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磷鈣廢水生物處理工藝選擇試驗

發布時間:2021-02-27 19:38:47

A. 如何做廢水生化處理的對比實驗

A/O工藝:

A/O工藝法,也叫厭氧好氧工藝法,主要用於水處理方面。A就是厭氧段,主要用於脫氮除磷;O就是好氧段,主要用於去除水中的有機物。它除了可去除廢水中的有機污染物外,還可同時去除氮、磷,對於高濃度有機廢水及難降解廢水,在好氧段前設置水解酸化段,可顯著提高廢水可生化性。


A2/O工藝:

A2/O工藝亦稱A-A-O工藝,即厭氧-缺氧-好氧工藝,被稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝。按實質意義來說,本工藝應為生物脫氮除磷工藝的簡稱。該工藝處理效率一般能達到:BOD5和SS為90%~95%,總氮為70%以上,磷為90%左右,一般適用於要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A2/O工藝的基建費和運行費均高於普通活性污泥法,運行管理要求高,所以對目前我國國情來說,當處理後的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營養化,從而影響給水水源時,才採用該工藝。


SBR工藝:

SBR是序列間歇式活性污泥法的簡稱,是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術,又稱序批式活性污泥法。與傳統污水處理工藝不同,SBR技術採用時間分割的操作方式替代空間分割的操作方式,非穩定生化反應替代穩態生化反應,靜置理想沉澱替代傳統的動態沉澱。它的主要特徵是在運行上的有序和間歇操作,SBR技術的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於一池,無污泥迴流系統。

