城市污水深度除磷技術(shù)
摘要:以制鋁礦渣及鋁土礦制備的無機(jī)復(fù)合絮凝劑進(jìn)行污水深度除磷研究。在模擬廢水條件下,,確定了自制絮凝劑除磷的最佳pH為8,、最佳投加量0.08g/L及最佳水力條件(快速攪拌30s、轉(zhuǎn)速200r/min,;慢速攪拌15min,、轉(zhuǎn)速20r/min);然后將其用于處理生活污水站二級(jí)出水,,TP,、TN、COD,、NH3-N和濁度去除率分別為94.69%,、62.78%、78.93%,、47.94%和89.30%,,優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),自制絮凝劑除磷效果優(yōu)于常用市售絮凝劑PAC(TP去除率91.73%),;自制絮凝劑的除磷機(jī)理主要以沉淀和電性中和作用為主,,以吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用為輔。
我國(guó)水體氮磷元素超標(biāo)導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重,,因此減少污水中磷的排放對(duì)于控制富營(yíng)養(yǎng)化有重要作用,。目前城市污水除磷主要采用生物法,但生物除磷工藝穩(wěn)定性差,,運(yùn)行操作嚴(yán)格,,出水水質(zhì)不穩(wěn)定并易超標(biāo),通常采用化學(xué)絮凝法作為輔助措施進(jìn)行深度除磷,,現(xiàn)階段常用的絮凝劑(如PAC)主要存在著生產(chǎn)成本高,、除磷效率低且絮凝劑用量大等難題,因此研發(fā)高效低成本的絮凝劑對(duì)城市污水除磷具有重要意義,。
另一方面,,隨著我國(guó)鋁工業(yè)的發(fā)展,,每年產(chǎn)生越來越多的制鋁礦渣,處理這種礦渣不僅費(fèi)用高,,管理不當(dāng)還極易對(duì)環(huán)境造成潛在威脅,。由于該礦渣含有大量的Al、Fe,、Si等元素,,且吸附性能好、比表面積大,、在水中穩(wěn)定性強(qiáng),,在污水處理研究中得到越來越多的關(guān)注。
龐世花等使用制鋁礦渣制備聚合氯化鐵鋁絮凝劑,,該絮凝劑對(duì)造紙廢水COD,、濁度和色度的去除率較高,余建萍等利用該礦渣和粉煤灰制備的復(fù)合絮凝劑除濁脫色效果好,,但均未對(duì)除磷效果進(jìn)行探討,,對(duì)污水的綜合處理效果有待進(jìn)一步研究。
為提高絮凝劑對(duì)污水中磷的去除率及降低生產(chǎn)成本,,本研究對(duì)礦渣進(jìn)行改性制備新型除磷絮凝劑,,并通過該絮凝劑處理含磷廢水實(shí)驗(yàn)分析其除磷性能,且對(duì)其除磷機(jī)理進(jìn)行研究,,以期為礦物絮凝劑在處理實(shí)際含磷廢水方面的應(yīng)用及控制提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)參數(shù),。
1材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)所用礦渣與鋁土礦均來自于某冶金企業(yè),采用X射線熒光光譜(XRF)分析其主要化學(xué)成分,,結(jié)果如表1所示,。
由表1可知,礦渣與鋁土礦主要成分是Al2O3,、Fe2O3,、SiO2,其中鋁和鐵的含量最高,,由化學(xué)成分可知,,原料經(jīng)處理可制備同時(shí)含鐵鹽和鋁鹽的絮凝劑,能充分結(jié)合鋁鹽絮凝劑絮體大,、脫色效果好,,鐵鹽絮凝劑絮體密實(shí)、沉降速度快等優(yōu)點(diǎn),。
1.2廢水水質(zhì)
實(shí)驗(yàn)用水取自武漢磨山某餐飲污水處理廠二級(jí)出水,,該處理站采用“CASS+曝氣生物濾池”工藝,出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),。二級(jí)出水水質(zhì)如表2所示,。
1.3實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1絮凝劑制備
分別稱取10和15g經(jīng)過研磨預(yù)處理的礦渣和鋁土礦放入反應(yīng)釜,,加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的鹽酸250mL(液固比10:1),調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為200r/min,,在80℃下反應(yīng)6h,,取出后室溫純化24h.,100℃烘干后磨細(xì),,即得無機(jī)酸改性的礦物復(fù)合絮凝劑。
1.3.2除磷性能研究
實(shí)驗(yàn)首先在模擬含磷廢水條件下對(duì)自制絮凝劑除磷效果及最佳使用條件進(jìn)行測(cè)試,,采用單因素控制變量法分別確定自制絮凝劑除磷的最佳PH與投加量,,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)確定絮凝劑除磷最佳水力條件。
在確定的最佳條件下將該絮凝劑用于實(shí)際生活污水的處理,,并與市售常用絮凝劑(PAC)的處理效果做對(duì)比,。
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