化学同步除磷药剂的优选研究(优选)

化学同步除磷药剂的优选研究张志斌1,2,　周　峰2,　杜明臣3,　谭凤训2,　武道吉2(1.山东大学生命科学学院,山东济南250100;2.山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101;3.沂源县政府办公室,山东沂源256100)　　摘　要:　以城市污水为处理对象,通过分析三氯化铁、硫酸亚铁、三氯化铝、聚合氯化铝、聚合硅酸硫酸铁等5种常用混凝剂的同步除磷效果,优选化学同步除磷药剂种类。结果表明,硫酸亚铁的同步除磷效果最佳,在进水为2.75/的条件下,按/=1.2(铁与进水的物质的量之比)投加硫酸亚铁,可使出水降至0.5/以下,满足18918—2002的一级标准。在选择硫酸亚铁作为同步除磷药剂的条件下,当/≤1.6时,/值与出水和3-4浓度均呈现较好的相关性。　　关键词:　城市污水;　化学同步除磷;　硫酸亚铁中图分类号:703　　文献标识码:　　文章编号:1000-4602(2010)11-0104-03-1,2,　2,　-3,　-2,　-2(1.,,250100,;2.,,250101,;3.,256100,)　　:　,,,,.-.2.75/,/(-)1.20.5/,-(18918-2002).,/1.6,/3-4.　　:　;　;　　　基金项目:山东省优秀中青年科学家基金资助项目(200802052);　山东省环保局项目(0702)　　目前,我国85%的湖泊均存在不同程度的富营养化,有研究表明,城市污水的不合理排放是导致自然水体中磷含量超标的主要因素[1]。目前,城市污水处理厂主要采用生物法去除氮、磷,而对于低碳源的城市污水而言,其通常难以同时满足生物脱氮及生物除磷对碳源的需求,从而导致污水处理工艺的除磷效率低下[2]。为达到日趋严格的污水排放标准,化学辅助除磷方法逐渐被广泛采用[3]。根据药·104·第26卷　第11期2010年6月　　　　　　　　　　　　中国给水排水　　　　　　　　　　　　　.26.11.2010剂投加点的不同,化学辅助除磷工艺一般分为3种:前置除磷[4]、同步除磷[5]和后置除磷[6],其中同步除磷工艺基建投资少、运行费用低,具有广阔的应用前景。目前,除磷药剂优选方面的研究主要通过烧杯试验进行[4～6],尚无模拟除磷菌协同下的药剂优选研究,而在化学同步除磷系统中,药剂与微生物之间存在协同作用,这可能会对化学除磷效果产生某种影响,因此,在除磷菌协同下的药剂优选研究对化学同步除磷药剂的生产实践更具指导意义。笔者以实际城市污水为处理对象,在生物除磷系统中同步投加几种不同的除磷药剂,通过分析不同药剂的除磷效果,优选出最佳化学同步除磷药剂,以期为化学同步除磷方法的工程应用提供参考。1　材料与方法1.1　试验水样试验在光大水务(济南)有限公司水质净化二厂进行。试验水样取自稳定运行的倒置2中试装置的好氧池混合液。中试装置的进水取自该厂粗格栅后,其、、、可溶性总磷()和3-4分别为238.7、108、2.75、1.33和1.15/。1.2　试验药剂试验选取5种常用的化学除磷药剂:三氯化铁(3·62)、硫酸亚铁(4·72)、三氯化铝(3·62)、聚合氯化铝(23含量为10.2%)、聚合硅酸硫酸铁(浓度为10/)。1.3　试验方法取好氧池混合液20,沉降15后撇去上清液,均匀分盛于6个1的烧杯中,并用中试进水补充至1,先慢速搅拌2以模拟厌氧环境,再曝气1.5,按照中试进水与除磷药剂中金属的物质的量之比(/)为(1∶0)、(1∶0.4)、(1∶0.8)、(1∶1.2)、(1∶1.6)、(1∶2)分别向6个烧杯中投加化学药剂,再曝气0.5以模拟好氧环境,沉降15,取水面下5处上清液分析、和3-4浓度。2　结果与分析2.1　对的去除效果同步投加不同的除磷药剂时对的去除效果见图1。可知,铁系混凝剂对的去除效果明显优于铝系混凝剂,其中硫酸亚铁的除磷效果最优。