用於汙水處理廠二級出水的複合除磷混凝劑及處理方法

2023-05-02 23:14:51 1

專利名稱：用於汙水處理廠二級出水的複合除磷混凝劑及處理方法
技術領域：
本發明屬於環境保護中汙水深度處理和再生水綜合利用領域，特別涉及一種可用 於汙水處理廠二級出水的複合除磷混凝劑及深度處理方法。
背景技術：
在水資源日益短缺的今天，汙水資源化是解決途徑之一。汙水中多含有一定量的 磷酸鹽，這些磷酸鹽對生態環境危害極大，且較難處理，一般城鎮汙水處理廠汙水中磷主要 以三種狀態存在有機磷酸鹽、聚磷酸鹽和正磷酸鹽，二級處理後出水中的磷主要以溶解性 磷的形態存在，其中主要為正磷酸鹽，大約佔70 90%。常用的除磷方法主要包括化學法和生物法，生物法除磷是基於噬磷菌在好氧及厭 氧條件下，提取及釋放磷的原理，通過好氧_厭氧的交替運行來實現除磷，生物法除磷工藝 運行穩定性差，運行操作嚴格，且單純採用生物除磷的方法，很難將汙水中總磷的含量(TP) 降到0. 5mg/L，甚至0. 2mg/L以下。化學法除磷主要指應用鐵鹽、鋁鹽等單體絮凝劑或者聚合絮凝劑產生的金屬離子 與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉澱物的方法來去除廢水中的磷，採用化學法，可以將二級出水 中的磷進一步去除，同時去除水中的懸浮物質，但是每種絮凝劑發揮的效果和使用環境不 同，有的需要一定反應時間，有的針對磷的去除，有的針對懸浮物質的去除。因此從節省藥 劑和提高除磷除濁效果的角度來考慮，得到一種高效低投加量的新型複合除磷混凝劑成為 目前亟待解決的問題。給水處理的混凝沉澱工藝，是一種經濟可行的技術，當應用到汙水深度處理和再 生水生產中時，由於給水水源和汙水有所區別，在實際應用中需要進行適當的調整和更新， 尤其是當再生水應用在用水要求較高的場合，比如作為對磷含量較為敏感的景觀水體的補 充水源，需要對混凝過程中的混凝條件、藥劑選擇以及藥劑投加量進行更精細的調整，才能 穩定達到理想的出水條件。

發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種可用於汙水處理廠二級出水的復 合除磷混凝劑和深度處理方法。用於汙水處理廠二級出水的複合除磷混凝劑，該複合除磷混凝劑主要組分和按照 有效含量質量配比為聚合氯化鋁0. 3份硫酸鋁0. 65-0. 70 份偏矽酸鈉0-0. 05份將各組分按有效含量質量折算成各組分的實際質量後，稱取各組分，溶於水中，攪 拌混合均勻後，配製成總有效含量質量濃度為5-10%的混合液，得複合除磷混凝劑，其中聚 合氯化鋁和硫酸鋁的有效含量以Al2O3計，偏矽酸鈉的有效含量以SiO2計；或者該複合除磷混凝劑主要組分和按照有效含量質量配比為聚合氯化鋁0.95-0. 97份氯化鐵0.03份偏矽酸鈉0-0. 02份將各組分按有效含量質量折算成各組分的實際質量後，稱取各組分，溶於水中，攪 拌混合均勻後，配製成總有效含量質量濃度為5-10%的混合液，得複合除磷混凝劑，其中聚 合氯化鋁的有效含量以Al2O3計，氯化鐵的有效含量以Fe2O3計，偏矽酸鈉的有效含量以SiO2 計。使用所述複合除磷混凝劑處理汙水處理廠二級出水的方法，包括混合、反應、沉 澱、過濾步驟；所述混合步驟為汙水處理廠二級出水和複合除磷混凝劑快速混合，混合時間為 30 60s，攪拌強度為500 lOOOs—1 ；所述反應步驟的反應強度G值控制在30 IOOiT1之 間，反應時間控制在10 25min之間，優選地，反應步驟為三級反應，反應強度逐級遞減。所述的沉澱步驟在斜管沉澱池中進行，沉澱時間為10 15min。