Ⅰ 高人详细介绍下污水处理中的化学除磷的工艺和方法有哪些
磷的去除有化学除磷生物除磷两种工艺,生物除磷是一种相对经济的除磷方法,但由于该除磷工艺目前还不能保证稳定达到0.5mg/l出水标准的要求,所以要达到稳定的出水标准,常需要采取化学除磷措施来满足要求。
化学除磷是通过化学沉析过程完成的,化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂,其与污水中溶解性的盐类,如磷酸盐混合后,形成颗粒状、非溶解性的物质,这一过程涉及的是所谓的相转移过程,反应方程举例如式1。实际上投加化学药剂后,污水中进行的不仅仅是沉析反应,同时还进行着化学絮凝反应,所以必须区分化学沉析和化学絮凝的差异。
FeCl3+K3PO4→FePO4↓+3KCl 式1
污水沉析反应可以简单的理解为:水中溶解状的物质,大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程,絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程,所以絮凝不是相转移过程。
在污水净化工艺中,絮凝和沉析都是极为重要的,但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果,而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换,则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后,一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐,也会同时产生非溶解性的氢氧化物(取决于PH值)。另一方面,随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物,使稳定的胶体脱稳,通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤,得到净化的污水和固一液浓缩物(化学污泥),达到化学除磷的目的。
根据化学沉析反应的基础,为了生成磷酸盐化合物,用于化学除磷的化学药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙(熟石灰)。许多高价金属离子药剂投加到污水中后,都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物。出于经济原因,用于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+、Al3+和Fe2+盐和石灰。这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用的。二价铁盐仅当污水中含有氧,能被氧化成三价铁盐时才能使用。Fe2+在实际中为了能被氧化常投加到曝气沉砂池或采用同步沉析工艺投加到曝气池中,其效果同使用Fe3+一样,反应式如式2、3。
Al3++PO43-→AlPO4↓pH=6~7 式2
Fe3++PO43-→FePO4↓pH=5~5.5 式3
与沉析反应相竞争的反应是金属离子与OH的反应,所以对于各种不同的金属盐产品应注意的是金属的离子量,反应式如式4、5。
Al3++3OH-→Al(OH)3↓ 式4
Fe3++3OH-→Fe(OH)3 式5
金属氢氧化物会形成大块的絮凝体,这对于沉析产物的絮凝是有利的,同时还会吸附胶体状的物质、细微悬浮颗粒。需要注意的是有机物在以化学除磷为目的化学沉析反应中的沉析去除是次要的,但在分离时有机性胶体以及悬浮物的凝结在絮凝体中则是决定性的过程。
沉析效果是受PH值影响的,金属磷酸盐的溶解性同样也受PH的影响。对于铁盐最佳PH值范围为5.0~5.5,对于铝盐为6.0~7.0,因为在以上PH值范围内FePO4或AIPO4的溶解性最小。另外使用金属盐药剂会给污水和污泥处理还会带来益处,比如会降低污泥的污泥指数,有利于沼气脱硫等。
由于金属盐药剂的投加会使污水处理厂出水中的Cl-或SO2-4离子含量增加。如果沉析药剂溶液中另外含有酸的话,则需特别加以注意。
