市政公用建設(shè)\、 Nuridpd ard Udc andrus城市污水廠鐵鹽強化除磷試驗研究口文/高亞賓謝慎琳崔涵摘要:文章以城市污水廠生物處理后的出水為研究對象,考察了鐵鹽對總磷的混凝去除效果及影響因素。結(jié)果表明:鐵鹽除磷適宜的pH范圍為6~8,攪拌強度在350r/min和200r/min情況下對總磷的去除率沒有明顯變化;總磷濃度為294mg/L的水樣聚鐵鹽用量為132mg/L時和總磷濃度為217mg/L的水樣,三氯化鐵用量為126mg/時,可使出水總磷濃度<0.5mg/L關(guān)鍵詞:城市污水廠;鐵鹽;除磷;混凝城市污水廠主要是通過微生物的作用去除水中的通過吸附作用可除去更多的磷。污染物。但生物處理過程中脫氮和除磷往往相互抑制,生物法同時脫氮除磷較難達(dá)GB18918-2002《城鎮(zhèn)污試驗部分水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求,因此現(xiàn)在城市污水廠多采用化學(xué)藥劑輔助除磷方法,化學(xué)藥劑輔助除磷儀器與試劑多根據(jù)加藥點的不同分為前置加藥除磷、協(xié)同加藥除07HWS-2數(shù)顯恒溫恒速磁力攪拌器;pHS-3B精磷和后置加藥強化除磷。本試驗研究了后置強化化學(xué)密pH計;Uv2450紫外分光光度計;電子天平LDZ除磷,通過混凝試驗,考察了三氯化鐵(FeCl3·6HO50FAS立式電熱壓力蒸汽滅菌鍋;普通定性快速濾紙聚鐵鹽(PFS}絮凝劑的除磷效果、影響因素及其他污染Fec·6Ho;聚丙烯酰胺;聚鐵鹽。物的去除情況分析方法TP—一鉬酸銨分光光度法;pH值——玻璃電極鐵鹽除磷的機理法;COD—一重鉻酸鹽法;NH4-N—蒸餾和滴定法;TN—堿性過硫酸鉀紫外分光光度法。在各種陰離子中磷酸根對Fe水解行為影響最為試驗方法突出,它可以取代與Fe結(jié)合的部分羥基,形成堿式磷混凝試驗用水取自某污水廠二沉池出水,該污水酸鐵復(fù)合絡(luò)合物,改變Fe的水解路徑Rogr等用IR廠采用AO脫氮工藝,二沉池出水水質(zhì)為pH-6光譜研究得出,氫氧化鐵凝膠及各種鐵氧化物都能吸8;總磷TP(以P計}1~3mg/L;NH-N<5附大量的磷酸根,其I光譜表明有雙核絡(luò)合物存在,mg/L;TN-15-25mg/L;COD—<50mgL。推斷PO}置換了兩個相鄰的OH官能團(tuán)并在兩個混凝方法參照文獻(xiàn)(2],取500mL水樣裝于燒杯Fe之間形成了橋。因此鐵鹽不僅僅是通過生成FePO4中,然后將燒杯放在磁力攪拌器上,開動攪拌器,550r/沉淀除磷,Fe和OH及PO}之間的強親和力,使溶液min條件下快速攪拌1min,逐漸放慢攪拌強度,10min中可能會有Fe2PO4OH)及 FeL h PO a(OH)3等難后,靜沉30min后取上清液或用普通濾紙過濾,測定溶絡(luò)合物生成且生成的絡(luò)合物表面有很強吸附作用,TP及其他污染物去除情況。62夫障濾設(shè)故2010NOmax做∠xh如//市政公用建設(shè)結(jié)果與討論pH值對除磷的影響溶液的pH值直接影響鐵離子的水解形態(tài),當(dāng)溶液攪拌強度對除磷的影響中酸過量時Fe'離子主要以Fe(HO形式存在,隨攪拌強度為350r/min和20rmin條件下,聚鐵著pH值增大,水解度增大,縮合度也增大,進(jìn)而影響到鹽和FeCl對TP的去除效果見圖1和圖2。與磷酸根離子發(fā)生反應(yīng)后生成的化合物的形態(tài)。