磷去除方法
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4. 磷的去除技术4.1概述4.2 沉淀法废水中的磷可以在合适的pH条件下,与某些金属离子形成不溶性的盐而被去除,如钙、铝、铁等。
下图是各种磷酸盐在不同的pH条件下的溶解度曲线,纵座标是其溶解度(摩尔)的负对数,横座标是pH1。
在金属盐类处理磷酸盐废水中, 氯化锌可以说是非常有效的, 可以作近似定量的去除, 且可以在较低的pH下操作2。
对于一些低氧化态的磷酸盐, 如亚磷酸盐,次磷酸盐, 焦磷酸盐及连二磷酸盐, 其钙盐等溶解度相对较大, 可以先用氧化剂将这些盐类氧化成正磷酸盐, 再用常规的沉淀法进行处理。
, 如可以通入氯气, 经氧化后, 再用石灰处理3。
4.2.1 铁、铝盐沉淀法废水中的焦磷酸及三聚磷酸可以用铁盐或铝盐在氢氧化钙存在下进行沉淀去除,其效果要比去除原磷酸好。
其工作pH 以7.5~9.5为好。
FeCl3-Ca(OH)2产生的沉淀其沉降性能要比Al2(SO4)3-Ca(OH)2 产生的沉淀好。
当原水中含原磷酸10, 焦磷酸4及三聚磷酸6mg/L时, 铁或铝的用量与磷为等摩尔, 氢氧化钙的用量为150 mg/L时, 其上清液中的磷的含量约为.1 mg P/L。
如再经砂滤, 磷的含量可以降至0.6毫克每升, 而在最初的8小时内, 磷的含量可以降至<0.2 mg/L, 如以砂及土壤代替砂, 则在24小时后, 出水中的磷还可以保持在0.3 mg/L左右4。
另有报导用三价铁进行磷酸盐的去除, 可以在pH4~8的条件下进行, 在不同的pH条件下所产生的沉淀, 其过滤性能各有不同, 其中尤以5.5~8时产生的沉淀最难沉降或过滤5。
硫酸亚铁也可作为磷酸盐的沉淀剂, 200mg/L的磷酸盐约需3000mg/L的硫酸亚铁6。
用铝盐处理城市污水中的磷, 如结合投加0.3mg/L的10~20%水解的聚丙烯酰胺可以明显改善沉淀的沉降性能, 并有90%的磷去除率。
当不加聚丙烯酰胺时, 不管是铝盐, 还是铁盐及氢氧化钙, 产生的沉淀都是一些类似胶体的非沉降性物质7。
生物除磷的基本原理
一、什么是生物除磷
生物除磷,又称硝化除磷,是指利用细菌对水中磷元素的去除,以减
少水中对溶解性磷的含量,从而达到除磷的效果。
(1)硝化生物除磷原理:硝化除磷是利用细菌产生的硝酸盐(NO3-)吸收磷元素,将磷元素氧化为硝酸盐,从而达到减少水中对溶解性磷的含量,从而降低水体污染的目的。
(2)活性炭生物除磷原理:活性炭生物除磷是指将活性炭筋与生物
物质进行有机形成,利用活性炭的精细孔道,形成有机活性炭对有机污染
物的吸附,从而有效去除水中对溶解性磷的含量,从而达到净化水体的目的。
(3)光生物除磷原理:光生物除磷是指利用污水中的有机物质受光
照射,经过氧化反应后形成有机物质,由此可以有效去除水中对溶解性磷
的含量,从而减少水体污染物的排放。
三、磷的影响
(1)磷的持久性:磷过多会损害水域生态系统,因为磷容易在水体
中聚集,通常不易分解,所以当磷过量时,它会形成腐殖质,腐殖质会参
与着水体的植物和微生物的生长,从而增加水体的藻类和有害物质,影响
水体的水质。
(2)磷的污染物:磷是一种主要的污染物。
去除磷的方法
1.化学除磷,无机除磷剂主要是铝盐、钙盐和铁盐。
这部分无机盐在强碱条件下会与磷酸盐在水中沉淀,达到除磷的目的。
