污水除磷工艺综述.docx

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1、污水除磷工艺综述随着人类活动的不断增加，水体氮磷的污染日益严峻，大量富含氮 磷的生活污水、工业废水和含农药、化肥的农田径流排入湖泊、河流、海 洋等水体，引起水体富养分化。这样不仅造成为了严峻水环境的污染、 水体富养分化及水体发生赤潮等现象，而且还会造成工业用水设备中微 生物的繁殖，形成生物垢和腐蚀，影响工业生产正常发展。因此废水要 脱有机物和氮，同样也要除磷。随着人类活动的不断增加，水体氮磷的污染日益严峻，大量富含氮 磷的生活污水、工业废水和含农药、化肥的农田径流排入湖泊、河流、海 洋等水体，引起水体富养分化。这样不仅造成为了严峻水环境的污染、 水体富养分化及水体发生赤潮等现象，而且还会造成工

2、业用水设备中微 生物的繁殖，形成生物垢和腐蚀，影响工业生产正常发展。因此废水要 脱有机物和氮，同样也要除磷。磷是一种活泼元素，在自然界中不以游离状态存在，而是以含磷有机 物、无机磷化合物及复原态PH3这三种状态存在。污水处理中含磷化合物 可分为有机磷与无机磷两类。无机磷几乎都以各种磷酸盐形式存在，包括 正磷酸盐、偏磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐以及聚合磷酸盐如焦磷酸盐、 三磷酸盐等。有机磷大多是有机磷农药，由乐果、甲基对硫磷、乙基对硫 磷、马拉硫磷等构成，他们大多呈胶体和颗粒状，不溶于水，易溶于有机 溶剂。可溶性有机磷只占总磷的30%摆布，多以葡萄糖-6-磷酸、2-磷酸- 甘油酸及磷肌酸等形式存

3、在。溶解磷占总磷的1/3摆布，P043P磷中大 份子磷占40%o除磷技术中，一是利用沉淀反响，结晶和吸附等作用，使废水中 的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀；二是利用微生物的作用，通过细胞合 成将磷吸收到污泥细胞中。从这个意义上说，除磷方法可以分为物理化 学处理法和生物处理法两大类。其中，物理化学除磷法包括结晶法、化 学分散法、吸附法、离子交换法等。生物除磷法有A2/0工艺、Phostrip 工艺、 Bardenpho 工艺、 Phoredox 工艺等。一、含磷废水特点1、降雨和降雪中的磷含量较低。降雨中磷浓度平均值低于0. 04 mg/L, 降雪中低于0. 02 mg/Lo2、生活污水。每人每天磷

4、排放量大约在1.43. 2g,各种洗涤剂的 奉献约占其中的70%摆布。此外，炊事与漱洗水以及在粪尿中磷也有相当 的含量。生活污水占43. 4%,其磷含量为4-7mg/Lo3、工厂磷排放主要来源于肥料、医药、金属外表处理、纤维染发酵 和食品工业，废水含磷量挨次为20. 5%, 29. 4%与6. 7%o因生产产品和工 艺的不同，废水中磷含量差异较大。废水水磷含量为2-100mg/Lo4、高浓度含磷废水。普通认为只要是高于生活废水中的含磷量或者总磷浓度在100mg/L以上就称为高浓度含磷废水。5、含磷废水排放标准。我国污水综合排放标准(GB8978T996)和城 镇污水处理厂污染物排放标准(GB1

5、8918-2002)中的一级标准为磷酸盐(以 P计)W0.5mg/L,综合排放标准二级标准和城镇污水处理厂污染物排放 标准一级B磷酸盐(以P计)Wl.Omg/L。二、含磷废水处理工艺除磷通常有物理化学脱磷、生物除磷处理工艺和吸附法，以及物理化 学除磷和生物除磷处理联合使用，详细如下。1、物理化学脱磷1.1 化学沉淀法化学沉淀法除磷主要指应用钙盐，铁盐和铝盐等产生的金属离子与磷 酸根生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷。最常用的是石灰、 硫酸铝、铝酸钠、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁和氯化亚铁。1.2 化学絮凝法化学混凝法除磷是将可溶性磷转化为悬浮性磷，并将其滞留。水中的 磷大局部是溶解状的无

