CN101891287B

CN101891287B - 用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂及处理方法

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Publication number: CN101891287B
Application number: CN201010219085A
Authority: CN
Inventors: 朱开东; 尚巍; 黄鹏; 李金河
Original assignee: NATIONAL CITY WATER SUPPLY AND DRAINAGE ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH CENTER; North China Municipal Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: NATIONAL CITY WATER SUPPLY AND DRAINAGE ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH CENTER; North China Municipal Engineering Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: CN101891287A

Abstract

本发明属于环境保护中污水深度处理和再生水综合利用领域，特别涉及一种可用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂及深度处理方法，该复合除磷混凝剂主要组分和按照有效含量的质量计算各组分的配比为：聚合氯化铝∶硫酸铝∶偏硅酸钠＝0.3份∶0.65-0.70份∶0-0.05份或为聚合氯化铝∶氯化铁∶偏硅酸钠＝0.95-0.97份∶0.03份∶0-0.02份，使用所述复合除磷混凝剂处理污水处理厂二级出水的方法，包括：混合、反应、沉淀、过滤步骤。本发明中使用的复合除磷混凝剂制作方法简单，费用较低，能有效地去除磷和悬浮物质，除磷和除浊效果相对于目前常用的聚合氯化铝，去除率要高30％以上。

Description

用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂及处理方法

技术领域

本发明属于环境保护中污水深度处理和再生水综合利用领域，特别涉及一种可用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂及深度处理方法。

背景技术

在水资源日益短缺的今天，污水资源化是解决途径之一。污水中多含有一定量的磷酸盐，这些磷酸盐对生态环境危害极大，且较难处理，一般城镇污水处理厂污水中磷主要以三种状态存在：有机磷酸盐、聚磷酸盐和正磷酸盐，二级处理后出水中的磷主要以溶解性磷的形态存在，其中主要为正磷酸盐，大约占70～90％。

常用的除磷方法主要包括化学法和生物法，生物法除磷是基于噬磷菌在好氧及厌氧条件下，提取及释放磷的原理，通过好氧-厌氧的交替运行来实现除磷，生物法除磷工艺运行稳定性差，运行操作严格，且单纯采用生物除磷的方法，很难将污水中总磷的含量(TP)降到0.5mg/L，甚至0.2mg/L以下。

化学法除磷主要指应用铁盐、铝盐等单体絮凝剂或者聚合絮凝剂产生的金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷，采用化学法，可以将二级出水中的磷进一步去除，同时去除水中的悬浮物质，但是每种絮凝剂发挥的效果和使用环境不同，有的需要一定反应时间，有的针对磷的去除，有的针对悬浮物质的去除。因此从节省药剂和提高除磷除浊效果的角度来考虑，得到一种高效低投加量的新型复合除磷混凝剂成为目前亟待解决的问题。

给水处理的混凝沉淀工艺，是一种经济可行的技术，当应用到污水深度处理和再生水生产中时，由于给水水源和污水有所区别，在实际应用中需要进行适当的调整和更新，尤其是当再生水应用在用水要求较高的场合，比如作为对磷含量较为敏感的景观水体的补充水源，需要对混凝过程中的混凝条件、药剂选择以及药剂投加量进行更精细的调整，才能稳定达到理想的出水条件。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种可用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂和深度处理方法。

用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂，该复合除磷混凝剂主要组分和按照有效含量质量配比为：

聚合氯化铝 0.3份

硫酸铝 0.65-0.70份

偏硅酸钠 0-0.05份

将各组分按有效含量质量折算成各组分的实际质量后，称取各组分，溶于水中，搅拌混合均匀后，配制成总有效含量质量浓度为5-10％的混合液，得复合除磷混凝剂，其中聚合氯化铝和硫酸铝的有效含量以Al₂O₃计，偏硅酸钠的有效含量以SiO₂计；或者该复合除磷混凝剂主要组分和按照有效含量质量配比为：

聚合氯化铝 0.95-0.97份

氯化铁 0.03份

偏硅酸钠 0-0.02份

将各组分按有效含量质量折算成各组分的实际质量后，称取各组分，溶于水中，搅拌混合均匀后，配制成总有效含量质量浓度为5-10％的混合液，得复合除磷混凝剂，其中聚合氯化铝的有效含量以Al₂O₃计，氯化铁的有效含量以Fe₂O₃计，偏硅酸钠的有效含量以SiO₂计。

