杭州七格污水處理廠化學(xué)除磷工藝探討
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中國(guó)給水排水 V l 6N .1 o 2 o2 . 第2 6卷 第 2 1期 N v21 o.00 21 00年 1 1月 C IAWA E HN T R&WA T WA E SE T R
杭州七格污水處理廠化學(xué)除磷工藝探討
張 健
( 天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司,天津 308 )
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摘 要: 針對(duì)杭州七格污水處理廠二期工程出水總磷濃度不穩(wěn)定的情況, 設(shè)計(jì)了加藥除磷試 驗(yàn), 考察了藥劑種類(lèi)( 硫酸鋁、 氯化鋁、 聚合鋁鐵等) 加藥位置以及加藥量等對(duì)除磷效果的影響, 、 并 確定最佳參數(shù)值。結(jié)果表明, 最適合杭州七格污水處理廠的化學(xué)除磷藥劑為聚合鋁鐵, 其對(duì)磷酸鹽 的去除率最為穩(wěn)定且達(dá)到 8 %; 4 化學(xué)藥劑的最佳投加點(diǎn)為曝氣池末端, 其相比前置加藥可減少 45 / 的藥劑量、 相比同步加藥可減少 91 /0的藥劑量。在確保出水總磷濃度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上, 最經(jīng)濟(jì) 有效的加藥量為 8t 聚合鋁鐵溶液或 1 . 硫酸鋁溶液。 04t 關(guān)鍵詞: 污水; 化學(xué)除磷; 達(dá)標(biāo)運(yùn)行 中圖分類(lèi)號(hào):X 0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C 73 文章編號(hào):10 40 ( 00 2 04 0 00- 62 21 ) 1- 15- 3
Ivsgt no C e cl h sh rs e vl rcs i a gh uQ g n et ai f hmi P op ou R moa P oesnH n zo i i o a e Sw g ramet l t e aeT et n Pa n
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( i j ai l ni n et Po co o t. i j 034 h a Ta i pa E vom n l r ei nnC t r a ttnC .L ,Ta i 08 ,C i ) d nn3 n 。 s at。粒 da t nt l fun ta popo s ocn ao nt eodpaepo bt c: ie th s b f eto l hshr cnet tni h cn?hs r r eu a eel t u ri es ? n a r m n u j t f aghuQg Sw g Tetet l t h t t f oi ce i lf r oi popo s a e o H nzo i e ae r m n Pa ,t e o ds g hmc so e v g hshr w s c e a n e s u u u a ,a mn h r e o m r a fe u u od y i ds ndt neta h eeto ce i lt e a mnmslt l i mcl i ,pl e c ? ei e oi sgt e fc f hmc sy ( l i g v i et f s a p l i m f r h r e n o n ,ds g o t n oae npopo se oa eiec adt d? u n e i l i ads o) oi pi addsg o hshr r vl fc ny n o e m u rcc o d n n u m fi t mn h p m l a m t vl s h r u s hwt th m sapor t ce i lf popo e i eot a pr e r a e.T e e l so