张家港禹泰检测有限公司
摘要:总磷是植物生长必需的营养物质,但是当磷含量过高时会引起土壤板结,影响植物的生长,当土壤中的磷通过雨水冲刷或其他形式进入水体时,会导致水草过量繁殖,鱼虾死亡,恶化水体水质,2007年太湖蓝藻事件就是一个典型事例,太湖蓝藻事件爆发后,影响了整个无锡地区的居民用水,给生活造成了极大的不便。因此,对污水处理厂来说,总磷的去除对自然生态有着重大的意义。
当生物除磷达不到一级B排放标准时,此时就要考虑投加除磷剂,除磷剂有多种,根据南闸污水处理厂的生产需求,我们需要对比哪一种除磷剂更为实用,本文介绍了铝盐、铁盐,石灰等除磷剂的原理及优缺点,并选取出最合理的除磷剂。
关键词:总磷 除磷剂 铝盐 铁盐 石灰。
第一章绪论
1.1 课题研究的意义
自然界中磷的分布率很广,磷与氧的化合能力较强,所以在自然界中不存在单质的磷元素,磷大多数以磷酸盐的方式分布在自然界中,磷酸磷与硝酸盐相比,进入土壤微粒会更容易些。
磷进入水体的主要途径是地表径流和土壤腐蚀,尽管生物量对磷的要求仅是氮的1/7,但在水环境中,磷是最能够影响浮游植物生长的因素之一,蓝藻和很多的浮游植物机体都有贮磷结构,使它们能够贮存足够的磷用于3-4细胞分裂,因此,一个细胞可繁殖8-16个细胞而不必消耗更多的磷,生物量会受到10个或者多个细胞的影响而升高[1],此时,水中藻类数量上达到有害程度(称为富营养化) ,造成湖泊、河流的透明度降低,水质变坏,使水资源丧失饮用、养殖和游览等方面的利用价值。
2007年著名的太湖蓝藻事件爆发后,让人们对水污染的关注有了新的认识与体会。
与过去相比,太湖水质迅速的恶化,水质级别下降加快,由原来的水质良好转化为现在的Ⅳ类水质;同时富营养化程度也随之有所上升,在1980年时,水质是以中营养为主转化上升到以富营养为主。1990—1995年五年之间,总磷的排放指标明显的增加;到了1999年,总磷指标呈下降趋势;在2000年的时候,入湖水量偏小,因此总磷指标浓度变大。到2004年,总磷指标呈下降趋势。数据显示总氮的指标一直高于Ⅲ类水质标准,有时甚至会更高,且总体是呈上升趋势。
这些数据足以证明,总磷、氮已成为太湖的首要污染指标,且必须及时和严格控制。自2003年6月以后,全太湖的总磷含量明显增加。
迄今为止,太湖流域水污染还是十分严重,工业、纺织印染业、冶金业等仍然是对水环境具有较大的影响。许多次要的因素也在影响着太湖的水环境,比如排污管道铺设的杂乱无章,城市化进程剧变水处理的设施因此跟不上,致使污水还没有经过系统的处理或者没有处理,就被直接排入到太湖中去,这些污水中就含有大量的氮、磷元素物质。
因此,水污染的处理对自然环境有着重要的生态意义。
1.2 研究现状
1.2.1水污染的现状
据资料显示,我国70%的湖泊出现了不同程度上的富营养化,大量被污染的废水没有经过系统的处理或者直接偷排到自然水体中,这给水体带来严重的负担,当自然水体没有办法对污水进行物理分解后,水体因此被污染。
水污染在近年越来越严重,总体来说,现在的河流变得很浑浊,尤其是城镇附近的河面上到处飘着塑料袋、塑料瓶、白色污染较为严重流动时有大量的白色泡沫,而靠近城市附近的河流,大量的工业废水毫无节制的排入到水体中,导致藻类植物疯张,水质发黑发臭,鱼虾大量的死亡,这让清澈透明,碧波荡漾离我们越来越远。
据了解,水质的恶化带来的后果是巨大的,中国癌症村的位置不断地增多,针对这一现象,有专家指出其原因与水质的变差有着直接的影响,我国大约只有10%的人饮用的是合格的水,而剩下的的65%的人喝的都是不合格的饮用水,不洁的水会引起除了癌症以为的许多疾病,例如:
心脑血管疾病,重金属中毒,消化系统疾病,结石……因此治理水污染,我们刻不容缓。
1.2.2 总磷的来源
总磷的来源主要分为两大类,内源与外源。
内源主要有河流水体的底泥中磷的自然释放,或者是企业的点源排放出来的污水;外源主要是农业上大面积的使用磷肥,从而使磷循环到河流水体中。水体的磷含量升高,与生活污水也有着一定的联系,例如食物的废品和含磷的肥皂、洗涤剂、洗衣服等。
1.2.3 除磷工艺流程
(1)Phostrip(佛斯特利普)除磷工艺流程
佛斯特利普工艺是在1972年首次开创的,实质上这是生物除磷与化学除磷相结合的一种工艺,具有高效稳定的除磷效果。
其工艺流程较为复杂,如图1-2:
图1-2 Phostrip(佛斯特利普)除磷工艺流程图
其中,佛斯特利普工艺的混凝沉淀池由混合池、混凝反应池及斜管沉淀池组成。
