磁混凝沉淀除磷工艺应用与浅析-中国期刊网

磁混凝沉淀除磷工艺应用与浅析

赵辉王洪超

上实环境水务股份有限公司

摘要：随着经济发展以及人民生活水平不断地提高，社会对生态环境改善的需求日益迫切，尤其表现在对水环境的向好改善上。为进一步改善流域水质，巩固河道环境综合治理的成果，各地方污水处理排放标准近年逐渐提高。断面水质“倒逼”污水处理行业强化运行、精准管理并技术革新，下面将就化学除磷工艺的应用实例与大家分享经验。

关键词：磁混凝沉淀；除磷

一、导言

目前常用的污水除磷工艺根据原理分为：化学法及生物法。生物除磷是通过聚磷菌厌氧聚磷，形成富磷污泥，经脱水外运转移，从而达到系统除磷。该法通过控制生物反应环境实现，运行成本较低，但降解程度受限，一般很难控制到1mg/L以下。化学除磷是通过向生物池或二沉池出水中投加铝/铁盐等混凝剂，使得金属离子与磷酸盐络合反应形成难溶物，再经沉淀分离达到除磷目的。该法运行费用相对较高，但稳定高效。随着新建、改扩建污水处理项目“一级A”特别是主要指标“准四类”出水排放标准的推广运行，化学除磷工艺也得到极大地推进与发展。

二、化学除磷应用实例

1、山东某市政污水厂新建工程

化学除磷工艺选型为高效沉淀池，具备澄清及浓缩功能，分为混凝区、絮凝区、沉淀区，经过前段混凝区投加铝盐/铁盐等混凝剂、絮凝区投加PAM产生的混凝、絮凝反应，再利用沉淀区斜管分割成一系列浅层沉淀层，进行泥水分离。

设计参数：1座4组，总设计规模200000m³/d，峰值系数1.3。占地面积2135㎡，沉淀区16*16米，有效水深7.75米。絮凝池停留时间5分钟，混凝池停留时间10分钟，沉淀池峰值表面负荷13.8 m³/m²·h。

调试运行数据如下：

1）除磷药剂（PAFC，液体，铝含量以氧化铝计8%，铁含量以三氯化铁计2-3%）投加量小试

序号	水样名称	除磷剂成分	除磷剂投加量(mg/L)	PAM投加量(mg/L)	加药前TP	加药后过滤 TP（mg/L）
1	1、2#二沉池出水	PAFC	60	0.5	1.14	0.66
2	1、2#二沉池出水	PAFC	90			0.48
3	1、2#二沉池出水	PAFC	120			0.39
4	3#二沉池出水	PAFC	60		1.86	1.05
5	3#二沉池出水	PAFC	90			0.75
6	3#二沉池出水	PAFC	120			0.49
7	3#二沉池出水	PAFC	150			0.4

2）通过小试，选定PAFC药剂调试投加量为120mg/L。高效沉淀池调试运行数据如下：

日期	TP（进水,mg/L)	TP（出水,mg/L)	总磷去除率（%）	PAFC投加量（mg/L)	PAM投加量（mg/L)	运行水量（m³）	运行负荷率（%）
3月14日	1.84	0.39	78.80%	120	0.3	146000	73.00%
3月15日	1.54	0.45	70.78%	120	0.3	143000	71.50%
3月16日	1.81	0.45	75.14%	120	0.3	144000	72.00%
3月17日	1.73	0.46	73.41%	120	0.3	132000	66.00%
3月18日	1.75	0.41	76.57%	120	0.3	129000	64.50%

通过上表，调试期间在二沉池出水总磷1.54-1.84mg/L范围内，在PAFC投加120mg/L、PAM投加0.3mg/L的配比下，高效沉淀池可保证74.9%左右的总磷去除率，稳定达标一级A。

另经过该项目2016-2021年的连续稳定运行，特别是2020-2021年“准四类”的提标运行探索，在PAFC投加100mg/L、PAM投加0.25mg/L的配比下，可实现出水总磷0.3mg/L以下稳定运行。

