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污水除磷的處理方法

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污水除磷的處理方法

污水除磷的處理方法范文第1篇

關(guān)鍵詞:污水除磷、化學(xué)除磷、處理技術(shù)

中圖分類號(hào):K826文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A

一、前言

水體富營(yíng)養(yǎng)化大多由于水體中磷的含量過(guò)高,水中藻類與浮游植物會(huì)在水體富營(yíng)養(yǎng)化的環(huán)境下迅速繁殖,從而導(dǎo)致水體中的溶解氧的含量大幅降低,水質(zhì)嚴(yán)重受到影響,水體中魚(yú)類及其它的的生物的因生長(zhǎng)環(huán)境發(fā)生改變而大量死亡。水體中的營(yíng)養(yǎng)會(huì)在水體富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生時(shí)被水生生物吸收,然而當(dāng)這些水生生物死亡后其尸體腐爛過(guò)程中又會(huì)產(chǎn)生新的營(yíng)養(yǎng)素被微生物利用,以此循環(huán)往復(fù),水體富營(yíng)養(yǎng)化會(huì)不斷惡化,因此必須重視水污染后的治理。

二、污水除磷技術(shù)的現(xiàn)狀

磷的濃度越高水體富營(yíng)養(yǎng)化的惡化程度就越嚴(yán)重,無(wú)論是在靜止的還是在流動(dòng)的水體中都表現(xiàn)得非常明顯。眾所周知,水體富營(yíng)養(yǎng)化的的危害是當(dāng)前人類面臨的一大環(huán)境問(wèn)題。要解決水體富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題關(guān)鍵是找到問(wèn)題產(chǎn)生的原因,據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn),城市污水中磷的含量過(guò)高占流入地表總的含磷量的34%。因此降低城市污水中磷的含量是防止水體富營(yíng)養(yǎng)化加劇的關(guān)鍵。磷的性質(zhì)與氮、硫不同,因此磷多數(shù)以化合物的形式被排放,因此,目前污水除磷的方法主要是化學(xué)除磷、物理除磷、生物除磷。

除磷技術(shù)從上世紀(jì)60開(kāi)始發(fā)展,出現(xiàn)了規(guī)模較大的污水處理廠,其中一些相應(yīng)的技術(shù)在國(guó)際和國(guó)內(nèi)都取得了一些成果,并有效的應(yīng)用于城市污水處理。除磷的方法根據(jù)其工作原理的不同可分為以下三種:化學(xué)除磷、物理除磷、生物除磷。

化學(xué)除磷或化學(xué)輔助生物除磷在國(guó)外得到了較為廣泛的應(yīng)用。其中,美國(guó)五大湖地區(qū)對(duì)磷的排放有非常嚴(yán)格的要求。污水處理廠在該地區(qū)主要采用化學(xué)除磷和生物輔助化學(xué)除磷,這兩種措施在該地區(qū)廣泛應(yīng)用;而在丹麥則是以生物除磷為主化學(xué)除磷為輔;也有以化學(xué)除磷為主的地區(qū),如瑞典。生物除磷沒(méi)有被污水處理廠廣泛采用。

三、化學(xué)除磷處理技術(shù)

化學(xué)除磷具有較多的優(yōu)點(diǎn),主要包括:除磷效率高,技術(shù)資料和文獻(xiàn)較為完整,進(jìn)水磷濃度和出水要求決定著藥劑投入量,除磷控制操作過(guò)程簡(jiǎn)單易行,鐵鹽的來(lái)源可以是鋼鐵廠酸洗廢液,從而很大程度上降低了藥劑費(fèi)用,與此同時(shí)除磷過(guò)程中還可以有效除去各種重金屬,采用石灰作混凝劑時(shí),石灰投量取決于進(jìn)水堿度,通過(guò)pH控制,而不取決于磷濃度,初沉池為投藥點(diǎn),能夠有效降低二級(jí)處理過(guò)程中的有機(jī)物負(fù)荷,污水處理廠投資較少,改造過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單。

1、結(jié)晶除磷技術(shù)

結(jié)晶法除磷技術(shù)是一種實(shí)用的結(jié)晶沉淀法,主要通過(guò)向已投加鈣鹽的污水中添加一種結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)與難容磷酸鹽的固體顆粒,破壞溶液的亞穩(wěn)態(tài)。通過(guò)結(jié)晶沉淀過(guò)程實(shí)現(xiàn)除磷目的。磷離子與水中的鈣離子結(jié)合形成磷酸鈣,當(dāng)水體成堿性時(shí),磷石灰隨堿性的升高而降低,因此,升高污水的pH值,使處于亞穩(wěn)態(tài)的磷離子與晶體接觸,在晶體表面析出磷石灰,從而減低污水中磷的濃度。綜上污水中的pH值是結(jié)晶法除磷的主要影響因素。除此之外反應(yīng)器的除磷效果與結(jié)晶好壞也對(duì)除磷效果有影響。水力負(fù)荷是動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)的主要因素。生活污水二級(jí)處理時(shí),采用曝氣吹脫C02,使污水pH值到8左右,防止結(jié)晶床的CaC03的結(jié)垢,使出水磷濃度可以達(dá)到一級(jí)處理出水的標(biāo)準(zhǔn)。

2、化學(xué)凝聚沉淀除磷技術(shù)

化學(xué)凝聚沉淀法是最早使用且目前使用最廣泛的一種除磷方法?;瘜W(xué)凝聚沉淀除磷的基本原理是利用化學(xué)藥劑的加入,使其生成不溶性磷酸鹽沉淀物,接著經(jīng)固液分離操作將沉淀物從污水中除去。磷的化學(xué)沉淀一般可以分為4步:沉淀反應(yīng)、凝聚作用、絮凝作用、固液分離。在一個(gè)混合單元內(nèi)進(jìn)行沉淀和凝聚反應(yīng),為了使沉淀劑在污水中能夠進(jìn)行快速有效地混合。目前被經(jīng)常使用的沉淀劑有鐵鹽(硫酸鐵、硫酸亞鐵硫酸鐵、氯化亞鐵、氯化鐵)、鈣鹽(石灰)、鋁鹽(聚合氯化鋁、硫酸鋁)以及當(dāng)前發(fā)展速度比較快的無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合型絮凝劑等。磷酸鹽沉淀通常被認(rèn)為是有配位基參加競(jìng)爭(zhēng)的電性中和沉淀,也就是通過(guò)磷酸根與鋁離子、鐵離子或鈣離子的化學(xué)反應(yīng)使之產(chǎn)生沉淀,并將其加以去除。如:鈣鹽除磷是在含有磷的污水中加入石灰,由于石灰的加入,污水中形成了氫氧根離子,污水pH值進(jìn)而升高,此外,污水中的磷和石灰中的鈣也發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成沉淀并將其除去。這種方法就是將水進(jìn)行了軟化,石灰的加入量只和污水的堿度有關(guān),與污水中的磷含量并無(wú)關(guān)系。其原因是:石灰法在使用的時(shí)候,必須將pH調(diào)到較高值時(shí)才可以將殘留的溶解磷濃度降低到一個(gè)較低的水平,然而污水堿度所使用的石灰量一般比生成磷酸鈣沉淀所使用的石灰量大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。石灰法除磷的投藥設(shè)施設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用較高,這一不足讓這種工藝在與其他常規(guī)污水除磷工藝比較時(shí)缺少了經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