上图1-2的佛斯特利普的混合池设计的有效容积为20m3,水力停留时间为6.5min;反应池水力停留时间为30min,斜板沉淀池有效水深为2.5m,水力停留时间为1h,具有良好的脱氮除磷的效果。
废水首先进入混合池,与絮凝剂混合,而后进入混凝反应池,形成颗粒较大、沉降性能较好的絮体,在斜板沉淀池中进行泥水分离,一部分的污泥经过管道回流到曝气池中,而经过脱磷的处理水流入到下一道工序中。
当处理水进入二沉池时,出来的回流污泥在厌氧池中部分或者全部都处于厌氧的状态,当废水在好氧过程中过量摄取的磷在此释放出来。由除磷池流出的富含磷的上清液进入混合反应池中,通过投加除磷剂(如石灰)将磷除去,上清液回流到初沉池。经过磷释放后的污泥再进行回流到曝气池中重新起摄磷作用,形成一个工艺循环。
Phostrip工艺实际上是一个旁路除磷的工艺,它采用了化学沉淀法使磷排出系统之外,这与A/O等其他工艺相比,此工艺受外界条件影响小,即对水中水中的总磷与化学需氧量没有特殊限制,工艺操作灵活,脱氮除磷效果好且稳定,因此,有较好的发展前景。
(2)A2/O除磷工艺流程
从图1-3中可以看出,与Phostrip(佛斯特利普)除磷工艺流程相比A2/O工艺流程比较简单,没有混合液的回流,基建费用和运行费用较低,同时厌氧池也能保持良好的厌氧状态。
图1-3A2/O除磷工艺
上图1-3A2/O除磷工艺流程的混合池设计的有效容积为20m3,水力停留时间为10min;好氧区停留时间为1.0-3.0h,厌氧区停留时间为1.5-3.5h,斜板沉淀池有效水深为15m,水力停留时间为1h。
A2/O工艺现被普遍的用于污水的处理中,其运行机理为:
原污水首先进入厌氧区,聚磷菌主动吸收环境中小分子有机物,并贮存起来,随着废水进入缺氧区,反硝化菌就利用好氧区中经混合液回流带来的硝酸盐,以及废水中生物降解有机物进行反硝化,可以达到脱氮的目的。
紧接着,废水进入了好氧区,聚磷菌分解贮存的PHB,放出的能量可供本身生长繁殖,还可以主动吸收周围环境的磷,并以磷酸盐的形式在体内贮积起来,这时废水中的磷的含量已经很低,这以利于硝化细菌的生长繁殖,并将氨氮转化为硝态氮A2/O,工艺因此完成了脱氮除磷的流程。
本除磷工艺中的污泥龄理论上不得超过10天,污泥龄越大,越不利于生物脱氮除磷。
南闸污水处理厂的工艺流程就是运用了典型的A2/O脱氮除磷工艺流程。
(3)南闸污水处理厂工艺流程图
南闸污水处理厂运用的是最为典型的生物脱氮除磷工艺,其工艺流程如图1-4:
图1-4南闸污水处理厂工艺流程图
南闸污水处理厂作为江阴市南闸工业园区的工业污水厂,始建于2004年,厂址位于南闸镇锡澄公路东侧,大洋桥南堍,厂区占地约40亩,污水处理厂总规模2万m3/d,目前已建成1万m3/d,由苏州科大环保工程有限公司负责承建。
南闸污水处理厂污水处理厂设计进水水质采用如下:
表1-1: 南闸污水处理厂设计进出水指标
指标 | 进水(mg/l) | 出水(mg/l) |
BOD5 | 320 | ≤20 |
CODCR | 1200 | ≤100 |
SS | 600 | ≤70 |
色度 | 600倍 | ≤50倍 |
其中,生物除磷难以达到TP≤0.5mg/L的要求,要使总磷达标,南闸污水处理厂采取化学除磷的形式,通过在现有混凝沉淀池中投加除磷剂去除水中的总磷,使水质达到一级B排放标准[3]。南闸污水处理厂处理的废水以印染废水为主,需要考虑脱色,因此,可以在原水中投加次氯酸钠脱色消毒。
第二章 除磷剂的除磷机理
2.1 混凝(化学除磷)机理
混凝是水处理的一个重要方法,是用来去除水中的细小的悬浮物和胶体污染物质。
混凝剂的选择大部分取决于污水中胶体与细微悬浮物的性质和浓度等。
如过水中主要污染物呈胶体的状态,而且§电位较高,则应该使用无机混凝剂使污水中胶体脱稳凝聚,如果污水中絮体过于细小,那就需要使用高分子混凝剂或者其他的助凝剂。影响混凝因素有很多种,列如:污水的浊度偏高或者是污水浊度偏低都是不利于混凝的,污水的浊度不同,所需脱稳的Al3+、Fe3+的使用量也不同;酸碱度也是影响混凝的因素之一,采用某种混凝剂对仍一废水混凝,都有一个相对最佳的PH值存在,使混凝的反应速度最快,混凝效果最好。一般都是通过实验来调整酸碱度,通常加碱的较多[4]。
此外影响除磷剂的因素还有水温、水中杂质浓度、水力条件等。
2.2 混凝池中可以投加的除磷剂
2.2.1 铝盐(无机混凝剂)
生物除磷难以使污水达到一级的排放标准,因此,采用化学除磷就显的十分必要。
