含磷廢水處理設(shè)備技術(shù)

目前，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象備受人們關(guān)注，它所導(dǎo)致的水質(zhì)惡化嚴(yán)重影響了人們的生產(chǎn)和生活。富營(yíng)養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河流等緩流水體，引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧下降，水質(zhì)惡化，魚類及其它生物大量死亡的現(xiàn)象。富營(yíng)養(yǎng)化水體中磷的來(lái)源主要包括外部(農(nóng)業(yè)施肥、含磷工業(yè)廢水不達(dá)標(biāo)排放等)進(jìn)入水體的磷，以及水體內(nèi)部自身底泥沉積物釋放出的磷。其中，外源污染是磷的主要來(lái)源，湖泊、水庫(kù)、河流中的磷80%來(lái)自于污水排放。含磷廢水處理設(shè)備技術(shù)

磷通常以低濃度磷酸鹽形式存在于廢水中，包括有機(jī)磷酸鹽、無(wú)機(jī)磷酸鹽(主要是正磷酸鹽)和聚磷酸鹽，其中以正磷酸鹽和聚磷酸鹽為主要形態(tài)。當(dāng)然，廢水來(lái)源不同，各種形式的磷含量也不同。典型的生活污水中總磷含量在3～15 mg·L-1(以磷計(jì));

在新鮮的原生活污水中，磷酸鹽(以磷計(jì))的分配大致如下：正磷酸鹽5 mg·L-1，三聚磷酸鹽3 mg·L-1，焦磷酸鹽l mg·L-1 以及有機(jī)磷

研究表明，磷是多數(shù)水體富營(yíng)養(yǎng)化的控制性因素，因此控制磷的濃度尤為重要，污水廠出水中的磷含量必須達(dá)標(biāo)才能排放。我國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996) 的一標(biāo)準(zhǔn)為磷酸鹽(以P計(jì))≤0.5 mg·L-1，二標(biāo)準(zhǔn)磷酸鹽(以P 計(jì)) ≤1.0 mg·L-1。因而，進(jìn)一步深入研究廢水除磷技術(shù)，控制磷的排放，已成為一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。同時(shí)由于農(nóng)業(yè)化肥使用的需求，天然磷資源在不斷的減少，所以，深度處理對(duì)磷的回收利用也是未來(lái)人們?yōu)殛P(guān)切的大問(wèn)題。

含磷廢水的處理方法

在含磷廢水處理技術(shù)中，人們采用了各種工藝來(lái)除磷，主要包括生物法、化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法等以及這些方法的綜合運(yùn)用。所有的除磷技術(shù)都是利用磷的循環(huán)轉(zhuǎn)化過(guò)程，使廢水中的磷轉(zhuǎn)化為不溶性的磷酸鹽沉淀，或利用結(jié)晶和吸附作用，或利用細(xì)胞合成將磷吸收到污泥細(xì)胞中的過(guò)程，然后再通過(guò)沉淀、過(guò)濾等分離手段將這些固體同水體分開(kāi)，從而將磷從污水中去除。

1.1 生物法

1.1.1 生物法除磷原理

生物除磷技術(shù)于80 年代在歐洲得到了廣泛的使用。它是一種利用微生物的生理活動(dòng)(新陳代謝)，將磷從污水中轉(zhuǎn)移到污泥細(xì)胞中，從而排出處理系統(tǒng)的除磷技術(shù);其除磷原理是基于聚磷菌在厭氧條件下釋放磷及在好氧條件下過(guò)剩攝取磷的原理，通過(guò)好氧- 厭氧的交替運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)除磷的方法。其中，具體的生物除磷過(guò)程為：在厭氧條件下，兼性細(xì)菌聚磷菌受到抑制，它必須吸收污水中的有機(jī)碳源(溶解性BOD 的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物，即低分子揮發(fā)性有機(jī)酸(VFAs))來(lái)維持生存，并在細(xì)胞內(nèi)將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)碳能源儲(chǔ)存物聚-β- 羥基丁酸酯(PHB)/聚羥基戊酸(PHV)貯存起來(lái)，該過(guò)程所需的能量正是來(lái)自于聚磷的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解，從而完成磷的厭氧釋放。而在好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復(fù)， 它利用PHB/PHV 的氧化代謝產(chǎn)生的能量吸收超出自身生長(zhǎng)所需的幾倍的磷，并以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存。有關(guān)資料顯示，在好氧條件下吸收的磷是厭氧條件下放出磷的11 倍之多，因此水體中的磷得以大量吸收到細(xì)菌細(xì)胞中，再隨剩余污泥排出系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)磷的去除。

