益科普|废水除磷工艺

磷在废水中存在的形式:

无机磷酸盐

聚磷酸盐

有机磷等;


磷被认为是藻类生长的限制性元素,水体中磷含量的高低与水体富营养化有密切的关系。同时,对于引发水体富营养化而言,磷的作用远大于氮的作用,污水中含有过量的磷会导致水体富营养化。因此,在污水中进行除磷是必要的。




一、化学沉淀法

化学沉淀法除磷主要是通过化学沉析过程完成的,化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类(如磷酸盐)反应生成颗粒状、非溶解性的物质。用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物,但出于经济原因考虑,用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐,这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。除金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂,反应生成不溶于水的磷酸钙。


 

二、生物法

生物法除磷的原理是某些细菌交替地处于厌氧与好氧条件下,在厌氧时,细菌吸收低分子的有机物并以聚β-2-羟基丁酸(PHB)等形式在体内储存起来,同时将细胞原生质中聚合磷酸盐以正磷酸盐的方式释放出来,此时污水中磷的含量升高,BOD的含量降低。然后在好氧条件下,细菌将吸收的有机物(PHB)氧化分解,并提供能源,同时从污水中吸收大量的磷,以聚磷酸盐的形式储存起来,其吸收的量大于其释放的量,这时污水中的磷含量大大降低,通过把剩余污泥排出系统,同时将细菌摄入的磷排走从而达到除磷的目的。


 



常见的生物除磷主要工艺:A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺等。由于生物除磷系统主要通过排除剩余污泥去除磷,因此剩余污泥量的多少将决定系统的脱氮效果。一般污泥龄较短的系统产生较多的剩余污泥,可以取得较高的除磷效果。

化学沉淀法除磷工艺虽除磷效率相对较高,但消耗化学药剂并产生大量的化学污泥,处理成本相对昂贵;而传统的生物处理工艺操作简单,但受排泥量影响磷去除效率较低,难以满足出水要求。



三、Phostrip工艺

弗斯特利普(Phostrip)除磷工艺,又名侧流工艺,是一种将生物除磷与化学除磷方法相结合的工艺(工艺流程见下图)。

 

 

该工艺采用石灰为化学除磷的沉淀剂,剩余污泥中含有大量的Ca3(P04)2。与其他除磷工艺相比,Phostrip除磷工艺的最大优势是操作灵活、适应性强、能够保证出水总磷浓度低。且剩余污泥中含磷量较低,可以充作肥料。该工艺的SVI值低于100,污泥易于沉淀、浓缩和脱水、肥分高,丝状菌难于增殖,污泥不膨胀。



四、化学结晶法

结晶法除磷就是在碱性(pH8-9)条件下,向废水中添加一种与难溶磷酸盐表面和结构相似的一种物质,破坏废水中离子的亚稳态,废水中的PO43-Ca2+反应可以生成羟基磷酸钙沉淀,碱性并含适量Ca2+的含磷废水通过填料固定床,在填料表面析出磷酸盐晶体,经过分离去除磷。可作为结晶剂的通常为含钙的矿物质材料,如磷矿石、骨炭、炉渣等,其中磷矿石和骨炭效果较好。其节省占地面积,易于控制,但是对pH要求较高并且需要一定浓度的钙离子。磷酸钙盐结晶法只针对含磷废水,投加的钙盐成本低,操作简易,产生的磷酸钙盐可用作工业生产原料,因此更具研发价值。

 



结晶法除磷的特点是:

除磷效率高,出水水质好,无二次污染;

操作简单,运行费用低;

适用范围广。

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