實(shí)驗(yàn)二-投加鐵鹽的化學(xué)除磷實(shí)驗(yàn)報(bào)告

化學(xué)除磷小試總結(jié)報(bào)告-PAGE4-高碑店污水處理廠化學(xué)除磷小試總結(jié)北京工業(yè)大學(xué)北京城市排水集團(tuán)高碑店污水處理廠研究背景根據(jù)廢水碳源在滿足生物反硝化需求后是否有VFA余量，本課題組將市政污水分為碳源不受限型和碳源受限型兩類。高碑店污水處理廠污水為碳源受限型市政污水。針對(duì)碳源受限型廢水（C/N較低），在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的缺氧-厭氧-好氧連續(xù)流小試試驗(yàn)確認(rèn):碳源是限制該工藝脫氮除磷效率的關(guān)鍵因素，在非曝氣區(qū)的缺氧段、厭氧段分點(diǎn)進(jìn)水方式并不能改善系統(tǒng)生物脫氮除磷效果。將乙酸分別投加至非曝氣區(qū)始端和非曝氣區(qū)中部，連續(xù)流試驗(yàn)結(jié)果表明：聚磷菌只能利用揮發(fā)性脂肪酸，而反硝化菌可利用的碳源類型較多，當(dāng)多種有機(jī)基質(zhì)存在時(shí)，兩者都優(yōu)先利用短鏈脂肪酸有機(jī)物。投加較少數(shù)量的乙酸進(jìn)入非曝氣區(qū)中部就能達(dá)到同等程度的生物過量除磷。非曝氣區(qū)內(nèi)缺氧和厭氧環(huán)境的分隔是“自然”形成的。缺氧-厭氧運(yùn)行模式下，只有在反硝化菌利用廢水中的碳源完成反硝化后,非曝氣區(qū)的反應(yīng)容積才可能轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃葏捬醐h(huán)境，而污泥混合液中是否有VFA存在以及數(shù)量將決定微生物環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)樯疃葏捬醐h(huán)境所需要的時(shí)間，并進(jìn)一步?jīng)Q定系統(tǒng)是否能誘導(dǎo)并維持穩(wěn)定的生物過量除磷功能。前期試驗(yàn)表明:碳源尤其是VFA是影響碳源受限型廢水脫氮除磷效果的最主要因素；碳源（VFA）可以由初沉污泥水解酸化后產(chǎn)生。因此，有必要針對(duì)高碑店污水處理廠水質(zhì)（碳源受限型）和二期A/O工藝，進(jìn)行初沉污泥水解酸化后初沉出水A/O工藝脫氮除磷模擬試驗(yàn)研究。同時(shí)，為了提高脫氮效率、強(qiáng)化生物脫氮功能，因此建議進(jìn)行分段進(jìn)水多級(jí)A/O工藝強(qiáng)化生物脫氮試驗(yàn)；此外，由于A/O工藝不具備生物除磷功能，因而需進(jìn)行輔助化學(xué)除磷試驗(yàn)研究，從而為高碑店污水處理廠的改造及優(yōu)化運(yùn)行提供技術(shù)支持。進(jìn)水水質(zhì)、試驗(yàn)方法及運(yùn)行參數(shù)：2.1進(jìn)水水質(zhì)本試驗(yàn)進(jìn)水采用初沉池出水，進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)見表1-1。表1-1進(jìn)水水質(zhì)單位mg/l指標(biāo)pHCODNH3-NNO3-NTNTP均值7.57176.937.6930.00539.7585.5292.2試驗(yàn)方法本試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)如表1-1種所述，其中COD采用標(biāo)準(zhǔn)重鉻酸鉀法；NH4+-N在該運(yùn)行工況下，出水TP為0.702mg/l，COD和TN都能達(dá)標(biāo)排放。為了進(jìn)一步表述FeSO4投加量對(duì)出水TP的影響，綜合以上3個(gè)運(yùn)行工況，得到圖1-4中TP在各個(gè)工況中沿程變化曲線，比較它們TP的去除效果?？偨Y(jié)通過最近一段時(shí)間的小試研究，小試運(yùn)行良好，沒有出現(xiàn)跑、漏、堵等事故，為小試的順利開展奠定了良好的基礎(chǔ)?，F(xiàn)對(duì)小試的運(yùn)行和調(diào)試總結(jié)如下。4.1關(guān)于亞鐵鹽和鐵鹽：FeSO4的除磷效果優(yōu)于FeCl3,其原因在于化學(xué)除磷是由化學(xué)沉析和絮凝作用共同完成的。沉析是水中溶解狀態(tài)的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成非溶解狀、顆粒狀的過程,絮凝圖1-4不同F(xiàn)eSO4投加量下的TP沿程變化曲線圖則是細(xì)小的非溶解狀的物質(zhì)粘結(jié)成較大形狀的過程。二者的作用都是非常重要的。由于活性污泥有良好的絮凝性,發(fā)揮絮凝作用的主要是活性污泥而不是氫氧化鐵。