Phốt pho trong quản lý nguồn cung cấp nước thải đã gây ra nhiều áp lực, và việc loại bỏ phốt pho hiệu quả hơn là cấp bách.

1、 Xử lý phosphorus hóa học

Hiện nay, các phương pháp loại bỏ phốt pho trong nước thải đô thị bao gồm loại bỏ phốt pho sinh học, loại bỏ phốt pho hóa học và kết hợp giữa phương pháp xử lý sinh học và hóa học. Quy trình loại bỏ phốt pho sinh học là một phương pháp kinh tế tương đối, nhưng do mâu thuẫn giữa quá trình khử nitrat và loại bỏ phốt pho về tuổi thọ bùn, nguồn carbon, v.v., nồng độ TP trong nước thải đầu ra khá không ổn định và thậm chí không đáp ứng được tiêu chuẩn xả thải quốc gia. Do đó, khi việc loại bỏ phốt pho sinh học không đạt tiêu chuẩn xả thải, người ta thường sử dụng chất hóa học để tăng cường loại bỏ phốt pho. Loại bỏ phốt pho hóa học chủ yếu liên quan đến việc thêm muối kim loại vô cơ vào nước thải để phản ứng với các muối tan (như photphat) trong nước thải, tạo ra các hạt và chất không tan. Các chất loại bỏ phốt pho hóa học phổ biến chủ yếu là muối kim loại và canxi hydroxit. Do cân nhắc về kinh tế, muối kim loại được sử dụng để lắng phốt pho chủ yếu là muối Fe, muối Fe và muối Al. Bài viết này lấy clorua nhôm polymer (PAC) làm đối tượng nghiên cứu và khám phá việc sử dụng nó trong xử lý nước thải.

2. Việc sử dụng clorua nhôm polymer trong xử lý nước thải

1. Bối cảnh

Nhà máy Xử lý Nước thải Wenzhou Xipian có tổng công suất xử lý nước thải là 250000 m3/ngày. Quy trình xử lý nước thải cho giai đoạn nâng cấp đầu tiên là "CAST-MBBR+bồn lắng từ+tank lọc đĩa quay sợi"; Quy trình xử lý nước thải cho dự án mở rộng Giai đoạn II bao gồm bể sinh học đa giai đoạn A/0 (A2/O cải tiến), bể lắng thứ cấp hình chữ nhật với đường viền vào ra, bồn lắng từ và tank sợi để hấp thụ chất keo và các hạt lơ lửng nhỏ.

A1Cl+KPO → AlPO ↓+3KCl (1)

Al+30H → Al (OH) ↓ (2)

3. Tính toán liều lượng của clorua nhôm polymer

Lấy Nhà máy Xử lý Nước thải Wenzhou Xipian làm ví dụ, quy mô tổng thể xử lý nước thải của nhà máy là 250.000 m3/ngày, và nồng độ TP của dòng nước vào là 1,5 mg/L. Theo tiêu chuẩn xả thải mức A cấp một cho nước thải đô thị, nồng độ TP của dòng nước ra phải nhỏ hơn 0,5 mg/L. Thuốc PAC đã được phòng thí nghiệm kiểm tra và hàm lượng A1 của nó là 5,32%. Độ dày của thuốc PAC là 1,12kg/L. Khi sử dụng kết tủa hóa học để loại bỏ phốt pho, 1 mol nhôm tiêu thụ 1 mol phốt pho, điều này có nghĩa là việc loại bỏ 1g phốt pho cần 0,87g nhôm. Trong thực tế, phản ứng không diễn ra 100%. Ví dụ, các ion kim loại và OH sẽ cạnh tranh để tạo thành hydroxit. Do đó, liều lượng thực tế cần vượt quá để đảm bảo rằng nồng độ dòng nước ra đáp ứng tiêu chuẩn. Đức đã đề xuất hệ số thêm β trong quá trình tính toán. Khái niệm hệ số thêm bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, và trong điều kiện tối ưu, β = 1; Dưới điều kiện không tối ưu, β = 2 đến 3 hoặc cao hơn, được xác định thông qua các thử nghiệm liều lượng trong quá trình sử dụng thực tế.

P tải=25000m/ngày × (0.0015-0.0005) kg/m=250kg/ngày hệ số bổ sung β Lượng Al cần thiết cho ví dụ 2.5 là: 2.5 × (27/31) × 250 kg/ngày=543.75 kg/ngày, chuyển đổi sang liều lượng PAC: 543.75 kg/ngày ÷ 5.32%~10220 kg/ngày, chuyển đổi sang thể tích PAC: 10220 kg/ngày ÷ 1.12 kg/L=9125 L/ngày

4. Liều lượng tối ưu của clorua nhôm polymer trong thực tế sử dụng

Dựa trên tình hình thực tế của nhà máy xử lý nước thải, tiến hành các thí nghiệm quy mô nhỏ sau. Lấy 1mL thuốc thử LPAC và pha loãng trong bình định lượng 100mL. Lấy 6 cốc thủy tinh dung tích 500mL, thêm 500mL nước vào từng cốc và đo nồng độ TP của nước. Thêm 40mg bột từ tính và 0,15% nồng độ PAMO.3mL vào mỗi cốc. Bằng cách tính toán, xác định thể tích dung dịch PAC cần thêm dưới các hệ số liều khác nhau. Thêm dung dịch tương ứng vào mỗi cốc và khuấy đều. Sau khi lắng, lấy phần nước trong và đo nồng độ TP của nước. Các giá trị cụ thể được trình bày trong Bảng 1. Có thể thấy từ Bảng 1 rằng khi hệ số bổ sung β = Lúc 5 giờ, tổng lượng phospho trong nước thải đầu ra cơ bản đã đạt tiêu chuẩn A cấp I nước thải đầu ra, với nồng độ là 0,5mg/L. Do sự kết hợp giữa quá trình loại bỏ phospho sinh học và hóa học trong quá trình khử phospho của nhà máy, trong quá trình loại bỏ phospho sinh học, vi sinh vật tích lũy phospho giải phóng phospho trong điều kiện thiếu oxy và hấp thụ phospho trong điều kiện có oxy, sau đó thải nó ra khỏi bùn, đạt được hiệu quả loại bỏ một phần phospho. Vì vậy, hệ số bổ sung PAC β = Lúc 5 giờ có thể ổn định đáp ứng yêu cầu nước thải đầu ra. Lượng PAC tương ứng sử dụng khoảng 21 tấn/ngày.

3, Tóm tắt

PAC có tác động đáng kể đến việc loại bỏ photpho tổng số. Khi hệ số liều lượng của nhà máy xử lý nước thải là 5, nó có thể đáp ứng tiêu chuẩn xả nước yêu cầu, và lượng PAC được sử dụng là 21 tấn/ngày. Do ảnh hưởng của dòng nước đầu vào đến tỷ lệ loại bỏ photpho tổng số, khi nồng độ photpho tổng số trong nước đầu vào không còn phù hợp, hệ số bổ sung có thể được điều chỉnh thích hợp dựa trên thí nghiệm quy mô nhỏ này để đáp ứng các tiêu chuẩn xả nước.