污水除磷的处理方法
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污水除磷的处理方法范文第1篇
中图分类号：K826文献标识码： A
一、前言
水体富营养化大多由于水体中磷的含量过高，水中藻类与浮游植物会在水体富营养化的环境下迅速繁殖，从而导致水体中的溶解氧的含量大幅降低，水质严重受到影响，水体中鱼类及其它的的生物的因生长环境发生改变而大量死亡。水体中的营养会在水体富营养化产生时被水生生物吸收，然而当这些水生生物死亡后其尸体腐烂过程中又会产生新的营养素被微生物利用，以此循环往复，水体富营养化会不断恶化，因此必须重视水污染后的治理。
二、污水除磷技术的现状
磷的浓度越高水体富营养化的恶化程度就越严重，无论是在静止的还是在流动的水体中都表现得非常明显。众所周知，水体富营养化的的危害是当前人类面临的一大环境问题。要解决水体富营养化的问题关键是找到问题产生的原因，据国际经验，城市污水中磷的含量过高占流入地表总的含磷量的34%。因此降低城市污水中磷的含量是防止水体富营养化加剧的关键。磷的性质与氮、硫不同，因此磷多数以化合物的形式被排放，因此，目前污水除磷的方法主要是化学除磷、物理除磷、生物除磷。
除磷技术从上世纪60开始发展，出现了规模较大的污水处理厂，其中一些相应的技术在国际和国内都取得了一些成果，并有效的应用于城市污水处理。除磷的方法根据其工作原理的不同可分为以下三种：化学除磷、物理除磷、生物除磷。
化学除磷或化学辅助生物除磷在国外得到了较为广泛的应用。其中，美国五大湖地区对磷的排放有非常严格的要求。污水处理厂在该地区主要采用化学除磷和生物辅助化学除磷，这两种措施在该地区广泛应用；而在丹麦则是以生物除磷为主化学除磷为辅；也有以化学除磷为主的地区，如瑞典。生物除磷没有被污水处理厂广泛采用。
三、化学除磷处理技术
化学除磷具有较多的优点，主要包括：除磷效率高，技术资料和文献较为完整，进水磷浓度和出水要求决定着药剂投入量，除磷控制操作过程简单易行，铁盐的来源可以是钢铁厂酸洗废液，从而很大程度上降低了药剂费用，与此同时除磷过程中还可以有效除去各种重金属，采用石灰作混凝剂时，石灰投量取决于进水碱度，通过pH控制，而不取决于磷浓度，初沉池为投药点，能够有效降低二级处理过程中的有机物负荷，污水处理厂投资较少，改造过程也相对简单。
1、结晶除磷技术
结晶法除磷技术是一种实用的结晶沉淀法，主要通过向已投加钙盐的污水中添加一种结构和表面性质与难容磷酸盐的固体颗粒，破坏溶液的亚稳态。通过结晶沉淀过程实现除磷目的。磷离子与水中的钙离子结合形成磷酸钙，当水体成碱性时，磷石灰随碱性的升高而降低，因此，升高污水的pH值，使处于亚稳态的磷离子与晶体接触，在晶体表面析出磷石灰，从而减低污水中磷的浓度。综上污水中的pH值是结晶法除磷的主要影响因素。除此之外反应器的除磷效果与结晶好坏也对除磷效果有影响。水力负荷是动态运行时的主要因素。生活污水二级处理时，采用曝气吹脱C02，使污水pH值到8左右，防止结晶床的CaC03的结垢，使出水磷浓度可以达到一级处理出水的标准。
2、化学凝聚沉淀除磷技术
化学凝聚沉淀法是最早使用且目前使用最广泛的一种除磷方法。化学凝聚沉淀除磷的基本原理是利用化学药剂的加入，使其生成不溶性磷酸盐沉淀物，接着经固液分离操作将沉淀物从污水中除去。磷的化学沉淀一般可以分为4步：沉淀反应、凝聚作用、絮凝作用、固液分离。在一个混合单元内进行沉淀和凝聚反应，为了使沉淀剂在污水中能够进行快速有效地混合。目前被经常使用的沉淀剂有铁盐（硫酸铁、硫酸亚铁硫酸铁、氯化亚铁、氯化铁）、钙盐（石灰）、铝盐（聚合氯化铝、硫酸铝）以及当前发展速度比较快的无机有机复合型絮凝剂等。磷酸盐沉淀通常被认为是有配位基参加竞争的电性中和沉淀，也就是通过磷酸根与铝离子、铁离子或钙离子的化学反应使之产生沉淀，并将其加以去除。如：钙盐除磷是在含有磷的污水中加入石灰，由于石灰的加入，污水中形成了氢氧根离子，污水pH值进而升高，此外，污水中的磷和石灰中的钙也发生化学反应，形成沉淀并将其除去。这种方法就是将水进行了软化，石灰的加入量只和污水的碱度有关，与污水中的磷含量并无关系。其原因是：石灰法在使用的时候，必须将pH调到较高值时才可以将残留的溶解磷浓度降低到一个较低的水平，然而污水碱度所使用的石灰量一般比生成磷酸钙沉淀所使用的石灰量大好几个数量级。石灰法除磷的投药设施设备投资和运行费用较高，这一不足让这种工艺在与其他常规污水除磷工艺比较时缺少了经济实用性。
