曝气生物滤池化学除磷药剂的选择

摘要

曝气生物滤池（biological aerated filter，BAF）具有占地面积小、出水水质稳定等优点，但由于缺乏生物除磷所需的条件，自身除磷效果差，为使出水磷含量达标，需要配套进行化学除磷。BAF中的化学除磷方法主要分为前置除磷和后置除磷，本课题基于该工艺生物除磷效果差、要求进水 SS浓度低等特点，针对前置化学除磷同步去除SS、保护碳源，以及后置化学除磷需要保证TP、SS、COD等水质指标总体达标的原则，分别对前置化学除磷和后置化学除磷药剂进行了筛选；同时考察了前置化学除磷药剂残留对BAF中微生物的影响。
　　BAF前置化学除磷药剂选择的研究结果表明：铁盐和铝盐的最优pH范围分别在4左右和6左右，但在中性条件下使用铁盐和铝盐除磷药剂均能取得较好的除磷效果；而钙盐在pH值达到10.5以上才具有较好的除磷效果，不适合前置化学除磷。铁盐除磷药剂中，药剂投加量（以质量计）相同时，FeCl3和Fe2(SO4)3对TP、COD和SS的去除效果相差不大。当出水TP低于0.5mg/L时，对COD的去除率在47％左右，对SS的去除率在75%以上；但FeCl3的污泥产量高于Fe2(SO4)3，且药剂成本高。铝盐除磷药剂中AlCl3对TP的去除效果最好，而对COD的去除率低，且污泥产量相对较少，但药剂成本高；PAC对SS的去除效果最好，但TP的去除率低，且同步去除大量COD，不利于后续工艺的反硝化作用，不满足BAF前置化学除磷高TP去除和低COD去除的要求。Al2(SO4)3有较好的除磷效能，对SS的去除效果好，COD去除率和污泥产量较低，符合曝气生物滤池前置化学除磷对TP、COD和SS的去除要求，且药剂成本低，是BAF前置化学除磷的优选药剂。
　　后置化学除磷药剂选择的研究结果表明：钙盐除磷效果较差，且出水需要调节pH值，不适合用于后置化学除磷。FeCl3和AlCl3均能有效去除TP和浊度，但FeCl3和AlCl3药剂成本高；选择PFS作为后置除磷药剂不需要调节pH值，当出水TP达标时的药剂费用仅为0.029元/吨，药剂费用最低，浊度去除率高于60%，污泥产生量也较低。因此，PFS是后置除磷的优选药剂。
　　药剂对微生物的影响实验结果表明：高投加量的铁盐和铝盐对好氧微生物和厌氧微生物均无明显影响。

目录

摘 要

Abstract

目 录摘

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 国内外污水化学除磷现状与发展

1.2.1 污水化学除磷现状

1.2.2 化学除磷机理

1.2.3 化学除磷新进展

1.3 曝气生物滤池的除磷研究现状及分析

1.3.1 曝气生物滤池工艺研究现状

1.3.2 曝气生物滤池的除磷工艺研究

1.4 本课题的主要研究内容

1.4.1 课题研究的目的和意义

1.4.2 课题的主要研究内容

第2章 实验材料与方法

2.1 实验装置

2.1.1 除磷药剂对好氧微生物的影响实验装置

2.1.2 除磷药剂对厌氧微生物的影响实验装置

2.2 实验材料

2.2.1 实验药剂

2.2.2 实验用水

2.2.3 接种污泥

2.2.4 实验仪器与设备

2.3 实验方法

2.3.1 除磷药剂的适宜pH值范围考察

2.3.2 不同投加量对絮凝效果的影响

2.3.3 金属离子对微生物活性的影响

2.4检测分析方法

第3章 前置化学除磷药剂选择

3.1 除磷药剂的适宜pH值范围考察

3.1.1 铁盐适宜pH值范围

3.1.2 铝盐适宜pH值范围

3.1.3 钙盐适宜pH值范围

3.2 铁盐除磷药剂选择

3.2.1 对TP的去除效果

3.2.2 对COD的去除效果

3.2.3 对SS的去除效果

3.2.4 污泥产量

3.2.5 药剂性能比较

3.3 铝盐除磷药剂选择

3.3.1 对TP的去除效果

3.3.2 对COD的去除效果

3.3.3 对SS的去除效果

3.3.4 污泥产量

3.3.5 药剂性能比较

3.4 钙盐除磷药剂选择

3.4.1 对TP的去除效果

3.4.2 对COD的去除效果

3.4.3 对SS的去除效果

3.4.4 污泥产量

3.4.5 药剂性能比较

3.5 除磷药剂投药量的控制

3.5.1 BAF对磷的去除效果

3.5.2 投药量系数的确定

3.5.3 前置除磷药剂量的控制

3.6 经济性分析

3.7 本章小结

第4章 后置化学除磷药剂选择

4.1 铁盐除磷药剂选择

4.1.1 对TP的去除效果

4.1.2 对浊度的去除效果

4.1.3 污泥产量

4.2 铝盐除磷药剂选择

4.2.1 对TP的去除效果

4.2.2 对浊度的去除效果

4.2.3 污泥产量

4.3 钙盐除磷药剂选择

4.3.1 对TP的去除效果

4.3.2 对浊度的去除效果

4.3.3 污泥产量

4.4 经济性分析

4.5 本章小结

第5章 除磷药剂对微生物影响研究

5.1 药剂投加量与残留金属离子的关系

5.2 对好氧微生物的影响

5.2.1 污泥的性能

5.2.2 微生物活性

5.2.3 COD降解速率

5.2.4 硝化速率

5.2.5 污泥中金属离子的积累

5.3 对厌氧微生物的影响

5.3.1 污泥的性能

5.3.2 反硝化速率

5.3.3 微生物活性

5.3.4 污泥中金属离子的积累

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致 谢