生化除磷
生物除磷基本原理
生物除磷基本原理目前被研究人员普遍认同的生物除磷理论为:在厌氧/好氧条件下培养出的聚磷微生物,在经过厌氧段的释磷后,能够在好氧段超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,并最终通过污泥的排放达到从污水中除磷的目的,其除磷过程的具体表述为如下几个部分: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,转化为内贮物,如PHB( 聚-β-羟丁酸(poly-β-hydroxybutyrate,PHB),是一种存在于许多细菌细胞质内属于类脂性质的碳源类贮藏物,不溶于水,而溶于氯仿,可用尼罗蓝或苏丹黑染色,具有贮藏能量,碳源和降低细胞内渗透压等作用)。
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。
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。
生物除磷的影响因素包括:温度、溶解氧、pH 值、厌氧区硝态氮、基质类型。
(1)温度生物除磷微生物包括嗜冷、嗜热和中温异养微生物,所以温度对于生物除磷的影响不大,在一般水温条件下,生物除磷都可以正常运行。
Kang等人的研究表明,在A/O工艺中,当温度在10℃以上时,生物的除磷效果不受温度影响。
(2)溶解氧厌氧区要保持较低的溶解氧值以更利于厌氧菌的发酵产酸,进而使聚磷菌更好的释磷,另外,较少的溶解氧更有利予减少易降解有机质的消耗,进而使聚磷菌合成更多的PHB。
而在好氧区需要较多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解储存的PHB类物质获得能量来吸收污水中的溶解性磷酸盐合成细胞聚磷。
(3)p H值在pH在6.5一8.0时,聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持稳定,当pH值低于6.5时,吸磷率急剧下降。
当pH值突然降低,无论在好氧区还是厌氧区磷的浓度都急剧上升,pH降低的幅度越大释放量越大,这说明pH降低引起的磷释放不是聚磷菌本身对pH变化的生理生化反应,而是一种纯化学的“酸溶”效应,而且pH下降引起的厌氧释放量越大,则好氧吸磷能力越低,这说明pH下降引起的释放是破坏性的,无效的。
化学除磷原理
化学除磷原理化学除磷是指利用化学方法将水体中的磷污染物去除的过程。
磷是一种重要的营养元素,但过量的磷会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,造成水质恶化。
因此,化学除磷在水环境治理中起着重要的作用。
化学除磷的原理主要是利用化学物质与水中的磷形成沉淀,从而将磷去除。
常用的化学除磷方法包括铁铝混凝、硫酸盐沉淀和氢氧化铁沉淀等。
首先,铁铝混凝是一种常用的化学除磷方法。
在水处理过程中,向水中加入适量的铁盐或铝盐,通过混凝作用,使水中的磷与铁铝形成沉淀物,从而达到除磷的效果。
这种方法操作简单,除磷效果好,广泛应用于城市污水处理厂和工业废水处理系统中。
其次,硫酸盐沉淀也是一种常见的化学除磷方法。
在水处理过程中,向水中加入适量的硫酸盐,通过与水中的磷反应生成难溶的磷酸钙沉淀,从而将磷去除。
这种方法适用范围广,除磷效果稳定,但需要注意控制投加量和pH值,以确保除磷效果。
另外,氢氧化铁沉淀也是一种常用的化学除磷方法。
在水处理过程中,向水中加入适量的氢氧化铁,通过与水中的磷反应生成难溶的磷酸铁沉淀,从而将磷去除。
这种方法除磷效果好,操作简便,但需要注意控制投加量和搅拌时间,以确保除磷效果。
总的来说,化学除磷是一种重要的水环境治理方法,通过利用化学物质与水中的磷形成沉淀,从而将磷去除。
不同的化学除磷方法有着各自的特点和适用范围,可以根据实际情况选择合适的方法进行除磷处理。
同时,在进行化学除磷过程中,需要严格控制投加量、搅拌时间和pH值,以确保除磷效果。
化学除磷的原理和方法对于改善水体质量、保护水资源具有重要意义。
生化池除磷的原理
生化池除磷的原理
生化池除磷是指通过化学或生物制剂的方式,将污水中的磷除去,以防止其对环境及人类健康的不利影响。
其原理主要有以下几种:
1. 化学沉淀法:通过在污水中添加一定量的化学药剂,如氢氧化铁、氯化铁等,使其与污水中的磷形成不溶性沉淀物,从而达到除磷的效果。
由于该方法对药剂的要求较高,且产生大量污泥,因此其适用性较为有限。
2. 生物法:生物法除磷是利用污水处理系统中的特定微生物,如异养菌等,将废水中的磷转化成生物体内的无机盐,从而达到除磷的效果。
生物法可以分为两种:一是利用生物膜法,即将含有这些微生物的填料放置在水中,污水在通过时,这些微生物依附在填料表面上,吸附并分解污水中的有机物和无机盐等;另一种是利用生物颗粒法,即将这些微生物与磷酸盐污水混合,通过搅拌等方式,使微生物与废水充分接触,反应室中的微生物可以将磷酸盐转化为氢氧化物或者硫酸盐等,以达到除磷的目的。
3. 吸附法:吸附法除磷是指将磷酸盐污水通过适当的吸附材料,如硅藻土、水处理剂等,使其中的磷牢固地结合在吸附剂的表面上,从而将其除去。
由于吸附方法具有比较高的效率和可持续效果,因此逐渐成为了污水处理的主要方式之一。
总之,生化池除磷的原理是基于不同的物理、化学和生物学反应机制,利用各种化学药剂、吸附剂或微生物来去除废水中的磷酸盐,保护环境和人类健康。
不同
的方法有其自己的优缺点,应根据具体情况选择合适的除磷技术。
除磷剂投加方法
除磷剂的投加位置选择
对于除磷剂的投加位置因为对除磷的效果不同一般来讲有三个投加点。
1、将除磷剂投加在初沉池前,我们将其称为预沉淀除磷,其除磷的方式是将初沉池的污泥进行大量的排除从而达到对总磷的去除。