3、吸附除磷技术
吸附法是物理除磷常用的方法，该方法主要是利用某些多孔或者较大比表面积的固体物质对水体中磷酸根离子的亲和力不同，从而实现污水除磷过程的方法。实现磷从污水中分离的过程，主要通过磷在吸附剂表面的物理吸附、表面沉淀、离子交换。采用吸附法还可以通过解离对磷进行回收再利用。吸附法是除磷方法中工艺较为简单且能够有效运行的方法。吸附法能单独使用也可以作为生物除磷法的补充。
天然吸附剂和合成吸附剂是除磷吸附剂的两大种类。其中天然吸附剂主要包括：活性炭、粉煤灰、沸石、活性氧化铝、钢渣等等；合成吸附剂的推广很大程度上扩大了吸附材料的选择范围，多种金属盐化物及其盐类都作为选择材料被研究应用于新型吸附剂。
4、化学辅助生物除磷技术
生物除磷是目前城市污水处理中应用最多、最经济的除磷方式，然而生物除磷对进水水质及其他工艺参数敏感，工艺中除磷与脱氮也存在碳源、污泥龄等诸多矛盾，导致除磷的稳定性较差。随着国家对污水排放要求的提高，投加化学药剂铁盐、铝盐辅助除磷被广泛采用。南非、美国的一些污水厂也采取了生物为主化学为辅的除磷措施。化学辅助除磷根据投加点的不同，分为前置除磷（生物处理之前投药）、同步除磷（生物池投药）、后置除磷。以生活污水为处理对象，考察同步除磷系统中，化学药剂的投加对生物除磷的强化效果，以及化学药剂对反应过程和出水水质的影响，初步探讨化学辅助生物除磷的机理。在硫酸亚铁、三氯化铁、硫酸铝中进行生活污水化学除磷药剂优选，采用SBR反应器进行生活污水化学辅助生物除磷的实验。结果表明，三种化学除磷药剂中，硫酸亚铁的除磷效果最好，曝气3h末按Fe/TP摩尔比1.5投加，可以使出水磷小于0.5mg几，增强了出水磷达标的稳定性。投加硫酸亚铁后，出水的电导率上升，pH略微下降，MLSS增加了5%，污泥的絮凝沉降性能更好，污泥的颜色偏黑。
四、结语
水体富营养化可通过污水除磷得到有效防止，结晶法作为众多污水化学除磷方法之一，该方法处理设备较为繁多，在资金不充足的境况下一般不易被使用。现有条件下化学凝聚沉淀法比较容易实施，针对我国目前的状况，这是值得推广和应用的方法之一。吸附剂性能是吸。附法的关键，很多吸附剂的研制主要体现在对天然材料进行表面改性，但是对材料表面改性的工艺较为复杂，不适合大规模生产和应用，所以，化学除磷技术需要进一步研发与沉降泥渣这样类似的在经济、技术这两个方面都满意的除磷技术。
参考文献：
[1] 邬剑平：《污水处理中化学除磷技术的应用与研究》，《经营管理者》，2009年15期
污水除磷的处理方法范文第2篇
关键词：污水除磷；除磷菌；生物化学协同除磷；磷回收
中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）07-84-03
污染物随污水排入自然水体后，污染物的浓度会经过物理、化学与生物化学的作用而总量减少，受污染的水体会部分或完全恢复原状，水体的这种能力被称为自净容量。当排入水体的氮、磷及有机物等污染物超过其容纳能力时，受纳水体就会发生富营养化或者变黑发臭，使得水体中藻类等水生生物过度生长，进而导致受纳水体失去相应功能。从2013年中国环境状况公报看，富营养化依然是我国水环境，尤其是湖泊和水库严重的污染问题[1]，有至少45%的国家重点湖泊和水库受到了不同程度的污染，而总磷（Total phosphorus，TP）正是这些水体的主要污染指标之一。另外，当水中磷含量不足时，藻类对磷的需求不能通过相关微生物来补充，因而藻类对磷的需求往往更为重要，磷对藻类生长能力的限制性更为明显，磷就成为了限制藻类疯狂生长的最关键因素。
磷是一种不可再生资源，其提取来源于磷矿石，主要通过化肥施用以及生物的代谢作用回到地壳中。经预测，按照现在的磷资源开发速度，若干年后磷资源缺乏将会影响人类正常的生产生活，因此磷资源回收变得越来越重要。从污水处理中回收磷是一种“变废为宝”的有效形式，既可以有效减轻水体富营养化，又缓解了逐渐缺乏的磷资源。
1 污水除磷工艺与方法