投加金属盐药剂后相应会降低污水的碱度,这也许会对净化产生不利影响。当在同步沉析工艺中使用硫酸铁时,必须考虑对硝化反应的影响。
另外,如果污水处理厂污泥用于农业,使用金属盐药剂除磷时必须考虑铝或者铁负荷对农业的影响。
除了金属盐药剂外,氢氧化钙也用作沉析药剂。在沉折过程中,对于不溶解性的磷酸钙的形成起主要作用的不是Ca2+,而是OH-离子,因为随着pH值的提高,磷酸钙的溶解性降低,采用Ca(OH)2除磷要求的pH值为8.5以上。磷酸钙的形成是按反应式6进行的:
5Ca2++3po43-+OH-→Ca5(PO4)3OH↓ pH ≥8.5 式6
但在pH值为8.5到10.5的范围内除了会产生磷酸钙沉析外,还会产生碳酸钙,这也许会导致在池壁或渠、管壁上结垢,反应式如式7。
Ca2++CO32-→CaCO3 式7
与钙进行磷酸盐沉析的反应除了受到PH值的影响,另外还受到碳酸氢根浓度(碱度)的影响。在一定的PH值惰况下,钙的投加量是与碱度成正比的。
对于软或中硬的污水,采用钙沉析时,为了达到所要求的PH值所需要的钙量是很少的,具有强缓冲能力的污水相反则要求较大的钙投加量。
化学沉析工艺是按沉析药剂的投加地点来区分的,实际中常采用的有:前沉析、同步沉析和后沉析或在生物处理之后加絮凝过滤。
(1)前沉析
前沉析工艺的特点是沉析药剂投加在沉砂池中,或者初次沉淀池的进水渠(管)中,或者文丘里渠(利用涡流)中。其一般需要设置产生涡流的装置或者供给能量以满足混合的需要。相应产生的沉析产物(大块状的絮凝体)则在一次沉淀池中通过沉淀而被分离。如果生物段采用的是生物滤池,则不允许使Fe2+药剂,以防止对填料产生危害(产生黄锈)。
前沉析工艺(如图2所示)特别适合于现有污水处理厂的改建(增加化学除磷措施),因为通过这一工艺步骤不仅可以去除磷,而且可以减少生物处理设施的负荷。常用的沉析药剂主要是生灰和金属盐药剂。经前沉析后剩余磷酸盐的含量为1.5-2.5mg/1,完全能满足后续生物处理对磷的需要。
(2)同步沉析
同步沉析是使用最广泛的化学除磷工艺,在国外约占所有化学除磷工艺的50%。其工艺是将沉析药剂投加在曝气池出水或二次沉淀池进水中,个别情况也有将药剂投加在曝气池进水或回流污泥渠(管)中。目前很多污水厂都采用,如广州大坦沙污水处理厂三期就是采用的同步沉析,加药对活性污泥的影响比较小。
(3)后沉析
后沉析是将沉析、絮凝以及被絮凝物质的分离在一个与生物设施相分离的设施中进行,因而也就有二段法工艺的说法。一般将沉析药剂投加到二次沉淀池后的一个混合池(M池)中,并在其后设置絮凝池(F池)和沉淀池(或气浮池)。
对于要求不严的受纳水体,在后沉析工艺中可采用石灰乳液药剂,但必须对出水PH值加以控制,比如采用沼气中的CO2进行中和。
采用气浮池可以比沉淀池更好地去除悬浮物和总磷,但因为需恒定供应空气而运转费用较高。
Ⅱ 总磷超标有什么方法可以解决。
一、电镀废水总磷超标。
电镀废水中的磷比较特殊,与一般总磷不同,电镀废水中的磷一般是次亚磷,对于次亚磷废水,不能使用传统的除磷剂处理,比较有效的办法是使用次亚磷去除剂进行处理,通过催化剂进行催化,次亚磷去除剂能够与次亚磷结合,形成均相共沉淀。
部分污水处理厂总磷处理采用生物法,生物除磷中通过聚磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥而除磷,导致出水总磷超标。
注意事项:
特种磷处理设备SPI-IE是针对总磷超标废水研发的新型化学除磷设备,专门解决各类工业含磷废水。
Ⅲ 污江河段被磷污染的过程和治理措施
工业污水中的磷主要来源于食品工业、化工企业以及金属表面的磷化处理。比如食品加工业常用聚磷酸盐作防腐剂,肉类加工厂的牲畜屠宰过程中产生的排泄物、清洗剂含大量的磷;含磷肥料和农药的生产过程中产生高浓度的含磷废水;汽车、洗衣机、冰箱等金属外壳表面涂装前都要进行磷化处理,磷化处理用到大量的含磷药剂,处理过程中需要大量水洗,因而产生大量含磷废水及磷渣。
生活污水中的磷主要来自于人体的排泄物和含磷洗涤剂。调查报告显示每人每年平均排磷0.5 Kg,但是目前城市粪便只是经过简单处理过后直接排放或者填埋粪渣。以河南省为例,2018年河南省总人口1.09亿人,生活污水量高达40.70亿立方米