h t ot pr ie hmc so hshr r et i a e u st a e pa a r ? u r oa i aghuQg Sw g Tetet l ts o m r a mnmf r cl i ,t r oa s e vlnH nzo i e ae r m n Pa ipl e c l i m e a n y i u u e i h r e h e vl rc o d e m o popa sh ott l n h e oa r er ce 8 %.T ebsds gpi o ce i li f hsht t ei em ss b a eadt m vla e hs 4 er t a h et oi o t f hmc ss n n a e d e n t n f e tnt k n h dsg cnb r ue y / n 91 o pr o r?oi ce i h do ar i a ,adt oae a e e cdb 45ad /0cm a dt peds g hm? ee ao n cladsnhoos oi hmcl nt aio esr gt fun ta popo soah v a n ycr u ds gce i s s n n a .O h s f nui h f eto l hshr t ci e eb s n eel t u e ?f i y i u u rcc o d u o t t dr t d y h ot ot fcv oaei8t o m r l i mf r h r esl i r h a a e i,t es n ds a l em scseetedsg s pl e ca mn e i l i o tno 1 . a mnmslt o tn 04t l i u u ua li . fes u o 。 yw rs。螅 g; hmcl hshrs e oa 。? ?adr pr i e od: e ae。悖 i popo r vl pt s na a u m ; o t doe tn ao 杭州市七格污水廠地處錢(qián)塘江下游強(qiáng)潮河口 段, 由主城區(qū)的第三污水系統(tǒng)、 臨平污水系統(tǒng)以及下 5 沙污水系統(tǒng)的污水子系統(tǒng)組成, 總體規(guī)模為 10× 1 m /, 0 d 采取分期建設(shè)實(shí)施, 其中一期工程規(guī)模為 4 1 m /( 0× 0 d 實(shí)際運(yùn)行規(guī)模為 3 1 m /) 二 5× 0 d、 期工程規(guī)模為 2 1 m /、 0× 0 d 三期在建規(guī)模為 6 0×
4 3 4 3 4 3 4 3
1 4 m /。一、 0 3d 二期工程均采用 A/ O污水處理工 A/ 藝, 其中二 期 為 倒 置 A/ O工 藝, 水 水 質(zhì) 執(zhí) 行 A/ 出 《 城鎮(zhèn)污水 處 理 廠 污 染 物 排 放 標(biāo) 準(zhǔn)》 G 81 — ( B198 20 ) 02 的一級(jí) B標(biāo)準(zhǔn)。由于七格污水廠二期出水總 磷濃度無(wú)法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)(< gL , 1m /) 故針對(duì)二期除磷 設(shè)計(jì)了加藥除磷試驗(yàn)( 試驗(yàn)一、 三) 考察藥劑種 二、 ,
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類(lèi)、 投加點(diǎn)、 投加量等對(duì)去除總磷的影響。 試驗(yàn)一: 目前七格污水廠使用的藥劑為硫酸鋁, 根據(jù)其他污水廠的加藥除磷經(jīng)驗(yàn)推薦增加聚合鋁 鐵、 氯化鋁等藥劑, 并進(jìn)行不同藥劑的對(duì)比試驗(yàn), 考 察所選用的藥劑對(duì)總磷的去除效果, 從而得到最佳 藥劑或組合藥劑?紤]到氯化鐵投加后對(duì)設(shè)備的腐 蝕性較為嚴(yán)重, 故予以去除。 試驗(yàn)二: 劑 投 加 方 式 一 般 可 分 為 前 置 投 加 藥 ( 沉砂池出水) 同步投加( 、 生物曝氣池) 后置投加 、 ( 生物池出水) 三種方式
