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城市污水处理厂二级处理出水中磷的组分及去除特性研究

李瑾  
【摘要】:我国城市污水处理厂广泛采用生物脱氮除磷工艺去除污水中的营养物,在夏季和水质变化较大的场合,部分污水处理厂出水总磷不能稳定达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002中)中的一级A标准,为此,需要采用化学除磷进行强化和补充。而化学沉淀法对磷的去除效果与水中磷的形态密切相关。本研究以西安市第三、四和五污水处理厂的生物脱氮除磷系统为对象,对二级处理出水中磷的存在形态进行理论分析和现场测定,在此基础上,以第三、第四和第五污水处理厂的二级处理出水采用PAC和Al2(SO4))3进行化学沉淀和混凝试验,探讨相应的除磷效果。主要得到以下结论:(1)城市污水处理厂二级处理出水中的磷以多种形式存在,而水质控制工程中磷的分类方法不能更好的表达磷的组分,本试验根据化学法物质的分类,将城市污水处理厂二级处理出水中的总磷,分为悬浮态磷(粒径0.45um)、胶体态磷(粒径0.45um~1nm)以及溶解态磷(粒径1nm),可更加全面准确地反映二级出水中磷的存在形态。(2)通过对西安市第三、四、五污水处理厂二级处理出水各种磷形态的测定得出西安市第四和第五污水处理厂二级处理出水中的磷形态主要以溶解态磷存在,悬浮态磷、胶体态磷和溶解态磷所占总磷的比例分别为5%~15%、15%~25%、60%~70%和12.5%~20%、12.5%~20%、50%~75%;西安市第三污水处理厂二级处理出水中的悬浮态磷含量和胶体态磷浓度接近,其占总磷的比例分别为20%~27%、15%~30%。针对不同形态的磷,采用的去除对策也将不同。(3)依据磷化学,磷酸盐在不同的p H条件下的形态不同,主要包括H3PO4、H2PO4-、HPO42-及PO43-四种存在形态。由于城市污水处理厂二级处理出水的p H在6~9之间,通过理论计算,废水中的磷酸盐主要以H2PO4-、HPO42-形态存在,所以,在化学沉淀除磷的过程中,主要是H2PO4-、HPO42-与Al3+反应生成Al PO4沉淀,从而达到降低磷含量的目的,而非常规认识的PO43与Al3+反应形成沉淀。(4)通过烧杯试验,比较了聚合氯化铝和硫酸铝两种除磷剂的除磷效果。当总磷为0.9 mg/L(均值)时,PAC和Al2(SO4)3的投加量分别为4mg/L和6mg/L(以Al计),处理后的总磷浓度小于0.5mg/L,可以稳定达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002中的一级A标准。PAC比Al2(SO4)3的处理效果好、稳定。


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