含磷污水处理方法
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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。
总磷超标原因分析:部分污水处理厂总磷处理采用生物法,生物除磷中通过聚磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。
经过排放富磷剩余污泥而除磷,导致出水总磷超标的原因主要有:(1)温度温度对除磷效果的影响不如对生物脱氮过程的影响那么明显,在一定温度范围内,温度变化不是十分大时,生物除磷都能成功运行。
(2)pH值在pH在6.5—8.0时,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定,当pH值低于6.5时,吸磷率急剧下降。
(3)溶解氧厌氧除磷要保持较低的溶解氧值以更利于厌氧菌的发酵产酸,进而使聚磷菌更好的释磷,另外,较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗。
好氧区需要较多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。
(4)厌氧池硝态氮每毫克硝酸盐氮可消耗易生物降解的COD2.86mg,致使厌氧释磷受到抑制,一般控制在1.5mg/l以下。
(5)泥龄由于生物除磷系统主要通过排出剩余污泥实现除磷,因此剩余污泥量的多少决定系统的除磷效果,而泥龄长短对剩余污泥的排放量和污泥对磷的摄取作用有直接的影响。
污泥龄越小,除磷效果越佳。
(6)COD/TP污水生物除磷工艺中,厌氧段有机基质的种类、含量及微生物所需营养物质与污水中含磷的比值是影响除磷效果的重要因素。
上述因素的控制是出水总磷是否超标的关键,而由于生物除磷中存在脱氮过程,反硝化菌会抑制聚磷菌的吸磷和释磷作用,导致除磷效果不好。
总磷处理解决方案:特种磷处理设备SPI-IE是湛清环保针对特种磷废水研发的新型化学除磷设备,专门解决各类工业含磷废水,如次亚磷废水、含膦农药废水、含磷阻燃剂废水等,主要针对解决特种磷废水水量大、难处理的问题,可广泛应用于化学镀、农药、化工等行业。
特种磷处理设备SPI-IE性能优势:1. 连续进出水,性能稳定2. 化学法除磷,工艺简单3. 自动化控制,降低成本4. 除磷效率高,精准调控避免生物除磷过程中条件控制复杂及除磷效果不好的问题。
污水处理厂回收磷的方法及工艺探讨摘要:磷是一种非常重要的物质,作为一个农业大国,我国对于磷的需求量非常高。
怎样才能高效回收磷,是一个非常值得探讨的项目。
本文介绍了污水处理厂在进行磷的回收时,用到的一些方法,这其中主要包括了土地直接利用法、化学沉淀法、吸附/解吸法等一系列方法。
重点分析了磷回收工艺,同时针对于国内外的一些研究进行了分析,对于我国的实际情况比较后,对我国污水处理厂进行磷回收的前期作了展望。
关键词:磷回收;污水;结晶磷是地球上生命物质中不可缺少的元素之一。
人类骨骼和牙齿、动物饲料添加剂、洗涤剂、食品添加剂等,所有这些都需要磷的参与。
磷广泛分布在土壤、水中,同时也广泛存在于在矿物和岩石中,磷从陆地开始,到海洋结束,属于在直流运动,人类主要从地壳中的磷矿中提取磷。
目前,磷矿储量急剧下降。
按照目前的采矿率,易于开采且有价值的磷矿只能维持人类100年年左右。
磷矿开采后,约80%用于磷化肥生产中,农田施用磷肥后,作物对磷肥的吸收会受到诸多因素的影响,且大部分的磷肥会留存在土壤之中,或者随着雨水而进入自然界的水体之中。
今天的污水处理厂终端处理技术,不可能妥善的处理污水,包括磷会形成所谓的“点源”污染,影响水生态环境对环境构成威胁。
本文结合国内外研究现状,着重对工厂的磷回收方法进行的简述[1],列出了污水处理厂的磷回收过程,展望了我国废水磷回收的前景[1-2]。
1、污水处理厂的磷回收方法磷的回收方法主要包括直接土地利用、化学沉淀等方法,以下重点介绍直接渗透利用、化学沉淀、生物除磷/回收、吸附/解吸和沉积晶体磷回收方法的优缺点。
1.1 污水处理厂的方法污水污泥土地利用无疑是一种经济、简单的磷回收利用方法,但也存在一些问题。