2、河南某园区污水厂扩建工程

化学除磷工艺选型为磁混凝沉淀池，主要由混合池（含混合区一、混合区二、絮凝反应区）、澄清池（含沉淀浓缩区以及斜管分离区）组成。混合区一投加混凝剂与水中磷酸盐反应形成细小絮体，混合区二投加磁粉与回流污泥、进水充分混合絮凝，絮凝反应区投加PAM强化絮凝，絮体慢速地由絮凝反应池进入沉淀浓缩区，再经逆流式斜管沉淀区完成深度的絮体沉积。

设计参数：1座2组，总设计规模30000m³/d，峰值系数1.33。占地面积339.5㎡，沉淀区8*8米，有效水深5米。水力停留时间45min，沉淀池峰值表面负荷18.83 m³/m²·h。

1）磁混凝沉淀池2019年调试运行数据如下（参考一期高效沉淀加药量：聚合硫酸铁100mg/l、PAM1.0mg/l，浮动调整）：

日期	TP（进水,mg/L)	TP（出水,mg/L)	总磷去除率（%）	聚合硫酸铁投加量（mg/L)	PAM投加量（mg/L)	磁粉投加量（mg/L)	运行水量（m³）	运行负荷率（%）
7月3日	1.52	0.06	96.05%	140	1.0	33.33	15000	50.00%
7月4日	1.14	0.04	96.49%	120	1.0	-	15000	50.00%
7月5日	0.97	0.06	93.81%	100	1.0	5	15000	50.00%
7月6日	1.0	0.07	93.00%	100	1.0	5	15000	50.00%
7月7日	1.08	0.06	94.44%	90	1.0	5	15000	50.00%
7月27日	0.68	0.04	94.12%	80	0.9	2.1	28000	93.33%
7月28 日	0.81	0.04	95.06%	80	0.9	2.1	28000	93.33%
7月29日	0.86	0.06	93.02%	80	0.9	2.1	28000	93.33%
7月30 日	0.97	0.09	90.72%	80	0.9	1.8	31000	103.33%
7月31日	1.16	0.08	93.10%	80	0.9	1.6	31000	103.33%
8月1日	1.25	0.1	92.00%	80	0.9	1.6	31000	103.33%

通过上表，调试后期满负荷运行期间，在二沉池出水总磷0.97-1.25mg/L范围内，在聚合硫酸铁投加80mg/L、PAM投加0.9mg/L、磁粉投加1.6mg/L的配比下，磁混凝沉淀池可保证91.9%左右的去除率，稳定达标“三类水”总磷要求。

另经过2020-2021年的连续稳定运行，在投加聚合硫酸铁（全铁含量11%）60mg/L、PAM0.6mg/L、磁粉0.7mg/L的配比下，可实现出水总磷0.2mg/L以下稳定运行。

磁混凝单组超负荷性能测试

日期	时段	流量（m³/h)	药剂投加（mg/L)			出水情况
日期	时段	流量（m³/h)	聚合硫酸铁	PAM	磁粉	出水情况
7月9日	15：30-17：30	800	90	0.9	3.9	絮体沉淀正常，出水稳定。
7月9日	17：30-20：00	900	90	0.9	3.5	观察絮体沉淀正常，出水感官透亮度降低，并取样检测：TP:0.16mg/l，SS：7mg/l。
7月10日		1000	90	0.9	3.1	1小时后出水浊度明显增加，1.5小时出现范围性翻泥遂减小进水量，停止超负荷运行测试。
7月11日	8：00-10：00	400	100	1.5	-	絮体沉淀正常无翻泥现象，出水稳定。
7月11日	10：00-10：30	500	100	1.5	-	30分钟后斜管出水絮体明显增多、逐渐出现局部翻泥现象，停止测试。

通过本次进水量的运行测试证明，单组磁混凝沉淀池进水量900m³/h、表面负荷20.4 m³/m²·h时絮凝沉淀正常，出水指标稳定。

三、结论

磁混凝沉淀池除磷工艺在常规混凝沉淀中同步加入磁粉，作为内核与絮体结合，加强混凝、絮凝，使生成的絮体密实度及半径增大，从而达到高速沉降的效果。通过与普通高效沉淀池的调试及运行数据比对，其在总磷去除率、运行负荷上有较强的优越性。

磁混凝沉淀除磷工艺应用与浅析