3、吸附除磷技術(shù)

吸附法是物理除磷常用的方法,該方法主要是利用某些多孔或者較大比表面積的固體物質(zhì)對(duì)水體中磷酸根離子的親和力不同,從而實(shí)現(xiàn)污水除磷過(guò)程的方法。實(shí)現(xiàn)磷從污水中分離的過(guò)程,主要通過(guò)磷在吸附劑表面的物理吸附、表面沉淀、離子交換。采用吸附法還可以通過(guò)解離對(duì)磷進(jìn)行回收再利用。吸附法是除磷方法中工藝較為簡(jiǎn)單且能夠有效運(yùn)行的方法。吸附法能單獨(dú)使用也可以作為生物除磷法的補(bǔ)充。

天然吸附劑和合成吸附劑是除磷吸附劑的兩大種類。其中天然吸附劑主要包括:活性炭、粉煤灰、沸石、活性氧化鋁、鋼渣等等;合成吸附劑的推廣很大程度上擴(kuò)大了吸附材料的選擇范圍,多種金屬鹽化物及其鹽類都作為選擇材料被研究應(yīng)用于新型吸附劑。

4、化學(xué)輔助生物除磷技術(shù)

生物除磷是目前城市污水處理中應(yīng)用最多、最經(jīng)濟(jì)的除磷方式,然而生物除磷對(duì)進(jìn)水水質(zhì)及其他工藝參數(shù)敏感,工藝中除磷與脫氮也存在碳源、污泥齡等諸多矛盾,導(dǎo)致除磷的穩(wěn)定性較差。隨著國(guó)家對(duì)污水排放要求的提高,投加化學(xué)藥劑鐵鹽、鋁鹽輔助除磷被廣泛采用。南非、美國(guó)的一些污水廠也采取了生物為主化學(xué)為輔的除磷措施?;瘜W(xué)輔助除磷根據(jù)投加點(diǎn)的不同,分為前置除磷(生物處理之前投藥)、同步除磷(生物池投藥)、后置除磷。以生活污水為處理對(duì)象,考察同步除磷系統(tǒng)中,化學(xué)藥劑的投加對(duì)生物除磷的強(qiáng)化效果,以及化學(xué)藥劑對(duì)反應(yīng)過(guò)程和出水水質(zhì)的影響,初步探討化學(xué)輔助生物除磷的機(jī)理。在硫酸亞鐵、三氯化鐵、硫酸鋁中進(jìn)行生活污水化學(xué)除磷藥劑優(yōu)選,采用SBR反應(yīng)器進(jìn)行生活污水化學(xué)輔助生物除磷的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,三種化學(xué)除磷藥劑中,硫酸亞鐵的除磷效果最好,曝氣3h末按Fe/TP摩爾比1.5投加,可以使出水磷小于0.5mg幾,增強(qiáng)了出水磷達(dá)標(biāo)的穩(wěn)定性。投加硫酸亞鐵后,出水的電導(dǎo)率上升,pH略微下降,MLSS增加了5%,污泥的絮凝沉降性能更好,污泥的顏色偏黑。

四、結(jié)語(yǔ)

水體富營(yíng)養(yǎng)化可通過(guò)污水除磷得到有效防止,結(jié)晶法作為眾多污水化學(xué)除磷方法之一,該方法處理設(shè)備較為繁多,在資金不充足的境況下一般不易被使用?,F(xiàn)有條件下化學(xué)凝聚沉淀法比較容易實(shí)施,針對(duì)我國(guó)目前的狀況,這是值得推廣和應(yīng)用的方法之一。吸附劑性能是吸。附法的關(guān)鍵,很多吸附劑的研制主要體現(xiàn)在對(duì)天然材料進(jìn)行表面改性,但是對(duì)材料表面改性的工藝較為復(fù)雜,不適合大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用,所以,化學(xué)除磷技術(shù)需要進(jìn)一步研發(fā)與沉降泥渣這樣類似的在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)這兩個(gè)方面都滿意的除磷技術(shù)。

參考文獻(xiàn):

[1] 鄔劍平:《污水處理中化學(xué)除磷技術(shù)的應(yīng)用與研究》,《經(jīng)營(yíng)管理者》,2009年15期

污水除磷的處理方法范文第2篇

關(guān)鍵詞:污水除磷;除磷菌;生物化學(xué)協(xié)同除磷;磷回收

中圖分類號(hào) X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2016)07-84-03

污染物隨污水排入自然水體后,污染物的濃度會(huì)經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)與生物化學(xué)的作用而總量減少,受污染的水體會(huì)部分或完全恢復(fù)原狀,水體的這種能力被稱為自凈容量。當(dāng)排入水體的氮、磷及有機(jī)物等污染物超過(guò)其容納能力時(shí),受納水體就會(huì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化或者變黑發(fā)臭,使得水體中藻類等水生生物過(guò)度生長(zhǎng),進(jìn)而導(dǎo)致受納水體失去相應(yīng)功能。從2013年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)看,富營(yíng)養(yǎng)化依然是我國(guó)水環(huán)境,尤其是湖泊和水庫(kù)嚴(yán)重的污染問(wèn)題[1],有至少45%的國(guó)家重點(diǎn)湖泊和水庫(kù)受到了不同程度的污染,而總磷(Total phosphorus,TP)正是這些水體的主要污染指標(biāo)之一。另外,當(dāng)水中磷含量不足時(shí),藻類對(duì)磷的需求不能通過(guò)相關(guān)微生物來(lái)補(bǔ)充,因而藻類對(duì)磷的需求往往更為重要,磷對(duì)藻類生長(zhǎng)能力的限制性更為明顯,磷就成為了限制藻類瘋狂生長(zhǎng)的最關(guān)鍵因素。

磷是一種不可再生資源,其提取來(lái)源于磷礦石,主要通過(guò)化肥施用以及生物的代謝作用回到地殼中。經(jīng)預(yù)測(cè),按照現(xiàn)在的磷資源開(kāi)發(fā)速度,若干年后磷資源缺乏將會(huì)影響人類正常的生產(chǎn)生活,因此磷資源回收變得越來(lái)越重要。從污水處理中回收磷是一種“變廢為寶”的有效形式,既可以有效減輕水體富營(yíng)養(yǎng)化,又緩解了逐漸缺乏的磷資源。