一般来说,土壤有一定的自净能力。
有机物污染可以通过微生物分解在一定时间内消除。
然而,大量污水的长期灌溉必然会导致其他污染物,尤其是重金属的积累,被污染的土壤又将进一步导致地下水被污染。
化学除磷理论及规范Revised on November 25, 2020化学除磷6.7.1 污水经二级处理后,其出水总磷不能达到要求时,可采用化学除磷工艺处理。
污水一级处理以及污泥处理过程中产生的液体有除磷要求时,也可采用化学除磷工艺。
化学除磷可采用生物反应池的前置投加、后置投加和同步投加,也可采用多点投加。
化学除磷设计中,药剂的种类、剂量和投加点宜根据试验资料确定。
化学除磷的药剂可采用铝盐、铁盐,也可采用石灰。
用铝盐或铁盐作混凝剂时,宜投加离子型聚合电解质作为助凝剂。
采用铝盐或铁盐作混凝剂时,其投加混凝剂与污水中总磷的摩尔比宜为~3。
化学除磷时应考虑产生的污泥量。
化学除磷时,对接触腐蚀性物质的设备和管道应采取防腐蚀措施。
条文说明:化学除磷关于化学除磷应用范围的规定。
《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918)规定总磷的排放标准:当达到一级A标准时,在2005年12月31日前建设的污水厂为1mg/l,2006年1月1日起建设的污水厂为l。
一般城市污水经生物除磷后,较难达到后者的标准,故可辅以化学除磷,以满足出水水质的要求。
强化一级处理,可去除污水中绝大部分磷。
上海白龙港城市污水厂试验表明,当FeCl3投加量为40~80mg/l,或Al2(SO4)3•18H2O投加量为60~80mg/l时,进出水磷酸盐磷浓度分别为2~9mg/l和~l,去除率为60~95%。
污泥厌氧处理过程中的上清液、脱水机的过滤液和浓缩池上清液等,由于在厌氧条件下,有大量含磷物质释放到液体中,若回流入污水处理系统,将造成污水处理系统中磷的恶性循环,因此应先进行除磷,一般宜采用化学除磷。
关于药剂投加点的规定。
以生物反应池为界,在生物反应池前投加为前置投加,在生物反应池后投加为后置投加,投加在生物反应池内为同步投加,在生物反应池前后都投加为多点投加。
前置投加点在原污水处,形成沉淀物与初沉污泥一起排除。
前置投加的优点是还可去除相当数量的有机物,因此能减少生物处理的负荷。
PhoStrip侧流除磷工艺及其应用实例PhoStrip侧流除磷工艺及其应用实例引言:随着人口的增加和工业的发展,水环境污染问题日益突出,其中磷污染是最为严重的一种环境问题,对水体生态系统造成了严重的破坏。
因此,开发高效的磷污染治理技术对于保护水环境具有重要意义。
本文将介绍一种名为PhoStrip侧流除磷工艺及其应用实例。
一、PhoStrip侧流除磷工艺概述PhoStrip侧流除磷工艺是一种基于化学沉淀和吸附的先进污水处理技术,专门用于高浓度磷污水的处理。
它包括预处理、化学沉淀、吸附和沉淀剂再生等几个步骤。
1.1 预处理在进入PhoStrip系统之前,废水需要进行适当的预处理。
主要的预处理方法包括调节废水pH值、去除悬浮固体和颗粒物等。
预处理的目的是消除废水中的干扰物质,为后续的化学沉淀和吸附步骤提供良好的操作条件。
1.2 化学沉淀化学沉淀是PhoStrip工艺的核心步骤。
在该步骤中,通过添加适量的沉淀剂,使水中的磷形成沉淀,并与沉淀剂形成复合物。
常用的沉淀剂有氢氧化钙、氯化铁等。
化学沉淀的主要原理是通过沉淀剂与磷的物理和化学相互作用,使得磷从水中得以去除。
沉淀后的磷可以通过沉淀剂一并去除,进一步减少废水中磷的浓度。
1.3 吸附在化学沉淀步骤之后,用于去除磷的沉淀剂已经被使用,需要再次更新。
为了回收这些沉淀剂,可以通过吸附来实现。
吸附是利用吸附剂对磷的高亲和力,将废水中的残余磷吸附到吸附剂表面,并形成磷吸附剂复合物。
常用的吸附剂有活性炭、氧化铁等。
1.4 沉淀剂再生经过吸附步骤后,沉淀剂已经被用于吸附磷,需要进行再生。
沉淀剂再生是将吸附剂和磷分离的过程,一般采用热解或酸洗等方法。
通过沉淀剂再生,不仅可以回收沉淀剂,还可以减少废水中磷的排放量,实现资源的循环利用。
二、PhoStrip侧流除磷工艺的应用实例下面将介绍PhoStrip侧流除磷工艺在实际应用中的几个典型例子。
