废水除磷技术概述及工程实例

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在沉析过程中,对于不溶性磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2-,而是OH-,随 着PH值的提高磷酸钙的溶解性降低,采用Ca(OH)2除磷要求PH值8.5以上。 在PH值8.5~10.5的范围内除了产生磷酸钙沉析外,还会产生碳酸钙,会导致在 池壁或渠壁上结垢
2 Ca 2 CO3 CaCO3
化学除磷
1、生物除磷基本原理
1)聚磷菌对磷的过剩摄取 在好氧条件下,聚磷菌营有氧呼吸,分解体内储存的有机物,同时不断的通过 主动运输的方式,从外部环境向其体内摄取有机物,氧化能量通过合成ATP供微 生物代谢利用:
ADP H3PO4 能量 AT P H2O
H3PO4除一小部分是聚磷菌分解体内聚磷酸盐所得,大部分是聚磷菌利用能量在 透膜酶的催化作用下,通过主动运输从外部环境中摄取的,而且摄入的H3PO4一 部分用于合成ATP,另一部分则用于合成聚磷酸盐。
同步沉淀: (1)通过回流可以充分利用除磷 药剂 (1)增加无机污泥的含量,影响污 泥龄 (2)影响碱度,从而影响消化反应
(2)在曝气段投加要药剂可以选 用较便宜的二价铁盐
(3)无需对原构筑物进行改造 (4)使污泥更易沉淀
注:同步除磷,药剂投加点多为 曝气池出水或二沉池进水处
化学除磷
2、混凝沉淀除磷工艺
化学除磷
小结:
1)在化学除磷中,絮凝和沉析都是极为重要的,沉析用于污水中溶解性磷的 去除,絮凝是用于改善沉淀效果。 2)化学除磷中,除磷效果主要影响因素:pH值。对于铁盐最佳pH值范围为 5.0~5.5,对于铝盐为6.0~7.0 ,采用Ca(OH)2要求的pH值为8.5以上 问 3)用Ca(OH)2进行磷酸盐沉析的反应除了受到pH值的影响,另外还受到碱度 的影响。在一定的pH值惰况下,钙的投加量是与碱度成正比的。 4)与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH-的反应,所以对于各种不同的 金属盐产品应注意的是金属的离子量。
PH 7~8 SS mg/L 60~150 COD mg/L 300~500 BOD5 mg/L 50~70 NH3-N mg/L 25~35 TP mg/L 40~45
汽车废水处理工程实例
3、工艺流程
汽车废水 达标排放 调节池 碱沉淀池 中和池
沉淀池
回流污泥
曝气池
絮凝沉淀池
工艺流程图
汽车废水处理工程实例
羟基磷酸钙溶解度曲线
化学除磷
3、晶析法除磷技术
2)除磷影响因素: 最佳PH值:8.0~9.0 Ca/P比值越高,磷去除效率越高 当碳酸盐碱度较高时,需加酸调节PH,吹脱CO2降低碱度。
化学除磷
3、晶析法除磷技术
3)结晶法除磷的特点: 除磷效率高,出水水质好,无二次污染,操作简单运行费用相对较低,晶体可 回收利用作为缓释肥。 结晶机理及各种影响机理尚不成熟,有机物浓度对结晶反应的影响还不明确, 结晶反应的药剂成本较高,一定程度上限制了工艺的应用。 4)结晶法除磷的应用情况: 目前结晶除磷只用于回收高浓度的磷,或是作为化学除磷法的后一级除磷方法 ,基本不用于磷浓度相对较低的生活污水的处理。
生物除磷
2、生物除磷工艺:
3)弗斯特利普(Phostrip)除磷工艺
生物除磷
2、生物除磷工艺:
3)弗斯特利普(Phostrip)除磷工艺 (1)生物除磷与化学除磷相结合,除磷效果好,处理水含磷量一般都低1mg/L (2)回流污泥经过除磷池能够充分释磷 (3)产生的污泥含磷率约2.1%~7.1%,比较高 (4)SVI值<100,污泥易于沉淀、浓缩、脱水,丝状菌难于增殖,污泥不膨胀 (5)可以根据BOD/P比值灵活地调节回流污泥与混凝污泥量比例 (6)本工艺运行复杂,运行管理比较麻烦,运行建设费用较高 (7)Ⅰ号沉淀池底部可能形成缺氧状态,产生释磷现象
3、工艺流程
