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常見問題
常見問題

(2)什么是總磷(TP)如何去除

所屬分類:常見問題 點(diǎn)擊次數(shù):408 發(fā)布日期:2024-03-09

五、常見生物除磷工藝


  廢水生物除磷工藝一般由兩個過程組成,即厭氧釋磷和好氧攝磷兩個過程。目前應(yīng)用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的弗斯特利普(Phostrip)除磷工藝、厭氧-好氧(An/O) 工藝等除磷工藝。


  1、弗斯特利普除磷工藝:


  弗斯特利普(Phostrip) 除磷工藝是將生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的一種工藝,即在傳統(tǒng)活性污泥過程的污泥回流管線上增設(shè)厭氧釋磷池和混合反應(yīng)池,采用生物和化學(xué)相結(jié)合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體,以化學(xué)除磷輔助去除厭氧釋磷后的上清液中的磷酸鹽,可以保證釋磷后的污泥主要用于對進(jìn)水中的磷酸鹽進(jìn)行吸收,因此可以達(dá)到更高的除磷效果。其工藝流程如圖所示。


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  該工藝各設(shè)備單元的功能:


  ① 含磷廢水進(jìn)入曝氣池,同步進(jìn)入曝氣池的還有由除磷池回流的脫磷但含有聚磷菌的污泥。曝氣池的功能是:使聚磷菌過量地?cái)z取磷,去除有機(jī)物(BOD或COD),還可能出現(xiàn)硝化作用。


   從曝氣池流出的混合液(污泥含磷,廢水已經(jīng)除磷)進(jìn)人沉淀池I,在這里進(jìn)行泥水分離,含磷污泥沉淀,已除磷的上清液作為處理水而排放。


  ③ 含磷污泥進(jìn)入除磷池,除磷池應(yīng)保持厭氧狀態(tài),即DO≈0,NOㄨˉ≈0,含磷污泥在這里釋放磷,并投加沖洗水,使磷充分釋放,已釋放磷的污泥沉于池底,并回流至曝氣池,再次用于吸收廢水中的磷。含磷上清液從上部流出進(jìn)入混合池。


  ④ 含磷上清液進(jìn)入混合池,同步向混合池投加石灰乳,經(jīng)混合后進(jìn)人攪拌反應(yīng)池,使磷與石灰反應(yīng),形成磷酸鈣[Ca3 (PO4)2]固體物質(zhì)。此系用化學(xué)法除磷。


  ⑤ 沉淀池Ⅱ?yàn)榛炷恋沓兀?jīng)過混凝反應(yīng)形成的磷酸鈣固體物質(zhì)在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進(jìn)人曝氣池,而含有大量Ca3(PO4)2的污泥排出,這種含有高濃度PO3-的污泥宜用作肥料。


  弗斯特利普除磷工藝已有很多應(yīng)用實(shí)例。其主要特征有:


  ① 生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合,除磷效果良好,處理水中含磷量一般都低于1mg/L。


  ② 產(chǎn)生的剩余污泥中含磷量比較高,約為2.1%~7.1%,污泥回流應(yīng)經(jīng)過除磷池。


  ③ 與完全的化學(xué)除磷法相比,所需的石灰用量比較低,一般介于21~31.8mg/[Ca(OH)2·m3]。


  ④ 活性污泥的SVI值<100mL/g,污泥易于沉淀、濃縮、脫水,污泥肥分高,絲狀菌難于增殖,污泥不膨脹,且易于濃縮脫水。


  ⑤ 可以根據(jù)BOD/P的比值來靈活調(diào)節(jié)回流污泥與混凝污泥的比例。


  ⑥ 流程復(fù)雜,運(yùn)行管理比較復(fù)雜,由于投加石灰乳,致使運(yùn)行費(fèi)用也有所提高,基建費(fèi)用高。


  ⑦ 沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態(tài)而產(chǎn)生釋放磷的現(xiàn)象,因此,應(yīng)當(dāng)及時排泥和回流。


  2、厭氧-好氧活性污泥除磷工藝


  厭氧-好氧活性污泥組合工藝( anaerobic/oxic,An/O)是直接在生物除磷基本原理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來的,其工藝流程如圖所示。


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  前段為厭氧池,城市污水和回流污泥進(jìn)入該池,并借助水下推進(jìn)式攪拌器的作用使其混合。回流污泥中的聚磷酸在厭氧池可吸收去除一部分有機(jī)物,同時釋放出大量磷。然后混合液流人后段好氧池,污水中的有機(jī)物在其中得到氧化分解,同時聚磷菌將變本加厲,超量地?cái)z取污水中的磷,然后通過排放高磷剩余污泥而使污水中的磷得到去除。好氧池在良好的運(yùn)行狀況下,剩余污泥中磷的含量在2.5%以上。


  A/O生物除磷工藝的主要特點(diǎn):


  ① 工藝流程簡單。


  ② 厭氧池在前、好氧池在后,有利于抑制絲狀菌的生長。混合液的SVI小于100,污泥易沉淀,不易發(fā)生污泥膨脹,并能減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷。


