污水处理厂高含磷废水中磷的去除研究

污水处理厂高含磷废水中磷的去除研究

磷是水体富营养化的主要因素。随着水体富营养化现象日益严重，国家对城市污水处理厂的总磷排放量也越来越严格，对城市污水处理厂的废水深度的去除要求也非常紧迫。目前,污水除磷技术主要有生物除磷和化学除磷两大类。化学除磷一般受进水水质的影响较小,除磷效果稳定,而生物除磷受到进水COD/TP和处理系统的BOD负荷以及厌氧与好氧段的DO比、泥龄、厌氧段的NO3-浓度等诸多因素的影响,除磷稳定性差,出水总磷难以达到国家新颁布的一级B排放标准(TP≤1mg/L)。因此,为满足排放要求,需要用化学法进一步除磷。本文通过混凝试验,对比了聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)的除磷效果和最佳除磷条件。1试验材料和方法1.1厂二级生物处理效果试验水样取自某城市污水处理厂二级生物处理后的尾水,该污水处理厂采用A/O法生物处理工艺,二级生物处理后出水TP为0.90~4.57mg/L,本次取得水样pH值为7.03,TP浓度为4.42mg/L,其中正磷酸盐占73%,适合化学混凝除磷。1.2ph、pac、pfsJJ4型六联混凝试验搅拌器;UV18型紫外/可见分光光度计;pHs-25型pH计;高压灭菌锅;普通定性快速滤纸;0.45μm的微孔滤膜。PAC(Al2O3含量≥29%);PFS(Fe3+含量≥22%);PAM(非离子胶体,含固量10±0.5%)。1.3总磷浓度pac测定采用烧杯试验,于快速搅拌(300rpm)下向500mL样中加入一定量的PAC或PFS(或PAC+PAM,PFS+PAM),先快搅1min,再慢搅(60rpm)10min,静置沉淀10min,取适量上清液(液面下2cm处)于50mL具塞比色管中,采用钼锑抗分光光度法测定总磷浓度。2试验结果与讨论2.1混凝剂投加量对出水总磷的影响在统一搅拌条件下,对TP浓度为4.42mg/L的同一水样,PAC与PFS的最佳投药量如图1和图2所示。由图1和图2知,在未达最佳投药量之前,随着混凝剂PAC与PFS投加量的增加,出水的总磷浓度不断降低,接近直线下降的趋势,而出水pH值与原水比变化不大,接近于7。但是,当投药量继续增加到一定浓度时,出水总磷浓度降低缓慢,甚至出现处理效果降低的现象,而此时出水pH值呈弱酸性。通过本次试验确定,混凝剂PAC与PFS对初始TP浓度为4.42mg/L的水样,最佳投药质量浓度分别为40mg/L和50mg/L,在最佳投药量下,都能达到出水TP≤1mg/L的排放标准。2.2ph值对pac除磷效果的影响分别在PAC与PFS最佳投药质量浓度40mg/L和50mg/L下,进行pH值对PAC与PFS除磷效果的影响试验,结果见图3和图4。由图3可以看出,随着pH值的升高,剩余TP浓度降低,在酸性条件下,PAC的除磷效果较差,pH值在8~9的范围内PAC的除磷效果相差不大,最佳除磷pH为8,可见PAC比较适合偏碱性水样除磷,最佳除磷率为81.7%。由图4知,与PAC相比,PFS除磷具有更宽的适宜pH值范围。在pH值为6~10范围内,TP的去除率都在60%以上。最佳除磷pH为7~8,可见PFS在中性条件下具有较好的除磷效果,最佳除磷率为85.1%。2.3助凝剂为单一溶剂过滤法通过添加助凝剂PAM或增加过滤与单独使用混凝剂PAC或PFS除磷效果的对比,考察了助凝剂PAM的助凝效果,结果见图5和图6,PAM的投加量为1mg/L。试验表明,助凝剂PAM的加入可缩短沉淀时间,矾花明显增大,但对TP的去除率影响并不大。相反在PAC和PFS混凝沉降后,采用普通定性快速滤纸过滤,则除磷效果有了一定提高,在最佳试验条件下通过过滤措施出水可满足TP≤0.5mg/L的排放标准。这是因为过滤可以将水中大部分已于PAC和PFS相结合,却又未被完全沉降的磷酸盐颗粒截留,这也是投加高分子助凝剂难以实现的。这说明,除磷效果不但决定于混凝工艺,也与沉降性能有关。3pfs与pac在不同中性条件下的除磷效果对比(1)通过试验,PAC与PFS对初始TP浓度为4.42mg/L的水样,最佳投药质量浓度分别为40mg/L和50mg/L,在最佳投药量下,都能达到出水TP≤1mg/L的排放标准。(2)试验表明,PAC在偏碱性条件下有较好的除磷效果,最佳除磷pH范围为8~9,最佳除磷率为81.7%;而PFS在中性条件下有较好的除磷效果,最佳除磷pH范围为7~8,最佳除磷率为85.1%,所以对于常年pH