A2/O污水处理工艺化学强化除磷研究

北京某污水处理厂采用A²/O生物除磷工艺,其除磷效果远没有达到我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准磷酸盐（P计）≤1.0 mg/L的要求。通过投加混凝剂的化学沉淀法强化对磷的去除,明显提高了该工艺的除磷效果,可以使其出水总磷满足排放标准的要求,加药点位置选择在初沉池出水口。此外,曝气池中各反应单元的溶解氧基本满足设计要求,并且确定了内回流比为200%,外回流比的调控范围为40%～60%。研究表明,新型聚合铝铁对总磷的去除率远大于三氯化铁,当投药量为55 mg/L时,二沉池出水总磷稳定在0.8 mg/L左右。     

西安市某污水处理厂A2/O工艺除磷效果分析

基于西安市污水处理厂出水一级A达标排放的要求,对西安市某污水处理厂A2/O工艺运行效果进行监测分析,结果表明,该污水处理厂出水总磷一级A达标率仅为31.61%,出水总磷浓度偏高成为该污水处理厂一级A达标的限制因素。通过对污水处理厂现场调研与水质沿程监测分析发现,该污水处理厂污泥水中含有大量SS和TP,此部分污泥水回流至系统前端导致生物池进水总磷浓度急剧升高,生物池超负荷运行导致出水总磷偏高。同时由于生物池碳源不足,厌氧池释磷作用微弱,影响了系统的除磷效果。针对以上问题,进行了初沉池运行方式调整、强化污泥处理、出水增设滤池等一系列改造措施。改造后系统除磷效果明显提高,出水TP降低至（0.39±0.08）mg·L-1,基本可以达到一级A排放标准。     

不同形态铁盐的除磷效果

研究不同铁盐存在形态的铁盐类混凝剂,即三氯化铁(离子态铁)、聚合氯化铁(聚合态铁)和氢氧化铁(凝胶态铁),在混凝除磷性能方面的差异。以城市污水厂的二级出水为实验水样,进行混凝除磷性能研究。结果表明,二级出水总磷为1.74 mg/L,离子态铁投加量为40 mg/L时,对总磷的去除率为90%,混凝处理后上清液总磷可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准,聚合态铁对总磷的去除率为62%,凝胶态氢氧化铁的总磷去除率为59%,混凝处理后上清液总磷均不能满足GB18918-2002中的一级A标准。离子态氯化铁对污水厂二级出水的除磷效果优于聚合态,即铁离子的聚合形态会影响其除磷效果。     

厌氧-接触氧化工艺二级出水混凝除磷

为解决厌氧-接触氧化工艺处理生活污水除磷效果欠佳的问题,采用聚磷硫酸铁（PPFS）对该工艺二级出水进行混凝除磷实验研究。考察了PPFS投加量、初始pH值、温度、浊度以及与助凝剂（聚丙烯酰胺）复配对除磷效果的影响。研究表明,PPFS可有效降低出水TP浓度,当投加量为40 mg·L-1时,TP浓度能从3.71 mg·L-1降至0.34 mg·L-1左右,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准限值（TP≤0.5 mg·L-1）。利用PPFS对生物除磷工艺二级出水进行化学除磷是一种有效、可行的选择。     

氯化铁处理AB工艺二级出水中的磷

铁盐混凝剂因其高电荷、安全无毒、易于控制等优点,在城市污水厂除磷方面得到了进一步的发展和应用。为了考察FeCl3除磷的作用特征,探讨除磷效率随pH值、FeCl3投加量等混凝参数的变化规律,以氯化铁(FeCl3)为除磷剂,某城市污水处理厂二级出水为实验水样,进行了实验研究。研究结果表明,水样的硬度对混凝剂除磷性能有较大影响,在最佳工艺条件———不调节水样pH值、FeCl3投加量为75 mg/L时,可将废水中的总磷含量从4.95 mg/L降至0.44 mg/L以下,处理出水可达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A排放标准(GB18918-2002)(TP<0.50 mg/L)。     

富磷上清液铁接触除磷工艺及影响因素

设计了一种由铁碳合金和钝态不锈钢作为电化学腐蚀两极系统的铁接触除磷反应器,首次尝试将铁接触除磷技术用于厌氧富磷上清液的处理.通过对模拟富磷上清液除磷效果的测定与分析,详细探讨了铁接触除磷工艺的影响因素,结果表明,曝气方式宜为间歇曝气,且最优曝气/停歇时间为 60 min/30 min;在进水总磷浓度为 30～50 mg/L范围内,随着磷浓度的升高,总磷去除率随之下降;而随着曝气强度、pH值的升高及水力停留时间的延长,总磷去除率随之升高;随着水温的升高,总磷去除率有波动,水温为27℃时,总磷去除率最大.将铁接触除磷工艺运用到侧流除磷方法中,最终可使出水总磷浓度达到国家<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002)中的一级(A)标准.     