1.1 介质吸附法 介质吸附法除磷是利用某些多孔或大比表面的固体物质对水中磷酸根离子的吸附亲和力，来实现对废水的除磷过程。吸附除磷的反应过程包括吸附介质的物理吸附、以离子交换为主要表现形式的化学吸附以及含磷颗粒在重力的作用下在吸附介质表面的沉积过程。吸附剂主要分为天然吸附剂和人工合成吸附剂，天然吸附剂通常是通过物理吸附方式除磷，而人工合成的高效吸附剂在固体表面针对特定物质或离子制造了特性吸附和离子交换层，主要通过化学吸附方式去除磷[2]。常用的天然吸附剂主要有粉煤灰、钢渣、海泡石、沸石、膨润土以及凹凸棒石等。人工合成吸附材料针对的多种金属的氧化物或其对应的盐类进行研究，经过测试，吸附剂的吸附除磷性能通常受反应温度、金属盐溶液的组成以及沉淀滤出物等因素的影响。吸附法除磷工艺较为简单，运行可靠，但由于人工合成的吸附介质通常价格昂贵，天然吸附剂又由于易老化导致吸附性能降低较快等原因，导致吸附法除磷很难投入到大规模的生产规模之中，因此通常作为生物除磷法的必要补充，也可以作为含磷量较低污水的单独除磷手段。
1.2 化学沉淀法除磷 化学沉淀法除磷的原理是某些金属阳离子（Fe2+，Fe3+和Al3+等）和磷酸根进行化学反应，可以生成不溶于水的沉淀，从而使化学反应不断向生成物方向进行。其基本化学反应式（以铝盐为例）如下：
再通过静置沉淀或者过滤等方法使磷泥和污水分离，最终达到去除水体中磷的目的。按化学沉淀在污水处理流程的位置，可以将化学沉淀除磷分为预沉淀、同时沉淀以及后置沉淀。常用的化学混凝剂主要是价格较为便宜的铁盐、铝盐和石灰等。化学沉淀除磷具有操作简单、除磷效果好的优点，处理效率可达80%以上。但是直接投加药剂除磷所用药量较大，处理费用较高，而且会产生大量的含磷化学污泥，若磷泥内磷含量不够高，不易回收其中的磷，造成磷泥无法处置进而对环境二次污染的尴尬后果。
1.3 生物方法除磷
1.3.1 活性污泥除磷 活性污泥法除磷根据污泥中除磷菌不同而分为2种：第一种是由聚磷菌完成的生物除磷。在厌氧环境中，聚磷菌吸收溶解态的小分子脂肪酸等有机物形成生存所需的能量储存物质β-羟基丁酸（PHB），这一过程需要分解聚磷菌体内的聚磷酸盐的分解，分解过剩含磷物质就会释放到聚磷菌体外；在好氧环境中，聚磷菌会吸收污水中的磷酸盐，分解体内的PHB产生能量来供给新陈代谢，吸收的磷酸盐在细菌体内转变成聚磷酸盐，好氧池内含有大量这种聚磷菌的污泥磷含量很高，成为富磷污泥。聚磷菌反复进行上述循环，同时将好氧池的富磷污泥选择性排出或者采取措施将厌氧池含磷污水中的磷排出活性污泥系统即可去除污水中的磷。第二种是以反硝化除磷菌（DPBs）为主的生物处磷，在厌氧环境中，反硝化除磷菌分解体内的聚磷酸盐，合成大分子的聚β-羟基丁酸来储存能量，细菌体内过剩的磷酸盐等含磷物质被释放到细菌体外；在缺氧环境中，反硝化除磷菌利用厌氧阶段合成的聚β-羟基丁酸作为能源物质，同时将电子传送给NO3-，吸收环境中的含磷物质，使得系统在反硝化的同时去除污水中磷，达到反硝化除磷的目的[3]。
活性污泥法除磷的影响因素包括好氧区、缺氧区污水停留时间、厌氧区污泥停留时间、厌氧池NO3-的含量、厌氧池溶解氧以及碳源等。其优点主要有占地面积小，产泥量少，磷泥中有机成分较高，经处理可作为肥料等；但是活性污泥法对进水水质、水量的稳定性要求较高，而且由于除磷菌需要较少的磷就能满足自身的新陈代谢，传统活性污泥法除磷效果不佳，改进的操作系统运行较为复杂，要求管理人员具有一定的专业知识。
1.3.2 人工湿地除磷 人工湿地主要通过基质、湿地植物以及微生物的共同作用来完成除磷。其中，基质的除磷作用是主要的除磷方式，基质中若含有较多能与磷酸根离子形成低溶解度物质，则其除磷能力就相应增强。湿地植物对磷的去除作用分为2种，其一，湿地植物对污水中的无机磷可以直接吸收用于新陈代谢；其二，通过光合作用，湿地植物可以形成微型好氧区与厌氧区，为除磷菌提供除磷环境。微生物在人工湿地中有着重要的除磷作用，经研究[4]，水芹湿地与凤眼莲湿地含有大量的除磷菌，相对于空白基质，上述2种湿地对磷的去除率分别高16.0%和8.1%。人工湿地除磷是运行简单、没有污染得绿色除磷方式，然而其也存在着除磷效果较低、对溶解氧要求较高、填料易堵塞、植物后续处理较难等缺点。