在pH為310的范圍內(nèi)考察鐵鹽除磷的效果,見圖320聚鐵鹽(以Fe計)/(mg:L-)pH值攪拌強度=200r/min時TP含量圖3pH值對鐵鹽除磷的影響攪拌強度=350r/min時TP含量在酸性條件下,pH由3上升到6時,鐵鹽對TP攪拌強度=200r/min時TP的去除率的去除率隨pH升高而升高,因為在此pH范圍內(nèi)有攪拌強度=350r/min時TP的去除率穩(wěn)定的FePO4沉淀生成。在pH值為6~8的范圍內(nèi)圖1攪拌強度對聚鐵鹽除磷影響鐵鹽對TP有較理想的去除效果,因為在此pH范圍內(nèi),鐵鹽的水解產(chǎn)物能有效地結(jié)合水中的磷酸根離子并生成穩(wěn)定的、具有良好吸附作用的羥基磷酸鐵絡(luò)合物,使TP的去除率提高,可用式(1)表示FePo,oH),沉淀)rFe"+PO}+(x-3)oHr45678當(dāng)P=1時沉淀物為FePO4,溶度積 looKs=23;當(dāng)三氟化鐵以Fe計)(mgL)r=25時,沉淀物為Fe2sPO4(OH)s,溶度積1攪拌強度=200/min時TP含量log Ksp-=97o◆2攪拌強度=350r/mn時TP含量隨pH值的進(jìn)一步升高至9左右,由于絡(luò)合物中43攪拌強度=200r/min時TP的去除率的PO3被溶液中越來越多的OH取代,生成的沉淀4攪拌強度=350r/min時TP的去除率以Fe(OH)3為主,使得溶液中殘余總磷濃度增加,導(dǎo)圖2攪拌強度對FeC除磷的影響致去除率有所降低。聚鐵鹽在中性和弱堿性范圍內(nèi)當(dāng)聚鐵鹽(以Fe'計)投加量為22mgL和44水解產(chǎn)物以高聚合物為主,所帶電荷數(shù)較高因此在mgL,FC.(以Fe計)投加量為2mgL時,分別對較寬的pH范圍內(nèi)都有一定的電中和能力,所以除TP=289mg/L和217mg/L水樣以較高的速度攪拌,磷的適宜pH范圍較寬。但當(dāng)pH>8時受高濃度的TP的去除率分別提高了15%10%和10%;當(dāng)鐵鹽投加oH離子的影響,帶有較高電荷的聚鐵鹽水解產(chǎn)物量繼續(xù)增大時在一定范圍內(nèi)攪拌強度對TP的去除率會首先與OH結(jié)合,生成FeOH)3沉淀減少了與磷影響不大,這是由于鐵鹽投加量較低時較強的攪拌速酸根離子結(jié)合的機會,使TP去除率降低。度可以促進(jìn)鐵鹽的水解增加分子間碰撞結(jié)合的機會,過濾和投加助凝劑對鐵鹽除磷的影響提高TP的去除率;當(dāng)鐵鹽投加量較高時鐵鹽的水解試驗對象是污水廠出水,濁度較低;單獨用鐵鹽受鐵鹽濃度的影響較大,水解過程較快且較容易與磷混凝,當(dāng)鐵鹽投加量較低時,生成的絮體較松散且懸結(jié)合而受攪拌條件的影響相對較小,同時攪拌強度較浮的細(xì)小絮體較多,需要較長的沉降時間。助凝劑的大時反而不利于礬花的形成,從而降低了礬花對難沉加入可有效改善絮凝狀況并可縮短沉降時間。如圖4降細(xì)小顆粒的吸附作用,一定程度上降低了TP的去除所示,中性條件下,在10.5mg/L的FeC13(以Fe率。圖1和圖2還表明鐵鹽用量較大時較低的攪拌強計)中投加0.05mg/L陰離子助凝劑PAM,使TP濃度更有利于TP的去除。度為217mg/L的水樣出水TP濃度降至05mg/L滅障建設(shè)新被2010NO23市政公用建設(shè)N以下。這是由于PAM的高分子吸附架橋作用提高了聚鐵鹽和FeCl3在用量較低時(<16mg/L)對TP絮凝效率,使絮體成長得更快更大,水中的溶解態(tài)的去除率差別較明顯,其中聚鐵鹽的除磷效果明顯優(yōu)PO以及反應(yīng)生成的FePO4微粒能吸附在絮體上沉于FeCl,隨著鐵鹽用量的增加這種差別逐漸縮小。當(dāng)?shù)砣コ?。