關于城市污水處理廠化學除磷的方法論文
【摘要】從以往研究結果來看，地表水體總磷負荷超標的重要原因是城市污水的磷含量過高。所以，要想做好城市污水處理，就必須要重點加強除磷工作。在本文中，筆者從化學除磷工藝、化學絮凝劑、化學除磷方法三個方面進行探討研究。
【關鍵詞】城市污水處理廠；化學除磷；方法
富氧化問題已經(jīng)成為我國國內(nèi)大部分湖波水體存在的共同問題，據(jù)研究表明，這一問題的根源在于大量富含氮和磷的城市污水不經(jīng)處理便排入地表水體。相關學者表示，磷是造成水體富氧化問題的主要元素，所以，必須把除磷標準作為污水處理廠工作的重要指標，達到我國設定的磷酸鹽(以P計)小于0.5mg/L的排放標準。
1化學強化除磷工藝
城市污水處理廠在應用化學強化除磷工藝時，依據(jù)其投放的位置差異分為前沉析、同步沉析、后沉析三種。前沉析是將沉析藥劑頭加到沉砂池中抑或是初次沉淀池的進水渠中，該工藝有使用化學藥劑量大、有大量難以處理的化學污泥產(chǎn)生、基建費高等缺陷之處。后沉析工藝的特點是將化學藥劑投放到二沉池的出水管道中。同樣，該工藝也存在一定缺陷，比如產(chǎn)生的極細小的磷酸鹽晶體顆粒需要專業(yè)的混合、反映、沉淀設備，這就增加了基建和運營花費。同步沉析的操作方法是將化學藥劑投放到生物池中或生物池進水管道中。對比于以上兩個方法，該工藝具有減少污泥膨脹和化學藥劑使用量等優(yōu)勢，所以同步沉析是現(xiàn)在城市污水廠除磷所用的主要工藝。
2化學絮凝劑
鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽是同步沉析工藝中常用的三種絮凝劑。據(jù)實踐證明，鈣鹽和鋁鹽有著明顯缺點：由于鈣鹽處理的污水中富含大量鈣離子而且PH值很高，在排放前必須通過水體軟化和酸堿中和來二次處理，所以運營費用增加，也會因為生成大量CaCO3造成堵塞；雖然鋁鹽對亞硝酸菌和異養(yǎng)菌的抑制作用遠高于鐵鹽，但是其用量遠超過鐵鹽用量，易導致貧血、神經(jīng)性厭食等多種疾病，對人體帶來嚴重傷害。與以上兩者相比，擁有操作簡單、費用低、受溫度影響小等諸多優(yōu)點，同時鐵鹽還可以增加活性污泥的重量，從而避免活性污泥因為重量輕造成的膨脹，此外，刺激生活活性、對微生物無毒害作用也是鐵鹽的兩大優(yōu)勢。故而，鐵鹽成為化學絮凝劑的首選。高鐵鹽和亞鐵鹽是傳統(tǒng)鐵系絮凝劑的重要成分。亞鐵鹽除磷的`原理為Fe(Ⅱ)和磷酸根發(fā)生反映形成磷酸亞鐵類沉淀物，由于OH-等離子的存在會生成氫氧物絮體，除磷的目的就是通過這些絮體吸收磷再沉淀達到的。原理上磷酸亞鐵比磷酸鐵更易析出，可是磷酸亞鐵與磷之間只能形成極為簡單的絡合物，所以磷酸亞鐵的除磷效果遠比不上Fe(Ⅱ)。因為Fe(Ⅱ)鹽絮體生成速度快、形狀大，所以在高鐵鹽除磷原理相同于亞鐵鹽的情況下，高鐵鹽擁有除磷效率高、速度快、消耗低、等優(yōu)點，當然，事無完美，這一方法也存在成本高、低藥量投放情況下排水色度大等問題。
3城市污水處理廠化學除磷方法
3.1構建在線監(jiān)測系統(tǒng)
