污水處理廠化學(xué)除磷的影響因素探討

崔彩霞

石家莊市橋東污水處理廠

污水處理廠化學(xué)除磷的影響因素探討

崔彩霞

石家莊市橋東污水處理廠

以石家莊橋東污水處理廠為例，分析了化學(xué)除磷的原理、特點(diǎn)及影響因素介紹了污水處理廠化學(xué)除磷的關(guān)鍵影響因素。為化學(xué)除磷的工藝控制提供了參考。

污水處理化學(xué)除磷PAC；PAM

引言

天然水體中由于過(guò)量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(主要是指氮、磷等)的排入，引起各種水生生物、植物異常繁殖和生長(zhǎng)，這種現(xiàn)象稱作水體富營(yíng)養(yǎng)化。水體富營(yíng)養(yǎng)化使湖水變得缺氧，魚類死亡，隨后細(xì)菌也會(huì)因缺氧而死亡，最終是湖泊老化、死亡。在自然條件下，湖泊也會(huì)從貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)過(guò)渡到富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，不過(guò)這種自然過(guò)程非常緩慢。而人為排放含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化則可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。太湖藍(lán)藻事件就是湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的典型例子。地表水和污水中磷可以元素磷、正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機(jī)團(tuán)結(jié)合的磷酸鹽等形式存在。通常按其存在的形式，而分別測(cè)定總磷、溶解性正磷酸鹽和總?cè)芙庑粤?。本文中總磷的測(cè)定采用過(guò)硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89）。

1 化學(xué)除磷的基本原理

磷的去除有化學(xué)除磷和生物除磷兩種工藝，生物除磷是一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)的除磷方法，但由于該除磷工藝目前還不能保證穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/l出水標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以要達(dá)到穩(wěn)定的出水標(biāo)準(zhǔn)，常需要采取化學(xué)除磷措施來(lái)滿足?；瘜W(xué)除磷是通過(guò)化學(xué)沉析過(guò)程完成的，化學(xué)沉析是指通過(guò)向污水中投加無(wú)機(jī)金屬鹽藥劑，其與污水中溶解性鹽類，如磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。實(shí)際上投加化學(xué)藥劑后，污水中進(jìn)行的不僅僅是沉析反應(yīng)，同時(shí)還進(jìn)行著化學(xué)絮凝反應(yīng)。需要注意的是有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的，但在分離時(shí)有機(jī)性膠體以及懸浮物的凝結(jié)在絮凝體中則是決定性的過(guò)程。沉析效果和金屬磷酸鹽的溶解性受PH的影響。對(duì)于鐵鹽最佳PH值范圍為5.0～5.5，對(duì)于鋁鹽為6.0～7.0，因?yàn)樵谝陨螾H值范圍內(nèi)FePO4或AIPO4的溶解性最小。石家莊橋東污水處理廠深度處理項(xiàng)目是在二次沉淀池之后，處理水源是達(dá)標(biāo)的污水處理廠二級(jí)出水，PH在7左右。因此我廠選用的化學(xué)除磷藥劑為聚合氯化鋁PAC、絮凝劑PAM和微砂。選用PAC和磷反應(yīng)，PAM幫助絮凝，加入微砂，便于泥水分離。

2 化驗(yàn)室燒杯模擬實(shí)驗(yàn)

化驗(yàn)室燒杯模擬實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)介：模擬污水處理廠深度處理區(qū)除磷工藝，取橋東污水處理廠二級(jí)出水做為原水0.8L加入1L燒杯中，放入攪拌子，在快速攪拌下，投加PAC反應(yīng)1min后，,再加入一定量的PAM和微砂，攪拌2分鐘，靜10分鐘，取上清液測(cè)定TP。測(cè)試藥劑：PAM陰離子聚丙烯酰胺滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17514-2008《水處理劑聚丙烯酰胺》Ⅱ類指標(biāo),分子量不低于1000萬(wàn)，離子度不低于15%。PAC聚氯化鋁滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T22671—2014《水處理劑聚氯化鋁》液體指標(biāo)，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低10%。