[] 1
濃度梯度加藥試驗(yàn): 在燒杯中加入同體積、 同種 水樣, 分別按照 P 3- - O P與鋁鹽( 鐵鹽) 的物質(zhì)的量 4 之比為( 1 、 1∶ ) ( 3 、 1∶ ) 1∶ ) ( 2 、 1∶ ) ( 4 投加藥劑, 攪拌、 靜置后觀察礬花效果并檢測(cè)磷酸鹽濃度。 采用抗壞血酸法檢測(cè)水樣中的磷酸鹽, 做兩次 平行試驗(yàn)取平均值。為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性, 將磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液稀釋至 1m /, gL 而利用儀器測(cè)得的 數(shù)值為 1 0 gL 誤差為 6 在允許的范圍內(nèi)。 .6m /, %, 同時(shí)配制空白樣進(jìn)行校零。 2 結(jié)果與討論 21 ? 不同藥劑的除磷效果 根據(jù)所設(shè)計(jì)的加藥除磷試驗(yàn), 取同體積好氧末 端水樣分別按照 P 3- -P與鋁鹽( O 鐵鹽) 的物質(zhì)的 4 量之比為( 1 、 1∶ ) ( 3 、 1∶ ) 1∶ ) ( 2 、 1∶ ) ( 4 投加硫酸 鋁、 氯化鋁和聚合鋁鐵藥劑進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn), 七 格污水廠目前所采用的硫酸鋁藥劑的除磷效果并不 是最理想的, P 3- -P∶ 以 O 鋁鹽( 鐵鹽)= 4為 1∶ 4 例, 硫酸鋁對(duì)磷酸鹽的去除率約為 5 . %, 0 7 而聚合 鋁鐵對(duì)磷酸鹽的去 除 率 達(dá) 到 8 %, 去 除 效 果 穩(wěn) 4 且 定, 是三種藥劑中除磷效果最好的。 22 ? 藥劑投加點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果 取同體積初沉池水樣、 好氧末端水樣置于容器 中, 分別投加不同量的聚合鋁鐵, 檢測(cè)磷酸鹽濃度的 變化, 結(jié)果見(jiàn)圖 1 。以 P 3- - A3+ = 4為例, O P∶ l 1∶ 4 當(dāng)加藥點(diǎn)位于初沉池前時(shí)除磷率為 6 .2 而當(dāng) 8 2 %, 加藥點(diǎn)位于好氧末端時(shí)除磷率可達(dá)到 8 %。 5
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./' 0.1 23 40%
。前置投加能在除磷的
同時(shí)去除相當(dāng)量的有機(jī)物, 減輕生物處理負(fù)荷, 但會(huì) 造成進(jìn)水碳源的流失而影響到后續(xù)工藝對(duì)氮、 磷的 去除; 此外, 如果采用在初沉池前投加藥劑進(jìn)行化學(xué) 除磷, 則初沉池還需將含磷沉淀污泥去除。同步投 加和后置投加可避免上述問(wèn)題, 但同步投加在生物 池中的藥劑稀釋嚴(yán)重, 會(huì)造成藥劑成本增加。故設(shè) 計(jì)不同投加點(diǎn)試驗(yàn)進(jìn)行比較, 以確定最佳投加點(diǎn)。 目前藥劑投加點(diǎn)位于生物池好氧區(qū)內(nèi)。 試驗(yàn)三: 以硫酸鋁、 聚合鋁鐵、 氯化鋁為基礎(chǔ), 考 察不同藥劑投加量對(duì)除磷效果的影響, 并確定最佳 藥劑投加量。磷酸鹽與鋁鹽或鐵鹽的物質(zhì)的量之比 一般為( 1 、 1∶ ) ( 3 、 1∶ ) 1∶ ) ( 2 、 1∶ ) ( 4 。 1 試驗(yàn)材料和方法 11 ? 試驗(yàn)材料 儀器: 磁力攪拌器、 燒杯及美商生化公司研發(fā)的 活性污泥測(cè)定儀( B M, B M由一個(gè)電腦操控的 AA AA 控制箱和反應(yīng)器組成, 反應(yīng)器的有效容積為 4L 電 ; 腦操控箱可調(diào)節(jié)水溫、 溶解氧等參數(shù), 模擬厭氧、 缺 氧、 好氧等條件) 。 樣品: 取七格污水處理廠二期工藝的初沉池水 樣、 好氧池水樣、 好氧池末端水樣各 2L 。 