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關(guān)于城市污水處理廠化學(xué)除磷的方法論文
【摘要】從以往研究結(jié)果來看，地表水體總磷負(fù)荷超標(biāo)的重要原因是城市污水的磷含量過高。所以，要想做好城市污水處理，就必須要重點(diǎn)加強(qiáng)除磷工作。在本文中，筆者從化學(xué)除磷工藝、化學(xué)絮凝劑、化學(xué)除磷方法三個方面進(jìn)行探討研究。
【關(guān)鍵詞】城市污水處理廠；化學(xué)除磷；方法
富氧化問題已經(jīng)成為我國國內(nèi)大部分湖波水體存在的共同問題，據(jù)研究表明，這一問題的根源在于大量富含氮和磷的城市污水不經(jīng)處理便排入地表水體。相關(guān)學(xué)者表示，磷是造成水體富氧化問題的主要元素，所以，必須把除磷標(biāo)準(zhǔn)作為污水處理廠工作的重要指標(biāo)，達(dá)到我國設(shè)定的磷酸鹽(以P計(jì))小于0.5mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。
1化學(xué)強(qiáng)化除磷工藝
城市污水處理廠在應(yīng)用化學(xué)強(qiáng)化除磷工藝時，依據(jù)其投放的位置差異分為前沉析、同步沉析、后沉析三種。前沉析是將沉析藥劑頭加到沉砂池中抑或是初次沉淀池的進(jìn)水渠中，該工藝有使用化學(xué)藥劑量大、有大量難以處理的化學(xué)污泥產(chǎn)生、基建費(fèi)高等缺陷之處。后沉析工藝的特點(diǎn)是將化學(xué)藥劑投放到二沉池的出水管道中。同樣，該工藝也存在一定缺陷，比如產(chǎn)生的極細(xì)小的磷酸鹽晶體顆粒需要專業(yè)的混合、反映、沉淀設(shè)備，這就增加了基建和運(yùn)營花費(fèi)。同步沉析的操作方法是將化學(xué)藥劑投放到生物池中或生物池進(jìn)水管道中。對比于以上兩個方法，該工藝具有減少污泥膨脹和化學(xué)藥劑使用量等優(yōu)勢，所以同步沉析是現(xiàn)在城市污水廠除磷所用的主要工藝。
2化學(xué)絮凝劑
鈣鹽、鐵鹽、鋁鹽是同步沉析工藝中常用的三種絮凝劑。據(jù)實(shí)踐證明，鈣鹽和鋁鹽有著明顯缺點(diǎn)：由于鈣鹽處理的污水中富含大量鈣離子而且PH值很高，在排放前必須通過水體軟化和酸堿中和來二次處理，所以運(yùn)營費(fèi)用增加，也會因?yàn)樯纱罅緾aCO3造成堵塞；雖然鋁鹽對亞硝酸菌和異養(yǎng)菌的抑制作用遠(yuǎn)高于鐵鹽，但是其用量遠(yuǎn)超過鐵鹽用量，易導(dǎo)致貧血、神經(jīng)性厭食等多種疾病，對人體帶來嚴(yán)重傷害。與以上兩者相比，擁有操作簡單、費(fèi)用低、受溫度影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時鐵鹽還可以增加活性污泥的重量，從而避免活性污泥因?yàn)橹亓枯p造成的膨脹，此外，刺激生活活性、對微生物無毒害作用也是鐵鹽的兩大優(yōu)勢。故而，鐵鹽成為化學(xué)絮凝劑的首選。高鐵鹽和亞鐵鹽是傳統(tǒng)鐵系絮凝劑的重要成分。亞鐵鹽除磷的原理為Fe(Ⅱ)和磷酸根發(fā)生反映形成磷酸亞鐵類沉淀物，由于OH-等離子的存在會生成氫氧物絮體，除磷的目的就是通過這些絮體吸收磷再沉淀達(dá)到的。原理上磷酸亞鐵比磷酸鐵更易析出，可是磷酸亞鐵與磷之間只能形成極為簡單的絡(luò)合物，所以磷酸亞鐵的除磷效果遠(yuǎn)比不上Fe(Ⅱ)。因?yàn)镕e(Ⅱ)鹽絮體生成速度快、形狀大，所以在高鐵鹽除磷原理相同于亞鐵鹽的情況下，高鐵鹽擁有除磷效率高、速度快、消耗低、等優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然，事無完美，這一方法也存在成本高、低藥量投放情況下排水色度大等問題。
3城市污水處理廠化學(xué)除磷方法
3.1構(gòu)建在線監(jiān)測系統(tǒng)
同步化學(xué)除磷工藝在一個已經(jīng)建造好的污水處理廠應(yīng)用過程中，會受到設(shè)施構(gòu)建情況及設(shè)備性能的限制及影響。所以，對此而言，一般會通過控制除磷藥劑量來來實(shí)現(xiàn)對原混合液、水量、除磷藥劑自身性能等眾多因素變化的適應(yīng)，以此來達(dá)到除磷效果達(dá)標(biāo)。但是不事先解決以下兩個問題便很難達(dá)到理想的效果。首先是信息掌控，即通過科學(xué)的方法判定污水量、藥劑效果、混合液物理化學(xué)性質(zhì)等因素，并通過長時間的實(shí)踐活動指定出合理化的系數(shù)，用來判定以上各因素的變化程度；其次將除磷藥劑投放量修正值作為輸出參數(shù)，將已經(jīng)測出的參數(shù)設(shè)定為輸出信號，通過建造數(shù)學(xué)模型等方式來最終確認(rèn)輸入和輸出參數(shù)之間的無數(shù)種聯(lián)系，并根據(jù)實(shí)際情況對輸出信號作出合理化調(diào)整，以是的除磷效果達(dá)到最佳！