1 污水除磷工藝與方法

1.1 介質(zhì)吸附法 介質(zhì)吸附法除磷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。吸附除磷的反應(yīng)過(guò)程包括吸附介質(zhì)的物理吸附、以離子交換為主要表現(xiàn)形式的化學(xué)吸附以及含磷顆粒在重力的作用下在吸附介質(zhì)表面的沉積過(guò)程。吸附劑主要分為天然吸附劑和人工合成吸附劑,天然吸附劑通常是通過(guò)物理吸附方式除磷,而人工合成的高效吸附劑在固體表面針對(duì)特定物質(zhì)或離子制造了特性吸附和離子交換層,主要通過(guò)化學(xué)吸附方式去除磷[2]。常用的天然吸附劑主要有粉煤灰、鋼渣、海泡石、沸石、膨潤(rùn)土以及凹凸棒石等。人工合成吸附材料針對(duì)的多種金屬的氧化物或其對(duì)應(yīng)的鹽類進(jìn)行研究,經(jīng)過(guò)測(cè)試,吸附劑的吸附除磷性能通常受反應(yīng)溫度、金屬鹽溶液的組成以及沉淀濾出物等因素的影響。吸附法除磷工藝較為簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠,但由于人工合成的吸附介質(zhì)通常價(jià)格昂貴,天然吸附劑又由于易老化導(dǎo)致吸附性能降低較快等原因,導(dǎo)致吸附法除磷很難投入到大規(guī)模的生產(chǎn)規(guī)模之中,因此通常作為生物除磷法的必要補(bǔ)充,也可以作為含磷量較低污水的單獨(dú)除磷手段。

1.2 化學(xué)沉淀法除磷 化學(xué)沉淀法除磷的原理是某些金屬陽(yáng)離子(Fe2+,F(xiàn)e3+和Al3+等)和磷酸根進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),可以生成不溶于水的沉淀,從而使化學(xué)反應(yīng)不斷向生成物方向進(jìn)行。其基本化學(xué)反應(yīng)式(以鋁鹽為例)如下:

再通過(guò)靜置沉淀或者過(guò)濾等方法使磷泥和污水分離,最終達(dá)到去除水體中磷的目的。按化學(xué)沉淀在污水處理流程的位置,可以將化學(xué)沉淀除磷分為預(yù)沉淀、同時(shí)沉淀以及后置沉淀。常用的化學(xué)混凝劑主要是價(jià)格較為便宜的鐵鹽、鋁鹽和石灰等。化學(xué)沉淀除磷具有操作簡(jiǎn)單、除磷效果好的優(yōu)點(diǎn),處理效率可達(dá)80%以上。但是直接投加藥劑除磷所用藥量較大,處理費(fèi)用較高,而且會(huì)產(chǎn)生大量的含磷化學(xué)污泥,若磷泥內(nèi)磷含量不夠高,不易回收其中的磷,造成磷泥無(wú)法處置進(jìn)而對(duì)環(huán)境二次污染的尷尬后果。

1.3 生物方法除磷

1.3.1 活性污泥除磷 活性污泥法除磷根據(jù)污泥中除磷菌不同而分為2種:第一種是由聚磷菌完成的生物除磷。在厭氧環(huán)境中,聚磷菌吸收溶解態(tài)的小分子脂肪酸等有機(jī)物形成生存所需的能量?jī)?chǔ)存物質(zhì)β-羥基丁酸(PHB),這一過(guò)程需要分解聚磷菌體內(nèi)的聚磷酸鹽的分解,分解過(guò)剩含磷物質(zhì)就會(huì)釋放到聚磷菌體外;在好氧環(huán)境中,聚磷菌會(huì)吸收污水中的磷酸鹽,分解體內(nèi)的PHB產(chǎn)生能量來(lái)供給新陳代謝,吸收的磷酸鹽在細(xì)菌體內(nèi)轉(zhuǎn)變成聚磷酸鹽,好氧池內(nèi)含有大量這種聚磷菌的污泥磷含量很高,成為富磷污泥。聚磷菌反復(fù)進(jìn)行上述循環(huán),同時(shí)將好氧池的富磷污泥選擇性排出或者采取措施將厭氧池含磷污水中的磷排出活性污泥系統(tǒng)即可去除污水中的磷。第二種是以反硝化除磷菌(DPBs)為主的生物處磷,在厭氧環(huán)境中,反硝化除磷菌分解體內(nèi)的聚磷酸鹽,合成大分子的聚β-羥基丁酸來(lái)儲(chǔ)存能量,細(xì)菌體內(nèi)過(guò)剩的磷酸鹽等含磷物質(zhì)被釋放到細(xì)菌體外;在缺氧環(huán)境中,反硝化除磷菌利用厭氧階段合成的聚β-羥基丁酸作為能源物質(zhì),同時(shí)將電子傳送給NO3-,吸收環(huán)境中的含磷物質(zhì),使得系統(tǒng)在反硝化的同時(shí)去除污水中磷,達(dá)到反硝化除磷的目的[3]。

活性污泥法除磷的影響因素包括好氧區(qū)、缺氧區(qū)污水停留時(shí)間、厭氧區(qū)污泥停留時(shí)間、厭氧池NO3-的含量、厭氧池溶解氧以及碳源等。其優(yōu)點(diǎn)主要有占地面積小,產(chǎn)泥量少,磷泥中有機(jī)成分較高,經(jīng)處理可作為肥料等;但是活性污泥法對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量的穩(wěn)定性要求較高,而且由于除磷菌需要較少的磷就能滿足自身的新陳代謝,傳統(tǒng)活性污泥法除磷效果不佳,改進(jìn)的操作系統(tǒng)運(yùn)行較為復(fù)雜,要求管理人員具有一定的專業(yè)知識(shí)。

1.3.2 人工濕地除磷 人工濕地主要通過(guò)基質(zhì)、濕地植物以及微生物的共同作用來(lái)完成除磷。其中,基質(zhì)的除磷作用是主要的除磷方式,基質(zhì)中若含有較多能與磷酸根離子形成低溶解度物質(zhì),則其除磷能力就相應(yīng)增強(qiáng)。濕地植物對(duì)磷的去除作用分為2種,其一,濕地植物對(duì)污水中的無(wú)機(jī)磷可以直接吸收用于新陳代謝;其二,通過(guò)光合作用,濕地植物可以形成微型好氧區(qū)與厭氧區(qū),為除磷菌提供除磷環(huán)境。微生物在人工濕地中有著重要的除磷作用,經(jīng)研究[4],水芹濕地與鳳眼蓮濕地含有大量的除磷菌,相對(duì)于空白基質(zhì),上述2種濕地對(duì)磷的去除率分別高16.0%和8.1%。人工濕地除磷是運(yùn)行簡(jiǎn)單、沒(méi)有污染得綠色除磷方式,然而其也存在著除磷效果較低、對(duì)溶解氧要求較高、填料易堵塞、植物后續(xù)處理較難等缺點(diǎn)。

