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关于城市污水处理厂化学除磷的方法论文

时间:2018-08-01 化学毕业论文 我要投稿

  【摘要】从以往研究结果来看,地表水体总磷负荷超标的重要原因是城市污水的磷含量过高。所以,要想做好城市污水处理,就必须要重点加强除磷工作。在本文中,笔者从化学除磷工艺、化学絮凝剂、化学除磷方法三个方面进行探讨研究。

  【关键词】城市污水处理厂;化学除磷;方法

  富氧化问题已经成为我国国内大部分湖波水体存在的共同问题,据研究表明,这一问题的根源在于大量富含氮和磷的城市污水不经处理便排入地表水体。相关学者表示,磷是造成水体富氧化问题的主要元素,所以,必须把除磷标准作为污水处理厂工作的重要指标,达到我国设定的磷酸盐(以P计)小于0.5mg/L的排放标准。

  1化学强化除磷工艺

  城市污水处理厂在应用化学强化除磷工艺时,依据其投放的位置差异分为前沉析、同步沉析、后沉析三种。前沉析是将沉析药剂头加到沉砂池中抑或是初次沉淀池的进水渠中,该工艺有使用化学药剂量大、有大量难以处理的化学污泥产生、基建费高等缺陷之处。后沉析工艺的特点是将化学药剂投放到二沉池的出水管道中。同样,该工艺也存在一定缺陷,比如产生的极细小的磷酸盐晶体颗粒需要专业的混合、反映、沉淀设备,这就增加了基建和运营花费。同步沉析的操作方法是将化学药剂投放到生物池中或生物池进水管道中。对比于以上两个方法,该工艺具有减少污泥膨胀和化学药剂使用量等优势,所以同步沉析是现在城市污水厂除磷所用的主要工艺。

  2化学絮凝剂

  钙盐、铁盐、铝盐是同步沉析工艺中常用的三种絮凝剂。据实践证明,钙盐和铝盐有着明显缺点:由于钙盐处理的污水中富含大量钙离子而且PH值很高,在排放前必须通过水体软化和酸碱中和来二次处理,所以运营费用增加,也会因为生成大量CaCO3造成堵塞;虽然铝盐对亚硝酸菌和异养菌的抑制作用远高于铁盐,但是其用量远超过铁盐用量,易导致贫血、神经性厌食等多种疾病,对人体带来严重伤害。与以上两者相比,拥有操作简单、费用低、受温度影响小等诸多优点,同时铁盐还可以增加活性污泥的重量,从而避免活性污泥因为重量轻造成的膨胀,此外,刺激生活活性、对微生物无毒害作用也是铁盐的两大优势。故而,铁盐成为化学絮凝剂的首选。高铁盐和亚铁盐是传统铁系絮凝剂的重要成分。亚铁盐除磷的原理为Fe(Ⅱ)和磷酸根发生反映形成磷酸亚铁类沉淀物,由于OH-等离子的存在会生成氢氧物絮体,除磷的目的就是通过这些絮体吸收磷再沉淀达到的。原理上磷酸亚铁比磷酸铁更易析出,可是磷酸亚铁与磷之间只能形成极为简单的络合物,所以磷酸亚铁的除磷效果远比不上Fe(Ⅱ)。因为Fe(Ⅱ)盐絮体生成速度快、形状大,所以在高铁盐除磷原理相同于亚铁盐的情况下,高铁盐拥有除磷效率高、速度快、消耗低、等优点,当然,事无完美,这一方法也存在成本高、低药量投放情况下排水色度大等问题。

  3城市污水处理厂化学除磷方法

  3.1构建在线监测系统

  同步化学除磷工艺在一个已经建造好的污水处理厂应用过程中,会受到设施构建情况及设备性能的限制及影响。所以,对此而言,一般会通过控制除磷药剂量来来实现对原混合液、水量、除磷药剂自身性能等众多因素变化的适应,以此来达到除磷效果达标。但是不事先解决以下两个问题便很难达到理想的效果。首先是信息掌控,即通过科学的方法判定污水量、药剂效果、混合液物理化学性质等因素,并通过长时间的实践活动指定出合理化的系数,用来判定以上各因素的变化程度;其次将除磷药剂投放量修正值作为输出参数,将已经测出的参数设定为输出信号,通过建造数学模型等方式来最终确认输入和输出参数之间的无数种联系,并根据实际情况对输出信号作出合理化调整,以是的除磷效果达到最佳!

