摘要:对氯化钙、氯化铁处理低浓度含磷废水进行了研究.结果表明:采用氯化钙做除磷剂时,控制参数为pH=10,佳投药量为756mg/L,总磷去除率达到364%;采用氯化铁做除磷剂时,控制参数为pH=6,佳投药量为492mg/L,总磷去除率达到654%;采用氯化钙、氯化铁联合处理时,控制参数为pH=8,氯化钙和氯化铁佳投药量为498mg/L时,总磷去除率达到83%.

　　2008年,太湖发生了蓝藻爆发事件,使得太湖流域水质恶化,无锡、杭州市居民饮用水受到严重影响.氮、磷是引起蓝藻爆发的主要诱因.由于氮可通过水中固氮微生物获得补充,水体中的磷必须由外界提供,而排放污水中的磷是水体中磷的主要来源,其形态有正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷,其中正磷酸盐和聚磷酸盐占绝大多数[1].因此有效降低污水排放中磷的浓度成为人们关注的问题.废水中总磷的去除方法以化学法和生物法为主,19世纪后期,英美等国广泛采用化学沉淀方法处理污水,但不久即被生物处理所取代,其原因是化学沉淀法引入了新的化合物,而且该法的试剂消耗量大,运行费用高,产生大量且易造成二次污染的污泥,这些问题在当时不能得到好的解决[2-3].到了20世纪80年代,为进一步提高污水中的有机物和磷的去除率,又开始重新重视化学沉淀.在化学法中使用的除磷剂主要为钙盐、铁盐、铝盐等.熊鸿斌等[4]利用钙法对处理冰箱高浓度含磷废水进行了研究,去除率达到99%以上.王立立等[5]以生活污水二级生物处理后的出水为研究对象,考察了铁盐对浓度在2~4mg/L范围内的总磷的混凝去除效果及影响因素,结果表明,铁盐除磷的佳pH为75~8,氯化铁投药量为10mg/L(以Fe3+计)时,可使出水中总磷降至10mg/L以下.但针对印染废水中低浓度磷的去除,尚未见相关报道.

　　青岛市某印染印染废水中磷含量138~15mg/L,pH为8左右.该现有一套污水生化处理系统,采用的是生物接触氧化工艺,目前其出水COD、BOD5、悬浮物、氨氮等指标均已达国家标准,但出水总磷始终达不到10mg/L的控制标准.若重新改造其污水处理系统来达到总磷排放标准,则投资较高,企业负担较重.目前,这种原污水站出水水质需要再提高的现象,较为普遍存在.因此,在污水处理站现有设施的基础上,探求简单易行的总磷处理技术具有重要的现实指导意义.本文以该印染含磷废水为研究对象,采用氯化钙、氯化铁做混凝剂,对其影响因素及使用方法进行了研究,以期为类似工程的改造提供借鉴.

　　本试验采用的印染废水,取自青岛市城阳区某印染的二沉池出水,其中总磷含量138~15mg/L,pH为8左右,COD、BOD5、悬浮物、氨氮等指标均已达国家标准.

　　该印染废水中总磷含量为138~15mg/L,平均含量为144mg/L,根据废水处理的原则,处理的废水量和加入处理药剂的体积比在100∶1左右[7],氯化钙和氯化铁溶液配制浓度均为250mg/L.

　　由图1可以看出,随着氯化钙投药量的增加,总磷的去除率均逐渐升高,当投药量增至756mg/L以后,去除率增幅逐渐平缓,但pH为10时的去除率略高于pH为8时的去除率.

　　两个pH条件下,氯化钙的佳投药量均为756mg/L,pH为8时的总磷去除率为32%,pH为10时的总磷去除率为36%.pH为10时,去除单位总磷消耗钙的量为145mg/mg.在熊鸿斌等利用钙法对处理冰箱高浓度含磷废水的研究中,在进水pH=10,氯化钙投加浓度为120mg/L时,可将废水中的总磷从60mg/L降至05mg/L以下,去除率达到99%以上,去除单位总磷需要钙的量为198mg/mg.由此可知,利用氯化钙处理低浓度含磷废水时,去除单位总磷需要钙的量大幅增加,然而总磷的去除率却依然较低.

　　由图2可以看出,随着氯化铁投药量的增加,总磷的去除率均逐渐升高,当投药量增至492mg/L以后,去除率增幅逐渐平缓,pH为6时的总磷去除率高于pH为8时的去除率.

　　两个pH条件下,氯化铁的佳投药量均为492mg/L,pH为8时的总磷去除率为47%,pH为6时的总磷去除率为58%.

　　由文献[8]可知,FePO4溶度积为13×10-22,Fe(OH)3溶度积为4×10-38,由溶度积计算,采用氯化铁去除总磷理论上的去除率应该达到877%以上,而实际去除率为65%.试验中pH为8时,由于Fe(OH)3溶度积比FePO4小16个数量级,因此溶液中形成了大量的Fe(OH)3沉淀,影响了PO3-4与Fe3+的结合,因此总磷去除率达不到理想值.

　　由图3可以看出,随着混合药剂投药量的增加,总磷的去除率均呈现逐渐升高的趋势,当投药量增至498mg/L以后,去除率增幅逐渐平缓.在总用药量不增加的情况下,总磷去除效率均比药剂单独使用时大幅提高.根据文献[8]可知,Ca3(PO4)2的溶度积为20×10-29,FePO4溶度积[5]为13×10-22,两者相差了7个数量级,钙盐的除磷效果应该优于铁盐,但钙盐的实际去除效率却较低,可能与磷浓度较低,形成的Ca3(PO4)2难以沉淀,影响了去除效果.氯化钙、氯化铁的联合使用,充分发挥了钙盐与磷的结合性能和铁盐的混凝性能,提高了除磷效果.

　　三个pH条件下,混合药剂的佳投药量均为498mg/L,pH为6时的总磷去除率可达705%,pH为8时的总磷去除率可达83%,pH为10时的总磷去除率可达776%.pH为8时,总磷的去除效果,比氯化铁单独使用时的总磷去除率高出25%.

　　1)当废水中总磷浓度较低时,宜采用氯化钙、氯化铁混合药剂进行除磷,此方式不仅能取得较好的除磷效果,而且药剂投加量也相对较小.

　　2)采用氯化钙、氯化铁联合处理该低浓度含磷印染废水时,佳的工艺条件为:pH为8,投药量为498mg/L,总磷去除率可达83%,处理后的出水总磷浓度可控制在10mg/L以下,可满足该类低浓度含磷废水的处理要求.该工艺具有方法简单、去除效率高、成本低、实用性强等优点.

　　[1]计石祥,邬曼君.含磷洗涤剂仍是我国近期洗涤剂的主要品种[J].日用化学品科学,1998(1):32-34.

　　[3]江霜英,高廷耀.污水二期工程污水化学强化处理的试验研究[J].环境科学,2002,21(1):40-42.

　　[4]熊鸿斌,刘文清.钙法化学混凝处理高浓度含磷废水技术研究[J].水处理技术,2004,30(5):307-309.

　　[5]王立立,刘焕彬.生活污水二级生物处理后的铁盐混凝除磷试验研究[J].环境污染与防治,2002,24(6):361-364.

　　[6]国家环保总局.水和废水监测分析方法[M].北京:化学工业出版社,1989.
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