一直以來(lái),國家對水污染富營(yíng)養化問(wèn)題都非常重視。近年來(lái),北方某市進(jìn)一步提高了對各污水處理廠(chǎng)出水指標的要求,尤其是對出水總磷進(jìn)行了重點(diǎn)控制。城市污水處理廠(chǎng)主要采用生物處理手段,目前聚磷菌、反硝化聚磷菌的研究雖然已經(jīng)取得了很大突破,不論是更改工藝配置,還是生物反應器直接進(jìn)行生物添加,都能使TP去除率達到85%以上,甚至達到92%〔4-8〕。但在現有技術(shù)基礎上,冬季僅采用生物法除磷,無(wú)法達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A標準,即總磷質(zhì)量濃度不很過(guò)0.5mg/L的要求。如要將總磷排放控制在一級A標準范圍以?xún)?,需要采用化學(xué)混凝輔助除磷工藝。筆者通過(guò)考察、對比一種新型液態(tài)污水除磷劑與固態(tài)聚合氯化鋁(PAC)的除磷性能,以期為北方冬季城市污水處理工藝提供參考。
實(shí)驗部分
1.1實(shí)驗材料
新型污水除磷劑,液體,氯化鐵為主,鹽基度10%,有效鐵質(zhì)量分數>8%,同濟大學(xué)實(shí)驗室制備;聚合氯化鋁,氧化鋁含量>25%,鹽基度90%;聚丙烯酰胺PAM,相對分子質(zhì)量>1000萬(wàn);過(guò)硫酸鉀、抗壞血酸、鉬酸銨、酒石酸銻鉀、磷酸氫二鉀,均為分析純。
1.2原水水質(zhì)
二沉池設計出水水質(zhì)SS≤30mg/L、TN≤23mg/L、TP≤4mg/L。要求出水TP達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級排放標準,其中A標準要求TP<0.5mg/L,B標準要求TP<1mg/L。
1.3試驗方法
試驗水樣取自北方某市某示范污水處理廠(chǎng)生物處理后二沉池出水,出水水質(zhì)見(jiàn)1.2二沉池設計出水水質(zhì),溫度<10℃。小試用水的水質(zhì):pH=6.91,濁度為17.17NTU,色度為20倍,TP質(zhì)量濃度為3.00mg/L。首先在快速攪拌下(300r/min)向1L水樣中加入一定量的混凝藥劑(新型污水除磷劑和PAC),繼續快攪1min;然后在慢攪(100r/min)條件下,投入PAM,持續攪拌1min;較后靜置沉淀10min。取上清液測TP,其中磷酸鹽標準曲線(xiàn)和TP的測定方法采用《水質(zhì)總磷的測定鉬酸銨分光光度法》(GB11893—1989);水體濁度和色度通過(guò)儀器直接測定。
2、結果與討論
2.1兩種混凝藥劑除磷效果的對比
分別向1L原水中投加0~120mg/L的混凝藥劑、1mg/L的PAM,混凝沉淀后測定水樣的濁度、色度,以及上清液的TP,兩種混凝藥劑的除磷效果見(jiàn)圖1。
對比兩種混凝藥劑的除磷率,由圖1可以看出,隨著(zhù)藥劑投加量的不斷增加,TP去除率均呈現遞增趨勢,且當藥劑的投加質(zhì)量濃度高于100mg/L之后,二者的TP去除率趨勢均變緩。在相同投藥量下,新型污水除磷劑去除TP的效果均比PAC要好,尤其在低投加質(zhì)量濃度(0~40mg/L)范圍內,二者去除TP的效果差距不斷拉大;在中等投加質(zhì)量濃度(40~80mg/L)范圍內,二者去除TP的效果差距逐漸縮小至0;在投加質(zhì)量濃度高于80mg/L時(shí),二者幾乎達到同樣的除磷效果,并基本保持不變。
2.2兩種混凝藥劑對原水濁度、色度的去除效果
隨著(zhù)兩種藥劑投加量的不斷增加,水體的濁度也會(huì )在一定范圍內發(fā)生變化,且基本呈下降趨勢。試驗結果表明,投加50~120mg/L新型污水除磷劑后,水體濁度在3.47~2.78NTU內波動(dòng),色度均小于10倍;而投加50~120mg/LPAC后,水體濁度在1.55~0.59NTU內波動(dòng),色度均小于5倍??梢钥闯?,在選定合適的藥劑投加量范圍內,出水均能滿(mǎn)足標準要求。然而,相同投加量下,新型污水除磷劑的除磷效果要比PAC好,但濁度和色度的去除效果不如PAC。這可能是因為新型污水除磷劑里鐵離子的引入會(huì )影響水體濁度和色度。
2.3成本分析
根據試驗研究結果,為使目標污水處理廠(chǎng)出水TP達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A排放標準,污水廠(chǎng)穩定運行下的新型污水除磷劑的投加質(zhì)量濃度為95mg/L,其價(jià)格為2000元/t,藥劑費用為0.212元/t??梢钥闯?,就藥劑的選用,處理相同量的污水,新型污水除磷劑比PAC能節省約69%的費用。
3結論
通過(guò)以上燒杯試驗,研究了兩種混凝藥劑對冬季北方某市某污水處理廠(chǎng)生物處理出水的除磷效果;同時(shí),還考察了不同藥劑投加量對原水濁度、色度的影響。結果表明,要使出水TP達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)一級A排放標準,新型污水除磷劑的較佳投加質(zhì)量濃度為95mg/L,PAC的較佳投加質(zhì)量濃度為106mg/L。在較佳投加量下,出水濁度和色度均達標;而且,使用新型污水除磷劑所需藥劑費用僅占使用PAC費用的31%??梢?jiàn),新型污水除磷劑將在今后解決北方冬季城鎮污水總磷難達標問(wèn)題上凸顯其優(yōu)勢。
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