【摘 要】將聚硅硫酸鐵作為化學(xué)除磷劑,用以輔助生物除磷,使污水處理廠(chǎng)廢水中的磷得以去除。文章通過(guò)對聚硅硫酸 鐵的濃度及投加量等因素對廢水中總磷去除效果的影響進(jìn)行探討,分析聚硅硫酸鐵作為廢水化學(xué)除磷劑的較佳用量,使污水處 理廠(chǎng)的出水達到排放標準要求。
1 前言
城西污水處理廠(chǎng)采用改良型A2/O 氧化溝處理工藝,出水 水質(zhì)執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B 標準,標準中規定總磷的排放標準:在2005 年12 月31 日前建設的污水廠(chǎng)為1.5mg/l,2006 年1 月1 日起建設 的污水廠(chǎng)為1.0mg/l。城西污水處理廠(chǎng)廢水經(jīng)生物除磷后,較 難達到后者的標準,因此需輔以化學(xué)除磷,以滿(mǎn)足出水水質(zhì) 的要求。
2 化學(xué)除磷原理
化學(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)機金屬鹽藥劑,其與污水中溶解性的鹽類(lèi), 如磷酸鹽混合后,形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì),這一過(guò)程 涉及的是所謂的相轉移過(guò)程,反應方程舉例如式1。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,同時(shí)還 進(jìn)行著(zhù)化學(xué)絮凝反應,所以必須區分化學(xué)沉析和化學(xué)絮凝的 差異。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1
污水沉析反應可以簡(jiǎn)單的理解為:水中溶解狀的物質(zhì), 大部分是離子狀物質(zhì)轉換為非溶解、顆粒狀形式的過(guò)程,絮 凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過(guò) 程,所以絮凝不是相轉移過(guò)程。
在污水凈化工藝中,絮凝和沉析都是很為重要的,但絮 凝是用于改善沉淀池的沉淀效果,而沉析則用于污水中溶解 性磷的去除。如果利用沉析工藝實(shí)現相的轉換,則當向污水 中投加了溶解性的金屬鹽藥劑后,一方面溶解性的磷轉換成 為非溶解性的磷酸金屬鹽,也會(huì )同時(shí)產(chǎn)生非溶解性的氫氧化 物(取決于PH 值)。另一方面,隨著(zhù)沉析物的增加及較小的非 溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物,使穩定的膠體 脫穩,通過(guò)速度梯度或擴散過(guò)程使脫穩的膠體互相接觸生成 絮凝體。較后通過(guò)固—液分離步驟,得到凈化的污水和固一 液濃縮物(化學(xué)污泥),達到化學(xué)除磷的目的。
3 實(shí)驗部分
城西污水處理廠(chǎng)根據廠(chǎng)區工藝實(shí)際情況,計劃以聚硅硫 酸鐵作為化學(xué)除磷的藥劑,結合廠(chǎng)區污水處理設施的情況, 采用同步投加的方式投加除磷藥劑。 實(shí)驗通過(guò)攪拌沉降探究聚硅硫酸鐵藥劑濃度及投加量等 因素對廢水中總磷去除效果的影響,尋求將本廠(chǎng)出水總磷值 將至1.0mg/l以下的聚硅硫酸鐵投加量的較佳方案。
3.1 實(shí)驗樣品、藥劑
實(shí)驗樣品:氧化溝出水 實(shí)驗藥劑:聚硅硫酸鐵
3.2 實(shí)驗儀器
UV762 紫外/可見(jiàn)分光光度計、1000ml 量筒
3.3 實(shí)驗方法
采用攪拌沉降實(shí)驗,將1000ml 樣品注入1000ml 量筒中, 加入不同濃度、不同用量的聚硅硫酸鐵溶液,攪拌3 分鐘混 勻后,靜置沉淀30min,取上清液進(jìn)行總磷的測定。
4 結果與討論
4.1 確定鐵鹽較佳濃度實(shí)驗
在9 個(gè)1000ml 的量筒中分別加入1000ml 樣品,一個(gè)靜 置沉淀30min,取上清液進(jìn)行總磷的測定;其余的8 個(gè)量筒中 分別加入3‰、5‰的鐵鹽溶液1ml 、2 ml、3ml、4ml ,攪 拌3 分鐘后,靜置沉淀30min,取上清液進(jìn)行總磷的測定。測 定結果見(jiàn)表1。
鐵鹽濃度 | 水樣體積(ml) | 加入藥劑量(ml) | 總磷檢測結果(mg/l) |
1000 | 0 | 1.51 | |
3‰ | 1000 | 1 | 1.44 |
1000 | 2 | 1.35 | |
1000 | 3 | 1.29 | |
1000 | 4 | 1.20 | |
5‰ | 1000 | 1 | 1.33 |
1000 | 2 | 1.27 | |
1000 | 3 | 1.18 | |
1000 | 4 | 1.07 |
從表1 中可看出,聚硅硫酸鐵對污水廠(chǎng)廢水中磷的去除還是具有一定效果的,濃度越高,投加藥劑量越大,則磷的 去除效果越好,但從污水廠(chǎng)處理成本上考慮,只要使污水廠(chǎng) 出水總磷含量低于1.0mg/l 即可,因此以城西污水處理廠(chǎng)實(shí) 際情況而言,選擇5‰濃度的聚硅硫酸鐵溶液較合理。
4.2 確定鐵鹽較佳用量實(shí)驗
在四個(gè)1000ml 的量筒中加人1000ml 的樣品,三個(gè)量筒 中分別加入5‰的鐵鹽溶液4ml、5ml、6ml,攪拌3 分鐘后, 靜置沉淀30min,取上清液進(jìn)行總磷測定。測定結果見(jiàn)表2。
鐵鹽濃度 | 水樣體積(ml) | 加入藥劑量(ml) | 總磷檢測結果(mg/l) |
1000 | 0 | 1.46 | |
5‰ | 1000 | 4 | 1.09 |
1000 | 5 | 0.95 | |
1000 | 6 | 1.03 |
從表2 數據顯示,可以看出隨著(zhù)藥劑量的加大,磷的含 量反而增加,因此選擇合適的藥劑量尤為重要。當使用5‰濃 度的聚硅硫酸鐵溶液5ml 對樣品進(jìn)行處理時(shí),可達到使總磷 含量低于1.0mg/l 的效果。
總體實(shí)驗結果表明:使用聚硅硫酸鐵作為城西污水處理 廠(chǎng)化學(xué)除磷試劑是可以達到降低氧化溝出水總磷的目的;以 目前污水處理廠(chǎng)的水質(zhì)狀況,進(jìn)行同步投加,每1000ml 氧化 溝出水中投加5‰濃度的聚硅硫酸鐵溶液5ml 時(shí),即可達到較 滿(mǎn)意的總磷去除效果;可使城西污水處理廠(chǎng)出廠(chǎng)水達到《城 鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918-2002)的一級B 標 準要求。
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