實(shí)驗二投加鐵鹽的化學(xué)除磷實(shí)驗報告

1、化學(xué)除磷小試總結(jié)報告高碑店污水處理廠化學(xué)除磷小試總結(jié)北京工業(yè)大學(xué)北京城市排水集團(tuán)高碑店污水處理廠-1 -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告一、研究背景根據(jù)廢水碳源在滿足生物反硝化需求后是否有 VFA余量，本課題組將市政污 水分為碳源不受限型和碳源受限型兩類。 高碑店污水處理廠污水為碳源受限型市 政污水。針對碳源受限型廢水（C/N較低），在現(xiàn)場進(jìn)行的缺氧-厭氧-好氧連續(xù) 流小試試驗確認(rèn)：碳源是限制該工藝脫氮除磷效率的關(guān)鍵因素，在非曝氣區(qū)的缺 氧段、厭氧段分點(diǎn)進(jìn)水方式并不能改善系統(tǒng)生物脫氮除磷效果。將乙酸分別投加 至非曝氣區(qū)始端和非曝氣區(qū)中部，連續(xù)流試驗結(jié)果表明：聚磷菌只能利用揮發(fā)性 脂肪酸，而反硝化菌可利用的

2、碳源類型較多， 當(dāng)多種有機(jī)基質(zhì)存在時，兩者都優(yōu) 先利用短鏈脂肪酸有機(jī)物。投加較少數(shù)量的乙酸進(jìn)入非曝氣區(qū)中部就能達(dá)到同等 程度的生物過量除磷。非曝氣區(qū)內(nèi)缺氧和厭氧環(huán)境的分隔是“自然”形成的。缺氧-厭氧運(yùn)行模式下，只有在反硝化菌利用廢水中的碳源完成反硝化后，非曝氣區(qū) 的反應(yīng)容積才可能轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃葏捬醐h(huán)境，而污泥混合液中是否有VFA存在以及數(shù) 量將決定微生物環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃葏捬醐h(huán)境所需要的時間，并進(jìn)一步?jīng)Q定系統(tǒng)是否能誘導(dǎo)并維持穩(wěn)定的生物過量除磷功能。前期試驗表明：碳源尤其是VFA是影響碳源受限型廢水脫氮除磷效果的最主 要因素；碳源（VFA可以由初沉污泥水解酸化后產(chǎn)生。因此，有必要針對高碑 店污水處理廠水

3、質(zhì)（碳源受限型）和二期 A/O工藝，進(jìn)行初沉污泥水解酸化后 初沉出水A/O工藝脫氮除磷模擬試驗研究。同時，為了提高脫氮效率、強(qiáng)化生物 脫氮功能，因此建議進(jìn)行分段進(jìn)水多級 A/O工藝強(qiáng)化生物脫氮試驗；此外，由于 A/O工藝不具備生物除磷功能，因而需進(jìn)行輔助化學(xué)除磷試驗研究，從而為高碑 店污水處理廠的改造及優(yōu)化運(yùn)行提供技術(shù)支持。二、進(jìn)水水質(zhì)、試驗方法及運(yùn)行參數(shù)：2.1進(jìn)水水質(zhì)本試驗進(jìn)水采用初沉池出水，進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見表 1-1。表1-1進(jìn)水水質(zhì)單位mg/l指標(biāo)pHCODNH-NNONTNTP均值7.57176.937.6930.00539.7585.5292.2試驗方法本試驗測定指標(biāo)如表1-1種所述

4、，其中CODS用標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法；NH4+-N采用納氏試劑分光光度法；NO3-N采用紫外分光光度法；TN采用過硫酸鉀氧 化一紫外分光光度法；TP采用過硫酸鉀消解一鉬銻抗分光光度法；pH采用玻璃 電極法。2.3運(yùn)行參數(shù)小試模擬一分廠U系列的運(yùn)行工況，具體運(yùn)行參數(shù)見表1-2。試驗所用接種污泥取自二沉池的回流污泥。采用間歇培養(yǎng)法進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中進(jìn)行觀察， 觀察到污泥絮體很大,沉降性能良好,出水沒有懸浮物,污泥濃度（MLSS）在 3000mg/L左右時，開始試驗。在曝氣池末端投加FeSO ,由于小試的進(jìn)水量和U系列進(jìn)水相差很大，有必要將 FeSO進(jìn)行稀釋，由于FeSO濃度為0.2t/m 3,將 其