1.4 生物與化學(xué)協(xié)同方法除磷 在生物化學(xué)協(xié)同除磷過(guò)程中,生物除磷存在著厭氧放磷與好氧過(guò)量吸磷的現(xiàn)象,也存在物理吸附的過(guò)程;化學(xué)沉淀作用也是存在的,并起到相當(dāng)大的作用,在化學(xué)生物法除磷中存在化學(xué)除磷與生物除磷的協(xié)同效應(yīng),其效率高于生物除磷[5]。生物與化學(xué)協(xié)同除磷方法通常被稱為側(cè)流除磷工藝,該技術(shù)結(jié)合生物除磷和化學(xué)除磷,依靠聚磷菌好氧時(shí)超量吸磷的特性,將原污水中的磷富集到含磷污泥中,進(jìn)而將富磷污泥輸送到專門的厭氧釋磷池,經(jīng)過(guò)釋磷過(guò)程,吸收的磷被釋放到釋磷池的上清液中,然后對(duì)這部分富磷污水進(jìn)行化學(xué)沉淀處理,從而實(shí)現(xiàn)磷的高效去除。具有代表性的協(xié)同除磷工藝有Phostrip工藝、BCFS工藝以及將側(cè)流工藝與膜工藝結(jié)合的MB(A2/O)同步脫氮除磷工藝等。

1.4.1 Phostrip工藝 Phostrip工藝是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上增設(shè)厭氧釋磷池和化學(xué)反應(yīng)沉淀池,將在好氧段充分吸收磷的污泥輸送到厭氧池充分把磷釋放到上清液中,并把富磷上清液輸送到化學(xué)反應(yīng)池加藥沉淀磷泥,最終磷以化學(xué)沉淀的形式從系統(tǒng)中去除。該工藝具有可靠性高,除磷效率高,可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)改變投藥量不至于浪費(fèi)藥劑,污泥量少不需要對(duì)污泥濃縮等優(yōu)點(diǎn)。然而,該工藝不能對(duì)氮進(jìn)行有效去除,由于現(xiàn)在對(duì)排出水質(zhì)中總氮的要求較高,因此很少單純應(yīng)用該工藝投入生產(chǎn)的。

1.4.2 BCFs工藝 BCFs工藝全稱程為反硝化及生物-化學(xué)沉淀除磷組合工藝,是荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)在UCT工藝基礎(chǔ)上,為最大程度創(chuàng)造DPBs(反硝化除磷菌)的富集環(huán)境而研發(fā)的,其工藝流程見(jiàn)圖1。該工藝是單泥系統(tǒng)中最具代表性的反硝化除磷工藝,其特點(diǎn)是進(jìn)水進(jìn)入?yún)捬醭卦谕饨鐥l件下可以創(chuàng)造絕對(duì)的厭氧環(huán)境,接觸池與缺氧池可以使得水中硝酸鹽含量降到最低,回流至厭氧池的污泥能夠充分發(fā)揮釋磷功能。該工藝同時(shí)具有脫氮除磷的作用,且出水水質(zhì)較為穩(wěn)定,但是其流程較為復(fù)雜,對(duì)操作性要求比較高,且運(yùn)行費(fèi)用較高。

1.4.3 MB(A2/O)工藝 MB(A2/O)工藝是膜生物反應(yīng)器與污泥側(cè)流理論有機(jī)結(jié)合的同步脫氮除磷工藝,工藝流程見(jiàn)圖2。該工藝進(jìn)水直接進(jìn)入缺氧池,并在好氧池與缺氧池間設(shè)有回流系統(tǒng),具有較好脫氮功能;好氧池內(nèi)增設(shè)膜工藝,出水由膜后抽濾而出,膜不僅有過(guò)濾作用,膜上附著的微生物還可以增加系統(tǒng)對(duì)污染物的去除;好氧池污泥側(cè)流到厭氧釋磷池內(nèi),經(jīng)過(guò)聚磷菌反復(fù)吸磷和放磷,可以充分去除污水中的磷。與一般處理工藝相比,MB(A2/O)組合工藝具有更優(yōu)越的出水水質(zhì)和除磷脫氮效果,且產(chǎn)生的污泥量很小,是一種新型的經(jīng)濟(jì)可行的中水回用技術(shù)。

2 污水磷資源回收現(xiàn)狀

污水磷資源回收的方法主要有化學(xué)沉淀法、結(jié)晶法、吸附法等。單純的化學(xué)沉淀法含水率很高,為了強(qiáng)化沉淀效果,投加藥劑時(shí)有時(shí)還需要同時(shí)投加助凝劑,且磷泥的含磷率很低,較難回收磷。因此,現(xiàn)在化學(xué)沉淀的發(fā)展方向主要是與其它工藝有效結(jié)合,以增高磷泥的含磷率。結(jié)晶法回收磷經(jīng)常與強(qiáng)化生物除磷工藝同結(jié)合起來(lái),這樣可以節(jié)省沉淀反應(yīng)所需藥劑,減少反應(yīng)器容積,高濃度低體積的磷酸鹽溶液中實(shí)現(xiàn)磷回收,最終從根本上降低生產(chǎn)成本。傳統(tǒng)吸附劑有水滑石、水鋁英石、氧化鐵、氧化鋁、微砂等。由于傳統(tǒng)吸附劑吸附容量小,有的甚至具有毒害作用,從而限制了它們?cè)谖鬯姿猁}回收中的應(yīng)用。而層狀復(fù)合金屬氫氧化物、明礬污泥等新型吸附劑則有較好的磷吸附特性,另外,離子交換法除磷、納濾法除磷等新技術(shù)也正在蓬勃的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

污水中回收磷既能降低水體的富營(yíng)養(yǎng)化,又能緩解逐漸匱乏的磷資源。隨著社會(huì)的發(fā)展和生活的提高,人們對(duì)磷資源的需求會(huì)進(jìn)一步加大,污水回收不可再生資源磷的任務(wù)勢(shì)在必行,目前多個(gè)國(guó)家已對(duì)污水磷回收開(kāi)始了投入性生產(chǎn)。傳統(tǒng)磷回收方法仍存在效率不高、二次污染等問(wèn)題,今后的磷回收技術(shù)應(yīng)是多項(xiàng)技術(shù)的集成,尤其是生物處理技術(shù)與化學(xué)方法的結(jié)合,通過(guò)各種工藝的優(yōu)化組合,實(shí)現(xiàn)磷資源和水資源的最大回收,同時(shí)可以獲得環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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污水除磷的處理方法范文第3篇

關(guān)鍵詞:ECOSUNIDE,碳源,慢速降解有機(jī)物,易降解有機(jī)物,反硝化

 