2.1 污水处理厂PhoStrip工艺已经在一些污水处理厂中得到了成功应用。
(超详细)污水处理氮磷超标的原因分析及控制方法脱氮除磷工艺越来越多的应用到污水处理当中,但是在实际运行过程中,出水氮磷含量超标的情况常常困扰着水厂的工作人员。
因此,厘清脱氮除磷工艺的重要参数并加以控制,能够很好的保证系统的正常运行,出水氮磷含量达标。
一、氨氮超标1.污泥负荷与污泥龄生物硝化属低负荷工艺,F/M一般在0.05~0.15kgBOD/ kgMLVSS•d。
负荷越低,硝化进行得越充分,NH-N向NO--N转化的效率就越高。
与低负荷相对应,生物硝化系统的SRT般较长,因为硝化细菌世代周期较长,若生物系统的污泥停留时间过短,污泥浓度较低时,硝化细菌就培养不起来,也就得不到硝化效果。
SRT控制在多少,取决于温度等因素。
对于以脱氮为主要目的生物系统,通常SRT可取11~23d。
2.回流比与水力停留时间生物硝化系统的回流比一般较传统活性污泥工艺大,主要是因为生物硝化系统的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸盐,若回流比太小,活性污泥在二沉池的停留时间就较长,容易产生反硝化,导致污泥上浮。
通常回流比控制在50~100%。
生物硝化曝气池的水力停留时间也较活性污泥工艺长,至少应在8h以上。
这主要是因为硝化速率较有机污染物的去除率低得多,因而需要更长的反应时间。
3.BOD5/TKNBOD5/TKN越大,活性污泥中硝化细菌所占的比例越小,硝化速率就越小,在同样运行条件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。
很多污水处理厂的运行实践发现,BOD5/ TKN值最佳范围为2~3左右。
4.溶解氧硝化细菌为专性好氧菌,无氧时即停止生命活动,且硝化细菌的摄氧速率较分解有机物的细菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化细菌将“争夺”不到所需要的氧。
因此,需保持生物池好氧区的溶解氧在2mg/L以上,特殊情况下溶解氧含量还需提高。
5.温度与pH硝化细菌对温度的变化也很敏感,当污水温度低于15℃时,硝化速率会明显下降,当污水温度低于5℃时,其生理活动会完全停止。
高含磷废水再利用技术的研究高含磷废水是一种非常难以处理的污水种类,主要由垃圾处理厂、污水处理厂、磷化工厂、电镀厂、人工湖等生产过程中产生,其中最为严重的是垃圾处理厂和污水处理厂,因为这些废水中磷元素含量较高,而磷是一种非常重要的资源,磷肥是现代农业生产中必不可少的一种化肥,然而现在已经越来越短缺了,面对这个问题,人们开始研究如何高效地从废水中回收磷元素,即高含磷废水再利用技术。
本文将对高含磷废水再利用技术的研究进行探讨。
一、高含磷废水的来源和性质在磷酸盐排放实行严格管控的情况下,生活、农业、工业等领域的磷酸盐排放已成为高含磷废水的主要来源。
其中,食品加工、棉纺织、造纸、造船、人工湖等行业也会产生高含磷废水。
高含磷废水的处理难度主要在于磷酸盐的形态多样,不同形态的磷酸盐对水体的污染程度不同。
高含磷废水的性质取决于污染源的不同,一般来说高含磷废水的特点如下:1.高含磷废水磷酸盐浓度较高,在不同污染源中磷酸盐的形态多样。
2.高含磷废水化学氧需求量(COD)较高。
3.高含磷废水中还含有大量的悬浮物和微生物。
4.高含磷废水的pH值通常较低。
因以上特点,高含磷废水的处理难度较大。
在有些情况下,当高含磷废水不得不被直接排放时,就会对水体造成比较严重的污染。
二、高含磷废水的处理工艺高含磷废水的处理工艺主要有化学法、物理法和生物法三种形式。
化学法包括化学沉淀法、吸附法、电化学法等,化学沉淀法是目前较为常用的一种高含磷废水处理方法。
化学沉淀法是利用化学反应在废水中形成难溶的磷酸盐沉淀物,使其沉淀下来,从而降低磷酸盐浓度的方法。
2.物理法物理法通常是通过过滤、沉淀、膜分离等物理方式进行高含磷废水的处理。
在整个物理法处理过程中,通过物理方法将废水中的磷元素从废水中分离出来,从而达到处理高含磷废水的目的。