1.4 生物与化学协同方法除磷 在生物化学协同除磷过程中，生物除磷存在着厌氧放磷与好氧过量吸磷的现象，也存在物理吸附的过程；化学沉淀作用也是存在的，并起到相当大的作用，在化学生物法除磷中存在化学除磷与生物除磷的协同效应，其效率高于生物除磷[5]。生物与化学协同除磷方法通常被称为侧流除磷工艺，该技术结合生物除磷和化学除磷，依靠聚磷菌好氧时超量吸磷的特性，将原污水中的磷富集到含磷污泥中，进而将富磷污泥输送到专门的厌氧释磷池，经过释磷过程，吸收的磷被释放到释磷池的上清液中，然后对这部分富磷污水进行化学沉淀处理，从而实现磷的高效去除。具有代表性的协同除磷工艺有Phostrip工艺、BCFS工艺以及将侧流工艺与膜工艺结合的MB（A2/O）同步脱氮除磷工艺等。
1.4.1 Phostrip工艺 Phostrip工艺是在传统活性污泥法的基础上增设厌氧释磷池和化学反应沉淀池，将在好氧段充分吸收磷的污泥输送到厌氧池充分把磷释放到上清液中，并把富磷上清液输送到化学反应池加药沉淀磷泥，最终磷以化学沉淀的形式从系统中去除。该工艺具有可靠性高，除磷效率高，可根据进水水质改变投药量不至于浪费药剂，污泥量少不需要对污泥浓缩等优点。然而，该工艺不能对氮进行有效去除，由于现在对排出水质中总氮的要求较高，因此很少单纯应用该工艺投入生产的。
1.4.2 BCFs工艺 BCFs工艺全称程为反硝化及生物-化学沉淀除磷组合工艺，是荷兰Delft工业大学在UCT工艺基础上，为最大程度创造DPBs（反硝化除磷菌）的富集环境而研发的，其工艺流程见图1。该工艺是单泥系统中最具代表性的反硝化除磷工艺，其特点是进水进入厌氧池在外界条件下可以创造绝对的厌氧环境，接触池与缺氧池可以使得水中硝酸盐含量降到最低，回流至厌氧池的污泥能够充分发挥释磷功能。该工艺同时具有脱氮除磷的作用，且出水水质较为稳定，但是其流程较为复杂，对操作性要求比较高，且运行费用较高。
1.4.3 MB（A2/O）工艺 MB（A2/O）工艺是膜生物反应器与污泥侧流理论有机结合的同步脱氮除磷工艺，工艺流程见图2。该工艺进水直接进入缺氧池，并在好氧池与缺氧池间设有回流系统，具有较好脱氮功能；好氧池内增设膜工艺，出水由膜后抽滤而出，膜不仅有过滤作用，膜上附着的微生物还可以增加系统对污染物的去除；好氧池污泥侧流到厌氧释磷池内，经过聚磷菌反复吸磷和放磷，可以充分去除污水中的磷。与一般处理工艺相比，MB（A2/O）组合工艺具有更优越的出水水质和除磷脱氮效果，且产生的污泥量很小，是一种新型的经济可行的中水回用技术。
2 污水磷资源回收现状
污水磷资源回收的方法主要有化学沉淀法、结晶法、吸附法等。单纯的化学沉淀法含水率很高，为了强化沉淀效果，投加药剂时有时还需要同时投加助凝剂，且磷泥的含磷率很低，较难回收磷。因此，现在化学沉淀的发展方向主要是与其它工艺有效结合，以增高磷泥的含磷率。结晶法回收磷经常与强化生物除磷工艺同结合起来，这样可以节省沉淀反应所需药剂，减少反应器容积，高浓度低体积的磷酸盐溶液中实现磷回收，最终从根本上降低生产成本。传统吸附剂有水滑石、水铝英石、氧化铁、氧化铝、微砂等。由于传统吸附剂吸附容量小，有的甚至具有毒害作用，从而限制了它们在污水磷酸盐回收中的应用。而层状复合金属氢氧化物、明矾污泥等新型吸附剂则有较好的磷吸附特性，另外，离子交换法除磷、纳滤法除磷等新技术也正在蓬勃的发展。
3 结语
污水中回收磷既能降低水体的富营养化，又能缓解逐渐匮乏的磷资源。随着社会的发展和生活的提高，人们对磷资源的需求会进一步加大，污水回收不可再生资源磷的任务势在必行，目前多个国家已对污水磷回收开始了投入性生产。传统磷回收方法仍存在效率不高、二次污染等问题，今后的磷回收技术应是多项技术的集成，尤其是生物处理技术与化学方法的结合，通过各种工艺的优化组合，实现磷资源和水资源的最大回收，同时可以获得环境效益和经济效益。
参考文献
[1]陶琴琴.微生物燃料电池同步脱氮除磷及产电性能研究[D].广州：华南理工大学，2015.
[2]唐朝春，刘名，陈惠民，等.吸附除磷技术的研究进展[J].水处理技术，2014，09：1-7，12.
[3]关鹏程.生物法除磷的研究进展[J].山西建筑，2010，14：183-184.
[4]李志杰，孙井梅，刘宝山.人工湿地脱氮除磷机理及其研究进展[J].工业水处理，2012，04：1-5.
