城市污水的除磷技術(shù)分析

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化程度的不斷提高，富含氮磷的生活污水以及含有農(nóng)藥化肥殘留的農(nóng)業(yè)污水量越來(lái)越高，導(dǎo)致含有大量營(yíng)養(yǎng)成分的廢水排入封閉性水域，給受納水體造成危害。目前，我國(guó)水體特別是內(nèi)陸湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。所以，加強(qiáng)污水中磷的處理，嚴(yán)格控制排放出水中磷的含量，就顯得尤為重要。國(guó)內(nèi)外對(duì)廢水中磷的去除研究不是太多，已有的除磷工藝各有優(yōu)劣。本文通過(guò)對(duì)各種除磷技術(shù)進(jìn)行分析，比較各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出今后除磷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過(guò)程。

1物化除磷法

物化除磷方法主要利用沉淀、結(jié)晶、吸附等物理化學(xué)反應(yīng)，使廢水中的磷轉(zhuǎn)化為不溶性的磷酸鹽沉淀從而去除。

1.1化學(xué)凝聚沉淀法

化學(xué)凝聚沉淀法主要是將易溶于水的某些金屬鹽投入水中，金屬離子與磷反應(yīng)生成一種難溶性鹽與水體分離，以此除去水中的磷。磷的去除率在75%左右[1-3]，處理效果穩(wěn)定，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，易于自動(dòng)化，抗沖擊性強(qiáng)，對(duì)管理人員的要求不是很高。因此，它成為目前應(yīng)用普遍的除磷方法。但由于人為投加了化學(xué)藥劑，造成水處理費(fèi)用的增高，并產(chǎn)生大量的污泥，且難于處理;如果填埋，則需要較大場(chǎng)地;如果焚燒則費(fèi)用很高。上海的白龍港污水處理廠一期工程(旱季120萬(wàn)m3˙d-1，雨季188.8萬(wàn)m3˙d-1)[4]和竹園第一污水處理廠(旱季170萬(wàn)m3˙d-1，雨季426.1萬(wàn)m3˙d-1)[5]即采用化學(xué)凝聚沉淀除磷作為強(qiáng)化一級(jí)處理。

1.2離子交換法

離子交換法是利用多孔性的陰離子交換樹脂，選擇性地吸收去除污水中的磷去除磷[6]。但是存在著一系列問(wèn)題，比如樹脂藥物易中毒、交換容量低和選擇性差等，因而這種方法難以得到實(shí)際應(yīng)用。

1.3吸附法除磷

吸附法主要是利用某些多孔或大比表面的固體物質(zhì)對(duì)水中磷酸根離子的吸附親和力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的除磷過(guò)程。制備適用的高效吸附劑是吸附法除磷的關(guān)鍵，已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)天然材料和爐渣的吸附脫磷性能進(jìn)行了研究[7]。趙桂瑜等[8]利用天然沸石復(fù)合吸附劑處理含磷廢水，效果較好。吸附法除磷作為一種從低濃度溶液中去除特定溶質(zhì)的高效低耗方法，特別適用于廢水中有害物質(zhì)的去除。在利用藥品進(jìn)行飽和吸附劑再生過(guò)程中，可能會(huì)造成污水，不能直接排放，在應(yīng)用上存在困難。

1.4結(jié)晶法除磷

主要是利用污水中磷酸根離子與鈣離子以及氫氧根離子反應(yīng)生成堿式磷酸鈣(羥基鈣磷灰石)[Ca5(OH)(PO4)3]的晶析現(xiàn)象。在作為晶核的除磷劑上析出羥基鈣磷灰石，從而達(dá)到除磷目的[9-10]。一般采用磷礦石作為除磷劑，也有研究采用多孔材料作為載體，在其表面培養(yǎng)羥基鈣磷灰石作為晶核[11]。該法處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥量比化學(xué)沉淀法少得多，且析出的羥基鈣磷灰石可用于磷的回收，占地面積小，易于控制;但結(jié)晶法要求進(jìn)水呈堿性(pH>8)，且需一定的鈣離子濃度，而且當(dāng)污水中存在大量有機(jī)物時(shí)，易造成除磷劑的失效。所以該方法作為含磷廢水的深度處理方法是可行的。

綜上所述，物化除磷的幾種方法的系統(tǒng)操作較為簡(jiǎn)單，易于控制，但是均存在著各種問(wèn)題，導(dǎo)致單獨(dú)使用物化法除磷的應(yīng)用上有困難。但是物化除磷法作為初級(jí)處理或是深度處理是可行的，可以與生物除磷技術(shù)相結(jié)合。

2生物除磷技術(shù)

生物除磷技術(shù)主要是利用微生物的作用，使廢水中磷轉(zhuǎn)化到微生物體內(nèi)，通過(guò)污泥的排放完成磷的去除。

2.1污水生物除磷機(jī)理

污水生物除磷是利用聚磷菌的超量磷吸收現(xiàn)象。聚磷菌一旦處于厭氧條件下，它會(huì)釋放出在好氧條件下吸收的磷。然后進(jìn)入好氧區(qū)后，聚磷菌即可將積貯的PHB好氧分解，釋放出的大量能量可供聚磷菌生長(zhǎng)繁殖。當(dāng)環(huán)境中有溶解磷存在時(shí)，一部分能量可供聚磷菌主動(dòng)吸收磷酸鹽，并以聚磷的形式積貯在體內(nèi)。此時(shí)對(duì)磷的積累作用超過(guò)微生物正常生長(zhǎng)所需的磷量，可見(jiàn)微生物在好氧條件下吸收的磷大大超過(guò)了在厭氧條件下釋放的磷。由于系統(tǒng)經(jīng)常排放剩余污泥，被細(xì)菌過(guò)量攝取的磷也將隨之排出系統(tǒng)，因而可獲得較好的除磷效果。

2.2污水生物除磷工藝

生物除磷技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，并已逐步在污水除磷處理工藝中得到應(yīng)用，目前常用于工程實(shí)踐的工藝有：A/O、A2/O、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、UCT、改良型UCT、SBR、Phostrip工藝以及氧化溝工藝。生物除磷工藝表現(xiàn)出除磷效果好，并能改進(jìn)污泥沉降性能，減少活性污泥膨脹現(xiàn)象等突出的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.1A/O工藝

A/O工藝是最基本的生物除磷工藝，微生物先進(jìn)入A/O法的A段，處于厭氧或兼氧環(huán)境中，積存于體內(nèi)的多聚磷酸鹽就會(huì)釋放到水體中去。然后進(jìn)入A/O法的O段，處于好氧環(huán)境，此時(shí)微生物吸收污水中大量可溶性磷酸鹽，并在體內(nèi)合成多聚磷酸鹽而積累起來(lái)。含磷污泥一部分就以剩余污泥的形式排出，另一部分則回流至A段重新進(jìn)入放磷與聚磷的循環(huán)過(guò)程。

A/O法除磷工藝流程簡(jiǎn)單，不需要投加化學(xué)藥品，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用均較低。存在的問(wèn)題是脫磷效果決定于剩余污泥排放量，而且要求進(jìn)水中磷與BOD之比較低。否則由于BOD負(fù)荷較低，剩余污泥量較少，因而較難以達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)行效果。用該工藝磷的去除率在75%左右，出水含磷約1mg˙L-1或略低，很難進(jìn)一步提高[12-14]。