钢渣微粉与混凝剂复合对城市污水处理厂尾水深度除磷的试验研究

针对北方严寒地区低温时生物单元处理效能低下,污水处理厂二级出水TP浓度较高且不稳定的问题,将钢渣微粉与混凝剂复合处理城市污水处理厂尾水,以提高TP的处理效能。研究结果表明,钢渣微粉投加量为4g/L时,其对50mg/L含磷溶液处理效果最佳,处理2h后TP去除率可达75.16%;溶液初始pH对除磷效果有一定影响,最佳初始pH为7～8;小试试验表明,与单独聚合硫酸铁(PFS)混凝沉淀除磷相比,投加4g/L钢渣微粉使PFS最佳投加量由10mg/L降至6mg/L,且TP去除率显著提高,絮体沉降时间缩短,钢渣微粉-PFS絮体沉降2min时絮体体积分数降至10%,远低于PFS絮体。在连续30d的中试运行中,进水TP为1.40～1.98mg/L时,出水TP质量浓度可稳定维持在0.35～0.46mg/L,运行后期pH可降至9以下,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A排放标准,运行期间药剂成本仅为0.06元/m3,具有一定经济性。     

改良型Carrousel氧化沟工艺生物脱氮除磷效果研究

为了提高改良型Carrousel氧化沟工艺污水处理厂的脱氮除磷效果,结合某污水处理厂3年的运行实践,讨论了该工艺的处理效果,生物脱氮除磷原理及影响出水效果的因素.分析表明将DO控制在0.3～0.7 mg/L范围内,能够使出水中的TN浓度低于20 mg/L;在氧化沟中发生的同步硝化反硝化反应(SND)对总氮的去除的贡献占总系统脱氮的66%;该系统剩余污泥的含磷率为3.0%,生物细胞中平均含磷量可达细胞干重的4.2%;总磷去除率与污泥龄具有很好的线性关系,加大污泥排放量可以提高除磷效果.     

射流曝气周期活性污泥法脱氮除磷研究

针对零星居民点的污水处理,开发了射流曝气周期活性污泥法工艺.它是一种连续进水、周期性间歇曝气的改良型SBR工艺,也是一种时间程序和空间程序相结合的污水处理工艺,具有良好的脱氮除磷效果.试验表明,在水力负荷4 m3/d,曝气周期为每2 h曝气15 min、静置105 min的条件下,出水COD为48.8～53.5 mg/L,去除率达79.4%～80.5%;出水TN为2.81～3.98 mg/L,去除率达82.4%～89.4%;出水NH3-N为0.36～0.78 mg/L,去除率高达96.4%～98.4%;出水TP为0.63～1.18 mg/L,去除率为67.2%～78.9%,均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级B排放标准.     

双循环两相生物处理工艺的中试研究

采用双循环两相生物处理工艺(BICT)系统对城市污水处理厂出水进行中试研究,探讨了中试试验工况下BICT系统对污染物的去除率.结果表明,独立膜反应区的设置消除了生物硝化与除磷的关联性,从而可通过在SBR反应器缩短泥龄来提高系统的除磷效率;系统中污泥转移的实现,使系统在反应阶段能保证较高的污泥浓度,从而提高污泥的释磷效果,为系统处理能力的提升提供较大潜力.在适宜的试验工况下,进水COD容积负荷小于1.00 kg/(m3·d)时,系统COD平均去除率80%左右,出水COD保持在60 mg/L左右;总氮容积负荷小于0.4 kg/(m3·d)时,总氮平均去除率在80%左右,出水总氮低于15 mg/L;总磷容积负荷3～35 g/(m3·d)时,总磷去除率稳定在90%以上,出水总磷低于0.5 mg/L;出水指标均可达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)中的一级标准.     

Coagulation and precipitation as post-treatment of anaerobically treated primary municipal wastewater.