  3.2结晶除磷技术

  在已经投放了钙盐的含磷污水中加入一种结构和表明性质与难溶磷酸盐相似的固体颗粒,便会破坏掉溶液原有的亚平衡状态,而与此同时,磷酸盐会以一种实用的速度结晶并沉淀,这就是结晶除磷法的原理所在。在水中,多种形式的磷酸钙会在磷离子会和钙离子发生化学反应后形成,而当含有磷离子和钙离子的污水PH值为碱性时,便会形成见识磷酸钙经基磷灰石。磷灰石的溶解度与碱度成反比,所以当提升污水的碱度时,磷灰石就会更容易在晶种表面析出,污水中的磷度自然就会降低,从而达到了除磷的效果。这种方法固然有效,但污水值、反应器的除碳酸效果、晶种质量等因素依然会很大程度上影响着除磷效果。水力负荷是动态运行中的一个重要因素。对于生活污水的二级处理出水,利用曝气吹脱CO2提高污水ph值至8左右,可防止结晶床的Caco3的结垢,并能使出水磷浓度达到一级处理出水标准。同时,实验证明晶种的好坏受载体的影响,比如多空陶粒作为载体形成的晶体效果要远远好于石英砂作为载体形成的晶体效果,这种晶体所具备的练习六固定床除磷特性会让人们看到意想不到的效果。实验表明,如果原水中磷浓度小于等于一岁时,要想脱磷固定床除磷效率高且稳定,便可按照空床线速不大于而,水力停留时间不小于时的标准来控制,确?梢源锏嚼硐氲某仔Ч。

  3.3海绵铁除磷方法

  海绵铁作为同步除磷工艺的重要生物载体,是由经过研磨、磁选后高温烧结的精矿粉和氧化铁磷共同形成的金属多孔性物质,同时兼具吸附表面积大、铁溶出速率快和较强的电化学富集、氧化还原、物理吸附等优越性能。海绵铁拥有可以为微生物的富集生长提供充足空间的特殊结构,这一结构可以形成独特的“微环境”让生化反应器中的各种好氧、兼氧及厌氧生物可以协同共生;泥水分离也在这一的海绵体形成的微生物基金团的作用下变得更加容易;海绵铁可以与活性污泥相结合,还可与磷结合形成沉淀,比一般的铁系絮凝剂更简单易行。相比于物理除磷,化学除磷不受季节温度、天气变化等外界条件的影响,效果相对稳定可靠,同时化学除磷过程中污水中的磷会形成晶体沉淀不会造成二次污染。然而药剂价格过高、运行费用过高、药量消耗大及还会释放大量化学污泥等因素的制约,使得化学除磷工艺在我国无法大规模的应用到城市污水处理中。尽管如此,我们相关人员还是要在现有的基础之上,不断进行化学除磷工艺创新,解决现在存在的难题,为化学除磷工艺的广泛应用创造良好的条件。与此同时,科研人员还要通过大量的实验工作对比前置、协同、后置化学除磷及其他除磷方法的优劣之处,以此来大力推进城市污水处理技术的不断创新与进步!

  参考文献

  [1]李子富,云玉攀,曾灏,周晓琴.城市污水处理厂化学强化生物除磷的试验研究[J].中国环境科学,2014.

  [2]俞开昌,薛涛,黄霞,夏俊林,陈春生,雷霆;关晶,文湘华.MBR城市污水处理工艺中化学除磷的研究与应用[J].膜科学与技术,2013.

  [3]潘理黎,王玲,郑海军,吕伯昇,徐伟勇.城镇污水处理厂尾水深度化学除磷试验研究[J].水处理技术,2011.

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