B. 污水中磷的處理方法

磷的去除有化學除磷生物除磷兩種工藝,生物除磷是一種相對經濟的除磷方法,但由於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准,常需要採取化學除磷措施來滿足要求。
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葯劑,其與污水中溶解性的鹽類,如磷酸鹽混合後,形成顆粒狀、非溶解性的物質,這一過程涉及的是所謂的相轉移過程,反應方程舉例如式1。實際上投加化學葯劑後,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,所以必須區分化學沉析和化學絮凝的差異。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1
污水沉析反應可以簡單的理解為:水中溶解狀的物質,大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程,絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程,所以絮凝不是相轉移過程。
在污水凈化工藝中,絮凝和沉析都是極為重要的,但絮凝是用於改善沉澱池的沉澱效果,而沉析則用於污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工藝實現相的轉換,則當向污水中投加了溶解性的金屬鹽葯劑後,一方面溶解性的磷轉換成為非溶解性的磷酸金屬鹽,也會同時產生非溶解性的氫氧化物(取決於PH值)。另一方面,隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物,使穩定的膠體脫穩,通過速度梯度或擴散過程使脫穩的膠體互相接觸生成絮凝體。最後通過固—液分離步驟,得到凈化的污水和固一液濃縮物(化學污泥),達到化學除磷的目的。
根據化學沉析反應的基礎,為了生成磷酸鹽化合物,用於化學除磷的化學葯劑主要是金屬鹽葯劑和氫氧化鈣(熟石灰)。許多高價金屬離子葯劑投加到污水中後,都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物。出於經濟原因,用於磷沉析的金屬鹽葯劑主要是Fe3+、Al3+和Fe2+鹽和石灰。這些葯劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。二價鐵鹽僅當污水中含有氧,能被氧化成三價鐵鹽時才能使用。Fe2+在實際中為了能被氧化常投加到曝氣沉砂池或採用同步沉析工藝投加到曝氣池中,其效果同使用Fe3+一樣,反應式如式2、3。
Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6~7 式2
Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5~5.5 式3
與沉析反應相競爭的反應是金屬離子與OH的反應,所以對於各種不同的金屬鹽產品應注意的是金屬的離子量,反應式如式4、5。
Al3++3OH-→Al(OH)3↓ 式4
Fe3++3OH-→Fe(OH)3 式5
金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體,這對於沉析產物的絮凝是有利的,同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。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。
沉析效果是受PH值影響的,金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對於鐵鹽最佳PH值范圍為5.0~5.5,對於鋁鹽為6.0~7.0,因為在以上PH值范圍內FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽葯劑會給污水和污泥處理還會帶來益處,比如會降低污泥的污泥指數,有利於沼氣脫硫等。
由於金屬鹽葯劑的投加會使污水處理廠出水中的Cl-或SO2-4離子含量增加。如果沉析葯劑溶液中另外含有酸的話,則需特別加以注意。
投加金屬鹽葯劑後相應會降低污水的鹼度,這也許會對凈化產生不利影響。當在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時,必須考慮對硝化反應的影響。
另外,如果污水處理廠污泥用於農業,使用金屬鹽葯劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農業的影響。
除了金屬鹽葯劑外,氫氧化鈣也用作沉析葯劑。在沉折過程中,對於不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH-離子,因為隨著pH值的提高,磷酸鈣的溶解性降低,採用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。磷酸鈣的形成是按反應式6進行的:
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓ pH ≥8.5 式6
但在pH值為8.5到10.5的范圍內除了會產生磷酸鈣沉析外,還會產生碳酸鈣,這也許會導致在池壁或渠、管壁上結垢,反應式如式7。
Ca2++CO32-→CaCO3 式7
與鈣進行磷酸鹽沉析的反應除了受到PH值的影響,另外還受到碳酸氫根濃度(鹼度)的影響。在一定的PH值惰況下,鈣的投加量是與鹼度成正比的。
對於軟或中硬的污水,採用鈣沉析時,為了達到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的,具有強緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。
化學沉析工藝是按沉析葯劑的投加地點來區分的,實際中常採用的有:前沉析、同步沉析和後沉析或在生物處理之後加絮凝過濾
(1)前沉析
前沉析工藝的特點是沉析葯劑投加在沉砂池中,或者初次沉澱池的進水渠(管)中,或者文丘里渠(利用渦流)中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物(大塊狀的絮凝體)則在一次沉澱池中通過沉澱而被分離。如果生物段採用的是生物濾池,則不允許使Fe2+葯劑,以防止對填料產生危害(產生黃銹)。
前沉析工藝(如圖2所示)特別適合於現有污水處理廠的改建(增加化學除磷措施),因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷,而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的沉析葯劑主要是生灰和金屬鹽葯劑。經前沉析後剩餘磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/1,完全能滿足後續生物處理對磷的需要。
(2)同步沉析
同步沉析是使用最廣泛的化學除磷工藝,在國外約占所有化學除磷工藝的50%。其工藝是將沉析葯劑投加在曝氣池出水或二次沉澱池進水中,個別情況也有將葯劑投加在曝氣池進水或迴流污泥渠(管)中。目前很多污水廠都採用,如廣州大坦沙污水處理廠三期就是採用的同步沉析,加葯對活性污泥的影響比較小。
(3)後沉析
後沉析是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行,因而也就有二段法工藝的說法。一般將沉析葯劑投加到二次沉澱池後的一個混合池(M池)中,並在其後設置絮凝池(F池)和沉澱池(或氣浮池)。
對於要求不嚴的受納水體,在後沉析工藝中可採用石灰乳液葯劑,但必須對出水PH值加以控制,比如採用沼氣中的CO2進行中和。
採用氣浮池可以比沉澱池更好地去除懸浮物和總磷,但因為需恆定供應空氣而運轉費用較高。

C. 污水處理工藝選擇時應考慮哪些基本因素

污水處理工藝流程選擇,一般應考慮以下因素。

1、廢水水質

生活污水水質通常比較穩定,一般的處理方法包括酸化、好氧生物處理、消毒等。而工業廢水應根據具體的水質情況進行工藝流程的合理選擇。特別需要指出的是,對於採用好氧生物處理工藝處理廢水來說,要注意廢水的可生化性,通常要求COD/BOD5 >0. 3,如不能滿足要求,可考慮進行厭氧生物水解酸化,以提高廢水的可生化性,或是考慮採用非生物處理的物理或化學方法等