但是有一个问题是由于除磷剂是投加在初沉池的前面,里面的沉淀物必然会排在初沉池当中,随着除磷剂加药量的逐渐加大使得污泥也会大量的增加,使得废水中很多的非溶解性的有机物质也就随之去除。
2、将除磷剂投加在生化的反应池当中。
我们将其称为同步沉淀除磷,其除磷的方式是利用将二沉池当中的剩下的污泥进行排除而达到除磷的目的。
投加位置一般位于生化反应池的瀑气区尾部进行投加。
通过与生物除磷进行配合,能够很大一部份的总磷在生物处理过一个过程当中加以去除。
将除磷剂投加在此位置有一个好处,是可以减少除磷剂的投加量,并能够利于完善磷酸盐与除磷剂的反应过程。
大大的提高除磷的效率,降低成本。
达到改善在二沉池当中的污泥沉
降性能,从而提高回流进来的污泥的一个浓度。
3、将除磷剂投加在二沉池的后面。
我们将其称为后沉淀除磷,其除磷的方式是通过一系列的混合与絮凝以及分离过程将残留在废水中的磷加以去除。
这种除磷剂的投加方法需要在除磷的过程中设一个混凝反应池与一个终沉池。
废水在经过终沉池进行了沉淀后再进入后面的深度过滤处理系统。
有一个问题是,当整个的除磷过程中如果没有设置终沉池的话,便不适宜在此投加点进行除磷剂的投加。
以避免导致影响后面的过滤系统的正常运行。
除磷的方法和原理
除磷的方法和原理当水体中的磷含量超过是水体自净能力后,就会出现富营养化甚至藻类繁殖泛滥。
电镀行业排放废水中含有次磷盐;制造业,制药业,洗涤剂生产业都有各种环节用到磷,比如磷化,大分子含磷有机物,磷肥等。
根据排放标准,现在的磷排放之前都要降低到0.5mg/L,所以除磷势在必行。
选择除磷方法之前先看磷的价态,正磷是+5价,次磷+1价,亚磷+3价,有机磷价态不定。
正磷的去除方法比较系统成熟,分为生物除磷和化学除磷。
化学除磷主要方法是化学沉析法,将磷酸盐变成不溶性盐再析出。
现在主要有钙盐,铝盐,铁盐。
基础反应原理如下:在这些沉淀反应过程中要注意PH,避免金属离子和氢氧根发生反应沉淀。
在投加药剂之后,磷酸盐会以这些难溶性颗粒的形式析出。
然后还需要絮凝作用来将悬浮态的非溶性颗粒相互粘结,加快沉淀过程。
常见的絮凝剂有PAC,PAM,需要在加入后搅拌。
生物除磷是利用聚磷菌的生化作用除磷。
基础原理是:利用聚磷菌在厌氧条件下能充分释放其细胞体内的聚合磷酸盐,而在好氧条件下又能超过其生理需要从水中吸收磷,并将其转化为细胞体内的聚合磷酸盐的特性,形成富含磷的生物污泥,通过沉淀从系统中排出这种富磷污泥,达到从废水中除磷的效果。
生物除磷工艺经常存在于脱氮除磷的A/O系列工程中,A是指厌氧段,在没有氧气和硝氮的情况下,聚磷菌会分解体内的聚磷酸盐,生成的磷酸根排入污水,生成的ATP吸收污水中的脂肪酸形成PHB(聚β-羟基丁二酸),作为内贮物,这个阶段称之为释磷。
O是指好氧阶段,PHB分解产生能量,和废水中的磷形成聚磷酸盐,被聚磷菌吸收存在细胞内,磷就会随着活性污泥排出。
生物化学除磷并不是完全分开的,化学除磷剂也会用于生物除磷工程中,时间不同,效果也不同,称之为化学辅助除磷工艺。
化学除磷剂可以在除磷的同时絮凝部分含碳含氮化合物,会提高混合液的导电率,对不溶性颗粒的沉淀有帮助;但是除磷剂投加过量时也会对活性污泥除磷有负面影响,所以计算投加药剂量也是重要的步骤。
化学除磷产泥
化学除磷产泥
化学除磷是利用无机金属盐作为沉淀剂,与污水中的磷酸盐类物质反应形成难溶性含磷化合物与絮凝体,将污水中的溶解性磷酸盐分离出来。
其过程中会产生大量的污泥,这些化学除磷污泥一般需要经过预处理、稳定化处理和脱水三个步骤进行处理:
- 预处理:主要是对污泥进行初步处理,包括混合、加药和沉淀等步骤。
在加药过程中,通常采用氯化铁、聚合氯化铝等化学药剂作为絮凝剂,在混合过程中充分混合以促进絮凝物的生成。
沉淀是将混合后的污泥在沉淀池中进行沉淀处理,以便将污泥和清水分离。
- 稳定化处理:对沉淀后的化学除磷污泥进行化学稳定化处理,以减少有机物含量和臭味的产生。
处理方法通常采用添加氧化剂如过氧化氢、氧气等,同时加入酸、碱等调节pH 值的药剂,使其能够稳定地存放。
稳定化处理可有效降低污泥的体积和重量,减少后续处理的成本。
- 脱水:将稳定化后的污泥进行脱水处理,以减少水分含量和提高干固含量。
脱水处理方法通常采用压滤机、离心机等设备进行处理。
在脱水过程中,需要注意控制污泥的含水率,避免过度脱水导致污泥变硬难以处理,也不能脱水不足导致污泥含水率过高。
二级生化出水化学法深度除磷实验
去 除存在 方法 学 上 的 局 限 性 , 仅 通 过 生 化 处 理 很 难 达 到 新 标 准 限 值
( 总磷 ( T P ) 质 量浓 度 由 1 m #L提高 到 0 . 5 m g / L ) 的 要求 . 因此 , 必 须辅 以深 度 除磷技 术 , 强化 除 磷效 果 . 目前 应 用较 多 的深 度 除磷 工 艺 主要 有化 学法 和 生 物 法 两 类 . 相 比生 物 除磷 , 化 学 除磷 具 有 效 果 好 、 操 作简便 等 优势 , 更适 宜在 生化 出水 深度 除磷 中应 用 J . 本研 究 以二级 生 化 出水 为对象 , 采 用 4种 常规 除磷 剂开 展化 学法
水深度处理 的有 效途 径. 投 药量 经验 系 数法可根 据原 水 和 出水 的磷 质量 浓度 , 估 算 出除 磷 剂 投 加 量 , 在 工 程 实 践 中 具
城 镇污 水 处 理 厂 必 须 按 照 《 城镇 污水 处理厂 污染物 排放标 准 ( G B 1 8 9 1 8 -2 0 0 2 ) 》 中一 级 A 的要 求 实 施 工程 建 设 , 江苏、 浙 江 等地 区 新 制定 的地 方标 准 中也对 总 磷 排 放浓 度 限值做 了更 高 的要 求 引. 而
文章编号 : 1 6 7 4 - 7 0 7 0 ( 2 0 1 3 ) 0 5 - 0 4 6 2 - 0 4
二 级 生 化 出水 化 学 法 深 度除 磷 实验
方 华 万 震 江珏 冯 锡 杰