根据当地的水环境状况制定相应的磷废水排放限值。安装总磷在线监控设施,确保工业磷废水必须要处理达标后方可排放,增建含磷污泥的处理设施,避免二次污染。淘汰污染排放量大,生产技术落后的工艺,引进新的工业技术,减少污染物的产生。对除磷工艺进行优化,我国常用的除磷工艺是将废水中的磷聚集到污泥中,通过分离泥水达到除磷的目的,但此方法会产生大量高磷含量的污泥。因此,开发一种可以实现磷资源回收的工艺,才能真正减少工业磷排放,实现磷资源的可持续发展。
生活污水治理
根据不同地区水体的磷污染来源,制定相应的策略,逐步淘汰含磷洗涤剂的生产、销售及使用,发展无磷洗涤剂,从源头上扼制污染物。在人口密集的城市区域建立三级污水处理厂,对生活污水中的磷进行回收。实行雨污分流改造,避免污水直接排入河道。或者在城市内部修建内河,将处理过的污水排入内河,在河道两边种植树木,河床上种植具有观赏价值的喜磷植物,以此来降低废水中的磷含量。城市粪便的粪渣直接填埋极易引起二次污染,应当对粪便单独处理,可以集中收集后进行沼气发酵或者制作有机肥。
加强对农村环境治理的重视,加大资金投入,完善农村的污水处理和垃圾清运等基础设施。引进专业人才对农村进行合理规划,结合当地的地形、环境、人口数量选择合理的污水处理技术和处理模式。人口较稀的地区做好改水改厕工作,在人口密度大的村庄建立小型污水处理设施。采用操作简单、低能耗的处理工艺,在建设过程中加强监管,严格把控好工程质量。安装在线监控设施,确保后期维护和运行正常进行,避免出现“晒太阳”现象。做好宣传环境污染防治工作,提升农民的环保意识。降低畜牧及农业生产中的磷含量
Ⅳ 如何去处污水中的磷
铝盐有来硫酸铝、铝酸钠和源聚合铝等,其中硫酸铝较常用来除磷。铁盐有三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁和硫酸亚铁等,其中三氯化铁最常用。
采用铝盐或铁盐除磷时,主要生成难溶性的磷酸铝或磷酸铁,其投加量与污水中总磷量成正比。可用于生物反应池的前置、后置和同步投加。采用亚铁盐需先氧化成铁盐后才能取得最大除磷效果,因此其一般不作为后置投加的混凝剂,在前置投加时,一般投加在曝气沉砂池中,以使亚铁盐迅速氧化成铁盐。
常规普通采用石灰除磷,生成Ca5(PO4)3OH沉淀,其溶解度与pH有关,因而所需石灰量取决于污水的碱度,而不是含磷量,即需要片碱调整PH值。
Ⅳ 污水处理厂MBR一体化设备出水氨氮不高,总氮超标是什么原因如何解决
城市污水处理厂出水氮磷超标因素分析及对策
摘要:脱氮除磷工艺越来越多的应用到城市污水处理厂当中,但是在实际运行过程中,出水氮磷含量超标的情况常常困扰着水厂的工作人员。因此,厘清脱氮除磷工艺的重要参数并加以控制,能够很好的保证系统的正常运行,出水氮磷含量达标。
关键词:城市污水处理厂,脱氮除磷,对策分析
1概述
近年来污水处理的主要工艺已发生变化,从常规二级处理逐渐变为重视脱氮除磷的深度处理上来。但是在实际运行过程中,由于工艺复杂性及参数的变化性,导致常常出水氮磷含量超标,影响着水厂的运行。因此,厘清脱氮除磷工艺的重要参数并加以控制,能够很好的保证系统的正常运行。
2污水氮含量超标原因及控制方法
2.1氨氮超标
2.1.1污泥负荷与污泥龄
生物硝化属低负荷工艺,F/M一般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS?d。负荷越低,硝化进行得越充分,NH3-N向NO3--N转化的效率就越高。与低负荷相对应,生物硝化系统的SRT一般较长,因为硝化细菌世代周期较长,若生物系统的污泥停留时间过短,污泥浓度较低时,硝化细菌就培养不起来,也就得不到硝化效果。SRT控制在多少,取决于温度等因素。对于以脱氮为主要目的生物系统,通常SRT可取11~23d。
2.1.2回流比与水力停留时间
生物硝化系统的回流比一般较传统活性污泥工艺大,主要是因为生物硝化系统的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸盐,若回流比太小,活性污泥在二沉池的停留时间就较长,容易产生反硝化,导致污泥上浮。通常回流比控制在50~100%。生物硝化曝气池的水力停留时间也较活性污泥工艺长,至少应在8h以上。这主要是因为硝化速率较有机污染物的去除率低得多,因而需要更长的反应时间。
2.1.3BOD5/TKN
