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环境敏感地区城市污水处理厂超深度除磷研究

发布时间:2022-05-07整理:成都科林环保有限公司

随着我国城镇化进程加速,总污水排放量急剧上涨。虽然污水处理率也不断升高,但过量的排放依然使藻类等水生生物繁殖生长加速,这导致水质迅速恶化,富营养化水体范围逐渐扩大。

其中,氮、磷已经成为威胁水质的主要污染物,近几年我国和北美的研究共同表明,磷对水体富营养化的贡献远大于氮。这是由氮、磷的循环特点决定的,并且根据Liebig最低营养学限定定律,磷浓度是控制藻类生长丰度的最重要因子。

目前国内污水处理厂的排放标准不断提高,多数城镇污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002),其中一级A标准规定出水总磷最高质量浓度为0.5 mg/L。但对于很多水环境敏感的地区,即使出水达到一级A标准也不能有效控制水体富营养化。

近年来很多地区都推出了更严格的地方标准,巢湖流域、太湖地区、岷江流域都要求总磷排放不超过0.3 mg/L,滇池区域要求总磷不得高于0.05 mg/L。

目前,我国对高于GB 18918—2002一级A标准的除磷研究较少。

本研究以环境敏感地区某污水处理厂为研究对象,首先对污水厂沿程的磷形态和浓度进行分析,再以出水总磷低于0.05 mg/L为目标,进行二级出水的化学深度除磷试验,旨在为深度除磷提供技术参考。

1 材料和方法

1.1 样品的采集

采样地点为环境敏感区某污水处理厂二期工程,日处理水量约为20万t,污水经过格栅和沉砂池后进入采用典型A2O工艺的生化池,生化池出水在二沉池沉淀后通过加氯接触池处理后排放。在污水厂沿程设置6个采样点:细格栅前、生化池进水点、厌氧池末端、缺氧池末端、好氧池末端、二沉池出水点。在采样点分别用采样瓶收集水样并尽快完成磷组分的检测,在36 d内共采集了10组样品。另外,在二沉池出水处不定时用水桶采集足够的污水用于化学除磷试验。

1.2 仪器与试剂

仪器:MY3000-6N六联混凝搅拌仪,武汉市梅宇仪器有限公司;FiveEasy台式pH计,梅特勒-托利多公司;GM-1.0隔膜真空泵及过滤器,天津津腾实验设备有限公司;DR6000紫外可见分光光度计,美国哈希公司。

药剂:磷酸二氢钾、钼酸铵、酒石酸锑钾、浓硫酸、抗坏血酸、氢氧化钠等,均为分析纯;聚合氯化铝(PAC,Al2O3质量分数不低于28%),市售工业品。

1.3 实验方法

1.3.1 磷组分分析

磷的测定采用钼酸铵分光光度法,将水样中的磷分成4种,分别为总磷、悬浮态磷、溶解性正磷酸盐和其他溶解性磷,采用不同处理方法进行检测和计算。原水样直接消解后测总磷;原水样经0.45 μm滤膜过滤后消解测可溶性总磷;过滤后不消解直接测溶解性正磷酸盐;总磷与可溶性总磷之差为悬浮态磷;可溶性总磷与溶解性正磷酸盐之差为其他溶解性磷。

1.3.2 混凝试验

混凝试验使用六联搅拌器,取1 L污水厂污水倒入搅拌杯中,投加一定量的絮凝剂,絮凝剂为用PAC粉末配制好的质量分数为2.5%的PAC溶液。设定快搅转速为200 r/min,搅拌时间为3 min;慢搅转速为50 r/min,搅拌时间为10 min;搅拌结束后沉淀时间为20 min,静置后取上清液进行磷浓度的测定。

2 结果与讨论

2.1 污水厂沿程的磷组分分析

对某污水处理厂沿程采集的10组水样进行检测,沿程磷组分质量浓度的变化见图1。

环境敏感地区城市污水处理厂超深度除磷研究

从图1总磷的沿程分布上看,细格栅前进水总磷仅为2.121 mg/L,经过初沉池处理后,生化池进水处的总磷下降到1.949 mg/L。厌氧池末端总磷增加至3.148 mg/L,达到沿程最高,这是由聚磷菌在厌氧条件下大量释磷造成的。在缺氧段聚磷菌也会一定程度释磷,但由于混合液的回流产生稀释作用,所以缺氧池末端总磷下降至2.794 mg/L。

因为生化池采用同步化学除磷,在正常生产中会在生化池内投加PAC溶液,所以在好氧池末端的总磷迅速降低到0.2 mg/L以下,总磷已经达到GB 18918—2002一级A的要求。二沉池出水和好氧末端的总磷基本保持一致,出水平均总磷为0.192 mg/L。

沿程各磷组分占总磷的质量分数见表1。

环境敏感地区城市污水处理厂超深度除磷研究

从表1中磷素组分的沿程分布上看,栅前进水中悬浮态磷和溶解性正磷酸盐质量分数分别为48%和44%,两者相差较小。生化池进水由于经过初沉池处理,悬浮态磷质量分数下降至36%,溶解性正磷酸盐质量分数上升至60%。

因为聚磷菌释放大量磷酸盐,同时水池中的污泥会吸附部分悬浮态磷,所以,厌氧池和缺氧池末端水样中的溶解性正磷酸盐质量分数分别上升至87%和84%,而悬浮态磷质量浓度从0.7 mg/L(生化进水)分别下降至0.236 mg/L和0.314 mg/L,质量分数均下降至10%左右。

好氧池末端和二沉池出水的磷组分基本一致,悬浮态磷质量分数在50%以上,溶解性正磷酸盐质量分数在30%左右。整体上看,悬浮态磷和溶解性正磷酸盐的质量分数之和都在86%以上,沿程水样中其他溶解性磷质量分数都较小。

由上述检测结果分析可得,经过一级和二级处理后,二沉池出水总磷可降低至0.2 mg/L以下,达到GB 18918—2002一级A的要求,但离敏感地区出水标准中总磷
来源:工业水处理

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