晶種濾池HAP結(jié)晶過濾除磷效能及工藝特性研究.pdf

1、伴隨日益嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題，世界水資源面臨巨大的威脅。污水廠常規(guī)的脫氮工藝已基本上能使氮元素達(dá)標(biāo)排放，因此磷元素的污染控制成為目前水資源保護(hù)的重要課題。傳統(tǒng)生物、化學(xué)和吸附除磷法在廢水除磷方面發(fā)揮了重要作用，但都存在諸多不足，特別是無法實現(xiàn)磷的回收利用。磷是現(xiàn)代工業(yè)的重要原料，按照現(xiàn)代開采磷和利用磷的模式，磷資源面臨枯竭的危險。結(jié)晶法除磷具有良好的除磷效果，并且能從廢水中生成可回收利用的HAP（羥基磷酸鈣）或MAP（磷酸銨鎂）。利用

2、結(jié)晶法除磷不僅可以解決日益嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題，而且還可以成為解決磷資源危機(jī)的途徑。結(jié)晶法的關(guān)鍵在于晶種的選擇。鋼渣和礦渣具有較高的CaO、FeO、Al2O3等活性物質(zhì)含量，具有合成晶種濾料的潛質(zhì)。
　　 因此為了探討利用兩種晶種濾料處理低濃度含磷廢水進(jìn)行結(jié)晶除磷的可行性，本實驗以濾池模型反應(yīng)器為依托，研究濾池過濾工藝處理城市低濃度含磷廢水結(jié)晶除磷的條件控制規(guī)律。試驗研究過程中，通過考察鋼渣、礦渣、鋼渣基復(fù)合晶種濾料和礦渣基復(fù)

3、合晶種濾料對水溶液中磷的去除動力學(xué)特征，對比四種濾料的除磷特性；通過對比鋼渣、礦渣、鋼渣基復(fù)合品種濾料及礦渣基復(fù)合晶種濾料的除磷效率及其結(jié)晶效果，探討兩種晶種濾料進(jìn)行結(jié)晶除磷的可行性；通過系統(tǒng)考察鈣磷比、pH和HRT對濾池結(jié)晶除磷的作用效能，尋找兩種晶種濾料結(jié)晶除磷的工藝優(yōu)化參數(shù)；通過考察COD、氨氮和曝氣對結(jié)晶除磷效率的影響，研究探討晶種濾池連續(xù)運(yùn)行的技術(shù)控制措施。
　　 研究結(jié)果表明，四種材料的平衡磷去除量大小順序為：礦渣＜

4、礦渣基復(fù)合晶種濾料＜鋼渣＜鋼渣基復(fù)合晶種濾料，四種濾料的除磷效果依次為：礦渣＜礦渣基復(fù)合晶種濾料＜鋼渣基復(fù)合晶種濾料＜鋼渣，結(jié)合除磷效果和除磷反應(yīng)產(chǎn)物分析，鋼渣基復(fù)合晶種濾料和礦渣基復(fù)合晶種濾料能通過反應(yīng)時間的延長和進(jìn)水條件的控制實現(xiàn)磷的回收利用。
　　 提高鈣磷比能促進(jìn)晶種濾池除磷效能的提高。當(dāng)原水pH=7，HRT為30min時，將鈣磷比從1提高到1.5，鋼渣基復(fù)合晶種濾池能使出水磷濃度低于0.5mg/L;當(dāng)原水pH=7，HR

5、T為60min時，將鈣磷比從2.5提高到3，礦渣基復(fù)合晶種濾池能使出水磷濃度能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　 提高pH能提升晶種濾池的除磷效能。當(dāng)原水pH=7，HRT為30min，n(Ca)/n(P)為1時，將pH從7提高到8，鋼渣基復(fù)合晶種濾池能使出水磷濃度低于0.5mg/L；當(dāng)原水pH=7，HRT為60min，n(Ca)/n(P)為2.5時，將pH從7提高到8，礦渣基復(fù)

6、合晶種濾池能使出水磷濃度能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　 不同濃度的COD(0～100mg/L)和氨氮(0～30mg/L)對晶種濾池結(jié)晶除磷未造成任何影響。
　　 采用曝氣的方法可以提高原水的pH值，調(diào)整氣水比能為結(jié)晶過程創(chuàng)造適宜的堿性環(huán)境。當(dāng)原水pH=7，n(Ca)/n(P)為1時，將氣水比從0提高到10，鋼渣基復(fù)合晶種濾池能使出水磷濃度低于0.5mg/L;當(dāng)原水

7、pH=7，n(Ca)/n(P)為2.5時，將氣水比從0提高到10，礦渣基復(fù)合晶種濾池能使出水磷濃度能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　 隨著HRT的升高，鋼渣基復(fù)合晶種濾池和礦渣基復(fù)合晶種濾池除磷效率都得到提高，源于廢水中pH和鈣離子濃度的增加。
　　 處理模擬廢水，鋼渣基復(fù)合晶種濾池和礦渣基復(fù)合晶種濾池在各自的最優(yōu)條件下的運(yùn)行周期分別為16d和14d。通過對結(jié)晶產(chǎn)物進(jìn)