铝盐除磷的化学方程式如下[5]:Al3++HnPO43-=AlPO4↓+nH+
如上式,除磷时n Al3+(Al3+): Al3+( PO43-)=1:1,如果适当调节污水的酸碱度,能够获得理论与实际比较接近的结果,在污水处理的实际操作中,在无法进行或者不便进行过滤和调节的时候,必须投加过量的铝盐,以利于除磷。
(1)铝盐除磷的原理
当铝盐分散在水中时,(一)铝离子与磷酸根离子反应,(二)铝离子先水解成单核络合物Al(OH)2+ 与AlO2-。单核络合物通过碰撞进一步缩合,进而形成一系列的铝的多核络合物,这些多核络合物大多数具有较大的比表面积或者带有较高的正电荷,能够快速的吸附所需处理水中带负电荷的杂质,中和污水中胶体电荷,压缩双电层或者是减低胶体§电位,增进了胶体与悬浮物等需要处理的杂质快速的凝聚以及沉淀,除磷的效果因此而稳定,铝盐适合酸碱度为5~8之间,理想的酸碱度为5.8~6.9之间,最佳的酸碱度为6.32。
2.2.2 铁盐(无机混凝剂)
铁盐水解较为复杂,其除磷反应方程式如下:
主反应:Fe3++PO43- = Fe PO4↓
Fe3++PO43- = Fe( PO4)2↓
副反应:Fe3++3HCO3- = Fe(OH)3↓+3CO2
(1)铁盐除磷机理
当铁盐溶于水后,(一)铁离子(3价)与磷酸根生成难溶盐,(二)铁离子发生强烈的水解,并在水解的同时发生各种聚合反应,生成具有较长线性结构的多核羟基络合物,这些具有较长线性结构的多核羟基络合物能够有效地降低或者消除水体中的胶体§电位,经过电中和,吸附架桥现象出现,使胶体发生凝聚,然后沉淀分离将磷除去,铁盐最佳使用的酸碱度在8左右。
比较传统的铁盐混凝剂有,硫酸铁、三氯化铁、硫酸亚铁。硫酸亚铁因为纯度及卫生质量等问题甚少使用。在实际污水处理厂操作中使用较多的是三氯化铁。
2.2.3 石灰
污水处理时,加入石灰除磷的反应有:
Ca2++HCO3-+OH- = CaCO3↓+H2O
5Ca2++4OH-+3HPO42- = Ca5(OH)(PO4)2↓+3 H2O
(1)石灰除磷过程
在污水中投加石灰时,碳酸钙的反应十分重要,有效的处理除磷时所需要的石灰使用量主要取决于软化和脱碱所消耗的石灰量,而一般生成CaCO3↓可以作为增重剂,能让磷更好的沉淀,尤其是对高碱度的污水处理,应要大量的投加石灰将酸碱度调节至10.5左右,在此碱度下,磷的沉淀才是最为有效的。只有在碱度非常低的废水中,所用的石灰主要消耗在磷的混凝沉淀反应中。
石灰虽然是除磷剂的一种,但是,只有在酸碱度在10.5左右,石灰沉淀磷才是最有效的,如果使用石灰作为除磷剂,成本较高,其次,石灰会影响出水的PH。
因此,石灰在下述的实验中弃去不用。
第三章 实验内容及结果
3.1除磷剂比较试验的设计
除磷剂的投放在实际生产中有着重要的意义,因此本论文为此次试验做了详细的准备,应事先将试验所需的大量筒(1000ml)、玻璃棒(2根)、PH试纸(若干)、吸量管(5ml与1ml)、药剂一一备好待用。
(1)采样 在南闸污水处理厂采取调节池池水3*3份1000ml的水样,并将PH值调解至6.5与7.5左右(将PH调解至弱酸与弱碱,目的是让除磷剂不会被强酸强碱腐蚀)。
(2)加药 (在加药前应先用试小样,用1ml的吸量管少量多次吸取除磷剂加入1000ml水样中,看是否有矾花出现,并得出大概的加药量)将采好的水样分别置于1000ml的大量筒内,将铝盐、铁盐、分别量取适量投加入水样中。
(3)搅拌 加完药后用玻璃棒快速的搅拌,让除磷剂与水样迅速的混合。
(4)静止 搅拌完毕后,观察是否有矾花的出现,如果出现矾花,立即开始计时,静止1小时,然后取上清液作总磷的测定(国标法)。
(5)对比 通过系统的数据分析对比,得出哪一种除磷剂的效果更为实用。
(6)得出总磷的去除率
总磷去除率公式: (公式3)
TP去除率(%)=(进水TP总量-出水TP量)/进水TP总量
即:
TP去除率(%)=[(m进水TP-m出水TP)/ m进水TP]*100%
1.加药20分钟后,不能让水样大幅度的震荡或是用玻璃杯快速的搅拌,避免让沉下去的絮凝体再次浮起,影响试验的准确性。
2.移取水样进行国标法测定时,移液管应轻轻地吸取上清液,不要将移液管升入水样内部,避免吸取到絮凝体,使移液管堵塞。
3.使用国标法测定时,注意消解后加药的次序,避免混乱错误而导致实验的失败。
注(以下本实验不考虑温度与湿度对除磷剂效果的影响。)
