重慶某污水處理廠除磷提標(biāo)思路淺析

1、重慶某污水處理廠除磷提標(biāo)思路淺析摘要：結(jié)合重慶市某污水處理廠提標(biāo)改造目標(biāo)，針對該廠實際運行情況及達標(biāo) 困難，分析了生物法及化學(xué)法聯(lián)合除磷達到一級A標(biāo)準(zhǔn)的方案，并對除磷原理、 除磷藥劑、投加量、投藥點進行了初步探討。關(guān)鍵詞：污水處理廠，提標(biāo)改造，一級A，TP引文：重慶市某污水處理廠位于重慶市渝東南，現(xiàn)狀規(guī)模2萬m3/d，污水 處理采取Orbal氧化溝工藝，一期出水水質(zhì)執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo) 準(zhǔn)GB18918-2002 一級B標(biāo)準(zhǔn)。目前該廠全年平均進水水量為2.38萬m3/d， 已超過設(shè)計最大負(fù)荷19%，污水處理廠長期超負(fù)荷運行。根據(jù)國家環(huán)?？偩?006年第21號公告以及重慶市創(chuàng)建國家環(huán)境

2、保護模范 城市規(guī)劃（20102013年）（重慶市人民政府，2010年6月）精神要求，為 保護三峽庫區(qū)水環(huán)境，進一步減少三峽庫區(qū)流域污染污的排放總量，要求進一步 提高三峽庫區(qū)相關(guān)污水廠的出水標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)需達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物 排放標(biāo)準(zhǔn)GB18948-2002 一級A標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)相關(guān)會議精神，該廠目前面臨二期擴建及一期提標(biāo)改造雙重任務(wù)。本文 針對該污水處理廠實際運行效果中一級A達標(biāo)率較低的TP指標(biāo)，粗淺探討通過 工程措施，使出水TP控制在0.5mg/L以下的方案。1、一期工程實際運行情況及TP指標(biāo)分析一期工程污水處理采用以O(shè)rbal氧化溝工藝為主體的二級處理工藝，并輔助 化學(xué)除磷。氧化溝采用轉(zhuǎn)

3、碟曝氣機曝氣，共設(shè)置DN1400轉(zhuǎn)碟18組306片。實際進水水質(zhì)該廠實際進水各污染指標(biāo)不同覆蓋率對應(yīng)濃度見下表：一期運行情況分析從前文可以看出，該廠實際進水水質(zhì)具有可生化效果較好、部分指標(biāo)（TN、 NH3-N、TP）進水濃度高于一般城市污水水質(zhì)的特點。該廠實際出水水質(zhì)各項指標(biāo)達標(biāo)率較高，除TP外所有指標(biāo)一級B達標(biāo)率均 為100%。部分指標(biāo)（COD、SS）一級A達標(biāo)率超過95%，BOD 一級A達標(biāo)率超 過80%;部分指標(biāo)，TN、NH3-N、TP 一級A達標(biāo)率偏低。綜上所述，該廠實際進水TP污染物指標(biāo)較高，出水一級A達標(biāo)率較低，是 該廠提標(biāo)改造工作中的重點。2、現(xiàn)行主流除磷工藝目前我國現(xiàn)行主流廢水

4、除磷的方法有化學(xué)沉淀法、電解法、微生物法、水生 物法、物理吸附法、膜技術(shù)處理法和土壤處理法等，但除磷效果比較較好應(yīng)用比 較多的是化學(xué)沉淀法和生物法。廢水中的磷主要來源于洗滌劑、糞便和磷化等工業(yè)廢水，其形態(tài)有正磷酸鹽、 聚磷酸鹽和有機磷，其中以正磷酸鹽和聚磷酸鹽占絕大多數(shù)，磷可以在有機磷和 無機磷、可溶性磷和不可溶性磷之間相互轉(zhuǎn)換，但價態(tài)不會發(fā)生變化。除磷工藝的目的都是將可溶性磷轉(zhuǎn)化為懸浮性磷，以便將其滯留?，F(xiàn)代污水 除磷技術(shù)是利用磷的循環(huán)轉(zhuǎn)化過程，使廢水中的磷轉(zhuǎn)化為不溶性的磷酸鹽沉淀， 或利用細(xì)胞合成，將磷吸收到污泥細(xì)胞中。前者稱為化學(xué)除磷，后者稱為生物除 磷。生物除磷法生物除磷是利用污水中的

