杭州七格污水处理厂化学除磷工艺探讨
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中国给水排水 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
杭州七格污水处理厂化学除磷工艺探讨
张 健
( 天津创业环保集团股份有限公司,天津 308 )
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摘 要: 针对杭州七格污水处理厂二期工程出水总磷浓度不稳定的情况, 设计了加药除磷试 验, 考察了药剂种类( 硫酸铝、 氯化铝、 聚合铝铁等) 加药位置以及加药量等对除磷效果的影响, 、 并 确定最佳参数值。结果表明, 最适合杭州七格污水处理厂的化学除磷药剂为聚合铝铁, 其对磷酸盐 的去除率最为稳定且达到 8 %; 4 化学药剂的最佳投加点为曝气池末端, 其相比前置加药可减少 45 / 的药剂量、 相比同步加药可减少 91 /0的药剂量。在确保出水总磷浓度稳定达标的基础上, 最经济 有效的加药量为 8t 聚合铝铁溶液或 1 . 硫酸铝溶液。 04t 关键词: 污水; 化学除磷; 达标运行 中图分类号:X 0 文献标识码:C 73 文章编号: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 A s at Am 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 K yw rs sw g; hmcl hshrs e oa u? ?adr pr i e od: e ae ce i popo r vl pt s na a u m ; o t doe tn ao 杭州市七格污水厂地处钱塘江下游强潮河口 段, 由主城区的第三污水系统、 临平污水系统以及下 5 沙污水系统的污水子系统组成, 总体规模为 10× 1 m /, 0 d 采取分期建设实施, 其中一期工程规模为 4 1 m /( 0× 0 d 实际运行规模为 3 1 m /) 二 5× 0 d、 期工程规模为 2 1 m /、 0× 0 d 三期在建规模为 6 0×
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1 4 m /。一、 0 3d 二期工程均采用 A/ O污水处理工 A/ 艺, 其中二 期 为 倒 置 A/ O工 艺, 水 水 质 执 行 A/ 出 《 城镇污水 处 理 厂 污 染 物 排 放 标 准》 G 81 — ( B198 20 ) 02 的一级 B标准。由于七格污水厂二期出水总 磷浓度无法稳定达标(< gL , 1m /) 故针对二期除磷 设计了加药除磷试验( 试验一、 三) 考察药剂种 二、 ,
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类、 投加点、 投加量等对去除总磷的影响。 试验一: 目前七格污水厂使用的药剂为硫酸铝, 根据其他污水厂的加药除磷经验推荐增加聚合铝 铁、 氯化铝等药剂, 并进行不同药剂的对比试验, 考 察所选用的药剂对总磷的去除效果, 从而得到最佳 药剂或组合药剂。考虑到氯化铁投加后对设备的腐 蚀性较为严重, 故予以去除。 试验二: 剂 投 加 方 式 一 般 可 分 为 前 置 投 加 药 ( 沉砂池出水) 同步投加( 、 生物曝气池) 后置投加 、 ( 生物池出水) 三种方式
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浓度梯度加药试验: 在烧杯中加入同体积、 同种 水样, 分别按照 P 3- - O P与铝盐( 铁盐) 的物质的量 4 之比为( 1 、 1∶ ) ( 3 、 1∶ ) 1∶ ) ( 2 、 1∶ ) ( 4 投加药剂, 搅拌、 静置后观察矾花效果并检测磷酸盐浓度。 采用抗坏血酸法检测水样中的磷酸盐, 做两次 平行试验取平均值。为了保证检测结果的准确性, 将磷酸盐标准液稀释至 1m /, gL 而利用仪器测得的 数值为 1 0 gL 误差为 6 在允许的范围内。 .6m /, %, 同时配制空白样进行校零。 2 结果与讨论 21 ? 