使用所述复合除磷混凝剂处理污水处理厂二级出水的方法，包括：混合、反应、沉淀、过滤步骤；

所述混合步骤为污水处理厂二级出水和复合除磷混凝剂快速混合，混合时间为30～60s，搅拌强度为500～1000s^-1；所述反应步骤的反应强度G值控制在30～100s^-1之间，反应时间控制在10～25min之间，优选地，反应步骤为三级反应，反应强度逐级递减。

所述的沉淀步骤在斜管沉淀池中进行，沉淀时间为10～15min。

所述的过滤步骤为砂滤过滤或为微滤膜过滤，优选为砂滤过滤，在砂滤池中进行过滤，滤池的滤速在7～8m/h范围内运行，反冲洗周期在24～30h之间。

复合除磷混凝剂的投加量视待处理的二级出水中的磷含量而定，一般待处理的二级出水中总磷(TP)在0.7～1.0mg/L范围内时，需要投加5～10mg/L(投加量以复合除磷混凝剂中各组分的有效含量计，即以Al₂O₃或者Fe₂O₃或者SiO₂计)，使处理后总磷(TP)的含量下降到0.5mg/L以下。

二级出水中大都含有溶解性的磷酸根离子和不易沉降的生物代谢物形成的悬浮物质，投加复合除磷混凝剂后，形成的水合金属离子和磷酸根离子反应产生沉淀，同悬浮物质共同沉降。聚合铝盐在反应过程中不仅提供金属离子，而且通过长链分子的吸附架桥作用，形成易于沉降的絮凝体；硫酸铝则快速提供水合金属离子形成磷沉淀；偏硅酸钠的投加视水质特性而定，当二级出水中浊度和悬浮物质(SS)的比值在0.8～1.2之间或者更低时，无需添加偏硅酸钠，当比值在1.5以上时，则需要投加少量的偏硅酸钠，有利于形成的絮凝体下沉并有效吸附微小的有机物颗粒。这里，聚合金属盐和单体金属盐的侧重不同，前者需要经过一定的水解时间，才能形成水合金属离子，而后者则混合后直接与磷酸根反应，因此可以缩短反应时间；但是前者的长链大分子可以通过吸附架桥和网捕的作用，生成较大的絮凝体。

本发明所具有的有益效果：

a、本发明中使用的复合除磷混凝剂制作方法简单，费用较低，能够使二级出水中磷酸根形成沉淀，并快速凝聚成絮凝体沉淀下来，并将不易沉降的生物代谢物形成的悬浮物质共同沉降，因此具有形成的絮凝体易于沉降、投加量少、除磷效果好等特点，除磷和除浊效果相对于目前常用的聚合氯化铝，去除率要高30％以上。

b、本发明中的工艺流程适宜，采用一整套工艺参数适合二级出水的除磷和去除悬浮物质，以较小的运行成本获得最佳的处理效果，实现较高的经济效益和环境效益。

c、两种复合除磷混凝剂的除磷除浊效果相差不大，但是适用环境略有不同。如果对于再生水的色度要求不高的环境，比如市政杂用，可以考虑使用含有铁盐的混凝剂，如果对色度的要求较高，比如工业循环冷却水、景观用水等，则只能使用含有铝盐的混凝剂。

附图说明

图1为本发明实施例3中所用的处理装置示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

分别称取1000g聚合氯化铝、4600g硫酸铝和47.6g偏硅酸钠，溶入10L水中，搅拌混合均匀后配置成总有效含量(聚合氯化铝和硫酸铝的有效含量以Al₂O₃计，偏硅酸钠的有效含量以SiO₂计)质量浓度为10％的复合除磷混凝剂。

实施例2

分别称取3200g聚合氯化铝、100g氯化铁和47.6g偏硅酸钠，溶入10L水中，搅拌混合均匀后配置成总有效含量(聚合氯化铝的有效含量以Al₂O₃计，氯化铁的有效含量以Fe₂O₃计，偏硅酸钠的有效含量以SiO₂计)质量浓度为10％的复合除磷混凝剂。

