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關(guān)于水體中的磷和除磷技術(shù),你該知道的有哪些

更新時間:2022-07-28      點擊次數(shù):1801

水體中的過量磷主要來源于肥料、農(nóng)業(yè)廢棄物和城市污水。有關(guān)資料說明,在過去的15年內(nèi)地表水的磷酸鹽含量增加了25倍,在美國進入水體的磷酸鹽有60%是來自城市污水。在城市污水中磷酸鹽的主要來源是洗滌劑,它除了引起水體富營養(yǎng)化以外,還使許多水體產(chǎn)生大量泡沫。水體中過量的磷,一方面來自外來的工業(yè)廢水和生活污水;另一方面還有其內(nèi)源作用,即水體中的底泥在還原狀態(tài)下會釋放磷酸鹽,從而增加磷的含量,特別是在一些因硝酸鹽引起的富營養(yǎng)化的湖泊中,城市污水的排入使之更加復(fù)雜化,會使該系統(tǒng)迅速惡化,即使停止加入磷酸鹽,問題也不會解決。

這是因為多年來在底部沉積了大量的富含磷酸鹽的沉淀物,它由于不溶性的鐵鹽保護層作用通常是不會參與混合的。但是,當?shù)讓铀趿康投幱谶€原狀態(tài)時(通常在夏季分層時出現(xiàn)),保護層消失,從而使磷酸鹽釋入水中所致。  

磷在污水中存在的方式包括有機磷和無機磷。有機磷主要存在于各類微生物機體及動物排泄物中,無機磷包括磷酸鹽、聚磷酸鹽等,主要以各類磷酸根離子存在。

除磷指去除污水中的磷。磷在污水中具有以固體形態(tài)和溶解形態(tài)互相循環(huán)轉(zhuǎn)化的性能,污水除磷就是以磷的這種性能為基礎(chǔ)而開發(fā)的。

目前主流的污水除磷技術(shù)有:使磷成為不溶性的固體沉淀物,從污水中分離出去的化學(xué)除磷法;使磷以溶解態(tài)為微生物所攝取,與微生物成為一體,并隨同微生物從污水中分離出去的生物除磷法。根據(jù)磷在廢水中不同的存在方式,應(yīng)采用不同的除磷技術(shù)。

 

化學(xué)沉淀法除磷

化學(xué)沉淀法是向污水中投加藥劑,使水中磷酸離子生成難溶性的鹽,形成絮凝體與水分離,從而去除污水中所含磷的一種物理化學(xué)方法。根據(jù)使用的藥劑可分為石灰沉淀法和金屬鹽沉淀法兩種。這兩種處理方法的比較如下表所示。

比較項目

石灰沉淀法

金屬鹽沉淀法

混凝劑的必要投加量

根據(jù)堿度,將PH值調(diào)至一定值所需混凝劑量

按與磷的物質(zhì)的量比

從沉淀物中再生混凝劑

可以

不可以

污泥產(chǎn)生量

污泥處理 處置

容易

困難

處理水中的溶解鹽

不增加

增加

適宜的PH值范圍

10

6~8

處理效率

一般

適用的處理規(guī)模

所有規(guī)模

其他

同時進行氨的解吸是經(jīng)濟的,但會生成水垢

投加的藥劑對生物處理有利

 

結(jié)晶法除磷

結(jié)晶法除磷就是使溶液呈堿性并含有適量Ca2+的含磷廢水以一定流態(tài)通過填料結(jié)晶床。該填料結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與羥基磷酸鈣相似,它破壞溶液中離子的亞穩(wěn)態(tài),形成羥基磷酸鈣在填料顆粒表面結(jié)晶,從而達到除磷目的。結(jié)晶床填料應(yīng)具有特定的吸附與其本身結(jié)構(gòu)類似成分的特性,而使水中的Ca2+、OH-、PO43。在填料顆粒表面富集,形成局部濃度增高,其離子積大于溶度積,從而產(chǎn)生結(jié)晶沉淀。 

結(jié)晶法除磷具有處理效率好、污泥產(chǎn)量少、操作簡單、適用范圍廣等優(yōu)點,通常應(yīng)用于深度處理城市生活污水廠的二級出水;可以和混凝法聯(lián)用處理高濃度工業(yè)含磷廢水;可以用于去除污泥消化池中具有較高磷濃度的上清液等。

污水生物除磷

 1.基本原理

污水中磷的轉(zhuǎn)化過程主要是有機磷轉(zhuǎn)化為無機磷的過程。有機磷結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,但它們一般都帶有易斷裂的PO、PS雙鍵,偏聚磷酸鹽主要包括焦磷酸鹽 (Na4P2O7)、三聚磷酸鹽(Na5P3O10)等,在厭氧條件下,它們都可被生物酶水解,終生成無機磷酸鹽。在好氧條件下,大分子有機物被氧化生成CO2,隨之,存在于其中的有機磷也會被氧化為無機磷酸鹽。這樣,通過厭氧水解和好氧氧化,污水中的有機磷基本上已*轉(zhuǎn)化為無機磷酸鹽,供微生物體合成自身細胞所用而被去除。

對于市政污水而言,有機磷一般在污水管網(wǎng)中已有部分轉(zhuǎn)化為無機磷酸鹽,在污水處理廠的厭氧段,有機磷進一步轉(zhuǎn)化為無機磷。

2.生物除磷的基本過程

活性污泥法處理污水時,將活性污泥交替在厭氧和好氧狀態(tài)下運行,能使過量積聚磷酸鹽的積磷菌占優(yōu)勢生長,使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中積磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷,在好氧狀態(tài)下過量地攝取磷。經(jīng)過排放富磷剩余污泥,其結(jié)果與普通活性污泥法相比,可去除污水中更多的磷。

除磷菌的過量攝取磷

好氧條件下,除磷菌利用廢水中的BOD5或體內(nèi)貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,一部分磷被用來合成ATP,另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內(nèi)。

除磷菌的磷釋放

在厭氧條件下,除磷菌能分解體內(nèi)的聚磷酸鹽而產(chǎn)生ATP,并利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內(nèi),以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存于細胞內(nèi),同時還將分解聚磷酸鹽所產(chǎn)生的磷酸排出體外。

富磷污泥的排放

在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多,廢水生物除磷工藝是利用除磷菌的這一過程,將多余剩余污泥排出系統(tǒng)而達到除磷的目的。