同步化學除磷工藝在一個已經(jīng)建造好的污水處理廠應用過程中，會受到設施構建情況及設備性能的限制及影響。所以，對此而言，一般會通過控制除磷藥劑量來來實現(xiàn)對原混合液、水量、除磷藥劑自身性能等眾多因素變化的適應，以此來達到除磷效果達標。但是不事先解決以下兩個問題便很難達到理想的效果。首先是信息掌控，即通過科學的方法判定污水量、藥劑效果、混合液物理化學性質等因素，并通過長時間的實踐活動指定出合理化的系數(shù)，用來判定以上各因素的變化程度；其次將除磷藥劑投放量修正值作為輸出參數(shù)，將已經(jīng)測出的參數(shù)設定為輸出信號，通過建造數(shù)學模型等方式來最終確認輸入和輸出參數(shù)之間的無數(shù)種聯(lián)系，并根據(jù)實際情況對輸出信號作出合理化調(diào)整，以是的除磷效果達到最佳！
3.2結晶除磷技術
在已經(jīng)投放了鈣鹽的含磷污水中加入一種結構和表明性質與難溶磷酸鹽相似的固體顆粒，便會破壞掉溶液原有的亞平衡狀態(tài)，而與此同時，磷酸鹽會以一種實用的速度結晶并沉淀，這就是結晶除磷法的原理所在。在水中，多種形式的磷酸鈣會在磷離子會和鈣離子發(fā)生化學反應后形成，而當含有磷離子和鈣離子的污水PH值為堿性時，便會形成見識磷酸鈣經(jīng)基磷灰石。磷灰石的溶解度與堿度成反比，所以當提升污水的堿度時，磷灰石就會更容易在晶種表面析出，污水中的磷度自然就會降低，從而達到了除磷的效果。這種方法固然有效，但污水值、反應器的除碳酸效果、晶種質量等因素依然會很大程度上影響著除磷效果。水力負荷是動態(tài)運行中的一個重要因素。對于生活污水的二級處理出水,利用曝氣吹脫CO2提高污水ph值至8左右,可防止結晶床的Caco3的結垢,并能使出水磷濃度達到一級處理出水標準。同時，實驗證明晶種的好壞受載體的影響，比如多空陶粒作為載體形成的晶體效果要遠遠好于石英砂作為載體形成的晶體效果，這種晶體所具備的練習六固定床除磷特性會讓人們看到意想不到的效果。實驗表明，如果原水中磷濃度小于等于一歲時，要想脫磷固定床除磷效率高且穩(wěn)定，便可按照空床線速不大于而，水力停留時間不小于時的標準來控制，確保可以達到理想的除磷效果。
3.3海綿鐵除磷方法
海綿鐵作為同步除磷工藝的重要生物載體，是由經(jīng)過研磨、磁選后高溫燒結的精礦粉和氧化鐵磷共同形成的金屬多孔性物質，同時兼具吸附表面積大、鐵溶出速率快和較強的電化學富集、氧化還原、物理吸附等優(yōu)越性能。海綿鐵擁有可以為微生物的富集生長提供充足空間的特殊結構，這一結構可以形成獨特的“微環(huán)境”讓生化反應器中的各種好氧、兼氧及厭氧生物可以協(xié)同共生；泥水分離也在這一的海綿體形成的微生物基金團的作用下變得更加容易；海綿鐵可以與活性污泥相結合，還可與磷結合形成沉淀，比一般的鐵系絮凝劑更簡單易行。相比于物理除磷，化學除磷不受季節(jié)溫度、天氣變化等外界條件的影響，效果相對穩(wěn)定可靠，同時化學除磷過程中污水中的磷會形成晶體沉淀不會造成二次污染。然而藥劑價格過高、運行費用過高、藥量消耗大及還會釋放大量化學污泥等因素的制約，使得化學除磷工藝在我國無法大規(guī)模的應用到城市污水處理中。盡管如此，我們相關人員還是要在現(xiàn)有的基礎之上，不斷進行化學除磷工藝創(chuàng)新，解決現(xiàn)在存在的難題，為化學除磷工藝的廣泛應用創(chuàng)造良好的條件。與此同時，科研人員還要通過大量的實驗工作對比前置、協(xié)同、后置化學除磷及其他除磷方法的優(yōu)劣之處，以此來大力推進城市污水處理技術的不斷創(chuàng)新與進步！
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