考虑到废水排放量与废水水质有一定的波动性,因此首先设置一座调节池 。由于该废水含磷酸盐较多,主要有三钠、五钠、硅酸钠等无机盐物质,磷化 液中也含有大量磷酸盐,而污水综合排放标准对 TP 的要求比较高,一级排放 标准规定 TP<0.5 mg/L,因此必须设置碱沉淀池用澄清石灰水对其沉降处理 。由于碱沉淀池出水碱性比较强,pH 较高,会使后续的生物处理达不到预定 的效果,因此在生物处理之前设置中和池,然而中和池的出水仍有部分漆膜及 悬浮物未除去,特别是漆膜毒性大,如果进入后续的曝气池,会降低微生物的 降解效果,因此需设置一座絮凝沉淀池,加入少量的絮凝剂,将这些漆膜及悬 浮物沉降去除,同时也起到中和碱的作用,使 pH 调节到 7 左右,再进入曝气 池生化处理,本工艺采用液下曝气机进行好氧曝气。曝气后出水进行泥水分, 即经自行设计的沉淀池沉降处理,然后达标排放。
2、混凝沉淀除磷工艺
化学除磷
wenku.baidu.com
2、混凝沉淀除磷工艺
前置沉淀: (1)能够去除部分的有机物,减 轻后续生物处理工艺负荷 (1)增加总的污泥量
(2)给反硝化带来困难 (2)旧污水厂改在容易
(3)沉淀污泥需要单独处理 注:为了后续生物处理过程的需要,需要保证有1~2mg/L的剩余 磷浓度
化学除磷
2、混凝沉淀除磷工艺
废水处理除磷技术
XXX
A
除磷技术概述
化学除磷
目 录
B
生物除磷
除磷技术工程应用实例
某某工程应用实例
某某污水处理项目
A
除 磷 技 术 概 述
近几年,多项研究表明,淡水富营养化无需控氮,只需控磷。其中最 重要的一个理由是:氮、磷的循环特点决定水生生态系统的限制因子是磷 而非氮。与气体型氮循环相比,沉积型磷循环较慢。并且由于磷的来源有 限,且更容易沉积,磷对湖泊富营养化的限制作用必然要比氮强。 因此,通过控制磷进入水体可能是防治淡水富营养化最有效的对策。
汽车废水处理工程实例
2、废水的水量与水质
1)设计水量 污水产生量为80m3/d,变化系数K取1.28,日排放总量为102.4m3/d,设计水 量为 100m3/d,10h排放 2)废水水质 主要特点:水质波动大,废水中无机成分较多,可生化性较差,含有大量的磷 酸盐和表面活性剂,具体水质如下表 汽车废水进水水质表
生物除磷
活性污泥的组成:C118H170O51N17P 即 C:N:P=46:8:1
普通活性污泥法通过同化作用可去除的磷约12%~20% 利用聚磷菌一类的微生物,能够过量地,在数量上超过其生理需要,从 外部环境摄取磷,并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内,形成高磷污泥排 出系统外,达到除磷的效果。
生物除磷
除磷技术的工程应用实例
汽车废水处理工程实例
1、工程背景
成都某汽车有限公司主要从事汽车生产。该公司生产所排出的废水由前处 理线的脱脂水洗液、磷化液和漆膜废水组成。废水主要来自脱脂水洗间、磷化 间和喷漆室。 采用物化与生化相结合的工艺对该 厂废水进行治理,处理后出水 COD、 BOD5、SS、TP、 NH3-N、石油类等各项指标达到污水综合排放标 GB89781996)中规定的一级排放标准,已稳定运行一年半。
后置沉淀: (1)绝大部分可被生物去除的磷 已被去除,磷的存在形式主要为磷 酸盐 (2)对前面的生物处理工艺没有 影响 (1)相比其他方式费用更高
(2)很可能造成铁、铝的过量
(3)投加药剂可按磷负荷的变化 进行控制
注:后置沉淀一般与前两种 沉淀工艺同时使用
化学除磷
3、晶析法除磷技术
1)晶析法原理: 它是一种接触脱磷法,利用废水中的磷酸根 离子、钙离子和氢氧根离子反应生成羟基磷酸钙 ,在晶种的作用下沉淀析出。 如右图,随着溶液PH值的升高至A点,羟基 磷酸钙处于过饱和状态,此时加入磷矿等粒状物 质(晶种),溶液中的羟基磷酸钙将在其表面析 出。这种现象称为晶析。随着结晶沉淀的产生, 羟基磷酸钙的浓度也随之下降(B点),从而达 到脱磷目的。
磷酸铝(AlPO4)的溶解度与PH有关: 当PH值为6时,溶解度最小为0.01mg/L;PH值为5时0.03mg/L;PH值为7时 0.3mg/L。
化学除磷
1、混凝沉淀除磷技术
2)铁盐除磷:
Fe3 PO3 4 FePO 4
FeCl3 PO3 FePO 3 Cl 4 4
生物除磷
2、生物除磷工艺:
1)厌氧-好氧除磷工艺 (1)反应器停留时间比较短,一般3~6h (2)BOD去除率大致与一般活性污泥系统相同,且处理水中磷含量一般低于 1.0mg/L,去除率大致在76%左右 (3)沉淀污泥含磷率约为4%,污泥的肥效好 (4)混合液的SVI值≤100,不膨胀,易沉淀 (5)除磷率难于进一步提高,特别是进水P/BOD值高时 (6)沉淀池内容易产生磷的释放现象,特别是当污泥在沉淀池内停留时间较长 时,应及时注意排泥和回流