摘 要 以二 级 生 化 出 水 为 对 象 , 采 用 4种
0 引言
磷 作为 引发 水 体 富 营养 化 的 主要 因素 , 已成 为 当前 水 污 染 防治
污水处理中的氮与磷的去除技术比较
污水处理中的氮与磷的去除技术比较一、氮与磷的来源及处理意义氮和磷是污水中的重要污染物之一,主要来源包括生活污水、农业污水、工业废水等。
其中,氮和磷在水体中浓度高、易造成富营养化,导致藻类繁殖过度,严重影响水生态环境。
因此,氮和磷的去除成为了污水处理工艺的重要环节之一。
二、传统氮磷去除技术综述1、生化方法通过好氧、厌氧的生化反应,使氮和磷通过生物过程转化为氧化亚氮、氨和磷酸盐等形态,达到去除的目的。
其中,常用的生化方法有A2/O法、SBR法等。
生化方法的优点是处理效果稳定,但缺点也十分明显,处理时间长、占地面积大、运行成本高等。
2、化学方法通过加入化学药剂如聚合铝等,使氮和磷与化学药剂发生化学反应,达到去除的目的。
化学方法的优点是处理效果较好,但药剂的投加量有限制、可能存在副作用等。
3、物理方法通过物理方法如沉淀、超滤等,使氮和磷被沉淀或过滤,达到去除的目的。
物理去除方法的处理速度快,但需要使用大量能源和化学药剂,运行成本高。
三、新型氮磷去除技术综述1、生物除磷技术生物除磷技术用于去除污水中的磷,主要采用生物处理法,将污水中的磷通过微生物代谢释放出来,之后再利用沉淀或过滤等技术去除。
这种方法具有投资少、运行成本低等优点。
2、同步脱氮脱磷技术同步脱氮脱磷技术是一种生物方法,通过好氧、厌氧反应的结合,内循环、反硝化等环节使氮、磷同步被去除,彻底解决了传统方法中氮、磷去除效率低的问题,运行成本低廉。
3、局部缺氧除氮技术局部缺氧除氮技术是一种通过在污水处理系统中设置局部缺氧区域来实现生物硝化反应和同时进行反硝化反应,从而去除污水中的氮的方法。
该方法处理效果好,适用于对氮去除效率要求较高的污水处理工程。
四、氮磷去除技术的比较生化方法、化学方法和物理方法虽然是常用的氮磷去除技术,但由于其存在诸多缺点,近年来新型的氮磷去除技术逐渐被开发出来。
新型的氮磷去除技术具有处理效率高、运营成本低等显著优势,尤其是局部缺氧除氮技术、同步脱氮脱磷技术具有更好的效果,因此未来可能会成为主流的技术选择。
除磷药剂如何投加效果最好完整版
除磷药剂如何投加效果最好标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]除磷药剂如何投加效果最好投加量如何计算一、化学除磷的原理上回说道,化学除磷药剂有三类,分别是石灰,铝盐和铁盐等。
由于石灰对生物处理的pH影响较大,加之容易引起管道堵塞问题,所以以生物除磷为主的污水厂很少使用。
国内较常用的是铁盐或铝盐,它们与磷的化学反应如式(1)(2)Al3++PO3-4→AlPO4↓(1)Fe3++PO3-4→FePO4↓(2)与沉淀反应相竞争的反应是金属离子与OH-的反应,反应式如式(3)(4)Al3++3OH-→Al(OH)3↓(3)Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓(4)金属氢氧化物会形成大块的絮凝体,这对于沉淀产物的絮凝是有利的,同时还会吸附胶体状的物质细微悬浮颗粒二、除磷药剂投加位置的选择除磷药剂的投加位置有以下三种。
1、预沉淀除磷:在初沉池前投加化学药剂,通过排除初沉池的污泥达到除磷的目的但是这种方法会大量增加污泥产量,并且对后续反硝化反应造成影响,一般不推荐使用。
2、同步沉淀除磷:在生化反应池中投加化学药剂,通过排除二沉池的剩余污泥除磷同步沉淀除磷一般是在生化反应池曝气区尾部投加除磷药剂,结合生物除磷过程,将绝大部分的磷在生物处理段内予以去除这种方法除磷效率高,节省投药量,而且可以改善活性污泥在二沉池中的沉降性能,提高回流污泥浓度3、后沉淀除磷:即在二沉池后投加化学药剂,通过混合絮凝及分离设施将残余在出水中的磷去除后沉淀除磷一般须设混凝反应池及终沉池,投资大,运行费用高。
综上,辅助化学除磷的最佳投药位置宜设在生化反应池曝气区尾部同时,预留二沉池后除磷药剂投加点,以备应急情况下投入使用,确保最终出水。
三、除磷药剂投加量的计算由式(1)和式(2)可知去除1mol的磷酸盐,需要1mol的铁离子或铝离子由于在实际工程中,反应并不是100%有效进行的,加之OH-会参与竞争,与金属离子反应,生成相应的氢氧化物,如式(3)和式(4),所以实际化学沉淀药剂一般需要超量投加,以保证达到所需要的出水P浓度《给水排水设计手册》第5册和德国设计规范中都提到了同步沉淀化学除磷可按1mol 磷需投加的铝盐(或铁盐)来考虑为了计算方便,实际计算中将摩尔换算成质量单位如:1molFe=56gFe,1 molAl=27gAl,1molP=31gP;也就是说去除1kg磷,当采用铁盐时需要投加:×(56/31)= kgFe/kgP;当采用铝盐时需投加:×(27/31)= kgP四、需要辅助化学除磷去除的磷量计算同步沉淀化学除磷系统中,想要计算出除磷药剂的投加量,关键是先求得需要辅助化学除磷去除的磷量对于已经运行的污水处理厂及设计中的污水处理厂其算法有所不同1、已经运行的污水处理厂PPrec=PEST-PER(5)式中PPrec———需要辅助化学除磷去除的磷量,mg/L;PEST———二沉池出水总磷实测浓度,mg/L;PER———污水处理厂出水允许总磷浓度,mg/L2、设计中的污水处理厂根据磷的物料平衡可得: PPrec=PIAT-PER-PBM -PBioP(6)式中PIAT———生化系统进水中总磷设计浓度,mg/L;PBM ———通过生物合成去除的磷量,PBM= ,IAT,mg/L;CBOD,IAT———生化系统进水中BOD5实测浓度,mg/L;PBioP———通过生物过量吸附去除的磷量,mg/LPBioP值与多种因素有关,德国ATV-A131标准中推荐PBioP的取值可根据如下几种情况进行估算:(1)当生化系统中设有前置厌氧池时:PBioP可按~CBOD,IAT进行估算(2)当水温较低出水中硝态氮浓度≥15mg/L,即使设有前置厌氧池,生物除磷的效果也将受到一定的影响,PBioP可按~CBOD,IAT进行估算(3)当生化系统中设有前置反硝化或多级反硝化池,但未设厌氧池时,PBioP可按≤,IAT进行估算(4)当水温较低,回流至反硝化区的内回流混合液部分回流至厌氧池时(此时为改善反硝化效果将厌氧池作为缺氧池使用),PBioP可按≤,IAT进行估算五、计算案例eg1:已建污水处理厂某城镇污水处理厂规模为2万m3/d,已建成稳定运行,二沉池出水排放标准总磷PER≤L,运行数据表明二沉池出水实测总磷浓度PEST = L,欲采用液体三氯化铁(FeCl3)作为同步化学除磷药剂,其有效成分为40% (400gFeCl3/kg FeCl3溶液),密度为L,求所需除磷药剂量解:按式(5)进行计算PPrec=;所需Fe的投加量至少为××20000× 10-3=81kgFe/d;折算成每天需要有效成分为40%的FeCl3溶液体积量为:V =81/[40%×56/(56+×3)× ]=deg2:设计中的污水处理厂某城镇污水处理厂设计水量为4万m3/d,采用A2/O生物脱氮除磷工艺,厌氧池进水水质为: BOD5(CBOD,IAT)=200 mg/L,TP(PIAT )=6 mg/L,设计水温12℃,冬季运行时为保证脱氮效果,需将部分厌氧区作为缺氧区使用二沉池出水BOD5排放标准CBOD,EST≤10 mg/L,出水总磷排放标准PEST≤L设计采用固体聚氯化铝(PAC)作为辅助化学除磷的药剂,其有效成分为30%(300gAl2O3/kgPAC)为同步沉淀除磷,计算该污水处理厂冬季运行时所需的除磷药剂量解:通过生物合成去除的磷为:PBM =,IAT = ×200=2mgP/L;通过生物过量吸附去除的磷为:PBioP≤,IAT=×200=1mgP/L。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,水体富营养化问题日益严重,其中氮、磷等营养物质的排放是主要污染源之一。
污水生物脱氮除磷工艺作为一种经济、高效的污水处理技术,受到了广泛关注。
本文将重点介绍污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展。
二、污水生物脱氮除磷工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种利用微生物的作用,通过生化反应将污水中的氮、磷等营养物质去除的工艺。
该工艺主要包括硝化、反硝化、聚磷菌的过量吸磷等过程,通过这些过程实现污水中氮、磷的有效去除。
三、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺类型与特点目前,污水生物脱氮除磷工艺主要包括传统活性污泥法、A2/O工艺、MBR工艺、SBR工艺等。
这些工艺各有特点,如传统活性污泥法处理效果好,但能耗较高;A2/O工艺脱氮除磷效果好,对水质变化适应能力强。
在实际应用中,需根据实际情况选择合适的工艺。
2. 实际应用情况目前,污水生物脱氮除磷工艺已在全球范围内得到广泛应用。
在我国,该工艺在污水处理厂、工业废水处理等领域发挥了重要作用。
然而,仍存在一些问题,如能耗高、污泥产量大等,需要进一步优化和改进。
四、污水生物脱氮除磷工艺的发展1. 技术创新与优化随着科技的不断进步,新的技术手段和材料不断应用于污水生物脱氮除磷工艺中。
例如,利用新型生物反应器、高效微生物菌剂等提高处理效果,降低能耗和污泥产量。
同时,通过对现有工艺的优化和改进,提高工艺的稳定性和可靠性。
2. 集成化与智能化发展未来,污水生物脱氮除磷工艺将更加注重集成化和智能化发展。
通过将不同工艺进行集成,实现一体化处理,提高处理效率。
同时,利用智能化技术手段,实现对污水处理过程的实时监测和调控,提高工艺的稳定性和处理效果。
3. 政策与标准支持政府对污水处理和环境保护的重视程度不断提高,出台了一系列政策和标准,为污水生物脱氮除磷工艺的发展提供了有力支持。
未来,随着政策和标准的不断完善和落实,该工艺将得到更广泛的应用和推广。
生物脱氮除磷工艺
Fe3 PO43 FePO4
Fe 2 PO43 Fe3 (PO4 ) 2
一般用FeCl2、FeSO4 或 FeCl3 Fe2(SO4)3 (3)石灰混凝除磷
5Ca 2
4OH
3HPO
2 4
Ca5 (OH )( PO4 )3
3H 2O
向含磷的废水中投加石灰,由于形成OH,污水的pH值 上升,磷与Ca2+反应,生成羟磷灰石(方解石)。
将污水和海水泵入一个电解槽中,槽底为石墨阳极,上 面是铁阴极。海水作为电解质。在阳极上氯化物被氧化成 氯气,在阴极上H+离子还原成氢气。后一反应使电极附 近的pH上升,诱导产生Mg(0H)2、MgNH4P04,和 C产a生3(的PO气4)泡2沉附淀于。沉这淀些物沉絮淀体物上借可助使气之浮上与浮液。体出分水离的,D电O接解 近饱和还可彻底消毒。动力消耗约1.2kW·h/m2。
3.水体中氮的来源
水体中的氮其来源是多方面的,主要由城市生活污水、工 业废水和农溉污水三方面。此外自然界的天然固氮也是一 个方面,通过雷电固定大气中的氮就占天然固氮的15%。 大气中的氮通过下雨会降解到水体,水体本身尚有许多能 固氮的微生物,如某些固氮菌和蓝绿藻,在光照充足的情 况下能将大气中的氮固定下来并进人水体。
工程中常采用沸石作为除氨的离子交换体,它对氨离子 有很强的选择性,交换容量2毫克当量/克。当沸石全部交 换位置被饱和并出现NH3转效点时,沸石需再生。
生化法污水处理
生化法污水处理1.概述此文档旨在介绍生化法污水处理的原理、应用领域、技术流程、操作要点等相关内容。
2.原理生化法污水处理是一种利用生物活性物质降解和转化污水中有机物的方法。
