聚合氯化铝如何去除污泥水中的磷
磷是城市污水中主要的污染物之一，含磷污水直接排放会造成水体污染,是导致水体富营养化的重要原因.污水除磷是防止水体富营养化的重要途径.然而污水处理系统排放的剩余污泥在浓缩脱水过程中会重新释磷,产生高含磷的污泥水.目前,城市污水处理厂一般采用将污泥水回流至进水口再处理的方法,这既造成了磷的重复处理,又可能导致出水中的磷难以达标排放.
化学结晶法（聚合氯化铝）除磷具有效率高、工艺简单、运行可靠的优点,在污水处理中得到了广泛应用.化学（聚合氯化铝）除磷一般通过Al3+、 Fe3+、 Ca2+或Mg2+与PO3-4形成沉淀将其去除,同时絮状沉淀又能吸附去除部分正磷.化学（聚合氯化铝）除磷对于高含磷污水具有很好的处理效果. Triger等研究了羟基磷灰石结晶去除厌氧上清液中磷的效果.张萌等以响应面法分析了Fe2+和Fe3+除磷过程主要操作条件Fe/P、 pH和快速搅拌转速对富磷污水除磷的单独效应和联合效应.磷酸铵镁沉淀去除回收富磷污水中磷的研究也得到了广泛关注.然而,作为污水处理厂水量较大且磷浓度较高的浓缩脱水污泥水,系统考察铝盐对其除磷效能及相关影响因素的研究却鲜有报道.
本研究在探讨聚合氯化铝直接混凝沉淀对污泥水除磷效果和沉降性能影响的基础上,利用Box-Behnken响应曲面法研究了聚合氯化铝除磷工艺主要操作条件Al/P摩尔比(以下简称Al/P比)、 pH和搅拌转速(MS)的交互作用影响,寻求佳除磷工艺条件,并初步探讨了污泥水聚合氯化铝除磷动力学,以期为污泥水除磷工艺的应用提供理论依据和技术支撑.
本实验讨论结论：
(1) 污泥水直接投加聚合氯化铝混凝除磷,不仅会恶化其沉降性能,也会降低除磷效率。
(2) 随着Al/P比的增加,污泥水的正磷去除率增加; 随着pH升高,正磷去除率先增加后下降,佳pH约为9.0; MS对正磷的去除率影响不大。
(3) 采用响应曲面法Box-Behnken模型对聚合氯化铝除磷工艺的操作条件进行优化,确定各操作条件对废水除磷效率的贡献大小为Al/P比>pH>MS。
(4) 污泥水聚合氯化铝除磷的优操作参数为:Al/P比2.49、 pH 8.3、 MS 398r ·min-1.经实验验证,此条件下正磷去除率为97.8%,与模型预测结果一致。
(5) 由于絮凝体的吸附和沉淀反应,污泥水中加入聚合氯化铝后正磷浓度会迅速下降; 在快速吸附饱和后,铝盐除磷过程符合二级动力学。
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