專利名稱：高含磷市政污水除磷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水除磷方法技術(shù)領(lǐng)域，特指高含磷市政污水除磷方法。
背景技術(shù)：
東莞市鳳崗鎮(zhèn)蝦公潭污水處理廠生活污水處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級B標(biāo)準(zhǔn)要求，總磷(TP)排放標(biāo)準(zhǔn)為小于或者等于I. 5mg/L。污水處理廠進(jìn)水為河道截流進(jìn)水，該河道路經(jīng)多個(gè)工業(yè)集中區(qū)及生活居民區(qū)，其水質(zhì)組成比較復(fù)雜。經(jīng)過近幾個(gè)月的連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定，其中TP平均值為11. 24mg/L (—般生活污水中TP約為3_4mg/L左右)，pH極限最低值達(dá)到4左右，極大的影響到了污水廠出水的穩(wěn)定性。為了保證污水廠出水的達(dá)標(biāo)排放，臨時(shí)采用前置投藥裝置控制TP。由于臨時(shí)投藥操作復(fù)雜，投藥量大，且進(jìn)水pH變化較大，TP變化也較大，不好控制 出水TP的穩(wěn)定，極大的加大了污水廠的運(yùn)營成本和負(fù)擔(dān)，因此需要增加一套穩(wěn)定的TP去除工藝/方法，以便保證污水廠出水TP的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。如圖I，污水處理廠2010年7月到11月進(jìn)水TP和pH數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)示意圖的數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)工業(yè)區(qū)及生活區(qū)的污水存在以下特點(diǎn)I、進(jìn)水總磷一般在5_14mg/L(最高值達(dá)到41mg/L,平均值為11. 24mg/L),其中，11月30日到12月2日連續(xù)三天監(jiān)測(每小時(shí)采樣一次)數(shù)據(jù)，進(jìn)水總磷平均值為15. 23mg/L，大大超出正常值，實(shí)際上已成為以工業(yè)廢水為主的市政廢水；2、進(jìn)水pH波動(dòng)較大，在進(jìn)水總磷較高時(shí)，相應(yīng)pH偏低，多數(shù)日會(huì)出現(xiàn)1-2次pH < 6的情況，每次的延續(xù)時(shí)間為1-2小時(shí)，pH最低值達(dá)到4左右(10月23日20:00時(shí)為3. 95)；3、進(jìn)水總磷較高時(shí)，pH相應(yīng)偏低，但沒有明確的線性對應(yīng)關(guān)系；4、由于處于雨季,進(jìn)水COD(化學(xué)耗氧量,chemical oxygen demand),偏低,碳源不足，不足以構(gòu)成生物除磷的COD TP = IOO I的基本條件，生物除磷幾乎無法進(jìn)行。鑒于進(jìn)水存在總磷過高、pH偏低、碳源不足以構(gòu)成生物除磷條件等狀況的客觀存在，因此需要增加一套穩(wěn)定的TP去除工藝/方法，以便保證污水廠出水TP的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。磷的去除有化學(xué)除磷和生物除磷兩種工藝，由于生物除磷工藝目前還不能保證使出水的總磷(TP)穩(wěn)定達(dá)到I. 5mg/L出水標(biāo)準(zhǔn)的要求，所以常常要加入化學(xué)除磷工藝措施來滿足要求?；瘜W(xué)除磷是通過化學(xué)沉析過程完成的，化學(xué)沉析是指通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑，其與污水中溶解性的鹽類，如與磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。污水沉析反應(yīng)可以簡單的理解為水中溶解狀的物質(zhì)，大部分是離子狀物質(zhì)轉(zhuǎn)換為非溶解、顆粒狀形式的過程，利用沉析工藝實(shí)現(xiàn)相的轉(zhuǎn)換，則當(dāng)向污水中投加了溶解性的金屬鹽藥劑后，一方面溶解性的磷轉(zhuǎn)換成為非溶解性的磷酸金屬鹽，也會(huì)同時(shí)產(chǎn)生非溶解性的氫氧化物(取決于pH值)。另一方面，隨著沉析物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物，使穩(wěn)定的膠體脫穩(wěn)，通過速度梯度或擴(kuò)散過程使脫穩(wěn)的膠體互相接觸生成絮凝體。最后通過固-液分離步驟，得到凈化的污水和固一液濃縮物(化學(xué)污泥)，達(dá)到化學(xué)除磷的目的。根據(jù)化學(xué)沉析反應(yīng)的基礎(chǔ)，為了生成磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣(熟石灰)。