基于投加海水的化學(xué)沉淀法在富磷上清液除磷中的應(yīng)用.pdf

1、水體富營養(yǎng)化一直是困擾人類的重大環(huán)境問題，引起富營養(yǎng)化的主要原因之一是人們向環(huán)境中排放大量含磷廢水；磷是一種不可更新的寶貴資源，據(jù)報(bào)道地球上已探明的磷礦僅夠人類再用100年。因此隨著科學(xué)與社會(huì)的發(fā)展，廢水除磷以及如何實(shí)現(xiàn)廢水中磷的資源化等問題越來越受到人們的重視。 青島市李村河污水處理廠污泥濃縮池、消化池、脫水機(jī)三處產(chǎn)生的上清液含有大量的磷酸鹽(P04<,4'3->對(duì)這種廢水采取回流的方式進(jìn)行處理，這經(jīng)常導(dǎo)致污水處理廠最終出水

2、中的PO<,4'3->達(dá)標(biāo)排放。針對(duì)這種情況，國家建設(shè)部設(shè)立了“富磷上清液的化學(xué)處理法研究”科研項(xiàng)目(N0.02-2-2.5)，旨在尋找一種經(jīng)濟(jì)有效的化學(xué)方法來處理李村河污水處理廠的富磷上清液，實(shí)現(xiàn)該廠出水TP的達(dá)標(biāo)排放，并探討該方法在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的可行性。項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)要求，富磷上清液除磷率應(yīng)達(dá)到90％以上本文以李村河污水處理廠產(chǎn)生的富磷上清液為研究對(duì)象，在對(duì)國內(nèi)外廢水除磷的工藝方法及其應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行全面調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合富磷上

3、清液水質(zhì)的特點(diǎn)以及污水處理廠的地理優(yōu)勢(shì)，提出了以海水作為Ca<'2+>、Mg<'2+>金屬離子源化學(xué)沉淀法處理這種廢水的新思路。依據(jù)化學(xué)沉淀法的原理，向富磷上清液中加入海水，控制反應(yīng)條件，可以使廢水中的PO<,4'3->與海水中的Ca<'2+>、Mg<'2+>發(fā)生化學(xué)沉淀反應(yīng)，從而達(dá)到廢水除磷的目的。 試驗(yàn)過程中，首先利用模擬廢水初步探討了該方法的可行性，在此基礎(chǔ)上對(duì)富磷上清液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室小試，通過正交試驗(yàn)確定了該方法的最佳工藝

4、條件為：水溫為20℃，廢水與海水混合比例為5∶1，體系pH值為10．5，反應(yīng)時(shí)間為20min。在該工藝條件下，廢水中PO<,4'3->-P和NH<,4'+>-N的平均去除率分別可達(dá)95％和34％。利用該優(yōu)化工藝條件到污水處理廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)中試，中試結(jié)果表明，利用優(yōu)化條件處理富磷上清液，無論是靜態(tài)處理還是動(dòng)態(tài)處理都可以取得良好的效果，廢水中PO<,4'3->-P的去除率穩(wěn)定在95％左右。對(duì)處理成本進(jìn)行核算后發(fā)現(xiàn)，處理1m<'3>富磷上清液的成

5、本僅為0.76元。另外，中試過程中還發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，降低體系pH值和減少海水投加量也可以使廢水達(dá)到90％的除磷率，滿足項(xiàng)目的要求，這可以使處理成本進(jìn)一步得到降低。對(duì)試驗(yàn)過程中得到的沉淀物物理性質(zhì)進(jìn)行研究表明，該沉淀物具有很好的沉降性能，30min時(shí)的SV可達(dá)2.5％；定量分析表明，該沉淀物中植物營養(yǎng)元素的含量要高于一般的鈣鎂磷肥；X射線衍射分析表明，沉淀物的主要成分為MgNH<,4>PO<,4>.6H<,2>O、Ca<,2>PO<,

6、4>C1和CaCO<,3>，未檢測(cè)其中存在重金屬；以油菜作為供試材料，通過盆栽試驗(yàn)的方法研究該沉淀物的肥效，試驗(yàn)結(jié)果表明，沉淀物對(duì)油菜的生長具有明顯促進(jìn)作用，可以大幅度的提高油菜的株高、生物量以及葉綠素含量。上述研究為沉淀物的綜合利用提供了一定依據(jù)。 以海水作為沉淀劑處理富磷上清液，不僅除磷效果好、處理成本低廉，而且生成的沉淀物還可以作為肥料回收利用，因而是實(shí)現(xiàn)廢水除磷和廢水中磷的資源化的有效途徑。該方法在國內(nèi)屬于首創(chuàng)，特別適