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杭州市七格污水廠地處錢塘江下游強(qiáng)潮河口段,由主城區(qū)的第三污水系統(tǒng)、臨平污水系統(tǒng)以及下沙污水系統(tǒng)的污水子系統(tǒng)組成,總體規(guī)模為150*10^4m3/d,采取分期建設(shè)實(shí)施,一、二期工程均采用A/A/O污水處理工藝,其中二期為倒置A/A/O工藝,出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918)2002)的一級B標(biāo)準(zhǔn)。由于七格污水廠二期出水總磷濃度無法穩(wěn)定達(dá)標(biāo)(<1mg/L),故針對二期除磷設(shè)計(jì)了加藥除磷試驗(yàn)(試驗(yàn)一、二、三),考察除磷劑種類、投加點(diǎn)、投加量等對去除總磷的影響。

試驗(yàn)一:目前七格污水廠使用的除磷劑為硫酸鋁,根據(jù)其他污水廠的加藥除磷經(jīng)驗(yàn)推薦增加聚合鋁鐵、氯化鋁等除磷劑,并進(jìn)行不同除磷劑的對比試驗(yàn),考察所選用的除磷劑對總磷的去除效果,從而得到較佳除磷劑或組合除磷劑。考慮到氯化鐵投加后對設(shè)備的腐蝕性較為嚴(yán)重,故予以去除。

試驗(yàn)二:除磷劑投加方式一般可分為前置投加(沉砂池出水)、同步投加(生物曝氣池)、后置投加(生物池出水)三種方式。前置投加能在除磷的同時(shí)去除相當(dāng)量的有機(jī)物,減輕生物處理負(fù)荷,但會造成進(jìn)水碳源的流失而影響到后續(xù)工藝對氮、磷的去除;此外,如果采用在初沉池前投加除磷劑進(jìn)行化學(xué)除磷,則初沉池還需將含磷沉淀污泥去除。同步投加和后置投加可避免上述問題,但同步投加在生物池中的除磷劑稀釋嚴(yán)重,會造成除磷劑成本增加。故設(shè)計(jì)不同投加點(diǎn)試驗(yàn)進(jìn)行比較,以確定較佳投加點(diǎn)。目前除磷劑投加點(diǎn)位于生物池好氧區(qū)內(nèi)。

試驗(yàn)三:以硫酸鋁、聚合鋁鐵、氯化鋁為基礎(chǔ),考察不同除磷劑投加量對除磷效果的影響,并確定較佳除磷劑投加量。磷酸鹽與鋁鹽或鐵鹽的物質(zhì)的量之比一般為(1：1)、(1：2)、(1：3)、(1：4)。

試驗(yàn)方法

前置、后置加藥試驗(yàn):在容器中分別加入初沉池水樣、好氧末端水樣,并用恒溫磁力攪拌器勻速攪拌1min,然后靜置15、30min后取樣。水樣先用0.45μm濾膜過濾然后再進(jìn)行磷酸鹽濃度的測定。

同步加藥試驗(yàn):在ABAM反應(yīng)器中加入好氧池混合水樣,維持DO濃度為2～4mg/L,以模擬生物池曝氣狀態(tài),反應(yīng)20min后取樣檢測磷酸鹽濃度。

不同除磷劑加藥試驗(yàn):在容器中加入同體積、同種水樣,分別選用硫酸鋁、氯化鋁和聚合鋁鐵三種除磷劑同比例投加,攪拌、靜置后檢測磷酸鹽濃度。

濃度梯度加藥試驗(yàn):在燒杯中加入同體積、同種水樣,分別按照PO4^3--P之比為(1:1)、(1:2)、(1:3)、(1:4)投加除磷劑,攪拌、靜置后觀察礬花效果并檢測磷酸鹽濃度。

采用抗壞血酸法檢測水樣中的磷酸鹽,做兩次平行試驗(yàn)取平均值。為了保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性,將磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)液稀釋至1mg/L,而利用儀器測得的數(shù)值為1.06mg/L,誤差為6%,在允許的范圍內(nèi)。同時(shí)配制空白樣進(jìn)行校零。

觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：

1）較適合杭州七格污水處理廠的化學(xué)除磷劑為聚合鋁鐵,其對磷酸鹽的去除率較為穩(wěn)定且達(dá)到84%。硫酸鋁、氯化鋁對磷酸鹽的去除率分別僅為50.7%、34.4%。

2）化學(xué)除磷劑的較佳投加點(diǎn)為曝氣池末端,其相比前置加藥可減少4/5的除磷劑量、相比同步加藥可減少9/10的除磷劑量。

3）在滿足出水總磷濃度為0.6~0.8mg/L的前提下,較經(jīng)濟(jì)有效的加藥量為8t聚合鋁鐵溶液或10.4t硫酸鋁溶液。

通過化學(xué)試驗(yàn)和模型模擬優(yōu)化預(yù)測,得到了較為適合的化學(xué)除磷劑投加點(diǎn)和投加量,但以恒定不變的除磷劑設(shè)定值來應(yīng)對污水廠進(jìn)水總磷時(shí)刻變化的濃度及峰值時(shí)的高負(fù)荷,是無法真正實(shí)現(xiàn)較優(yōu)化除磷劑除磷效果的。因此,充分利用生物除磷能力并提高化學(xué)除磷劑投加的有效性和降低投藥量是實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)除磷的關(guān)鍵,這就需要良好的在線檢測和在線控制。首先,需要對不同進(jìn)水總磷濃度下的加藥處理效果進(jìn)行確認(rèn),并推薦實(shí)施加藥量動(dòng)態(tài)模擬控制。同時(shí)對好氧區(qū)末端的磷酸鹽濃度進(jìn)行檢測并得到時(shí)間和濃度的關(guān)系曲線,根據(jù)生物除磷后的剩余磷濃度對化學(xué)除磷劑的投加量進(jìn)行校正,從而實(shí)現(xiàn)加藥除磷自動(dòng)控制和優(yōu)化。