Реагентное осаждение фосфора

8.1.1 Выбор метода удаления фосфора следует производить с учетом:

- требований к содержанию соединений фосфора в очищенной воде;

- используемой технологии очистки от других биогенных загрязняющих веществ;

- технологии обработки осадка сточных вод;

технико-экономических требований.

8.1.2 Реагентная обработка основана на снижении содержания растворимых соединений фосфора в результате химических реакций реагента с ионами фосфатов с образованием нерастворимых соединений и перевода их в осадок, а также в результате сорбции соединений фосфора хлопьями гидроксидов металлов. Для осаждения фосфора в качестве реагентов могут быть использованы известь, соли железа и алюминия, а также другие минеральные коагулянты. Допускается использование для реагентной обработки отходов производств, шламы, содержащие соли железа и алюминия, которые не оказывают токсикологического воздействия на процесс биологической очистки и не приводят к поступлению в очищаемую воду дополнительных загрязняющих веществ, в концентрациях превышающих допустимые, по условиям отведения сточных вод в природные водные объекты согласно [3].

8.1.3 При использовании в качестве реагента сульфата алюминия (Al₂(SO₄)·18H₂O) происходят следующие химические реакции:

, (8.1)

, (8.2)

. (8.3)

При приготовлении указанного реагента рН рабочего раствора следует поддерживать в пределах от 5,0 до 7,5. Применение реагента допускается при предварительном, параллельном и последующем осаждении.

8.1.4 Для осаждения фосфора применяются соединения железа, в виде солей двухвалентного железа: сульфата (FeSO₄·), хлорида (FeCl₂), солей трехвалентного железа: сульфата (Fe₂(SO₄)₃, хлорида (FeCl₃), комплексной соли FeClSO₄.

При дозировании железа в виде трехвалентного иона происходят следующие химические реакции:

, (8.4)

, (8.5)

. (8.6)

При приготовлении рабочего раствора FeSO₄, рН следует поддерживать в пределах от 3,5 до 6,5.

При использовании двухвалентных солей железа следует предусматривать:

- аэрацию рабочего раствора реагента для окисления двухвалентных соединений железа до трехвалентных форм;

- дозирование реагента в емкости, где аэрация предусмотрена обработкой сточных вод (аэротенки, преаэраторы, усреднители с барботажным перемешиванием);

- дозирование совместно с известью.

Применение солей трехвалентного железа допускается при преварительном, параллельном и последующем осаждении. Применение солей двухвалентного железа рекомендуется при параллельном осаждении, а также при предварительном, осаждении в случае использования преаэраторов.

8.1.5 Осаждение фосфора ионами кальция производится при дозировании раствора извести с образованием малорастворимых соединений по следующим уравнениям реакций:

, (8.7)

, (8.8)

. (8.9)

При приготовлении рабочего раствора извести рН следует поддерживать в пределах от 10 до 12. Применение извести допускается при предварительном, последующем осаждении.

8.1.6 Прямое осаждение фосфора применяется при очистке сточных вод физико-химическими методами без использования биологической очистки. Схема приведена на рисунке 8.1.

1 – решетка; 2 – песколовка; 3 – отстойник; 4 – реагентное хозяйство; 5 – смеситель; 6 – камера флокуляции; 7 – поступление исходной воды; 8 – отведение обработанной воды; 9 – отведение осадка; 10 – рециркуляция осадка

Рисунок 8.1 – Схема прямого осаждения соединений фосфора

Дозирование реагентов производится с учетом осаждения кроме фосфорных соединений других загрязняющих веществ. В качестве реагентов применяются коагулянты на основе двухвалентного железа (Fe²⁺) совместно с известью (Са(ОН)₂). Дозы реагентов устанавливаются на основании данных исследований осаждения на конкретных сточных водах. Допускается установка дополнительного отстойника перед дозированием реагентов для снижения их расхода. Время пребывания сточных вод в камере флокуляции принимать в пределах от 15 до 20 минут.

При использовании данного метода снижение содержания взвешенные веществ до 90 %, снижение содержание органических веществ оцениваемых по БПК₅ до 75 %; содержания фосфора общего до 90 %; содержание азота общего до 25 %.

8.1.7 Предварительное осаждение осуществляется при дозировании реагентов в поток сточной воды поступающей на первичный отстойник, или на песколовку. Допускается также дозирование регентов в песколовку (рисунок 8.2).

