环境工程除磷工艺

粉水污染磷的危害。南京玄武湖水中的磷70.8％
来自生活污水；太湖蓝藻爆发，主要原因之一也
因为洗衣粉的排入，使水中含磷量剧增。洗衣粉
本是清洁之物，如今却成了污染的元凶。
四、国家标准
• 国家环保总局在1998 年下发了“关于GB 8978—1996《污水综合 排放标准》中磷酸盐及其监测方法的通知”(环函[1998]28号)，明 确指出：“GB8978—1996《污水综合排放标准》中磷酸盐指总磷 ，即废水中溶解的、颗粒的有机磷和无机磷的总和。
一、背景
樱花河
“抹茶”河
二、来源
• 1，农业排水。首先是由于农业磷肥的使用，使在土壤中积累 了相当数量营养物质，它们可随农田排水流入 临近的水体。 此外，饲养家畜过程所产生的废物中也含有相当数量的营养物 质，有可能通过排水进入临近水体。
• 2， 城市污水。其中所含磷的主要来源是粪便、食品污物和合 成洗涤剂。尤其是合成洗涤剂，在一些高消费地区如北美的污 水中 5 0％ ～7 0％的总磷来自于此。在污水处理厂，污水中 很大部分的磷通过金属磷酸盐(如磷酸钙)沉淀而被除去，未除 去的随排出水流人旁边的受纳水体。在处理过程中也用到许多 含磷的化学药剂，如磷酸三钠、多聚磷酸钠等，它们也可能进 入受纳水体。
wushuiwwwwww污水
污水
一、背景
4444444之一。
• 氮磷营养盐是造成水体富营养化的主要化合物.随着人类
对环境资源开发利用活动的日益增加,使大量含氮、磷营养 物质的生活污水、工业废水排入江河湖泊中,增加了水体营 养物质的负荷,其直接后果为水体富营养化.据统计,我国主要 湖泊处于氮磷污染而导致富营养化的占统计湖泊的50% 以 上.富营养水体的主要危害是:① 富营养化的直接后果是水藻 类植物暴长,水体含氧量急剧下降,导致鱼类、贝类等水族动 物因缺氧死亡,同时扼制了这些生物的繁殖;② 富营养化恶化 水源水质,增加了水处理的难度和成本;③ 富营养化使水体感 官恶化,降低了水体的美学价值.虽然氮磷营养盐同是造成水 体富营养化的主要化合物,但磷则是关键的元素.因为尽管氮 磷同为生物的重要营养物质,但藻类等生物对磷更为敏感. 当 水体中磷处于低浓度时,即使氮浓度能满足藻类等生物的需 要,其繁殖能力也会大受遏制.
•
化学除磷由于是利用了磷酸盐的沉淀特性，所用的化学药剂
又比较容易采购到，运行管理相对生物除磷要简单方便，因此各
个污水厂在水厂出口安装了在线总磷仪表以后，首先得到的咨询
意见就是使用化学除磷的方式来进行出水总磷的达标，而且在一
些水厂的运行效果也确实不错，现阶段化学除磷正从一开始的弥
补生物除磷的不足转变成为污水厂的主流除磷工艺。
该工艺不需要设置二沉池和污泥回流系统，对污染物的去除效率高、 占地面积少、布置紧、运行方式灵活，对水量和水质的变化有较大的适 应性，在操作运行管理方面就有较大的灵活性，并且运行费用低。
4、生物除磷和化学除磷对比
化学沉淀法除磷工艺虽除磷效率相对较高 ,但消耗化学药剂 并产生大量的化学污泥 ,处理成本相对昂贵;而传统的生物处理工 艺操作简单 ,但磷去除效率较低 ,难以满足出水要求。
行成本的增加，对于很多处于维持运转的中小型污水厂是一个非常大的问
题。而这个问题将很快显现出来，如何保证污水中总磷的去除以及运行成
本的管控成为污水厂运行管理的下一个重大课题。
六、污水化学法除磷
化学除磷
•
化学沉淀法是最常用的化学除磷方法。化学沉淀法是指投加的无机金属盐药剂与
污水中溶解性的磷酸盐混合后,形成颗粒状非溶解性物质,通过固液分离从污水中去除磷 。常用的化学药剂为明矾、氯化铝、氯化铁以及高分子聚合物。
•
化学除磷的优点: 操作简单、效果稳定、耐冲击负荷;
•
其缺点:药量大、 处理费用较高,且产生大量污泥。化学除磷(不带过滤)出水TP在
0.5~1.0mg/L。
物理除磷
•
物理除磷主要包括过滤和膜技术。过滤能除去水体中颗粒态磷,膜技术既能除去颗
粒态磷,也可以除去部分可溶态磷,出水TP<0.04mg/L,但成本较高。因此,为达到深度除 磷效果,采用物理除磷是必要的。
A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是 厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率 一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上， 磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水 厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法， 运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污 水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水 水源时，才采用该工艺。影响给水水源时，才采用该工艺。 响给水水源时，才采用该工艺。才 用该工艺。