污水除磷的处理方法范文第3篇
关键词：ECOSUNIDE，碳源，慢速降解有机物，易降解有机物，反硝化
生物除磷脱氮的方式是在厌氧、好氧的交替过程中，依靠硝化-反硝化实现生物脱氮，同时厌氧释磷-好氧吸磷达到生物除磷的目的，脱氮除磷这两个过程均需要有足够数量的有机质作为碳源。在硝化反硝化系统中，通常认为BOD5/TN<4-6为低碳源，工程实践中当其达到8时，氮去除率可达到80%[[1]]。而对于磷，BOD5/TP>15-20以上才有较好的除磷效果[[2]]。由于气候条件，居民生活方式，污水收集管网等原因，国内城市污水处理厂进水碳源普遍较低，故通常采用的A2/O、A/O工艺需要补加部分碳源才能达到理想的氮、磷的去除效果。本文以完成ECOSUNIDE工艺改造的徐州污水处理厂为实例，探讨工艺中脱氮除磷碳源的利用来源分析，以及ECOSUNIDE工艺在解决此问题中的优势。
1低碳源下污水工艺
为了解决低碳源问题，在不投加额外碳源的前提下，可以采用延长泥龄到60天的方法[[3]]，可以采用强化厌氧段时间，延长厌氧停留时间到3小时等方法实现生物脱氮除磷[[4]][[5]]。这些方法表明在缺少外碳源的情况下，可通过调整工艺的运行，利用细胞衰减产生的碳源与细胞内碳源进行反硝化。
表1为徐州污水处理厂和德州污水处理厂进水水质表，从进水水质看，均属于低碳源进水范畴。两污水处理厂经ECOSUNIDE工艺改造后，工艺泥龄在20天左右，厌氧池停留时间在1-1.5h，并没有超长的泥龄和有意增加厌氧时间，但仍取得较好的脱氮除磷效果。磷介于A-B标之间，其余均达到A标（GB18918-2002）。实践证明低碳源情况下的进水同样可以实现较好的生物脱氮除磷效果。
表1污水处理厂的进水水质情况
Tab.1 WWTP inlet sewage quality
污水除磷的处理方法范文第4篇
而通过化学除磷则可以保证出水中磷的稳定达标。所以，在污水处理过程中，对于出水水质要求的提标，需要完善污水处理工艺，我们通过投加化学药剂达到净化水质和处理目标值，特别是相关除磷要求。本文分别对初沉进水和经过生化曝气处理的A/O水用聚合氯化铝（PAC)化学除磷。评估了在不同水质的污水中TP的去除效果，并对协同去除SS等情况进行了比较，旨在为化学辅助除磷工艺提供参考依据。聚合氯化铝是一种净水材料，无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，英文缩写为PAC，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。在形态上又可以分为固体和液体两种。固体按颜色不同又分为棕褐色、米黄色、金黄色和白色，液体可以呈现为无色透明、微黄色、浅黄色至黄褐色。
水处理中,絮凝是一种重要而被广泛采用的工艺方法。它是通过化学机理把胶体物质和小的悬浮粒聚集成大的集合体,以提高这些集合体对水体中各种杂质的吸收,从而有利于后面的污水处理。
1实验原料
1.1实验药剂聚合氯化铝PAC：浓度10％(以Al2O3计)。由于每升水的投加药剂量太小，因此PAC原液经稀释10倍，再按理论计算投加率投加，以减小投药量误差。聚丙烯酰胺（PAM），实测密度为1.269g/mL，分子水解度25％。其主要作用是加强污水中絮团沉降。
1.2实验方法高分子絮凝剂聚丙烯酰胺干粉（PAM）无论是在物化还是A/O系统中，投加率均为0.35ppm计。为了使采集的水样更具备代表意义，采取两个措施：（1）正确限定采样地点，即初沉池进水加药点处和A/O曝气池后部加药点处；（2）多时段取样：3月20日8：00时，3月27日15：00时及4月4日10：00时三时段。取污水样1000mL于六联联动混凝搅拌仪中，不同药剂调节水样相应的pH值，加入设计投加量，转速：（150r/min）10min；（40r/min）5min，再静置15min在上清液1/2处取水样。TP、SS、色度、浊度、COD等指标均采用德国MERCK公司的多参数水质分析仪NOVO400分析。
2实验结果
2.1PAC不同投药率的除磷效果PAC在初沉进水中的除磷效果根据实验得出，随着PAC投药率的增加，磷的去除率相应增加，投药率11.2mg/L时，总磷的去除率达到85%，同时总磷浓度低于0.5mg/L。通过试验，我们发现，在初沉进水和A/O水中PAC的除磷效果很显著，从除磷现象看，PAC的投入能很快的形成混凝絮团，PAC的加入量是其絮凝效果的决定因素。这在大规模污水处理上显得特别重要。PAC投入到污水中后，水解形成多核阳离子，作用过程中能和含磷的离子结合，形成结构复杂的大分子物质，降低它的水溶性，最后被混凝沉降下来，同时沉降下来的絮体有很强的吸附能力，可以通过絮体的吸附作用吸磷从而来降低污水中磷的浓度。
2.2不同时段PAC的除磷效果不同时段PAC的除磷效果的据实验得出，由于不同时段的原水水质的不同，会对除磷效果产生一定的影响。但是总体看采用PAC进行处理，除磷效果稳定，说明PAC对原水水质适应性强。总磷符合小于0.5mg/L的国家一级污水处理排放标准。