其原理主要包括生物降解、氧化还原反应、生物膜反应等。
3.应用领域生化法污水处理广泛应用于工业废水、城市污水、农村污水以及污水回用等领域,在环境保护和资源回收利用方面发挥重要作用。
4.技术流程生化法污水处理通常包括预处理、生化反应池、沉淀池、二次沉淀池、除磷等步骤。
具体流程如下:(1) 预处理:包括筛选、稀释、中和等过程,以提高后续处理的效果。
(2) 生化反应池:将预处理后的污水引入生化反应池,通过生物降解和氧化还原反应,降解有机污染物。
(3) 沉淀池:将生化反应后的污水引入沉淀池,通过重力作用,使悬浮物沉淀到底部。
(4) 二次沉淀池:将沉淀池中的上清液引入二次沉淀池,进一步去除残余悬浮物。
(5) 除磷:根据需要,在流程中添加除磷工艺,以去除污水中的磷。
5.操作要点生化法污水处理的操作要点包括以下内容:(1) 控制进水负荷和pH值,以保证生化反应池的处理效果。
(2) 在操作过程中定期监测污水的沉淀性能、溶解氧和污泥浓度等指标,及时调整操作参数。
(3) 维护反应池、沉淀池、二次沉淀池等设备的清洁和正常运行。
附件:本文档涉及的附件包括:- 工艺流程图- 设备安装示意图- 操作指南法律名词及注释:1.生化法污水处理:指利用生物降解和转化污水中有机物的方法进行污水处理的技术。
2.污水回用:指经过处理后,将污水再次利用于农业灌溉、工业用水等领域。
3.除磷:指去除污水中的磷元素,避免其对水体环境造成污染。
生物脱氮除磷原理及工艺
硝化过程
反硝化过程
硝化
反硝化
生物脱氮过程是一个化反应则需要缺氧条件和较短 污泥龄的反硝化菌 在大量有机 物存在时 硝化菌对氧气和营养 物质的竞争不如好氧异养菌 不 利于硝化反应 而反硝化菌需要 有机物作为电子供体来完成脱 氮的过程 解决这些矛盾将会提 高生物脱氮工艺的高效性和稳 定性
改进的Bardenpho工艺流程图
生物脱氮的运行控制
DO的控制
温度T的控制
pH的控制
碳氮比的控制
污泥龄的控制 混合液回流比的控制 有毒有害物质的控制
DO的控制
温度T的控制
pH的控制
碳氮比的控制
污泥龄的控制
混合液回流比的控制
有毒有害物质的控制
废水生物除磷的运行控制
S K DN
S0 S K S0 S0
生物除磷的原理
生物除磷动力学
厌氧条件下,PAO对有机物降解和磷的释放:
3 4
2C2 H4O2 HPO3 H2O (C2 H4O2 ) PO 3H
好氧条件下,PAO对有机物的降解和对磷的过量摄 取:
C2 H 4O2 0.16 NH 1.2O2 0.2 PO 0.16C5 H 7 NO2 1.2CO2 0.2 HPO3 0.44OH 1.44 H 2O
UTC工艺流程图
改良型UCT工艺----MUCT
与 A2/O
工艺相比,在适当的 COD/TKN 比例下,缺 氧区的反硝化可使厌氧区回流污泥中硝酸盐含量接 近于0。 当进水 COD/TKN 较高时,缺氧区无法实现 完全的脱氮,仍有部分硝酸盐进入厌氧区,因此又 产生改进UCT 工艺(MUCT) MUCT 工艺有两个缺氧池,前一个接受二沉池回流 污泥,后一个接受好氧区硝化混合液,使污泥的脱 氮与混合液的脱氮分开,进一步减少硝酸盐进入厌 氧区的可能。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,污水处理问题日益突出。
其中,氮、磷等营养物质的排放对水环境造成了严重污染。
污水生物脱氮除磷工艺作为一种高效、经济的污水处理技术,得到了广泛的应用和关注。
本文将介绍污水生物脱氮除磷工艺的现状,并探讨其未来的发展趋势。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺原理污水生物脱氮除磷工艺主要利用微生物的作用,通过一系列的生化反应,将污水中的氮、磷等营养物质转化为无害物质,从而达到净化水质的目的。
该工艺主要包括硝化、反硝化、厌氧释磷和好氧吸磷等过程。
2. 常见工艺目前,常见的污水生物脱氮除磷工艺包括A/O(厌氧/好氧)工艺、A2/O(厌氧-缺氧-好氧)工艺、MBBR(移动床生物反应器)工艺等。
这些工艺在不同领域得到了广泛应用,取得了显著的成效。
3. 现状分析(1)优点:污水生物脱氮除磷工艺具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点,能够有效地去除污水中的氮、磷等营养物质。
(2)挑战:然而,该工艺在应用过程中也面临一些挑战,如硝化菌和反硝化菌的生长条件差异大、运行管理复杂等。
此外,某些工业废水中的特殊成分可能对微生物产生抑制作用,影响处理效果。
三、污水生物脱氮除磷工艺的发展趋势1. 技术创新随着科技的不断进步,新的污水处理技术不断涌现。
未来,污水生物脱氮除磷工艺将更加注重技术创新,通过优化工艺参数、改进设备结构、提高微生物活性等方式,提高处理效率,降低运行成本。
2. 组合工艺为了进一步提高处理效果,未来将更加注重将不同的污水处理工艺进行组合。
例如,将物理、化学和生物处理方法相结合,形成组合工艺,以适应不同类型污水的处理需求。
3. 智能化管理随着信息技术的发展,污水处理行业的智能化管理将成为未来发展的重要方向。
通过引入物联网、大数据、人工智能等技术手段,实现对污水处理过程的实时监控、远程控制和智能调度,提高运行管理的效率和准确性。
4. 资源化利用为了实现污水的资源化利用,未来将更加注重对污水处理过程中产生的污泥进行资源化利用。
污水脱氮除磷原理
污水脱氮除磷原理
污水脱氮除磷是一种常见的污水处理方法,旨在降低污水中的氮和磷含量,以减少对水环境的污染。
脱氮的原理通常采用生物脱氮方法,其中最常见的是硝化-反硝化过程。
在这个过程中,通过微生物的作用,将污水中的氨氮逐步转化为亚硝酸盐,然后再转化为硝酸盐。
同时,硝化过程中产生的氮气可以通过通气系统排出。
