随着城市污水处理厂污染物排放标准日趋严格,大多数污水处理厂存在出水总磷难以达标的问题,因而通常需要在一些处理工段上辅以化学除磷。但是化学除磷效果往往受实际废水水质以及不同工段工况等多种因素影响。水质等对化学沉淀除磷影响的国内外研究报道不多。本研究对西安市某污水处理厂的几种工段水质(进厂原水、污泥浓缩上清液、污泥脱出水,厌氧池澄清液、二沉池出水)进行批次化学除磷实验。目的是探明不同化学除磷药剂、水中溶解性有机物(如VFA、腐殖酸等)对化学除磷的影响以及相互之间的作用机理与沉淀产物组成,揭示城市污水处理厂不同工段水质磷的化学沉淀特征,为指导污水处理厂化学除磷奠定基础。论文得到了以下主要成果:(1)通过六种沉淀剂硫酸亚铁,氯化钙,氧化钙,硫酸铝,三氯化铁,聚合氯化铝(PAC)对几个工段水样的批次实验,得出:采用钙盐为沉淀剂的磷去除率总体上较低,而铁盐和铝盐相对效果比较好。其中,二沉池出水采用PAC和三氯化铁可以使磷去除率达70%以上;进厂原水采用铝系盐磷去除率较高,采用铁盐的磷去除率较低;厌氧池澄清液以PAC为沉淀剂可以使磷去除率达75%以上;污泥脱出水采用三氯化铁和PAC可以去除72%以上的磷酸盐;污泥浓缩水用三价铁盐,PAC去除效果较好,磷的去除率约75%。(2)快速搅拌200r/min 1min慢速搅拌50 r/min 10min,沉淀时间为30min为批次实验最佳反应条件。(3)在pH=6.5,随着VFA浓度的增加,磷去除率逐渐下降,VFA在高于60mg/L时对磷去除率影响较大,在10mg/L~50mg/L范围内影响较小;腐殖酸的加入对磷去除率影响较小,在含量为40mg/L下,磷去除率基本没有变化;超过60mg/L之后,磷去除率缓慢降低。(4)以铁盐、铝盐为沉淀剂形成的化学沉淀物主要为铁盐、铝盐自身水解产物和与磷酸盐结合的沉淀产物。总体上PAC的沉淀物种类比较复杂,沉淀物主要有AlPO4、Al2 O3、Al6P6 O24·4H2O、Al(H2 PO4)3、Al8 H12(P2O7)9、Al2P6 O18,AlH6(PO4)3·2H2O等,铁盐沉淀磷的主要产物主要有Fe(OH)3、Fe2P、Fe4(PO4)3(OH)3、Fe3 PO7等。(5)在pH=4左右,模拟计算出:磷酸铁生成速率最大。铁盐化学除磷在pH=4.5下效果好,论文分析原因有:一是此p H下铁盐的水解作用比较强,水解产生的水解产物对磷有很强的吸附作用,二是有一部分的铁盐与磷酸根直接结合。污水pH为7左右,用铁盐进行化学除磷需提前调pH。铝盐在“沉淀模式”条件下溶液偏碱性,产生的Al(OH)3(am)和Al(OH)3(s)能吸附磷酸根离子,因此磷的去除率较高。