  ③ 在反應(yīng)池內(nèi),水力停留時間較短,一般厭氧池的水力停留時間為1~2h,好氧池的水力停留時間為2~4h,總共為3~6h。厭氧池/好氧池的水力停留時間之比一般為1 : (2~3)。


   剩余活性污泥含磷率高,一般為2.5%以上,故污泥肥效好。


   除磷率難以進(jìn)一步提高。當(dāng)污水BOD濃度不高或含磷量高時,則P/BOD5比值高,剩余污泥產(chǎn)量低,使除磷率難以提高。


  ⑥ 當(dāng)污泥在沉淀池內(nèi)停留時間較長時,則聚磷菌會在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生磷的釋放,從而降低該工藝的除磷率,所以應(yīng)注意及時排泥和使污泥回流。


  A/O生物除磷工藝的缺點(diǎn):


   除磷率難以進(jìn)一步提高,因?yàn)槲⑸飳α椎奈占幢闶沁^量吸收,也是有一定限度的,特別是當(dāng)進(jìn)水BOD值不高或廢水中含磷量較高,即P/BOD值高時,由于污泥的產(chǎn)量低,將更是如此。


  ② 在沉淀池內(nèi)容易產(chǎn)生磷的釋放,特別是當(dāng)污泥在沉淀池內(nèi)停留時間較長時更是如此,應(yīng)注意及時排泥和回流。


六、化學(xué)除磷的概念和工藝


  化學(xué)除磷是通過化學(xué)沉淀過程完成的,化學(xué)沉淀是指通過向污水中投加藥劑,其與污水中溶解性的鹽類,如磷酸鹽混合后,形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì),污水中進(jìn)行的不僅僅是沉淀反應(yīng),同時還進(jìn)行著化學(xué)絮凝反應(yīng)。采用的藥劑一般有鋁鹽、鐵鹽(亞鐵鹽)、石灰、鐵鋁聚合物。


  化學(xué)沉淀工藝是按沉淀藥劑的投加位置來區(qū)分的,實(shí)際中常采用的有:前沉淀、同步沉淀和后沉淀。


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  1、前沉淀


  在沉淀池前投加金屬沉淀劑到原水中。其一般需要設(shè)置產(chǎn)生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應(yīng)產(chǎn)生的沉淀產(chǎn)物(大塊狀的絮凝體)則在一次沉淀池中通過沉淀而被分離。如果生物段采用的是生物濾池,則不允許使用Fe2+藥劑,以防止對填料產(chǎn)生危害(產(chǎn)生黃銹)。


  前沉淀工藝特別適合于現(xiàn)有污水處理廠的改建(增加化學(xué)除磷措施),因?yàn)橥ㄟ^這一工藝步驟不僅可以去除磷,而且可以減少生物處理設(shè)施的負(fù)荷。常用的沉淀藥劑主要是生灰和金屬鹽藥劑。經(jīng)前沉淀后剩余磷酸鹽的含量為1.5~2.5mg/L,完全能滿足后續(xù)生物處理對磷的需要。


  2、同步沉淀


  在生物處理過程中投加金屬沉淀劑。同步沉淀是使用最廣泛的化學(xué)除磷工藝,其工藝是將沉淀藥劑投加在曝氣池出水或二次沉淀池進(jìn)水中,個別情況也有將藥劑投加在曝氣池進(jìn)水或回流污泥渠(管)中。目前很多污水廠都采用同步沉淀,加藥對活性污泥的影響比較小。


  3、后沉淀


  將沉淀、絮凝以及被絮凝物質(zhì)的分離在一個與生物設(shè)施相分離的設(shè)施中進(jìn)行,向出水中投加金屬沉淀劑,一般將沉淀藥劑投加到二次沉淀池后的一個混合池中,之后混合沉淀。并在其后設(shè)置絮凝池和沉淀池(或氣浮池)。


  對于要求不嚴(yán)的受納水體,在后沉淀工藝中可采用石灰乳液藥劑,但必須對出水pH值加以控制,比如采用沼氣中的CO2進(jìn)行中和。采用氣浮池可以比沉淀池更好地去除懸浮物和總磷,但因?yàn)樾韬愣ü?yīng)空氣而運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。


七、化學(xué)除磷的幾點(diǎn)規(guī)定


  在室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50014-2006(2014年版)中對于化學(xué)除磷設(shè)計(jì)做了以下幾個規(guī)定:


  1、關(guān)于化學(xué)除磷應(yīng)用范圍的規(guī)定。


 《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 18918規(guī)定的總磷的排放標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)時,在2005年12月31日前建設(shè)的污水廠為1mg/L,2006年1月1日起建設(shè)的污水廠為0.5mg/L。一般城鎮(zhèn)污水經(jīng)生物除磷后,較難達(dá)到后者的標(biāo)準(zhǔn),故可輔以化學(xué)除磷,以滿足出水水質(zhì)的要求。