钙盐成本低,主要是氯化钙或石灰,但污泥较多;铝盐除磷能力不如铁盐,铁盐在水中会水解成氢氧化铁胶体,具有吸附作用。
2.化学脱磷,对于这部分磷,传统的除磷剂不能与之形成沉淀,因此不能除磷;有一种新的除磷剂,称为次磷酸盐除磷剂,可以除磷。
其机理为均相共沉淀。
次磷酸根去除剂在催化剂作用之下,通过均相共沉淀形成大分子,在表面形成正电场,与次磷酸根结合形成沉淀。
有些工艺先将次磷酸盐氧化成正磷,再加入传统的除磷剂沉淀。
由于氧化效率低,出水磷含量很高,达不到预期的效果。
3、生物除磷,对于生物除磷菌是指在一定条件之下,好氧细菌对有机磷或部分磷的硝化分解作用。
一部分磷被微生物吸收,成为微生物污泥;另一部分磷被分解,转化为小的正磷分子。
在随后的处理之中,小的正磷分子将继续用化学方法沉淀。
从除磷效率来看,生物除磷法不能处理低浓度的磷。
第一个原因是微生物对有机磷的分解能力有限,第二个原因是磷残留在微生物体内,会因新陈代谢而排出磷。
生物除磷原理
生物除磷原理,又称为生物除磷技术,是一种利用生物学特性去除水体中磷的方法。
其原理是通过使用某些特定的微生物或生物体,在适宜的环境条件下,将水中溶解性磷转化为无机磷盐沉淀或吸附于生物体表面,从而将磷去除。
在生物除磷过程中,通常会利用到两种微生物:磷酸盐积累菌和聚磷酸盐积累菌。
磷酸盐积累菌具有较好的吸附能力,可以将水中的无机磷盐吸附在细胞表面;而聚磷酸盐积累菌则能够在有机质富集的环境中形成颗粒状或链状的聚磷酸盐沉淀,从而将磷从水中去除。
常见的生物除磷技术包括生物吸附法、生物沉淀法和生物转化法。
生物吸附法是通过将含有磷酸盐积累菌的吸附剂投入水体中,使其吸附溶解性磷,并通过物理或化学方法将吸附剂与磷一起去除。
生物沉淀法则是利用聚磷酸盐积累菌形成的沉淀物,通过沉淀、过滤等处理步骤将磷去除。
而生物转化法则是利用一些微生物对水中的溶解性磷进行转化,使其形成一些可沉淀或吸附的无机磷盐,并通过沉淀或吸附去除磷。
需要注意的是,生物除磷技术的应用需要一定的环境条件,包括适宜的温度、pH值、溶解氧和有机质等因素。
此外,不同
的水体类型和水质特征也会影响生物除磷的效果。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的生物除磷技术,并进行相应的调控和优化。
你想知道的除磷方法全在这里了除磷是指去除水体或土壤中的磷元素,以改善水质和环境的处理方法。
磷是一种重要的营养元素,在水体中的过量积累会导致底泥富集和水质恶化,引发水藻爆发和低氧条件下的鱼类死亡等问题。
因此,除磷是保护水生态系统的重要手段之一、下面将介绍几种主要的除磷方法:1.化学除磷方法:化学除磷方法是通过添加化学药剂使磷元素与药剂发生反应,形成不溶性化合物沉降下来,从而达到除磷的目的。
常用的化学药剂包括硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。
这些药剂能有效地与磷形成悬浮物或沉淀物,从而使磷离开水体。
然而,使用化学药剂除磷的缺点是成本较高,并且有可能产生二次污染。
2.生物除磷方法:生物除磷方法是通过利用一些微生物,如磷酸解脱硝化菌和磷酸解脱硝化磷酸菌,将水体中的无机磷转化为有机磷,并将其沉积在底泥中。
这种方法适用于有机负荷较高的废水处理系统,常用的有序生物除磷方法有AO法和UCT法。
