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              化學除磷,小試的步驟與方法!  

                從化學除磷的角度來說,混凝除磷主要是去除懸浮態的總磷和可溶態的正磷酸鹽,這兩種去除率很高,在環境合適的情況下,可溶性的正磷酸鹽甚至100%去除,懸浮態的總磷去除率也有80%左右,混凝法對有機磷去除率較低只有4%-20%左右,對焦磷酸鹽、偏磷酸鹽、多磷酸鹽等去除率也很差,但不少文獻指出,去除率差可能與污水的鈣鎂離子有一定關系,而鈣離子對這些磷的絡合能力是金屬離子的70倍,去除效果要好得多,但是本處暫不討論鈣離子去除,以上論述參考自王俊嶺、李圭白(都是哈工大)等老師2008年發表的一篇文獻。

                下面探討一下混凝除磷實驗的步驟與方法:

                實際上在混凝實驗中最容易被忽略掉的一部是檢測原水中正磷酸鹽含量的這一步,因為混凝去除的主體是就是正磷酸鹽,所以在小試的時候,先檢查水體的正磷酸鹽含量可以做到心中有底,打個比方水體的正磷酸含量大概在70%左右,那么最大去除率大概也就在70%上下,可以作為后續小試實驗的基礎。

                計算:

                小試前需要進行計算,鐵鹽的計算和鋁鹽差不多,這里用鋁鹽舉例,實際上不少公眾號寫的計算方式都是液體的聚鋁的,固體的沒有給出,下面一一計算液體聚氯:

                已知某廠日處理污水量60000噸,二沉池出水總磷為3mg/l,出廠水總磷要求在0.3mg/l,采用后置投加,采用液體10%含量的聚氯除磷,求投加的聚合氯化鋁含量?

                解:1克總磷需消耗0.9克聚氯,(可參考什么是化學除磷?文中論述),要求出廠水總磷為0.3mg/l,則消滅的總磷為:3-0.3=2.7mg/l相當于2.7g/噸,采用后置投加,則用投加系數為1.5,那么日消滅總磷需要鋁的質量為:

                1.5*60000*2.7*0.9=220kg。

                液體聚氯有效含量為10%,則每天消耗220/0.1=2200kg。若采用固體聚鋁(Al2O330%含量)含量則計算如下:投加系數鋁含量等計算不變,依然是每天需消滅鋁的質量為:

                1.5*60000*2.7*0.9=220kg。

                固體聚氯有效成固體Al2O3以分子型式存在,則將鋁換算Al2O3,為:220*102/54(Al2O3中鋁的含量)=415kg,固體的含量為30%,則:每天需要消耗的固體聚鋁量為:

                415/0.3=1382kg。

                乍一看固體含量是液體的3倍,那液體投加量應該直接是固體的3倍,這樣籠統計算就錯了。

                計算完

                則開始小試實驗,小試實驗有兩種,一種是藥劑對比性實驗,一種是投加量檢測實驗,這里最后通過實際經驗,前置中置后置除磷進行個人看法的論述:

                對于小試實驗嚴格的說只適合后置除磷的計算,中置除磷需要考慮污泥回流量等,實際作為中置除磷的小試實驗還是可以的,主要要注意兩點,其一是MLSS不能控制太高,實際的MLSS和小試的MLSS保持一致,建議在3000mg/l左右,太高則大量消耗混凝劑,而且投加系數建議從2而不是1.5開始取;另一個是在實際投加后,隨著剩余藥劑的回流,投加量會降低,這個是必然出現的問題。對于泥量的增加的計算可以參考上海市政院張辰大師主編的污水處理廠改擴建設計對于化學除磷污泥量的計算,十分詳細。

                化學除磷實驗的設計

                主要可以有兩種實驗一是藥劑比較性實驗,這里暫時選用PAC、PFS、聚合AL2(SO4)3來進行比較,由實驗室采用正磷酸鹽類鹽配比出具有相同總磷含量的溶液,如果實驗室沒有條件調配,就選取污水廠出水的來做實驗,比選幾種藥劑就用幾個燒杯的水樣,如現場工藝或者實驗室有條件調整PH的,可以將PH調整后再做實驗。這里為方便論述選用1L燒杯的樣。投藥量如果是自己配置的溶液,可以通過上一章節的計算得出,如果是取自污水廠的出水,應有歷史數據或者前一天的檢測值大約估算出今日總磷,再通過計算得到投加量。例子: 取各試驗用粉劑,并稀釋成5g/l的溶液待用,取4罐1L二沉池出水樣(分別標號為1、2、3、4、),1號沉淀,測定上清液TP并記錄,2、3、4號分別加入20.5mg/l的PAC、28.42mg/l的PFS、32.6mg/l的聚合硫酸鋁后快速攪拌30s,慢速攪拌15min,沉淀后(可沉淀30分鐘,如污泥膨脹的較為厲害可以適當提高沉淀時間)分別測定上清液TP并記錄下表(以上數值的計算可參考上一期,本次以TP為2來計算):

                處理后的TP(mg/L) TP去除率(%) 混凝劑價格 混凝劑成本
              PAC        
              PFS        
              聚合硫酸鋁        

                 該實驗以TP去除率為首要考慮因素,如去除率相同,以混凝劑去除成本為主要考慮因素。優選出除磷劑后,開始進行加藥量的實驗,這是需要以實際情況進行總磷測定,在實驗的時候如果打算前置除磷可以選取沉砂池后的水,如果打算中置除磷可以選取二沉池進水的水,這時候活性污泥濃度應在日常正常值,如果打算采用后置除磷,可以取用二沉池出水的水。這里假設PAC為最優藥劑,則:優選出最佳絮凝劑,取5罐1L曝氣池混合液(分別標號為1、2、3、4、5),1號沉淀,測定上清液TP并記錄,2號加入10mg/L PAC,3號加入20mg/L PAC,4號加入30mg/L PAC,5號加入40mg/L PAC,2~5號水樣加藥后快速攪拌30s,慢速攪拌15min,沉淀后分別測定上清液TP并記錄。記錄表格如下:

              上清液總磷(mg/L)
              1  
              2  
              3  
              4  
              5  

                 實驗后,如有多個數據負荷出水要求,建議取中間值來最為投加基準,在生產中增加或減少量。在實驗中,有條件的可以采用六聯攪拌器,磁力攪拌器,如果沒有條件的可才有玻璃棒人工攪拌,要知道小試實驗只是做出一個基點,因為實際水力情況如G-1值等無法模擬清楚,所以以小試結果完全指導實際并不實際。(作者:大梨老師,凈水污水領域專家,污托邦社區工藝負責人;來源:污托邦社區)

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