除磷的原理主要是通过化学反应将溶解性磷酸盐转化成不溶性磷酸盐沉淀,从而达到除磷的效果。
常用的除磷方法包括化学除磷和生物除磷。
化学除磷通常采用加入金属盐溶液(如氯化铁、氯化铝等)的方式,金属离子与磷酸盐发生反应生成不溶性的金属磷酸盐沉淀。
这些沉淀物随后通过沉淀池或沉淀池被除去。
生物除磷主要是利用某些特殊的细菌和微生物,在厌氧条件下将污水中的磷酸盐转化为多聚磷酸盐,这些多聚磷酸盐可以沉积在活性污泥中。
在后续的污泥处理过程中,这些磷酸盐有机体可以被分解,从而达到除磷的效果。
综上所述,污水脱氮除磷的原理一般是通过生物反应和化学反应,将污水中的氮和磷转化成沉淀物或沉积在活性污泥中,从而达到减少水环境污染的目的。
生化池除磷的原理
生化池除磷的原理生化池除磷是指通过生物或化学方式去除水体中的磷,以达到减少或消除水体富营养化的目的。
这是一种重要的污染物处理方式,对于改善水质具有重要的意义。
下面将以生物和化学两个方面来解答生化池除磷的原理。
生物除磷的原理:生物除磷是利用特定的微生物菌株去去除水体中的磷。
有机负荷较高的废水中的磷,主要分为溶解态磷和颗粒态磷。
微生物的基本代谢反应不直接去除磷,但某些具有强磷酸氧化还原能力的细菌或真菌可以将水体中的磷逐渐转变为可沉积的颗粒态磷,并将其沉积于水体底泥中。
生物去除磷的过程主要包括磷的吸附、磷的内源吸收以及磷的沉积。
在废水生物处理系统中,一般采用A2/O(Anaerobic baffled reactor+ Oxic tank)工艺,即发展厌氧/好氧/缺氧的菌群,以实现最佳的除磷效果。
厌氧条件下,废水中的磷以无机磷酸盐的形式进入废水处理系统。
在Anoxic区域与有机物质发生反应,被生物吸收,同时产生磷酸根离子的沉淀。
这种吸附和反应机制被称为生物吸附除磷。
好氧条件下,溶解态的磷被细菌通过吸附、内源吸收和附着胞体沉积的方式去除。
废水进入好氧区后,磷初始去除率较低,但随着好氧条件的作用,水体中的溶解态磷不断转变为颗粒态磷,这种转变过程是通过微生物的吸附和内源吸收过程完成的。
缺氧条件下,水体中的磷被包裹在胞外聚磷体(EBPR)中,随着EBPR的形成和生长,废水中的磷便会逐渐沉积下来。
磷的沉积过程是通过EBPR颗粒聚磷细菌的繁殖和释放胞外聚磷体实现的。
生物除磷的优点是处理效果稳定且成本相对较低,尤其适用于连续运行的废水处理系统,如污水处理厂。
化学除磷的原理:化学除磷是通过加入化学药剂改变水体中磷的形态,并使其沉淀下来。
常见的化学药剂有氢氧化铝、硫酸铝、聚合氯化铝等。
化学除磷的原理是通过化学反应将溶解态磷转变为颗粒态磷,随后沉积到水体底泥中。
在水体中添加化学药剂后,药剂和水中的磷发生反应,生成不溶性的磷酸铝、磷酸铁等盐类,这些盐类难溶于水,磷即沉淀下来。
生物脱氮除磷技术
1.短程硝化-反硝化工艺
原理:将硝化过程控制在NO2-阶段而终止,随后进行反 硝化。亚硝酸型生物脱氮具有以下优点:亚硝酸菌世 代周期比硝酸菌世代周期短,泥龄也短,控制在亚硝 酸型阶段易提高微生物浓度和硝化反应速率,缩短硝 化反应时间,从而可 以减少反应器容积,节省基建投 资。
(1)Sharon工艺
6.内循环气升式序批式生物膜法
废水生物脱氮除磷技术的发展主要集中在以下四个方 面:
开发不同营养类型微生物独立生长的新工艺,主要体现在不 同工艺之间的相互组合 在新的微生物学和生物化学理论基础上开发出的新型工艺。 基于处理设施高度简化的新工艺。 生物脱氮除磷工艺也理应结合可持续污水处理的理念,最大 程度地减少COD氧化,降低CO2释放,减小剩余污泥产量,实 现富磷污泥有效利用和处理水回用,这将是今后污水处理领域 发展的方向。
④ 溶解氧 生物除磷的厌氧环境要求既没有溶解氧也没有硝态氮。 实际中应控制溶解氧浓度小于0.2mg/L。 通常存在硝酸盐时,微生物进行吸磷,磷浓度缓慢地 减少,只有当硝酸盐经反硝化全部耗完后才开始放磷。 好氧池是好氧微生物生化活动的场所,溶解氧浓度通 常要求保持在2.0mg/L以上。 ⑤泥龄 在生物污泥含磷量一定时,污泥排放的越多系统去除 的磷的量就越多。剩余污泥的排放量直接与系统的泥龄相 关,剩余污泥排泥量大,则泥龄就小。生物除磷系统的泥 龄宜控制3.5~7d的范围内。
排放 富磷剩余污泥
3.Dephanox工艺 当进水碳氮比较高时,需要在A2N工艺的缺氧池后 添加曝气池。 4.AOA-SBR脱氮除磷工艺 AOA-SBR法就是将厌氧/好氧/缺氧工艺应用于SBR中, 充分利用了DPB在缺氧且没有碳源的条件下能同时进行脱 氮除磷的特性,使反硝化过程在没有碳源的缺氧段进行, 不需要好氧池与缺氧池之间的循环,达到氮磷在单一的 SBR中同时去除的目的。 5.颗粒污泥脱氮除磷
生物除磷的基本过程
3、反硝化反应的影响因素①碳源:一是原废水中的有机物,当废水的BOD5/TKN大于3~5时,可认为碳源充足;二是外加碳源,多采用甲醇;②pH值:适宜的pH值是6.5~7.5,pH值高于8或低于6,反硝化速率将大大下降;③溶解氧:反硝化菌适于在缺氧条件下发生反硝化反应,但另一方面,其某些酶系统只有在有氧条件下才能合成,所以反硝化反应宜于在缺氧、好氧交替的条件下进行,溶解氧应控制在0.5mg/l以下;④温度:最适宜温度为20~40︒C,低于15︒C其反应速率将大为降低。
4、生物脱氮反应过程中各项生化反应特征四、新型生物脱氮途径与工艺1、短程生物脱氮工艺2、SHARON工艺3、ANAMMOX工艺4、SHARON-ANAMMOX组合工艺5、OLAND工艺6、CANON工艺7、同时硝化反硝化(SND)工艺第四节 废水生物除磷原理一、磷在废水中的存在形式通常磷是以磷酸盐(-42PO H 、-24HPO 、-34PO )、聚磷酸盐和有机磷等的形式存在于废水中;细菌一般是从外部环境摄取一定量的磷来满足其生理需要;有一类特殊的细菌——磷细菌,可以过量地、超出其生理需要地从外部摄取磷,并以聚合磷酸盐的形式贮存在细胞体内,如果从系统中排出这种高磷污泥,则能达到除磷的效果。
