你想知道的除磷方法全在这里了
磷作为污水处理的排放指标之一，引起了广大污水收集者的关注。如果污水处理厂的出水磷不达标，恐怕负责人会难以入睡。我经常有朋友问我除磷的问题，所以我今天就和大家讨论一下。
如何去除废水中的磷？
常规的生物处理方法可以通过对残余污泥的排放和处理来去除废水中的部分磷，一些具有除磷功能的特殊工艺或普通工艺在调整运行方式后可以达到更好的除磷效果，具体方法有A/O、A²/O、SBR、氧化沟、 等。然而，生物处理方法的除磷效果有限，当磷排放标准很高时，往往需要使用化学除磷或将生物方法与化学除磷相结合。
化学除磷是将化学物质添加到水中以产生不溶性磷酸盐，然后通过沉淀、空气浮选或过滤从废水中去除。化学除磷常用的药剂有三种：石灰、铝盐和铁盐。
首先，我们先谈谈化学方法
1.去除石灰磷
石灰除磷是石灰和磷酸盐反应形成羟基磷灰石沉淀。
石灰进入水中后，首先与水的碱度反应生成碳酸钙沉淀，然后过量的钙离子能与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀，因此所需的石灰量主要取决于待处理废水的碱度，而不是废水中的磷酸盐含量。
此外，废水中的镁硬度也是影响石灰除磷的一个因素。因为在高pH条件下，产生的Mg（OH）2析出物为胶体沉淀，不仅消耗石灰，而且不利于污泥脱水。
随着pH值的升高，羟基磷灰石的溶解度急剧下降，即磷的去除率增加，pH大于9.5后，水中的磷酸盐全部变成不溶性沉淀物。一般pH控制在9.5~10之间，除磷效果最好。
不同废水的石灰用量应通过实验确定。
石灰磷的去除有三种具体方法。一种是在污水厂的初级沉淀池之前添加的，但在废水进行生物处理后的二级沉淀池中，第三种是在生物处理系统之后添加石灰并配备再碳化系统。
2.铝盐的除磷
铝盐除磷的常用药剂是硫酸铝和硫酸钠。不同之处在于，添加硫酸铝会降低废水的pH值，而添加硫酸钠会增加废水的pH值。因此，硫酸铝和硫酸钠分别适用于碱性和酸性废水的处理。
铝盐的加入更加灵活，可以在一次沉淀池之前加入，也可以在曝气池中加入，或在曝气池与二级沉淀池之间加入，还可以将化学除磷从生物处理系统中分离出来，并在原水中加入铝盐进行混凝过滤， 或在过滤器前加入铝盐进行微絮凝过滤。
在初级沉淀池前添加，可提高初级沉淀池中有机物和SS的去除率，通道或管道的湍流有助于提高曝气池和二级沉淀池中药剂的混合效果，以及生物处理系统后的添加， 因为通过生物处理对磷进行水解可以使除磷效果更好。
由于废水碱度和有机物的影响，脱磷的化学反应是一个复杂的过程，因此铝盐的最佳用量不能通过计算确定，而必须通过实验确定。
3.除铁盐除磷
氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁等都可以用来除磷，常用氯化铁。
与铝盐类似，需要大量的氯化铁来满足与碱度反应形成的Fe（OH）3，从而促进胶体磷酸铁的析出和分离。磷酸铁沉淀的最佳pH范围为4.5~5.0，实际应用中的pH值在7左右甚至7以上，仍有很好的除磷效果。
城市废水量约为45~90mg/L氯化铁，可去除85%~90%的磷。与铝盐一样，铁盐可以在预处理、二级或三级处理阶段进行配药。
但是化学除磷会产生一些问题：
1、化学除磷最大的问题是污水污泥量会明显增加。
这是因为除磷过程中产生的金属磷酸盐和金属氢氧化物以悬浮固体的形式存在于水中，最终成为污泥。在一次沉淀池前加入金属盐，一次沉淀池的污泥将增加60%~100%，整个污水处理厂的污泥量将增加60%~70%。
2、化学除磷会使污泥浓度降低20%左右，因此污泥体积会增加，这将增加污泥处理处置的难度。
3.采用化学除磷法时，出水的可溶性固形物含量增加。如果固液分离不好，铁盐的除磷会使出水变红。
2.生物除磷
1、生物除磷原理
污水中生物除磷的原理是人为地创造一个生物过量除磷过程，以达到可控的除磷效果。整个过程必须通过建立厌氧环节和利用厌氧微生物的作用来实现生物除磷。
1）厌氧条件下的磷释放
在没有溶解氧或硝态氮的情况下，兼性细菌通过发酵将可溶性BOD5转化为低分子量挥发性有机酸VFA。磷酸盐细菌从未经处理的污水中吸收这些发酵产物或VFA，并将它们输送到细胞内，同化为细胞内碳储能物质PHB，这需要从多磷的水解和细胞内糖的发酵中获得的能力，并导致磷酸盐的释放。
2）好氧条件下的磷吸收