2、污水處理程度

這是污水處理工藝流程選擇的主要依據。污水處理程度原則上取決於污水的水質特徵、處理後水的去向和污水所流人水體的自凈能力。但是目前,污水處理程度的確定主要依從國家的有關法律制度及技術政策的要求。通常環境管理部門是根據《污水綜合排放標准》及相關的行業排放標准來控制污水的排放濃度,一些經濟發展水平較高的地區還規定了更為嚴格的地方排放標准。因此,無論是何種需要處理的污水,也無論是採取何種處理工藝及處理程度,都應以處理系統的出水能夠達標為依據和前提。按照法律、法規、政策的要求預防和治理水體環境污染。

3、建設及運行費用

考慮建設與運行費用時,應以處理水達到水質標准為前提條件。在此前提下,工程建設及運行費用低的工藝流程應得到重視。此外,減少佔地面積也是降低建設費用的重要措施

4、工程施工難易程度

工程施工的難易程度也是選擇工藝流程的影響因素之一。如地下水位高,地質條件差的地方,就不適宜選用深度大、施工難度高的處理構築物。

5、當地的自然和社會條件

當地的地形、氣候等自然條件也對廢水處理流程的選擇具有一定影響。如當地氣候寒冷,則應採用在低溫季節也能夠正常運行,並保證水質達標的工藝。當地的社會條件如原材料、水資源與電力供應等也是流程選擇應當考慮的因素之一。

6、污水的水量

除水質外,污水的水量也是影響因素之一。對於水量、水質變化大的污水,應首先考慮採用抗沖擊負荷能力強的工藝,或考慮設立調節池等緩沖設施以盡量減少不利影響。

7、處理過程中是否產生新的矛盾

污水處理過程中應注意是否會造成二次污染問題。例如制葯廠廢水中含有大量有機物質(如苯、甲苯、澳素等),在曝氣過程中會有廢氣排放,對周圍大氣環境造成影響;化肥廠生產廢水在採用沉澱、冷卻處理後循環利用,在冷卻塔尾氣中會含有氰化物,對大氣造成污染;農葯廠樂果廢水處理中,以鹼化法降解樂果,如採用石灰做鹼化劑,產生的污泥會造成二次污染;印染或染料廠廢水處理時,污泥的處置成為重點考慮的問題。

總之,污水處理流程的選擇應綜合考慮各項因素,進行多方案的技術經濟比較才能得出結論。

D. 求生物試驗室廢水處理方法

實驗室廢水處理
實驗室廢水主要來自各科研單位實驗研究室和高等院校的科研和教學實驗室。實驗室廢水有其自身的特殊性質, 量少, 間斷性強, 高危害, 成分復雜多變。

根據廢水中所含主要污染物性質, 可以分為實驗室有機和無機廢水兩大類。無機廢水主要含有重金屬、重金屬絡合物、酸鹼、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機離子等。有機廢水含有常用的有機溶劑、有機酸、醚類、多氯聯苯、有機磷化合物、酚類、石油類、油脂類物質。相比而言, 有機廢水比無機廢水污染的范圍更廣, 帶來的危害更嚴重。不同的廢水, 污染物組成不同, 處理方法和程度也不相同。實驗室廢水的處理本著分類收集, 就地、及時地原位處理, 簡易操作, 以廢治廢和降低成本的原則。

目前, 國內外還未見報道有成熟的工藝和方法能將實驗室廢水綜合處理到達標排放的標准。實驗室廢水的治理不能等同於工業廢水處理,而是採用多單元處理流程系統或是有針對性地進行分類處理, 盡可能地降低處理難度, 使處理費用較低, 操作比較簡單。實驗室有機廢水處理方法可以借鑒其它有機廢水的處理。一般來說有機廢水處理技術主要包括生物法和物化法。對有機物濃度高、毒性強、水質水量不穩定的實驗室廢水, 生物法處理效果不佳, 而物化法對此類廢水的處理表現出明顯的優勢。實驗葯品回收、對實驗室廢棄物進行分類處理及回收循環再利用, 不僅能減小對環境的污染, 而且能減少化學葯品的浪費。對高濃度實驗室有機廢水, 將其中的有機溶劑如醇類、酯類、有機酸、酮及醚等回收循環使用後, 再用化學方法處理; 對濃度高、毒性大且無法回收的有機廢水, 需要進行集中焚燒處理。

