农村生活污水除磷技术研究

朱洪生 张静

摘  要：磷是水体富营养化的主要限制因素，因此控制磷的浓度尤为重要。针对农村生活污水的除磷技术，该文考究了电絮凝实验方法对除磷的效果，结果表明，在经过考察水力停留时间、电流密度、电极间距等因素对除磷的影响，除磷效果很显著;HRT=15min、7.68mA/cm2、极板间距为18mm时，出水水质的TP均在0.5mg/L以下。使其设备的出水水质达到GB18918-2002一级A标准。

关键词：农村生活污水  电絮凝除磷  实验方法及材料

1  实验方法及材料

電絮凝实验;实验器材：电解槽（对应的电极板放置容器的容积为4L，未放置电极板的容积不计）、电极板、可调直流电源、存水容器及其管路系统组成。

2  实验步骤

（1）采用人工配含磷废水，TP浓度为10mg/L。

（2）调整极板（有效极板：120mm×230mm×1mm，极板材料采用铁电极）间距15mm和20mm考察对除磷的影响，确定出最佳的除磷极板间距。

（3）在反应器启动60min后，调整电流密度为3A、2A、1A考察磷的去除率，得出最佳的电流密度;

（4）采用重力流控制水力停留时间，HRT=25min、15min，每个HRT共实验4h，考察TP的去除率，得出最佳的水力停留时间。

（5）设置不同的进水总磷浓度（5～10mg/L）时对TP的去除率的影响。

3  电絮凝除磷实验

电絮凝实验主要考察了HRT、极板间距、电流密度对除磷的效率，筛选出最优的电絮凝条件，确定其可行性。

3.1 不同的水力停留时间对除磷效率的影响

在电流密度15.4mA/cm2，pH为6.5，进水TP为6mg/L，极板间距为20mm，在不同的水力停留时间下对除磷效率的影响，其结果见图1。

从图1可以看出，在pH值、电流密度和进水总磷相同， HRT=25min和HRT=15min出水总磷基本相同，而将停留时间设置为9min时，出水中的总磷均值在0.3mg/L，故水力停留时间越短，电解絮凝的时间越短，则除磷的效率越低。为了保证出水水质的总磷稳定达标，则选择水力停留时间为15min。

3.2 电流密度与出水总磷的关系

在pH=6.5，进水总磷TP=5.7mg/L，HRT=15min，极板间距为20mm的出水总磷随累积流量的变化见图2。

在此实验中选择电流密度分别为15.40mA/cm2、10.24 mA/cm2、7.68mA/cm2进行验证。随着电流密度的增加，除磷效率也逐渐增加。但是如果电流密度过大，导致电极钝化现象严重，对电极除磷会产生消极的影响;如果电流密度过低，则会增加电解除磷絮凝的时间。因此，综合考虑电流效率和去除时间两方面的因素，电流密度选择7.68mA/cm2比较合适。但是这只是针对实验室采用自配的混合液来实验，电流密度的选择还要根据农村生活污水的实际水质进行考虑。

3.3 电极板间距对除磷的影响

在pH=6.5，进水总磷TP=10.05mg/L，HRT=15min，电流密度为7.68mA/cm2的出水总磷随累积流量的变化见图3。

电极板间距变化与水中总磷的去除率成反比的关系，即极板间距越大，其电阻也越大，去除率减小，所消耗的电能也就越多。极板间距越小，虽然除磷效率增加，但是板间距短路几率将会增加。综合各种因素考虑，因此选择极板间距为18mm。

4  结语

通过此次实验得出电絮凝装置最佳参数为：极板间距为18mm、电流密度为7.68mA/cm2、HRT为15min、pH为6.5，出水水质的TP均在0.5mg/L以下。

参考文献

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[3] 胡凯，许航，张怡蕾，等.分散式农村生活污水处理设施运营模式探讨[J].水资源保护，2017（2）：63-66.