The main objective of this study was to investigate the feasibility of coagulation as a post-treatment method of anaerobically treated primary municipal wastewater. Both mesophilic and ambient (20 degrees C) temperature conditions were investigated in a laboratory-scale upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor. In addition, optimization of the coagulant, both in terms of type and dose, was performed. Finally, phosphorus removal by means of aluminum and iron coagulation and phosphorus and ammonia nitrogen removal by means of struvite precipitation were studied. Anaerobic treatment of primary effluent at low hydraulic retention times (less than 15 hours) resulted in mean chemical oxygen demand (COD) removals ranging from 50 to 70%, while, based on the filtered treated effluent, the mean removals increased to 65 to 80%. Alum coagulation of the UASB effluent gave suspended solids removals ranging from approximately 35 to 65%. Turbidity removal reached up to 80%. Remaining COD values after coagulation and settling were below 100 mg/L, while remaining total organic carbon (TOC) levels were below 50 mg/L. Filterable COD levels were generally below 60 mg/L, while filterable TOC levels were below 40 mg/L. All coagulants tested, including prepolymerized aluminum and iron coagulants, demonstrated similar efficiency compared with alum for the removal of suspended solids, COD, and TOC. Regarding struvite precipitation, optimal conditions for phosphorus and nitrogen removal were pH 10 and molar ratio of magnesium: ammonia-nitrogen: phosphate-phosphorus close to the stoichiometric ratio (1:1:1). During struvite precipitation, removal of suspended solids reached 40%, while turbidity removal reached values up to 80%. The removal of COD was approximately 30 to 35%; yet, when removal of organic matter was based on the treated filterable COD, the removal increased to approximately 65%. In addition, nitrogen was removed by approximately 70%, while phosphorus removal ranged between approximately 30 and 45% on the basis of the initial phosphorus concentration. Finally, size fractionation of the organic matter (COD) showed that the various treatment methods were capable of removing different fractions of the organic matter.     

垂直流人工湿地系统对污水磷的净化效果

用煤灰渣人工土壤和风车草组成的垂直流人工湿地系统对化粪池出水中总磷和无机磷的去除率分别达到75 %— 92 %和 73%— 92 % ,其处理出水中总磷和无机磷浓度大部分低于 1mg/L ,达到了城市污水二级生化处理的二级排放标准。垂直流煤灰渣人工湿地系统对磷的去除作用主要有 :物理作用、化学吸附与沉淀作用和微生物同化作用以及植物摄取等作用 ,其对化粪池出水中总磷的去除率分别为 2 2 .8%、5 0 %— 6 5 %和 1%— 3%。     

络合沉淀结合混凝法去除浮选废水中有机磷

广西某铅锌矿选矿厂用含磷有机浮选药剂苯胺黑药(学名:二苯胺基二硫代磷酸)和丁铵黑药(学名:二丁基二硫代磷酸铵)作捕收剂,导致尾矿库溢流口外排废水总磷超标(总磷浓度为1.4~1.7 mg/L,pH=8.0)。实验研究表明,含巯基磷酸盐浮选废水中总磷主要为有机磷(占94%),钙盐、铁盐和铝盐混凝沉淀法对有机磷去除效果很差,3种金属离子不能与巯基磷酸盐反应生成沉淀物;但铜离子能与巯基磷酸盐生成溶度积很小的络合沉淀物,再通过混凝沉淀对有机磷可达到很好的去除效果。先加入硫酸铜20 mg/L进行络合沉淀反应,后再加入40 mg/L硫酸铝和1 mg/L PAM混凝沉淀,总磷去除率可达80%。处理后废水总磷浓度和重金属浓度均达到《铅、锌工业污染物排放标准(GB25466-2010)》排放要求。研究结果为该选矿厂浮选废水净化处理和回用工程的设计提供了科学依据。     

