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污水處理化學除磷技術(shù)

  當前,水生態(tài)系統(tǒng)污染逐步惡化,為此,各地區(qū)逐步加大對污水處理工作的重視與投入力度。其中,除磷技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛。然而,化學除磷環(huán)節(jié)存在各類亟待解決的問題,這使得整體處理效果難以達到預(yù)期指標。為此,切實優(yōu)化除磷方式具有實際意義。

  1、水體富營養(yǎng)化的危害及城市污水處理的基本要求

  1.1 水體富營養(yǎng)化的危害

  現(xiàn)階段,我國水生態(tài)環(huán)境中的磷元素主要來自于農(nóng)業(yè)種植、工業(yè)廢水與生活污水三方面。從專業(yè)角度來說,水體富營養(yǎng)化問題所帶來的負面影響較為嚴重,且生態(tài)修復(fù)難度系數(shù)較高。水體富營養(yǎng)化的危害主要體現(xiàn)在如下幾方面:

 ?、偎w富營養(yǎng)化為水藻類植物提供了豐富的營養(yǎng)元素,這使得水藻在短時間內(nèi)快速生長,并逐步覆蓋整個水體環(huán)境,而這些水藻植物的非常規(guī)生長使水體含氧量急劇下降,導(dǎo)致各類水生生物因缺氧而死亡,同時,水體的自凈化能力下降,造成嚴重的生態(tài)污染;

 ?、谒w污染處理難度較大,需要投入大量的機械設(shè)備與人力資源,這就增大了處理成本;

  ③降低水體透明度,散發(fā)濃烈的腥臭味,影響空氣質(zhì)量;

  ④水體底部堆積的有機物質(zhì)在微生物作用下分解產(chǎn)生有害氣體,抑制水生生物繁殖。

  1.2 城市污水處理的基本要求

  城市污水處理系統(tǒng)的核心理念是依靠微生物分解作用,降解水體環(huán)境中的污染物,凈化水質(zhì)。然而,在生物處理過程中,由于脫氮與除磷工藝相互制約,使得生物凈化法的綜合處理效果不夠理想。為此,絕大多數(shù)城市污水處理廠優(yōu)先采用化學除磷法。

  2005年之前,各地區(qū)污水處理廠建設(shè)多參照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》,并將出水水質(zhì)含磷量控制在1.5mg/L的標準。隨著各基層政府逐步加大對城鎮(zhèn)污水處理工作的重視,相關(guān)排放標準進一步完善,并將出水水質(zhì)總磷量指標調(diào)整為1mg/L。

  2、污水除磷技術(shù)的基本概念

  按照凈化處理方式差異,污水除磷技術(shù)主要包括生物處理法、物化處理法與人工濕地技術(shù)三大類。其中,物化處理法又包括化學絮凝沉淀法、物理吸附法、干燥結(jié)晶法與離子交換法等。生物處理法主要依靠生物膜過濾與活性炭吸附。而人工濕地除磷處理技術(shù)是生物法與生態(tài)法的有機整合。

  化學除磷法的核心原理是通過投放一定比例的化學藥劑,形成不溶性磷酸鹽沉淀物,依靠固液分離技術(shù)祛除污水中的磷元素。現(xiàn)階段,城市污水化學除磷法的研究重心集中在選擇化學藥劑方面。相比之下,化學沉淀法的實用性較強,其特異性優(yōu)勢體現(xiàn)在如下幾方面:操作工序簡便、除磷效果突出、綜合處理效率高、且二次污染小等。

  即使進水濃度波動性較大,化學沉淀法也可以保證除磷效果達到標準要求。但該技術(shù)也存在一定的缺陷:化學藥劑需求量與化學污泥產(chǎn)生量較大,需要投入大量的資金?;谖覈鞯貐^(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平嚴重失衡,整體發(fā)展較為落后的地區(qū),無法提供充足的資金進行污水治理,而如何最大限度的壓縮污水處理成本,搞好生態(tài)文明建設(shè)工作成本各基層政府致力探究的新課題。

  3、污水處理化學除磷過程中存在的各類問題

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  縱觀市政污水處理化學除磷工作開展現(xiàn)狀可知,其中仍存在諸多亟待解決的問題,如前置沉淀化學除磷效果不達標、同步沉淀除磷效率低下、后置沉淀除磷經(jīng)濟損耗高等,這些問題造成大量的資金浪費與資源損耗,且水生態(tài)系統(tǒng)失衡。

  3.1 前置沉淀化學除磷過程存在的問題

  隨著市場經(jīng)濟的繁榮發(fā)展,城市污水中的磷元素含量逐步提升。例如,污水中的多磷酸鹽類物質(zhì),由于無法自然降解,使得化學除磷效果達不到標準要求。另外,水體環(huán)境有機負荷能力的下降,也在一定程度上制約了化學除磷的反硝化功能。與同步沉淀化學除磷過程相比,前置沉淀法的化學藥劑需求量與污泥產(chǎn)生量較大,并且在后續(xù)處理過程中,需要將除磷指標控制在1-2mg/ml的水平,而這也對污水處理廠的專業(yè)技術(shù)儲備提出了更高的要求。

  3.2 同步沉淀化學除磷過程存在的問題如下所述

  相比前置沉淀法來說,同步沉淀化學除磷技術(shù)在諸多方面體現(xiàn)出特異性優(yōu)勢,但也存在一定的缺陷。首要問題是無機污泥含量檢測工作。由于化學沉淀的檢測結(jié)果需要借助排泥實現(xiàn),而化學藥劑投放量增加會干擾檢測結(jié)果,導(dǎo)致檢測結(jié)果缺乏準確性。此外,金屬沉淀劑的使用會在一定程度上抑制硝化反應(yīng),過量使用會導(dǎo)致酸性增強,酸堿度失衡,降低硝化反應(yīng)速率。