1.1.2 生物法除磷特點(diǎn)

生物除磷是一種較為經(jīng)濟(jì)的除磷技術(shù)，該方法在合適條件下，可去除污水中90%的磷，現(xiàn)在多用于城市污水處理廠磷含量低的情況。其特點(diǎn)如下：

(1)生物法除磷對(duì)廢水中有機(jī)物濃度(BOD)依賴性強(qiáng)。進(jìn)水的BOD5/TP 比值大小，將影響除磷效果。一般認(rèn)為，若要使出水中的磷含量控制在1.0mg·L-1 以下，進(jìn)水中的BOD/TP 應(yīng)控制在20～30。因此，生物除磷及脫氮工藝適合處理中高BOD5(≥200 mg·L-1)的污水。

(2)生物處理效果受環(huán)境溫度、pH、溶解氧等因素的影響。生物除磷適于在中性和微堿性條件下進(jìn)行。

(3)泥齡長(zhǎng)短對(duì)除磷脫氮效果亦有直接影響，因而生物處理部分應(yīng)及時(shí)排泥，否則厭氧菌會(huì)分解污泥中的聚磷，導(dǎo)致磷的二次釋放。

1.1.3 生物法除磷研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，增強(qiáng)生物除磷工藝(Enhanced biologicalphosphorus removal，EBPR) 由于其持續(xù)有效的特點(diǎn)成為生物除磷的一個(gè)熱點(diǎn)。一般認(rèn)為EBPR 需要*佳的厭氧水力停留時(shí)間來(lái)獲得穩(wěn)定的磷去除率。

M Vargas 等[7]為了測(cè)試EBPR 能否在持續(xù)有氧環(huán)境中用丙酸鹽作為*一的碳源，進(jìn)行了持續(xù)有氧條件下的EBPR-SBR 實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，系統(tǒng)處于有氧環(huán)境46 d 后，聚磷菌所占比例由70%只下降到了50%，再將系統(tǒng)恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)的厭氧-好氧條件下，聚磷菌所占比例又上升到了72%。在研究的整個(gè)過(guò)程中，聚磷菌始終處于主導(dǎo)地位，能保持穩(wěn)定的磷去除率。從而得出，使用丙酸鹽作為碳源可以在一定的有氧條件下保持聚磷菌的存活狀態(tài)。M Pijuan 等的研究表明在持續(xù)好氧作用下，污泥中聚磷菌(PAO)會(huì)增加。使用乙酸鹽作為有機(jī)碳源的SBR 反應(yīng)器中，也觀察到了上述現(xiàn)象。但是，實(shí)驗(yàn)只在*初4 d 有較好的磷去除率，這表明了所測(cè)試的有氧SBR 條件不會(huì)提供穩(wěn)定的磷去除率。由于乙酸和丙酸是污水中常見(jiàn)的2 種有機(jī)酸，Chen 等[9]的研究顯示，適當(dāng)提高污水中的丙酸含量，可以使污水中磷的去除率從72%左右提高到近90%。但是，進(jìn)一步的研究表明，當(dāng)污水中的丙酸含量增加時(shí)，微生物的馴化對(duì)生物處理系統(tǒng)中的各種物質(zhì)的代謝和磷的去除率會(huì)產(chǎn)生明顯影響。

Ahn 等提出了一種新的在有氧SBR 環(huán)境下除磷的方法，即將添加碳源同添加磷酸鹽暫時(shí)分離。作者的研究結(jié)果表明，這種方法可使磷的質(zhì)量濃度從*初的10～12 mg·L-1 下降到小于0.1 mg·L-1，而且這種新的操作還適用于低COD 濃度的廢水。

總之，生物除磷技術(shù)能對(duì)原有廢水生化處理設(shè)備進(jìn)行合理利用，同時(shí)能去除有機(jī)物，運(yùn)行費(fèi)用較低;其缺點(diǎn)是工藝運(yùn)行穩(wěn)定性差，除磷的效率隨進(jìn)水水質(zhì)(酸堿度、有機(jī)物濃度、磷含量)及邊界條件(溫度等)的變化波動(dòng)性很大，不能進(jìn)行磷回收，很多情況下，出水很難滿足磷的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此需要添加化學(xué)除磷技術(shù)作輔助處理。