海水混凝法強化除磷技術(shù)在沿海城市污水處理廠的應(yīng)用研究

【摘要】： 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;隨著國家對水環(huán)境的要求愈加嚴格,對排入受納水體的總磷(TP)標準不斷提高,大量已建成的污水處理廠的工藝無法保證出水TP達標,需要增加化學(xué)除磷技術(shù)輔助原有工藝以便達標排水。因此污水處理廠中經(jīng)濟有效的化學(xué)除磷技術(shù)的研究和應(yīng)用成為迫切而且重要的課題。 通過對青島市李村河污水處理廠(青島首創(chuàng)瑞海水務(wù)有限公司)工藝研究發(fā)現(xiàn),采取回流的污泥濃縮池、消化池、脫水機三處產(chǎn)生的上清液含有大量的磷酸鹽(PO_4~(3-)-P),是導(dǎo)致該廠最終出水中的PO_4~(3-)-P經(jīng)常超標的主要原因。該廠決定尋找一種經(jīng)濟有效的化學(xué)方法來處理這些富磷上清液,以實現(xiàn)出水TP的達標排放。 根據(jù)前期試驗研究,發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽、石灰等化學(xué)除磷技術(shù)不適用于現(xiàn)階段青島市污水處理廠的除磷工藝,而海水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)等天然礦物離子,在一定反應(yīng)條件下可以與廢水中的磷酸鹽快速發(fā)生化學(xué)反應(yīng),凝聚形成穩(wěn)態(tài)的磷酸鹽沉淀物,從而達到去除TP的目的,所以我們可以利用海水與富磷上清液混凝去除其中的磷酸鹽。 本論文以李村河污水處理廠產(chǎn)生的富磷上清液為研究對象,對海水混凝法強化除磷技術(shù)進行了系統(tǒng)優(yōu)化研究,并研究該技術(shù)在沿海城市污水處理廠應(yīng)用中存在的問題和解決方案,以便為該技術(shù)在沿海城市污水處理廠的應(yīng)用推廣提供可靠的技術(shù)參數(shù)。富磷上清液經(jīng)過海水混凝強化除磷技術(shù)處理后的出水TP＜5mg/l,處理單位富磷上清液成本＜0.45元/m3,污水處理廠出水TP＜1mg/l。 試驗過程中,對富磷上清液進行實驗室小試,采用NaOH調(diào)節(jié)pH值,通過正交試驗確定了該方法的最佳工藝條件為:水溫為20℃,廢水與海水混合比例為5:1,反應(yīng)過程pH值為10.5,反應(yīng)時間為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95%和34%。將該優(yōu)化工藝條件應(yīng)用到污水處理廠進行現(xiàn)場中試,結(jié)果表明,無論是靜態(tài)處理還是動態(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,并且試驗過程中得到的沉淀物可以回收利用。經(jīng)處理成本核算,使用NaOH調(diào)節(jié)pH值時,處理1m~3富磷上清液的成本為0.46元,需要尋找更廉價的輔助藥劑來代替NaOH,以降低運行成本。 由于印染廢水是一種PH值可以達到13左右的廢水,所以可以采用印染廢水調(diào)節(jié)pH值,以降低運行成本。試驗表明在PO_4~(3-)-P的去除率方面印染廢水可以起到與NaOH相同的效果,且可縮短反應(yīng)時間,但是沉淀物產(chǎn)量增加,而且出水中COD因為印染廢水而增加。中試試驗結(jié)果表明,在使用印染廢水調(diào)節(jié)pH值的條件下,海水混凝法對生物處理系統(tǒng)沒有明顯影響,不會對COD、BOD5、NH_4~+-N的去除產(chǎn)生影響,而會極大的降低進水中的TP,保證出水TP達標。 利用海水中的陽離子作為混凝劑處理富磷上清液,不僅除磷效果好,而且處理成本低廉;在使用印染廢水調(diào)節(jié)pH值后,運行成本可以大幅度降低。該方法在國內(nèi)屬于首創(chuàng),特別適用于沿海地區(qū)污水處理廠。 【關(guān)鍵詞】：磷酸鹽 富磷上清液 海水 化學(xué)沉淀 印染廢水