生物除磷脫氮的方式是在厭氧、好氧的交替過(guò)程中,依靠硝化-反硝化實(shí)現(xiàn)生物脫氮,同時(shí)厭氧釋磷-好氧吸磷達(dá)到生物除磷的目的,脫氮除磷這兩個(gè)過(guò)程均需要有足夠數(shù)量的有機(jī)質(zhì)作為碳源。在硝化反硝化系統(tǒng)中,通常認(rèn)為BOD5/TN<4-6為低碳源,工程實(shí)踐中當(dāng)其達(dá)到8時(shí),氮去除率可達(dá)到80%[[1]]。而對(duì)于磷,BOD5/TP>15-20以上才有較好的除磷效果[[2]]。由于氣候條件,居民生活方式,污水收集管網(wǎng)等原因,國(guó)內(nèi)城市污水處理廠進(jìn)水碳源普遍較低,故通常采用的A2/O、A/O工藝需要補(bǔ)加部分碳源才能達(dá)到理想的氮、磷的去除效果。本文以完成ECOSUNIDE工藝改造的徐州污水處理廠為實(shí)例,探討工藝中脫氮除磷碳源的利用來(lái)源分析,以及ECOSUNIDE工藝在解決此問(wèn)題中的優(yōu)勢(shì)。

1低碳源下污水工藝

為了解決低碳源問(wèn)題,在不投加額外碳源的前提下,可以采用延長(zhǎng)泥齡到60天的方法[[3]],可以采用強(qiáng)化厭氧段時(shí)間,延長(zhǎng)厭氧停留時(shí)間到3小時(shí)等方法實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷[[4]][[5]]。這些方法表明在缺少外碳源的情況下,可通過(guò)調(diào)整工藝的運(yùn)行,利用細(xì)胞衰減產(chǎn)生的碳源與細(xì)胞內(nèi)碳源進(jìn)行反硝化。

表1為徐州污水處理廠和德州污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)表,從進(jìn)水水質(zhì)看,均屬于低碳源進(jìn)水范疇。兩污水處理廠經(jīng)ECOSUNIDE工藝改造后,工藝泥齡在20天左右,厭氧池停留時(shí)間在1-1.5h,并沒(méi)有超長(zhǎng)的泥齡和有意增加厭氧時(shí)間,但仍取得較好的脫氮除磷效果。磷介于A-B標(biāo)之間,其余均達(dá)到A標(biāo)(GB18918-2002)。實(shí)踐證明低碳源情況下的進(jìn)水同樣可以實(shí)現(xiàn)較好的生物脫氮除磷效果。

表1污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)情況

Tab.1 WWTP inlet sewage quality

污水除磷的處理方法范文第4篇

而通過(guò)化學(xué)除磷則可以保證出水中磷的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。所以,在污水處理過(guò)程中,對(duì)于出水水質(zhì)要求的提標(biāo),需要完善污水處理工藝,我們通過(guò)投加化學(xué)藥劑達(dá)到凈化水質(zhì)和處理目標(biāo)值,特別是相關(guān)除磷要求。本文分別對(duì)初沉進(jìn)水和經(jīng)過(guò)生化曝氣處理的A/O水用聚合氯化鋁(PAC)化學(xué)除磷。評(píng)估了在不同水質(zhì)的污水中TP的去除效果,并對(duì)協(xié)同去除SS等情況進(jìn)行了比較,旨在為化學(xué)輔助除磷工藝提供參考依據(jù)。聚合氯化鋁是一種凈水材料,無(wú)機(jī)高分子混凝劑,又被簡(jiǎn)稱為聚鋁,英文縮寫(xiě)為PAC,由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而生產(chǎn)的分子量較大、電荷較高的無(wú)機(jī)高分子水處理藥劑。在形態(tài)上又可以分為固體和液體兩種。固體按顏色不同又分為棕褐色、米黃色、金黃色和白色,液體可以呈現(xiàn)為無(wú)色透明、微黃色、淺黃色至黃褐色。

水處理中,絮凝是一種重要而被廣泛采用的工藝方法。它是通過(guò)化學(xué)機(jī)理把膠體物質(zhì)和小的懸浮粒聚集成大的集合體,以提高這些集合體對(duì)水體中各種雜質(zhì)的吸收,從而有利于后面的污水處理。

1實(shí)驗(yàn)原料

1.1實(shí)驗(yàn)藥劑聚合氯化鋁PAC:濃度10%(以Al2O3計(jì))。由于每升水的投加藥劑量太小,因此PAC原液經(jīng)稀釋10倍,再按理論計(jì)算投加率投加,以減小投藥量誤差。聚丙烯酰胺(PAM),實(shí)測(cè)密度為1.269g/mL,分子水解度25%。其主要作用是加強(qiáng)污水中絮團(tuán)沉降。

1.2實(shí)驗(yàn)方法高分子絮凝劑聚丙烯酰胺干粉(PAM)無(wú)論是在物化還是A/O系統(tǒng)中,投加率均為0.35ppm計(jì)。為了使采集的水樣更具備代表意義,采取兩個(gè)措施:(1)正確限定采樣地點(diǎn),即初沉池進(jìn)水加藥點(diǎn)處和A/O曝氣池后部加藥點(diǎn)處;(2)多時(shí)段取樣:3月20日8:00時(shí),3月27日15:00時(shí)及4月4日10:00時(shí)三時(shí)段。取污水樣1000mL于六聯(lián)聯(lián)動(dòng)混凝攪拌儀中,不同藥劑調(diào)節(jié)水樣相應(yīng)的pH值,加入設(shè)計(jì)投加量,轉(zhuǎn)速:(150r/min)10min;(40r/min)5min,再靜置15min在上清液1/2處取水樣。TP、SS、色度、濁度、COD等指標(biāo)均采用德國(guó)MERCK公司的多參數(shù)水質(zhì)分析儀NOVO400分析。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1PAC不同投藥率的除磷效果PAC在初沉進(jìn)水中的除磷效果根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出,隨著PAC投藥率的增加,磷的去除率相應(yīng)增加,投藥率11.2mg/L時(shí),總磷的去除率達(dá)到85%,同時(shí)總磷濃度低于0.5mg/L。通過(guò)試驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn),在初沉進(jìn)水和A/O水中PAC的除磷效果很顯著,從除磷現(xiàn)象看,PAC的投入能很快的形成混凝絮團(tuán),PAC的加入量是其絮凝效果的決定因素。這在大規(guī)模污水處理上顯得特別重要。PAC投入到污水中后,水解形成多核陽(yáng)離子,作用過(guò)程中能和含磷的離子結(jié)合,形成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子物質(zhì),降低它的水溶性,最后被混凝沉降下來(lái),同時(shí)沉降下來(lái)的絮體有很強(qiáng)的吸附能力,可以通過(guò)絮體的吸附作用吸磷從而來(lái)降低污水中磷的濃度。