6、机化合磷，主要是洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐, 其余小局部是以溶解和非溶解状态存在的有机化合磷。稠环磷酸盐和有机 化合磷普通在生物处理中可转化为正磷酸盐。由于在各种阴离子中，磷酸 根对铁离子水解行为影响最为突出，它可以取代与铁离子结合的局部羟基, 形成碱式磷酸铁复合络合物，转变铁离子的水解路径。该法脱磷特点：该法磷的去除率在75%摆布,处理效果稳定，系统操作 易于自动化。但由于人为投加了化学药剂，一方面产生大量的污泥，难 于处理，另一方面又造成水处理费用的增高。1.3 结晶法结晶法除磷是利用污水中磷酸根离子与钙离子以及氢氧根离子反响 生成羟基磷灰石(Hydroxyapatite)的晶析现象。在

7、作为晶核的除磷剂上 析出羟基磷灰石，从而到达除磷的目的。因此，作为晶核的除磷剂绝大 多数都是含钙的矿物质材料，如磷矿石、骨炭、高炉铁渣等，但以磷矿 石和动物骨灰效果为最好。也可使用多孔材料为载体，利用非均相及二次 成核作用在载体外表哺育一层羟基磷灰石晶体，作为后续除磷的初级晶 种。其反响式如下：采用结晶法除磷时，磷在晶核外表析出，因此仅仅是晶核变大， 处理过程中产生的污泥量比化学沉淀法少得多，且析出的羟基磷灰石可 用于磷的回收。该法投资省，出水水质好，在常规活性污泥法的改造中具 有普遍的合用性，是一种牢靠的含磷废水的深度处理方法。但结晶法要 求进水呈碱性(pH 8),且需肯定的钙离子浓度。1.

8、4 离子交换法离子交换法是利用多孔性的阴离子交换树脂，选择性地吸收去除污水中的磷，反响的普通形式为：用离子交换法去除磷存在着树脂药物易中毒、交换容量低和选择性差 等一系列问题，于是这种方法难以得到实际应用。2. 生化处理法3. 1 A2/0 工艺该工艺主要包括厌氧/缺氧/好氧(A2/0)生物脱氮除磷工艺，是能够同 步脱氮除磷的污水处理工艺。其特点是工艺简洁，能够同步脱氮除磷，总 停留时间短，污泥不易膨胀，不需投药，运行费用低。该工艺也存在一些 问题，例如在到达肯定效果后，A2/0工艺除磷量难于进一步提高，特别 是当进水P/BOD值高时更是如此，由于回流混合液的回流比不宜过大，脱 氮效率也难以进

9、一步提提高。4. 2氧化沟包括除磷氧化沟有A2/0氧化沟、奥贝尔氧化沟和DE氧化沟。其特点 是常规氧化沟与其它工艺结合以到达较好的脱氮除磷力量。以DE氧化沟 为例，该系统由两个平行的氧化沟和一个独立的沉淀池组成，在两个平行 的氧化沟内分别发展硝化、反硝化的反响，而到达生物脱氮的目的；在该 系统前增设厌氧池，可以到达生物除磷的目的。5. 3 Phostrip 法 该方法是将生物和化学除磷法结合起来，该工艺中主流局部为常规的活性污泥曝气池，回流污泥的一局部(约为进水流量的10% - 20% ) 被分流到特地的厌氧池，污泥在厌氧池中通常停留8 -12 h,聚磷菌则在 厌氧池中发展磷的释放，除磷后的污

10、泥回流到曝气池中连续吸磷。含磷 上清液进入化学沉淀池，然后用石灰或者化学混凝剂发展处理，沉淀 去除磷。Phostrip工艺的优点是与单纯的化学除磷工艺相比，大大地削减 了药剂的投加量和化学污泥量。该法除磷效率可达90%以上，出水总磷 浓度可低于1 mg /L,而且不太受进水B0D浓度影响。3、除磷其它技术6. 1人工湿地除磷人工湿地除磷技术对磷的去除是植物吸收、微生物去除及物理化学作 用三方面共同作用的结果。人工湿地是对自然湿地净化功能的加强，其原 理主要是利用湿地中基质、水生植物和微生物之间的相互作用，综合了 化学法、生物法和吸附法的优势对废水中的磷发展处理。根据水在系统中 的流淌方式不同，

