含磷廢水處理設備技術

目前，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象備受人們關注，它所導致的水質惡化嚴重影響了人們的生產(chǎn)和生活。富營養(yǎng)化是指在人類活動的影響下，生物所需氮、磷等營養(yǎng)物質大量進入湖泊、河流等緩流水體，引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧下降，水質惡化，魚類及其它生物大量死亡的現(xiàn)象。富營養(yǎng)化水體中磷的來源主要包括外部(農(nóng)業(yè)施肥、含磷工業(yè)廢水不達標排放等)進入水體的磷，以及水體內部自身底泥沉積物釋放出的磷。其中，外源污染是磷的主要來源，湖泊、水庫、河流中的磷80%來自于污水排放。含磷廢水處理設備技術

磷通常以低濃度磷酸鹽形式存在于廢水中，包括有機磷酸鹽、無機磷酸鹽(主要是正磷酸鹽)和聚磷酸鹽，其中以正磷酸鹽和聚磷酸鹽為主要形態(tài)。當然，廢水來源不同，各種形式的磷含量也不同。典型的生活污水中總磷含量在3～15 mg·L-1(以磷計);

在新鮮的原生活污水中，磷酸鹽(以磷計)的分配大致如下：正磷酸鹽5 mg·L-1，三聚磷酸鹽3 mg·L-1，焦磷酸鹽l mg·L-1 以及有機磷

研究表明，磷是多數(shù)水體富營養(yǎng)化的控制性因素，因此控制磷的濃度尤為重要，污水廠出水中的磷含量必須達標才能排放。我國污水綜合排放標準(GB8978-1996) 的一標準為磷酸鹽(以P計)≤0.5 mg·L-1，二標準磷酸鹽(以P 計) ≤1.0 mg·L-1。因而，進一步深入研究廢水除磷技術，控制磷的排放，已成為一個亟待解決的問題。同時由于農(nóng)業(yè)化肥使用的需求，天然磷資源在不斷的減少，所以，深度處理對磷的回收利用也是未來人們?yōu)殛P切的大問題。

含磷廢水的處理方法

在含磷廢水處理技術中，人們采用了各種工藝來除磷，主要包括生物法、化學沉淀法、吸附法、離子交換法等以及這些方法的綜合運用。所有的除磷技術都是利用磷的循環(huán)轉化過程，使廢水中的磷轉化為不溶性的磷酸鹽沉淀，或利用結晶和吸附作用，或利用細胞合成將磷吸收到污泥細胞中的過程，然后再通過沉淀、過濾等分離手段將這些固體同水體分開，從而將磷從污水中去除。

1.1 生物法

1.1.1 生物法除磷原理

生物除磷技術于80 年代在歐洲得到了廣泛的使用。它是一種利用微生物的生理活動(新陳代謝)，將磷從污水中轉移到污泥細胞中，從而排出處理系統(tǒng)的除磷技術;其除磷原理是基于聚磷菌在厭氧條件下釋放磷及在好氧條件下過剩攝取磷的原理，通過好氧- 厭氧的交替運行來實現(xiàn)除磷的方法。其中，具體的生物除磷過程為：在厭氧條件下，兼性細菌聚磷菌受到抑制，它必須吸收污水中的有機碳源(溶解性BOD 的轉化產(chǎn)物，即低分子揮發(fā)性有機酸(VFAs))來維持生存，并在細胞內將有機物轉化為胞內碳能源儲存物聚-β- 羥基丁酸酯(PHB)/聚羥基戊酸(PHV)貯存起來，該過程所需的能量正是來自于聚磷的水解以及細胞內糖的酵解，從而完成磷的厭氧釋放。而在好氧條件下，聚磷菌的活力得到恢復， 它利用PHB/PHV 的氧化代謝產(chǎn)生的能量吸收超出自身生長所需的幾倍的磷，并以聚磷酸鹽的形式儲存。有關資料顯示，在好氧條件下吸收的磷是厭氧條件下放出磷的11 倍之多，因此水體中的磷得以大量吸收到細菌細胞中，再隨剩余污泥排出系統(tǒng)，從而實現(xiàn)磷的去除。

1.1.2 生物法除磷特點

生物除磷是一種較為經(jīng)濟的除磷技術，該方法在合適條件下，可去除污水中90%的磷，現(xiàn)在多用于城市污水處理廠磷含量低的情況。其特點如下：

(1)生物法除磷對廢水中有機物濃度(BOD)依賴性強。進水的BOD5/TP 比值大小，將影響除磷效果。一般認為，若要使出水中的磷含量控制在1.0mg·L-1 以下，進水中的BOD/TP 應控制在20～30。因此，生物除磷及脫氮工藝適合處理中高BOD5(≥200 mg·L-1)的污水。

(2)生物處理效果受環(huán)境溫度、pH、溶解氧等因素的影響。生物除磷適于在中性和微堿性條件下進行。

(3)泥齡長短對除磷脫氮效果亦有直接影響，因而生物處理部分應及時排泥，否則厭氧菌會分解污泥中的聚磷，導致磷的二次釋放。

1.1.3 生物法除磷研究現(xiàn)狀

近年來，增強生物除磷工藝(Enhanced biologicalphosphorus removal，EBPR) 由于其持續(xù)有效的特點成為生物除磷的一個熱點。一般認為EBPR 需要*佳的厭氧水力停留時間來獲得穩(wěn)定的磷去除率。

M Vargas 等[7]為了測試EBPR 能否在持續(xù)有氧環(huán)境中用丙酸鹽作為*一的碳源，進行了持續(xù)有氧條件下的EBPR-SBR 實驗。結果表明，系統(tǒng)處于有氧環(huán)境46 d 后，聚磷菌所占比例由70%只下降到了50%，再將系統(tǒng)恢復到標準的厭氧-好氧條件下，聚磷菌所占比例又上升到了72%。在研究的整個過程中，聚磷菌始終處于主導地位，能保持穩(wěn)定的磷去除率。從而得出，使用丙酸鹽作為碳源可以在一定的有氧條件下保持聚磷菌的存活狀態(tài)。M Pijuan 等的研究表明在持續(xù)好氧作用下，污泥中聚磷菌(PAO)會增加。使用乙酸鹽作為有機碳源的SBR 反應器中，也觀察到了上述現(xiàn)象。但是，實驗只在*初4 d 有較好的磷去除率，這表明了所測試的有氧SBR 條件不會提供穩(wěn)定的磷去除率。由于乙酸和丙酸是污水中常見的2 種有機酸，Chen 等[9]的研究顯示，適當提高污水中的丙酸含量，可以使污水中磷的去除率從72%左右提高到近90%。但是，進一步的研究表明，當污水中的丙酸含量增加時，微生物的馴化對生物處理系統(tǒng)中的各種物質的代謝和磷的去除率會產(chǎn)生明顯影響。

Ahn 等提出了一種新的在有氧SBR 環(huán)境下除磷的方法，即將添加碳源同添加磷酸鹽暫時分離。作者的研究結果表明，這種方法可使磷的質量濃度從*初的10～12 mg·L-1 下降到小于0.1 mg·L-1，而且這種新的操作還適用于低COD 濃度的廢水。

總之，生物除磷技術能對原有廢水生化處理設備進行合理利用，同時能去除有機物，運行費用較低;其缺點是工藝運行穩(wěn)定性差，除磷的效率隨進水水質(酸堿度、有機物濃度、磷含量)及邊界條件(溫度等)的變化波動性很大，不能進行磷回收，很多情況下，出水很難滿足磷的排放標準，因此需要添加化學除磷技術作輔助處理。