5、聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷 酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機物，并轉(zhuǎn)化為PHB （聚8羥丁酸）儲存起 來。當(dāng)這些聚磷菌進入好氧條件時就降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的 合成和吸收磷，形成含磷量高的污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達到除磷 的目的。影響生物除磷的因素是要有厭氧條件（DO=0），同時要有可快速降解的有機 物，即BOD5/TP比值恰當(dāng)。同時，需將含磷污泥盡快排出系統(tǒng)，以免污泥中的磷 又返回到液體中。生物除磷法具有節(jié)約能源、運行費用低，不造成二次污染等優(yōu)點。但該法的 缺點在于：一方面對工藝條件的變化較化學(xué)除磷工藝較為敏感，另一方面必須保 持非常低的出水懸浮

6、物濃度。此外，該工藝要避免重力濃縮，盡管可采取氣浮濃 縮后迅速脫水或直接脫水，但初沉污泥與剩余污泥最好是分開進行濃縮脫水直到 泥處理末端再混在一起?；瘜W(xué)除磷法化學(xué)除磷的基本原理是通過投加化學(xué)藥荊形成不溶性磷酸鹽沉淀物，然后通 過固液分離從污水中去除.磷的化學(xué)沉淀分為4個步驟：沉淀反應(yīng)、凝聚作用、絮 凝作用、固液分離。沉淀反應(yīng)和凝聚過程在一個混合單元內(nèi)進行。目的是使沉淀 劑在污水中快速有效地混臺。凝聚過程中，沉淀所形成的膠體和污水中原已存在 的膠體凝聚為主粒子。絮凝過程中主粒子相互結(jié)合在一起形成更大的粒子一一絮 體，該過程的意義在于增加沉淀物顆粒的大小，使得這些顆粒能夠通過典型的沉 淀或氣浮加以

7、分離，固液分離可單獨進行，也可與初沉污泥和二沉污泥的排放相 結(jié)合.按工藝流程中藥學(xué)藥劑投加點的不同，磷酸鹽沉淀工藝有前置沉淀、協(xié)同沉 淀和后置沉淀三種類型?？捎糜诨瘜W(xué)除磷的金屬鹽有三種：鈣鹽、鐵鹽和鋁鹽，最常用的是石灰、硫 酸鋁、鋁酸鈉、三氧化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。一般認(rèn)為磷酸鹽沉淀 是配位基參與競爭的電性中和沉淀。即通過PO43-與鋁離子、鐵離子或鈣離子的 化學(xué)沉淀作用加以去除?；瘜W(xué)法的除磷效率高于生物除磷，且穩(wěn)定可靠。一般情況下，生物除磷出水 TP含量可滿足Blmg/L的排放要求；當(dāng)化學(xué)法結(jié)合后續(xù)生物處理時，出水的TP含 量可望滿足一級A標(biāo)0.5mg/L的排放要求；在化學(xué)法后增加

8、出水過濾，出水TP 達到 0.2mg/L。3、該廠TP指標(biāo)提標(biāo)分析化學(xué)除磷必要性分析BOD5/TP比值是衡量能否生物除磷的重要指標(biāo)，一般認(rèn)為該值要大于20，比 值越大，生物除磷效果越明顯。本項目進水BOD5/TP =31.7，可以采用生物除磷 工藝。目前，該污水處理廠按一級B標(biāo)運行。TP全年出水均值0.76 mg/L，一級B 達標(biāo)率83.3%，一級A達標(biāo)率僅為23.0%。同時，SS全年平均出水均值5.12 mg/L。如前文所述，生物除磷法必須保持非常低的出水懸浮物濃度。富集磷的活性 污泥磷含量可達6%，而一般活性污泥中的含磷量僅為2%。當(dāng)生化除磷工藝的 出水懸浮物濃度為5.12mg/L，這就意

9、味著懸浮物已帶出0.3g/L的磷，而溶解性磷 通常很難降到0.7mg/L以下，正常情況出水磷濃度一般要達到1.0mg/L，難以滿 足一級A運行需要。綜上所述，該廠在提標(biāo)改造的過程中，采用化學(xué)除磷法是非常必要的。混凝劑的選擇如前文所述，化學(xué)除磷的藥劑主要有鐵鹽、鋁鹽和石灰。向污水中投加石灰，污水堿度所消耗的石灰量通常比形成磷酸鈣類沉淀物所 需的石灰量大幾個數(shù)量級，因此石灰法除磷所需的石灰投加量基本上取決于污水 的堿度，而不是污水的含磷量。滿足除磷要求的石灰投加量大致為總碳酸鈣堿度 的1.5倍。石灰法除磷的pH值通?？刂圃?0以上，由于高的pH會抑制和破壞微生物 的增殖和活性，所以石灰法不能用于協(xié)