二、生物除磷的基本过程1、除磷菌的过量摄取磷好氧条件下,除磷菌利用废水中的BOD 5或体内贮存的聚β-羟基丁酸的氧化分解所释放的能量来摄取废水中的磷,一部分磷被用来合成A TP ,另外绝大部分的磷则被合成为聚磷酸盐而贮存在细胞体内。
2、除磷菌的磷释放在厌氧条件下,除磷菌能分解体内的聚磷酸盐而产生A TP ,并利用ATP 将废水中的有机物摄入细胞内,以聚β-羟基丁酸等有机颗粒的形式贮存于细胞内,同时还将分解聚磷酸盐所产生的磷酸排出体外。
3、富磷污泥的排放在好氧条件下所摄取的磷比在厌氧条件下所释放的磷多,废水生物除磷工艺是利用除磷菌的这一过程,将多余剩余污泥排出系统而达到除磷的目的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
水体富营养化指在人类活动的影响下,生物所需的N、P等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖水体DO下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。
虽然在自然条件下湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,但过程非常缓慢。
而人为排放含N、P等营养物质较高的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化能在较短时间内爆发。
水体出现富营养化现象时,浮游藻类大量繁殖,形成水华。
水体富营养化的危害:P是水生植物过量生长的关键因素之一,而且P对水体富营养化作用远大于氮。
根据世界经济合作与发展组织(OECD)的研究,80%的湖泊富营养化受P元素的制约,10%的湖泊富营养化与P元素直接相关,其余10%的湖泊是受到N与其它因素的作用。
P污染已经危害湖泊和海洋的水体环境,而对水体中P的去除已经引起国内外学者的广泛关注。
我国著名的滇池、太湖、巢湖和西湖等众多湖泊富营养化状况也已相当严重。
过量排放的P主要来自于{农田施肥、农业废弃物、城市生活污水和某些工业废水}。
P营养盐是造成水体营养化的主要化合物之一,随着大量含P营养物质的生活污水、工业废水排放于江河湖泊,加大了水体营养物质的负荷。
经研究发现,废水中的P同时包括有机P和无机P,而经过污水处理厂处理的出水中,部分有机P已经转化为无机P且以正磷酸盐为主,一般用吸附剂对P进行深度处理的多为无机P。
排放的废水中若含有较高浓度的磷酸盐会造成严重的污染事故,即使是处理后的废水中含有少量的P也可能会引起湖泊的富营养化。
水体富营养化的危害:天然富营养化是指在自然条件下,湖泊自身从贫营养状态过度到富营养状态,沉积物不断增多。
但这种自然过程非常缓慢,需要几千年甚至上万年。
人为富营养化是指人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象则可短期内造成水体的富营养化。
水体富营养化的危害:富营养化的危害很大,表现为藻类的大量繁殖,进而引起水质恶化以及湖泊退化等。
具体主要表现在下列几个方面:恶化水源水质,增加污水处理难度和成本;水体感官性恶化,降低了水体的美学价值;破坏了水体生态平衡,降低了水体的经济价}。
生化法除磷:利用聚磷菌一类细菌过量地超出其生理需要地从外部摄取可溶性磷酸盐,在体内合成多聚磷酸盐,而积累起来,形成高磷污泥,排出系统,达到从废水中除磷的效果。
污水中的有机物进入厌氧区后,在产酸菌的作用下转化为乙酸。
厌氧放磷:聚磷菌在厌氧的不利状态下,将贮存在菌体内的聚磷分解,以磷酸盐形式释放到环境中,同时产生的能量,一部分供聚磷菌生存,另一部分能量供聚磷菌主动吸收乙酸、H+和e-,使之转化为PHB(聚β-羟基丁酸)的形态储藏于体内,并使发酵产酸得以继续进行。
好氧吸磷:进入好氧状态后,聚磷菌将储存于体内的PHB或从外界摄取有机物进行好氧分解,并释出大量能量,供聚磷菌增殖等生理活动,当环境中有溶解性磷存在时,一部分能量供其主动吸收污水中的磷酸盐,以聚磷的形式积聚于体内。
厌氧好氧交替系统使聚磷菌成为“选择菌”(优势菌)。
污泥中的非聚磷好氧异养细菌,在厌氧条件下受抑制;在好氧条件下,因废水中大部分有机物已被聚磷菌吸收、贮藏和利用,残存的有机物较少,在竞争上得不到优势。
有效释磷:在厌氧条件下聚磷菌释放的磷愈多,合成的PHB愈多,则在好氧条件下,合成的聚磷量愈多,除磷效果也就愈好。
生化法除磷原理PAO 原理普遍认可和接受的生物除磷理论是“聚合磷酸盐累积微生物”PAO的摄/放磷原理。
在厌氧条件下,聚磷菌把细胞中的聚磷水解为正磷酸盐(PO43-)释放到胞外,并从中获取能量,利用污水中易降解的COD 如VFAs,合成贮能物质聚β-羟基-丁酸(PHB)等贮于胞内。
在好氧条件下,聚磷菌以O2 作为电子受体,通过所贮藏的PHB 代谢产生的能量,过量地从污水中摄取磷酸盐,并产生新的细胞物质。
普通细菌含磷量约为其重量的 2.3%,而聚磷菌体内磷的含量可达7%-8%,通过剩余污泥排放可实现高效地除磷。
生化法除磷原理DPB 原理兼性厌氧反消化除磷细菌DPB能在缺氧(无O2,存在NO3-)环境下摄取磷。
DPB 被证实具有同PAO 极为相似的除磷原理,它们能够以NO3-为电子受体,氧化细胞内贮存的PHB 释放能量,过量的从废水中摄取磷。
荷兰Delft 大学近来对于把这种工艺与活性污泥工艺结合的方法进行了研究和评价。
实验室和生产性规模的生物除磷脱氮的研究表明,当微生物依次经过厌氧、缺氧、好氧三个阶段后,约占50 %的聚磷菌既能利用氧气又能利用NO3-作为电子受体,DPB的除磷效果相当于总磷菌的50%。
生化法除磷原理生化法除磷的效率随进水水质的变化和边界条件的变化波动较大,对废水中的磷浓度与有机物浓度(BOD)有较严格的要求,当磷浓度大于10mg/L,或有机物浓度较低时出水水质会受到很大影响,因此常与一些物化法联用以保证稳定的除磷效率。