3.物理除磷方法:物理除磷方法主要是通过物理手段将水体中的磷去除。
常见的方法有澄清、过滤、吸附等。
澄清是指通过调节水体的流速和水力条件,使磷直接沉降到底泥中。
过滤是指通过滤料或滤膜将水体中的颗粒物和溶解磷去除。
吸附是指利用吸附剂吸附水体中的磷,如活性炭、氧化铝等。
这些方法可以在不添加任何化学药剂的情况下去除磷,但技术成熟度和处理效果仍有待提高。
4.植物除磷方法:植物除磷方法是通过利用水生或湿地植物的生物吸收作用去除水体中的磷。
一些水生植物,如浮萍、水葱等,具有良好的磷吸收能力;湿地植物,如芦苇和蒲草等,通过根系的吸收、降解和沉积等作用将磷去除。
这种方法具有成本低、技术简单、效果显著的特点,适用于小面积水体和农田的磷除去。
5.水力除磷方法:水力除磷方法是通过调整水流的速度和方向,改变水体中的水动力条件,促使磷溶解颗粒物沉降下来。
常用的水力除磷方法有反止水现象、静态沉淀池和升流气浮。
这些方法适用于大面积水体的磷去除,但需要配合其他处理工艺使用。
生物除磷原理范文生物除磷是指利用微生物对水体中的磷进行去除的一种技术。
磷是一种重要的营养元素,但过量的磷污染会导致水体富营养化,引发水华等环境问题。
因此,研究和应用生物除磷技术对于水体环境保护和改善具有重要意义。
1.吸附沉淀法:磷酸盐是微生物体内合成核酸、磷脂等生物大分子的重要组成部分。
当底泥或其他固体表面存在着硅酸盐、氢氧化铁、富里酸盐等高效吸附剂时,可以吸附水中的磷酸盐,使其转化为固体磷酸盐沉淀,并沉积于底泥或其他固体表面。
这样就达到了除磷的效果。
2.微生物转化法:微生物通过一系列的代谢途径将水中的溶解态磷酸盐转化为固定态的无机磷,进而使水体中的磷酸盐浓度降低。
微生物除磷的关键环节是通过磷酸盐的体内吸收和储存,降低水体中磷酸盐的浓度。
具体的微生物除磷过程主要包括磷的吸附和磷的内耗。
在微生物除磷中,磷酸盐通过细菌的吸附作用,先附着到菌体表面,然后进入细胞内,最终转化成无机磷盐。
一般情况下,细菌或链霉菌是主要参与磷酸盐的吸附和内耗的微生物。
细菌除磷是指细菌通过吸附和内耗磷酸盐,将其持久固定到自身的细胞内,减少水体中的磷酸盐浓度。
细菌在除磷过程中不需要氧气,因此能够进行厌氧除磷,这对于一些底泥等氧气浓度较低的环境非常有利。
链霉菌除磷是指链霉菌通过自身的吸附作用,将磷酸盐固定在自身表面,再通过微生物代谢和内耗的过程将磷酸盐转化为无机磷盐。
链霉菌的除磷速度较快,能够在短时间内将水体中的磷酸盐浓度降低到很低的水平。
总之,生物除磷是一种利用微生物去除水体中的磷的技术,其原理主要有磷酸盐的吸附沉淀和微生物转化两个方面。
通过生物除磷技术,可以有效降低水体中的磷污染,改善水质,维护生态平衡。
但需要注意的是,生物除磷过程中对于微生物的筛选和培育,以及条件的控制等问题都是十分关键的。
只有在合适的环境中,才能保证微生物除磷的效果和稳定性。
因此,生物除磷技术的研究和应用还需要进一步深入探索和研究。
废水中去除磷的方法简介1、石灰除磷石灰除磷是投加石灰与磷酸盐反应生成羟基磷灰石沉淀,反应如下:CaO+H20=Ca(OH)2;10Ca2++6PO43-+20H-=-Ca10(OH)2(PO4)6↓要点:pH值控制在10.5~11.5,反应15min后,搅拌由快到慢,废水流速0.5~0.6m/s减少到0.1~0.2m/s,防止增大的絮体破碎,磷酸根全部生成羟基磷灰石。