相關技術

廢液中有害物質的處理方法主要是通過物理過程和化學反應等,將有害物回收或分解、轉化生成其它無毒或低毒的化合物。下面是一些有害廢棄物的處理方法。

1. 含砷廢液的處理
三氧化二砷是劇毒物資,其致死劑量為0.1g。在溶液中的濃度不得超過5×10-5%。處理時可利用硫酸鐵在鹼性條件下形成氫氧化鐵沉澱與砷的化合物共沉澱和吸附作用, 將廢水中的砷除去。注意,Fe3+和As3+的摩爾比約為10∶1,pH 值在9左右效果最好,充分攪拌後靜置過夜,分離沉澱,排放廢液。
Fe3++ 3OH-= Fe(0H)3 ↓
As3++ 3OH-= As(0H)3 ↓
可用鉬藍法或二乙基二硫代氨基甲酸銀法測定砷的含量。

2.含鉻廢液的處理

Cr(Ⅵ)有劇毒,在溶液中的濃度不得超過5×10-5%。可在酸性(調pH值為2~3)含鉻廢液中,加入約10 %的硫酸亞鐵溶液, Fe2+能把Cr(Ⅵ) 還原為Cr3+。然後用熟石灰或鹼液調溶液的pH 為6~8 (防止pH大於10時Cr(OH)3轉變成Cr(OH)4-) ,加熱到80℃左右,靜置過夜,分離沉澱,排放廢液。
Fe2++ 2OH-= Fe(0H)2 ↓
Fe3++ 3OH-= Fe(OH)3 ↓
Cr3++ 3OH-= Cr(OH)3 ↓
3.含氰化物廢液的處理

氰化物有劇毒,在溶液中的濃度不得超過1.0×10-4%。我們利用CN-離子的強配位性採用絡合法即普魯士藍法處理含氰化物的廢液。先在廢液中加入鹼液調pH為7.5~10.5,然後加入約10 %的硫酸亞鐵溶液,充分攪拌,靜置後分離沉澱,排放廢液。
Fe2++ 6CN-= [Fe(CN)6]4-
2Fe2++ [Fe(CN)6]4-= Fe2[Fe(CN)6] ↓

4.含汞廢液的處理

含汞廢液的毒性極大,其最低濃度不得超過5.0×10-7% , 若廢液經微生物等的作用後會變成毒性更大的有機汞。可用Na2S 把Hg2+轉變成HgS ,然後使其與FeS 共沉澱而分離除去。
Hg2+ + S2-= HgS ↓
Fe2++ S2-= FeS ↓

注意: 要防止Na2S 過量生成[ HgS2]2-絡離子。可先在含汞廢液中加入與Hg2+濃度等摩爾的NaS•9H2O ,經充分攪拌使Hg2+生成難溶的HgS ,再加入1.0×10-3%FeSO4 ,使Fe2+與過量的Na2S生成FeS沉澱,將懸浮的HgS共沉澱。靜置後分離沉澱,排放廢液。

5.含鉛廢液的處理

含鉛廢液的濃度不得超過1.0×10-4%。可用氫氧化物共沉澱法處理。先用鹼液調pH值為11,把Pb2+轉變成難溶的Pb(OH)2 沉澱,然後加鋁鹽凝聚劑Al2(SO4)3使生成Al(OH)3沉澱,此時pH值為7-8,即產生Al(OH)3和Pb(OH)2共沉澱。靜置澄清後分離沉澱,排放廢液。
Pb2++ 2OH-= Pb(OH)2 ↓
Al3++ 3OH-= Al(OH)3 ↓