所述的過濾步驟為砂濾過濾或為微濾膜過濾，優選為砂濾過濾，在砂濾池中進行 過濾，濾池的濾速在7 8m/h範圍內運行，反衝洗周期在24 30h之間。複合除磷混凝劑的投加量視待處理的二級出水中的磷含量而定，一般待處理的二 級出水中總磷(TP)在0. 7 1. Omg/L範圍內時，需要投加5 10mg/L(投加量以複合除磷 混凝劑中各組分的有效含量計，即以Al2O3或者Fe2O3或者SiO2計)，使處理後總磷(TP)的 含量下降到0. 5mg/L以下。二級出水中大都含有溶解性的磷酸根離子和不易沉降的生物代謝物形成的懸浮 物質，投加複合除磷混凝劑後，形成的水合金屬離子和磷酸根離子反應產生沉澱，同懸浮物 質共同沉降。聚合鋁鹽在反應過程中不僅提供金屬離子，而且通過長鏈分子的吸附架橋作 用，形成易於沉降的絮凝體；硫酸鋁則快速提供水合金屬離子形成磷沉澱；偏矽酸鈉的投 加視水質特性而定，當二級出水中濁度和懸浮物質(SS)的比值在0. 8 1. 2之間或者更低 時，無需添加偏矽酸鈉，當比值在1.5以上時，則需要投加少量的偏矽酸鈉，有利於形成的 絮凝體下沉並有效吸附微小的有機物顆粒。這裡，聚合金屬鹽和單體金屬鹽的側重不同，前 者需要經過一定的水解時間，才能形成水合金屬離子，而後者則混合後直接與磷酸根反應， 因此可以縮短反應時間；但是前者的長鏈大分子可以通過吸附架橋和網捕的作用，生成較 大的絮凝體。本發明所具有的有益效果a、本發明中使用的複合除磷混凝劑製作方法簡單，費用較低，能夠使二級出水中 磷酸根形成沉澱，並快速凝聚成絮凝體沉澱下來，並將不易沉降的生物代謝物形成的懸浮 物質共同沉降，因此具有形成的絮凝體易於沉降、投加量少、除磷效果好等特點，除磷和除 濁效果相對於目前常用的聚合氯化鋁，去除率要高30%以上。b、本發明中的工藝流程適宜，採用一整套工藝參數適合二級出水的除磷和去除懸 浮物質，以較小的運行成本獲得最佳的處理效果，實現較高的經濟效益和環境效益。C、兩種複合除磷混凝劑的除磷除濁效果相差不大，但是適用環境略有不同。如果 對於再生水的色度要求不高的環境，比如市政雜用，可以考慮使用含有鐵鹽的混凝劑，如果對色度的要求較高，比如工業循環冷卻水、景觀用水等，則只能使用含有鋁鹽的混凝劑。


圖1為本發明實施例3中所用的處理裝置示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明。實施例1分別稱取IOOOg聚合氯化鋁、4600g硫酸鋁和47. 6g偏矽酸鈉，溶入IOL水中，攪拌 混合均勻後配置成總有效含量(聚合氯化鋁和硫酸鋁的有效含量以Al2O3計，偏矽酸鈉的有 效含量以SiO2計)質量濃度為10%的複合除磷混凝劑。實施例2分別稱取3200g聚合氯化鋁、IOOg氯化鐵和47. 6g偏矽酸鈉，溶入IOL水中，攪拌 混合均勻後配置成總有效含量(聚合氯化鋁的有效含量以Al2O3計，氯化鐵的有效含量以 Fe2O3計，偏矽酸鈉的有效含量以SiO2計)質量濃度為10%的複合除磷混凝劑。實施例3使用實施例1製得的複合除磷混凝劑，對二級出水進行處理。二級出水來自合肥 王小郢汙水處理廠出水。表1為2008年12個月平均每月的水質特性(其中CODcr 化學 需氧量；SS 懸浮物質；TP 總磷；B0D5 五日生化需氧量；NH3-N 氨氮；PH 酸鹼度)表1 :2008年平均每月的二級出水水質特徵 單位mg/L 對某一時間段的合肥王小郢再生水廠二級出水採用圖1所示的處理裝置進行處 理，如圖1所示，處理裝置包括混合池1、三級反應池2、斜板沉澱池3和砂濾池4。