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 研究背景13-14
• 1.1.1 富磷上清夜的來源及磷的總量分析13-14
• 1.1.2 研究目的14
• 1.2 國內(nèi)外含磷廢水化學(xué)處理技術(shù)研究進展14-18
• 1.3 方法的選擇和理論依據(jù)18-19
• 1.4 本研究的主要內(nèi)容和意義19-21
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4.2 研究意義20-21
• 參考文獻21-23
• 第二章 海水混凝法強化除磷技術(shù)的初步研究23-38
• 2.1 材料與方法23-26
• 2.1.1 材料23-24
• 2.1.2 方法24-26
• 2.2 結(jié)果與討論26-35
• 2.2.1 海水混凝法強化除磷技術(shù)研究中的部分結(jié)果26-29
• 2.2.2 富磷上清液脫磷工藝條件優(yōu)化29-33
• 2.2.3 富磷上清液的靜態(tài)處理效果33-34
• 2.2.4 富磷上清液的動態(tài)處理效果34
• 2.2.5 沉淀物成分分析34-35
• 2.3 結(jié)論35-36
• 參考文獻36-38
• 第三章 海水混凝法強化除磷技術(shù)中試研究38-52
• 3.1 材料與方法38-42
• 3.1.1 試驗裝置38-39
• 3.1.2 試驗材料39-40
• 3.1.3 NaOH調(diào)節(jié)體系pH值中試40-41
• 3.1.4 印染廢水調(diào)節(jié)體系pH值中試41-42
• 3.2 結(jié)果與討論42-48
• 3.2.1 NaOH調(diào)節(jié)體系pH值結(jié)果與討論42-46
• 3.2.1.1 NaOH調(diào)節(jié)體系pH值最優(yōu)條件中試除磷效果42
• 3.2.1.2 NaOH調(diào)節(jié)體系pH值海水投加量和PH值的優(yōu)化42-43
• 3.2.1.3 NaOH調(diào)節(jié)體系pH值海水投加量和PH值的協(xié)同調(diào)節(jié)參數(shù)43-44
• 3.2.1.4 沉淀物沉降性能分析44-45
• 3.2.1.5 效果評價和對生物處理工藝的影響研究45-46
• 3.2.2 印染廢水調(diào)節(jié)體系PH值結(jié)果與討論46-48
• 3.2.2.1 實驗室印染廢水和NaOH對比試驗結(jié)果46
• 3.2.2.2 印染廢水調(diào)節(jié)體系pH值最優(yōu)條件中試除磷效果46-47
• 3.2.2.3 印染廢水調(diào)節(jié)體系pH值單因素優(yōu)化及協(xié)同調(diào)節(jié)結(jié)果47
• 3.2.2.4 印染廢水調(diào)節(jié)體系pH值時沉淀物沉降性能分析47
• 3.2.2.5 除磷效果評價和對生物處理工藝的影響47-48
• 3.3 中試處理成本分析48-50
• 3.3.1 NaOH調(diào)節(jié)pH值時成本分析48-49
• 3.3.2 印染廢水調(diào)節(jié)pH值時成本分析49
• 3.3.3 其它方法成本49-50
• 3.4 小結(jié)50-51
• 參考文獻51-52
• 第四章 海水混凝法強化除磷技術(shù)的基本工藝設(shè)計——以青島李村河污水處理廠為例52-55
• 4.1 輔助藥劑的選擇52
• 4.2 藥劑投加方式的確定52-53
• 4.3 海水混凝法強化除磷工藝運行參數(shù)53
• 4.4 海水混凝法強化除磷工藝流程和主要構(gòu)筑物建筑參數(shù)的確定53-54
• 4.5 小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論與展望55-57
• 5.1 結(jié)論55
• 5.2 展望55-56
• 5.3 存在的問題與建議56-57
• 致謝57-58
• 個人簡歷58
• 發(fā)表的學(xué)術(shù)論文58

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