污水处理厂化学除磷的影响因素探讨

2015-07-12崔彩霞

科学中国人 2015年23期

关键词：溶解性磷酸盐烧杯

崔彩霞

石家庄市桥东污水处理厂

污水处理厂化学除磷的影响因素探讨

崔彩霞

石家庄市桥东污水处理厂

以石家庄桥东污水处理厂为例，分析了化学除磷的原理、特点及影响因素介绍了污水处理厂化学除磷的关键影响因素。为化学除磷的工艺控制提供了参考。

污水处理化学除磷PAC；PAM

引言

天然水体中由于过量营养物质(主要是指氮、磷等)的排入，引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长，这种现象称作水体富营养化。水体富营养化使湖水变得缺氧，鱼类死亡，随后细菌也会因缺氧而死亡，最终是湖泊老化、死亡。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。太湖蓝藻事件就是湖泊富营养化的典型例子。地表水和污水中磷可以元素磷、正磷酸盐、缩合磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机团结合的磷酸盐等形式存在。通常按其存在的形式，而分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和总溶解性磷。本文中总磷的测定采用过硫酸钾消解钼酸铵分光光度法（GB 11893-89）。

1 化学除磷的基本原理

磷的去除有化学除磷和生物除磷两种工艺，生物除磷是一种相对经济的除磷方法，但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求，所以要达到稳定的出水标准，常需要采取化学除磷措施来满足。化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性盐类，如磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。沉析效果和金属磷酸盐的溶解性受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0～5.5，对于铝盐为6.0～7.0，因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4的溶解性最小。石家庄桥东污水处理厂深度处理项目是在二次沉淀池之后，处理水源是达标的污水处理厂二级出水，PH在7左右。因此我厂选用的化学除磷药剂为聚合氯化铝PAC、絮凝剂PAM和微砂。选用PAC和磷反应，PAM帮助絮凝，加入微砂，便于泥水分离。

2 化验室烧杯模拟实验

化验室烧杯模拟实验方法简介：模拟污水处理厂深度处理区除磷工艺，取桥东污水处理厂二级出水做为原水0.8L加入1L烧杯中，放入搅拌子，在快速搅拌下，投加PAC反应1min后，,再加入一定量的PAM和微砂，搅拌2分钟，静10分钟，取上清液测定TP。测试药剂：PAM阴离子聚丙烯酰胺满足国家标准GB17514-2008《水处理剂聚丙烯酰胺》Ⅱ类指标,分子量不低于1000万，离子度不低于15%。PAC聚氯化铝满足国家标准GB/T22671—2014《水处理剂聚氯化铝》液体指标，氧化铝的质量分数不低10%。

3 化学除磷的影响因素

3.1 搅拌速度对化学除磷的影响

由于化学除磷过程中的沉析反应和化学絮凝反应，有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的，但有机性胶体及悬浮物的凝絮凝体在分离时起决定性的作用。搅拌速度过缓或过急，都不利于絮凝体的形成。因此选择合适的搅拌速度尤其重要。这在实际工艺运行中很好控制，可根据絮凝体矾花的大小，调整搅拌机的转速。

3.2 不同厂家PAC和PAM对化学除磷的影响

由于生产原料不同，工艺不同，聚氯化铝虽然都能达到国家标准（标准号22627---2014）,但对不同水质的水体除磷效果是不一样的。选用三个厂家二个批次共6种PAC和3个厂家的PAM进行化验室小试，在同一PAC投加率，同一PAM和投加率，试验的搅拌速度，反应时间加砂量完全不变的情况下，六种PAC的总磷去除率，有明显差异，最好的可达90%，最差的仅有57.6%。因此不同厂家的PAC,甚至同一厂家不同批次的PAC的除磷效果也不完全相同，因此需要做烧杯试验选取合适的PAC。而不同厂家的PAM对化学除磷效果的影响不大，没有显著差异。

3.3 PAM和PAC投加率对化学除磷的影响

在PAC选定后，如何确定PAC和PAM的投加率既经济又高效，将是整个化学除磷工艺控制的核心问题。我们通过烧杯实验，及现场实践，发现PAM的投加率控制在0.3-0.8mg/L之间,除磷效果比较好。PAM的投加率太小没有絮凝效果，太大不仅成本增高，而且影响出水水质，尤其增加出水COD。PAM投加率不宜变化太大，可根据PAC的投加量稍做正向调整。

如果说，PAM投加率对化学除磷的效果起重要作用，而PAC投加率则对化学除磷效果起决定作用。大量烧杯实验及现场实践表明，PAC的投加率在6-18mg/L,PAC选用合适投加率只需要6-10 mg/L即可满足要求，而有的PAC不适合本厂水质，投加率要加到18才能出水达标。因为都是满足国标GB/T22671—2014《水处理剂聚氯化铝》液体指标，氧化铝的质量分数不低10%的合格产品，市场价格相差不大。因此选用合适本厂水质的PAC，确定合适的投加率，既能降低成本，又能提高处理效率。