3 化學(xué)除磷的影響因素

3.1 攪拌速度對(duì)化學(xué)除磷的影響

由于化學(xué)除磷過(guò)程中的沉析反應(yīng)和化學(xué)絮凝反應(yīng)，有機(jī)物在以化學(xué)除磷為目的化學(xué)沉析反應(yīng)中的沉析去除是次要的，但有機(jī)性膠體及懸浮物的凝絮凝體在分離時(shí)起決定性的作用。攪拌速度過(guò)緩或過(guò)急，都不利于絮凝體的形成。因此選擇合適的攪拌速度尤其重要。這在實(shí)際工藝運(yùn)行中很好控制，可根據(jù)絮凝體礬花的大小，調(diào)整攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3.2 不同廠家PAC和PAM對(duì)化學(xué)除磷的影響

由于生產(chǎn)原料不同，工藝不同，聚氯化鋁雖然都能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)號(hào)22627---2014）,但對(duì)不同水質(zhì)的水體除磷效果是不一樣的。選用三個(gè)廠家二個(gè)批次共6種PAC和3個(gè)廠家的PAM進(jìn)行化驗(yàn)室小試，在同一PAC投加率，同一PAM和投加率，試驗(yàn)的攪拌速度，反應(yīng)時(shí)間加砂量完全不變的情況下，六種PAC的總磷去除率，有明顯差異，最好的可達(dá)90%，最差的僅有57.6%。因此不同廠家的PAC,甚至同一廠家不同批次的PAC的除磷效果也不完全相同，因此需要做燒杯試驗(yàn)選取合適的PAC。而不同廠家的PAM對(duì)化學(xué)除磷效果的影響不大，沒(méi)有顯著差異。

3.3 PAM和PAC投加率對(duì)化學(xué)除磷的影響

在PAC選定后，如何確定PAC和PAM的投加率既經(jīng)濟(jì)又高效，將是整個(gè)化學(xué)除磷工藝控制的核心問(wèn)題。我們通過(guò)燒杯實(shí)驗(yàn)，及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)PAM的投加率控制在0.3-0.8mg/L之間,除磷效果比較好。PAM的投加率太小沒(méi)有絮凝效果，太大不僅成本增高，而且影響出水水質(zhì)，尤其增加出水COD。PAM投加率不宜變化太大，可根據(jù)PAC的投加量稍做正向調(diào)整。

如果說(shuō)，PAM投加率對(duì)化學(xué)除磷的效果起重要作用，而PAC投加率則對(duì)化學(xué)除磷效果起決定作用。大量燒杯實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐表明，PAC的投加率在6-18mg/L,PAC選用合適投加率只需要6-10 mg/L即可滿足要求，而有的PAC不適合本廠水質(zhì)，投加率要加到18才能出水達(dá)標(biāo)。因?yàn)槎际菨M足國(guó)標(biāo)GB/T22671—2014《水處理劑聚氯化鋁》液體指標(biāo)，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不低10%的合格產(chǎn)品，市場(chǎng)價(jià)格相差不大。因此選用合適本廠水質(zhì)的PAC，確定合適的投加率，既能降低成本，又能提高處理效率。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)化學(xué)除磷原理的分析，運(yùn)用燒杯模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行相結(jié)合，指出了影響化學(xué)除磷的影響因素，調(diào)整合適的攪拌速度，選用合適本廠水質(zhì)的PAC，確定合適的PAC和PAM的投加率及投加比，既能降低成本，又能提高處理效率。

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)局〈水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì)〉.水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法第四版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社

[2]邱維,張智城市污水化學(xué)除磷的探討，重慶環(huán)境科學(xué)，第24卷第2期

[3]張健，杭州七格污水處理廠化學(xué)除磷工藝探討，中國(guó)給水排水，第26卷第21期

崔彩霞（1979-）女，工程師，從事污水水質(zhì)分析、工藝控制工作。