94生物脱氮除磷工艺中的化学辅助除磷试验研究

发布时间：2016-11-24 12:54

本文关键词：生物脱氮除磷工艺中的化学辅助除磷试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

第五章化学辅助除磷机理初步探讨；化学辅助除磷工艺对磷的去除效果已被广泛认可，但投；在进水水质和运行条件完全相同的条件下，化学辅助除；５．１反应过程中ＴＰ、Ｆｅ２＋、总Ｆｅ含量变化研；对两种工艺进行沿程取样分析，结果见图５．１，其中；４．０；３．５；３．０；２．５＋生物法ＴＰ含量＋生物化学法弧铁含量—◆一；１．５；１．Ｏ；Ｏ．５；Ｏ．０；进水１＃２＃３＃，，１＃

第五章化学辅助除磷机理初步探讨

化学辅助除磷工艺对磷的去除效果已被广泛认可，但投加药剂后对微生物的生理活动是否产生影响，影响如何，以及因药剂的投加而产生的其它不良影响等方面的研究不足。为了比较化学辅助除磷工艺和单纯生物脱氮除磷工艺在各个反应阶段对污染物去除效果的变化，研究化学辅助除磷反应的机理，本试验对化学辅助除磷及单纯生物两种工艺进行沿程取样分析。

在进水水质和运行条件完全相同的条件下，化学辅助除磷工艺按照按去除磷元素与絮凝剂中金属的摩尔比（Ｆ盯Ｐ）为ｌ：１．６投加ＦｅＳ０４，化学药剂投加点设在曝气池的末端。单纯生物脱氮除磷工艺不投加药剂。两个工艺运行参数：进水流量Ｑ＝２２Ｌ／ｈ，水温ｔ＝１５－－－２３。Ｃ，ＭＬＳＳ为１２００ｍｇ／Ｌ左右，污泥龄０。为１５ｄ，污泥回流比Ｒ为２７５％，好氧池沿程曝气量为０．７～４．０ｍｇ／Ｌ。

５．１反应过程中ＴＰ、Ｆｅ２＋、总Ｆｅ含量变化研究

对两种工艺进行沿程取样分析，结果见图５．１，其中１撑、２群为缺氧区，３徉、删为厌氧区，５卜８撑为好氧区。

４．０

３．５

３．０

２．５＋生物法ＴＰ含量＋生物化学法弧铁含量—◆一生物化学法ＴＰ含量—＊一生物法弧铁含量—＊÷一生物化学法总铁含量－－－０－－生物法总铁含量毫２．０目

１．５

１．Ｏ

Ｏ．５

Ｏ．０

进水１＃２＃３＃，１＃５＃６＃７＃８＃出水

反应器伞控各点

图５－１反应器沿程磷含量及铁含量

从图５．１可以看出，ＴＰ含量在进水处相对较高，而一旦进入反应器就立即降低，且反应池除最后一个好氧池外ＴＰ含量都相差无几，这是由于此反应器为完全混合式。与其他反应池相比最后一格好氧池ＴＰ含量较低，这是由于除磷约剂的投加点在最后一格，ＴＰ中的不町溶性磷含量已经在前面与活性污泥混合中３９

被活性污泥吸附分解，水中的ＴＰ大部分以Ｐ０４３＂形式存在，而且经过前面几个好氧池微生物已经过量吸收磷，水中Ｐ０４３。含量有限，故投加药剂除磷效果明显，出水ＴＰ含量降到０．４６ｍｇ／Ｌ，达到一级Ａ排放标准（ＧＢｌ８９１８－２００２）。而单纯生物工艺由于没有最后投加药剂辅助除磷，出水ＴＰ含量为１．０２ｍｇ／Ｌ。

从图５－１可知，在该系统中，水中亚铁含量随着水处理过程的进行而逐渐降低，且单纯生物工艺中的含量比化学辅助除磷工艺亚铁含量低。这是由于在硫酸亚铁的投加过程中有如下反应：