12 ? 試驗(yàn)方法 前置、 后置加藥試驗(yàn): 在容器中分別加入初沉池 水樣、 好氧末端水樣, 并用恒溫磁力攪拌器勻速攪拌 1mn 然后靜置 1 、0mn后取樣。水樣先用 0 4 i, 53 i .5 m濾膜過(guò)濾然后再進(jìn)行磷酸鹽濃度的測(cè)定。 μ 同步加藥試驗(yàn): A A 在 B M反應(yīng)器中加入好氧池 O濃度為 2~ gL 以模擬生物 4m /, 混合水樣, 維持 D 池曝氣狀態(tài), 反應(yīng) 2 i 后取樣檢測(cè)磷酸鹽濃度。 0mn 不同藥劑加藥試驗(yàn): 在容器中加入同體積、 同種 水樣, 分別選用硫酸鋁、 氯化鋁和聚合鋁鐵三種藥劑 同比例投加, 攪拌、 靜置后檢測(cè)磷酸鹽濃度。
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圖1 不同加藥點(diǎn)下的除磷效果 Fg1 e oa eet f hshrs t ie n i 。 m vl fc o popo a d f et . f u fr ds gpi s oi o t n n
同步加藥試驗(yàn)也在 P 3- -P與鋁鹽( O 鐵鹽) 的 4 4的條件下進(jìn)行, 投加聚合鋁鐵 物質(zhì)的量之比為 1∶ 時(shí)的除磷率為 5 %。由于七格污水廠的生物池兼 6 具推流和縱向完全混合氧化溝式池型, 需確保一定 的循環(huán)流速, 初沉池出水進(jìn)入生物池后迅速混合原 生物池水樣, 所投加的藥劑也迅速被稀釋?zhuān)?使得同步
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第2 6卷 第 2 1期
投加的藥劑無(wú)法完全發(fā)揮作用?芍, 好氧末端作 為加藥點(diǎn)的除磷效果最為理想。 23 ? 藥劑投加量試驗(yàn)結(jié)果 選用聚合鋁鐵為除磷藥劑, 并在好氧末端進(jìn)行 4種不同加藥量試驗(yàn),, 考察不同加藥量下的除磷效 果( 進(jìn)行兩次平行試驗(yàn)) 。結(jié)果表明, 隨著加藥量的 增加, O -P濃度逐步降低, P 但除磷率的增幅趨 緩, 故最佳加藥比例為 P 3- -P∶ O 鋁鹽( 鐵鹽)= 1 4 0× 0 水中投加 1 聚合鋁鐵 6t ∶, 4 相當(dāng)于每天往 2 1 t %、 %) 藥劑( 鋁濃度為 7 鐵濃度為 3 。但考慮到藥 劑成本和運(yùn)行費(fèi)用, 通過(guò)對(duì)其他加藥量進(jìn)行核算, 并 考慮到出水總磷濃度滿足一級(jí) B標(biāo)準(zhǔn), 最經(jīng)濟(jì)有效 聚合鋁鐵溶液或 1 . 硫酸鋁溶 0 4t 的加藥量應(yīng)為 8t 液。 3 化學(xué)加藥除磷模擬分析 通過(guò) G S軟件構(gòu)建七格污水廠模型時(shí)針對(duì)總 P 磷設(shè)計(jì)了化學(xué)加藥模型, 對(duì)化學(xué)除磷效果進(jìn)行模擬, 旨在為前期的試驗(yàn)工作進(jìn)行技術(shù)論證。 31 ? 不同加藥點(diǎn)的出水水質(zhì) 模型模擬了在前置加藥( 初沉池前, 加藥量為 40k /) 中間加藥( 5 gd 、 曝氣池加藥, 加藥量為 320 0 k /) gd 和后置加藥( 終沉池前加藥, 加藥量為 9 gd 8k /) 等三個(gè)加藥點(diǎn)的情況, 此處選擇鋁鹽作為藥劑進(jìn)行 模擬, 并預(yù)測(cè)出水水質(zhì)。預(yù)測(cè)結(jié)果表明, 無(wú)論采用何 種加藥方式, 出水 C D和 S O S值均與目前出水 C D O 值( 3m /) S 值( gL 相同; 4 gL 和 S 9m /) 采用前置加藥 和后置加藥的出水氨氮值和總氮值均與目前出水氨 氮值( . gL 和總氮值( gL 相同, 05m /) 8m /) 采用中間 加藥時(shí)出水氨氮值( . gL 和總氮值( 0m /) 08m /) 1 gL 略高些; 三種加藥方式的出水 T P值均為 05m /, . gL 1 3m /) 在達(dá)到 遠(yuǎn)低于目前出水總磷值( . gL ?梢(jiàn), 同樣的出水水質(zhì)時(shí), 后置加藥的加藥量最少, 與試驗(yàn) 所得結(jié)論一致, 因此推薦采用后置加藥方式。 32 ? 不同藥劑的除磷效果 采用后置加藥方式, 預(yù)測(cè)采用不同藥劑時(shí)的出 水總磷濃度。結(jié) 果 表 明, 投 加 9 gd的 A3+、 當(dāng) 8k / l
