申请日2011.07.06
公开(公告)日2013.01.09
IPC分类号C02F9/14; C02F1/52
摘要
本发明涉及污水除磷方法技术领域，特指高含磷市政污水除磷方法;本发明高含磷市政污水除磷方法是，于氧化沟排水口投加硫酸铝;除磷反应控制的pH值为6.0-7.0，投加的硫酸铝浓度为氧化沟排水口处总磷浓度的16-29倍;本发明的出水总磷能连续控制在排放标准1.5mg/L的范围内，且平均出水总磷约1mg/L左右，保证污水厂出水总磷的稳定达标。
权利要求书
1.高含磷市政污水除磷方法，其特征在于：于氧化沟排水口投 加硫酸铝;除磷反应控制的pH值为6.0-7.0，投加的硫酸铝浓度为 氧化沟排水口处总磷浓度的16-29倍。
2.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：在氧化沟排水口处设置穿孔曝气管。
3.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：于配水井处投加PAM，投加量为480-1440mg/L。
4.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：投加的硫酸铝浓度为氧化沟排水口处总磷浓度的16倍。
5.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：氧化沟排水口处总磷浓度为5.5mg/L时，最佳投加量硫酸铝浓度 为90mg/L。
6.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：氧化沟排水口处污水与硫酸铝搅拌反应最短时间为1分钟。
7.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：旋流沉砂池进口处也投加硫酸铝，该处的投加量与氧化沟排水口 处的投加量之比为2∶1。
8.根据权利要求1所述的高含磷市政污水除磷方法，其特征在 于：除磷反应控制的pH值较佳为6.3-6.5。
说明书
高含磷市政污水除磷方法
技术领域
本发明涉及污水除磷方法技术领域，特指高含磷市政污水除磷方 法。
背景技术
东莞市凤岗镇虾公潭污水处理厂生活污水处理后出水水质要求 达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标 准要求，总磷(TP)排放标准为小于或者等于1.5mg/L。污水处理厂 进水为河道截流进水，该河道路经多个工业集中区及生活居民区，其 水质组成比较复杂。经过近几个月的连续监测，发现其进水水质不稳 定，其中TP平均值为11.24mg/L(一般生活污水中TP约为3-4mg/L 左右)，pH极限最低值达到4左右，极大的影响到了污水厂出水的稳 定性。为了保证污水厂出水的达标排放，临时采用前置投药装置控制 TP。由于临时投药操作复杂，投药量大，且进水pH变化较大，TP变 化也较大，不好控制出水TP的稳定，极大的加大了污水厂的运营成 本和负担，因此需要增加一套稳定的TP去除工艺/方法，以便保证污 水厂出水TP的稳定达标。
如图1，污水处理厂2010年7月到11月进水TP和pH数据统计 示意图的数据显示，经工业区及生活区的污水存在以下特点：
1、进水总磷一般在5-14mg/L(最高值达到41mg/L，平均值为 11.24mg/L)，其中，11月30日到12月2日连续三天监测(每小时 采样一次)数据，进水总磷平均值为15.23mg/L，大大超出正常值， 实际上已成为以工业废水为主的市政废水;
2、进水pH波动较大，在进水总磷较高时，相应pH偏低，多数日 会出现1-2次pH<6的情况，每次的延续时间为1-2小时，pH最低值 达到4左右(10月23日20:00时为3.95);
3、进水总磷较高时，pH相应偏低，但没有明确的线性对应关系;
4、由于处于雨季，进水COD(化学耗氧量，chemical oxygen demand)，偏低，碳源不足，不足以构成生物除磷的COD∶TP=100∶1 的基本条件，生物除磷几乎无法进行。
鉴于进水存在总磷过高、pH偏低、碳源不足以构成生物除磷条 件等状况的客观存在，因此需要增加一套稳定的TP去除工艺/方法， 以便保证污水厂出水TP的稳定达标。
磷的去除有化学除磷和生物除磷两种工艺，由于生物除磷工艺目 前还不能保证使出水的总磷(TP)稳定达到1.5mg/L出水标准的要求， 所以常常要加入化学除磷工艺措施来满足要求。
化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水 中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如与磷酸盐混合 后，形成颗粒状、非溶解性的物质。污水沉析反应可以简单的理解为： 水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式 的过程，利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的 金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐， 也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于pH值)。另一方面，随着 沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体 物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相 接触生成絮凝体。最后通过固-液分离步骤，得到净化的污水和固一 液浓缩物(化学污泥)，达到化学除磷的目的。