3.生物法生物法是一种将废水中的磷元素转化为可用生物肥料的方法。
生物法主要分为生物沉淀法和生物吸附法两种。
生物沉淀法是指利用微生物固定磷质的方法,将其沉淀到污泥中,从而达到处理高含磷废水的目的。
污水处理生物除磷工艺(一)缺氧好氧活性污泥法(a/o工艺)当除磷为主要工艺时,可采用无内循环的厌氧/好氧工艺,基本工艺流程如下图所示。
厌氧/好氧工艺流程1.设计参数a/o工艺生物除磷设计参数见下表a/O工艺中生物除磷的设计参数2.工艺计算缺氧-好氧活性污泥法生物除磷的工艺计算包括厌氧池(区)容积和好氧池(区)容积。
具体计算公式如下表所示。
a/o工艺生物除磷容积基计算公式(二)磷肥除磷工艺phostrip工艺是由levin在1965年首先提出的,该工艺是在回流污泥的分流管线上增设一个脱磷池和化学沉淀池而构成的,其工艺流程见下图。
该工艺将在常规好氧活性污泥工艺中增加厌氧释磷池和化学沉淀池。
工艺流程如下:部分回流污泥(约10%~20%进水量)通过侧流进入厌氧池,在厌氧池中停留时间为8~12h,使磷从固相中释放并转移到水中;脱磷污泥流入好氧池,继续吸收磷。
厌氧池的上清液含有高浓度的磷(高达100mg/L以上)。
上清液排入石灰混凝沉淀池进行化学处理,生成磷酸钙沉淀。
含磷污泥可用作农业肥料,混凝沉淀池出水进入初沉池处理。
Phostrip工艺不仅可以去除高磷剩余污泥中的磷,还可以通过化学沉淀去除磷。
该工艺具有生物除磷和化学除磷的双重功能,因此Phostrip工艺具有高效脱氮除磷的功能。
phostrip工艺比较适合于对现有工艺的改造,只需在污泥回流管线上增设少量小规模的处理单元即可,且在改造过程中不必中断处理系统的正常运行。
总之,phostrip工艺受外界条件影响小,工艺操作灵活,脱氮除磷效果好且稳定。
但该工艺存在流程复杂、运行管理麻烦、处理成本较高等缺点。
四、厌氧/缺氧/好氧活性污泥法脱氮除磷工艺需要同时脱氮除磷时,可采用厌氧/缺氧/好氧(a2/o)工艺,基本工艺流程如下图。
A2/O工艺脱氮除磷工艺(一)一般规定进入系统的污水应满足以下要求:(1)脱氮时,污水中的五日生化需氧量(bod5)与总凯氏氮(tkn)之比宜大于4;(2)除磷时,污水中的bod5与总磷(tp)之比宜大于17;(3)同时脱氮、除磷时,宜同时满足前两款的要求;(4)好氧池(区)剩余碱度应大于70mg/L(按碳酸钙CaC03计算);(5)当工业废水进水cod超过1000mg/l时,前处理可采用升流式厌氧污泥床反应器(uasb)等厌氧处理措施;在处理水质与城市污水类似的城市污水或工业废水时,主要设计参数可按下表规定取值。
酸洗磷化废水工程处理的水量较小,一般是几十吨到一两百吨每天,采用二级除磷,不上生物处理系统。
一级反应池加石灰和烧碱,一级混凝池加PAM,出水经沉淀后进入二级反应池,池内加石灰和PAC,再到二级絮凝池,池内加PAM,最后进二沉池。
沉淀后出水进入pH回调池,用硫酸回调pH值值6-9。
一般来说经过这样处理出水很清澈,COD完全可以达标,总磷也很低,但若是进水含磷太高的话(超过2g/L),出水磷达标(小于0.5mg/L)较困难。
像楼主说的这种情况,通常可能是pH太低,磷酸钙沉淀不了,PAM在低pH值的情况下效率不高,影响絮凝效果。
若不是pH值的问题,建议增加PAC投放装置,加大PAM的投加量,PAC和PAM配合使用效果还是很良好的。
另外,一级除磷系统是不可能处理高含磷废水达标的。
还有酸洗磷化废水含有机物太少,上生物处理不太适合。
1、你这种废水,磷酸盐主要来自化学抛光工序,一般用的都是磷酸和其他酸混合使用,然后是阳极氧化、染色等,但后者基本没磷酸盐。
水质COD都是几十以下,但PH值都是相当低,要有效去除磷,只有加石灰才能除磷(不能加氢氧化钠或其他碱辅助调节PH 值),PH一般要10以上,PH值越高,除磷效果越好,然后加入PAM絮凝、沉淀,过滤,后续根本不用上生化。
出水加其他铁盐、铝盐纯粹是扯谈。
2、但有一点注意,加入石灰的量是相当多,因此污泥也多,需要设置二级沉淀(两个沉淀池串联使用),压滤机面积要比平时其他混凝沉淀处理要加大至少3倍。
酸洗磷化废水COD较低,污染物简单,通常情况下不需要上生化处理设施。