化学除磷
1、混凝沉淀除磷技术
1)铝盐除磷:
Al3 PO3 4 AlPO 4
2 Al2 SO 4 3 2PO3 2 AlPO 3 SO 4 4 4 Al2 SO 4 3 6HCO3 2AlOH3 6CO2 3SO 2 4
除硫酸铝外,除磷使用的铝盐还有聚合氯化铝(PAC)和氯酸钠(NaAlO2)
化学除磷:使磷成为不溶性的固体沉淀物,从污水中分离出去。
生物除磷:使磷以溶解态为微生物所摄取,随同微生物从污水中分离出去。 物理除磷:通过过滤和膜技术,去除水中颗粒态和部分溶解态磷。
化学除磷
我国城市污水原水中的总磷主要以溶解态无机化合磷的形式存在
化学除磷主要是通过化学沉析过程完成的,即通过向污水中投加无机金 属盐药剂与污水中溶解性的磷酸盐反应生成颗粒状、非溶解性的物质。 投加化学药剂后,伴随沉析过程,同时还发生化学絮凝作用,即形成的 细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的絮凝体。
生物除磷
2、生物除磷工艺:
2)A-A-O法同步脱氮除磷工艺 为达到同步脱氮除磷的目的,在传统的厌氧好氧工艺基础上增设了缺氧段 厌氧反应器:释放磷,同时对部分有机物进行氨化 缺氧反应器:脱氮 好氧反应器:去除BOD,硝 化,磷的吸收 沉淀池:泥水分离,回流部 分污泥
生物除磷
2、生物除磷工艺:
2)A-A-O法同步脱氮除磷工艺 (1)系统上最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺 (2)SVI值一般小于100,不易发生污泥膨胀 (3)沉淀污泥含磷浓度高,肥效好 (4)运行中不需投药,厌氧、缺氧段只需轻微搅拌(以不增加溶解氧为度), 运行费用低 (5)脱氮除磷率难于进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高 (6)进入沉淀池的处理水要保持一定的溶解氧,减少水力停留时间
化学除磷
1、混凝沉淀除磷技术
为了生成非溶解性的磷酸盐化合物,用于化学除磷的化学药剂主要是金属 盐药剂和氢氧化钙。许多高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶 解性磷离子结合生成难溶解性的化合物,但出于经济原因考虑,用于磷沉析的 金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐,这些药剂是以溶液和悬浮液状 态使用的。除金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂,反应生成不溶于水的 磷酸钙。
生物除磷
1、生物除磷基本原理
2)聚磷菌的放磷 在厌氧(既不能有溶解氧,也不能有氧化态氮)条件下,聚磷菌体内的ATP进行 水解,放出H3PO4和能量,形成ADP:
AT P H2O ADP H3PO4 能量
生物除磷技术就是利用聚磷菌这一特性开创的。
生物除磷
2、生物除磷工艺:
传统的生物除磷工艺都是通过厌氧/好氧在时间或空间上不同的排列组合来 实现除磷的目的,另外在流程中设置缺氧段,则可在同一工艺中实现同时脱氮 除磷。 1)厌氧-好氧除磷工艺 工艺流程简单,既不投药,也 勿需考虑内循环,因此建设费 用及运行费用都较低,而且由 于无内循环的影响,厌氧反应 器能够保持良好的厌氧(或缺 氧)状态
羟基磷酸钙溶解度曲线
化学除磷
3、晶析法除磷技术
1)晶析法原理: 将呈碱性并含有适量钙离子的含磷废水以一 定流态通过填料床,该填料结构和表面性质与羟 基磷酸钙相似,它破坏溶液离子的亚稳定态,形 成羟基磷酸钙在填料颗粒表面结晶,从而达到脱 磷目的。 此外,若直接加碱使PH值高至11左右,羟基 磷酸钙处于过饱和线右侧的不稳定区,其自身会 结晶析出,这种脱磷方法称为凝聚沉降法。
FeCl3 3HCO3 FeOH3 3CO2 3Cl
二价铁混凝剂:氯化亚铁、硫酸亚铁;三价铁混凝剂:氯化铁、硫酸铁
磷酸铁(FePO4)的最小溶解度,当PH值为5时,为0.1mg/L
化学除磷
1、混凝沉淀除磷技术
3)石灰除磷:
5Ga 2 4OH 3HPO 4 Ca 5 OHPO4 3 3H2O
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