聚合氯化鋁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，含磷污水直接排放會造成水體污染,是導致水體富營養化的重要原因.污水除磷是防止水體富營養化的重要途徑.然而污水處理系統排放的剩余污泥在濃縮脫水過程中會重新釋磷,產生高含磷的污泥水.目前,城市污水處理廠一般采用將污泥水回流至進水口再處理的方法,這既造成了磷的重復處理,又可能導致出水中的磷難以達標排放.
化學結晶法（聚合氯化鋁）除磷具有效率高、工藝簡單、運行可靠的優點,在污水處理中得到了廣泛應用.化學（聚合氯化鋁）除磷一般通過Al3+、 Fe3+、 Ca2+或Mg2+與PO3-4形成沉淀將其去除,同時絮狀沉淀又能吸附去除部分正磷.化學（聚合氯化鋁）除磷對于高含磷污水具有很好的處理效果. Triger等研究了羥基磷灰石結晶去除厭氧上清液中磷的效果.張萌等以響應面法分析了Fe2+和Fe3+除磷過程主要操作條件Fe/P、 pH和快速攪拌轉速對富磷污水除磷的單獨效應和聯合效應.磷酸銨鎂沉淀去除回收富磷污水中磷的研究也得到了廣泛關注.然而,作為污水處理廠水量較大且磷濃度較高的濃縮脫水污泥水,系統考察鋁鹽對其除磷效能及相關影響因素的研究卻鮮有報道.
本研究在探討聚合氯化鋁直接混凝沉淀對污泥水除磷效果和沉降性能影響的基礎上,利用Box-Behnken響應曲面法研究了聚合氯化鋁除磷工藝主要操作條件Al/P摩爾比(以下簡稱Al/P比)、 pH和攪拌轉速(MS)的交互作用影響,尋求佳除磷工藝條件,并初步探討了污泥水聚合氯化鋁除磷動力學,以期為污泥水除磷工藝的應用提供理論依據和技術支撐.
本實驗討論結論：
(1) 污泥水直接投加聚合氯化鋁混凝除磷,不僅會惡化其沉降性能,也會降低除磷效率。
(2) 隨著Al/P比的增加,污泥水的正磷去除率增加; 隨著pH升高,正磷去除率先增加后下降,佳pH約為9.0; MS對正磷的去除率影響不大。
(3) 采用響應曲面法Box-Behnken模型對聚合氯化鋁除磷工藝的操作條件進行優化,確定各操作條件對廢水除磷效率的貢獻大小為Al/P比>pH>MS。
(4) 污泥水聚合氯化鋁除磷的優操作參數為:Al/P比2.49、 pH 8.3、 MS 398r ·min-1.經實驗驗證,此條件下正磷去除率為97.8%,與模型預測結果一致。
(5) 由于絮凝體的吸附和沉淀反應,污泥水中加入聚合氯化鋁后正磷濃度會迅速下降; 在快速吸附飽和后,鋁鹽除磷過程符合二級動力學。
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