2.3不同水质中PAC对色度、浊度的影响A/O系统对原水经生化处理曝气，TP降至1.0mg/L左右（测得的最高TP为1.6mg/L），低于进水TP:5mg/L，其他各项参数也都大幅降低，见表1所示。由于初沉进水没有生化处理，污水中色度和浊度的指标过高，加入PAC后明显改善，色度从190降到120，浊度从99降到52，并且二者都随PAC投药率继续加大线性地降低。而预先经过生化处理的A/O水由于其本身色度和浊度就已经较低，开始加入PAC后色度从31降到23，浊度从6降到5，PAC继续加入二者的变化幅度很小。
2.4PAC对固体悬浮物的影响从污水处理的生产运行上看，出水水质中磷的含量与出水SS有着密切的关系，如果要使出水中磷的含量小于1.0mg/L，那么就要使出水的SS保持在20mg/L以下。通过实验，可以看出PAC对初沉进水中固体悬浮物的去除效果。投入PAC后，SS的去除率明显下降，SS浓度同时也下降。这是由于PAC相对链较长在中和粒子表面电荷的同时能使粒子结合得更牢固，形成更加稳定的絮凝体，从而提高SS的去除率。在PAC投药率为11.18mg/L时，SS的去除率可以达到85%。PAC混凝絮体形成团，沉降速度高，因而反应沉淀时间可缩短，在相应条件下可提高处理能力1.5~3.0倍；此外，PAC能够明显改善沉降过滤及污泥脱水性能，絮体颗粒大而紧密。
3结语
通过PAC絮凝剂对污水中各参数指标的横、纵向的对比，使我们更了解PAC对原水处理能力强、除磷稳定等方面的优势。
3.1不论对于初沉进水还是A/O水，PAC的TP去除率都显著，并且TP去除率随药剂投药量增加而提高。PAC的有效含量较高（通常以Al2O3计），在实际使用中投加量少，从而节约了成本。
3.2PAC的除磷稳定好。从单次除磷看，初沉进水和A/O水这两种不同水质的污水使用PAC除磷后，体系中的pH改变量较小。由于混凝剂的除磷效果与体系pH有关，因此在除磷过程中pH的稳定使PAC的除磷效果也稳定。另外长期来看，在原水水质的正常波动下，PAC的除磷后污水中TP浓度的波动性更小。
污水除磷的处理方法范文第5篇
关键词：生活污水；脱氮除磷
1 前言
氮和磷是生物的重要营养源。随着人口的持续增长和人们生活水平的不断提高，生活污水人均排放量持续增加，加之洗涤剂的普遍使用，以及二级生化处理城市污水出水中氮磷含量较高，排入水体后使受纳水体中氮、磷含量增加，蓝、绿藻大量繁殖，加速水体的富营养化进程，水质恶化，严重影响水生生物和人体健康。因此，解决氮磷污染问题对解决我国水环境污染问题具有重大意义。
2 污水脱氮除磷机理
污水中氮的存在形式主要有氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，可通过物理法、化学法和生物法去除。常用的物化方法有氨吹脱法、化学沉淀法、折点加氯法、选择性离子交换法和催化氧化法。污水中磷的存在形态主要是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷，去除方法主要有混凝沉淀法、结晶法和生物法。由于生物脱氮除磷被公认为是一种经济、有效和最具发展前途的方法，且生活污水的可生化性好，因此，目前污水脱氮除磷大多采用生物法。
2.1生物脱氮机理
污水生物处理脱氮过程主要是氮的转化，即同化、氨化、硝化和反硝化。
（1）同化在生物处理过程中，污水中的一部分氮（氨氮或有机氮）被同化成微生物细胞的组成成分，此过程氨氮去除率为8%～20%。
（2）氨化污水中的含氮有机物（一般动物、植物和微生物残体以及其排泄物、代谢产物所含的有机氮化合物，主要包括蛋白质、核酸、尿素、尿酸、几丁酸质、卵磷脂等）在氨化菌的作用下，分解、转化并释放出氨。
（3）硝化氨氮在有氧存在的情况下经亚硝酸细菌和硝酸细菌的作用转化为硝酸盐的过程称硝化过程。好氧菌亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属及亚硝酸螺菌属、亚硝酸叶菌属和亚硝酸弧菌等将氨氮转化为亚硝酸盐，硝化杆菌属、硝化球菌属将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐[1]。
（4）反硝化在厌氧的条件下，施氏假单胞菌、脱氮假单胞菌、荧光假单胞菌、紫色杆菌、脱氮色杆菌等反硝化细菌利用有机质作为电子供体，利用硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体进行缺氧呼吸，将硝酸还原为N2。
2.2除磷机理
在厌氧池，在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD通过发酵作用转化为低分子可生物降解的VFA，优势菌种聚磷菌构成了活性污泥絮体的主体，利用聚磷酸盐的水解以及细胞内糖的酵解产生的能量将吸收的VFA运送到细胞内同化成细胞内碳能源储存物PHB，同时释放出磷酸盐。在好氧池中，聚磷菌所吸收的有机物被氧化分解，提供能量的同时从污水过量摄取磷，磷以聚合磷酸盐的形式储藏在菌体内而形成高磷污泥，通过排出剩余污泥统而除磷。
