1、實驗二-投加鐵鹽的化學除磷實驗報告作者:日期:2化學除磷小試總結報告高碑店污水處理廠化學除磷小試總結北京工業大學北京城市排水集團高碑店污水處理廠-3 -化學除磷小試總結報告一、研究背景根據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。針對碳源受限型廢水（C/N較低），在現場進行的缺氧-厭氧-好氧連續 流小試試驗確認：碳源是限制該工藝脫氮除磷效率的關鍵因素，在非曝氣區的缺 氧段、厭氧段分點進水方式并不能改善系統生物脫氮除磷效果。將乙酸分別投加 至非曝氣區始端和非曝氣區中部，連續流試驗結果表明：

2、聚磷菌只能利用揮發性 脂肪酸，而反硝化菌可利用的碳源類型較多， 當多種有機基質存在時，兩者都優 先利用短鏈脂肪酸有機物。投加較少數量的乙酸進入非曝氣區中部就能達到同等 程度的生物過量除磷。非曝氣區內缺氧和厭氧環境的分隔是“自然”形成的。缺氧-厭氧運行模式下，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 的反應容積才可能轉變為深度厭氧環境，而污泥混合液中是否有VFA存在以及數 量將決定微生物環境轉變為深度厭氧環境所需要的時間，并進一步決定系統是否能誘導并維持穩定的生物過量除磷功能。前期試驗表明：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

3、酸化后產生。因此，有必要針對高碑 店污水處理廠水質（碳源受限型）和二期 A/O工藝，進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研究。同時，為了提高脫氮效率、強化生物 脫氮功能，因此建議進行分段進水多級 A/O工藝強化生物脫氮試驗；此外，由于 A/O工藝不具備生物除磷功能，因而需進行輔助化學除磷試驗研究，從而為高碑 店污水處理廠的改造及優化運行提供技術支持。二、進水水質、試驗方法及運行參數：2.1進水水質本試驗進水采用初沉池出水，進水水質指標見表 1-1。表1-1進水水質單位mg/l指標pHCODNH-NNONTNTP均值7.57176.937.6930.00539.7585.5

4、292.2試驗方法本試驗測定指標如表1-1種所述，其中CODS用標準重鉻酸鉀法；NH4+-N采用納氏試劑分光光度法；NO3-N采用紫外分光光度法；TN采用過硫酸鉀氧 化一紫外分光光度法；TP采用過硫酸鉀消解一鉬銻抗分光光度法；pH采用玻璃 電極法。2.3運行參數小試模擬一分廠U系列的運行工況，具體運行參數見表1-2。試驗所用接種污泥取自二沉池的回流污泥。采用間歇培養法進行培養，在培養過程中進行觀察， 觀察到污泥絮體很大,沉降性能良好,出水沒有懸浮物,污泥濃度（MLSS）在 3000mg/L左右時，開始試驗。在曝氣池末端投加FeSO ,由于小試的進水量和U系列進水相差很大，有必要將 FeSO進行

5、稀釋，由于FeSQ濃度為0.2t/m 3,將 其稀釋100倍，稀釋后濃度為2kg/m3。本次試驗投加量分別為20mg/L和30mg/L。表1-2 n系列與小試運行參數對照表參數n系列小試進水量18 萬 t/d 507L/d曝氣池體積15960X 4m3180L水力停留時間（HRT8.1h8.512h曝氣池MLSS3000mg/l3030mg/l非曝段：曝氣段2:72.5:12污泥回流比90%90%三、試驗結果數據分析3.1運行工況1:進水量352ml/min,回流比90%，HRT為8.512h。為了使試驗前后形成良好的對照，在未投加FeSO之前，對小試主要水質指標進行了沿程分析，沿程變化趨勢見

6、圖水力停留時間（h）+ COD r NH3-N -l NO3-N pH TP1-1。.g 卩 HPCPT066.2477O9 a6 5 4O286 4 20 8 6 4 2n/3 mcN-3ON/N-3HD CO圖1-1試驗工況1水質指標沿程變化圖實驗數據表明系統有良好的CQDfc除效果，出水TN能夠達標排放，出水TP 為3.314mg/l,不能達標排放。因此有必要進行輔助化學除磷研究。3.2運行工況2:進水量352ml/min,回流比90%，HRT為8.512h，FeSQ投加量 為 20mg/L=待工況運行正常，連續試驗數據表明：投加 FeSQ20mg/l時，出水TP降低 到 1.347mg

7、/l左右，但是仍然不能達標排放。進一步加大 FeSQ4投加量，為 30mg/l。o o o o O6 4 2 0 8T T T To o O6 4 2-7 -化學除磷小試總結報告丿g卩HPDJ98765432- OOH n/n-3o.doc* CQD° «i_卩i 疔一 o0.001.061.772.844.265.677.098.51 岀水水力停留時間（h）* COD TN n NH3-N： NO3-N pH rL TP圖1-2試驗工況2水質指標沿程變化圖3.3運行工況3:進水量352ml/min,回流比90% , HRT為8.512h , FeSQ投加量 為 30mg/