2.2不同時(shí)段PAC的除磷效果不同時(shí)段PAC的除磷效果的據(jù)實(shí)驗(yàn)得出,由于不同時(shí)段的原水水質(zhì)的不同,會(huì)對(duì)除磷效果產(chǎn)生一定的影響。但是總體看采用PAC進(jìn)行處理,除磷效果穩(wěn)定,說(shuō)明PAC對(duì)原水水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)??偭追闲∮?.5mg/L的國(guó)家一級(jí)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3不同水質(zhì)中PAC對(duì)色度、濁度的影響A/O系統(tǒng)對(duì)原水經(jīng)生化處理曝氣,TP降至1.0mg/L左右(測(cè)得的最高TP為1.6mg/L),低于進(jìn)水TP:5mg/L,其他各項(xiàng)參數(shù)也都大幅降低,見(jiàn)表1所示。由于初沉進(jìn)水沒(méi)有生化處理,污水中色度和濁度的指標(biāo)過(guò)高,加入PAC后明顯改善,色度從190降到120,濁度從99降到52,并且二者都隨PAC投藥率繼續(xù)加大線性地降低。而預(yù)先經(jīng)過(guò)生化處理的A/O水由于其本身色度和濁度就已經(jīng)較低,開(kāi)始加入PAC后色度從31降到23,濁度從6降到5,PAC繼續(xù)加入二者的變化幅度很小。

2.4PAC對(duì)固體懸浮物的影響從污水處理的生產(chǎn)運(yùn)行上看,出水水質(zhì)中磷的含量與出水SS有著密切的關(guān)系,如果要使出水中磷的含量小于1.0mg/L,那么就要使出水的SS保持在20mg/L以下。通過(guò)實(shí)驗(yàn),可以看出PAC對(duì)初沉進(jìn)水中固體懸浮物的去除效果。投入PAC后,SS的去除率明顯下降,SS濃度同時(shí)也下降。這是由于PAC相對(duì)鏈較長(zhǎng)在中和粒子表面電荷的同時(shí)能使粒子結(jié)合得更牢固,形成更加穩(wěn)定的絮凝體,從而提高SS的去除率。在PAC投藥率為11.18mg/L時(shí),SS的去除率可以達(dá)到85%。PAC混凝絮體形成團(tuán),沉降速度高,因而反應(yīng)沉淀時(shí)間可縮短,在相應(yīng)條件下可提高處理能力1.5~3.0倍;此外,PAC能夠明顯改善沉降過(guò)濾及污泥脫水性能,絮體顆粒大而緊密。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)PAC絮凝劑對(duì)污水中各參數(shù)指標(biāo)的橫、縱向的對(duì)比,使我們更了解PAC對(duì)原水處理能力強(qiáng)、除磷穩(wěn)定等方面的優(yōu)勢(shì)。

3.1不論對(duì)于初沉進(jìn)水還是A/O水,PAC的TP去除率都顯著,并且TP去除率隨藥劑投藥量增加而提高。PAC的有效含量較高(通常以Al2O3計(jì)),在實(shí)際使用中投加量少,從而節(jié)約了成本。

3.2PAC的除磷穩(wěn)定好。從單次除磷看,初沉進(jìn)水和A/O水這兩種不同水質(zhì)的污水使用PAC除磷后,體系中的pH改變量較小。由于混凝劑的除磷效果與體系pH有關(guān),因此在除磷過(guò)程中pH的穩(wěn)定使PAC的除磷效果也穩(wěn)定。另外長(zhǎng)期來(lái)看,在原水水質(zhì)的正常波動(dòng)下,PAC的除磷后污水中TP濃度的波動(dòng)性更小。

污水除磷的處理方法范文第5篇

關(guān)鍵詞:生活污水;脫氮除磷

1 前言

氮和磷是生物的重要營(yíng)養(yǎng)源。隨著人口的持續(xù)增長(zhǎng)和人們生活水平的不斷提高,生活污水人均排放量持續(xù)增加,加之洗滌劑的普遍使用,以及二級(jí)生化處理城市污水出水中氮磷含量較高,排入水體后使受納水體中氮、磷含量增加,藍(lán)、綠藻大量繁殖,加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程,水質(zhì)惡化,嚴(yán)重影響水生生物和人體健康。因此,解決氮磷污染問(wèn)題對(duì)解決我國(guó)水環(huán)境污染問(wèn)題具有重大意義。

2 污水脫氮除磷機(jī)理

污水中氮的存在形式主要有氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮,可通過(guò)物理法、化學(xué)法和生物法去除。常用的物化方法有氨吹脫法、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)加氯法、選擇性離子交換法和催化氧化法。污水中磷的存在形態(tài)主要是磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷,去除方法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法和生物法。由于生物脫氮除磷被公認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)、有效和最具發(fā)展前途的方法,且生活污水的可生化性好,因此,目前污水脫氮除磷大多采用生物法。

2.1生物脫氮機(jī)理

污水生物處理脫氮過(guò)程主要是氮的轉(zhuǎn)化,即同化、氨化、硝化和反硝化。

(1)同化在生物處理過(guò)程中,污水中的一部分氮(氨氮或有機(jī)氮)被同化成微生物細(xì)胞的組成成分,此過(guò)程氨氮去除率為8%~20%。

(2)氨化污水中的含氮有機(jī)物(一般動(dòng)物、植物和微生物殘?bào)w以及其排泄物、代謝產(chǎn)物所含的有機(jī)氮化合物,主要包括蛋白質(zhì)、核酸、尿素、尿酸、幾丁酸質(zhì)、卵磷脂等)在氨化菌的作用下,分解、轉(zhuǎn)化并釋放出氨。

(3)硝化氨氮在有氧存在的情況下經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過(guò)程稱硝化過(guò)程。好氧菌亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸球菌屬及亞硝酸螺菌屬、亞硝酸葉菌屬和亞硝酸弧菌等將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,硝化桿菌屬、硝化球菌屬將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽[1]。

(4)反硝化在厭氧的條件下,施氏假單胞菌、脫氮假單胞菌、熒光假單胞菌、紫色桿菌、脫氮色桿菌等反硝化細(xì)菌利用有機(jī)質(zhì)作為電子供體,利用硝化過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行缺氧呼吸,將硝酸還原為N2。

2.2除磷機(jī)理

在厭氧池,在沒(méi)有溶解氧和硝態(tài)氧存在的厭氧條件下,兼性細(xì)菌將溶解性BOD通過(guò)發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為低分子可生物降解的VFA,優(yōu)勢(shì)菌種聚磷菌構(gòu)成了活性污泥絮體的主體,利用聚磷酸鹽的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解產(chǎn)生的能量將吸收的VFA運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)同化成細(xì)胞內(nèi)碳能源儲(chǔ)存物PHB,同時(shí)釋放出磷酸鹽。在好氧池中,聚磷菌所吸收的有機(jī)物被氧化分解,提供能量的同時(shí)從污水過(guò)量攝取磷,磷以聚合磷酸鹽的形式儲(chǔ)藏在菌體內(nèi)而形成高磷污泥,通過(guò)排出剩余污泥統(tǒng)而除磷。

除磷聚磷菌有小型革蘭式陰性短桿菌、假單胞菌屬和氣單胞菌屬,占聚磷菌數(shù)量的15%~20%,桿菌僅占1%~10%,但聚磷能力最強(qiáng)[2]。

3常用的生活污水脫氮除磷工藝

目前生活污水處理主要是通過(guò)形成厭氧、缺氧和好氧環(huán)境,使聚磷菌、硝化菌和反硝化菌共存進(jìn)行生物脫氮除磷,最廣泛應(yīng)用的同步脫氮除磷工藝有A2/O、氧化溝、SBR及其改型、改良Bardenpho工藝和改良UCT工藝等[3]。