許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后，都會(huì)與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物。目前用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+、A13+和石灰。這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態(tài)使用的，反應(yīng)式如下A13++P0廣一AlPO4 IFe3++P0廣—FePO4 I5Ca2++3P0廣+OF — Ca5 (PO4) 30H I沉析反應(yīng)的效果是受PH值影響的，金屬磷酸鹽的溶解性同樣也受PH的影響。對 于鐵鹽最佳PH值范圍為5. O 5. 5，對于鋁鹽為6. O 7. 0，因?yàn)樵谝陨螾H值范圍內(nèi)FePO4或ALPO4的溶解性最小。另外使用金屬鹽藥劑會(huì)給污水和污泥處理還會(huì)帶來益處，比如會(huì)降低污泥的污泥指數(shù)，有利于提高出水水質(zhì)等。同時(shí)投加金屬鹽藥劑后相應(yīng)會(huì)降低污水的堿度，這也會(huì)對凈化產(chǎn)生一定程度的不利影響。當(dāng)在同步沉析工藝中使用鐵鹽時(shí)，須考慮對硝化反應(yīng)的影響。除了金屬鹽藥劑外，氫氧化鈣也用作沉析藥劑。在沉析過程中，對于不溶解性的磷酸鈣的形成起主要作用的不僅僅是Ca2+，還有0H_離子，因?yàn)殡S著pH值的提高，磷酸鈣的溶解性降低，所以采用Ca(OH)2除磷要求的pH值為8.5以上。磷酸鈣的形成是按下列反應(yīng)式進(jìn)行的5Ca2++3po43>0r — Ca5 (PO4) 30H I但在pH值為8. 5到10. 5的范圍內(nèi)除了會(huì)產(chǎn)生磷酸鈣沉析外，還會(huì)產(chǎn)生碳酸鈣，這也許會(huì)導(dǎo)致在池壁或渠、管壁上結(jié)垢，反應(yīng)式如式下Ca2++C0廣一CaCO3 I與鈣進(jìn)行磷酸鹽沉析的反應(yīng)除了受到PH值的影響，另外還受到碳酸氫根濃度(堿度)的影響，加量是與堿度成正比的。目前污水除磷常用的藥劑類型硫酸鋁[Al2(SO4)3.18H20]、氯化鋁[AlCl3]、聚合氯化鋁[Al (OH)n. Cl3_n]m、硫酸亞鐵[FeSO4. 7Η20]、硫酸鐵[Fe2(SO4)3]氯化鐵[FeCl3. 6Η20]、熟石灰氫氧化鈣[Ca(OH)2]乳液等，綜合除磷效果及經(jīng)濟(jì)等因素，在實(shí)踐工程中主要采用硫酸鋁、聚合氯化鋁和石灰作為首選除磷藥劑。金屬鹽投加法除磷的缺點(diǎn)是藥劑費(fèi)用明顯高于極少投加藥劑的生物除磷系統(tǒng)；污泥產(chǎn)生量顯著大于不投加藥劑的處理系統(tǒng)，可能會(huì)導(dǎo)致已有的污泥處理系統(tǒng)超負(fù)荷，污泥的處理和處置費(fèi)用相應(yīng)增加；所產(chǎn)生的污泥脫水性能不如不加藥劑的常規(guī)水處理廠。現(xiàn)有技術(shù)中針對工業(yè)廢水化學(xué)除磷工藝的系統(tǒng)，對市政污水含磷量高的問題并無實(shí)際案例可以遵循。因此，基于上述現(xiàn)有污水除磷方法的缺陷，需要對現(xiàn)有的污水除磷方法進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種高含磷市政污水除磷方法，該高含磷市政污水除磷方法要解決的就是市政污水PH低、含磷量高、碳磷比不足的情況下，使污水處理后出水水質(zhì)要求達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級B標(biāo)準(zhǔn)要求，總磷(TP)排放標(biāo)準(zhǔn)為小于或者等于I. 5mg/Lo為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的高含磷市政污水除磷方法，于氧化溝排水口投加硫酸鋁；除磷反應(yīng)控制的pH值為6. 0-7. 0，投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16-29倍。在氧化溝排水口處設(shè)置穿孔曝氣管，對反應(yīng)池進(jìn)行攪拌。于配水井處投加PAM (聚丙烯酰胺)，投加量為480_1440mg/L。較佳的，投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16倍。 氧化溝排水口處總磷濃度為5. 5mg/L時(shí)，最佳投加量硫酸鋁濃度為90mg/L。氧化溝排水口處污水與硫酸鋁攪拌反應(yīng)最短時(shí)間為I分鐘。 本發(fā)明的有益效果在于當(dāng)氧化溝排水口投加硫酸鋁，并控制氧化溝出水pH在
6.0-7. O范圍，出水總磷能連續(xù)控制在排放標(biāo)準(zhǔn)I. 5mg/L的范圍內(nèi)，且平均出水總磷約Img/L左右。


