铁碳-砂滤的深度除磷工艺在农村生活污水处理中的应用

李海利，黄 帆,*，章婷婷

(1. 苏州优德通力科技有限公司，江苏苏州 215000；2. 优德太湖水务〈苏州〉有限公司，江苏苏州 215000)

据统计，2002年—2016年，全国农村生活污水日排放量由320.5万t增长至202亿t，已成为小流域污染的主要来源及影响美丽乡村建设的重要因素。磷作为导致农村水污染的重要指标，开展去除率的研究变得十分重要。由于农村污水排放具有污水量小、分布广泛等特点，且管网建设落后，导致分散农村生活污水难于管理。大部分农村生活污水未经处理就直接排放到水体中，而污水中氮磷含量一般较高，加之农村河网水系连通性差，易造成水体富营养化。目前，农村污水处理设备除磷采用化学沉淀法，该方法操作简单，设备运行处理效果稳定。然而,农村污水处理设施一般分布零散且距离维护点较远，采用化学沉淀法除磷需人为定期添加化学絮凝剂，一般加药周期<15 d/次。因此，定期加药维护人工成本较高，给项目点持续稳定达标运行增加了难度[1]。目前，国内外开展了大量针对城镇污水处理厂除磷技术及工艺应用研究，但对农村分散生活污水的除磷技术却关注较少，需开发适宜性可持续除磷技术解决此问题。微电解法是一项被广泛研究与应用的废水处理技术，近30年来被泛应用于印染、电镀等行业进行预处理，在生活污水除磷方面应用较少。杜利军等[2]通过“均质化—碳化—成型”工艺制备得新型铁碳微电解填料用于除磷，处理效率达 98%，可实现含磷废水达标排放，证明工艺处理的的高效性，但受限铁碳板结钝化等问题，微电解工艺用于实际工程中仍然较少。针对传统化学除磷技术药品更换频次高，人工运维频繁且成本较高的问题，论文拟开发铁碳缓释除磷技术，更换周期≥12月/次，可大大降低设备运维人工成本，实现可持续运行及稳定达标排放。研究选择铁碳填料作为缓释除磷开发主体，铁碳填料利用铁和碳之间1.2 V的电势差形成无数微小原电池，对污水进行氧化和沉淀作用，能有效去除污水中的磷。铁碳填料具有缓释特性，使其在运行成本及使用周期等方面具有明显的优势，近年来受到污水处理领域的青睐[3-5]。在除磷方面，污水经铁碳微电解处理后形成磷酸铁沉淀，使色度和悬浮物(SS)上升，因此，需匹配后续处理[6]。本文将铁碳微电解技术与砂滤工艺相结合，解决传统微电解技术在处理生活污水过程中存在的不足，实现高效稳定除磷。

1 试验平台搭建

1.1 材料

铁碳填料由山东潍坊某环保公司提供，近似球形，直径为30 mm，铁碳比为1∶1、2∶1、3∶1和4∶1；磷酸二氢钾(AR)购自天津市大茂化学试剂厂。

1.2 试验方法

采用模拟含磷废水溶液进行除磷效果测试试验，以磷酸二氢钾配制，TP浓度控制在5 mg/L左右。在室内温度为25 ℃下，取2.5 L的模拟含磷废水置于5 L烧杯中。将曝气机出气口接于直径为100 mm的纳米曝气盘，并将其置于烧杯底部，起搅拌和提供溶解氧的作用。试验前将铁碳填料浸泡于相同浓度的含磷溶液中，以去除铁碳的吸附作用。根据试验需要调节试验参数，反应后经砂滤去除水中难沉降的SS。……