所以絮凝作用不再是二價(jià)鐵和三價(jià)鐵除磷效果好壞的決定因素。而在磷沉析方面,Fe3+和Fe2+二種粒子都是有效的。它們的反應(yīng)方程式分別是:Fe3++PO43-=FePO4反應(yīng)平衡常數(shù)pK1>23(25℃)3Fe2++2PO43-=Fe3(PO4)2反應(yīng)平衡常數(shù)pK2>30(25℃)由于pK2>pK1,所以Fe3(PO4)2比FePO4穩(wěn)定,更容易沉淀下來。因此采用亞鐵鹽輔助化學(xué)除磷會(huì)獲得更高的除磷效率。值得提出的是，由于提供的FeSO4濃度過高，我們采用自來水直接稀釋的辦法，結(jié)果使得亞鐵離子大部分轉(zhuǎn)化為了鐵離子。因此認(rèn)為，在相同投加量下，若采用無氧水稀釋FeSO4溶液，會(huì)取得更好的除磷效果。4.2化學(xué)除磷對(duì)污泥濃度及出水氨氮的影響為考察化學(xué)除磷對(duì)系統(tǒng)其它參數(shù)的影響，分析了化學(xué)除磷對(duì)曝氣池污泥濃度及出水氨氮的影響。從圖1-5和圖1-6中，可以看出，隨著運(yùn)行的不斷深入，曝氣池SS逐漸上升，可能原因是：鐵離子屬于微生物生長(zhǎng)的必需微量元素，投加鐵鹽絮凝劑后，微生物會(huì)通過新成代謝吸收生命活動(dòng)所需的鐵元素。與不投加鐵鹽絮凝劑的活性污泥相比，此時(shí)活性污泥的比重會(huì)增大，導(dǎo)致曝氣池污泥濃度有上升的趨勢(shì)。圖1-5中，氨氮從10.256mg/l降低為1.985mg/l,存在如此大的降幅是因?yàn)橄到y(tǒng)在投加FeSO4絮凝劑后，F(xiàn)eSO4會(huì)消耗系統(tǒng)從的一部分溶解氧，從而影響好氧段的硝化作用，出水的氨氮偏高，在加大曝氣量后，出水氨氮立即降到2.5mg/l并且穩(wěn)定在2mg/l左右。4.2曝氣量的控制由于亞鐵離子是還原性離子，進(jìn)入曝氣末段后，自然會(huì)和反應(yīng)器中的氧分子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此會(huì)消耗一部分氧氣。在投加FeSO4后，應(yīng)該密切關(guān)注反應(yīng)器中的溶解氧量，避免造成由于溶解氧的不足導(dǎo)致的硝化不完全，系統(tǒng)的脫氮效果變差的后果。圖1-5FeSO4投加量為20mg/l時(shí)，對(duì)曝氣池SS及出水氨氮的影響圖1-6FeSO4投加量為30mg/l時(shí)，對(duì)曝氣池SS及出水氨氮的影響4.3投加量的控制理論上說，亞鐵鹽過量投加會(huì)有利于系統(tǒng)的化學(xué)除磷，但是由于FeSO4是強(qiáng)酸弱堿鹽，在水中呈弱酸性，投加量過大，會(huì)使活性污泥處于弱酸性環(huán)境中，這對(duì)活性污泥系統(tǒng)是不利的。本課題組在初次加藥時(shí)，由于誤解了濃度，導(dǎo)致投加量多加了1000倍，結(jié)果整個(gè)反應(yīng)器的水都呈黃色，反應(yīng)器中的活性污泥極少，存在的活性污泥沉積在池底，同時(shí)，測(cè)得的污泥SV值在10%以下。4.4回流比和排泥量的控制本試驗(yàn)由于模擬Ⅱ系列工況的需要，試驗(yàn)過程中沒有改變系統(tǒng)的回流比，事實(shí)上，由于加藥點(diǎn)在曝氣池的末段，適當(dāng)加大回流比，可以使系統(tǒng)充分利用亞鐵鹽，減少投藥量。由于化學(xué)除磷的產(chǎn)泥量比生物除磷的產(chǎn)泥量要大，因此要控制曝氣池中適當(dāng)?shù)奈勰酀舛?，在未投加亞鐵鹽的基礎(chǔ)上，應(yīng)加大系統(tǒng)的排泥量?；瘜W(xué)除磷連續(xù)流實(shí)驗(yàn)系列工況結(jié)論1.通過高碑店污水處理廠及小試二沉出水混凝實(shí)驗(yàn)可以看出，在不添加高分子絮凝劑的情況下，鐵鹽的處理效果要優(yōu)于鋁鹽，但無論鐵鹽還是鋁鹽，都只有在投加量較大的情況下才能達(dá)到一定處理效果。2.在第二階段連續(xù)流實(shí)驗(yàn)中，主要考察了不同投加點(diǎn)的處理效果。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，選擇在曝氣池末端投加絮凝劑要優(yōu)于在二沉池投加，原因有以下幾點(diǎn)：第一、無需再投加高分子絮凝劑通過實(shí)驗(yàn)可以看出，由于曝氣池中的生物體起到了較好的絮凝沉淀作用，故投加高分子絮凝劑前后，水中磷的去除效果并無明顯差異。第二、可以減少無機(jī)絮凝劑的投加量第三、可減少污泥體積，有利于后續(xù)污泥處理3.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)除磷率受絮凝劑投加量的影響，投加量越大，出水磷越低，除磷率越高。在30ppm投加量下，出水磷降至1mg/L以下，除磷率達(dá)