3.1 A2/O工藝

A2/O工藝系統(tǒng)中同時(shí)具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū),可同時(shí)做到脫氮除磷和有機(jī)物的降解,其工藝流程見(jiàn)圖1所示。

污水和二沉池回流的活性污泥經(jīng)格柵攔截懸浮物后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū),池中兼性厭氧發(fā)酵菌在厭氧條件下將污水中可生化降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子的中間發(fā)酵產(chǎn)物,聚磷菌將貯存在體內(nèi)的聚磷酸分解并釋放出能量供專性好氧聚磷菌,剩余的部分能量供聚磷菌從環(huán)境中吸收VFA等易降解有機(jī)質(zhì),并以PHB的形式在體內(nèi)貯存,出水進(jìn)入缺氧池,反硝化菌利用來(lái)自好氧池回流液中NOx-N 及污水中有機(jī)質(zhì)進(jìn)行反硝化脫氮;聚磷菌在好氧池超量攝取水中的溶解態(tài)磷,最終通過(guò)排放高磷污泥除磷 [4]。

該工藝流程簡(jiǎn)潔,污泥在厭氧、缺氧、好氧環(huán)境中交替運(yùn)行,沉降性能好,出水可達(dá)GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),磷小于1mg/L,氨氮小于8mg/L [5]。

3.2 氧化溝工藝

氧化溝是利用循環(huán)式混合曝氣溝渠來(lái)處理污水。一般不設(shè)初沉池,采用延時(shí)曝氣,連續(xù)進(jìn)出水,結(jié)構(gòu)形式為封閉式環(huán)形溝渠。污水在氧化溝曝氣池的推動(dòng)下作平流運(yùn)動(dòng)形成混合液生物絮凝體除磷脫氮,產(chǎn)生的污泥在曝氣的同時(shí)得到穩(wěn)定,無(wú)需設(shè)置污泥消化池。該工藝具有能耗少、占地面積小、耐沖擊負(fù)荷、高效脫氮的特點(diǎn)。常用的氧化溝工藝類型有Carrousel 氧化溝、Orbal 氧化溝、一體化氧化溝、交替工作式氧化溝及其改良工藝。

3.3 SBR及其改型

SBR法即序批式活性污泥法,采用一個(gè)完全混合的間歇排水反應(yīng)器系統(tǒng),進(jìn)水后缺氧攪拌,好氧菌利用溶解氧分解有機(jī)物,當(dāng)水中溶解氧降至零時(shí)厭氧菌進(jìn)行厭氧發(fā)酵,反硝化菌脫氮,聚磷菌釋磷,接著進(jìn)行曝氣,硝化菌進(jìn)行硝化反應(yīng),聚磷菌吸磷,隨后停止曝氣,進(jìn)行沉淀,潷出上部清水,如此反復(fù)循環(huán),在同一池中完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排放和閑置五個(gè)過(guò)程,無(wú)需設(shè)調(diào)節(jié)池,省去了二沉池和回流污泥泵房,布置緊湊。通常采用鼓風(fēng)曝氣,污水完全混合,耐沖擊負(fù)荷強(qiáng),脫氮除磷效果好。

SBR的衍生工藝有CASS、ICEAS、IDEA、DAT-IAT、UNITANK、MSBR等。

3.4 改良Bardenpho工藝

改良Bardenpho工藝是由厭氧―缺氧―好氧―缺氧―好氧五段組成,第二個(gè)缺氧段利用好氧段產(chǎn)生的硝酸鹽作為電子受體,利用剩余碳源或內(nèi)碳源作為電子供體進(jìn)一步提高反硝化效果,最后好氧段主要用于剩余氮?dú)獾拇得?,其工藝流程?jiàn)圖2。該系統(tǒng)脫氮效果好,由于回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭氐南跛猁}量較少,對(duì)污泥的釋磷影響較小,因而使整個(gè)系統(tǒng)脫氮除磷效果好,但工藝流程較為復(fù)雜,投資和運(yùn)行成本高。

3.5 改良UCT工藝

改良UCT工藝中污泥回流到相分隔的第一缺氧區(qū),不與混合液回流到第二缺氧區(qū)硝酸鹽混合,第一缺氧區(qū)主要對(duì)回流污泥中硝酸鹽反硝化,第二缺氧區(qū)是系統(tǒng)的主要反硝化區(qū),其工藝流程見(jiàn)圖3。

4 污水脫氮除磷新技術(shù)

傳統(tǒng)工藝都是將脫氮和除磷過(guò)程分開(kāi)以排除他們之間的相互影響,如硝酸鹽不利于釋磷,反硝化和釋磷對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng),硝化細(xì)菌和聚磷菌的污泥齡不同等矛盾,基于這些,國(guó)內(nèi)外研究者研究出了反硝化除磷、同時(shí)硝化及反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化等新技術(shù)。

4.1 反硝化除磷技術(shù)

兼性厭氧反硝化除磷菌在缺氧條件下可以硝酸鹽作為電子受體過(guò)度釋磷,實(shí)現(xiàn)反硝化除磷和脫氮。該系統(tǒng)在保證硝化效果的同時(shí)對(duì)COD、氧的消耗和污泥產(chǎn)量比傳統(tǒng)好氧攝磷分別減少50%、30%和50%,且污泥產(chǎn)量低。反硝化除磷工藝主要有DEPHANOX工藝和BCFS工藝。

DEPHANOX是在厭氧池和缺氧池之間加設(shè)沉淀池和固定膜反應(yīng)池,污水在厭氧池中釋磷、沉淀池實(shí)現(xiàn)泥水分離,上清液進(jìn)入固定膜反應(yīng)池進(jìn)行硝化,污泥則進(jìn)入缺氧段進(jìn)行反硝化除磷[7]。缺氧段硝酸鹽濃度過(guò)低使聚磷菌攝磷受限,過(guò)高時(shí)又隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬醵胃蓴_釋磷和PHB的合成。

BCFS工藝,即UCT的變形,在厭氧池和缺氧池之間增加一個(gè)反應(yīng)池,起選擇器作用,以吸附剩余的COD,并對(duì)回流污泥進(jìn)行反硝化,防止絲狀菌生長(zhǎng)。同時(shí),在UCT工藝的缺氧池和厭氧池之間加設(shè)混合池,以保證低氧環(huán)境實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化和反硝化,進(jìn)而保證出水較低的總氮濃度[7]。此外,BCFS工藝在UCT工藝的好氧池設(shè)置內(nèi)循環(huán)到缺氧池以補(bǔ)充硝酸鹽,在好氧池與混合池之間建立內(nèi)循環(huán)以增加硝化或同時(shí)硝化反硝化的機(jī)會(huì),保證出水低氮。該工藝對(duì)氮、磷的去除率高,SVI值低且穩(wěn)定,控制簡(jiǎn)單,在COD / (N + P)值相對(duì)低的情況下仍能保持良好的運(yùn)行狀態(tài),同時(shí)可回收磷。