A2/O工艺特点
(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌 群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 (2)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单， 总的水力停留时间也少于同类其他工艺。 (3)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一 般100，不会发生污泥膨胀。 (4)污泥中磷含量高，一般为2.5%以上。 (5)脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果则受回流污 泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。
• 3， 其他来源 。 包括城镇和乡村的径流、 工业废水和地下水 等。 磷在水体中有不同的存在形态，且各种形态间可相互转 化。其中悬浮态磷(含无机态和有机态)大多存在于细菌和动植 物残骸的碎屑中。
三、危害
•
含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大
量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻
类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下
5、生物除磷和化学除磷关系
•
在生物除磷的各项条件都不能或受到各种现场制约的情况下
，要使用化学除磷来弥补生物除磷的不足。特别是生物除磷一般
把进水的总磷能去除到0.5~1mg/L之间，距离国标《GB189182002》的一级A的0.5mg/L的排放标准还有一定的差距，因此需 要使用化学除磷进行深度的弥补。
•
物理除磷技术始于化学除磷,然而由于其成本高、污泥产量大等缺点,逐步被生物除
磷技术取代。 随着TP排放限值的不断提高,“生物除磷+化学除磷”组合工艺不但减少药
剂投加量,而且出水TP能达到0.1~0.5 mg/L。在某些要求深度除磷(出水TP质量浓度小
于0.1mg/L)的污水处理厂,还需在生物与化学除磷的基础上进一步物理除磷,以去除悬浮
采用的微生物的活性污泥法是相抵触的，所造成的化学污泥对下一道污泥
处置工序所造成的环境的二次污染也是难以估量的，同时社会大量生产化
学的除磷药剂来满足全国数量众多的污水厂的除磷需求，这些化工企业也
在从另一个方面加大了对环境的污染。
•
另一个问题是成本的问题。对于除磷的工艺运行来说，对污水厂带来最
大的问题不是运营技术问题，而是随着出水总磷要求稳定达标而造成的运
• 在《污水综合排放标准》中，磷酸盐排放标准如下： • 一级，0.5mg/l;二级，1.0mg/l;无三级标准。
• 总磷(以P计)一级标准： • A标准： 1.0mg/l B标准： 1.5mg/l • 二级标准：3.0mg/l 三级标准：5.0mg/l
五、污水生物法除磷
1、工艺原理
•
Байду номын сангаас
所谓生物除磷，是利用聚磷菌一类的微生物，在厌氧
A2/O工艺工程实例
1. 地址：徐州金山桥经济开发区荆马河污水处理厂 环保设施:该公司一期工程采用改良型A2/0工艺，出水水质执行 一级B标准。二期工程采用强化A2/0活性污泥+微絮凝过滤工艺， 出水水质执行一级A标准。污水经生化池，二沉池处理达标后直 接进入地表水体。污泥经离心脱水机压缩为泥饼后，外运建平电 厂焚烧。 2．地址：丰县开发区复前河东侧纬工路北 公司概况: 康达环保第二污水处理有限公司成立于2013年7 月， 主要进行污水的处理及再生利用。其采用水解酸化+A2/0+深度 处理(连续流沙滤池) 处理工艺，设计日处理污水2 万吨。出水水 质达到一级A标准。
主要工艺：A2/O工艺