11、普通可分为自由外表流人工湿地、水平潜流人工湿地 和垂直流人工湿地。人工湿地处理污水具有高效率、低投资、低运转费、低维持技术、低 能耗等优点，但缺点为占地面积比拟大。6.1 膜技术除磷 与其他除磷方法相比，生物法具有其独特的优势。但生物法存在着3个自身无法解决的突出问题：活性污泥沉降性、生化反响速率和剩余污泥的处置费用较高。对此，膜生物反响器（MBR）应运而生，它是膜组件与生 物反响器相组合的一个生化反响系统。膜技术应用于废水生物处理，以 膜组件（UF或者MF）替代二沉池，能够提高泥水分别率。在此根抵上，又 通 过增大曝气池中活性污泥的浓度来提高反响速率，同时通过降低F/M 的值削减污泥发生量，

12、从而根本解决了上述3个问题，是当前应用热 点。此外，膜分别技术相对于生物法的最大优势是能回收清纯的磷盐 ,这是 其它生物法无法做到的。6.2 吸附法吸附除磷的实际过程既包括物理吸附，又包括化学吸附。对于自然吸 附剂，普通由于固体外表老化而不能显示出高外表能及强吸附性，作用主 要依靠其巨大的比外表积，该类吸附可以物理吸附为主。对于大多数人工 合成的高效吸附剂，化学吸附占主导地位。吸附法作为高效低耗的分别过 程，在稀溶液的溶质分别中显示出显著的优越性，适合于废水除磷。依据 不同的废水处理工艺和经济性要求，可以采用不同类型的除磷吸附剂。自 然吸附材料、废渣以及改性物以其价廉而被广泛应用于废水的土地处

13、理系 统，作为除磷吸附剂，活性氧化铝是传统的磷吸附剂，目前应用较广，但 磷吸附容量不够高，吸附剂运行周期也较短。在废水处理特别是工业废水 处理中，常用的吸附方法多为活性碳，但因活性碳吸附剂存在着以下明显 的缺陷：价格昂贵，选择性差；合用范围有限；再生设备少、费用高、再 生艰难。因此，研制价格低廉、选择性好、易再生的系列水处理净化新材料已成为目前讨论开辟的热点。三、含磷废水提标排放近年来，环保意识日益增加，各省市废水排放标准也相应提高。特别 废水磷排放标准除严格执行0. 5mg/L,并向低于0. 5mg/L趋势发展。通常 需要将污水中磷的浓度降低0. 01-0. 02mg/L以下，主要为了防止河

14、流和 湖泊水富养分化危急浓度。但实际大局部城市废水含磷量高达 0. 5T. Omg/Lo污水综合排放标准GB 8978-1996、城市污水厂标准 GB18918-2002和北京水污染物综合排放标准DB11/ 3072022,对应 污水磷排放标准比照表如下：P0. 5mg/L废水处理。采用高效混凝沉淀装置，发展进一步处理。 通常投加铝盐或者铁盐混凝剂和絮凝剂除磷。还有采用石灰除磷方法。含 磷废水参加石灰，调pH=10. 512. 5生成羟基磷灰石，沉淀物稳定，平 衡常 数大，生成CalO(OH)2(PO4)6的的平衡常数为90,大于铝盐、铁 盐生成磷酸盐沉淀物的34倍。平衡常数越大，生成的沉淀物越稳定 ,沉淀效果越好，脱磷更彻底，固液分别效果也好，处理含磷废水彻底 达标，PW 0. 5mg/LoP0. 2-0. 3mg/L废水处理。依据污水前处理方法和污水水质，选择 处理方法。首先选择高效混凝沉淀处理技术；如排放污水含磷不达标，再选择实行超滤或者反渗透；普通经过三级处理后的污水，采用超滤根本满 意排水需要；假如经过MBR处理后，污水磷仍旧超标，普通采用反渗透 等方法。但需要留意的是，工艺选择需做小试或者中试系列试验。