3.1.1国标法测磷数据
南闸污水处理厂使用的是国标法测总磷,其测定数据如下,以2016/12/15日为例:
表3-1: 总磷测定数据
A | 扣除空白A | TP | |
空白0.000 | |||
排放口 | 0.004 | 0.004 | 0.078 |
斜板池西 | 0.007 | 0.007 | 0.139 |
二沉池东 | 0.044 | 0.044 | 0.080 |
二沉池西 | 0.054 | 0.054 | 1.093 |
调节池 | 0.154 | 0.154 | 3.123 |
曝气池出水 | 0.044 | 0.044 | 0.080 |
斜板池出水 | 0.002 | 0.002 | 0.037 |
原水 | 0.057 | 0.057 | 1.154 |
从上述表格可以看出,不同的排放口水总磷的浓度不同,为了本实验的严谨性,本实验将会选用不同浓度的水来作为水样。
公式:y=0.00985x+0.00017 (公式1)
总磷含量以C(mg/L)表示,按下式计算:
公式:C=m/V (公式2)
式中:
m——试样测得含磷量。
V——测定用试样体积,mL。
3.2 数据的分析处理
3.2.1 实验数据整理
(1)实验日期:2015年12月11日,星期五。
实验地点:南闸污水处理厂。
实验目的:研究除磷剂对除磷效果的影响。
表3-2: 除磷剂的效果比较
序号 | 原水 | A | 扣除空白A | TP |
空白 | 0.001 | |||
1 | 加入铝盐(V)2ml | 0.010 | 0.007 | 0.179 |
2 | 铝盐3ml | 0.005 | 0.004 | 0.077 |
3 | 铝盐4ml | 0.007 | 0.006 | 0.118 |
4 | 加入铁盐(V)0.5ml | 0.154 | 0.153 | 3.103 |
5 | 铁盐1 ml | 0.157 | 0.156 | 3.614 |
6 | 铁盐1.5ml | 0.155 | 0.154 | 3.123 |
7 | 原水样 | 0.179 | 0.178 | 3.611 |
沉降时间 | Al | 1h | Fe | 1h |
沉降体积 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 80ml 120ml 200ml | Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 无法辨别 |
沉降性能 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 一般 一般 较好 | Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 太浑浊,无法辨别 |
矾花大小 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 较小 较小 一般 | Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 无法辨别 |
PH值 | 原水 Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 3.5 3.0 3.0 3.0 | 原水 Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 3.5 6.4 6.5 6.5 |
温度 | 11℃ | |||
湿度 | 35% |
从表(1-2)除磷剂对除磷效果的影响表中可以看出,本次实验的除磷对比效果并不理想。
从表(1-2)铁盐的沉降性能一栏可以看出,加入铁盐后总磷的去除率并没有大幅度下降,反之铝盐,去除率下降幅度较大,指导老师鉴定,本次实验无法作出对比,得出有效的结论。
本次实验虽然不理想,但对后续的实验仍然有着借鉴的作用。
当加入除磷剂的一段时间内,仍然可以仔细观察到,加入铝盐1分钟后,出现的矾花很明显;5分钟后,出现分层,可以看到絮凝状不断沉淀;10分钟后,絮体有了一定的体积;30分钟后,上清液出现。而加入铁盐后,原水表现较为浑浊,始终无法观察到矾花、分层、絮凝体,溶液呈浓厚的土黄色,也无上清液出现。
在指导老师的指导下,了解到本次实验失败的原因是原水的PH值不是在7附近;当PH值不是在弱酸弱碱范围,除磷剂很有可能直接被酸化,因此除磷剂发挥不出良好的除磷效果。而对于实际生产来说,还有一个更为重要的因素,除磷剂加的太多也会适得其反。其主要原因是:
(a)浪费除磷剂,增加生产的成本。
(b)除磷剂本身也会对PH值产生影响,如果过酸过碱,还需要添加其他化学药剂进行酸碱中和,不利于工艺流程。
(c)除磷剂过量会让水质变黄,当除磷剂的有效成分形成过多的Fe离子与铝离子时会让水质变成黄褐色。
因此,除磷剂的用量显的尤为重要,所以,在下述的每一次实验中我们都会进行试样。
此外,我们还了解到废水本身的浑浊度也会对除磷剂的效果造成一定的影响,浑浊度过高或者是过低时,都不利于除磷剂的最好效果的发挥。
因此,在下列的实验采样中,我们选取了原水与二沉池水进行下一次实验,看除磷剂在什么时候加入除磷效果更为有效。
(2)实验日期:2015年12月14日,星期一。
实验地点:南闸污水处理厂。
实验目的:研究除磷剂对除磷效果的影响
表3-3: 除磷剂的效果比较
序号 | 二沉池水 | A | 扣除空白A | TP |
空白 | 0.000 | |||
1 | 加入铝盐(V)1ml | 0.014 | 0.012 | 0.240 |
2 | 铝盐2ml | 0.009 | 0.007 | 0.139 |
3 | 铝盐3ml | 0.006 | 0.004 | 0.077 |
4 | 加入铁盐(V)0.5ml | 0.013 | 0.011 | 0.220 |
5 | 铁盐0.8 ml | 0.010 | 0.008 | 0.159 |
6 | 铁盐1ml | 0.008 | 0.006 | 0.118 |
7 | 原水样 | 0.071 | 0.069 | 1.398 |
沉降时间 | Al | 1h | Fe | 1h |
沉降体积 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 150 ml 170 ml 190 ml | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 80 ml 85 ml 100 ml |
沉降性能 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 一般 一般 良好 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 较好 良好 良好 |
矾花大小 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 较小 较小 较小 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 较大 较大 较大 |
PH值 | 原水 Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 7.2 6.5 6.5 6.5 | 原水 Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 7.2 7.0 7.0 7.0 |
温度 | 11℃ | |||
湿度 | 40% |
本次实验较为成功,从上表中可以看出,总磷的去除有着大幅度的下降,从原水的1.389降为最少的0.077。但是为了实验的更为可靠性与准确性,我们准备了第三次实验。
(3)实验日期:2015年12月16日,星期三。
实验地点:南闸污水处理厂。
实验目的:研究除磷剂对除磷效果的影响。
表3-4: 除磷剂的效果比较
序号 | 原水 | A | 扣除空白A | TP |
空白 | 0.000 | |||
1 | 加入铝盐(V)1ml | 0.067 | 0.065 | 1.316 |
2 | 铝盐2ml | 0.030 | 0.028 | 0.565 |
3 | 铝盐3ml | 0.019 | 0.017 | 0.342 |
4 | 加入铁盐(V)0.5ml | 0.104 | 0.102 | 2.068 |
5 | 铁盐0.8 ml | 0.059 | 0.057 | 1.154 |
6 | 铁盐1ml | 0.039 | 0.037 | 0.748 |
7 | 原水样 | 0.187 | 0.185 | 3.758 |
沉降时间 | Al | 1h | Fe | 1h |