4.2 同時(shí)硝化及反硝化技術(shù)

同時(shí)硝化及反硝化(SND)是在一定條件下,硝化與反硝化反應(yīng)發(fā)生在同一處理?xiàng)l件及同一處理空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)脫氮除磷。SND能有效保持反應(yīng)器中pH穩(wěn)定,減少或取消堿度的投加;反應(yīng)器體積小,基建投資??;對(duì)于僅由一個(gè)反應(yīng)池組成的序批式反應(yīng)器來(lái)講, 可減少硝化、反硝化所需時(shí)間,同時(shí)曝氣量少,能耗低。

目前對(duì)SND技術(shù)的研究主要集中在SBR、生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器、生物流化床、氧化溝等,以SBR反應(yīng)器中SND工藝研究最多,認(rèn)為影響SND的因素有碳源、溶解氧、絮凝體特性等[8]。

4.3 短程硝化反硝化技術(shù)

短程硝化反硝是將硝化控制在NO2- 階段而終止,隨后進(jìn)行反硝化。該技術(shù)可節(jié)省約25%的供氧量、40%的碳源,同時(shí)還可減少投堿量、縮短反應(yīng)時(shí)間、減少容積,不足之處是不能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地維持NO2-。 短程硝化反硝化技術(shù)適用于低碳氮比、高氨氮、高pH值和高堿度廢水的處理,關(guān)鍵在于抑制硝酸菌的增長(zhǎng),使亞硝酸鹽在硝化過(guò)程中穩(wěn)定積累,主要工藝有SHARON和CANON工藝。

SHARON是先將氨氧化控制在亞硝化階段,然后再進(jìn)行反硝化,實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化,其核心是依據(jù)高溫下亞硝化菌的生長(zhǎng)速率明顯高于硝酸菌這一固有特性控制系統(tǒng)的水力停留時(shí)間和反應(yīng)溫度,從而使反應(yīng)器中亞硝酸菌占優(yōu)勢(shì),將氨氮控制在亞硝化階段。該工藝具有流程簡(jiǎn)單、脫氮速率快、投資和運(yùn)行費(fèi)用低的特點(diǎn)[9]。CANON是通過(guò)控制生物膜內(nèi)DO濃度實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化,使生物膜內(nèi)聚集的亞硝化菌和ANAMMOX微生物同時(shí)生長(zhǎng),以滿足膜內(nèi)一體化完全自養(yǎng)脫氮工藝的實(shí)現(xiàn)條件。DO、pH、FA、FH、溫度、曝氣時(shí)間長(zhǎng)短等因素影響同時(shí)短程硝化與反硝化的進(jìn)行。

4.4 厭氧氨氧化技術(shù)

厭氧氨氧化是利用微生物的生化作用,用NH4+還原NO2-和NO3-,以達(dá)到去脫氮的目的。該技術(shù)不需要外加有機(jī)物作為電子供體,減少化學(xué)試劑的消耗,無(wú)二次污染,運(yùn)行費(fèi)用低,主要有ANAMMOX 和OLAND兩種工藝。ANAMMOX是在厭氧條件下,以NO2-和NO3-作為電子受體將氨轉(zhuǎn)化為氮?dú)?;OLAND 工藝是通過(guò)控制溶解氧使硝化過(guò)程僅進(jìn)行到NH4+氧化為NO2-,由于缺乏電子受體,NH4+氧化產(chǎn)生的NO2-氧化未反應(yīng)的NH4+形成氮?dú)狻?/p>

。5 相關(guān)研究

鑒于傳統(tǒng)A2/O工藝脫氮除磷之間存在碳源競(jìng)爭(zhēng),北京交通大學(xué)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)室將傳統(tǒng)A2/O與MBR結(jié)合,使其在低碳氮比下(C/N為5~ 6)、進(jìn)水TN、TP分別為46 ~ 48 mg/L、7 ~ 8 mg/L時(shí),將出水TN和TP維持在10 mg/L、0.5 mg/L 以下,去除率達(dá)76%、95%以上[10]。蔣山泉等[11]針對(duì)污水脫氮除磷存在基質(zhì)和泥齡的競(jìng)爭(zhēng)開(kāi)發(fā)出三級(jí)SBR法,使硝化、聚磷和去碳功能的細(xì)菌種群分別控制在三級(jí)反應(yīng)器中優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng)并結(jié)合反硝化除磷,TN、TP去除率平均為80%、86%。

溫沁雪[12]等考察了在曝氣池前投加不同量的聚合鋁鐵強(qiáng)化A2/O除磷系統(tǒng)對(duì)TP和TN的去除效果,結(jié)果表明聚合鋁鐵投加量為6mg/L時(shí),出水氨氮含量為4.80mg/L,去除率達(dá)73.43%;投加量為4mg/L時(shí),出水中磷含量為0.77mg/L,去除率達(dá)89.23%。

張?zhí)K平[13]等用SBR法處理城市生活污水,研究得出最佳運(yùn)行參數(shù)為進(jìn)水厭氧攪拌2h,曝氣5h,缺氧攪拌2.5h,沉淀、出水、排泥1.5h,出水中磷含量為0.43 mg/L,去除率為99.43%,符合我國(guó)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

龔正[14]等采用分點(diǎn)進(jìn)水研究了A/O工藝處理校園生活污水,考察了在污泥回流比為100%、硝化液回流比為200%、分流比為1:1的情況下,分點(diǎn)進(jìn)水A/O 工藝的反硝化性能。結(jié)果表明,當(dāng)缺氧池的水力停留時(shí)間為3 h時(shí),進(jìn)水氨氮、TN分別為58.64mg/L和64.26 mg/L時(shí),出水氨氮、TN分別為0.09mg/L和28.64mg/L,去除率分別為99.5%和56.40%,效果優(yōu)于傳統(tǒng)A /O工藝。

王朝朝采用脫氮除磷膜生物反應(yīng)器處理北方某城市生活污水,在沒(méi)有外加碳源的情況下,TN由51.9mg/L降低到10.76mg/L,平均去除率達(dá)79%;系統(tǒng)的污泥齡為40d左右時(shí),TP由6.22mg/L降至0.93mg/L,平均去除率達(dá)85%[15]。

郝赫[16]用填料改良MUCT工藝處理城市生活污水,結(jié)果表明,進(jìn)水NH4+-N為38.4mg/L、TP為4.7mg/L 時(shí),系泥齡為15d的工況下出水NH4+-N為1.99mg/L,出水磷濃度為1.30mg/L;泥齡為8d的工況下,出水NH4+-N5.17 mg/L,出水磷濃度為0.82 mg/L,達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B 排放標(biāo)準(zhǔn)。