石化污水厂除磷技术研究

于 璐，刘 巍，杨晓进

(1.北京化工大学 化学工程学院，北京 100029；2.中国石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021)

近年来，水体富营养化现象越来越严重。水体富营养化，会导致水生生态系统紊乱，水生生物种类的减少，多样性遭到破坏，藻类大量的繁殖[1]，同时，水体富营养化还造成水源水质恶化，增大了水处理的难度和运行成本，严重影响供水水质安全。据统计，我国水体处于富营养化的湖泊达到了85%以上。

当水体中的ρ(总磷)(TP)>0.02 mg/L，水体就处于富营养化状态[2]。水体富营养化的主要原因是过多的氮、磷(特别是磷)随污水排入自然水体，导致水生藻类周期性爆发繁殖、死亡，进而影响其它水生生物的生存，并形成恶性循环，使水体污染越来越严重[3]。所以，控制和防止水体富营养化至关重要的是减少排放到水体中的磷。

目前污水除磷方法大致有2大类：物化除磷和生物除磷法。物化除磷法又可分为化学沉淀法、晶析法、吸附法、电渗析法等。物化除磷法主要根据废水中污染物的物理性质、化学性质等与水的差异进行废水的处理净化。纵观国内污水处理厂，除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂，具有运行成本高，污泥产量大的缺点；前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点，但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用，难以达到国家污水综合排放的要求。近年来吸附法也受到了较多的关注[4-5]。因此，对于污水厂TP的稳定达标，应考虑生物除磷与物化除磷技术的结合。

某污水处理厂目前采用A/O工艺，全程TP去除率约50%，出水TP不稳定，偶有超标现象。针对此情况，作者开展了化学除磷实验研究，探索了最佳除磷药剂、除磷工艺的运行条件及除磷药剂的投加量。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

实验所用废水取自某污水厂出水。聚氯化铝(PAC):w(Al2O3)≥29%,辽阳聚合氯化铝有限公司；硫酸铝:w[Al2(SO4)3·18H2O]>99%,山东三丰集团；三氯化铁:w(FeCl3·6H2O)>99%,北京润汇源公司；硫酸铁[Fe2(SO4)3·xH2O]:w(Fe)=21%～23%,淄博华立水处理科技有限公司。

6联式混凝实验搅拌仪：梅宇仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验药剂配置

将化学除磷药剂配置成质量分数为1%的溶液备用。

1.2.2 化学除磷实验方法

(1) 取1 L实验用水(污水厂出水)置于容积为1 L的烧杯内。

(2) 将烧杯放在混凝实验搅拌仪上，放下搅拌桨。开启混凝实验搅拌仪。将转速调至200 r/min。快速加入除磷药剂，快速混合1 min后，将转速调至100 r/min，慢速搅拌，考察搅拌时间、沉淀时间和药剂投加量对除磷效果的影响。

1.3 分析方法

SS采用重量法分析，TP采用GB11893-89钼酸铵分光光度计法进行分析。

2 结果与讨论

2.1 化学药剂比选

对Al2(SO4)3、PAC、FeCl3、Fe2(SO4)3进行了比选，经上述除磷药剂处理后的出水TP结果见图1。

ρ/(mg·L-1)图1 投加不同除磷药剂处理后的TP数据图

Al2(SO4)3、PAC加入水体后有絮状物产生，其中投加PAC的絮状体较投加Al2(SO4)3的絮体要稍大。TP分析结果也证明了PAC的效果好于Al2(SO4)3。沉淀30 min后投加PAC的上清液较投加Al2(SO4)3的清澈。

FeCl3、Fe2(SO4)3加入水体后有絮状物产生，但水体颜色随着投加量的增加逐渐变黄。沉淀30 min后上清液仍有部分絮体。

数据表明当投加相同量PAC、Al2(SO4)3、FeCl3和Fe2(SO4)3时PAC效果好于其它3种药剂。因此除磷药剂选用PAC。

2.2 搅拌时间确定

于200 r/min的搅拌速度下加入PAC为30 mg/L，快速混合1 min后，于100 r/min的速度下慢速搅拌10、15和20 min，最后静置沉淀40 min后，分2批次取上清液分析TP，结果见图2。

由图2可知：搅拌时间由10 min延长至15 min出水TP明显降低，但继续延长搅拌时间至20 min，TP的去除效果未见明显提高，综合考虑TP去除效果确定搅拌时间15 min为宜。

t/min图2 不同搅拌时间对应的TP数据图

2.3 沉淀时间确定

于200 r/min的搅拌速度下加入PAC快速混合1 min后，于100 r/min的速度下慢速搅拌15 min，静置沉淀30、40、50、60 min后，分3批次分别取上清液分析TP，结果见图4。

t/min图3 不同沉淀时间对应的TP数据图

由图3可知:沉淀时间由30 min增加到40 min，出水TP逐渐减少，继续增加沉淀时间，出水TP无明显变化。因此沉淀时间选择40 min为宜。

2.4 不同进水条件下药剂的最佳投加量

研究了不同原水条件下，除磷药剂的最佳投加量以及悬浮物的生成量，结果见表1。

表1 不同原水条件除磷药剂的消耗量以及悬浮物的生成量

表4中数据说明：化学除磷效果稳定，可使出水TP稳定达到0.5 mg/L以下。去除1 mg的TP消耗的PAC的量为(34～41)mg，悬浮物的生成量(13.0～14.3)mg。

3 结 论

化学除磷技术除磷效果稳定，在污水厂运行过程中，如遇到生化系统不稳定时，采用化学除磷技术可确保出水TP稳定达标，化学除磷最佳药剂是PAC、最佳搅拌时间15 min，最佳沉淀时间40 min，去除1 mg的TP消耗的PAC的量为(34～41)mg，悬浮物的生成量为(13.0～14.3)mg。

[ 参 考 文 献 ]

[1] Jinliang Hou．Municipal wastewater biological nutrient removal technology esearch[J]．Chemical Engineering，2007，26(3)：366-370．

[2] Lihua Yang．Phosphorus pollution for lake water body and its counter measures[J]．2004，4(35)：35-38．

[3] DRIVER J.Why recover phosphorous for recycling and how[J]．Environmental Technology，1999，20(7)：651-662．

[4] Raikos N．The research status of phosphorus wastewater treatment[J]．Industrial safety and environmental protection，2005，31(7)：6-8.

[5] Fang Wang．Water adsorption method,the current situation of phosphorus removal[J]．Technoloy Forum，2006(2)：39-42.