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化学沉淀法是目前应用较多的污水处理方法之一,化学沉淀法除磷具有高效、廉价及稳定等特点。本实验以硫酸铝、硫酸铁、硅酸钠等为原料,采用共聚法制备出聚合硅酸铝铁混凝剂,并考察了该自制混凝剂的混凝性能。本实验以桂林市七里店污水处理厂进水和出水作为研究对象,采用聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、自制聚合硅酸铝铁(PSAF)三种混凝剂,改变投加方式(前置、协同、后置)考察三种混凝剂对于污水中磷的去除效果,并对前置(化学强化一级处理)后续生物处理出水、协同(生物化学协同处理)、后置(深度化学处理)除磷效果进行对比。主要研究结果如下:
1.在聚硅酸铝铁制备中,Si/A1/Fe摩尔比、碱化度、熟化时间及温度对聚合硅酸铝铁的混凝性能的影响较大,实验中确定最佳除磷效果聚合硅酸铝铁的制备条件为:Si/AI/Fe摩尔比为1:1:1,碱化度B=40%,熟化时间为24h,熟化温度为50℃。
2.前置强化一级处理中,在相同投加量条件下,三种混凝剂对总磷的去除率由高到低为:PSAF、PAC、PFS。在投加量为25mg/L时,继续增加混凝剂投加量对TP的去除效率减低。在投加量为40mg/L时,混凝剂对于TP均可达到85%以上。实验发现,投加三种混凝剂对后续生物处理影响不大,生化出水水质达标。
3.化学生物协同除磷实验中,三种混凝剂对于改善SBR反应器出水水质有较好的效果。通过改变混凝剂投加量实验,确定了生物化学协同除磷的最佳投药量,当三种混凝剂在投加量分别在:PAC17mg/L、PFS11mg/L、PSAF11mg/L时,SBR系统除磷效果稳定,出水总磷控制在0.5mg/L以下,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。通过实验研究得出了PFS、PSAF投加量与进水TP的关系,初步确定投药量计算公式如下:PSF:y=1.5549e-0.7527x,R2=0.9918;PSAF:y=1.6864e-0.6203x,R2=0.996。
4.化学沉淀深度除磷实验中,通过对混凝搅拌水力条件、pH值及投药量确定了三种混凝剂最优除磷条件为:PAC,快转300r/min(t=1.0min),慢转100r/min(t=5.0min),pH=8,投药量为10mg/L;PSF,快转200r/min(t=1.5min),慢转60r/min(t=5.0min),pH=8.5,投药量为8mg/L;PSAF,快转200r/min(t=1.00min),慢转60r/min(t=10.0min),pH=6.5,投药量为8mg/L。
5.PAC、PFS、PSAF三种混凝剂在城市污水处理中均能有效的去除城市污水的磷,在一定投加量下,出水总磷可以到达排放标准。化学沉淀法强化城市污水除磷技术具有很好的应用前景,可以在实际工程中大规模推广。