３Ｆｅｚ＋＋２Ｐ０４ｊ’—＋Ｆｅ３（Ｐ０４）２’ｌ，（５．１）

（５．２）

（５．３）４Ｆｅ２十＋０２＋４Ｈ＋一４Ｆｅ３＋＋２Ｈ２０Ｆｅ３＋＋Ｐ０４弘＿ＦｅＰ０４，［，

可知，硫酸亚铁溶于水后，Ｆｅ２＋一方面与Ｐ０４３－形成难溶性的盐，一方面被氧化后形成Ｆｅ３＋与Ｐ０４ｐ生成难溶性的盐。另外还伴随着强烈的水解反应发生，在水解的同时发生聚合反应，生成具有较长线性结构的多核羟基络合物，如Ｆｅ２（ＯＨ）２４＋、Ｆｅ３（ｏＨ）４５＋、Ｆｅ５（ＯＨ）８７＋、Ｆｅ７（ＯＨ）１２９＋、Ｆｅ９（ＯＨ）２０７＋、Ｆｅｌ２（ＯＨ）３４２＋等，这些羟基络合物能有效地降低或消除胶体的毛点位，通过电性中和、吸附架桥及卷扫作用使胶体凝聚，再通过沉淀分离去除磷Ｈ３?５３埘１。硫酸亚铁含量随着反应的进行而逐渐降低。

由图５．１中可以看出单纯生物工艺水中的Ｆｅ３＋含量成逐渐下降趋势，而化学辅助除磷工艺水中的总Ｆｅ含量总体成下降趋势，但在５ｊ｜ｊ｝、６存反应池有个明显的跃起，在８群反应池突然升高至１．８０ｍｇ／Ｌ，而在出水中又降至０．２７ｍｇ／Ｌ。铁是过氧化氢酶、过氧化物酶、细胞色素、细胞色素氧化酶等的组分。缺铁将影响大肠杆菌酶细胞分裂，其核物质只增长、延长而不分裂，整个细胞呈丝状生长。若污水生物处理中大肠杆菌出现丝状生长，就会引起活性污泥丝状膨胀，造成活性污泥在二沉池中的深沉效果差，活性污泥随水流失，影响出水水质【６１１。

铁是细胞色素和铁氧化还原蛋白的氧化还原反应中必不可少的电子载体，在电子传递体系中起至关重要的作用。铁随反应的进行而减少，由于在最后一格投加药剂，故最后一格总铁含量骤然升高，而铁与磷在曝气搅拌下迅速反应后在沉淀池中沉淀，从而保证出水总铁含量控制在一定范围内。ＴＰ在１＃下降快，而Ｆｅ相对下降较慢，根据Ｆｅ”＋Ｐ０４孓＿ＦｅＰ０４’【可知铁与

山东建筑大学硕士学位论文

磷为１：Ｉ反应，而在缺氧区不可能存在生物吸磷现象，因此，从化学反应角度分析，回流污泥中还有可以发挥除磷能力的药剂。比较２种工艺从进水到１＃总铁含量的变化，化学辅助除磷工艺总铁的下降幅度明显小于纯生物工艺，这就是由于化学辅助除磷工艺的回流污泥中还存在着大量可以发挥除磷能力的药剂。５．２药剂投加对系统ｐＨ的影响效果

在化学辅助酴磷过程中，ｐＨ值不仅影响化学除磷药剂的水解形态，进而影响其与其它化学成分对磷的吸附特性，也影响胶粒的稳定性，从而对水中磷的去除效果产生一定影响。口Ｈ值对生物体的生理形态也有较大的影响，酸碱度的改变将改变微生物胞外聚合物和胶体颗粒的表面电荷，进而影响其对水中有机物质的吸收，对出水水质有一定的影响。试验过程中，在不同药剂投加量运行稳定后．检测每个工况的进、出水州值，结果见图５．２所示。