溶解氧对EBPR主流除磷及侧流磷回收性能的影响

采用交替厌氧/好氧(An/O)模式下运行的SBR,考察不同溶解氧(DO)浓度(1.0、0.5、0.1 mg·L−1)对同步侧流磷回收的强化生物除磷(enhanced biological phosphorus removal,EBPR)主流系统除磷及侧流磷回收性能的影响。结果表明,整个实验阶段主流系统对COD、${{\rm{NH}}_4^ + }$-N及TN的去除均能稳定达到《城镇污水处理厂污染物综合排放标准》一级A标准,其中TN因出水${\rm{NO}}_3^ - $-N浓度的降低而降低,故TN去除率升高。DO为1.0 mg·L−1和0.5 mg·L−1时对磷的去除率分别为99.0%和95.4%,主流系统出水磷达标率分别为96.0%和84.0%。而当DO浓度过低(0.1 mg·L−1)时,硝化与吸磷对有限电子受体的竞争及吸磷时间不足导致反应结束时系统内平均磷残留量达1.02 mg·L-1,除磷率降至87.2%。鉴于侧流磷回收是对主流系统的磷剥夺,会影响污泥的好氧吸磷能力,继而厌氧阶段释磷量因侧流提取降低。与此同时,DO为1.0 mg·L−1时,侧流磷回收率较其余2个工况高,且此工况下主流系统的厌氧释磷及好氧吸磷能力均最高,考虑到主流工艺的可靠运行及出水稳定性,认为DO=1.0 mg·L−1为最优工况。     

高效菌藻塘系统对农村污水中磷的强化去除效果研究

研究了高效菌藻塘系统处理太湖地区农村生活污水除磷效果及其强化措施。高效菌藻塘和水生生物塘HRT分别为8 d和4 d,进水总磷浓度为1.7～17.1 mg/L,出水总磷浓度全年平均值为3.33 mg/L,高效菌藻塘系统的除磷能力欠佳。通过降低水生生物塘内水深、采用废弃石膏作为填料构建了新型复合水生生物塘,HRT=1.6 d条件下,复合水生生物塘出水总磷可保持在1 mg/L以下,可达到GB18918-2002一级B排放标准。     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂,比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果,并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较.结果表明:对于聚合硅酸铝,没有生物协同作用;对于聚合硅酸铁,投加量在40 mg/L以下时具有生物协同作用,30 mg/L时协同作用最明显;而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝.     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂，比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果，并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较。结果表明：对于聚合硅酸铝，没有生物协同作用；对于聚合硅酸铁，投加量在40mg／L以下时具有生物协同作用，30mg／L时协同作用最明显；而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝。     

混凝沉淀法处理含砷选矿废水

某钨矿含砷选矿废水砷含量高且砷以As(V)为主要存在形态,采用混凝沉淀法处理,详细考察了生石灰、硫酸亚铁和六水三氯化铁3种混凝剂对废水中砷的去除效果。实验结果表明,在PAM投加量40 mg/L,静沉时间60 min条件下,比较分析3种混凝剂对砷的去除效果,三氯化铁为最佳除砷混凝剂。三氯化铁最佳除砷工艺条件为:pH 7.5,三氯化铁投加量986.67 mg/L,混凝反应时间25 min,PAM投加量为40 mg/L,静沉60 min,含砷选矿废水经该工艺处理后,砷去除率可达99.14%,出水砷浓度降至0.361 mg/L,达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)。     

2种磷酸盐生长环境对同步去除与富集磷酸盐工艺的影响

针对同步去除与富集磷酸盐溶液的问题,研究了在低磷环境和低磷高磷交替环境下悬浮填料生物膜反应器的除磷能力和释磷能力,采用扫描电子显微镜(SEM)和高通量测序对第0、45和95天的污泥进行了表征。结果表明：低磷环境下好氧出水磷酸盐浓度稳定在0.5 mg·L⁻¹以下,厌氧阶段的最大释磷量为6.05 mg·L⁻¹;在低磷高磷交替环境中,好氧出水磷酸盐浓度基本在0.5 mg·L⁻¹以下,富磷溶液浓度最高可达63 mg·L⁻¹。SEM结果表明,同步去除与富集磷酸盐的悬浮填料生物膜反应器中的主要微生物是杆状菌。高通量测序结果表明：第0、45和95天的变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度分别为48.3%、57.1%和89.1%,占主导地位;而红环菌科(Rhodocyclaceae)的相对丰度分别为18.1%、19.0%和30.8%,是反应器中的优势菌科;动胶菌属(Zoogloea)是同步去除与富集磷酸盐的悬浮填料生物膜工艺中的主要功能菌。在悬浮填料生物膜工艺中,低磷高磷交替的生长环境下培养的聚磷生物膜能够使好氧出水的磷酸盐浓度达到国家排放标准,并在厌氧阶段得到高浓度的磷酸盐富集溶液,且这种生长环境更适合聚磷微生物的生长。