除磷聚磷菌有小型革兰式阴性短杆菌、假单胞菌属和气单胞菌属，占聚磷菌数量的15%~20%，杆菌仅占1%~10%，但聚磷能力最强[2]。
3常用的生活污水脱氮除磷工艺
目前生活污水处理主要是通过形成厌氧、缺氧和好氧环境，使聚磷菌、硝化菌和反硝化菌共存进行生物脱氮除磷，最广泛应用的同步脱氮除磷工艺有A2/O、氧化沟、SBR及其改型、改良Bardenpho工艺和改良UCT工艺等[3]。
3.1 A2/O工艺
A2/O工艺系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，可同时做到脱氮除磷和有机物的降解，其工艺流程见图1所示。
污水和二沉池回流的活性污泥经格栅拦截悬浮物后进入厌氧反应区，池中兼性厌氧发酵菌在厌氧条件下将污水中可生化降解的大分子有机物转化为小分子的中间发酵产物，聚磷菌将贮存在体内的聚磷酸分解并释放出能量供专性好氧聚磷菌，剩余的部分能量供聚磷菌从环境中吸收VFA等易降解有机质，并以PHB的形式在体内贮存，出水进入缺氧池，反硝化菌利用来自好氧池回流液中NOx-N 及污水中有机质进行反硝化脱氮；聚磷菌在好氧池超量摄取水中的溶解态磷，最终通过排放高磷污泥除磷 [4]。
该工艺流程简洁，污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行，沉降性能好，出水可达GB8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准，磷小于1mg/L，氨氮小于8mg/L [5]。
3.2 氧化沟工艺
氧化沟是利用循环式混合曝气沟渠来处理污水。一般不设初沉池，采用延时曝气，连续进出水，结构形式为封闭式环形沟渠。污水在氧化沟曝气池的推动下作平流运动形成混合液生物絮凝体除磷脱氮，产生的污泥在曝气的同时得到稳定，无需设置污泥消化池。该工艺具有能耗少、占地面积小、耐冲击负荷、高效脱氮的特点。常用的氧化沟工艺类型有Carrousel 氧化沟、Orbal 氧化沟、一体化氧化沟、交替工作式氧化沟及其改良工艺。
3.3 SBR及其改型
SBR法即序批式活性污泥法，采用一个完全混合的间歇排水反应器系统，进水后缺氧搅拌，好氧菌利用溶解氧分解有机物，当水中溶解氧降至零时厌氧菌进行厌氧发酵，反硝化菌脱氮，聚磷菌释磷，接着进行曝气，硝化菌进行硝化反应，聚磷菌吸磷，随后停止曝气，进行沉淀，滗出上部清水，如此反复循环，在同一池中完成进水、反应、沉淀、排放和闲置五个过程，无需设调节池，省去了二沉池和回流污泥泵房，布置紧凑。通常采用鼓风曝气，污水完全混合，耐冲击负荷强，脱氮除磷效果好。
SBR的衍生工艺有CASS、ICEAS、IDEA、DAT-IAT、UNITANK、MSBR等。
3.4 改良Bardenpho工艺
改良Bardenpho工艺是由厌氧―缺氧―好氧―缺氧―好氧五段组成，第二个缺氧段利用好氧段产生的硝酸盐作为电子受体，利用剩余碳源或内碳源作为电子供体进一步提高反硝化效果，最后好氧段主要用于剩余氮气的吹脱，其工艺流程见图2。该系统脱氮效果好，由于回流污泥进入厌氧池的硝酸盐量较少，对污泥的释磷影响较小，因而使整个系统脱氮除磷效果好，但工艺流程较为复杂，投资和运行成本高。
3.5 改良UCT工艺
改良UCT工艺中污泥回流到相分隔的第一缺氧区，不与混合液回流到第二缺氧区硝酸盐混合，第一缺氧区主要对回流污泥中硝酸盐反硝化，第二缺氧区是系统的主要反硝化区，其工艺流程见图3。
4 污水脱氮除磷新技术
传统工艺都是将脱氮和除磷过程分开以排除他们之间的相互影响，如硝酸盐不利于释磷，反硝化和释磷对碳源的竞争，硝化细菌和聚磷菌的污泥龄不同等矛盾，基于这些，国内外研究者研究出了反硝化除磷、同时硝化及反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等新技术。
4.1 反硝化除磷技术
兼性厌氧反硝化除磷菌在缺氧条件下可以硝酸盐作为电子受体过度释磷，实现反硝化除磷和脱氮。该系统在保证硝化效果的同时对COD、氧的消耗和污泥产量比传统好氧摄磷分别减少50%、30%和50%，且污泥产量低。反硝化除磷工艺主要有DEPHANOX工艺和BCFS工艺。
DEPHANOX是在厌氧池和缺氧池之间加设沉淀池和固定膜反应池，污水在厌氧池中释磷、沉淀池实现泥水分离，上清液进入固定膜反应池进行硝化，污泥则进入缺氧段进行反硝化除磷[7]。缺氧段硝酸盐浓度过低使聚磷菌摄磷受限，过高时又随回流污泥进入厌氧段干扰释磷和PHB的合成。
BCFS工艺，即UCT的变形，在厌氧池和缺氧池之间增加一个反应池，起选择器作用，以吸附剩余的COD，并对回流污泥进行反硝化，防止丝状菌生长。同时，在UCT工艺的缺氧池和厌氧池之间加设混合池，以保证低氧环境实现同时硝化和反硝化，进而保证出水较低的总氮浓度[7]。此外，BCFS工艺在UCT工艺的好氧池设置内循环到缺氧池以补充硝酸盐，在好氧池与混合池之间建立内循环以增加硝化或同时硝化反硝化的机会，保证出水低氮。该工艺对氮、磷的去除率高，SVI值低且稳定，控制简单，在COD / (N + P)值相对低的情况下仍能保持良好的运行状态，同时可回收磷。