  強(qiáng)化一級處理,可去除污水中絕大部分磷。上海白龍港污水廠試驗(yàn)表明,當(dāng)FeCl3投加量為40mg/L~80mg/L,或Al2(SO4)3·18H2O投加量為60mg/L~80mg/L時,進(jìn)出水磷酸鹽磷濃度分別為2mg/L~9mg/L和0.2mg/L~1.1mg/L,去除率為60%~95%。


  污泥厭氧處理過程中的上清液、脫水機(jī)的過濾液和濃縮池上清液等,由于在厭氧條件下,有大量含磷物質(zhì)釋放到液體中,若回流入污水處理系統(tǒng),將造成污水處理系統(tǒng)中磷的惡性循環(huán),因此應(yīng)先進(jìn)行除磷,一般宜采用化學(xué)除磷。


  2、關(guān)于藥劑投加點(diǎn)的規(guī)定。


  以生物反應(yīng)池為界,在生物反應(yīng)池前投加為前置投加,在生物反應(yīng)池后投加為后置投加,投加在生物反應(yīng)池內(nèi)為同步投加,在生物反應(yīng)池前、后都投加為多點(diǎn)投加。


  前置投加點(diǎn)在原污水處,形成沉淀物與初沉污泥一起排除。前置投加的優(yōu)點(diǎn)是還可去除相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)物,因此能減少生物處理的負(fù)荷。后置投加點(diǎn)是在生物處理之后,形成的沉淀物通過另設(shè)的固液分離裝置進(jìn)行分離,這一方法的出水水質(zhì)好,但需增建固液分離設(shè)施。同步投加點(diǎn)為初次沉淀池出水管道或生物反應(yīng)池內(nèi),形成的沉淀物與剩余污泥一起排除。多點(diǎn)投加點(diǎn)是在沉砂池、生物反應(yīng)池和固液分離設(shè)施等位置投加藥劑,其可以降低投藥總量,增加運(yùn)行的靈活性。由于pH值的影響,不可采用石灰作混凝劑。在需要硝化的場合,要注意鐵、鋁對硝化菌的影響。


  3、關(guān)于藥劑種類、劑量和投加點(diǎn)宜根據(jù)試驗(yàn)確定的規(guī)定。


  由于污水水質(zhì)和環(huán)境條件各異,因而宜根據(jù)試驗(yàn)確定更佳藥劑種類、劑量和投加點(diǎn)。


  4、關(guān)于化學(xué)除磷藥劑的規(guī)定。


  鋁鹽有硫酸鋁、鋁酸鈉和聚合鋁等,其中硫酸鋁較常用。鐵鹽有三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵和硫酸亞鐵等,其中三氯化鐵最常用。


  采用鋁鹽或鐵鹽除磷時,主要生成難溶性的磷酸鋁或磷酸鐵,其投加量與污水中總磷量成正比。可用于生物反應(yīng)池的前置、后置和同步投加。采用亞鐵鹽需先氧化成鐵鹽后才能取得更大除磷效果,因此其一般不作為后置投加的混凝劑,在前置投加時,一般投加在曝氣沉砂池中,以使亞鐵鹽迅速氧化成鐵鹽。


  采用石灰除磷時,生成Ca5(PO4)3OH沉淀,其溶解度與pH值有關(guān),因而所需石灰量取決于污水的堿度,而不是含磷量。石灰作混凝劑不能用于同步除磷,只能用于前置或后置除磷。石灰用于前置除磷后污水pH值較高,進(jìn)生物處理系統(tǒng)前需調(diào)節(jié)pH值;石灰用于后置除磷時,處理后的出水必須調(diào)節(jié)pH值才能滿足排放要求;石灰還可用于污泥厭氧釋磷池或污泥處理過程中產(chǎn)生的富磷上清液的除磷。用石灰除磷,污泥量較鋁鹽或鐵鹽大很多,因而很少采用。加入少量陰離子、陽離子或陰陽離子聚合電解質(zhì),如聚丙烯酰胺(PAM),作為助凝劑,有利于分散的游離金屬磷酸鹽絮體混凝和沉淀。


  5、關(guān)于鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時,投加量的規(guī)定。


  理論上,三價鋁和鐵離子與等摩爾磷酸反應(yīng)生成磷酸鋁和磷酸鐵。由于污水中成分極其復(fù)雜,含有大量陰離子,鋁、鐵離子會與它們反應(yīng),從而消耗混凝劑,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)投加時其摩爾比宜為1.5~3。


  6、關(guān)于應(yīng)考慮污泥量的規(guī)定。


  化學(xué)除磷時會產(chǎn)生較多的污泥。采用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時,前置投加,污泥量增加40%~75%;后置投加,污泥量增加20%~35%;同步投加,污泥量增加15%~50%。采用石灰作混凝劑時,前置投加,污泥量增加150%~500%;后置投加,污泥量增加130%~145%。


  7、規(guī)定了接觸腐蝕性物質(zhì)的設(shè)備應(yīng)采取防腐蝕措施。


  三氯化鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵和硫酸亞鐵都具有很強(qiáng)的腐蝕性;硫酸鋁固體在干燥條件下沒有腐蝕性,但硫酸鋁液體卻有很強(qiáng)的腐蝕性,故做此規(guī)定。


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