加入PAM沉淀,再经过砂滤、活性炭吸附。
由于石灰进入水中,首先与碳酸根作用生成碳酸钙沉淀,然后过量的钙离子才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,而不是废水的磷酸盐含量。
另外,废水中镁的含量也是影响石灰法除磷的因素,因为在高pH值条件下,可以生成Mg(OH),胶体沉淀,不但消耗石灰,而且不利于污泥脱水,其溶解度与pH值关系较大。
随着pH值的升高,羟基磷灰石的溶解度急剧下降,即磷的去除率迅速增加,pH值>9.5后,水中所有磷酸盐都转为不溶性的沉淀。
一般控制PH值在9.5~10之间,除磷效果最好。
对于不同废水的石页授加量,应通过试验确定。
2、铝盐除磷铝盐除磷常用药剂是硫酸铝和铝酸钠,pH值为6,其除磷反应式如下∶Al2(SO4)3·14H20+2H2PO4-+4HCO3-=2AlPO4+4CO2+3S042-+18H20Na2Al2O4+2H2PO4-=2AIPO4+2Na++40H-由上述反应式可以看出,投加硫酸铝会降低废水的pH值,而投加铝酸钠会提高废水的pH值,因此硫酸铝和铝酸钠分别适用于处理碱性废水和酸性废水。
铝盐的投加比较灵活,可以加在初沉池前,也可以加在曝气池中或在曝气池和二沉池之间,还可以将化学除磷与生物处理系统分开,以二沉池出水为原水投加铝盐进行混凝过滤,或在滤池前投加铝盐进行微絮凝过滤。
在初沉池前投加,可以提高初沉池对有机物的去除率;在曝气池和二沉池之间投加,渠道或管道的湍流有助于改善药剂的酒效果;在生物处理系统后投加,因生物处理对磷的水解作用可以使除磷效果更好。
污水处理中的磷去除和回收技术随着城市化的发展和人口增长,污水处理变得越来越重要。
然而,污水中含有大量的磷,这对环境造成了严重的负面影响。
磷是一种重要的养分,但过量的磷会导致水体富营养化,引发藻类过度生长,破坏水生态系统的平衡。
因此,磷的去除和回收成为了污水处理中的关键问题。
一、磷去除技术1. 化学沉淀法化学沉淀法是目前最常用的磷去除技术之一。
通过添加化学试剂,如氢氧化铁或氯化铝,将磷化合物转化为不溶于水的沉淀物,从而将磷从污水中去除。
这种方法操作简单,效果明显,但化学试剂的使用会增加成本,并产生大量的污泥需要进一步处理。
2. 生物吸附法生物吸附法利用微生物吸附磷,减少其在水中的含量。
常见的生物吸附剂包括活性炭和固定化微生物颗粒。
通过优化生物吸附剂的选择和使用条件,能有效去除污水中的磷。
3. 离子交换法离子交换法通过将磷离子与固定在树脂上的其他离子进行交换,将磷从水中去除。
这是一种高效、经济的磷去除技术,但树脂的再生和废弃物处理是一个需要解决的问题。
二、磷回收技术1. 化学回收法化学回收法是将去除的磷化合物转化为有用的化学品或肥料。
例如,将磷酸根转化为磷酸钙,可用作农业肥料。
这种方法可以实现磷资源的回收利用,减少对磷矿石的需求,但需要对产品进行后续处理,以确保其质量和安全性。
2. 生物回收法生物回收法利用微生物转化磷化合物为有机肥料或生物质。
通过控制条件,促进微生物的生长和代谢活动,可以实现磷的高效利用和回收。
三、污水处理中的磷去除和回收技术的挑战与发展尽管磷去除和回收技术已经取得了一定的进展,但仍面临着一些挑战。
首先,目前的技术大多依赖于化学试剂或高能耗的过程,需要进一步优化以降低成本。
其次,处理后的产品应该符合安全和环保的要求,在回收利用时需要注意产品的质量和标准。