沉降体积 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 110ml 200 ml 260ml | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 80 ml 120ml 230 ml |
沉降性能 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 一般 一般 良好 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1m | 较好 良好 良好 |
矾花大小 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 较小 较大 很小 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1m | 较小 较小 较大 |
PH值 | 原水 Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 7.5 6.8 6.8 6.8 | 原水 Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 7.5 7.3 7.3 7.3 |
温度 | 9℃ | |||
湿度 | 43% |
(3)实验日期:2015年12月18日,星期五。
实验地点:南闸污水处理厂。
实验目的:研究除磷剂对除磷效果的影响。
表3-5: 除磷剂的效果比较
序号 | 二沉池水 | A | 扣除空白A | TP |
空白 | 0.000 | |||
1 | 加入铝盐(V)1ml | 0.015 | 0.013 | 0.261 |
2 | 铝盐2ml | 0.010 | 0.008 | 0.159 |
3 | 铝盐3ml | 0.007 | 0.005 | 0.098 |
4 | 加入铁盐(V)0.5ml | 0.013 | 0.011 | 0.220 |
5 | 铁盐0.8 ml | 0.012 | 0.010 | 0.200 |
6 | 铁盐1ml | 0.006 | 0.004 | 0.078 |
7 | 原水样 | 0.075 | 0.073 | 1.479 |
沉降时间 | Al | 1h | Fe | 1h |
沉降体积 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 100ml 220 ml 300ml | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 100 ml 120ml 220 ml |
沉降性能 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 一般 一般 良好 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 较好 良好 良好 |
矾花大小 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 较小 较小 较小 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1m | 较大 较大 较大 |
PH值 | 原水 Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 7.2 6.5 6.5 6.5 | 原水 Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 7.2 7.0 7.0 7.0 |
温度 | 4℃ | |||
湿度 | 33% |
(3)实验日期:2015年12月21日,星期五。
实验地点:南闸污水处理厂。
实验目的:研究除磷剂对除磷效果的影响。
表3-6: 除磷剂的效果比较
序号 | 原水 | A | 扣除空白A | TP |
空白 | 0.000 | |||
1 | 加入铝盐(V)1ml | 0.065 | 0.063 | 1.276 |
2 | 铝盐2ml | 0.026 | 0.024 | 0.484 |
3 | 铝盐3ml | 0.018 | 0.016 | 0.321 |
4 | 加入铁盐(V)0.5ml | 0.106 | 0.104 | 2.108 |
5 | 铁盐0.8 ml | 0.064 | 0.062 | 1.255 |