在混凝沉降后采用普通定性濾紙過濾,可鐵鹽投加量>16mg/L時兩種鐵鹽的除磷效果相當(dāng)剩在絮凝劑用量較少的情況下獲得明顯的除磷效果。余TP濃度<0.5mgL84mg/L的FeCl(以Fe”計),即可使同樣出水TP濃度降至0.5mg/L以下。這是因為過濾能將水中大結(jié)論部分已與鐵鹽相結(jié)合卻又難以沉降的磷酸鹽顆粒截留,這也是投加高分子助凝劑難以實現(xiàn)的。(1)在鐵鹽用量合適的情況下,攪拌強度在一定范水樣+氯化鐵圍內(nèi)對TP的去除率無明顯影響。水樣+氯化鐵+PAM水樣+氯化鐵+過濾(2)鐵鹽除磷適宜的pH值范圍為6-8。(3)對總磷濃度為294mg/L和217mg/的水樣,聚鐵鹽和三氯化鐵用量分別為132mg/L和126FeC(以F計)mg,L”l5mg/L時,可使出水總磷濃度降至0.5mg/L以下。(4)投加助凝劑或過濾能有效改善鐵鹽除磷效率,圖4過濾和投加助凝劑對FeC除磷的影響投加助凝劑和過濾對聚鐵鹽的影響見圖5降低鐵鹽用量。(5)聚鐵鹽和三氯化鐵相比,具有更強的除磷效率。淼:續(xù)□■參考文獻(xiàn):聚鐵鹽(以Fe計/(mgL[1] Roger L P, Roger J A. The mechanism of phosphate圖5過濾和投加助凝劑對聚鐵鹽除磷的影響on by iron oxides [J ]. Soil Sci Soc Amer Proc, 1975, 39:投加助凝劑和過濾都能增加聚鐵鹽對TP的去除837-841率,但投加助凝劑對除磷效果的影響不大,過濾則較大四蔡康煜水的混凝及絮凝杯罐試驗方法的研究]化學(xué)清洗,的提高了TP的去除率。因為聚鐵鹽屬于無機高分子絮1991406:1-7凝劑溶于水后起電性中和與吸附架橋作用,自身能生昌俊芳陳小利張理平等三價鐵鹽的水解原理及水溶液成較好的絮體,因此高分子助凝劑對其除磷效果的影的配制方法J延安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),200322(3):響不大但過濾能有效地攔截細(xì)小顆粒物質(zhì),從而增加65-67TP去除率。[4]Mahmut Ozacar, I Ayhan Sengil Enhancing phosphate re聚鐵鹽和FeCl3除磷效果比較moval from wastewater by using polyelectrolytes and clainjection(J Journal of Hazardous Materials, 2003, 100(1/3)聚鐵鹽由多聚合物組成,與FeCl3在除磷作用上有所不同,因此混凝效果和除磷效果也略有區(qū)別。在pH732、TP=2.30mg/L以及攪拌強度為200r/min的條件下,比較了聚鐵鹽和FeCl3的混凝除磷效果,見圖625→氟化鐵聚鐵鹽氯化鐵去除率90口中圖分類號:X505去除率7、20口文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C口文至編號:1008-3197(2010)02-62-0310口收稿日期:20100309口作者簡介高亞賓用,1983年出生,助理工程師,碩士天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司,從事污水處理技術(shù)研究鐵鹽(以Fe計(mg+L-工作。圖6聚鐵鹽和FeCl3除磷效果比較口謝慎琳、崔涵天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司。64人建設(shè)截2010·NOg