6.六價鉻

六價鉻廢水一般存在於皮革揉制、電鍍、鉻黃染料廢水及冷卻水(阻蝕劑)中,是一種致癌物質,化驗室的含六價鉻廢水水量小、鉻濃度低(<20mg/I),在這種情況下,可先將六價鉻還原為,三價鉻後再用鹼(氫氧化鈉)進行沉澱,如選用硫酸亞鐵作還原劑,廢水PH控制在8__9范圍,選用亞硫酸鈉作還原劑,廢水pH控制在2—3范圍,其他還原劑還有二氧化硫、亞硫酸氫鈉、連二亞硫酸鈉等,化驗員可根據情況選用。

7.鎘

90%鎘的應用於電鍍、顏料、合金及電池等,對環境監測站化驗室含鎘廢水實用的方法有沉澱法,吸附法。使用沉澱法,沉澱劑有氫氧化物、硫化物、聚合硫酸鐵,使用氫氧化物,pH控制在lO以上,可達滿意效果;使用硫化物PH控制在9以上;使用聚合硫酸鐵pH控制在8.5~9.5范圍。吸附法,可使用活性炭、風化煤、磺化煤作吸附劑。

8.酚
隨著石油化工、塑料、合成纖維、焦化等工業的迅速發展,各種含酚廢水也相應增多,酚的毒性較高,使用活性炭作吸附劑是一種可行的方法。對於其他有毒有害有機廢水,化驗員也可用此方法。

9.有機回收與利用

實驗用過的有機溶劑有些可回收,可先在分液漏斗中洗滌有機溶劑,根據有機溶劑中所含溶解物不同,採用不同洗滌劑進行洗滌後,再用水洗滌,然後乾燥。再通過蒸餾進行精製,純化。如四氯化碳,若含有雙硫腙,則可用H2SO4 洗滌一次,再用水洗兩次,經無水氯化鈣乾燥後,蒸餾收集76~78℃餾分。烴、酮、醛、醇、酯等有機物也可在燃燒爐中處理,溫度為800~850℃時可完全燃燒或分解,產生的氣體用鹼液洗滌。

E. 含磷廢水怎麼處理

一、生物法

20世紀70年代美國的Spector發現,微生物在好氧狀態下能攝取磷,而在有機物存在的厭氧狀態下放出磷。含磷廢水的生物處理方法便是在此基礎上逐步形成和完善起來的。

目前,國外常用的生物脫磷技術主要有3種:

1、向曝氣貯水池中添加混凝劑脫磷;

2、利用土壤處理,正磷酸根離子會與土壤中的Fe和Al的氧化物反應或與粘土中的OH-或SiO22-進行置換,生成難溶性磷酸化合物;

3、活性污泥法,這是目前國內外應用最為廣泛的一類生物脫磷技術。

生物除磷法具有良好的處理效果,沒有化學沉澱法污泥難處理的缺點,且不需投加沉澱劑。對於二級活性污泥法工藝,不需增加大量設備,只需改變運轉流程即可達到生物除磷的效果。

但要求管理較嚴格,為了形成VFA,要保證厭氧階段的厭氧條件。

二、化學沉澱法

通過投加化學沉澱劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉澱物,可把磷分離出去,同時形成的絮凝體對磷也有吸附去除作用。

常用的混凝沉澱劑有石灰、明礬、氯化鐵,石灰與氯化鐵的混合物等。影響此類反應的主要因素是pH、濃度比、反應時間等。

三、生物強化除磷

生物強化除磷中的聚磷菌利用比較普遍,目前也是生物除磷的主要研究方向。

聚磷菌也叫做攝磷菌、除磷菌,是傳統活性污泥工藝中一類特殊的細菌,在好氧狀態下能超量地將污水中的磷吸入體內,使體內的含磷量超過一般細菌體內的含磷量的數倍,這類細菌被廣泛地用於生物除磷。

其原理為:在厭氧條件下,除磷菌能分解體內的聚磷酸鹽而產生ATP,並利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內,以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存於細胞內,同時還將分解聚磷酸鹽所產生的磷酸排出體外。

