益科普|廢水除磷工藝

磷在廢水中存在的形式:

無機磷酸鹽

聚磷酸鹽

有機磷等;


磷被認為是藻類生長的限制性元素,水體中磷含量的高低與水體富營養化有密切的關系。同時,對于引發水體富營養化而言,磷的作用遠大于氮的作用,污水中含有過量的磷會導致水體富營養化。因此,在污水中進行除磷是必要的。




一、化學沉淀法

化學沉淀法除磷主要是通過化學沉析過程完成的,化學沉析是指通過向污水中投加無機金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類(如磷酸鹽)反應生成顆粒狀、非溶解性的物質。用于化學除磷的化學藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價金屬離子藥劑投加到污水中后都會與污水中的溶解性磷離子結合生成難溶解性的化合物,但出于經濟原因考慮,用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽,這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態使用的。除金屬鹽藥劑外,氫氧化鈣也用作沉析藥劑,反應生成不溶于水的磷酸鈣。


 

二、生物法

生物法除磷的原理是某些細菌交替地處于厭氧與好氧條件下,在厭氧時,細菌吸收低分子的有機物并以聚β-2-羥基丁酸(PHB)等形式在體內儲存起來,同時將細胞原生質中聚合磷酸鹽以正磷酸鹽的方式釋放出來,此時污水中磷的含量升高,BOD的含量降低。然后在好氧條件下,細菌將吸收的有機物(PHB)氧化分解,并提供能源,同時從污水中吸收大量的磷,以聚磷酸鹽的形式儲存起來,其吸收的量大于其釋放的量,這時污水中的磷含量大大降低,通過把剩余污泥排出系統,同時將細菌攝入的磷排走從而達到除磷的目的。


 



常見的生物除磷主要工藝:A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝等。由于生物除磷系統主要通過排除剩余污泥去除磷,因此剩余污泥量的多少將決定系統的脫氮效果。一般污泥齡較短的系統產生較多的剩余污泥,可以取得較高的除磷效果。

化學沉淀法除磷工藝雖除磷效率相對較高,但消耗化學藥劑并產生大量的化學污泥,處理成本相對昂貴;而傳統的生物處理工藝操作簡單,但受排泥量影響磷去除效率較低,難以滿足出水要求。



三、Phostrip工藝

弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝,又名側流工藝,是一種將生物除磷與化學除磷方法相結合的工藝(工藝流程見下圖)。

 

 

該工藝采用石灰為化學除磷的沉淀劑,剩余污泥中含有大量的Ca3(P04)2。與其他除磷工藝相比,Phostrip除磷工藝的最大優勢是操作靈活、適應性強、能夠保證出水總磷濃度低。且剩余污泥中含磷量較低,可以充作肥料。該工藝的SVI值低于100,污泥易于沉淀、濃縮和脫水、肥分高,絲狀菌難于增殖,污泥不膨脹。



四、化學結晶法

結晶法除磷就是在堿性(pH8-9)條件下,向廢水中添加一種與難溶磷酸鹽表面和結構相似的一種物質,破壞廢水中離子的亞穩態,廢水中的PO43-Ca2+反應可以生成羥基磷酸鈣沉淀,堿性并含適量Ca2+的含磷廢水通過填料固定床,在填料表面析出磷酸鹽晶體,經過分離去除磷??勺鳛榻Y晶劑的通常為含鈣的礦物質材料,如磷礦石、骨炭、爐渣等,其中磷礦石和骨炭效果較好。其節省占地面積,易于控制,但是對pH要求較高并且需要一定濃度的鈣離子。磷酸鈣鹽結晶法只針對含磷廢水,投加的鈣鹽成本低,操作簡易,產生的磷酸鈣鹽可用作工業生產原料,因此更具研發價值。

 



結晶法除磷的特點是:

除磷效率高,出水水質好,無二次污染;

操作簡單,運行費用低;

適用范圍廣。

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