度不大于2mg/b则查图$y爾 从图中得对应的金属盐浓度为9九増几需投加铁盐ft =Pcx 9=1.803x9 = 16,2 mgFe/1 污水。根据輕国排水设计规范A202te建议在设计时/3值脱1.5左右，这与试騷结果相 打值取得较大'投药量增多，不经济。由于生物的同番柞用，降解BOD.同时可IX去 除 1% 的 P, llfl 0.01 kgP/kgBODS46结束语采用试验方法确定投药蜀与除P效率的关系，使得预先计算投药量和估算増加的沉 淀污泥量变霉可能通趙试睑表明对原污水*初沉

20、池出水预投药除P及反应池中同步投 萄除P的效率取决于R值，而E的浓度只有隶属的意义，沉淀污泥的回流可UI节省投药 量。预投药除璘Q值是投药量与总P的摩尔浓度之出，而同步投S/3M为投药量与将水 中PO.-P摩尔秋度之出，从图3和图4中可凶反映出来心因为反应池中同时存在生物 除F和化学除P的柞用聚合P大部分通过生物除F过程而除去。这个试验仅适用于 投加啟性金属盐的混凝沉淀剂，对投加碱性金属盐如石旅水柞沉淀捌卒文没有研究，所以 试验皓果也不适用O參寿文itt BaumaiuiH VtLtBzdaHutigetibiolaffi&cLen PhoapbAt elimiaaticn bol 區

21、lolch貓itigiiT 吕tiWka七of轴limlti*&七ion auf 吐r E晞也Hla戢 Webeline<m+ KA. 1$91(3&)： 19219«2 Ebert% w时馆rgb呦4 AbwsserteitiigungUni档由it耳 1 und Kernfaracbine-si&Atmm drhrah务k彌'濟黔3 Pupel* DU Ellmlmtlcm Ven Phpbatcn. Bd, 1966(16):1104 Embu* Wasser techno log i 罠 ISpr in gftr-Vr la g Eetllu> 10B7j 12£宀1翎5 If. Haberog und Wirkungen Vwi Filtung4-uad HTldckungsm ttteln * Wasaer+Bcdep, 1903(5! 90S312C ATV Arb$itBl»Utt A202. V«t*uhi&n2ur Elhnldat：on rot pbapbor aus Abwaa&rk ATV Auguatin, 199毎 7-10CALCU