污水除磷技术详解

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一项环境保护的***知识——污水除磷技术。

一、水化学除磷工艺

1、传统污水化学除磷工艺

化学除磷的基本原理是通过投加化学试剂形成不溶性的磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离将磷从污水中除去。固液分离可单独进行，也可以与初沉污泥和二沉污泥的排放相结合。按照工艺流程中化学试剂投加点的不间，磷酸盐沉淀工艺可以分成前置沉淀、协同沉淀和后置沉淀三种类型。前置沉淀的药剂投加点是原污水，形成的沉淀物与初沉污泥一起排出。协间沉淀的药剂投加点包括初沉出水、曝气池以及二沉池以前的其他点位，形成的沉淀物与剩余污泥一起排出。后置沉淀的药剂投加点在二级生物处理之后，形成的沉淀物通过另设的固液分离装置（澄清池成滤池）进行分离。

可用于化学除磷的金属盐有n种：铝盐（巯酸铝、铝酸钠）、钙盐和铁盐（三氯化铁、 硫酸铁、硫酸亚铁和氧化亚铁）。化学法除磷，也可称混凝沉淀除磷技术，污水中的磷酸盐能和以h物质生成不溶性的沉淀物而被去除。化学法除磷过程中发生的化学反应如下：

化学法的特点是磷的去除率髙，处理结果稳定，污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷而造成二次污染，但污泥产量大。

此外，也可以采用石灰或者钢铁工业的酸洗废液。在选用化学药剂时，主要应当考虑价格、污泥产生置、安全和装置的维护等。由于石灰法除磷的药剂投加设备费用和运行维护费用相当高，20世纪80年代以后已经很少使用。从安全角度看，选用硫酸铝更伴,_因为尽管这些药剂都有腐蚀性，但程度不同。酸洗废液和三氯化铁的腐蚀性强，能够伤害人体，并对钢铁、混凝土材料产生严重的腐蚀。从处理费用的角度看，如果酸洗废液的来源可靠，杂质含量能够满足后续工艺的运行条件以及出水、污泥纯度的要求，那么，通过以废治废，就可以大幅度地降低除磷费用。由于疏酸铝产生的污泥相当难以处理，因而需要设置污泥综合处理设施（浓缩、消化和脱水）的污水处理厂不宜采用。总之，药剂的选用，需要考虑多方面的因索后才能得到满意的结果。

污水化学除磷需要一些相关设施.包括药剂的储存库房、药剂的溶解与投加系统、药剂加人置控制系统、药剂混合与絮凝单元以及澄清池等部分。只有充分优化相关单元的操作条件，才能达到预期的化学除磷效果。

2、弗斯特利普除磷工艺

弗斯特利普（Phostrip)除磷工艺，又名侧流工艺，由Levin于1965年首先提出，是一 种将生物除磷与化学除磷方法相结合的工艺（工艺流程见下图)。该工艺采用石灰为化学 除磷的沉淀剂，剩余污泥中含有大量的Ca3(P04)2。

与其他除磷工艺相比，Phostrip除磷工艺的优势是操作灵活、适应性强、能够保证出水很低的总磷浓度。例如，当原污水的VFA/TP比值较低时，由于有效厌氧释磷量和剩余泥产生量均不足，好氧除磷效率不高，这时候，可以增大药剂的投加量，以保证出水达标排放，而当生物除磷率很高时，又可以及时地减少投药量，避免不必要的浪费。试验表明，其石灰用一般介于21~31.8 [mgCa(OH>2/m3污水]，是比较低的。第二，剩余污泥中含磷量约为2.1%~7.1％，是比较低的，可以充作肥料。第三，本工艺的SVI值低于100，污泥易于沉淀、浓缩和脱水、肥分高，丝状菌难于增殖，污泥不膨胀。但是，该工艺也有—些劣势：

（1）Phostrip工艺的流程复杂，石灰储存和预备系统的问题也较多，维护、运行和管理的要求也较高，因而基建投资和运行费用均比较髙。

（2）沉淀池的底部可能形成缺氧环境而产生磷释放的现象，应当及时排放和回流含揉污泥。

二、污水除磷生物处理技术

当过量的含磷废水排入不外流的水体、湖泊或内陆海水时，会造成水体富营养化，造成生态的污染。生物除磷的原理是利用聚磷菌，在经过厌氧段的释磷后，能够在好氧段超过其生理需要的吸收磷，并将其以聚合磷的形式储存在体内，形成聚磷污泥，并通过污泥的排放达到从污水中除磷的目的。