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15k / 的 F3+、9 gd的 F2+時(shí), 9 gd e 15k / e 出水總磷濃 . gL 采用后置加藥時(shí), 達(dá)到同 度均為 05m /?梢(jiàn), 樣出水總磷值時(shí)所用鐵鹽量要高于鋁鹽量, 前者約 為后者的兩倍。 4 結(jié)論與建議 ① 最適合杭州七格污水處理廠的化學(xué)除磷藥 劑為聚合鋁鐵, 其對(duì)磷酸鹽的去除率最為穩(wěn)定且達(dá) 到 8 %。硫酸鋁、 4 氯化鋁對(duì)磷酸鹽的去除率分別僅 為 5 .%、44 07 3 .%。 其 ② 化學(xué)藥劑的最佳投加點(diǎn)為曝氣池末端, 相比前置加藥可減少 45的藥劑量、 / 相比同步加藥 可減少 91 /0的藥劑量。 . 08m / ③ 在滿足出水總磷濃度為 06~ . gL的 前提下, 最經(jīng)濟(jì)有效的加藥量為 8t 聚合鋁鐵溶液 或 1 . 硫酸鋁溶液。 04t 通過(guò)化學(xué)試驗(yàn)和模型模擬優(yōu)化預(yù)測(cè), 得到了最 為適合的化學(xué)藥劑投加點(diǎn)和投加量, 但以恒定不變 的藥劑設(shè)定值來(lái)應(yīng)對(duì)污水廠進(jìn)水總磷時(shí)刻變化的濃 度及峰值時(shí)的高負(fù)荷, 是無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化藥劑 除磷效果的。因此, 充分利用生物除磷能力并提高 化學(xué)除磷藥劑投加的有效性和降低投藥量是實(shí)現(xiàn)高 效、 經(jīng)濟(jì)除磷的關(guān)鍵, 這就需要良好的在線檢測(cè)和在 線控制。首先, 需要對(duì)不同進(jìn)水總磷濃度下的加藥 處理效果進(jìn)行確認(rèn), 并推薦實(shí)施加藥量動(dòng)態(tài)模擬控 制。同時(shí)對(duì)好氧區(qū)末端的磷酸鹽濃度進(jìn)行檢測(cè)并得 到時(shí)間和濃度的關(guān)系曲線, 根據(jù)生物除磷后的剩余 磷濃度對(duì)化學(xué)藥劑的投加量進(jìn)行校正, 從而實(shí)現(xiàn)加 藥除磷自動(dòng)控制和優(yōu)化。 參考文獻(xiàn):
[] 1 王夏敏, 周健, 龍騰銳, 等.生物 / 化學(xué)組合工藝處理高 鹽榨菜廢水的除磷效能[ ] J .中國(guó)給水排水,08 2 20 ,4 ( )2 3. 7 :9- 3 電話: 07 ) 6379 35152 ( 51 8957 178087 E- i j7 @13 cm ma : x5 6 .o lr 收稿日期:00- 6- 4 21 0 0
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杭州七格污水處理廠化學(xué)除磷工藝探討
作者: 作者單位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 張健, ZHANG Jian 天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司,天津,300384 中國(guó)給水排水 CHINA WATER & WASTEWATER 2010,26(21)
參考文獻(xiàn)(1條) 1.王夏敏;周健;龍騰銳 生物/化學(xué)組合工藝處理高鹽榨菜廢水的除磷效能[期刊論文]-中國(guó)給水排水 2008(07)
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