论文部分内容阅读
“九五”至“十二五”期间在滇池流域构建起了前端高效收集截留系统、中端环湖截污干渠输送调蓄系统、末端污水处理系统组成的环湖截污治污体系,对削减滇池面源污染负荷、改善水体环境发挥了显著作用。针对末端污水处理系统中某水质净化厂膜生物反应器（MBR）工艺处理不达标问题,课题前期对进行了MBR工艺进行精细化调控,但调控后出水TP仍无法实现达标。目前,该水质净化厂内采用化学法进行强化除磷,以保证出水磷稳定达标。但化学除磷的投药成本较高,存在富磷化学污泥废弃处置问题,且除磷剂投加会加重膜结垢风险。此外MBR工艺的生物单元处理效率仍较低,难实现随开随用及随季节性（旱、雨季）间歇式处理。为此解决上述问题,本研究提出采用电化学处理技术,设计了一套电化学处理工艺并在该水厂内构建了一套电化学中试系统,分别从直接处理农村农业面源污水、深度处理MBR出水强化除磷这两方面展开研究,探讨了电化学工艺对污染物的去除效果、电化学参数对优化除磷的影响、延长反应时间（HRT）及投加电解质对强化脱氮的影响、并采用响应面法（RSM）优化了电化学深度除磷参数,对比了水厂内化学强化除磷法与电化学强化除磷的经济指标。通过研究得到如下结论:1)电化学工艺处理农村农业面源污水,在电流强度=5A、极板间距=7cm、极板数量=6对,HRT=6h条件下,对CODcr、NH3-N、TN及TP的去除率分别为65.9%、3.2%、6.7%、79.9%。TP出水可实现远低于0.3mg/L排放,但脱氮效果差。2)电化学工艺的电流强度越大除磷效果越好,电流强度=5A,HRT=2.5h时,TP出水浓度即可实现城镇污水一级A排放标准,极板对数量越少除磷效果越好,但差异程度并不突出,而极板间距的改变并不会对TP去除产生显著影响或基本不影响;延长HRT及投加NaCl电解质均能强化电化学反应器脱氮,当投加NaCl浓度=3000 mg/L,HRT=20h时,NH3-N和TN的去除率均提高约35%。3)电化学工艺深度处理MBR出水强化除磷,在电流强度=5A、极板间距=7cm、极板数量=6对,HRT=3h时,出水TP浓度最高值仅达0.41 mg/L,可实现一级A标要求,HRT=4h时,出水TP浓度最高值仅为0.25 mg/L<0.3 mg/L,可实现提标排放要求。在经响应面（RSM）参数优化确定可使出水TP达标且能耗最低的参数组合为:电流强度=2.56 A、极板间距=7 cm、HRT=2.68 h,优化后电化学电耗约0.324元/t废水,相比未优化情况节约69%电耗。4)电化学强化除磷综合比能耗为3334.76×103 kJ/kg P,相比于采用PAC化学强化除磷可节能9.1%,而处理费用方面,电化学强化除磷费用为253.13元/kg P,相比投加PAC化学强化除磷费用约增加7.7%,但电化学工艺可回收磷酸铵镁补偿处理费用,预计替代PAC化学强化除磷后,每年回收效益为35.4万元/年,相比于化学除磷可节约19.2万/年。