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水處理中如何投加藥劑,才能讓脫氮除磷更有效?

所屬分類:時事聚焦    發布時間: 2020-10-31    作者:
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脫氮除磷是汙水處理係統的一項重要功能,要保障脫氮除磷處理達標,很重要的一點就是要保證給微生物提供充足的有機物。又想馬兒跑得快,又想馬兒不吃草是不行的。
例如, 有效的反硝化需要易生物降解的碳源, 生物除磷需要短鏈揮發性脂肪酸, 在一些天然水質較軟的地區, 需要補充堿度以維持整個曝氣池硝化過程所需的pH條件;另外, 如果使用化學除磷, 無論是作為生物除磷過程的補充還是作為主要的除磷手段, 都需要添加金屬鹽和聚合物。
本文討論各種藥劑投加方法的基本原理、投加量計算和操作要求。

01 堿度的投加
1、什麽情況需要投加堿度?
堿度是衡量汙水對酸的中和能力的指標。堿度與pH密切相關, 對於生物脫氮除磷工藝的汙水廠至關重要。
硝化過程中堿度的消耗導致汙水pH下降, 利用鐵鹽或鋁鹽進行化學沉澱除磷也會造成堿度下降。

01反硝化的碳源投加
1、有哪些碳源?投加在哪個位置?
反硝化所用的人工碳源有甲醇、乙醇、變性乙醇、醋酸及醋酸鈉等純化學藥劑, 或者是工業生產過程中的廢糖、糖蜜和廢醋酸溶液等。其中甲醇的使用普遍, 且被證明是合適的碳源。
對於常規的生物脫氮工藝, 甲醇應直接投加在缺氧段, 並通過缺氧段內的攪拌器與進水及混合液充分混合, 需防止水流劇烈紊流導致甲醇從液相中揮發至空氣, 也應防止因多餘的氧氣存在造成部分甲醇被細菌好氧呼吸消耗。
如果汙水廠采用四階段或五階段活性汙泥工藝, 在後續的缺氧段(第二缺氧段) 投加碳源可以獲得比內源呼吸更高的反硝化速率, 能進一步去除硝酸鹽;對於三級反硝化係統, 如反硝化濾池、反硝化好氧生物濾池等, 則補充碳源對於係統的運行非常重要。
因為反硝化過程在主體曝氣工藝的下遊,進水中的所有溶解性BOD都已經被去除,所以甲醇通常投加於反硝化進水中。
2、甲醇投加係統的安全措施
甲醇的閃點為12 ℃,是高可燃性物質。甲醇的儲存池、管道及其附件和電氣係統需要考慮相應防爆措施。甲醇投加係統通常宜安裝在室外, 並遠離其他設備。甲醇儲罐應安裝浮動式頂蓋和壓力釋放閥與滅火器。

3、什麽時候需要加藥劑?
生物脫氮需要完成硝化和反硝化兩個過程。廢水中的氨氮首先必須被硝化或轉化成亞硝酸鹽和硝酸鹽, 然後在反硝化過程中, 硝酸鹽將被作為細胞呼吸過程中氧化簡單碳化合物的供氧體被還原成氮氣。
因此,以去除硝酸鹽為目標的反硝化過程必須要有易生物降解的碳源存在。其來源包括進水中溶解性BOD、內源反硝化過程中細胞的腐爛物和各類上清液回流等。當進水溶解性有機物不足而脫氮要求很高時, 則需要通過補充化學物質以提供反硝化過程所需要的碳源。
4、投加量怎麽計算?
甲醇的投加量受硝酸鹽(NO3-N) 、亞硝酸鹽(NO2-N) 以及溶解氧影響。甲醇的需要量可以通過式(1) 計算。
甲醇需要量:
2.47NO3-N+1.53NO2-N+0.87DO (1)
實際運行中通常按每反硝化去除1 mg/L硝酸鹽投加3 mg/L甲醇考慮, 然後根據汙水廠的實際負荷及運行情況進行調整。甲醇投加量的正確控製對三級反硝化係統的運行非常重要。
過量投加不僅浪費化學藥劑而且會增加反硝化係統出水中BOD的濃度。這對於出水BOD濃度要求不高的汙水處理廠, 問題不會太大, 但是對於BOD限值約為5 mg/L或更低的汙水處理廠來說, 則是需要重點考慮的問題。

 

03 生物除磷中揮發性脂肪酸的投加
1、為什麽需要投加VFA?
生物除磷的機理是通過厭氧區中吸收揮發性脂肪酸(VFA), 同時釋放出存儲的磷, 而在好氧條件下聚磷細菌吸收過量的磷。為保證聚磷細菌的繁殖以及有效的生物除磷作用, 需要有充足的揮發性脂肪酸。
汙水處理廠的進水中可能有VFA存在, 包括收集係統的停留時間較長、設有多級提升泵站的原水和生物脫氮除磷係統厭氧段中複雜的有機化合物分解產生。若自然產生的VFA含量不足, 就需要在厭氧段外加VFA。
2、常用的VFA是什麽?投加量怎麽計算?
對於生物除磷係統而言, 醋酸與丙酸的混合液是外加VFA的選擇。實踐中使用普遍的是醋酸溶液。若需要投加VFA (例如在進水中增加溶解性BOD, 其中部分將通過厭氧段的發酵過程轉化為可用的VFA), 則通常去除每毫克磷需要外加VFA 5~10 mg。
通常醋酸為冰醋酸(近似溶液) 和84%及56%的溶液形態。冰醋酸雖然不像乙醇那樣易揮發,但具有相對較低的閃點(40 ℃) 以及17 ℃的冰點,因此應按規範要求考慮防止燃燒, 同時必須采取措施防止凝固。儲存池、管道以及附件等都需采用金屬材料。
3、醋酸的安全存放措施
醋酸具有腐蝕性, 通常采用316號不鏽鋼。若在溫暖的氣候條件下使用冰醋酸, 由於其相對較低的閃點, 需要考慮采用惰性氣體墊層或浮頂。實際應用中建議采用低濃度的醋酸水溶液。
當然, 投加VFA並不能完全去除係統出水的TP濃度;如果需要出水TP很低, 仍然需要采用化學除磷,通過投加化學藥劑將磷沉澱去除。

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