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化学除磷对污水处理系统的影响!

     磷的去除有化学除磷、生物除磷两种工艺,生物除磷是一种相对经济的除磷方法,但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求,所以要达到稳定的出水标准,常需要采取化学除磷措施来满足要求。化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂,与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮凝体,将污水中的溶解性磷酸盐分离出来。

    一、正常投加量对污水处理的影响

    1、对污水处理厂出水金属含量的影响

    在污水处理厂出水中金属和药剂的含量主要取决于对悬浮物的分离,当然药剂的投加、β值、pH值、污水碱度及投加技术也都对其有影响。

    在污水处理厂出水中的铁和铝一般是难溶解的磷酸盐和氢氧化物,并以悬浮状态存在。

    在正常药剂投加量(如β=1.5,同步沉析)、pH为中性及有足够好的二次沉淀池或沉淀池的情况下,铝和铁的含量一般不会超过1.0mg/l,而且尽管污水处理厂进水中的铁常常超过1.0mg/l;对于絮凝滤池出水中铁或铝的含量一般小于0.5mg/l。

    2、对出水中盐含量的影响

    采用金属药剂进行磷沉析必然会导致污水处理厂出水中的盐(Cl-或SO42-含量)增加。其增加量可通过计算确定:

    如:例1:中投加AlCl3,由于1kgAl对应3.9(3×35.5/27=3.94)kg的Cl-,Cl-的增加量:130×3.94=513kgCl-/d折算浓度为:513kg/d×1000/10000m3/d=51.3mg/l

    例2:中投加FeSO4,由于1kgFe对应1.7((32+4×16)/56=1.71)kg的SO42-,SO24-的增加量:270×1.7=461.7kgSO24-/d折算浓度为:461.7kg/d×1000/10000m3/d=46.2mg/l

    含有少量工业废水的城市污水处理厂正常出水中Cl-<100mg/l、SO24-<200mg/l ,也就是说采用金属药剂后出水中的盐含量Cl-升高50%、SO42-升高25%。当受纳水体有严格求时,应对盐含量进行验算。

    因在磷酸盐沉析的同时,重碳酸盐也被去除,所以出水中的总含盐量(电导率)几乎保持不变。

    3、对碱度的影响

    水的碱度是指使一升水达到某一PH值的HCI用量,碱度也是指对酸的缓冲能力。污水处理厂进水的碱度对应的是其所在流域饮用水的碱度和由铵产生的碱度。在磷酸盐沉析时,只要铁或铝离子进入水溶液中就形成六水复和体;一般形式为Me(H2O)3+6(Me:金属),这种复合体象酸一样可进一步水解:

    Me(H2O)63+→3H++Me(OH)3+3H2O

    该反应与溶液的pH值有关,同时会降低水的碱度。由于氢氧化物以难溶的复合体形式沉析出来,不会提高污水的碱度,所以对于金属氢氧化物的沉析必须估算酸当量,对于金属磷酸盐的沉析也是一样。同步沉析中分离磷酸盐只能略微提高污水的碱度。

    4、对剩余污泥产量的影响

    正如前面所述的一样,污水中溶解性磷去除结果就是产生污泥,不同的工艺,污泥的排除位置也不相同。对于同步沉析则是以剩余污泥的形式排出设施。剩余污泥产量是污泥处理设计、运行的重要参数,带有同步沉析化学除磷时,单位污泥产量是由去除BOD5产生的剩余污泥和同步沉析除磷的沉析物所组成。

    对于由同步沉析,化学除磷产生污泥由沉析药剂的类型、所投加金属离子与需沉析磷的克分子比来确定。在β=1.5时,投加1kgFe产生产2.5kg的干物质,或投加1kgAl产生产4kg的干物质。

    对于由同步沉析,化学除磷产生污泥由沉析药剂的类型、所投加金属离子与需沉析磷的克分子比来确定。在β=1.5时,投加1kgFe产生产2.5kg的干物质,或投加1kgAl产生产4kg的干物质。

    5、对硝化反应的影响

    在采用硫酸铁药剂进行同步沉析时,对硝化反应是有阻碍影响的,在这种情况下故而推荐将污泥泥龄提高10%。采用氯化铁盐药剂对硝化反应是没有影响的。表4是各种沉析工艺对硝化反应的影响系数,这种影响系数是指在特定工艺条件下的污泥泥龄与常规工艺条件下(无磷的去除,且在同等硝化反应能力情况下)的污泥泥龄的比值。

    因为在前沉析的同时非溶解状的碳化合物也会被沉析出来,由此不能为氮氧化过程的稳定所要求的反硝化反应提供足够的碳化合物,所以前沉析对氮的去除也会产生负作用。经常出现的问题是,通过一次沉淀已去除掉许多碳化合物,这常不足于前置反硝化反应所需,再经前沉析更加剧了这种矛盾。

    二、投加过量对污水处理的影响

    同步化学除磷,除磷剂如果投加量不足,会造成除磷效果不佳,但并不是投放的越多效果就越好,投加过度反而会产生一些问题。除磷剂投加量过多的影响有以下几点:

    1、增加絮凝,化学除磷剂的另一个身份是高分子无机絮凝剂,和PAM不同,进水絮凝剂过量并不会有反溶现象,可以保证一些污泥絮性不好污水处理厂的出水清澈。

    2、过多的正电荷金属沉积物吸附在菌胶团(负电荷)表面,使菌胶团电荷性改变,在PAM不变的情况下增加了压泥的难度。

    3、过多的正电荷金属沉积物吸附在菌胶团表面,减弱了胞外多糖(EPS)的作用,使菌胶团絮性减弱,导致活性污泥絮团细小。

    4、污泥量增大。在废水除磷处理中,当除磷剂投加量太大时则会出现产泥量过高。这也是它相对于微生物处理法应用于废水除磷处理中的弊端。投加过量会使水中的金属磷酸盐更多,形成更多的污泥。

    5、污泥处理难度增加。当除磷剂投加过量时,除了污泥量增加外,污泥中的无机金属盐也会升高,增加污泥的处理难度。

    6、水体变黄。除磷剂投加过量时,因为常用除磷剂属于铁盐除磷剂,它在水中形成过多的铁离子或铝离子,会使水体呈现黄色或褐色。

    7、pH值下降。这是由于除磷剂为弱酸性聚合物药剂,在废水除磷处理时,酸性药剂投加量增加使整体水质酸性加强,pH下降。

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