实施例3

使用实施例1制得的复合除磷混凝剂，对二级出水进行处理。二级出水来自合肥王小郢污水处理厂出水。表1为2008年12个月平均每月的水质特性：(其中CODcr：化学需氧量；SS：悬浮物质；TP：总磷；BOD5：五日生化需氧量；NH3-N：氨氮；PH：酸碱度)

表1：2008年平均每月的二级出水水质特征单位：mg/L

日期	CODcr	SS	TP	BOD5	NH3-N	PH
							2008.1	38.6	6.9	1.2	4.16	2.46	7.7
2008.2	38.8	6.0	1.1	4.48	2.05	7.7
							2008.3	47.4	11.2	0.392	4.68	5.80	7.7
2008.4	71.4	19.1	0.609	11.54	5.25	7.7
							2008.5	85.2	22.1	0.968	23.52	4.29	7.6
2008.6	52.5	13.3	1.147	8.26	4.02	7.6
							2008.7	53.4	15.2	1.156	6.51	2.65	7.7
2008.8	44.1	9.9	1.294	5.47	1.46	7.5
							2008.9	44.2	10.2	0.874	5.49	3.94	7.6
2008.10	42.8	11.5	1.284	6.43	5.47	7.6
							2008.11	39.6	8.8	1.286	4.73	3.33	7.6
2008.12	44.2	8.6	1.208	6.62	3.58	7.5

对某一时间段的合肥王小郢再生水厂二级出水采用图1所示的处理装置进行处理，如图1所示，处理装置包括混合池1、三级反应池2、斜板沉淀池3和砂滤池4。

处理方法为：首先二级出水进入混合池1和复合除磷混凝剂(采用实施例1配制的复合除磷混凝剂)混合，然后进入三级反应池2，总反应时间为15min，反应池搅拌强度依次为：100s^-1、55s^-1、25s^-1，各段反应时间为5min，再进入斜板沉淀池3中沉淀12min，将斜板沉淀池3中上清液进入砂滤池4中进行过滤，控制滤速为7m/h，每隔24h反冲洗1次，反冲洗废水排入污水处理厂前段。处理前后水质情况见表2。

表2处理前后水质特征

实施例4

复合除磷混凝剂与传统混凝剂的除磷除浊效果比较，见表3所示：

表3复合除磷混凝剂和传统混凝剂的比较

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims

1.用于污水处理厂二级出水的复合除磷混凝剂，其特征在于：该复合除磷混凝剂通过如下方法制备：分别称取1000g聚合氯化铝、4600g硫酸铝和47.6g偏硅酸钠，溶入10L水中，搅拌混合均匀后配置成总有效含量质量浓度为10％的复合除磷混凝剂，其中总有效含量中，聚合氯化铝和硫酸铝的有效含量以Al₂O₃计，偏硅酸钠的有效含量以SiO₂计；

或者是该复合除磷混凝剂通过如下方法制备：分别称取3200g聚合氯化铝、100g氯化铁和47.6g偏硅酸钠，溶入10L水中，搅拌混合均匀后配置成总有效含量质量浓度为10％的复合除磷混凝剂，其中总有效含量中聚合氯化铝的有效含量以Al₂O₃计，氯化铁的有效含量以Fe₂O₃计，偏硅酸钠的有效含量以SiO₂计。

2.一种用权利要求1所述复合除磷混凝剂处理污水处理厂二级出水的方法，其特征在于：包括：混合、反应、沉淀、过滤步骤；

所述混合步骤为污水处理厂二级出水和复合除磷混凝剂快速混合，混合时间为30～60s，搅拌强度为500～1000s^-1；

所述反应步骤的反应强度控制在30～100s^-1之间，反应时间控制在10～25min之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述反应步骤为三级反应，反应强度逐级递减。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的沉淀步骤在斜管沉淀池中进行，沉淀时间为10～15min。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的过滤步骤为砂滤过滤或为微滤膜过滤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述的过滤步骤为砂滤过滤，在砂滤池中进行过滤，滤池的滤速在7～8m/h范围内运行，反冲洗周期在24～30h之间。