含磷废水的处理方法
含磷廢水主要來源于工業原材料、各種洗滌劑、農藥、化肥以及人類生活污水。目前,國內外常用的處理方法總體上可分為化學法、生物法、吸附法、結晶法等單一工藝,高分子膜技術和復合材料也逐步運用于含磷廢水的處理當中
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生物法
生物除磷主要由一類統稱為聚磷菌的微生物完成,由于聚磷菌能在厭氧狀態下同化發酵產物,使得聚磷菌在生物除磷系統中具備競爭的優勢。在厭氧狀態下(沒有溶解氧和硝態氮存在),兼性菌將溶解性有機物轉化成揮發性脂肪酸;聚磷菌把細胞內聚磷水解為正酸鹽,并從中獲得能量,吸收污水中易降解的COD,同化成細胞內碳能源存貯物聚β-羥基丁酸或β-羥基戊酸等。在好氧或缺氧條件下,聚磷菌以分子氧或化合態氧作為電子受體,氧化代謝內貯物質PHB或PHV等,并產生能量,過量地從污水中攝取磷酸鹽,能量以高能物質ATP的形式存貯,其中一部分轉化為聚磷,作為能量貯于胞內,通過剩余污泥的排放實現高效生物除磷目的。
生物法除磷的主要工藝有Phostrip側流生物除磷工藝、厭氧-好氧(AO)生物除磷工藝、厭氧-缺氧-好氧(AAO)生物脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、序批式反應器(SBR)工藝、反硝化除磷工藝等。陳洪波實驗表明,當進水磷濃度2~10mg/L時,SBR單級好氧生物除磷工藝去除率保持在90%以上。王然登等對強化生物除磷系統(EBPR)研究發現,除了聚磷菌(PAOs)對磷有去除作用外,細菌的胞外聚合物(EPS)對磷也有一定的去除效果。
化學法
化學法除磷的原理是將化學藥劑投加到含磷廢水中,試劑與廢水中的磷酸根離子發生化學反應,生成不溶解性磷酸鹽沉淀,通過過濾,去除磷酸鹽沉淀,從而達到除磷的目的?;瘜W試劑主要是二價或者三價金屬離子。蘭吉奎和曾雪梅曾報道使用鈣鹽處理含磷廢水,去除率可達90.0%以上。謝經良等研究了不同形態的鐵鹽,通過實驗和研究發現,聚合態和凝膠態的鐵不如離子態的鐵除磷效果好。張萌使用強化鐵鹽除磷工藝處理高濃度含磷廢水,進水磷濃度為93.30mg/L,去除率達到97.02%。
鋁鹽與磷酸根離子生成磷酸鋁沉淀,通過吸附作用可去除去污水中的磷。孫連偉等對氯化鋁除磷進行了探究,結果表明三價鋁離子和磷酸根離子是等摩爾反應,因此藥劑的投加量與原水TP濃度有關,pH為6.0時去除效率最高。
在含磷廢水中投加銨鹽、鎂鹽是目前國內常用的處理方法。銨鹽、鎂鹽與廢水中的磷酸鹽反應生成難溶的復鹽磷酸銨鎂,又名鳥糞石。張玉生等研究了鳥糞石法回收磷,實驗研究明,當pH控制在9.3,氮、磷物質的量比控制在4.0,鎂、磷物質的量比控制在1.1時,除磷效果最好。周莊古鎮地埋式污水處理廠采用化學除磷工藝,在出水總磷含量小于1mg/L的情況下,處理成本為0.645元/m3。
目前,全世界普遍強調水環境需要大規模控制磷的含量。迄今為止,化學沉淀法仍是實用、有效的廢水除磷方法?;瘜W法操作簡單、除磷效果穩定、處理效率80%以上,當廢水中磷的濃度較大或有一定波動時,仍能保持較好的除磷效果,但用藥量較大,導致含磷廢水處理費用較高,且產生大量難以處理的高磷污泥。
結晶法
結晶法除磷的原理是:含磷廢水加入試劑后,溶液中離子的亞穩態受到影響,磷酸根離子以磷酸鹽的形式在晶種表面析出,通過固液分離技術達到除磷的目的。陳小光等研究了磷酸鈣鹽結晶除磷工藝性能,結果表明,升高pH或Ca/P物質的量比有利于提高磷去除率。張蕊采用連續運行的流化床MAP結晶除磷工藝,磷的去除率達到96%以上。上述過程pH變化范圍為8.8~9.4。結晶產生的污泥量約為處理水量的(0.8~2.78)‰。60℃烘干后結晶污泥含磷量大于13%,與天然鳥糞石含磷量相當。
離子交換法
A-107除磷樹脂除磷原理:溶液中無機磷主要存在形式以PO4、HPO4、H2PO4存在。 A-107 樹脂中帶有的官能團為I 型季胺鹽,活性離子為氯離子。I 型季胺鹽官能團對磷酸根、磷酸氫根等有較強的選擇性吸附效果。樹脂官能團吸附磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根,并釋放出氯離子,形成離子交換
除磷樹脂的使用與再生
使用 :1、將樹脂填充進樹脂罐,樹脂床高80-150cm,最佳床高120cm。樹脂罐要留有反洗空間,不能填的太低,一般樹脂填充至三分之二。 2、進水采用上進下出,流速控制在 10BV-20BV/H;
再生 :當A-107除磷樹脂飽和后, A-107再生劑為3-5%的氫氧化鈉溶液,提前配置好。 樹脂再生采用逆流再生,下進上出。反洗時間30-60分鐘。反洗流速為3-5BV/H. 再生廢液為高濃度磷酸鹽溶液
A-107除磷樹脂進水條件:1、進水中不能含有高含量的強氧化劑 2、油脂含量不能超過5ppm 3、A-107對無機磷有極好去除效果,有機磷則無法去除 4、溶液鹽分高于5000ppm,樹脂對磷的吸附效果不佳。 5、磷含量5000ppm以內,高含量磷適合做磷酸鹽回收。 如需要深度處理,磷含量最好在100ppm以內。處理精度可做到1ppm以下。
總結
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