不同药剂的除磷效果 根据所设计的加药除磷试验, 取同体积好氧末 端水样分别按照 P 3- -P与铝盐( O 铁盐) 的物质的 4 量之比为( 1 、 1∶ ) ( 3 、 1∶ ) 1∶ ) ( 2 、 1∶ ) ( 4 投加硫酸 铝、 氯化铝和聚合铝铁药剂进行试验。结果发现, 七 格污水厂目前所采用的硫酸铝药剂的除磷效果并不 是最理想的, P 3- -P∶ 以 O 铝盐( 铁盐)= 4为 1∶ 4 例, 硫酸铝对磷酸盐的去除率约为 5 . %, 0 7 而聚合 铝铁对磷酸盐的去 除 率 达 到 8 %, 去 除 效 果 稳 4 且 定, 是三种药剂中除磷效果最好的。 22 ? 药剂投加点试验结果 取同体积初沉池水样、 好氧末端水样置于容器 中, 分别投加不同量的聚合铝铁, 检测磷酸盐浓度的 变化, 结果见图 1 。以 P 3- - A3+ = 4为例, O P∶ l 1∶ 4 当加药点位于初沉池前时除磷率为 6 .2 而当 8 2 %, 加药点位于好氧末端时除磷率可达到 8 %。 5
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。前置投加能在除磷的
同时去除相当量的有机物, 减轻生物处理负荷, 但会 造成进水碳源的流失而影响到后续工艺对氮、 磷的 去除; 此外, 如果采用在初沉池前投加药剂进行化学 除磷, 则初沉池还需将含磷沉淀污泥去除。同步投 加和后置投加可避免上述问题, 但同步投加在生物 池中的药剂稀释严重, 会造成药剂成本增加。故设 计不同投加点试验进行比较, 以确定最佳投加点。 目前药剂投加点位于生物池好氧区内。 试验三: 以硫酸铝、 聚合铝铁、 氯化铝为基础, 考 察不同药剂投加量对除磷效果的影响, 并确定最佳 药剂投加量。磷酸盐与铝盐或铁盐的物质的量之比 一般为( 1 、 1∶ ) ( 3 、 1∶ ) 1∶ ) ( 2 、 1∶ ) ( 4 。 1 试验材料和方法 11 ? 试验材料 仪器: 磁力搅拌器、 烧杯及美商生化公司研发的 活性污泥测定仪( B M, B M由一个电脑操控的 AA AA 控制箱和反应器组成, 反应器的有效容积为 4L 电 ; 脑操控箱可调节水温、 溶解氧等参数, 模拟厌氧、 缺 氧、 好氧等条件) 。 样品: 取七格污水处理厂二期工艺的初沉池水 样、 好氧池水样、 好氧池末端水样各 2L 。 12 ? 试验方法 前置、 后置加药试验: 在容器中分别加入初沉池 水样、 好氧末端水样, 并用恒温磁力搅拌器匀速搅拌 1mn 然后静置 1 、0mn后取样。水样先用 0 4 i, 53 i .5 m滤膜过滤然后再进行磷酸盐浓度的测定。 μ 同步加药试验: A A 在 B M反应器中加入好氧池 O浓度为 2~ gL 以模拟生物 4m /, 混合水样, 维持 D 池曝气状态, 反应 2 i 后取样检测磷酸盐浓度。 0mn 不同药剂加药试验: 在容器中加入同体积、 同种 水样, 分别选用硫酸铝、 氯化铝和聚合铝铁三种药剂 同比例投加, 搅拌、 静置后检测磷酸盐浓度。
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图1 不同加药点下的除磷效果 Fg1 e oa eet f hshrs t ie n i R m vl fc o popo a d f et . f u fr ds gpi s oi o t n n
同步加药试验也在 P 3- -P与铝盐( O 铁盐) 的 4 4的条件下进行, 投加聚合铝铁 物质的量之比为 1∶ 时的除磷率为 5 %。由于七格污水厂的生物池兼 6 具推流和纵向完全混合氧化沟式池型, 需确保一定 的循环流速, 初沉池出水进入生物池后迅速混合原 生物池水样, 所投加的药剂也迅速被稀释, 使得同步
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第2 6卷 第 2 1期