在有氧条件下，恢复多磷酸菌的活力，以多磷的形式储存超过生长的磷量，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和多磷的合成，能量以聚磷酸盐高能键的形式被捕获和储存， 并从水中除去磷酸盐。
3）富磷污泥排放
由此产生的富磷污泥以残余污泥的形式排放，从而去除磷。从能量的角度来看，多磷酸盐细菌在厌氧条件下释放磷吸收废水中溶解的有机物获取能量，好氧状态降解吸收溶解的有机物获得能量吸收磷。
除磷的关键是厌氧区的设置，可以说是聚磷细菌的生物选择器。厌氧区在短暂的厌氧条件下为多磷酸根细菌提供了竞争优势，因为非磷酸根细菌吸收低分子量基质并迅速吸收和储存这些发酵产物。
这样，可以吸收大量磷的聚磷菌可以在处理系统中选择性增殖，通过去除含磷量高的残余污泥来达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一个好处是抑制了丝状细菌的增殖，避免了沉降性能差的污泥的可能性，因此在厌氧/好氧生物除磷过程中一般不会发生污泥膨胀。
2、生物除磷的影响因素：
1）溶解氧
首先，要有一个在厌氧区严格控制的厌氧环境，这与聚磷细菌的生长、释放磷的能力以及从有机底物合成PHB的能力直接相关。其次，必须向好氧区提供足够的溶解氧，以使磷酸盐细菌降解储存的PHB，并释放足够的能量供其过量吸收磷。一般厌氧段溶氧应严格控制在0.2mg/L以下，好氧段溶氧应严格控制在2mg/L以上。
2）厌氧区的硝态氮
硝态氮包括硝态氮和亚硝酸盐，硝态氮的存在也会消耗有机基质，抑制磷细菌对磷的释放，从而影响磷细菌在好氧条件下对磷的吸收。此外，硝酸盐氮的存在会被一些多磷酸盐细菌作为电子受体反硝化，这丝毫没有影响它们以发酵产物作为电子受体发酵酸的能力，抑制多磷酸盐细菌的磷释放和磷吸收，以及PHB的合成能力。
3） 温度
一般来说，在5~30°C范围内，可以获得良好的除磷效果。
4） pH值
pH值在6~8范围内，磷的释放相对稳定。
5）BOD负载和有机质特性
一般认为，进水中的BOD5/TP应大于15，以保证聚磷菌有足够的底物来获得理想的除磷效果。为此，可以通过使用部分进水并穿过初级沉淀池的方法获得除磷所需的BOD5量。
6）泥龄
一般以除磷为目的的生物处理系统的泥浆年龄控制在3.5~7d。
2、废水中生物除磷的方法有哪些
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废水中生物除磷包括厌氧磷释放和好氧磷吸收两个过程，因此废水中生物磷脱除过程由厌氧和好氧两部分组成。根据最终的除磷方法和结构的组成，除磷工艺可分为主工艺除磷工艺和副工艺除磷工艺。
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主流脱磷工艺的厌氧段是沿处理污水的水流方向，最终脱磷通过残余污泥排出，典型方法为厌氧/好氧（A/O）工艺，其他方法为厌氧/缺氧/好氧（A/²O）工艺、工艺、UTC工艺、VIP工艺、 SBR工艺、氧化沟工艺等
侧流工艺的厌氧段不是在处理污水的水流方向上，而是在回流污泥的侧流上，具体方法是将部分含磷回流污泥分流到厌氧段放磷，然后利用石灰沉淀除去富磷上清液中的磷。
三、除磷设施运行管理注意事项
1）厌氧段是生物除磷最关键的环节，其体积一般由0.5~2h的水力滞留时间决定，如果进水中易生物降解的有机物含量高，应尽量减少水力滞留时间，以保证好氧段进水BOD5含量。
2）如果磷排放标准很高，而所选的除磷工艺不能满足出水要求，可以增加化学除磷或过滤处理，以去除水中残留的低含量磷。
3）生物除磷工艺的机理是将溶解并转移到活性污泥生物细胞中，并通过排放剩余的污泥将其从系统中除去。在污泥处理过程中，如果出现厌氧状态，剩余污泥中的磷再次释放。
重力浓缩易产生厌氧状态，本法不能用于处理有除磷要求的残余污泥，而应采用气浮浓缩、机械浓缩、带重浓缩等不产生厌氧状态的浓缩方法。如果重力浓缩是唯一的选择，则必须在工艺中添加化学沉淀设施，以去除浓缩上清液中的磷。
4）泥龄是影响生物除氮除磷的主要因素，反硝化要求越高，所需的泥龄越长。泥浆年龄越长，越不利于除磷。特别是当进水BOD5/TP小于20时，泥浆龄越短越好。
但是，如果进水BOD5较低，活性污泥生长缓慢，则不可能将污泥的年龄控制得太短，此时必须进行化学除磷。