1、首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷 污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性 有机物被微生物细胞吸收而使污水中的BOD5浓度下降;另外， NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH3-N浓度 下降，但NO3-N含量没有变化。 2、在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流 混合液中带入大量NO3-N和NO3-N还原为N2释放至空气，因此 BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。 3、在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降;有机氮 被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使 NO3-N的浓度增加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度 下降。加，P随着聚磷菌的过量摄取，也以较快的速度下降。
条件下释放磷。而在好氧条件下，能够过量地从外部环境摄 取磷，在数量上超过其生理需要，并将磷以聚合的形态储藏 在菌体内，形成高磷污泥排出系统，达到从污水中除磷的效 果。
•
生物除磷过程可分为2个阶段，即细菌的厌氧释磷和超
量吸磷。首先将活性污泥处于短时间的厌氧状态时，储磷菌
把储存的聚磷酸盐进行分解，提供能量，并大量吸收污水中
工艺原理：聚磷菌
•
聚磷菌PAO根据聚磷反应的电子受体的不同
，还可以再往下细分为两种聚磷菌，一种是我们
现阶段比较常用的厌氧-好氧的聚磷释磷作用，利
用氧原子作为电子受体的聚磷作用，这类细菌称
为APB;一种脱氮反应中的兼性的聚磷释磷作用，
利用NO3-在缺氧条件完成聚磷，这类细菌成为
DPB
2、主要工艺：A2/O工艺
的BOD、释放磷(聚磷酸盐水解为正磷酸盐)，使污水中BOD
下降，磷含量升高。然后在好氧阶段，微生物利用被氧化分
解所获得的能量，大量吸收在厌氧阶段释放的磷和原污水中
的磷，完成磷的过渡积累和最后的奢量吸收，在细胞体内合
成聚磷酸盐而储存起来，从而达到去除BOD和磷的目的。
1、工艺原理
• (1)聚磷菌摄取磷: • ADP+H3PO4+能量→ATP+H2O • (2)聚磷菌的放磷: • ATP+H2O→ADP+H3PO4+能量
3、其他工艺：
A/O工艺：
A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到 降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污 泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。
SBR工艺：
SBR污水处理工艺是污水处理方式中一种按间歇曝气方式来运行的 活性污泥污水处理技术，又称作序批式活性污泥法。SBR工艺是将反应、 沉淀和在一个池体内，在同一池体内分别完成进水、反应、沉淀、排水、 闲置等五个过程。
• 对于化学除磷的运行管理来说，相对生物除磷的复杂环境的 营造，剩余污泥的排放量的的确定来说，化学除磷的可控性更强。
6、污水除磷需要解决的问题
•
一个是生物除磷和化学除磷的平衡问题。虽然化学除磷是现在的主流
工艺，也容易在污水厂中造成化学工艺就很稳定了，为什么还要费劲去搞
生物除磷，还不一定能做好。但是大规模的化学药剂的使用，和污水厂所
降，甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡
，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海
”，进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。
富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多，这种水
的水质差，不能直接利用，水中断鱼大量死亡都
是因为水污染磷的危害。据联合国环境规划署等
机构对全球水质监测的报告，目前全世界约有30
％～40％的湖泊水库出现富营养化的现象。在我
国，长江、淮河、太湖、巢湖等很多江河湖泊都
不同程度地存在富营养化问题。
三、危害
•
所谓富营养化，是指水中氮、磷、碳等营养
物质过剩而导致水生植物过度繁殖，使水体透明
度下降，O2含量下降，鱼虾死亡，饮水源恶化。
据专家对巢湖水污染的调查，水中的磷含易超过
标准的3.4倍，而含磷量的增加皆源于含磷的洗衣
行成本的增加问题。污水厂为了实现出水总磷达标的目标，一般受到各个
厂内的技术水平的限制，都会采用最简单的化学除磷方式。对于化学除磷
，污水厂每年投加到厂内的所采购的化学药剂的成本；投加系统的购置，
管理维护成本；以及一个隐形的成本，化学污泥产生所带来的后续的污泥
处置成本。这三项成本成为各个污水厂需要进行精确核算的经济指标。运