这是因为硫酸亚铁溶于水后,2+可被氧化而生成3+,进而与3-4生成难溶性的磷酸盐,同时还伴随着水解反应发生,生成具有线性结构的多核羟基络合物,如5()7+8、7()9+12、9()7+20、12()2+34等,这些羟基络合物可有效吸附去除水中的磷。另外,由于铁系药剂的反应平衡常数大于铝系的,因此铁系更易与磷酸盐反应生成沉淀,对的去除效果优于铝系。而且铁盐价格相对便宜,所以铁盐是良好的化学同步除磷药剂。按/=1.2投加硫酸亚铁,可使出水0.5/,满足18918—2002的一级标准。当/≥1.6时,硫酸亚铁对的去除效果下降,可见对的去除率并不总是随药剂投量的增加而增大,存在最佳投量。这是因为当药剂投量过高时,虽然增加了水中络合离子的数量,但却减少了架桥所需的表面吸附点,同时由于同种粒子间的排斥作用而出现的分散稳定现象会使药剂与磷酸根离子生成的细小絮体较难沉降,导致对的去除率难以进一步提高[7]。图1　同步投加不同药剂时对的去除效果.1　2.2　对和溶解性磷酸盐的去除效果同步投加不同的除磷药剂时对的去除效果见图2。图2　同步投加不同药剂时对的去除效果.2　由图2可知,随着药剂投量的增加,对的去除率总体呈增加趋势,其中硫酸亚铁对的去·105·..张志斌,等:化学同步除磷药剂的优选研究第26卷　第11期除率明显高于其他药剂。当/=1.2时,硫酸亚铁协同微生物对的去除率可达85%,之后再增加硫酸亚铁投量,对的去除率增加趋势明显减缓。因此,若采用硫酸亚铁作为同步除磷药剂,建议按/=1.2投加。另外,不同的同步除磷药剂对溶解性磷酸盐的去除效果表明,不同药剂对溶解性磷酸盐的去除规律与的基本相同,这是由于溶解性磷酸盐在中所占比例较大。2.3　不同药剂对颗粒态磷酸盐的去除效果同步投加不同的除磷药剂时对不溶性磷的去除效果见图3。图3　同步投加不同药剂时对不溶性磷的去除效果.3　由图3可知,同步投加除磷药剂对不溶性磷的去除效果不明显,这是由于在化学同步除磷系统中,活性污泥具有较强的絮凝性能,对颗粒态污染物具有良好的去除效果,因此,投加除磷药剂对不溶性磷的去除效果不明显。2.4　药剂投量与出水浓度的相关性选择硫酸亚铁为同步除磷药剂,在不同药剂投量下分析/值与出水、3-4浓度的相关性。结果表明,当/≤1.6时,/值与出水、3-4浓度均呈现良好的相关性,相关函数分别为=1.406-0.83(2=0.987)、=0.700-1.30(2=0.995)。在实际污水处理中,可以参考其相关关系,指导自动加药系统的实时调控,节省药剂投量。3　结论①　在化学同步除磷系统中,铁系混凝剂对磷的去除效果优于铝系混凝剂,其中硫酸亚铁的同步除磷效果最佳,在进水为2.75/的条件下,按/=1.2投加硫酸亚铁,可使出水降至0.5/以下,满足18918—2002的一级标准。②　当选择硫酸亚铁作为同步除磷药剂时,在/≤1.6的条件下,/值与出水和3-4浓度均呈现较好的相关性。参考文献:[1]　,,.--[].,1999,14(1-2):127-138.[2]　,,.-∶[].,2008,99(5):1236-1241.[3]　,,.-[].,2006,40(15):2965-2971.[4]　张志斌,夏四清,赵建夫.化学生物絮凝工艺对溶解性有机物的去除特性[].中国给水排水,2006,22(3):32-34.[5]　侯红娟,王洪洋,周琪.低碳、高氮磷城市污水的化学辅助除磷研究[].中国给水排水,2007,23(11):24-27.[6]　李伟伟,高宝玉,许春华,等.化学混凝对两级曝气生物滤池出水的除磷效果研究[].中国给水排水,2007,23(5):54-57.[7]　王立立,刘焕彬,胡勇有,等.生活污水二级生物处理后的铁盐混凝除磷试验研究[].环境污染与防治,2002,24(6):361-364.电话:[phone]-:@163.收稿日期:2009-11-28·106·第26卷　第11期　　　　　　　　　　　　　　中国给水排水　　　　　　　　　　　　..