而好氧條件下,除磷菌利用廢水中的BOD5或體內貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,一部分磷被用來合成ATP,另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內。

四、吸附法

20世紀80年代,多孔隙物質作為吸附劑和離子交換劑就已應用在水的凈化和控制污染方面。黃巍等人以粉煤灰作為吸附劑,對含磷50~120mg/L模擬廢水脫磷的規律特徵進行了研究。

研究表明粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等,具有相當大的吸附作用,粉煤灰對無機磷酸根不是單純吸附,其中CaO、FeO、Al2O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉澱現象,因而在廢水處理方面具有廣闊的應用前景。

五、其他的除磷方法

鄒偉國等研究的新型雙污泥脫氮除磷工藝系統處理生活污水取得成功。傳統的脫氮除磷工藝多採用單污泥系統,因此存在著硝化和除磷泥齡之間的矛盾,將活性污泥法與生物膜法相結合,可解決這個問題。

實驗結果表明,該工藝對PO43-的去除率達到了90%,處理效果穩定,對水質的適應能力很強。

陳瀅等進行了低溶解氧SBR除磷工藝的研究。

該方法要注意的是污泥負荷對COD去除率和除磷效果的影響較大,因此要選擇合適的污泥負荷。污泥負荷過高時會導致非絲菌污泥膨脹。

方茜等利用SBR法處理低碳城市污水取得進展,解決了處理碳、氮、磷比例失調(碳量偏低)城市污水如何保證氮磷高效去除的難點。

結果表明,利用此法處理廣州地區低碳城市污水,出水有機物、氨氮及總磷均達標,且磷的釋放量越大則出水磷總濃度就越低。實踐證明,SBR法具有流程簡單,不需要污泥迴流,脫氮除磷效果好的特點。

F. 廢水生物處理方法有哪些

主要藉助微生物的分解作用把污水中有機物轉化為簡單的無機物,使污水得到凈化.
1.按對版氧氣需求情況可分為厭權氧生物處理和好氧生物處理兩大類.厭氧生物處理系利用厭氧微生物把有機物轉化為有機酸,甲烷菌再把有機酸分解為甲烷、二氧化碳和氫等,如厭氧塘、化糞池、污泥的厭氣消化和厭氧生物反應器等.好氧生物處理系採用機械曝氣或自然曝氣(如藻類光合作用產氧等)為污水中好氧微生物提供活動能源,促進好氧微生物的分解活動,使污水得到凈化,如活性污泥、生物濾池、生物轉盤、污水灌溉、氧化塘的功能.
2,.按微生物的懸浮狀態分為活性污泥法和生物膜法.活性污泥法微生物懸浮在污水中,如氧化溝,a2o,傳統活性污泥法,sbr等等.生物膜法微生物附著在載體上,如生物轉盤法,生物流化床等等.

