污水處理廠化學除磷的影響因素探討

崔彩霞

石家莊市橋東污水處理廠

污水處理廠化學除磷的影響因素探討

崔彩霞

石家莊市橋東污水處理廠

以石家莊橋東污水處理廠為例，分析了化學除磷的原理、特點及影響因素介紹了污水處理廠化學除磷的關鍵影響因素。為化學除磷的工藝控制提供了參考。

污水處理化學除磷PAC；PAM

引言

天然水體中由于過量營養物質(主要是指氮、磷等)的排入，引起各種水生生物、植物異常繁殖和生長，這種現象稱作水體富營養化。水體富營養化使湖水變得缺氧，魚類死亡，隨后細菌也會因缺氧而死亡，最終是湖泊老化、死亡。在自然條件下，湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化則可以在短時間內出現。太湖藍藻事件就是湖泊富營養化的典型例子。地表水和污水中磷可以元素磷、正磷酸鹽、縮合磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機團結合的磷酸鹽等形式存在。通常按其存在的形式，而分別測定總磷、溶解性正磷酸鹽和總溶解性磷。本文中總磷的測定采用過硫酸鉀消解鉬酸銨分光光度法（GB 11893-89）。

1 化學除磷的基本原理

磷的去除有化學除磷和生物除磷兩種工藝，生物除磷是一種相對經濟的除磷方法，但由于該除磷工藝目前還不能保證穩定達到0.5mg/l出水標準的要求，所以要達到穩定的出水標準，常需要采取化學除磷措施來滿足。化學除磷是通過化學沉析過程完成的，化學沉析是指通過向污水中投加無機金屬鹽藥劑，其與污水中溶解性鹽類，如磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質。實際上投加化學藥劑后，污水中進行的不僅僅是沉析反應，同時還進行著化學絮凝反應。需要注意的是有機物在以化學除磷為目的化學沉析反應中的沉析去除是次要的，但在分離時有機性膠體以及懸浮物的凝結在絮凝體中則是決定性的過程。沉析效果和金屬磷酸鹽的溶解性受PH的影響。對于鐵鹽最佳PH值范圍為5.0～5.5，對于鋁鹽為6.0～7.0，因為在以上PH值范圍內FePO4或AIPO4的溶解性最小。石家莊橋東污水處理廠深度處理項目是在二次沉淀池之后，處理水源是達標的污水處理廠二級出水，PH在7左右。因此我廠選用的化學除磷藥劑為聚合氯化鋁PAC、絮凝劑PAM和微砂。選用PAC和磷反應，PAM幫助絮凝，加入微砂，便于泥水分離。

2 化驗室燒杯模擬實驗

化驗室燒杯模擬實驗方法簡介：模擬污水處理廠深度處理區除磷工藝，取橋東污水處理廠二級出水做為原水0.8L加入1L燒杯中，放入攪拌子，在快速攪拌下，投加PAC反應1min后，,再加入一定量的PAM和微砂，攪拌2分鐘，靜10分鐘，取上清液測定TP。測試藥劑：PAM陰離子聚丙烯酰胺滿足國家標準GB17514-2008《水處理劑聚丙烯酰胺》Ⅱ類指標,分子量不低于1000萬，離子度不低于15%。PAC聚氯化鋁滿足國家標準GB/T22671—2014《水處理劑聚氯化鋁》液體指標，氧化鋁的質量分數不低10%。

3 化學除磷的影響因素

3.1 攪拌速度對化學除磷的影響

由于化學除磷過程中的沉析反應和化學絮凝反應，有機物在以化學除磷為目的化學沉析反應中的沉析去除是次要的，但有機性膠體及懸浮物的凝絮凝體在分離時起決定性的作用。攪拌速度過緩或過急，都不利于絮凝體的形成。因此選擇合適的攪拌速度尤其重要。這在實際工藝運行中很好控制，可根據絮凝體礬花的大小，調整攪拌機的轉速。

3.2 不同廠家PAC和PAM對化學除磷的影響

由于生產原料不同，工藝不同，聚氯化鋁雖然都能達到國家標準（標準號22627---2014）,但對不同水質的水體除磷效果是不一樣的。選用三個廠家二個批次共6種PAC和3個廠家的PAM進行化驗室小試，在同一PAC投加率，同一PAM和投加率，試驗的攪拌速度，反應時間加砂量完全不變的情況下，六種PAC的總磷去除率，有明顯差異，最好的可達90%，最差的僅有57.6%。因此不同廠家的PAC,甚至同一廠家不同批次的PAC的除磷效果也不完全相同，因此需要做燒杯試驗選取合適的PAC。而不同廠家的PAM對化學除磷效果的影響不大，沒有顯著差異。

3.3 PAM和PAC投加率對化學除磷的影響

在PAC選定后，如何確定PAC和PAM的投加率既經濟又高效，將是整個化學除磷工藝控制的核心問題。我們通過燒杯實驗，及現場實踐，發現PAM的投加率控制在0.3-0.8mg/L之間,除磷效果比較好。PAM的投加率太小沒有絮凝效果，太大不僅成本增高，而且影響出水水質，尤其增加出水COD。PAM投加率不宜變化太大，可根據PAC的投加量稍做正向調整。

如果說，PAM投加率對化學除磷的效果起重要作用，而PAC投加率則對化學除磷效果起決定作用。大量燒杯實驗及現場實踐表明，PAC的投加率在6-18mg/L,PAC選用合適投加率只需要6-10 mg/L即可滿足要求，而有的PAC不適合本廠水質，投加率要加到18才能出水達標。因為都是滿足國標GB/T22671—2014《水處理劑聚氯化鋁》液體指標，氧化鋁的質量分數不低10%的合格產品，市場價格相差不大。因此選用合適本廠水質的PAC，確定合適的投加率，既能降低成本，又能提高處理效率。

結論

通過對化學除磷原理的分析，運用燒杯模擬實驗和現場運行相結合，指出了影響化學除磷的影響因素，調整合適的攪拌速度，選用合適本廠水質的PAC，確定合適的PAC和PAM的投加率及投加比，既能降低成本，又能提高處理效率。

[1]國家環境保護局〈水和廢水監測分析方法編委會〉.水和廢水監測分析方法第四版.北京:中國環境科學出版社

[2]邱維,張智城市污水化學除磷的探討，重慶環境科學，第24卷第2期

[3]張健，杭州七格污水處理廠化學除磷工藝探討，中國給水排水，第26卷第21期

崔彩霞（1979-）女，工程師，從事污水水質分析、工藝控制工作。