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工业废水处理过程中污水除磷的方法有哪些?

返回列表 来源: 发布日期: 2020.11.21

工业废水处理过程中污水除磷的方法有哪些?

工业废水处理过程中污水除磷方法主要有化学法和生物法,但由于生物除磷法较化学法来说比较不稳定,所以在去除废水中总磷时,化学法比较常用。化学除磷法主要有凝聚沉淀法,电解法、结晶法、离子交换法、吸附法等。

1、生物除磷

在厌氧或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,如聚-β-羟丁酸(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,并将磷以正磷酸的形式释放到污水中。

好氧吸磷:在好氧段,以 PHB 形式贮存的碳源物质氧化,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、嗜热和中温异样微生物,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。

(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于予较少易降解有机质的消耗,进而使聚磷菌合成更多的 PHB。而在好氧区需要更多的溶解氧,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)pH 值:pH 值在 6.5-8.0 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。pH 升高时则出现磷的轻微吸收。

(4)厌氧区硝态氮:厌氧区硝态氮存在消耗有机基质而抑制 PAO 对磷的释放,从而影响在好氧条件下聚磷菌对磷的吸收。另一方面,硝态氮的存在会被气单胞菌属利用作为电子受体进行反硝化,从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸,从而抑制PAO 的释磷和摄磷能力及 PHB 的合成能力。

(5)基质类型:Gerber 等研究表明,当以乙酸、丙酸和甲酸等小分子有机酸作为释磷基质时,磷的释放速率较大,其释放速率与基质的浓度无关,仅与活性污泥的浓度换和卫生物的组成有关,该类基质导致的磷的释放可用零级反应方程式表示。二其他类有机物要被聚磷菌利用,必须转化成此类小分子有机酸。

2、化学除磷

在化学沉淀法除磷中,广泛使用的药剂一般为铝盐、铁盐、石灰或铝铁聚合物等。可溶磷很容易与 Ca2+、Fe3+、Al3+等生成难溶性沉淀物。

A、石灰除磷

5Ca2++4OH-+3HPO4-→Ca5(OH)(PO4)3↓

实践表明,处理出水中的磷含量,随 pH 值上升而呈对数降低之势。当 pH 为 10.5,钙离子含量在 40mg/L 以上时,处理出水中磷含量可降至 0.25mg/L 以下。

B、铁盐除磷

使用铁盐除磷,其 pH 值应在 7 以上。反应式为:

Fe3++PO43-→FePO4↓

铁盐可分为亚铁盐和三价铁盐。硫酸亚铁是钛白粉生产中的副产品,其价格便宜含铁量较高,经曝气很容易被氧化成三价铁盐。城市污水处理化学除磷采用硫酸亚铁是适宜的。

但在生化反应池内当溶解氧浓度为零时、Fe3+会再次被还原成 Fe2+,并导致磷的溶解。而Al3+不能被还原,因此即使溶解氧浓度为零也不会导致磷从铝沉淀污泥中溶解出来。FePO4的最小溶解度,当 pH 值为 5 时,为 0.1mg/L。Fe2+和 Ca2+的组合作用可以得到一种有效的磷酸盐沉淀物,但废水中要存在较高浓度的钙。沉淀物为亚铁磷酸钙盐化合物,而副产品是碳酸亚铁。沉淀物可能在 pH=7 左右,但通常通过投加 Ca(OH)2使 pH 增加到 8~10。

C、铝盐除磷

使用铝盐除磷,其反应式为:

Al3++PO43-→AlPO4↓

当 pH 为 6 时,AlPO4溶解度最小为 0.01mg/L;当 pH 为 5 时,溶解度为 0.03mg/L;当pH 为 7 时,溶解度为 0.3mg/L。缩合反应发展的结果,最终生成 Al 核数目无限多而电荷为零的氢氧化铝难溶沉淀物,即:[Aln(OH)3n]→[Al(OH)3]∞↓。氢氧化铝难溶物在 pH=5 附近开始增多,到 pH6~7范围内成为主要存在形态。不过,这时应认为,高聚合度低电荷的无机高分子电解质与难溶沉淀物共同存在,二者很难截然分开。若 pH 值继续升高,氢氧化铝还会继续水解,成为可溶性的阴离子,在 pH 达到 8~9后,因离子将成为主要态。

Al(OH)3+H2O→Al(OH)4-+H+

当使用铝盐作沉淀剂时,不存在厌氧条件下磷溶解的问题。

以上是给大家介绍的工业废水处理中关于污水除磷的几种方法。三人行环境十多年专注于工业废水处理服务,秉承从污水源头治理,前沿技术处理“低价投入”,后期资源回收”变废为宝”的原则。我们环保工程师在工业废水处理方面有多项专利,三人行环境环保工程师不断研发,只为帮企业减少工业废水处理成本。如您有工业废水处理方面问题,欢迎来电咨询我们环保工程师。

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