6 | 铁盐1ml | 0.028 | 0.026 | 0.524 |
7 | 原水样 | 0.199 | 0.197 | 3.997 |
沉降时间 | Al | 1h | Fe | 1h |
沉降体积 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 100ml 220 ml 300ml | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1ml | 100 ml 120ml 220 ml |
沉降性能 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 一般 一般 良好 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1m | 较好 良好 良好 |
矾花大小 | Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 较小 较小 较小 | Fe 0.5ml Fe 0.8 ml Fe1m | 较大 较大 较大 |
PH值 | 原水 Al 1ml Al 2ml Al 3ml | 7.2 6.5 6.5 6.5 | 原水 Fe 0.2ml Fe 0.3 ml Fe0.4ml | 7.2 7.0 7.0 7.0 |
温度 | 14℃ | |||
湿度 | 53% |
3.2.2总磷的去除率
根据上述的实验数据,做总磷的去除率对比,其中加黑的为二沉池水总磷的去除率,数据如下:
表3-7:总磷的去除率分析
体积 | 1ml | |||
原水 | 1.398 | 3.758 | 1.479 | 3.997 |
TP | 0.248 | 1.361 | 0.261 | 1.276 |
Al去除率% | 82 | 65 | 82 | 68 |
TP | 0.118 | 0.748 | 0.078 | 0.524 |
Fe去除率% | 92 | 80 | 95 | 87 |
从上表中可以更为清晰的看出铝盐与铁盐除磷效果,在一定范围内,铝盐是加的越多去除效果越好,上清液越清澈透明,但是同体积的情况下(1ml),铁盐的去除效果比铝盐更好。
从上表中的数据来看,除磷剂不宜加的太早,应将污水中的浊度进行有效的去除后,此时再考虑加入除磷剂除磷,效果更为显著。
第四章 结论
本论文着重的介绍了除磷剂对总磷的影响(铝盐、铁盐,石灰因只有在PH值为10.5才能发挥最后的除磷效果,因此弃去不用)。
铝盐以及铁盐两种除磷剂对总磷的去除都有良好的效果,选用哪一种除磷剂需要根据企业的自身情况来考虑。但是从南闸污水处理厂的经济角度来讲,铁盐的优势大于铝盐,铁盐的价格280/吨,铝盐的价格260/吨,在价格上几乎相差无几,但铁盐的用量少且除磷的效果比铝盐更好,更为经济划算。
第二,从卫生角度来讲,大多数铝盐是用废铝灰作为原材料的,废铝灰本身的卫生情况就无法保证,而且,众所周知,铝是一种慢性的毒物。由近代医学表明,当铝被人体吸收后,能在一些器官中积蓄,引发多种疾病,主要表现为:
a:铝积蓄在中枢神经会杀死神经元,使人的记忆力减退或者丧失,引发老年痴呆症等疾病。
b:铝进入骨质中,会引发骨质疏松软化变形等。
c:使肾功能发生病变,如肾衰竭尿毒症等。
d:能引发血液和心脑血管发生病变。
e:铝有细胞遗传毒性,对细胞有致突变作用,因此,用铝盐处理后的水还需要去除铝离子。
铁盐在混凝过程中,产生的矾花比较大,沉降也比较快,沉降污泥脱水的性能也比较好,没有二次污染,而且净化生产工艺简单,原材料比较容易得到,生产成本因此降低。
依据上述,铁盐作为除磷剂除磷的的效果最好。
参考文献
[1] 刘光钊.《水体富营养及其澡害》中国环境科学出版社,2009.
[2] 高洪武主编.《水污染治理技术》 2012.
[3] 江阴市南闸污水处理厂升级改造可行性研究.
[4] 田禹、王树涛主编《水污染控制工程》化学公社出版社,2010.8.
[5] http:// www.chulinji.com.
[6] 马占青编著.《水污染控制与废水生物处理》2003.
[7] 王文东.《废水生物处理技术》化学工业出版社,2014.8
[8] 丁亚兰主编.《国内外废水处理工程设计实例》化学工业出版社,2000.4
[9] 赵庆良、任南琪主编《水污染控制工程》2005.
[10] 娄金生等主编.《水污染控制工程》1999.