3.2結(jié)晶除磷技術(shù)
在已經(jīng)投放了鈣鹽的含磷污水中加入一種結(jié)構(gòu)和表明性質(zhì)與難溶磷酸鹽相似的固體顆粒，便會破壞掉溶液原有的亞平衡狀態(tài)，而與此同時，磷酸鹽會以一種實(shí)用的速度結(jié)晶并沉淀，這就是結(jié)晶除磷法的原理所在。在水中，多種形式的磷酸鈣會在磷離子會和鈣離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成，而當(dāng)含有磷離子和鈣離子的污水PH值為堿性時，便會形成見識磷酸鈣經(jīng)基磷灰石。磷灰石的溶解度與堿度成反比，所以當(dāng)提升污水的堿度時，磷灰石就會更容易在晶種表面析出，污水中的磷度自然就會降低，從而達(dá)到了除磷的效果。這種方法固然有效，但污水值、反應(yīng)器的除碳酸效果、晶種質(zhì)量等因素依然會很大程度上影響著除磷效果。水力負(fù)荷是動態(tài)運(yùn)行中的一個重要因素。對于生活污水的二級處理出水,利用曝氣吹脫CO2提高污水ph值至8左右,可防止結(jié)晶床的Caco3的結(jié)垢,并能使出水磷濃度達(dá)到一級處理出水標(biāo)準(zhǔn)。同時，實(shí)驗(yàn)證明晶種的好壞受載體的影響，比如多空陶粒作為載體形成的晶體效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于石英砂作為載體形成的晶體效果，這種晶體所具備的練習(xí)六固定床除磷特性會讓人們看到意想不到的效果。實(shí)驗(yàn)表明，如果原水中磷濃度小于等于一歲時，要想脫磷固定床除磷效率高且穩(wěn)定，便可按照空床線速不大于而，水力停留時間不小于時的標(biāo)準(zhǔn)來控制，確�？梢赃_(dá)到理想的除磷效果。
3.3海綿鐵除磷方法
海綿鐵作為同步除磷工藝的重要生物載體，是由經(jīng)過研磨、磁選后高溫?zé)Y(jié)的精礦粉和氧化鐵磷共同形成的金屬多孔性物質(zhì)，同時兼具吸附表面積大、鐵溶出速率快和較強(qiáng)的電化學(xué)富集、氧化還原、物理吸附等優(yōu)越性能。海綿鐵擁有可以為微生物的富集生長提供充足空間的特殊結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)可以形成獨(dú)特的“微環(huán)境”讓生化反應(yīng)器中的各種好氧、兼氧及厭氧生物可以協(xié)同共生；泥水分離也在這一的海綿體形成的微生物基金團(tuán)的作用下變得更加容易；海綿鐵可以與活性污泥相結(jié)合，還可與磷結(jié)合形成沉淀，比一般的鐵系絮凝劑更簡單易行。相比于物理除磷，化學(xué)除磷不受季節(jié)溫度、天氣變化等外界條件的影響，效果相對穩(wěn)定可靠，同時化學(xué)除磷過程中污水中的磷會形成晶體沉淀不會造成二次污染。然而藥劑價格過高、運(yùn)行費(fèi)用過高、藥量消耗大及還會釋放大量化學(xué)污泥等因素的制約，使得化學(xué)除磷工藝在我國無法大規(guī)模的應(yīng)用到城市污水處理中。盡管如此，我們相關(guān)人員還是要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)之上，不斷進(jìn)行化學(xué)除磷工藝創(chuàng)新，解決現(xiàn)在存在的難題，為化學(xué)除磷工藝的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造良好的條件。與此同時，科研人員還要通過大量的實(shí)驗(yàn)工作對比前置、協(xié)同、后置化學(xué)除磷及其他除磷方法的優(yōu)劣之處，以此來大力推進(jìn)城市污水處理技術(shù)的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步！
參考文獻(xiàn)：
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