单纯物理处理即可,但一般要采用二级除磷,另外要保证反应的pH值,除磷剂(通常为石灰)要过量。
我通常的设计方案是:调匀池---->一级反应(石灰、片碱)---->一级混凝(PAM)---->一沉池---->二级反应(石灰、PAC)---->二级混凝(PAM)---->二沉池---->pH回调池(硫酸)---->过滤罐(石英砂过滤)---->清水池---->标排口(或回用)。
利用生物接触氧化技术处理含磷生活污水方法摘要:利用生物接触氧化技术处理含磷污水不仅可降低处理成本,还可回收生活污水中的有效组分,进行二次利用。
因此,通过填料选择和生物氧化池实现污水处理,对保护环境,避免水资源污染,实现水资源二次利用来说具有重要意义。
本文主要分析利用生物接触氧化技术处理含磷生活污水方法。
关键词:生物接触氧化;技术;处理;含磷;生活;污水引言污水设施分散度高、数量大,对自动化程度、后期维护和节能等方面要求较高。
因此,探究行之有效的农村生活污水处理工艺迫在眉睫。
生物接触氧化法具有生物量大、污泥产量少、抗冲击负荷能力强、无污泥膨胀之虞等优点。
将缺氧池与之联合,可有效提高污水的可生化性,进一步提高生物接触氧化反应器对可生化有机物、氨氮等的去除率。
1、生物接触氧化法的原理分析(1)接触式生物氧化在污水处理中的应用可以充分利用其应有的价值和效益,有效提高污水处理效果,从而减少外部环境污染,为后续工作提供重要保证。
在生物接触氧化的日常处理中,在填料内的生物分子中形成丝状细菌,构建密集的三维框架进行污水系统综合过滤处理,从而全面提高污水处理效果。
在实际应用中,生物接触氧化不仅可以缩短废水处理时间,而且可以降低采购成本。
(2)在应用这种方法时,空气在固态和气态上都可以共存,这也是微生物繁殖和存活过程中的一个关键阶段。
同时,这一过程对随后的氧气转移有很大影响。
企业采用生物基氧化法时,所需填料可加在通风管道底部,不仅可满足供氧要求,还可用于搅拌生物膜,从而全面提高整体处理水平,确保此外,在具体实施过程中,可以完成生物膜外吹处理,使其保持相应的作用效果,控制厌氧膜的过度扩散,从而全面提高整体利用效果。
(3)生物接触氧化工艺具有生物膜工艺和活性污泥工艺的特点,其优点优良。
例如,在生物分子处理中,微生物吸附在固态填充中,从而可以吸收各种污染物,减少后续处理过程。
但是,细菌可以吸收到薄层的填料中,然后将氧气溶解到废水中,然后进行高效的有机增殖,从而可以整体增加生物颗粒的厚度,从而全面提高废水处理质量。
污水处理新型除磷工艺研究进展摘要:本文通过文献综述的方法总结了国内外城市污水处理除磷工艺的两类主要方法,生物除磷和化学沉淀法除磷是应用最广泛的除磷方法,在此基础上衍生出了多种新型的工艺技术,通过对比了常见除磷方法的优缺点、常见生物和化学除磷工艺、新型生物除磷工艺,总结出强化生物除磷(EBPR)是最有潜力的除磷方法。
此外,从PAO/GAO的角度探讨了其对EBPR系统的影响。
关键词:强化生物除磷;聚磷菌;聚糖菌;生物除磷引言:近年来,随着我国经济的快速发展,城市化和工业化的发展进程不断加快,大量未经处理的污水直接排入到水体,使得水体中的污染物含量不断增加。
污染物中氮、磷含量的增加使水体中的藻类和其他浮游生物大量繁殖,导致了水体富营养化,不仅威胁到了水生动物的生存环境,也威胁到了人类身体健康。
磷在水体中的存在形态根据物理特性分为溶解态和颗粒形态,根据化学特性可以分为正磷酸盐、聚合磷和有机磷酸盐,磷酸盐被认为是导致淡水富营养化的关键性因素。
磷还是一种不可再生资源,因此,污水中磷的去除和回收对可持续发展至关重要,从废水中回收磷也是解决磷污染问题的方法之一[1]。
现有除磷技术包括生物除磷、化学沉淀、离子交换、电化学吸附和膜过滤法等,应用最广泛的是生物除磷法和化学沉淀法除磷,两种技术相对较成熟,衍生了许多新型工艺。
1传统除磷方法1.1生物除磷生物除磷所用到的微生物为聚磷菌(PAOs),聚磷菌在厌氧和好氧环境中表现出不同生物活性,在厌氧环境下,聚磷菌将吸收的物质转化为PHAs储存在体内,同时释放正磷酸盐,完成厌氧释磷过程[2]。
在好氧环境中,聚磷菌过量吸收废水中的磷贮存在体内,最终通过排放富磷污泥来达到除磷的目的。