投加的药剂无法完全发挥作用。可知, 好氧末端作 为加药点的除磷效果最为理想。 23 ? 药剂投加量试验结果 选用聚合铝铁为除磷药剂, 并在好氧末端进行 4种不同加药量试验,, 考察不同加药量下的除磷效 果( 进行两次平行试验) 。结果表明, 随着加药量的 增加, O -P浓度逐步降低, P 但除磷率的增幅趋 缓, 故最佳加药比例为 P 3- -P∶ O 铝盐( 铁盐)= 1 4 0× 0 水中投加 1 聚合铝铁 6t ∶, 4 相当于每天往 2 1 t %、 %) 药剂( 铝浓度为 7 铁浓度为 3 。但考虑到药 剂成本和运行费用, 通过对其他加药量进行核算, 并 考虑到出水总磷浓度满足一级 B标准, 最经济有效 聚合铝铁溶液或 1 . 硫酸铝溶 0 4t 的加药量应为 8t 液。 3 化学加药除磷模拟分析 通过 G S软件构建七格污水厂模型时针对总 P 磷设计了化学加药模型, 对化学除磷效果进行模拟, 旨在为前期的试验工作进行技术论证。 31 ? 不同加药点的出水水质 模型模拟了在前置加药( 初沉池前, 加药量为 40k /) 中间加药( 5 gd 、 曝气池加药, 加药量为 320 0 k /) gd 和后置加药( 终沉池前加药, 加药量为 9 gd 8k /) 等三个加药点的情况, 此处选择铝盐作为药剂进行 模拟, 并预测出水水质。预测结果表明, 无论采用何 种加药方式, 出水 C D和 S O S值均与目前出水 C D O 值( 3m /) S 值( gL 相同; 4 gL 和 S 9m /) 采用前置加药 和后置加药的出水氨氮值和总氮值均与目前出水氨 氮值( . gL 和总氮值( gL 相同, 05m /) 8m /) 采用中间 加药时出水氨氮值( . gL 和总氮值( 0m /) 08m /) 1 gL 略高些; 三种加药方式的出水 T P值均为 05m /, . gL 1 3m /) 在达到 远低于目前出水总磷值( . gL 。可见, 同样的出水水质时, 后置加药的加药量最少, 与试验 所得结论一致, 因此推荐采用后置加药方式。 32 ? 不同药剂的除磷效果 采用后置加药方式, 预测采用不同药剂时的出 水总磷浓度。结 果 表 明, 投 加 9 gd的 A3+、 当 8k / l
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15k / 的 F3+、9 gd的 F2+时, 9 gd e 15k / e 出水总磷浓 . gL 采用后置加药时, 达到同 度均为 05m /。可见, 样出水总磷值时所用铁盐量要高于铝盐量, 前者约 为后者的两倍。 4 结论与建议 ① 最适合杭州七格污水处理厂的化学除磷药 剂为聚合铝铁, 其对磷酸盐的去除率最为稳定且达 到 8 %。硫酸铝、 4 氯化铝对磷酸盐的去除率分别仅 为 5 .%、44 07 3 .%。 其 ② 化学药剂的最佳投加点为曝气池末端, 相比前置加药可减少 45的药剂量、 / 相比同步加药 可减少 91 /0的药剂量。 . 08m / ③ 在满足出水总磷浓度为 06~ . gL的 前提下, 最经济有效的加药量为 8t 聚合铝铁溶液 或 1 . 硫酸铝溶液。 04t 通过化学试验和模型模拟优化预测, 得到了最 为适合的化学药剂投加点和投加量, 但以恒定不变 的药剂设定值来应对污水厂进水总磷时刻变化的浓 度及峰值时的高负荷, 是无法真正实现最优化药剂 除磷效果的。因此, 充分利用生物除磷能力并提高 化学除磷药剂投加的有效性和降低投药量是实现高 效、 经济除磷的关键, 这就需要良好的在线检测和在 线控制。首先, 需要对不同进水总磷浓度下的加药 处理效果进行确认, 并推荐实施加药量动态模拟控 制。同时对好氧区末端的磷酸盐浓度进行检测并得 到时间和浓度的关系曲线, 根据生物除磷后的剩余 磷浓度对化学药剂的投加量进行校正, 从而实现加 药除磷自动控制和优化。 参考文献:
[] 1 王夏敏, 周健, 龙腾锐, 等.生物 / 化学组合工艺处理高 盐榨菜废水的除磷效能[ ] J .中国给水排水,08 2 20 ,4 ( )2 3. 7 :9- 3 电话: 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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杭州七格污水处理厂化学除磷工艺探讨
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 张健, ZHANG Jian 天津创业环保集团股份有限公司,天津,300384 中国给水排水 CHINA WATER & WASTEWATER 2010,26(21)
参考文献(1条) 1.王夏敏;周健;龙腾锐 生物/化学组合工艺处理高盐榨菜废水的除磷效能[期刊论文]-中国给水排水 2008(07)
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