G. 污水中磷的處理方法有哪些

磷的去除有化學除磷生物除磷兩種工藝,生物除磷是一種相對經濟的除磷方法,但由於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准,常需要採取化學除磷措施來滿足要求。
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葯劑,其與污水中溶解性的鹽類,如磷酸鹽混合後,形成顆粒狀、非溶解性的物質,這一過程涉及的是所謂的相轉移過程,反應方程舉例如式1。實際上投加化學葯劑後,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,所以必須區分化學沉析和化學絮凝的差異。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1
污水沉析反應可以簡單的理解為:水中溶解狀的物質,大部分是離子狀物質轉換為非溶解、顆粒狀形式的過程,絮凝則是細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的過程,所以絮凝不是相轉移過程。
在污水凈化工藝中,絮凝和沉析都是極為重要的,但絮凝是用於改善沉澱池的沉澱效果,而沉析則用於污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工藝實現相的轉換,則當向污水中投加了溶解性的金屬鹽葯劑後,一方面溶解性的磷轉換成為非溶解性的磷酸金屬鹽,也會同時產生非溶解性的氫氧化物(取決於PH值)。另一方面,隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物,使穩定的膠體脫穩,通過速度梯度或擴散過程使脫穩的膠體互相接觸生成絮凝體。最後通過固—液分離步驟,得到凈化的污水和固一液濃縮物(化學污泥),達到化學除磷的目的。
根據化學沉析反應的基礎,為了生成磷酸鹽化合物,用於化學除磷的化學葯劑主要是金屬鹽葯劑和氫氧化鈣(熟石灰)。許多高價金屬離子葯劑投加到污水中後,都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物。出於經濟原因,用於磷沉析的金屬鹽葯劑主要是Fe3+、Al3+和Fe2+鹽和石灰。這些葯劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。二價鐵鹽僅當污水中含有氧,能被氧化成三價鐵鹽時才能使用。Fe2+在實際中為了能被氧化常投加到曝氣沉砂池或採用同步沉析工藝投加到曝氣池中,其效果同使用Fe3+一樣,反應式如式2、3。
Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6~7 式2
Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5~5.5 式3
與沉析反應相競爭的反應是金屬離子與OH的反應,所以對於各種不同的金屬鹽產品應注意的是金屬的離子量,反應式如式4、5。
Al3++3OH-→Al(OH)3↓ 式4
Fe3++3OH-→Fe(OH)3 式5
金屬氫氧化物會形成大塊的絮凝體,這對於沉析產物的絮凝是有利的,同時還會吸附膠體狀的物質、細微懸浮顆粒。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。
沉析效果是受PH值影響的,金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對於鐵鹽最佳PH值范圍為5.0~5.5,對於鋁鹽為6.0~7.0,因為在以上PH值范圍內FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽葯劑會給污水和污泥處理還會帶來益處,比如會降低污泥的污泥指數,有利於沼氣脫硫等。
由於金屬鹽葯劑的投加會使污水處理廠出水中的Cl-或SO2-4離子含量增加。如果沉析葯劑溶液中另外含有酸的話,則需特別加以注意。
投加金屬鹽葯劑後相應會降低污水的鹼度,這也許會對凈化產生不利影響。當在同步沉析工藝中使用硫酸鐵時,必須考慮對硝化反應的影響。
另外,如果污水處理廠污泥用於農業,使用金屬鹽葯劑除磷時必須考慮鋁或者鐵負荷對農業的影響。
除了金屬鹽葯劑外,氫氧化鈣也用作沉析葯劑。在沉折過程中,對於不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH-離子,因為隨著pH值的提高,磷酸鈣的溶解性降低,採用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。磷酸鈣的形成是按反應式6進行的:
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓ pH ≥8.5 式6
但在pH值為8.5到10.5的范圍內除了會產生磷酸鈣沉析外,還會產生碳酸鈣,這也許會導致在池壁或渠、管壁上結垢,反應式如式7。
Ca2++CO32-→CaCO3 式7
與鈣進行磷酸鹽沉析的反應除了受到PH值的影響,另外還受到碳酸氫根濃度(鹼度)的影響。在一定的PH值惰況下,鈣的投加量是與鹼度成正比的。
對於軟或中硬的污水,採用鈣沉析時,為了達到所要求的PH值所需要的鈣量是很少的,具有強緩沖能力的污水相反則要求較大的鈣投加量。
化學沉析工藝是按沉析葯劑的投加地點來區分的,實際中常採用的有:前沉析、同步沉析和後沉析或在生物處理之後加絮凝過濾。
(1)前沉析
前沉析工藝的特點是沉析葯劑投加在沉砂池中,或者初次沉澱池的進水渠(管)中,或者文丘里渠(利用渦流)中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉析產物(大塊狀的絮凝體)則在一次沉澱池中通過沉澱而被分離。如果生物段採用的是生物濾池,則不允許使Fe2+葯劑,以防止對填料產生危害(產生黃銹)。
前沉析工藝(如圖2所示)特別適合於現有污水處理廠的改建(增加化學除磷措施),因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷,而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的沉析葯劑主要是生灰和金屬鹽葯劑。經前沉析後剩餘磷酸鹽的含量為1.5-2.5mg/1,完全能滿足後續生物處理對磷的需要。
(2)同步沉析
同步沉析是使用最廣泛的化學除磷工藝,在國外約占所有化學除磷工藝的50%。其工藝是將沉析葯劑投加在曝氣池出水或二次沉澱池進水中,個別情況也有將葯劑投加在曝氣池進水或迴流污泥渠(管)中。目前很多污水廠都採用,如廣州大坦沙污水處理廠三期就是採用的同步沉析,加葯對活性污泥的影響比較小。
(3)後沉析
後沉析是將沉析、絮凝以及被絮凝物質的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行,因而也就有二段法工藝的說法。一般將沉析葯劑投加到二次沉澱池後的一個混合池(M池)中,並在其後設置絮凝池(F池)和沉澱池(或氣浮池)。
對於要求不嚴的受納水體,在後沉析工藝中可採用石灰乳液葯劑,但必須對出水PH值加以控制,比如採用沼氣中的CO2進行中和。
採用氣浮池可以比沉澱池更好地去除懸浮物和總磷,但因為需恆定供應空氣而運轉費用較高。