圖I為一段時(shí)間內(nèi)污水處理廠進(jìn)水TP和pH數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)示意圖；圖2為不同藥劑除磷效果的對比示意圖；圖3為不同pH值對除磷效果影響的對比示意圖；圖4為不同加藥量效果比選示意圖；圖5為反應(yīng)時(shí)間比選示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施后的出水總磷連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)圖；圖7為本發(fā)明方案一的流程示意圖；圖8為本發(fā)明方案二的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。以下所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并不因此而限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。見圖7，污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作流程大致是，進(jìn)水泵房將污水從河涌抽出進(jìn)入旋流沉砂池，再依次經(jīng)厭氧池、氧化溝、氧化溝排水口、配水井、二沉池后排出，二沉池的污泥排入污泥池。本發(fā)明高含磷市政污水除磷方法，采用中置投加于氧化溝排水口投加硫酸鋁，可在氧化溝排水口設(shè)置混合反應(yīng)池；除磷反應(yīng)控制的pH值為6. 0-7. O，投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16-29倍。在氧化溝排水口處設(shè)置穿孔曝氣管，對反應(yīng)池進(jìn)行攪拌。于配水井處投加PAM，投加量為O. 4-1. 2kg/h。較佳的，投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16倍。氧化溝排水口處總磷濃度為5. 5mg/L時(shí)，最佳投加量硫酸鋁濃度為90mg/L。氧化溝排水口處污水與硫酸鋁攪拌反應(yīng)最短時(shí)間為I分鐘。除磷反應(yīng)控制的pH值較佳為6. 3-6. 5。本發(fā)明除磷原理硫酸鋁鹽化學(xué)除磷是通過化學(xué)沉析過程完成的，通過向污水中投加硫酸鋁鹽藥劑，其與污水中溶解性的鹽類，如磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)，一方面溶解性的磷轉(zhuǎn)換成為非溶解性的磷酸鋁，另一方面，隨著沉淀物的增加及較小的非溶解性固體物聚積成較大的非溶解性固體物，使穩(wěn)定的膠體脫穩(wěn)，通過速度梯度或擴(kuò)散過程使脫穩(wěn)的膠體互相接觸生成絮凝體。最后通過固-液分離步驟，得到凈化的污水和固一液濃縮物(化學(xué)污泥)，達(dá)到化學(xué)除磷的目的?；瘜W(xué)式如下A13++P0廣—AlPO4I pH = 6 7試驗(yàn)I :典型原水的化學(xué)除磷試驗(yàn)(表I)
權(quán)利要求
1.高含磷市政污水除磷方法，其特征在于于氧化溝排水口投加硫酸鋁；除磷反應(yīng)控制的PH值為6. 0-7. 0，投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16-29倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于在氧化溝排水口處 設(shè)置穿孔曝氣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于于配水井處投加PAM，投加量為 480-1440mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于氧化溝排水口處總磷濃度為5. 5mg/L時(shí)，最佳投加量硫酸鋁濃度為90mg/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于氧化溝排水口處污水與硫酸鋁攪拌反應(yīng)最短時(shí)間為I分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于旋流沉砂池進(jìn)口處也投加硫酸鋁，該處的投加量與氧化溝排水口處的投加量之比為2 I。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在于除磷反應(yīng)控制的PH值較佳為6. 3-6.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及污水除磷方法技術(shù)領(lǐng)域，特指高含磷市政污水除磷方法；本發(fā)明高含磷市政污水除磷方法是，于氧化溝排水口投加硫酸鋁；除磷反應(yīng)控制的pH值為6.0-7.0，投加的硫酸鋁濃度為氧化溝排水口處總磷濃度的16-29倍；本發(fā)明的出水總磷能連續(xù)控制在排放標(biāo)準(zhǔn)1.5mg/L的范圍內(nèi)，且平均出水總磷約1mg/L左右，保證污水廠出水總磷的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
文檔編號C02F9/14GK102863057SQ20111019044
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者洪應(yīng)萍, 林國寧, 張俊榮, 袁挺, 林菡, 魏霄霞, 汪炎軍, 饒小令, 鐘希冰 申請人:東莞市紅樹林環(huán)?？萍加邢薰?br>