■进水

毛●出水

Ｊ６：ｌ

Ｍｅ／ＴＰ

圈５－２不同硫酸亚铁授加量下ｐ¨变化情况

山图５－２可知，在－６Ｎ药剂的投加量，进水ｐＨ值为７１７～７５４，接近中性符合典型的城市生活污水ｐＨ值；不同药剂投加量下出水的ｐＨ值变化不明显，出水ｐＨ值为７．１０～７５２这说明，化学药剂对该工艺的污水ｐＨ值影响不大。５．３药剂投加对系统污泥沉降性能的影响效果

污泥沉降性能是活性污泥工艺正常运行的先决条件之一。污泥的沉降性能表现在阿个方面污泥体积指数（ＳＶｌ）和污泥沉淀后上清液中的ｓｓ浓度，而ＳＶｌ可ＬＨ／ＩＪ束判别是否或将要发生污泥膨胀，

４ｌ殷认为，ＳＶＩ＞１５０ｍｇ／Ｌ时，污泥沉

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降性能变差，污泥膨胀很有可能发生；ＳＶＩ＜１５０ｍｇ／Ｌ时，污泥沉降性能良好。因此，ＳＶＩ对工艺运行控制具有重要的指导意义。

污泥体积指数（ＳＶＩ，单位ｍＬ／ｇ）的测试方法为：①用１００ｍＬ规格的量筒在曝气池的出口处取ｌＯＯｍＬ混合液；②记录３０ｍｉｎ后活性污泥的体积Ｖ（ｍＬ）；③测量所取混合液的ＭＬＳＳ（ｍｇ／Ｌ）；④按下式计算：ｓＶＩ－１００００×Ｖ／ＭＬｓｓｌ２１。

在不同药剂的投加量下，ＭＬＳＳ及ＳＶＩ测定结果如图５．３所示。

２００

１５０

≤２１００∞

目

∽∽

主２０００

１９００

１．４：ｌ１．ｂ：ｌ１．６：ｌＬｆ：ｌ｜ＬＨ：Ｉ１００夏５０Ｏ

Ｆｅ／ＴＰ

图５－３不同药剂的投加量下污泥ＳＶＩ变化情况

从图５．３中可以看出，在不同药剂投加量下，ＭＬＳＳ的变化范围为１９７９ｍｇ－，２１０５ｍｇ／Ｌ，ＳＶＩ的值变化范围分别为１２１ｍＬ／ｇ～１５２ｍＬ／ｇ。随着药剂投加量的增加，污泥ＳＶＩ值呈增加趋势，在投加量为Ｆｅ厂ｒＰ＝１．８时为１５２，污泥沉降性能略显变差，这是由于当投加量过高时，不仅影响微生物活性进而影响活性污泥的絮凝性，而且当硫酸亚铁投加量过多时，絮凝体除中和负电荷以外，过多的正电荷又使胶体离子带上正电荷而重新稳定，不易絮凝沉淀。大多数情况下，ＳＶＩ值在正常范围内，这说明在本试验中污泥的沉降性能良好，药剂的投加并没有对污泥的沉降性能产生较大的影响。

５．４小结

（１）投加药剂除磷效果明显，在药剂投加量为Ｆ订Ｐ＝１．６条件下，出水ＴＰ含量降到０．４６ｍｇ／Ｌ，达到一级Ａ排放标准，而单纯生物工艺出水ＴＰ含量为１．０２ｍｇ／Ｌ；

（２）混合液中铁盐含量沿程逐渐降低，且单纯生物工艺出水中的铁含量低于化学辅助除磷工艺。在出水ＴＰ达到排放要求的条件下，化学辅助除磷］：艺出

４２

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水中总铁含量为０．２７ｍｇ／Ｌ，满足《地表水环境质量标准》ＧＢ３８３８－－－２００２中对于集中式饮用水地表水源地铁的浓度的规定。

（３）在不同药剂的投加量下，进出水的ｐＨ值均呈中性，化学药剂对该工艺的污水ｐＨ值影响不大。

（４）在不同药剂的投加量下，污泥ＳＶＩ值除Ｆ们Ｐ＝１．８时为１５２外，其他均在正常范围内，药剂的投加并没有对污泥的沉降性能产生较大的影响。４３

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