昆士兰大学袁志国院士团队 全面评估下水道中投加铁盐对废水处理过程的影响
丨文章亮点丨
- 下水道中投入FeCl3能有效降低溶解的硫化物浓度
- 下水道中投加的铁有助于去除下游废水的P
- 下水道中投加的铁降低了沼气中的H2S含量
- 下水道中投加的铁可提高消化污泥的脱水性
丨文章简介丨
铁盐尤其氯化铁(FeCl3)是污水管理与处理过程中常用的药剂,可用于下水道中硫化物的控制,废水中磷的去除和污泥厌氧发酵时对H2S的控制。因城市排水管网中投加铁盐而引起废水成分的变化可能会对污水处理厂的性能产生多种影响,例如Gutierrez et al. (2010)通过批量实验发现下水道中Fe3+的投加有利于去除生物废水处理中的磷酸盐;Ge et al. (2012)则认为投加铁盐形成含磷酸铁活性污泥,有助于在污泥厌氧消化过程中控制H2S的产生。
综合起来,这些研究揭示了在城市废水系统中综合使用铁盐的好处,表明投加到下水道中的铁盐可以改善废水中的磷去除,以及废水处理厂产生的沼气中的H2S控制。然而,由于所有这些研究都是在批量实验中完成的,因此有必要验证对城市连续流污水系统的适用性。此外,富含铁的废水除了会与废水处理和污泥消化中的磷酸盐和硫化物产生相关反应,还可能会产生更大的影响。因此,铁对其他生物生化反应过程和污泥性能的潜在影响需要进一步研究。
本研究旨在全面研究并评估下水道中投加的铁盐对城市污水排放与处理系统的总体影响效应,包括对:(1)下水道中硫化物控制;(2)废水处理过程中磷的去除;(3)厌氧消化池生产的沼气中的H2S控制。实验室建立了两个连续流的模拟城市污水系统,包括下水道反应器,用于生物去除有机碳和氮的序批式反应器(SBR),污泥浓缩池和厌氧消化池(如图1)。其中一个系统作为对照,另一个系统连续投加10mg/L的FeCl3作为实验系统。
图1 实验室反应器系统的示意图(对照反应器系统无铁投加单元,其他均一致)-来自原文
丨重要结论丨
经过实验研究,对两个系统中的工艺装置进行全面监测,得到的结果如下:
- 通过比较投加铁盐的实验系统中下水道出水的硫化物平均浓度为4.3±0.4 mgS/L,而对照系统中为8.2±0.4 mgS/L,可知向下水道中加入FeCl3可有效降低溶解的硫化物浓度。
- 加Fe3+的实验系统中的出水磷酸盐浓度始终低于对照系统中的出水磷酸盐浓度(如图2),表明在下游废水处理过程中向下水道投加铁盐有助于磷的去除。同时,投加铁盐不会影响废水处理中涉及的关键生化过程,包括氮,COD和固体的去除。
- 下水道加入FeCl3降低了下游厌氧污泥消化池中溶解的硫化物浓度,从而降低了沼气中的H2S含量。FeCl3的投加剂量似乎对沼气生产的影响可以忽略不计(如图3)。
- 下水道加入FeCl3提高了下游污水处理厂的活性污泥的沉降性,以及厌氧消化污泥的脱水性(如图3)。
袁志国教授团队的上述研究结果表明,城市排水管网和污水处理厂是一个综合废水系统,牵一发而动全身,应进行整体管理。这为城市污水管理带来了新的观点与思路。
图2加铁后SBR出水各物质含量和污泥的特征--来自原文
图3在下水道投加FeCl3的实验和控制系统中的消化污泥特征-来自原文
※原文信息:
※原文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135418307255
本期编辑:
曹娟娟,女,华南师范大学化学与环境学院2016级硕士生,师从江峰教授,研究方向为城市排水系统恶臭及腐蚀控制;
张玉华,女,香港科技大学市政环境系研究助理。
转载:WaterResearch