此外,污水处理厂的规模和工艺也需要根据实际情况进行调整,以提高磷的去除和回收效率。
未来,随着技术的进一步发展和创新,相信污水处理中的磷去除和回收技术会不断完善。
污水中的磷主要来自生活污水中的含磷有机物、合成洗涤剂、工业废液、化肥农药以及各类动物的排泄物。
如污水没有完全处理,磷还会流失到江河湖海中,造成这些水体的富营养化。
除磷方法可分为物化除磷法和生物除磷法及人工湿地除磷法。
物化除磷法包括化学沉淀法、结晶法、吸附法。
根据磷在污水中不同的存在方式,应采用不同的除磷技术。
1 污水除磷方法
1. 1 化学沉淀法
化学沉淀法除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀,然后通过固液分离将磷从污水中除去,根据使用的药剂可分为石灰沉淀法和金属盐沉淀法。
化学沉淀法具有管理方便、占地面积小、投资省、处理效率高等优点,但化学沉淀法投加药剂费用太贵,且产生的化学污泥含水量大,脱水困难,难以处理,容易产生二次污染[ 。
根据加药点的不同,化学沉淀法除磷工艺可分为预沉淀、同步沉淀、后沉淀及两点加药工艺。
这几种工艺可以结合应用,但要注意混合与反应条件,通过紊流扩散与混合作用会出现良好的沉淀效果。
1. 2 结晶法
在污水中,特别是城市污水厂剩余污泥处理后的上清液及养殖废水中,含有浓度较高的磷酸盐,氨氮、钙离子、镁离子及重碳酸盐碱度,通过人为改变条件(提高pH
值或同时加入药剂增加金属离子浓度) ,使不溶性晶体物质析出,主要是磷酸铵镁晶体与羟基磷酸钙。
结晶法除磷效率高,出水水质好,当其他水质指标达到规定值时,出水可满足中水回用的要求;结晶法除磷使水中的磷在晶种上以晶体的形式析出,理论上不产生污泥,不会造成二次污染;结晶法除磷操作简单,使用范围广,可用于城市生活污水厂二级出水的深度处理、去除污泥消化池中具有较高磷浓度的上清液等。
1. 3 吸附法
吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面积的固体物质,通过磷在吸附剂表面的附着吸附、离子交换或表面沉淀来实现污水的除磷过程。
吸附除磷的过程既有物理吸附,又有化学吸附。
对于天然吸附剂主要依靠巨大的比表面积,以物理吸附为主,而人工吸附剂较之天然吸附剂孔隙率及表面活性明显提高,以化学吸附为主[
3 ]。
天然的吸附剂有粉煤灰、钢渣、沸石、膨润土、蒙托石、凹凸棒石、海泡石、活性氧化铝、海棉铁等;人工合成吸附剂在低磷浓度下仍有较高的吸附容量,有着巨大的优越性。
现在已有Al,Mg ,Fe ,Ca , Ti ,Zr 和La 等多种金属的氧化物及其盐类作为选择材料。
1. 4 生物除磷法
在厌氧区(无分子氧和硝酸盐) ,兼性厌氧菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFAs(挥发性脂肪酸类),在厌氧条件下,聚磷菌吸收了这些以及来自原污水的VFAs(VFAs 主要来自于污水中可生物降解的组分,生活污水中的VFAs 大约为总有机物的40%~50 %左右) ,将其运送到细胞内,同化成细胞内碳能源储存物(PHB),所需能量来源于聚磷的水解及细胞内糖的酵解,并导致磷酸盐的释放。
进入好氧状态后, 这些专性好氧的聚磷菌(PAOs)活力得到恢复,并以聚磷的形式摄取超过生长需要的磷量,通过PHB的氧化分解产生能量,用于磷的吸收和聚磷