H. 如何結合生物脫氮和生物除磷進行污水生物處理工藝設計

高級生物膜法。來厭氧釋磷,聚自磷菌,硝化細菌大都附著生長在高效生物膜載體上,由於高級生化填料生物相,功能區全面,不僅是其具有良好的聚磷硝化作用還具備相當的反硝化功效,脫tn能力大增。生物除磷需要短的泥齡,7~15天,脫氮需要長泥齡,通過控制剩餘污泥排放周期達到需要治理的水質預期。具體了解請Q-~2456811680加時註明來意

I. 廢水的可生化性指標是如何規定的

一般考慮廢水的B/C,如果在0.3以上,可認為可生物處理,如果低於0.2,基本可不用考慮生化處理,在0.2~0.3之間嘗試如何提高B/C——水解酸化,高級氧化等。

(9)磷鈣廢水生物處理工藝選擇試驗擴展閱讀:

模擬實驗法是指直接通過模擬實際廢水處理過程來判斷廢水生物處理可行性的方法。根據模擬過程與實際過程的近似程度,可以大致分為培養液測定法和模擬生化反應器法。

1、培養液測定法

培養液測定法又稱搖床試驗法,具體操作方法是:在一系列三角瓶內裝入某種污染物(或廢水)為碳源的培養液,加入適當N、P等營養物質,調節pH值,然後向瓶內接種一種或多種微生物(或經馴化的活性污泥)。

將三角瓶置於搖床上進行振盪,模擬實際好氧處理過程,在一定階段內連續監測三角瓶內培養液物理外觀(濃度、顏色、嗅味等)上的變化,微生物(菌種、生物量及生物相等)的變化以及培養液各項指標:pH、COD或某污染物濃度的變化。

2、模擬生化反應器法

模擬生化反應器法是在模型生化反應器(如曝氣池模型)中進行的,通過在生化模型中模擬實際污水處理設施(如曝氣池)的反應條件,如:MLSS濃度、溫度、DO、F/M比等,來預測各種廢水在污水處理設施中的去除效果,及其各種因素對生物處理的影響。

由於模擬實驗法採用的微生物、廢水與實際過程相同,而且生化反應條件也接近實際值,從水處理研究的角度來講,相當於實際處理工藝的小試研究,各種實際出現的影響因素都可以在實驗過程中體現,避免了其他判定方法在實驗過程中出現的誤差,且由於實驗條件和反應空間更接近於實際情況,因此模擬實驗法與培養液測定法相比,能夠更准確地說明廢水生物處理的可行性。

但正是由於該種判定方法針對性過強,各種廢水間的測定結果沒有可比性,因此不容易形成一套系統的理論,而且小試過程的判定結果在實際放大過程中也可能造成一定的誤差。

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