                   生物除磷原理示意图

1、作用机理：

（1）厌氧释磷：在厌氧段，有机物通过微生物的发酵作用产生挥发性脂肪酸(VFAs)，聚磷菌(PAO)通过分解体内的聚磷和糖原产生能量，将VFAs摄入细胞，转化为聚β羟基丁酸(PHB)或PHV等内贮物，其所需的能量来自聚磷酸盐的水解，并将磷以正磷酸盐的形式释放到污水中。

（2）好氧吸磷：在好氧段，以PHB形式贮存的的碳源物质氧化，同时释放的能量被聚磷微生物利用从污水中吸收过量的正磷酸盐，以合成新的细胞，形成富磷污泥。

（3）通过排放高含磷的剩余污泥将磷从系统中除去。

2、生物除磷的影响因素

（1）溶解氧：厌氧池内：0.2mg/L ; 好氧池内：2mg/L。

（2）污泥龄：剩余污泥对脱磷效果有很大影响，泥龄短的系统产生的剩余污泥多，可以取得较好的除磷效果，一般3.5到7天；

（3）温度：5~30C；

（4）pH值：6~8。

（5）BOD5负荷：BOD/TP > 20；小分子易降解的有机物诱导磷的释放的能力更强；磷的释放越充分，磷的摄取量也越大。

（6）硝态氮：硝酸盐应小于2mg/L，否则抑制聚磷菌的释磷和摄磷能力及PHB合成能力；当COD/TKN 10，硝酸盐的影响就减弱了。

（7）氧化还原电位：好氧区的ORP: + 40~50mV；缺氧区的ORP: -160~ 5mV

3、应用范例：

（1）A/O生物除磷工艺

A/O工艺(anaerobic/oxic)是厌氧/好氧工艺，工艺简单，水不内循环，比较与生物脱N的A/O工艺异同，是直接根据生物除磷的基本原理出发而设计出来的一个工艺。

A、其中个部分的主要功能如下：

厌氧池：释放P, 有机物厌氧分解；

曝气池：吸收P, 去除BOD；

沉淀池：泥水分离。

    B、特点效果：

水力停留时间为3~6hr。

曝气池内的污泥浓度一般在2700~3000mg/l。

磷的去除效果好（90%以上），出水中磷的含量低于1mg/l。

污泥中的磷含量约为4%，肥效好。

污泥的SVI（污泥体积指数）小于100，易沉淀，不易膨胀。

（2）0Phostrip生物除磷工艺

              Phostrip生物除磷工艺

A、流程说明：

a、含磷污水进入曝气池，同步进入曝气池的还有由除磷池回流的已释放磷但含有聚磷菌的污泥。曝气池的功能是：使聚磷菌过量地摄取磷，去除有机物，还可能出现硝化作用。

b、从曝气池流出的混合液(污泥含磷，污水已经除磷)进入沉淀池(Ⅰ)，在这里进行泥水分离，含磷污泥沉淀，已除磷的上清液作为处理水而排放。

c、含磷污泥进人除磷池，除磷池应保持厌氧状态，含磷污泥在这里释放磷，并投加冲洗水，使磷充分释放。已释放磷的污泥沉于池底，并回流曝气池，再次用于吸收污水中的磷。含磷上清液从上部流出进入混合池。

d、含磷上清液进人混合池，同步向混合池投加石灰乳，经混合后进入搅拌反应池，使磷与石灰反应，形成磷酸钙(Ca3(P04)2)固体物质。用化学法除磷。

e、沉淀池(Ⅱ)为混凝沉淀池，经过混凝反应形成的磷酸钙固体物质在这里与上清液分离。已除磷的上清液回流曝气池，而含有大量(Ca3(P04)2)的污泥排出，这种含有高浓度PO4的污泥宜于充作肥料.

B、特点效果：

a、除磷效果好, 除磷稳定, 一般出水磷浓度达到1mg/L以下, 但是没有脱氮的功能。

b、污泥含磷率高, 可以作为肥料使用。

c、工艺流程复杂, 管理难度高, 需氧投加石灰, 基建和运行费用较大。

衡美水处理专注水处理设备生产研发十五年，为您量身定制水处理解决方案！