论文部分内容阅读
随着工业的发展和城市化进程的加快，污水排放污染物总量不断加大，其携带的磷酸盐导致日趋严重的水体富营养化现象，已经严重威胁着人类的饮用水安全。目前，污水除磷技术主要分为生物法和化学法，其中，生物法无需投加化学药剂、剩余污泥产量较少，是目前工程应用和技术研究的热点。但生物法在实际应用过程中存在一定的缺陷，在进水碳源浓度较低的情况下，生物除磷能力有限，出水磷酸盐浓度难以达到排放要求，需要辅助投加化学药剂提高系统的除磷能力。
本试验采用两套平行对比倒置A2/O反应器处理济南市城市污水，通过在反应器中投加4种化学药剂FeCl3·6H2O、AlCl3·6H2O、PAFC、PAC，研究在不同药剂种类、投加量以及投加点条件下的系统脱氮除磷效果，确定最佳的工艺运行参数；探索化学辅助除磷与生物除磷之间的协同效应，提高系统对磷的去除效率；结合烧杯试验，对化学辅助除磷工艺剩余污泥的消化、脱水性能和污泥沉降性能进行分析，为化学辅助除磷工程设计和运行提供参考。
试验研究结果表明：
在曝气池末端分别加入4种不同辅助除磷药剂(FeCl3·6H2O、AlCl3·6H2O、PAFC、PAC的Fe/A1:P的摩尔比均为1:1)时，TP的去除率分别为78.0％、71.3％、58.7％、52.7％，PO43-的去除率分别为79.6％、73.3％、62.5％、57.5％，其对CODcr、NH3-N、TN、SS的去除无明显差别，AlCl3·6H2O和FeCl3·6H2O均取得较好的TP去除效果，但考虑到Al盐价格较高，及其生态食物链安全性，因此，投加FeCl3·6H2O种类较优；FeCl3·6H2O投加量为22mg/L(在曝气池末端)时，其对CODcr、TP、PO443-、NH3-N、TN、SS的去除率分别为72.6％、81.2％、77.7％、62.9％、32.1％、95.2％，与单纯生物脱氮除磷工艺相比，其对TP、PO43-、SS的去除都明显的提高，且对CODer、NHa-N和TN的去除无明显差别，这说明在适当药剂投加量下，药剂对微生物活性的影响不明显，同时出水TP能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918-2002)一级B的要求(<1mg/L)；在曝气池末端投加22mg/L FeCl3·6H2O时，其对CODcr、TP、PO43-、NH3-N、TN、SS去除率分别为73.6％、79.7％、84.0％、96.9％、30.8％、96.6％，在厌氧池末端投加22mg/LFeCl3·6H2O时，其对CODcr、TP、PO43-、NH3-N、TN、SS去除率分别为69.7％、73.2％、75.7％、97.0％、30.4％、93.3％，这说明，在曝气池末端投加优于厌氧池末端投加；低温(2℃～9℃)工况运行时，由于低温时污泥中微生物较少和微生物活性较弱，在曝气池末端需要投加24mg/L FeCl3·6H2O(投配率为1:1.2)，才能达到TP的出水要求，其对CODcr、TP、PO43-、NH3-N、TN、SS的去除率分别为60.8％、79.2％、74.1％、23.9％、22.2％、95.1％，药剂投加量高于常温工况，且CODer、NH3-N、TN的去除效果明显降低。当FeCl3·6H2O投加量为22mg/L，时，辅助除磷与前置除磷对TP的去除率分别为80.7％、68.3％，辅助除磷与后置除磷对TP的去除率分别为83.0％、52.8％。可见，辅助除磷明显优于前置除磷和后置除磷，其对TP的去除率比其它两种方法分别提高了12.4％，30.2％，这说明了生物和化学除磷存在着一定的协同作用。
污泥消化试验：投加22mg/LFeCl3·6H2O时，在污泥好氧和厌氧消化过程中，污泥中TP的最大释放速率分别为0.011mg/h、0.014mg/h，相对于未加药的剩余污泥，TP的最大释放速率有所降低，并且上清液中TP基本能达到排放要求；污泥比阻试验：投加22mg/L FeCl3·6H2O时，剩余污泥比阻为7.1×1012m/kg，相对于未加药的剩余污泥，比阻降低了4.6×1012m/kg，这可能是因为投加的铁盐在污泥结构中起“骨架作用”，增强了污泥絮体的强度，降低了污泥塑性，维持了滤液通道，从而降低污泥比阻，使污泥脱水性能有所改善；污泥沉降性能试验：投加22mg/L FeCl3·6H2O时，混合液污泥体积指数(SVI)平均值为97mL/g，相对于未加药的混合液，SVI显著降低，这是因为铁盐的投加有助于降低污泥体积指数，从而有利于控制活性污泥膨胀。