含磷废水中最全的除磷方法,让你相见恨晚?

日期: 2024-09-04 15:08:57|浏览: 75|编号: 93019

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含磷废水中最全的除磷方法,让你相见恨晚?

废水中含磷分子,一般有常规的生物处理方法,通过残余污泥的排放和处理可以去除废水中的部分磷,一些特殊工艺或具有除磷功能的普通工艺经过调整操作模式后可以达到较好的除磷效果,具体方法有A/O、A2/O、 SBR、氧化沟等但是,生物处理法的除磷效果有限,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。

化学除磷是指向水中加入化学物质以产生不溶性磷酸盐,然后通过沉淀、气浮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,我们来谈谈化学法处理的废水中的磷含量

1. 石灰除磷

石灰除磷是石灰和磷酸盐反应形成羟基磷灰石沉淀。

由于石灰进入水中,它首先与水的碱度反应形成碳酸钙沉淀,然后过量的钙离子与磷酸盐反应形成羟基磷灰石沉淀,因此所需的石灰量主要取决于待处理废水的碱度,而不是废水的磷酸盐含量。

此外,废水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,生成的 Mg(OH)2 沉淀物是胶体沉淀,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降低,即磷的去除率增加,pH值大于9.5后,水中磷酸盐全部转化为不溶性沉淀物。一般pH值控制在9.5~10之间,除磷效果最好。

应通过实验确定不同废水的石灰用量。

石灰磷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,但在废水生物处理后的二级沉淀池中添加,第三种是在生物处理系统后加入石灰并配备再碳化系统。

2. 铝盐的除磷

铝盐除磷的常用试剂是硫酸铝和硫酸钠。区别在于,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处理碱性和酸性废水。

铝盐的添加更灵活,可以在一次沉淀池之前添加,也可以在曝气池中添加,或者在曝气池和二次沉淀池之间添加,还可以将化学除磷与生物处理系统分开,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。

在一次沉淀池前添加,可以提高初级沉淀池内有机物和SS的去除率,通道或管道的湍流有助于提高药剂在曝气池和二次沉淀池中的混合效果,并在生物处理系统后添加, 因为生物处理对磷进行水解,可以使除磷效果更好。

由于受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来确定,而必须通过实验来确定。

3. 铁盐除磷

三氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁等都可用于除磷,常用氯化铁。

与铝盐类似,大量的三氯化铁需要满足与碱度反应形成的Fe(OH)3,从而促进磷酸铁胶体的沉淀和分离。磷酸铁沉淀的最佳 pH 范围为 4.5~5.0,实际应用中的 pH 值约为 7 甚至超过 7,仍有良好的除磷效果。

城市污水用量约45~90mg/L氯化铁,可脱除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添加。

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大幅增加。

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。在一次沉淀池前添加金属盐,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,因此污泥量会增加,增加污泥处理处置的难度。

3. 当使用化学除磷时,流出物中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呈红色。

2. 去除废水中磷含量的生物方法

1. 生物除磷的原理

污水中生物除磷的原理是人为地创造一个生物过量的除磷过程,以达到可控的除磷效果。整个过程必须通过创造厌氧连接和利用厌氧微生物的作用来实现生物除磷。

1) 厌氧条件下磷的释放

在没有溶解氧或硝酸盐氮的情况下,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 并将它们运输到细胞中,同化到细胞内碳储能材料 PHB 中,这需要从多磷的水解和细胞内糖的发酵中衍生出来的能力,并导致磷酸盐的释放。

2) 有氧条件下的磷吸收

在有氧条件下,多磷酸盐细菌的活力得以恢复,超过生长的磷量以多磷的形式储存,并通过PHB的氧化代谢产生能量,用于吸收磷和合成多磷,能量以多磷酸盐高能键的形式捕获和储存, 并从水中去除磷酸盐。

3) 排放富含磷的污泥

由此产生的富含磷的污泥以残余污泥的形式排放,从而去除磷。从能量角度来看,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得能量,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,可以说是聚集磷酸盐细菌的生物选择者。厌氧区在短暂的厌氧条件下为多磷酸盐细菌提供了竞争优势,因为非磷酸盐细菌吸收了低分子量基质并迅速吸收和储存了这些发酵产物。

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即可达到除磷的目的。这种选择性增殖的另一个好处是,它抑制了丝状细菌的增殖,避免了污泥沉降性能差的可能性,因此在厌氧/好氧生物除磷过程中通常不会发生污泥膨胀。

2. 生物除磷的影响因素:

1) 溶解氧

首先,必须有一个在厌氧区严格控制的厌氧环境,这与磷酸盐聚集细菌的生长、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的磷吸收。通常,厌氧段的 DO 应严格控制在 0.2mg/L 以下,而好氧段的 DO 应严格控制在 2mg/L 以上。

2) 厌氧区的硝酸盐氮

硝酸盐氮包括硝酸盐和亚硝酸盐,硝酸盐氮的存在也会消耗有机基质,抑制磷细菌释放磷,从而影响磷细菌在好氧条件下对磷的吸收。此外,硝态氮的存在会被一些多磷酸盐细菌作为电子受体反硝化,这从未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,可获得良好的除磷效果。

4) pH 值

pH值在6~8范围内,磷的释放比较稳定。

5) BOD 负载和有机物特性

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

一般以脱磷为目的的生物处理系统的泥龄控制在3.5~7d。

当水中含有大量的磷时,如果不及时处理,就会直接排放,对土壤和水源造成比较大的污染。目前,含磷废水的处理主要为化学除磷和生物除磷。有时必须将两种除磷方法结合起来,才能达到最彻底的除磷效果。废水中的生物除磷包括厌氧磷释放和好氧磷吸收两个过程,因此废水中生物除磷的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,除磷过程可分为主过程除磷过程和副过程除磷过程。

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