處理方法為首先二級出水進入混合池1和複合除磷混凝劑(採用實施例1配製 的複合除磷混凝劑)混合，然後進入三級反應池2，總反應時間為15min，反應池攪拌強度依 次為ΗΟΟ Γ^δδ^^δ Γ1，各段反應時間為5min，再進入斜板沉澱池3中沉澱12min，將斜板 沉澱池3中上清液進入砂濾池4中進行過濾，控制濾速為7m/h，每隔24h反衝洗1次，反衝 洗廢水排入汙水處理廠前段。處理前後水質情況見表2。表2處理前後水質特徵 實施例4複合除磷混凝劑與傳統混凝劑的除磷除濁效果比較，見表3所示表3複合除磷混凝劑和傳統混凝劑的比較 以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明的技術方案作任何形式 上的限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬於本發明的技術方案的範圍內。
權利要求
用於汙水處理廠二級出水的複合除磷混凝劑，其特徵在於該複合除磷混凝劑主要組分和按照有效含量質量配比為聚合氯化鋁0.3份硫酸鋁0.65 0.70份偏矽酸鈉 0 0.05份其中聚合氯化鋁和硫酸鋁的有效含量以Al2O3計，偏矽酸鈉的有效含量以SiO2計；或者該複合除磷混凝劑主要組分和按照有效含量質量配比為聚合氯化鋁0.95 0.97份氯化鐵0.03份偏矽酸鈉 0 0.02份其中聚合氯化鋁的有效含量以Al2O3計，氯化鐵的有效含量以Fe2O3計，偏矽酸鈉的有效含量以SiO2計。
2.一種用權利要求1所述複合除磷混凝劑處理汙水處理廠二級出水的方法，其特徵在 於包括混合、反應、沉澱、過濾步驟；所述混合步驟為汙水處理廠二級出水和複合除磷混凝劑快速混合，混合時間為30 60s，攪拌強度為500 IOOOs-1 ；所述反應步驟的反應強度控制在30 IOOiT1之間，反應時間控制在10 25min之間。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述反應步驟為三級反應，反應強度逐級 遞減。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述的沉澱步驟在斜管沉澱池中進行，沉 澱時間為10 15min。
5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於所述的過濾步驟為砂濾過濾或為微濾膜過濾ο
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述的過濾步驟為砂濾過濾，在砂濾池中 進行過濾，濾池的濾速在7 8m/h範圍內運行，反衝洗周期在24 30h之間。
全文摘要
本發明屬於環境保護中汙水深度處理和再生水綜合利用領域，特別涉及一種可用於汙水處理廠二級出水的複合除磷混凝劑及深度處理方法，該複合除磷混凝劑主要組分和按照有效含量的質量計算各組分的配比為聚合氯化鋁∶硫酸鋁∶偏矽酸鈉＝0.3份∶0.65-0.70份∶0-0.05份或為聚合氯化鋁∶氯化鐵∶偏矽酸鈉＝0.95-0.97份∶0.03份∶0-0.02份，使用所述複合除磷混凝劑處理汙水處理廠二級出水的方法，包括混合、反應、沉澱、過濾步驟。本發明中使用的複合除磷混凝劑製作方法簡單，費用較低，能有效地去除磷和懸浮物質，除磷和除濁效果相對於目前常用的聚合氯化鋁，去除率要高30％以上。
文檔編號C02F1/52GK101891287SQ20101021908
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月7日 優先權日2010年7月7日
發明者尚巍, 朱開東, 李金河, 黃鵬 申請人:國家城市給水排水工程技術研究中心;中國市政工程華北設計研究總院