  3.3后置沉淀化學除磷過程存在的問題

  后置沉淀化學除磷是關(guān)鍵的環(huán)節(jié),因此其經(jīng)濟成本也相對較高,同時,金屬沉淀劑的過量使用,會增加污水中的鐵或鋁含量,導(dǎo)致其超過預(yù)期指標,影響污水處理工作。另外,在后續(xù)過濾過程中,由于過濾負荷強度增加,在很大程度上降低了磷處理效率。由此可見,后置沉淀應(yīng)當整合應(yīng)用前置沉淀與同步沉淀法,盡可能的提升磷處理效率。

  4、優(yōu)化污水處理化學除磷過程的具體策略

  4.1 優(yōu)化化學除磷過程的控制系統(tǒng),加大維護力度工作人員應(yīng)當優(yōu)化市政污水處理廠自有系統(tǒng),加大控制投入力度?;瘜W除磷沉淀法的用藥量直接決定了最終除磷效果。因此,應(yīng)當切實優(yōu)化除磷控制系統(tǒng),提升除磷工作效率。例如,以曝氣池末端的加藥作為控制樞紐,以反硝化過濾池的藥物控制作為輔助,通過整合應(yīng)用高科技技術(shù),將曝氣池末端處的加藥量控制系統(tǒng)設(shè)定為可根據(jù)加藥前的污水含磷濃度、污水進水量及出水量等基本參數(shù),控制加藥泵的運轉(zhuǎn)效率,并且全方位動態(tài)監(jiān)測污水中的含磷量。然后,通過比較出水設(shè)定數(shù)值,判斷是否需要在后置沉淀過程中啟動加藥裝置,以防加藥量不合理影響整體處理效果。

  在優(yōu)化控制系統(tǒng)后,控制總磷含量,并將總磷濃度控制在合理范圍內(nèi)。在條件允許的情況下,使用高科技技術(shù)維持總磷濃度的穩(wěn)定狀態(tài)。再者,隨著現(xiàn)代科技水平的提高與領(lǐng)域拓展,可以進一步優(yōu)化除磷系統(tǒng),并依靠控制系統(tǒng)定期匯總分析除磷情況。

  另外,依托專業(yè)科技技術(shù)全方位動態(tài)檢測整個除磷過程,采用標準的數(shù)據(jù)信息進行通信,最大限度的提升除磷效率。且設(shè)定除磷的系統(tǒng)模型,嚴格把控參數(shù)調(diào)整,并定期組織專業(yè)技術(shù)人才參與技能培訓,積極開展機械設(shè)備維護工作,利用相應(yīng)程度計算除磷數(shù)據(jù)信息,記錄污水除磷的情況變化,進行實時監(jiān)測與控制,實現(xiàn)對除磷情況的最優(yōu)化預(yù)測。

  4.2 優(yōu)化化學除磷技術(shù),嚴格控制藥點選擇

  優(yōu)化化學除磷技術(shù)是完善化學除磷控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。通常來說,化學除磷法是生物除磷法的基礎(chǔ)保障。因此,在化學除磷過程中,要進一步強化專業(yè)技術(shù),并加大對藥點選擇的重視。結(jié)合上文內(nèi)容可知,在應(yīng)用前置沉淀技術(shù)的過程中,不僅無法保證磷元素的全部水解,還會產(chǎn)生大量的污泥,增加藥劑消耗量與污泥產(chǎn)生量,影響除磷處理效果,并對后續(xù)生物除磷作業(yè)造成一定的阻礙。對此,應(yīng)當在前置沉淀的初沉淀池中,不采用藥物除磷法,進而減少污泥量,避免對后續(xù)生物除磷造成不利影響。

  同步沉淀除磷主要包括厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)和二沉池幾部分,應(yīng)當將藥點設(shè)置在好氧區(qū)的出水口處,在經(jīng)過多次過濾處理后,在好氧區(qū)出水處通過管道進入二淀池的過程中進行藥劑的反應(yīng),當污水進行二淀池的過程中直接進行沉淀和分離,而且在好氧區(qū)中本身就有能夠吸收磷的微生物。因此,在污水進入二沉淀池時,水體中的含磷濃度相對較低,再經(jīng)過管道中藥劑的中和反應(yīng),可進一步減小污泥量,促進生物除磷工藝的正常運轉(zhuǎn)。

  此外,在優(yōu)化除磷技術(shù)后,一旦污水中的磷濃度超過限定濃度,在投入藥劑的過程中,可最大限度的保證除磷效果,進一步降低藥劑損耗量同時,減小污泥積存量。如果污水處理廠的專業(yè)技術(shù)過硬,且基礎(chǔ)配套設(shè)備齊全,也可以在二沉淀池的出水處投放藥劑,但需要確保技術(shù)的合理性與設(shè)備的高效性,以沉淀的方式去除污泥。但是,應(yīng)當格外注意的是,此類方法多用于污水深度處理的過程中,且對生物除磷的技術(shù)影響較小。

  5、結(jié)束語

  綜上所述我們可以獲知,隨著各基層政府部門逐步加大了對污水處理工作的重視力度,相關(guān)部門對污水處理的化學除磷方式也提出了更高的要求。為此,本文簡要介紹了化學沉淀除磷的基本流程,分析了其中存在的各類突出性問題,然后提出了一系列切實可行的改進措施,希望可以通過優(yōu)化化學除磷控制系統(tǒng),提高污水除磷處理效率,保證整體工作質(zhì)量,最終促進城市環(huán)保工作的進一步發(fā)展,保障人們生活質(zhì)量。( >

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