生物除磷相比于其他物理、化学方法会对环境更加友好,不会产生多余的产物。
目前研究者已经从活性污泥中分离出60多种PAOs,大型的污水处理厂中普遍存在的主要聚磷菌有Tetrasphaera和聚磷假丝酵母菌(Acumulibacter),二者具有协同作用。
氧化沟脱氮除磷原理
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氧化沟脱氮除磷原理
氧化沟脱氮除磷技术利用氧化沟的作用,将氮和磷去除,是一种污水处理方法。
它利用氧化沟的氧化过程,将氨氮中的氨态氮转化为氧化态氮(如NO2-、NO3-等),同时也将硝酸盐形式的氰化物氰化态氮(如CN-)转化为氧化态氮,并将磷转化为溶于水的无机磷酸盐(PO4 3-),使其被混入水流及发挥前沟水处理法的作用,从而达到去磷去
氮的目的。
氧化沟的操作过程,大体可分为水流的进入和水流的出口。
水流进入氧化沟后,由调节阀(如定量调节阀、电动调节阀等)控制流量,进入氧化沟内部;流过氧化沟后,在氧化沟的沟底部,水流由氧化沟底部自身的泵动力将水带入氧化沟底部的水冷却系统,在冷却系统中,由水泵将水循环至水塔内;再由水塔内的氧化剂(如氢氧化钠等)和水混合,混合后的水再由水泵循环至氧化沟,完成氧化过程。
氧化沟内部由污泥床(如活性污泥床、除磷污泥床等)和多孔填料(如活性炭、磷酸钙等)构成。
活性污泥床负责处理氨氮、氰化物等有害物质;活性炭负责处理含磷物质;磷酸钙则可以将磷从污水中吸附而得到磷的回收利用。
氧化沟脱氮除磷技术是目前较常用的污水处理技术,其氮磷去除效率高,处理成本低,操作维护方便,污水处理设备投资少,运行成
本低,维护保养费用也低,是一种较为可行和经济的污水处理方式。
摘要:介绍了目前国内处理含磷废水的主要方法,包括沉淀法、吸附法、和生物法,以及综述各种处理高浓度含磷废水的方法,包括传统的生物法、化学法和近年来新开发的电解法、钙法和SBR 强化生物法等单一工艺法,以及絮凝沉降-粉煤灰吸附法、化学沉淀-混凝气浮-活性炭吸附法和陶瓷膜混凝反应法等。
关键词:含磷废水、磷的形态、化学方法、钙法、炉渣、石灰、化学方法特点、生物法、物理化学法。
前言水中磷、氮等元素超标,会加速水体的富营养化,这种现象在我国较为严重,给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害。
氮、磷等营养物质浓度升高,是藻类大量繁殖的原因,其中又以磷为关键因素。
因此,如何有效降低污水中磷的浓度,对消除污染,保护环境,具有十分重要的意义。
目前,国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。
生物法如 A/O,A 2/O,UCT 工艺,主要适合处理低浓度及有机态含磷废水;化学法和物理化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺,主要适合处理无机态含磷废水。
然而,有许多工业生产过程中经常出现一些高浓度的含磷废水。
高浓度含磷废水在目前的研究中并没有严格的定义,一般认为只要是高于生活废水中的含磷量或者总磷浓度在100mg/L 以上就称为高浓度废水。
高浓度含磷废水难以应用单一的生物法或化学法进行去除,即便能去除也会对整个单一的生物法或化学法处理工艺造成极大的负担,使整个处理工艺处理效果降低或者无法连续运行。
第一章水体中磷的来源排放到湖泊中的磷大多来源于生活污水、工厂和畜牧业废水、山林耕地肥料流失以及降雨降雪之中。
与前几项相比,降雨和降雪中的磷含量较低。
有调查表明,降雨中磷浓度平均值低于O.04 mg/L,降雪中低于O.02 mg/L。
以生活污水为例,每人每天磷排放量大约在1.4~3.2 g,各种洗涤剂的贡献约占其中的70%左右。
此外,炊事与漱洗水以及在粪尿中磷也有相当的含量。
工厂磷排放主要来源于肥料、医药、金属表面处理、纤维染发酵和食品工业。
在水域的磷流入量中,生活污水占43.4%为最大,其他依次为20.5%,29.4%与6.7%,生活污水43.4%工厂和畜牧业废水20.5%肥料流失29.4%降雪降水6.7%。