5、稀釋100倍，稀釋后濃度為2kg/m3。本次試驗投加量分別為20mg/L和30mg/L。表1-2 n系列與小試運(yùn)行參數(shù)對照表參數(shù)n系列小試進(jìn)水量18 萬 t/d507L/d曝氣池體積15960X 4m3180L水力停留時間（HRT8.1h8.512h曝氣池MLSS3000mg/l3030mg/l非曝段：曝氣段2:72.5:12污泥回流比90%90%三、試驗結(jié)果數(shù)據(jù)分析3.1運(yùn)行工況1:進(jìn)水量352ml/min,回流比90%，HRT為8.512h。為了使試驗前后形成良好的對照，在未投加FeSO之前，對小試主要水質(zhì)指 標(biāo)進(jìn)行了沿程分析，沿程變化趨勢見圖1-1 oxnr/gmcNO CO.N - 3

6、HND CO9876543210ooooooooooo 0864208642 0Z1 111 1065 od9O7.675.6.2484277-4 -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告水力停留時間（h）TPCOD NH3-N l NO3-N pH-# -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告圖1-1試驗工況1水質(zhì)指標(biāo)沿程變化圖實(shí)驗數(shù)據(jù)表明系統(tǒng)有良好的CODfc除效果，出水TN能夠達(dá)標(biāo)排放，出水TP 為3.314mg/l,不能達(dá)標(biāo)排放。因此有必要進(jìn)行輔助化學(xué)除磷研究。3.2運(yùn)行工況2:進(jìn)水量352ml/min,回流比90%，HRT為8.512h，F(xiàn)eSQ投加量 為 20mg/L=待工況運(yùn)行正常，連續(xù)試驗數(shù)據(jù)表明：投加FeSO2

7、0mg/l時，出水TP降低到 1.347mg/l左右，但是仍然不能達(dá)標(biāo)排放。進(jìn)一步加大FeSO4投加量，為30mg/l。ir/d me N- 3 ON/NOHN nt/d oc987654321-5 -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告00冒0.001.061.772.844.265.677.098.51出水水力停留時間（h）COD-TNNH3-N-NO3-NpHTh- TP圖1-2試驗工況2水質(zhì)指標(biāo)沿程變化圖FeSO投加量3.3 運(yùn)行工況3:進(jìn)水量352ml/min,回流比90%，HRT為8.512h， 為 30mg/L=+ COD出水7 6 5 4 32 100.00 1.06 1.77 2.84 4.

8、26 5.67 7.09 8.51水力停留時間（h） TN j NH3-N t NO3-N卩 HPCPpH n TP-# -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告-# -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告圖1-3試驗工況3水質(zhì)指標(biāo)沿程變化圖-# -化學(xué)除磷小試總結(jié)報告在該運(yùn)行工況下，出水 TP為0.702mg/l , CO環(huán)口 TN都能達(dá)標(biāo)排放。為了進(jìn)一步表述FeSQ投加量對出水TP的影響，綜合以上3個運(yùn)行工況， 得到圖1-4中TP在各個工況中沿程變化曲線，比較它們 TP的去除效果。四、總結(jié)通過最近一段時間的小試研究，小試運(yùn)行良好，沒有出現(xiàn)跑、漏、堵等事故, 為小試的順利開展奠定了良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)對小試的運(yùn)行和調(diào)試總結(jié)如下。4

9、.1關(guān)于亞鐵鹽和鐵鹽：FeSQ4勺除磷效果優(yōu)于FeCb,其原因在于化學(xué)除磷是由化學(xué)沉析和絮凝作用 共同完成的。沉析是水中溶解狀態(tài)的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成非溶解狀、顆粒狀的過程，絮凝7.0006.0005.0004.0003.0002.0001.0000.000g mT圖1-4不同F(xiàn)eSQ投加量下的TP沿程變化曲線圖則是細(xì)小的非溶解狀的物質(zhì)粘結(jié)成較大形狀的過程。二者的作用都是非常重 要的。由于活性污泥有良好的絮凝性，發(fā)揮絮凝作用的主要是活性污泥而不是氫 氧化鐵。所以絮凝作用不再是二價鐵和三價鐵除磷效果好壞的決定因素。而在磷沉析方面,Fe 3+和Fe2+二種粒子都是有效的。它們的反應(yīng)方程式分別是：Fe3+PG

10、T = FePQ4 反應(yīng)平衡常數(shù) pK1>23(25°C)3Fe2+2PQf- = Fe 3(PO) 2 反應(yīng)平衡常數(shù) pK2>30 (25 C)由于pK2>pK1,所以Fa(PO)2比FePO4穩(wěn)定，更容易沉淀下來。因此采用亞 鐵鹽輔助化學(xué)除磷會獲得更高的除磷效率。值得提出的是，由于提供的FeSO濃度過高，我們采用自來水直接稀釋的辦法，結(jié)果使得亞鐵離子大部分轉(zhuǎn)化為了鐵 離子。因此認(rèn)為，在相同投加量下，若采用無氧水稀釋FeSO溶液，會取得更好的除磷效果。4.2化學(xué)除磷對污泥濃度及出水氨氮的影響為考察化學(xué)除磷對系統(tǒng)其它參數(shù)的影響，分析了化學(xué)除磷對曝氣池污泥濃度 及出水

