城市污水的除磷技術(shù)分析

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和工業(yè)化程度的不斷提高，富含氮磷的生活污水以及含有農(nóng)藥化肥殘留的農(nóng)業(yè)污水量越來(lái)越高，導(dǎo)致含有大量營(yíng)養(yǎng)成分的廢水排入封閉性水域，給受納水體造成危害。目前，我國(guó)水體特別是內(nèi)陸湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。所以，加強(qiáng)污水中磷的處理，嚴(yán)格控制排放出水中磷的含量，就顯得尤為重要。國(guó)內(nèi)外對(duì)廢水中磷的去除研究不是太多，已有的除磷工藝各有優(yōu)劣。本文通過對(duì)各種除磷技術(shù)進(jìn)行分析，比較各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出今后除磷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn)，這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國(guó)BroadleyJames來(lái)說(shuō)是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測(cè)試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過程。

1物化除磷法

物化除磷方法主要利用沉淀、結(jié)晶、吸附等物理化學(xué)反應(yīng)，使廢水中的磷轉(zhuǎn)化為不溶性的磷酸鹽沉淀從而去除。

1.1化學(xué)凝聚沉淀法

化學(xué)凝聚沉淀法主要是將易溶于水的某些金屬鹽投入水中，金屬離子與磷反應(yīng)生成一種難溶性鹽與水體分離，以此除去水中的磷。磷的去除率在75%左右[1-3]，處理效果穩(wěn)定，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，易于自動(dòng)化，抗沖擊性強(qiáng)，對(duì)管理人員的要求不是很高。因此，它成為目前應(yīng)用普遍的除磷方法。但由于人為投加了化學(xué)藥劑，造成水處理費(fèi)用的增高，并產(chǎn)生大量的污泥，且難于處理;如果填埋，則需要較大場(chǎng)地;如果焚燒則費(fèi)用很高。上海的白龍港污水處理廠一期工程(旱季120萬(wàn)m3˙d-1，雨季188.8萬(wàn)m3˙d-1)[4]和竹園第一污水處理廠(旱季170萬(wàn)m3˙d-1，雨季426.1萬(wàn)m3˙d-1)[5]即采用化學(xué)凝聚沉淀除磷作為強(qiáng)化一級(jí)處理。

1.2離子交換法

離子交換法是利用多孔性的陰離子交換樹脂，選擇性地吸收去除污水中的磷去除磷[6]。但是存在著一系列問題，比如樹脂藥物易中毒、交換容量低和選擇性差等，因而這種方法難以得到實(shí)際應(yīng)用。

1.3吸附法除磷

吸附法主要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)廢水的除磷過程。制備適用的高效吸附劑是吸附法除磷的關(guān)鍵，已經(jīng)有很多學(xué)者對(duì)天然材料和爐渣的吸附脫磷性能進(jìn)行了研究[7]。趙桂瑜等[8]利用天然沸石復(fù)合吸附劑處理含磷廢水，效果較好。吸附法除磷作為一種從低濃度溶液中去除特定溶質(zhì)的高效低耗方法，特別適用于廢水中有害物質(zhì)的去除。在利用藥品進(jìn)行飽和吸附劑再生過程中，可能會(huì)造成污水，不能直接排放，在應(yīng)用上存在困難。

1.4結(jié)晶法除磷

主要是利用污水中磷酸根離子與鈣離子以及氫氧根離子反應(yīng)生成堿式磷酸鈣(羥基鈣磷灰石)[Ca5(OH)(PO4)3]的晶析現(xiàn)象。在作為晶核的除磷劑上析出羥基鈣磷灰石，從而達(dá)到除磷目的[9-10]。一般采用磷礦石作為除磷劑，也有研究采用多孔材料作為載體，在其表面培養(yǎng)羥基鈣磷灰石作為晶核[11]。該法處理過程中產(chǎn)生的污泥量比化學(xué)沉淀法少得多，且析出的羥基鈣磷灰石可用于磷的回收，占地面積小，易于控制;但結(jié)晶法要求進(jìn)水呈堿性(pH>8)，且需一定的鈣離子濃度，而且當(dāng)污水中存在大量有機(jī)物時(shí)，易造成除磷劑的失效。所以該方法作為含磷廢水的深度處理方法是可行的。

綜上所述，物化除磷的幾種方法的系統(tǒng)操作較為簡(jiǎn)單，易于控制，但是均存在著各種問題，導(dǎo)致單獨(dú)使用物化法除磷的應(yīng)用上有困難。但是物化除磷法作為初級(jí)處理或是深度處理是可行的，可以與生物除磷技術(shù)相結(jié)合。

2生物除磷技術(shù)

生物除磷技術(shù)主要是利用微生物的作用，使廢水中磷轉(zhuǎn)化到微生物體內(nèi)，通過污泥的排放完成磷的去除。

2.1污水生物除磷機(jī)理

污水生物除磷是利用聚磷菌的超量磷吸收現(xiàn)象。聚磷菌一旦處于厭氧條件下，它會(huì)釋放出在好氧條件下吸收的磷。然后進(jìn)入好氧區(qū)后，聚磷菌即可將積貯的PHB好氧分解，釋放出的大量能量可供聚磷菌生長(zhǎng)繁殖。當(dāng)環(huán)境中有溶解磷存在時(shí)，一部分能量可供聚磷菌主動(dòng)吸收磷酸鹽，并以聚磷的形式積貯在體內(nèi)。此時(shí)對(duì)磷的積累作用超過微生物正常生長(zhǎng)所需的磷量，可見微生物在好氧條件下吸收的磷大大超過了在厭氧條件下釋放的磷。由于系統(tǒng)經(jīng)常排放剩余污泥，被細(xì)菌過量攝取的磷也將隨之排出系統(tǒng)，因而可獲得較好的除磷效果。

2.2污水生物除磷工藝

生物除磷技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)成為一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，并已逐步在污水除磷處理工藝中得到應(yīng)用，目前常用于工程實(shí)踐的工藝有：A/O、A2/O、Bardenpho工藝、Phoredox工藝、UCT、改良型UCT、SBR、Phostrip工藝以及氧化溝工藝。生物除磷工藝表現(xiàn)出除磷效果好，并能改進(jìn)污泥沉降性能，減少活性污泥膨脹現(xiàn)象等突出的優(yōu)點(diǎn)。

2.2.1A/O工藝

A/O工藝是最基本的生物除磷工藝，微生物先進(jìn)入A/O法的A段，處于厭氧或兼氧環(huán)境中，積存于體內(nèi)的多聚磷酸鹽就會(huì)釋放到水體中去。然后進(jìn)入A/O法的O段，處于好氧環(huán)境，此時(shí)微生物吸收污水中大量可溶性磷酸鹽，并在體內(nèi)合成多聚磷酸鹽而積累起來(lái)。含磷污泥一部分就以剩余污泥的形式排出，另一部分則回流至A段重新進(jìn)入放磷與聚磷的循環(huán)過程。

A/O法除磷工藝流程簡(jiǎn)單，不需要投加化學(xué)藥品，建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用均較低。存在的問題是脫磷效果決定于剩余污泥排放量，而且要求進(jìn)水中磷與BOD之比較低。否則由于BOD負(fù)荷較低，剩余污泥量較少，因而較難以達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)行效果。用該工藝磷的去除率在75%左右，出水含磷約1mg˙L-1或略低，很難進(jìn)一步提高[12-14]。