·废水中磷的形态废水中的磷以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式存在,由于废水来源不同,总磷及各种形式的磷含量差别较大。
典型的生活污水中总磷含量在3~15 mg/L(以磷计);在新鲜的原生活污水中,磷酸盐的分配大致如下:正磷酸盐5 mg/L(以磷计),三聚磷酸盐3 mg几(以磷计),焦磷酸盐lmg,L(以磷计)以及有机磷<lmg,L(以磷计)[”。
聚磷酸盐在酸性条件下可以水解为正磷酸盐,大多数生活污水的pH范围在6.5~8.0,温度在lO~20℃,在此条件下水解过程非常缓慢;然而,在污水中细菌生物酶的作用下,可以大大加快水解转化过程:生活污水中的不少缩聚磷酸盐在污水到达处理厂之前已经转变为正磷酸盐。
此外,在污水生化处理过程中,所有的聚磷酸盐都被转化为正磷酸盐,没有缩聚磷酸盐能残存下来。
同时,在细菌的作用下,污水中的有机磷也部分转化为正磷酸盐。
由于上述原因,在废水除磷过程中主要关注正磷酸盐。
受磷酸的电离平衡制约正磷酸盐在水体中电离,同时生成H3P04、H2P04一、HP042一和P04。
,各个含磷基团的浓度分布随pH值而异,在pH值6~9的典型生活污水中,主要存在形式为磷酸氢根和磷酸二氢根。
第二章化学法处理含磷污水化学沉淀法是利用多种阳离子与废水中的磷酸根结合生成沉淀物质,从而使磷有效地从废水中分离出来;电渗析除磷是膜分离技术的一种,它只是浓缩磷的一种方法,它自身无法从根本上除去磷;生物法现在多用于城市污水处理厂磷含量低的情况。
与其他方法相比,化学沉淀法具有操作弹性大、除磷效率高、操作简单等特点。
一、钙法除磷钙法除磷在沉淀法除磷中,化学沉析剂主要有铝离子、铁离子和钙离子,其中石灰和磷酸根生成的羟基磷灰石的平衡常数最大,除磷效果最好.投加石灰于含磷废水中,钙离子与磷酸根反应生成沉淀,反应如下:5Ca2++7OH-+3H2PO4-=Ca5(OH)(PO4)3↓+6H2O(1)副反应:Ca2++CO32-=CaCO3↓(2)反应(1)的平衡常数KS0=10-55.9.由上述反应可知除磷效率取决于阴离子的相对浓度和pH值.由式(1)可知磷酸盐在碱性条件下与钙离子反应生成羟基磷酸钙,随着pH值增加反应趋于完全.当pH值大于10时除磷效果更好,可确保达到出水中磷酸盐的质量浓度<0.5mg/L的标准.反应(2)即钙离子与废水中的碳酸根反应生成碳酸钙,它对于钙法除磷非常重要,不仅影响钙的投量,同时生成的碳酸钙可作为增重剂,有助于凝聚而使污水澄清.上述工艺中第一级反应及沉淀主要是除锌,控制pH=8.5~9.0,投加聚合氯化铝,第二级反应及沉淀主要是钙法除磷,控制pH=11~11.5,出水经中和后排放或回用.出水水质达一级标准。
关键技术:钙法除磷关键技术是利用氯化钙或石灰作为药剂,采用机械混合反应器和高效斜管沉淀器,控制适量反应、混合强度、沉淀表面负荷和反应pH值。
二.两种常用除磷物质:1.炉渣炉渣是钢铁冶炼过程中产生的固体废弃物,主要由CaO、FeO、MnO、SiO2、Fe2O3、P2O5、Cr2O5、Al2O3等氧化物组成,具有很多优良特性,其中所含的每种成分均可以利用.该方法的实验研究是在数个具塞锥型瓶中各加200mL模拟含磷废水和一定量的炉渣,置于振荡器上,在室温下振荡一定时间使吸附反应达到平衡后过滤,然后对清液进行磷的浓度测试,再通过比较溶液中磷的初始浓度和平衡浓度推算出其在吸附剂上的吸附量和磷的去除率.研究表明:(1)随着炉渣用量的增加,磷的去除率也增加,但吸附量却下降.(2)吸附量在开始是随时间的增长而增大,但吸附时间大于2h时,吸附量趋于稳定.(3)吸附量随废水中磷的浓度的上升而增大.(4)温度对炉渣吸附作用的影响很小.(5)溶液pH值对吸附效果有重要影响,当pH为7.56时,磷的去除率为最高。
因此,用炉渣处理含磷废水时,当废液中磷的浓度为2~13mg/L,炉渣用量为5g/L,pH为7.56,吸附时间为2h的条件下,磷的去除率可达99%以上,残留液的浓度也低于国家排放标准,而且该法安全可靠,不会产生二次污染。
2、加石灰含磷废水加入大量石灰,调pH=10.5~12.5生成羟基磷灰石,沉淀物稳定,平衡常数大,生成Ca10(OH)2(PO4)6的平衡常数为90,大于铝盐、铁盐生成磷酸盐沉淀物的3~4倍。