10、同沉淀，只能用于前置沉淀和后置沉淀法 除磷。鐵鹽和鋁鹽均能與磷酸根離子（PO43-）作用生成難溶性的沉淀物，通過去 除這些難溶性沉淀物去除水中的磷。硫酸鋁分為精制和粗制產(chǎn)品，適用水溫要求較高，通常為2040C，粗制硫 酸鋁含有2030%不溶物。聚合堿式氯化鋁為無機高分子化合物，凈化效率高， 成本高，腐蝕性小，勞動條件好。鐵鹽用量較少，磯花較大，成本低，不受水溫 和季節(jié)影響，但是腐蝕性較高，在處理、儲存和投加過程中需要特別小心，避免 人身傷害及對鋼鐵和混凝土的腐蝕，另外鐵鹽還會加重水的色度，影響感觀。結(jié)合污水處理廠運行情況，該廠可考慮采用鋁鹽作為化學(xué)除磷藥劑。投加量分析根據(jù)原水水質(zhì)計算，實際進水

11、BOD=190mg/L，生物除磷可去除1.9mg/L的TP， 設(shè)計進水TP=6mg/L，隨出水懸浮物帶走的磷為0.3mg/L （按出水SS均值計算）。 出水TP要求低于0.5mg/L，鑒于進水TP個別月份平均值達到6.9mg/L，該廠需化 學(xué)法去除的磷均值3.9 mg/L，最高去除值4.8mg/L。投加鋁鹽作混凝劑時，其投加混凝劑與污水中的總磷的摩爾比宜為1.53.0， 設(shè)計取1.5。二期工程需投加硫酸鋁量為77.4mg/L，則二期每天所增加的硫酸鋁投加量約 1160kg/d。當(dāng)污水處理廠全廠按TP 一級A運行時，每天所需硫酸鋁約2666kg/d （按遠(yuǎn)期3.5萬m3/d計）。按去除1kgP產(chǎn)

12、生7.20kgTDS計算，該廠終期規(guī)模時化學(xué)干污泥284kgTDS/d。根據(jù)該廠實際情況，可采取建設(shè)原液池及溶液池、增加隔膜式計量泵投加硫 酸鋁的形式，完成化學(xué)除磷。藥劑投加點確定化學(xué)除磷主要是向污水中投加藥劑，使藥劑與水中溶解性磷酸鹽形成不溶性 磷酸鹽沉淀物，然后通過固液分離將磷從污水中去除。固液分離可單獨進行，也 可與初沉污泥和二沉污泥的排出相結(jié)合。按工藝流程中化學(xué)藥劑投加點的不同， 化學(xué)沉淀除磷工藝可分為前置沉淀、同步沉淀和后置沉淀三種類型。前置沉淀：在初沉池前投加藥劑時，要求具有良好的混合和絮凝作用以保證 最佳處理效果。通過混合和絮凝系統(tǒng)的合理設(shè)計，一級處理可獲得7090%的除 磷率。

13、投加藥劑還可明顯提高BOD和SS的去除率。對此種方法，設(shè)置獨立的快 速混合池是必要的。同步沉淀：將鋁鹽或鐵鹽直接投加到生物池內(nèi)或生物池與終沉池之間是相當(dāng) 普遍的化學(xué)除磷方法。這種選擇充分體現(xiàn)了藥劑投加點的靈活性，允許改變加藥 點確保最佳混凝條件。由于最佳藥劑投加位置依化學(xué)藥劑的選擇、生物池與沉淀 池之間渠道的水流速度梯度及污水的水質(zhì)特性而變化，因此對加藥點的生產(chǎn)性試驗是非常必要。后置沉淀：在二沉池后投加藥劑除磷，需增加混合、反應(yīng)和固液分離設(shè)備和 構(gòu)筑物。結(jié)合該廠實際情況，運行過程總反硝化效果不好，反硝化碳源不足。前置沉 淀能夠協(xié)同去處非溶解性的碳化合物，不能為反硝化反應(yīng)提供足夠的碳化合物； 同步沉淀會增加污泥量，增加回流污泥中的無機磷酸鹽類物質(zhì)，影響污泥的活性， 但針對該廠有利于沉淀效果；后置沉淀藥劑的投加可根據(jù)磷負(fù)荷的變化控制藥劑 投加量。為減少后續(xù)絮凝沉淀污泥在濾池中積累，影響提標(biāo)改造時深度處理過濾工藝， 建議該廠采用同步沉淀。硫酸鋁投加點為氧化溝出水井。藥劑投加根據(jù)二級出水 TP的含量控制。4、結(jié)語本文結(jié)合重慶市某污水處理廠實際運行情況和提標(biāo)改造目標(biāo)，針對該廠出水 達標(biāo)率最低的TP污染物指標(biāo)進行分析。通過分析和計算，該廠在出水水質(zhì)執(zhí)行 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918 2002 一級A標(biāo)準(zhǔn)時，單純依靠生 物處理難以達標(biāo)，