BOD5/TKN越大,活性污泥中硝化细菌所占的比例越小,硝化速率就越小,在同样运行条件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市污水处理厂的运行实践发现,BOD5/TKN值最佳范围为2~3左右。
2.1.4溶解氧
硝化细菌为专性好氧菌,无氧时即停止生命活动,且硝化细菌的摄氧速率较分解有机物的细菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化细菌将“争夺”不到所需要的氧。因此,需保持生物池好氧区的溶解氧在2mg/L以上,特殊情况下溶解氧含量还需提高。
2.1.5温度与pH
硝化细菌对温度的变化也很敏感,当污水温度低于15℃时,硝化速率会明显下降,当污水温度低于5℃时,其生理活动会完全停止。因此,冬季时污水处理厂特别是北方地区的污水处理厂出水氨氮超标的现象较为明显。硝化细菌对pH反应很敏感,在pH为8~9的范围内,其生物活性最强,当pH<6.0或>9.6时,硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。因此,应尽量控制生物硝化系统的混合液pH大于7.0。
2.2 总氮超标
2.2.1污泥负荷与污泥龄
由于生物硝化是生物反硝化的前提,只有良好的硝化,才能获得高效而稳定的的反硝化。因而,脱氮系统也必须采用低负荷或超低负荷,并采用高污泥龄。
2.2.2内、外回流比
生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些,这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去,二沉池中NO3--N浓度不高。另一方面,反硝化系统污泥沉速较快,在保证要求回流污泥浓度的前提下,可以降低回流比,以便延长污水在曝气池内的停留时间。运行良好的污水处理厂,外回流比可控制在50%以下。而内回流比一般控制在300~500%之间。
2.2.3缺氧区溶解氧
对反硝化来说,希望DO尽量低,最好是零,这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化,提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看,要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下,还是有困难的,因此也就影响了生物反硝化的过程,进而影响出水总氮指标。
2.2.4BOD5/TKN
反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的,所以进入缺氧区的污水中必须有充足的有机物,才能保证反硝化的顺利进行。由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后,进厂BOD5低于设计值,而氮、磷等指标则相当于或高于设计值,使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求,也导致了出水总氮超标的情况时有发生。
2.2.5温度与pH
反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感,但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高,反硝化速率越高,在30~35℃时,反硝化速率增至最大。当低于15℃时,反硝化速率将明显降低,至5℃时,反硝化将趋于停止。反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感,在pH为6~9的范围内,均能进行正常的生理代谢,但生物反硝化的最佳pH范围为6.5~8.0。
3 污水生物除磷总磷超标原因及对策
3.1 污泥负荷与污泥龄
厌氧-好氧生物除磷工艺是一种高F/M低SRT系统。当F/M较高,SRT较低时,剩余污泥排放量也就较多。因而,在污泥含磷量一定的条件下,除磷量也就越多,除磷效果越好。对于以除磷为主要目的生物系统,通常F/M为0.4~0.7kgBOD5/kgMLSS•d,SRT为较大,选择价廉,易得的填料也是需要考虑的一个重要因子。