平衡常数越大,生成的沉淀物越稳定,沉淀效果越好,脱磷更彻底,固液分离效果也好,处理含磷废水完全达标,P≤0.5mg/L。
加石灰提高废水pH值除磷的同时也使废水中的石油类、CODcr共沉得到净化,废水可达标排放。
用石灰处理含磷废水,产生的泥渣量较大,斜管沉淀池底的污泥通过底管排入污泥浓缩池,每天排泥1~2次,以免干结堵管。
污泥浓缩池浓缩后,下层浓稠污泥泵入板框压滤机压滤后使固液分离,干渣打包外运。
3.混剂辅助化学沉淀法该法采用的复合沉淀剂是氯化镁和磷酸氢铵,在除磷的同时生产缓效复合肥,其反应原理如下:HPO42 - + Mg2 + + NH4+ + 6H2O = MgNH4 PO4 ·6H2O↓+ H+PO43 - + Mg2 + + NH4+ + 6H2O = MgNH4 PO4·6H2O ↓反应生成的MgNH4 PO4·6H2O 结晶大,易过滤,对含磷浓度较低的废水,一次处理即可达到排放标准. 但当在处理含磷较高的废水时难以达标,需要在一次处理的基础上向一次处理液加入复合混凝剂PAC(聚合氯化铝) 和PAM(聚丙烯酰铵) . PAC 的混凝主要是通过吸附架桥和沉淀网捕作用实现,PAM 是阴离子型高分子絮凝剂,加入溶液后PAM能迅速并均匀地分散,使水溶液中的沉淀离子“联桥”形成絮团而沉淀下来[4 ] . 实验结果表明:以PAM 作为助凝剂,与混凝剂PAC 一起作用,取得良好的混凝效果. 用复合混凝四.化学除磷法的特点化学除磷本质上是一种物理化学过程,其优点是处理效果稳定可靠,操作简单且弹性大,污泥在处理处置过程中不会重新释放磷,耐冲击负荷的能力也较强。
不足之处是化学除磷法会产生大量含水化学污泥,处理难度大。
此外,药剂费用较高,由此造成的残留金属离子的浓度也较高,出水色度增加。
第三章生物法处理含磷废水生物除磷技术于80 年代在欧洲得到了广泛的使用。
它是一种利用微生物的生理活动(新陈代谢),将磷从污水中转移到污泥细胞中,从而排出处理系统的除磷技术;其除磷原理是基于聚磷菌在厌含磷废水处理技术研究进展.氧条件下释放磷及在好氧条件下过剩摄取磷的原理,通过好氧- 厌氧的交替运行来实现除磷的方法。
1.生物除磷过程具体的生物除磷过程为:在厌氧条件下,兼性细菌聚磷菌受到抑制,它必须吸收污水中的有机碳源(溶解性BOD 的转化产物,即低分子挥发性有机酸(VFAs))来维持生存,并在细胞内将有机物转化为胞内碳能源储存物聚-β- 羟基丁酸酯(PHB)/聚羟基戊酸(PHV)贮存起来,该过程所需的能量正是来自于聚磷的水解以及细胞内糖的酵解,从而完成磷的厌氧释放。
而在好氧条件下,聚磷菌的活力得到恢复, 它利用PHB/PHV 的氧化代谢产生的能量吸收超出自身生长所需的几倍的磷,并以聚磷酸盐的形式储存。
有关资料显示,在好氧条件下吸收的磷是厌氧条件下放出磷的11 倍之多,因此水体中的磷得以大量吸收到细菌细胞中,再随剩余污泥排出系统,从而实现磷的去除。
2.生物法除磷特点生物除磷是一种较为经济的除磷技术[5],该方法在合适条件下,可去除污水中90%的磷,现在多用于城市污水处理厂磷含量低的情况。
其特点如下:(1)生物法除磷对废水中有机物浓度(BOD)依赖性强。
进水的BOD5/TP 比值大小,将影响除磷效果。
一般认为,若要使出水中的磷含量控制在 1.0mg·L-1 以下,进水中的BOD/TP 应控制在20~30[6]。
因此,生物除磷及脱氮工艺适合处理中高BOD5(≥200 mg·L-1)的污水。
(2)生物处理效果受环境温度、pH、溶解氧等因素的影响。
生物除磷适于在中性和微碱性条件下进行。
(3)泥龄长短对除磷脱氮效果亦有直接影响,因而生物处理部分应及时排泥,否则厌氧菌会分解污泥中的聚磷,导致磷的二次释放。
3.现代生物除磷技术自20 世纪60 年代中期以来,人工湿地除磷技术不断发展并得到推广应用。
人工湿地是指通过选择一定的地理位置与地形,并模拟天然湿地的结构与功能,根据人们的需要人为设计与建设的湿地。
人工湿地是一个自适应的系统,其中水体、基质、水生植物和微生物是构成人工湿地污水处理系统的4个基本要素,其除污的原理主要是利用湿地的基质、水生植物和微生物之间的相互作用,通过一系列物理、化学以及生物作用的途径净化污水。