11、氨氮的影響。從圖1-5和圖1-6中，可以看出，隨著運(yùn)行的不斷深入，曝 氣池SS逐漸上升，可能原因是：鐵離子屬于微生物生長的必需微量元素，投加 鐵鹽絮凝劑后，微生物會通過新成代謝吸收生命活動所需的鐵元素。與不投加鐵 鹽絮凝劑的活性污泥相比，此時活性污泥的比重會增大，導(dǎo)致曝氣池污泥濃度有 上升的趨勢。圖1-5中，氨氮從10.256mg/l降低為1.985mg/l,存在如此大的降 幅是因為系統(tǒng)在投加FeSO絮凝劑后，F(xiàn)eSO會消耗系統(tǒng)從的一部分溶解氧，從而 影響好氧段的硝化作用，出水的氨氮偏高，在加大曝氣量后，出水氨氮立即降到 2.5mg/l并且穩(wěn)定在2mg/l左右。4.2曝氣量的控制由于亞鐵離子是

12、還原性離子，進(jìn)入曝氣末段后，自然會和反應(yīng)器中的氧分子 發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此會消耗一部分氧氣。在投加FeSQ后，應(yīng)該密切關(guān)注反 應(yīng)器中的溶解氧量，避免造成由于溶解氧的不足導(dǎo)致的硝化不完全， 系統(tǒng)的脫氮 效果變差的后果-MLSS + 岀水 NH3-N 岀水 TP 12fl!7g(0SLMo O5 O2 23 3o O5 O3131o O5 Oo O3 3o O5 O9 92 210g 卩N - 3HN/P圖1-5 FeSQ 4投加量為20mg/l時，對曝氣池SS及出水氨氮的影響34iugmkssLMo OO 54 33 3O523o o O0 5 02 113 3 3O5O3- MLSS + N

13、H3-NTPUJ/g(rT/ N- 3HN345取樣序號圖1-6 FeS04投加量為30mg/l時，對曝氣池SS及出水氨氮的影響4.3投加量的控制理論上說，亞鐵鹽過量投加會有利于系統(tǒng)的化學(xué)除磷，但是由于FeSQ是強(qiáng) 酸弱堿鹽，在水中呈弱酸性，投加量過大，會使活性污泥處于弱酸性環(huán)境中，這 對活性污泥系統(tǒng)是不利的。本課題組在初次加藥時，由于誤解了濃度，導(dǎo)致投加 量多加了 1000倍，結(jié)果整個反應(yīng)器的水都呈黃色，反應(yīng)器中的活性污泥極少， 存在的活性污泥沉積在池底，同時，測得的污泥 SV值在10%下。4.4回流比和排泥量的控制本試驗由于模擬U系列工況的需要， 試驗過程中沒有改變系統(tǒng)的回流比，事 實(shí)上，

14、由于加藥點(diǎn)在曝氣池的末段，適當(dāng)加大回流比，可以使系統(tǒng)充分利用亞鐵 鹽，減少投藥量。由于化學(xué)除磷的產(chǎn)泥量比生物除磷的產(chǎn)泥量要大，因此要控制曝氣池中適當(dāng)?shù)奈勰酀舛?，在未投加亞鐵鹽的基礎(chǔ)上，應(yīng)加大系統(tǒng)的排泥量。五、化學(xué)除磷連續(xù)流實(shí)驗系列工況結(jié)論1. 通過高碑店污水處理廠及小試二沉出水混凝實(shí)驗可以看出， 在不添加高分 子絮凝劑的情況下，鐵鹽的處理效果要優(yōu)于鋁鹽，但無論鐵鹽還是鋁鹽，都只有 在投加量較大的情況下才能達(dá)到一定處理效果。2. 在第二階段連續(xù)流實(shí)驗中，主要考察了不同投加點(diǎn)的處理效果。通過實(shí)驗 發(fā)現(xiàn)，選擇在曝氣池末端投加絮凝劑要優(yōu)于在二沉池投加，原因有以下幾點(diǎn)：第一、無需再投加高分子絮凝劑通過實(shí)驗可以看出，由于曝氣池中的生物體起到了較好的絮凝沉淀作用，故投加高分子絮凝劑前后，水中磷的去除效果并無明顯差異。第二、可以減少無機(jī)絮凝劑的投加量第三、可減少污泥體積，有利于后續(xù)污泥處理3.