8、L=100.00 1.06 1.77 2.84 4.26 5.67 7.09 8.51岀水水力停留時間（h）* TNNH3-N 一：、一 NQ3-N pHTP圖1-3試驗工況3水質指標沿程變化圖-# -化學除磷小試總結報告在該運行工況下，出水 TP為0.702mg/l , CO環口 TN都能達標排放。為了進一步表述FeSQ投加量對出水TP的影響，綜合以上3個運行工況， 得到圖1-4中TP在各個工況中沿程變化曲線，比較它們 TP的去除效果。四、總結通過最近一段時間的小試研究，小試運行良好，沒有出現跑、漏、堵等事故, 為小試的順利開展奠定了良好的基礎。現對小試的運行和調試總結如下。4.1關于亞鐵鹽

9、和鐵鹽：FeSQ4勺除磷效果優于FeCb,其原因在于化學除磷是由化學沉析和絮凝作用 共同完成的。沉析是水中溶解狀態的物質轉變成非溶解狀、顆粒狀的過程，絮凝7.0006.0005.0004.0003.0002.0001.0000.000圖1-4不同FeSQ投加量下的TP沿程變化曲線圖則是細小的非溶解狀的物質粘結成較大形狀的過程。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鐵和三價鐵除磷效果好壞的決定因素。而在磷沉析方面,Fe 3+和Fe2+二種粒子都是有效的。它們的反應方程式分別是：Fe3+PGT = FePQ4 反

10、應平衡常數 pK1>23(25°C)3Fe2+2PGf = Fe 3(PO) 2 反應平衡常數 pK2>30 (25 C)由于pK2>pK1,所以Fa(PO)2比FePO4穩定，更容易沉淀下來。因此采用亞 鐵鹽輔助化學除磷會獲得更高的除磷效率。值得提出的是，由于提供的FeSO濃度過高，我們采用自來水直接稀釋的辦法，結果使得亞鐵離子大部分轉化為了鐵 離子。因此認為，在相同投加量下，若采用無氧水稀釋FeSO溶液，會取得更好化學除磷小試總結報告的除磷效果。4.2化學除磷對污泥濃度及出水氨氮的影響為考察化學除磷對系統其它參數的影響，分析了化學除磷對曝氣池污泥濃度 及出水氨氮

11、的影響。從圖1-5和圖1-6中，可以看出，隨著運行的不斷深入，曝 氣池SS逐漸上升，可能原因是：鐵離子屬于微生物生長的必需微量元素，投加 鐵鹽絮凝劑后，微生物會通過新成代謝吸收生命活動所需的鐵元素。與不投加鐵 鹽絮凝劑的活性污泥相比，此時活性污泥的比重會增大，導致曝氣池污泥濃度有 上升的趨勢。圖1-5中，氨氮從10.256mg/l降低為1.985mg/l,存在如此大的降 幅是因為系統在投加FeSO絮凝劑后，FeSO會消耗系統從的一部分溶解氧，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并且穩定在2mg/l左右。4.2曝氣量的控制由于亞鐵離子是還原

12、性離子，進入曝氣末段后，自然會和反應器中的氧分子 發生氧化還原反應，因此會消耗一部分氧氣。在投加FeSQ后，應該密切關注反 應器中的溶解氧量，避免造成由于溶解氧的不足導致的硝化不完全， 系統的脫氮 效果變差的后果。32_«_MLSS 岀水NH3-N L 岀水TP 121032O531o OO 51 O3 3o o O0 5 00 9 93 2 2-10 -化學除磷小試總結報告-# -化學除磷小試總結報告圖1-5 FeS04投加量為20mg/l時，對曝氣池SS及出水氨氮的影響-# -化學除磷小試總結報告3450MLSS NH3-NTP 3nr7gkpT/ N -3HN2 2 110o

13、OO 54 33 3O523o o O0 5 02 113 3 3xftr/gmkssLM-11 -化學除磷小試總結報告-# -化學除磷小試總結報告3050111 012345取樣序號圖1-6 FeSO4投加量為30mg/l時，對曝氣池SS及出水氨氮的影響4.3投加量的控制理論上說，亞鐵鹽過量投加會有利于系統的化學除磷，但是由于FeSQ是強 酸弱堿鹽，在水中呈弱酸性，投加量過大，會使活性污泥處于弱酸性環境中，這 對活性污泥系統是不利的。本課題組在初次加藥時，由于誤解了濃度，導致投加 量多加了 1000倍，結果整個反應器的水都呈黃色，反應器中的活性污泥極少， 存在的活性污泥沉積在池底，同時，測得

14、的污泥 SV值在10%下。4.4回流比和排泥量的控制本試驗由于模擬U系列工況的需要， 試驗過程中沒有改變系統的回流比，事 實上，由于加藥點在曝氣池的末段，適當加大回流比，可以使系統充分利用亞鐵 鹽，減少投藥量。由于化學除磷的產泥量比生物除磷的產泥量要大，因此要控制曝氣池中適當的污泥濃度，在未投加亞鐵鹽的基礎上，應加大系統的排泥量。五、化學除磷連續流實驗系列工況結論1. 通過高碑店污水處理廠及小試二沉出水混凝實驗可以看出， 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到一定處理效果。2. 在第二階段連續流實驗中，主要考察了不同投加點的處理效果。通過實驗 發現，選擇在曝氣池末端投加絮凝劑要優于在二沉池投加，原因有以下幾點：第一、無需再投加高分子絮凝劑通過實驗可以看出，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、可以減少無機絮凝劑的投加量第三、可減少污泥體積，有利于后續污泥處