根据化学沉析反应的基础，为了生成磷酸盐化合物，用于化学除 磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属 离子药剂投加到污水中后，都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难 溶解性的化合物。目前用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和 石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的，反应式如下：
Al3++PO43-→AlPO4↓
Fe3++PO43-→FePO4↓
5Ca2++3PO43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓
沉析反应的效果是受PH值影响的，金属磷酸盐的溶解性同样也 受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0～5.5，对于铝盐为6.0～ 7.0，因为在以上PH值范围内FePO4或ALPO4的溶解性最小。另外使 用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处，比如会降低污泥的 污泥指数，有利于提高出水水质等。同时投加金属盐药剂后相应会降 低污水的碱度，这也会对净化产生一定程度的不利影响。当在同步沉 析工艺中使用铁盐时，须考虑对硝化反应的影响。
除了金属盐药剂外，氢氧化钙也用作沉析药剂。在沉析过程中， 对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不仅仅是Ca2+，还有OH- 离子，因为随着pH值的提高，磷酸钙的溶解性降低，所以采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按下列反应式进行的：
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓
但在pH值为8.5到10.5的范围内除了会产生磷酸钙沉析外，还 会产生碳酸钙，这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢，反应式如式 下：
Ca2++CO32-→CaCO3↓
与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响，另外还受到 碳酸氢根浓度(碱度)的影响，加量是与碱度成正比的。
目前污水除磷常用的药剂类型：硫酸铝[Al2(SO4)3.18H2O]、氯化 铝[AlCl3]、聚合氯化铝[Al(OH)n.Cl3-n]m、硫酸亚铁[FeSO4.7H2O]、硫 酸铁[Fe2(SO4)3]氯化铁[FeCl3.6H2O]、熟石灰氢氧化钙[Ca(OH)2]乳液 等，综合除磷效果及经济等因素，在实践工程中主要采用硫酸铝、聚 合氯化铝和石灰作为首选除磷药剂。
金属盐投加法除磷的缺点是药剂费用明显高于极少投加药剂的 生物除磷系统;污泥产生量显著大于不投加药剂的处理系统，可能会 导致已有的污泥处理系统超负荷，污泥的处理和处置费用相应增加; 所产生的污泥脱水性能不如不加药剂的常规水处理厂。
现有技术中针对工业废水化学除磷工艺的系统，对市政污水含磷 量高的问题并无实际案例可以遵循。
因此，基于上述现有污水除磷方法的缺陷，需要对现有的污水除 磷方法进行改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种高含磷市政污 水除磷方法，该高含磷市政污水除磷方法要解决的就是市政污水pH 低、含磷量高、碳磷比不足的情况下，使污水处理后出水水质要求达 到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准 要求，总磷(TP)排放标准为小于或者等于1.5mg/L。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
高含磷市政污水除磷方法，于氧化沟排水口投加硫酸铝;除磷反 应控制的pH值为6.0-7.0，投加的硫酸铝浓度为氧化沟排水口处总 磷浓度的16-29倍。
在氧化沟排水口处设置穿孔曝气管，对反应池进行搅拌。
于配水井处投加PAM(聚丙烯酰胺)，投加量为480-1440mg/L。
较佳的，投加的硫酸铝浓度为氧化沟排水口处总磷浓度的16倍。
氧化沟排水口处总磷浓度为5.5mg/L时，最佳投加量硫酸铝浓度 为90mg/L。
氧化沟排水口处污水与硫酸铝搅拌反应最短时间为1分钟。
本发明的有益效果在于：当氧化沟排水口投加硫酸铝，并控制氧 化沟出水pH在6.0-7.0范围，出水总磷能连续控制在排放标准 1.5mg/L的范围内，且平均出水总磷约1mg/L左右。