生化法除磷工艺流程:生物除磷是一种较为经济的除磷技术,但是生物处理效果不易稳定,进水的BOD/TP比值、环境温度、pH值、溶解氧等因素都会造成影响,而且单独的生物工艺往往难以达到TP≤0.5mg/L的排放要求。
在设计中,基本的处理工艺如下:生物除磷影响因素:(1) 溶解氧和NOx-浓度:厌氧区保持绝对厌氧(DO<0.2mg/L),无NO3-类化合态氧(NO3-<2mg/L),好氧区(DO>2mg/L)。
厌氧区如存在溶解氧,兼性厌氧菌就不会启动其发酵代谢,不会产生脂肪酸,也不会诱导放磷,好氧呼吸会消耗易降解有机质;产酸菌利用NOx- 作为电子受体,抑制厌氧发酵过程,反硝化时消耗易生物降解有机质。
(2) 污泥龄:污泥龄影响着污泥排放量及污泥含磷量,污泥龄越长,污泥含磷量越低,去除单位质量的磷须同时耗用更多的BOD。
SRT=30d时,除磷效果40%;SRT=17d时,除磷效果50%;SRT=5d天时,除磷效果87%。
同时脱氮除磷系统应处理好泥龄的矛盾。
(3) pH:与常规生物处理相同,生物除磷系统合适的pH为中性和微碱性,不合适时应调节。
pH=6~8。
(4) 温度:在适宜温度范围内,温度越高释磷速度越快;温度低时应适当延长厌氧区的停留时间或投加外源VFA。
T=5~30℃(5) BOD5负荷和有机物性质:BOD5负荷高除磷效果好,BOD/TP=20:1;低分子易降解有机物诱导磷释放能力强,因此磷的摄取量也大。
AP/O生物除磷工艺:由厌氧池和好氧池组成的同时去除污水中有机污染物及磷的处理系统。
Phostrip去除磷工艺在回流污泥过程中增设厌氧释磷池和上清液的化学沉淀处理系统,称为旁路。
一部分富含磷的回流污泥送至厌氧释磷池,释磷后的污泥再回到曝气池进行有机物降解和磷的吸收,用石灰或其他化学药剂对释磷上清液进行沉淀处理。
生化法除磷需要注意的问题:通过对生物法污水处理出水水质的分析,在废水除磷工艺运转中,需要注意下列问题:进水的BOD5/TP比值大小将影响除磷效果,当进水浓度较低,污水处理设施低负荷运转时,生化出水TP偏高。
生物处理部分厌氧阶段应绝对无氧,这有助于除磷效果。
厌氧泥龄较短,因而生物处理部分应及时排泥,否则厌氧菌会分解污泥中的聚磷,导致磷的二次释放。
由于污泥池的上清液重新回到系统,若剩余污泥不能及时排出系统,则磷的二次释放会影响进水。
物化法除磷:由于工业废水磷含量非常高而且可生化性较差,限制了生化法的采用,目前许多高浓度含磷废水多采用物化法处理或生化-物化结合法处理工艺,但主体工艺均为物化方法。
主要的物化处理方法包括:化学沉淀法,结晶法,吸附法等。
物化法除磷之化学沉淀法:主要是通过添加铝盐、铁盐、镁盐和钙盐等手段,使磷酸根物质以磷酸铝、磷酸铁、鸟粪石(磷酸铵镁,MgNH4PO4·6H2O)和磷酸钙等形式的难溶性沉淀物质分离出来。
其中鸟粪石与磷酸钙系列化合物溶度积非常小,是目前实际工艺中应用最多的两种沉淀方案。
生成鸟粪石沉淀的反应表达式为:Mg2++PO43-+NH4++6H2O→MgNH4PO4·6H2O↓鸟粪石:MgNH4PO4·6H2O,一种含水的磷酸盐矿物。
含五氧化二磷28.92%、氧化镁16.43%。
斜方晶系,晶体常呈等轴状、楔状、短柱状或厚板状。
无色,有时呈白、棕或淡黄色,玻璃光泽,硬度2~3,密度1.65~1.71g/cm3。
产于鸟粪堆积的硬块中,系有机物经细菌作用而成,与镁磷石、水磷铵镁石等共生,是优良的氮磷肥料。
1、pH值的变化直接影响溶液中各种反应的平衡状态,因此其对于鸟粪石的形成是至关重要的因素。
2、钙法化学混凝处理高浓度含磷废水工艺简单,效率高,应用相当广泛。
目前多数学者认为其主要机制是碱性条件下钙离子与磷酸根离子生成了难溶物质羟基磷酸钙(HAP,Ca10(PO4)6(OH)2),也有学者认为同时还生成了磷酸三钙(TCP,Ca3 (PO4)2•xH2O)沉淀。
3、生成羟基磷酸钙(HAP )沉淀的反应表达式为:10Ca2++2OH-+6 PO43-→[Ca10(OH)2(PO4)6]↓生成磷酸三钙(TCP)沉淀的反应表达式为:3Ca2++xH2O+2PO43-→Ca3 (PO4)2•xH2O↓4、调节钙磷比和控制pH值是优化磷酸钙沉淀除磷的重要手段。
5、白卯娟等使用亚铁离子改性粉煤灰的过程中发现pH是影响粉煤灰除磷效率的一个主要因素,改性后的粉煤灰在pH为6.0-10.0的范围内,除磷效率在90%以上。
同时,粉煤灰经亚铁离子改性后,对溶液的pH有较高的缓冲能力。
6、活性氧化铝具有很强的吸附性及吸湿性,也是一种研究比较彻底并得到实际应用的除磷吸附剂。
物化法除磷之结晶法在有羟基离子存在下,磷酸根离子与钙离子反应生成难溶的羟基钙磷灰石[Ca10 (OH)2 (PO4)6],利用晶体生长原理,以消石灰调节pH 值和提高钙离子的浓度,将废水流经填有晶种的反应器,于是在表面生成羟基磷酸钙结晶析出,从而将磷去除。
结晶化反应器可用柱式固定床,柱内装填粒状的磷矿石晶种;流化床可用石英砂为载体。
一般认为结晶法适用于磷酸盐浓度较低的条件。
熊鸿斌等研究发现羟基磷酸钙结晶过程有三个阶段分别是诱导期、无定形(非晶体)的形成和稳定的结晶晶体的形成,反应初期加入晶种可消除诱导期。
常用的晶种载体有沙子、无烟煤和多孔陶粒等。
物化法除磷之吸附法一般磷酸盐废水的吸附处理都包括了物理吸附和化学吸附两个部分,在实际的吸附过程中这两部分往往是难以分开的,但不论是哪一个作用为主,去除高浓度磷酸盐都需要吸附材料具有较高的比表面积与很强的吸附能力。
含钙物质能提供长期的钙源及磷酸钙沉淀的活性表面,因此其除磷过程必然包括化学吸附,在一定的条件下还可能成为主导作用过程,已有研究表明,当含钙丰富的物质加进反应混合物时,磷吸附容量提高,含CaCO3较多的石灰石有助于磷的去除。