的合成,磷酸盐从液相中去除,产生的富磷污泥,通过剩余污泥排放,磷从系统中得以去除。
反硝化聚磷菌(DPB) 能在缺氧(无分子氧有硝酸盐) 环境下摄磷,反硝化除磷细菌DPB利用硝酸盐为电子受体,产生生物摄磷作用。
在生物摄磷的同时,硝酸盐被还原为氮气,这使得摄磷和反硝化脱氮这两个不同的生物过程能够利用同一类细菌、在同一个环境中完成。
1. 5 人工湿地法
湿地对磷有很好的去除效果,理论上人工湿地对磷的去除是植物吸收、基质的吸附过滤和微生物转化三者的共同作用,各种附着生长和悬浮在水中的微生物,在生长繁殖过程中可以吸收和利用污水中的无机磷酸盐。
部分研究发现:人工湿地植物根区磷酸酶活性与总磷的去除率相关性不是十分显著。
也有研究表明,湿地生态系统中的磷主要被截留在土壤中,而在植物体内和落叶中很少,而且仅有少数的水生植物可以吸收磷,大多数种类植物的根部对磷的吸收能力较弱,所以植物和微生物对磷的去除起得作用不大,不是除磷的主要过程。
所以最主要的是基质对磷的吸附和沉淀作用。
一般湿地的除磷效率不是很高,在40 %~60 %之间。
为了提高除磷效果,基质的选取有着重要的作用。
目前常有的基质主要有:浮石、砂、活性多孔介质(L ECA) 、硅灰石和工业废弃物的高炉渣和石灰等。
2 磷回收
从磷的可持续发展、回收磷潜在的市场价值的角度来看,磷的回收势在必行。
在目前对污水回收磷的研究与应用中,以鸟粪石形式回收磷的实例居多,其次是磷酸钙和磷酸铝。
鸟粪石(磷酸铵镁)
含有氮、磷元素,所以其回收必然会降低剩余污泥中的氮、磷含量,特别是对于磷元素的影响将非常明显。
污水中氮磷比通常为8∶1 ,而鸟粪石中二者比例为1∶1,所以理论上回收鸟粪石可以使污水中的氮降低12. 5 % 。
如图1 所示,在稳定区内Mg2 + ,NH4+ 以及PO4 3 - 浓度较低,浓度较高,其离子积大于溶度积,极易生成颗粒微小的晶体(即化学沉淀),沉淀法形成的化学污泥含水率高,磷酸盐也难以达到太高的纯度,回收困难;两曲线之间的这个区称为亚稳区,这时Mg2 + ,NH+4 以及PO4 3 - 离子积小于浓度积,通常不会产生沉淀。
若在反应器中投加晶种,则可以加快晶体成核速度,使其结晶于晶体表面,同时有利于晶体与水的分离,减少因晶粒微细所造成的随出水流失,以提高除磷效率与回收率。
所要做的就是将反应控制在亚稳定区,这时磷酸铵镁反应处在结晶过程,晶体可以自发的析出到晶种上,以此实现磷的回收。
目前荷兰开发出DHV —结晶法,南非开发了CSIR 流化床,日本有Kurita 固定床—结晶沉淀。
另外,对污泥进行加热是一种实现磷回收的简单有效的方法,在70 ℃对污泥加热1 h ,能使生物固体中的聚磷酸盐大量分解释放,再加入氯化钙进行沉淀,能获得污泥中总磷的75
%左右;还可以利用具有高吸附能力的物质对磷吸附截留实现磷回收,反应所得混合物可以用来作肥料。
3 结语
随着时代的发展,污水除磷技术也在不断地进步,可以根据不同的条件,合理选择不同的除磷方法,以期达到最好的效果。
当前,为了实现磷的可持续发展,
有必要从现在起研发从污水或污泥中分离磷的技术,最大限度地实现污水磷回收。
无论是应用广泛的化学沉淀法、生物处理法,还是日益受到重视的吸附法和结晶法,都存在各自的弊端,因此,还需进一步加强对除磷技术的基础研究,研制开发适合我国国情的新型除磷工艺。