4.2 同时硝化及反硝化技术
同时硝化及反硝化（SND）是在一定条件下，硝化与反硝化反应发生在同一处理条件及同一处理空间内实现脱氮除磷。SND能有效保持反应器中pH稳定，减少或取消碱度的投加；反应器体积小，基建投资省；对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲， 可减少硝化、反硝化所需时间，同时曝气量少，能耗低。
目前对SND技术的研究主要集中在SBR、生物转盘反应器、生物流化床、氧化沟等，以SBR反应器中SND工艺研究最多，认为影响SND的因素有碳源、溶解氧、絮凝体特性等[8]。
4.3 短程硝化反硝化技术
短程硝化反硝是将硝化控制在NO2- 阶段而终止，随后进行反硝化。该技术可节省约25%的供氧量、40%的碳源，同时还可减少投碱量、缩短反应时间、减少容积，不足之处是不能长时间稳定地维持NO2-。 短程硝化反硝化技术适用于低碳氮比、高氨氮、高pH值和高碱度废水的处理，关键在于抑制硝酸菌的增长，使亚硝酸盐在硝化过程中稳定积累，主要工艺有SHARON和CANON工艺。
SHARON是先将氨氧化控制在亚硝化阶段，然后再进行反硝化，实现短程硝化反硝化，其核心是依据高温下亚硝化菌的生长速率明显高于硝酸菌这一固有特性控制系统的水力停留时间和反应温度，从而使反应器中亚硝酸菌占优势，将氨氮控制在亚硝化阶段。该工艺具有流程简单、脱氮速率快、投资和运行费用低的特点[9]。CANON是通过控制生物膜内DO浓度实现短程硝化反硝化，使生物膜内聚集的亚硝化菌和ANAMMOX微生物同时生长，以满足膜内一体化完全自养脱氮工艺的实现条件。DO、pH、FA、FH、温度、曝气时间长短等因素影响同时短程硝化与反硝化的进行。
4.4 厌氧氨氧化技术
厌氧氨氧化是利用微生物的生化作用，用NH4+还原NO2-和NO3-，以达到去脱氮的目的。该技术不需要外加有机物作为电子供体，减少化学试剂的消耗，无二次污染，运行费用低，主要有ANAMMOX 和OLAND两种工艺。ANAMMOX是在厌氧条件下，以NO2-和NO3-作为电子受体将氨转化为氮气；OLAND 工艺是通过控制溶解氧使硝化过程仅进行到NH4+氧化为NO2-，由于缺乏电子受体，NH4+氧化产生的NO2-氧化未反应的NH4+形成氮气。
。5 相关研究
鉴于传统A2/O工艺脱氮除磷之间存在碳源竞争，北京交通大学环境工程实验室将传统A2/O与MBR结合，使其在低碳氮比下（C/N为5~ 6）、进水TN、TP分别为46 ~ 48 mg/L、7 ~ 8 mg/L时，将出水TN和TP维持在10 mg/L、0.5 mg/L 以下，去除率达76%、95%以上[10]。蒋山泉等[11]针对污水脱氮除磷存在基质和泥龄的竞争开发出三级SBR法，使硝化、聚磷和去碳功能的细菌种群分别控制在三级反应器中优势生长并结合反硝化除磷，TN、TP去除率平均为80%、86%。
温沁雪[12]等考察了在曝气池前投加不同量的聚合铝铁强化A2/O除磷系统对TP和TN的去除效果，结果表明聚合铝铁投加量为6mg/L时，出水氨氮含量为4.80mg/L，去除率达73.43%；投加量为4mg/L时，出水中磷含量为0.77mg/L，去除率达89.23%。
张苏平[13]等用SBR法处理城市生活污水，研究得出最佳运行参数为进水厌氧搅拌2h，曝气5h，缺氧搅拌2.5h，沉淀、出水、排泥1.5h，出水中磷含量为0.43 mg/L，去除率为99.43%，符合我国《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。
龚正[14]等采用分点进水研究了A/O工艺处理校园生活污水，考察了在污泥回流比为100%、硝化液回流比为200%、分流比为1：1的情况下，分点进水A/O 工艺的反硝化性能。结果表明，当缺氧池的水力停留时间为3 h时，进水氨氮、TN分别为58.64mg/L和64.26 mg/L时，出水氨氮、TN分别为0.09mg/L和28.64mg/L，去除率分别为99.5%和56.40%，效果优于传统A /O工艺。
王朝朝采用脱氮除磷膜生物反应器处理北方某城市生活污水，在没有外加碳源的情况下，TN由51.9mg/L降低到10.76mg/L，平均去除率达79%；系统的污泥龄为40d左右时，TP由6.22mg/L降至0.93mg/L，平均去除率达85%[15]。
郝赫[16]用填料改良MUCT工艺处理城市生活污水，结果表明，进水NH4+-N为38.4mg/L、TP为4.7mg/L 时，系泥龄为15d的工况下出水NH4+-N为1.99mg/L，出水磷浓度为1.30mg/L；泥龄为8d的工况下，出水NH4+-N5.17 mg/L，出水磷浓度为0.82 mg/L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B 排放标准。