Время пребывания сточной воды в первичном отстойнике принимается в интервале 1,5-2,0 ч, при гидравлической нагрузке не превышающей 1,0 м³/(м² ч). Дозирование следует производить таким образом, чтобы рН сточной воды находилась в пределах от 6 до 9.

При предварительном осаждении достигается снижение содержания фосфора общего до 70 %, содержание органических веществ оцениваемых по БПК₅ в воде отводимой после первичных отстойников уменьшается на 50 % - 60 %. Дополнительный объем осадка, образующийся при предварительном осаждении, составляет от 20 % до 50 %.

В случае использования предварительного осаждения следует учитывать снижение содержания взвешенных веществ и БПК₅ в сточной воде, поступающей на биологическую очистку и назначать размеры и параметры сооружений биологической очистки, с учетом уменьшения концентраций загрязняющих веществ. Дозы реагентов при предварительном осаждении фосфора принимать по 8.1.10

1 – решетка; 2 – песколовка; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – реагентное хозяйство; 7 – смеситель; 8 – камера флокуляции; 9 – поступление исходной воды; 10 - отведение обработанной воды; 11 – рециркуляция активного ила; 12 – отведение избыточного активного ила; 13 – отведение осадка первичных отстойников

Рисунок 8.2 – Схема предварительного осаждения соединений фосфора

8.1.8 Параллельное осаждение фосфора производится дозированием реагентов в поток сточной воды поступающей в аэротенки или непосредственно в аэротенки (рисунок 8.3). Время пребывания сточных вод в аэротенке при параллельном осаждении фосфора следует устанавливать не менее 4 часов, время пребывания очищенных сточных вод во вторичных отстойниках не менее 3 часов при гидравлической нагрузке не превышающей 1,0 м³/(м² ч). Дополнительный объем осадка, образующийся при параллельном осаждении, составляет до 40 %.

1 – решетка; 2 – песколовка; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – реагентное хозяйство; 7 – накопитель для раствора реагента; 8 – поступление исходной воды; 9 – отведение обработанной воды; 10 – рециркуляция активного ила; 11 – отведение избыточного активного ила; 12 – отведение осадка первичных отстойников

Рисунок 8.3 – Схема параллельного осаждения соединений фосфора

8.1.9 Последующее осаждение фосфора осуществляется обработкой сточной воды реагентами с их дозированием в поток, отводимый от вторичных отстойников (рисунок 8.4). Время нахождения сточной воды смесителе и камере флокуляции следует принимать 0,5 ч. Время пребывания сточной воды в отстойнике для выделения осадка принимать от 2,0 до 2,5 ч, при гидравлической нагрузке 0,7 до 1,0 м³/(м² ч). Дополнительный объем осадка образующийся при последующем осаждении составляет от 20 % до 50 %. При использовании флотации время нахождения сточной воды во флотаторе принимать от 0,6 до 0,8 ч, при гидравлической нагрузке 3,0 до 6,0 м³/(м² ч).

8.1.10 Дозы реагентов предварительном, параллельном и последующем осаждении следует принимать на основании данных технологических изысканий, результатов научных исследований, включая результаты, полученные при очистке сточных вод на экспериментальных и опытных установках. При отсутствии указанных выше данных допускается принимать дозы реагентов по графикам зависимости коэффициента от концентрации фосфора общего в очищенной сточной воде, приведенные на рисунке 8.5.

1 – решетка; 2 – песколовка; 3 – первичный отстойник; 4 – аэротенк; 5 – вторичный отстойник; 6 – отстойник для осаждения фосфорных соединений; 7 – отведение обработанной воды; 8 – поступление исходной воды; 9 - реагентное хозяйство; 10 – накопитель для раствора реагента; 11 – смеситель; 12 – камера флокуляции; 13 – рециркуляция активного ила; 14 – тведение избыточного активного ила; 15 – отведение осадка первичных отстойников; 16 – отведение осадка, полученного реагентным осаждением

Рисунок 8.4 – Схема последующего осаждения соединений фосфора

Величина коэффициента рассчитывается как отношение стехиометрических коэффициентов химических реакций осаждения по зависимости

, (8.10)

где		– количество металла (Fe или, Al), расходуемого на химическое осаждение фосфора, моль;
		– количество фосфора осаждаемого при проведении реакции, моль.

Обозначения: А – предварительное и параллельное осаждение

V – последующее осаждение

Рисунок 8.5 – Графики для определения коэфициента К _р в зависимости от

Поиск по сайту: