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化学强化沉淀污泥的除磷效果研究_罗肖肖

第8卷第4期安全与环境学报Vol.8 No.4

2008年8月JournalofSafetyandEnvironment Aug,2008

文章编号:1009-6094(2008)04-0032-04

泥进行混凝实验,考察沉淀污泥的除磷效果以及投药量对活

化学强化沉淀污泥的除磷效果研究

罗肖肖,胡勇有,程建华,罗 刚

2广州市市政污水处理总厂,广州510655)

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性污泥沉降性能的影响,既可以废物利用,又可以减少混凝剂

的投药量,为实际应用提供指导。

1 材料与方法

111 仪器和试剂11111 主要仪器

ZR-6型六联搅拌机;2100N浊度仪,美国HACH公司;DR-4000U紫外可见分光光度计;COD消解仪,美国HACH公司。

11112 主要化学药剂

硫酸铝(AS,Al2(SO4)#18H2O),分析纯;聚丙烯酰胺(PAM),市售,相对分子质量为1200万,用时配成质量分数为0105%的溶液。112 实验方法

混凝实验在ZR-6型六联搅拌机上进行。混凝实验程序为:在150r/min快速搅拌下投加AS,反应2min后投加PAM,改变转速为50r/min,继续搅拌4min,静止沉淀10min,取液面下3cm处水样测定主要指标。各指标的测定采用标准方法[6]。

取AB工艺中B段曝气池进水作为混凝实验用水。取水样500mL,分别投加AS和PAM进行混凝实验。沉淀后去掉上清液300mL,在200mL沉淀污泥中加入A段沉淀池出水300mL(此时回流污泥与水样的体积比为6617%),按混凝实验程序进行不加药混凝实验,沉淀后取上清液测定TP等指标。如此重复4次。考察同样泥水比下,不同投药量沉淀污泥的除磷效果。

取化学混凝后的沉淀污泥,按不同泥水比加入A段出水进行混凝实验,考察不同泥水比下,同一投药量的沉淀污泥的除磷效果。

取B段曝气池进水进行混凝实验,测定污泥沉降比和污泥体积指数,考察混凝剂对活性污泥沉降性能的影响。113 实验次数和数据处理方法

从同一取样点取的水样做2组平行混凝实验,结果取平均值。

(1华南理工大学环境科学与工程学院,广州510640;

摘 要:取吸附-生物降解(AB)工艺A段沉淀池出水,利用投加硫酸铝(AS)和聚丙烯酰胺(PAM)化学强化后的沉淀污泥进行除磷实验,考察沉淀污泥除磷效果和化学强化对污泥沉降性能的影响。结果表明:化学强化的沉淀污泥对污水的TP和浊度有较好的去除效果,其去除率随AS投药量的增加而提高;当泥水比为6617%,PAM为0105mg/L,AS投药量(以Al2O3计,下同)为1511mg/L时,对TP和浊度的去除率分别为7510%和6019%;AS投药量从0mg/L增加至1511mg/L,沉淀污泥对COD去除率维持在23%~40%,对氨氮无去除作用;同一投药量(AS为715mg/L,PAM为0105mg/L)下,TP去除率随泥水比增大而提高,氨氮质量浓度无明显变化;投加AS和PAM化学强化除磷,污泥沉降比和体积指数随AS投药量增加而降低,污泥沉降性能提高。

关键词:环境工程;AB工艺;化学强化;除磷;污泥沉降性能中图分类号:X70311 文献标识码:A

0 引 言

污水生物处理系统的化学强化除磷是确保污水处理除磷达标的重要手段。目前常用的化学除磷药剂有铝盐、铁盐和石灰。化学强化除磷沉淀物的确切组成还不清楚,一般用经验分子式MerH2PO4(OH)3r-1表示。往往为了满足更低的磷排放限值而投加过量混凝剂,产生大量的氢氧化物胶体[1]。杨智宽等[2]认为加入铁盐除磷时会伴随发生:1)生成磷酸铁(Fe(PO4)x(OH)3-x)沉淀;2)在部分胶体氧化铁或氢氧化铁表面吸附磷酸盐;3)多核氢氧化铁的凝聚作用,生成不溶于水的金属聚合物。赵艳梅等[3]对模拟污水的氢氧化铁吸附除磷实验表明,反应10min即达到吸附平衡,且在pH值为7时吸附率达85%,Fe(OH)3对磷有良好的吸附性。Elisabeth等[4]对模拟废水进行批式吸附实验,发现氢氧化铝对正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷有很好的吸附作用,对正磷酸盐的吸附作用更为明显,而化学沉淀并不起主要作用。Georgantas等[5]认为氢氧化物对磷的吸附过程为氢氧化物表面的羟基基团和磷酸根离子之间的配位体交换。可见,氢氧化物胶体通过吸附作用对污水中的磷有明显的去除效果。

化学强化除磷污泥量大、难于浓缩、脱水性差、不易处理,成为一个新环境问题。虽然有如酸化、膜分离、碱化等为回收金属铝的处理,但因费用过高而难以应用。考虑到污泥中残留的未反应的混凝剂及其水解产物氢氧化物胶体对磷有去除作用,如果将部分污泥回流,就可以发挥氢氧化物胶体以及残留混凝剂的除磷作用。为此,本文利用化学强化除磷沉淀污*收稿日期:2007-12-20

作者简介:罗肖肖,硕士研究生,从事水污染控制技术研究;胡勇

有(通讯作者),教授,从事水环境与水污染控制技术研究,ppyyhu@http://www.wendangxiazai.com。

基金项目:广州市科技局科技攻关计划科技攻关项目(2005Z1-E0061)

2 结果与讨论

211 不同AS投加量沉淀污泥的混凝效果

21111 除磷效果

通过前期实验,确定PAM最佳投加量为0105mg/L,因此后续实验PAM均投加0105mg/L。

泥水比为6617%时,不同AS投药量下,利用沉淀污泥多次混凝的出水TP质量浓度和去除率变化情况见图1。不同投药量的沉淀污泥对TP均有较好的去除效果。原水TP质量浓度为4129mg/L,对应AS投药量(以Al2O3计,下同)从0mg/L增加至1511mg/L,第1次沉淀污泥混凝的TP去除率从3816%逐步提高至7510%。不投加混凝剂时,沉淀污泥只是通过活性污泥对磷的吸附来实现除磷。Cloete等[7]通过对活性污泥的扫描电镜和能量衍射光谱分析发现其胞外聚合物(EPS)含有27%~30%的磷,与之相连的菌胶团含磷量高达57%~59%,因此认为活性污泥本身可去除部分磷。投加AS后,沉淀污泥中含有少量未反应的AS以及水解生成的氢氧

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