工業(yè)廢水處理過(guò)程中污水除磷的方法有哪些？

工業(yè)廢水處理過(guò)程中污水除磷方法主要有化學(xué)法和生物法，但由于生物除磷法較化學(xué)法來(lái)說(shuō)比較不穩(wěn)定，所以在去除廢水中總磷時(shí)，化學(xué)法比較常用。化學(xué)除磷法主要有凝聚沉淀法，電解法、結(jié)晶法、離子交換法、吸附法等。

1、生物除磷

在厭氧或好氧條件下培養(yǎng)出的聚磷微生物，在經(jīng)過(guò)厭氧段的釋磷后，能夠在好氧段超其生理需要的吸收磷，并將其以聚合磷的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)，形成聚磷污泥，并最終通過(guò)污泥的排放達(dá)到從污水中除磷的目的，其除磷過(guò)程的具體表述為如下幾個(gè)部分：

厭氧釋磷：在厭氧段，有機(jī)物通過(guò)微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)，聚磷菌(PAO)通過(guò)分解體內(nèi)的聚磷和糖原產(chǎn)生能量，將 VFAs 攝入細(xì)胞，轉(zhuǎn)化為內(nèi)貯物,如聚-β-羥丁酸(PHB 是一種存在于許多細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)屬于類脂性質(zhì)的碳源類貯藏物，不溶于水，而溶于氯仿，可用尼羅藍(lán)或蘇丹黑染色，具有貯藏能量，碳源和降低細(xì)胞內(nèi)滲透壓等作用)。其所需的能量來(lái)自聚磷酸鹽的水解，并將磷以正磷酸的形式釋放到污水中。

好氧吸磷：在好氧段，以 PHB 形式貯存的碳源物質(zhì)氧化，同時(shí)釋放的能量被聚磷微生物利用從污水中吸收過(guò)量的正磷酸鹽，以合成新的細(xì)胞，形成富磷污泥。生物除磷的影響因素包括：溫度、溶解氧、pH 值、厭氧區(qū)硝態(tài)氮、基質(zhì)類型。

(1)溫度：生物除磷微生物包括嗜冷、嗜熱和中溫異樣微生物，所以溫度對(duì)于生物除磷的影響不大，在一般水溫條件下，生物除磷都可以正常運(yùn)行。

(2)溶解氧：厭氧區(qū)要保持較低的溶解氧值以更利于厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸，進(jìn)而使聚磷菌更好的釋磷，另外，較少的溶解氧更有利于予較少易降解有機(jī)質(zhì)的消耗，進(jìn)而使聚磷菌合成更多的 PHB。而在好氧區(qū)需要更多的溶解氧，以更利于聚磷菌分解儲(chǔ)存的 PHB 類物質(zhì)獲得能量來(lái)吸收污水中的溶解性磷酸鹽合成細(xì)胞聚磷。

(3)pH 值：pH 值在 6.5-8.0 時(shí)，聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持穩(wěn)定，當(dāng) pH 值低于 6.5 時(shí)，吸磷率急劇下降。當(dāng) pH 值突然降低，無(wú)論在好氧區(qū)還是厭氧區(qū)磷的濃度都急劇上升，pH 降低的幅度越大釋放量越大，這說(shuō)明 pH 降低引起的磷釋放不是聚磷菌本身對(duì) pH變化的生理生化反應(yīng)，而是一種純化學(xué)的“酸溶”效應(yīng)，而且 pH 下降引起的厭氧釋放量越大，則好氧吸磷能力越低，這說(shuō)明 pH 下降引起的釋放是破壞性的，無(wú)效的。pH 升高時(shí)則出現(xiàn)磷的輕微吸收。

(4)厭氧區(qū)硝態(tài)氮：厭氧區(qū)硝態(tài)氮存在消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制 PAO 對(duì)磷的釋放，從而影響在好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另一方面，硝態(tài)氮的存在會(huì)被氣單胞菌屬利用作為電子受體進(jìn)行反硝化，從而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸，從而抑制PAO 的釋磷和攝磷能力及 PHB 的合成能力。

(5)基質(zhì)類型：Gerber 等研究表明，當(dāng)以乙酸、丙酸和甲酸等小分子有機(jī)酸作為釋磷基質(zhì)時(shí)，磷的釋放速率較大，其釋放速率與基質(zhì)的濃度無(wú)關(guān)，僅與活性污泥的濃度換和衛(wèi)生物的組成有關(guān)，該類基質(zhì)導(dǎo)致的磷的釋放可用零級(jí)反應(yīng)方程式表示。二其他類有機(jī)物要被聚磷菌利用，必須轉(zhuǎn)化成此類小分子有機(jī)酸。

2、化學(xué)除磷

在化學(xué)沉淀法除磷中，廣泛使用的藥劑一般為鋁鹽、鐵鹽、石灰或鋁鐵聚合物等。可溶磷很容易與 Ca2+、Fe3+、Al3+等生成難溶性沉淀物。

A、石灰除磷

5Ca2++4OH-+3HPO4-→Ca5(OH)(PO4)3↓

實(shí)踐表明，處理出水中的磷含量，隨 pH 值上升而呈對(duì)數(shù)降低之勢(shì)。當(dāng) pH 為 10.5，鈣離子含量在 40mg/L 以上時(shí)，處理出水中磷含量可降至 0.25mg/L 以下。

B、鐵鹽除磷

使用鐵鹽除磷，其 pH 值應(yīng)在 7 以上。反應(yīng)式為：

Fe3++PO43-→FePO4↓

鐵鹽可分為亞鐵鹽和三價(jià)鐵鹽。硫酸亞鐵是鈦白粉生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，其價(jià)格便宜含鐵量較高，經(jīng)曝氣很容易被氧化成三價(jià)鐵鹽。城市污水處理化學(xué)除磷采用硫酸亞鐵是適宜的。

但在生化反應(yīng)池內(nèi)當(dāng)溶解氧濃度為零時(shí)、Fe3+會(huì)再次被還原成 Fe2+，并導(dǎo)致磷的溶解。而Al3+不能被還原，因此即使溶解氧濃度為零也不會(huì)導(dǎo)致磷從鋁沉淀污泥中溶解出來(lái)。FePO4的最小溶解度，當(dāng) pH 值為 5 時(shí)，為 0.1mg/L。Fe2+和 Ca2+的組合作用可以得到一種有效的磷酸鹽沉淀物，但廢水中要存在較高濃度的鈣。沉淀物為亞鐵磷酸鈣鹽化合物，而副產(chǎn)品是碳酸亞鐵。沉淀物可能在 pH=7 左右，但通常通過(guò)投加 Ca(OH)2使 pH 增加到 8~10。

C、鋁鹽除磷

使用鋁鹽除磷，其反應(yīng)式為：

Al3++PO43-→AlPO4↓

當(dāng) pH 為 6 時(shí)，AlPO4溶解度最小為 0.01mg/L;當(dāng) pH 為 5 時(shí)，溶解度為 0.03mg/L;當(dāng)pH 為 7 時(shí)，溶解度為 0.3mg/L。縮合反應(yīng)發(fā)展的結(jié)果，最終生成 Al 核數(shù)目無(wú)限多而電荷為零的氫氧化鋁難溶沉淀物，即：[Aln(OH)3n]→[Al(OH)3]∞↓。氫氧化鋁難溶物在 pH=5 附近開(kāi)始增多，到 pH6~7范圍內(nèi)成為主要存在形態(tài)。不過(guò)，這時(shí)應(yīng)認(rèn)為，高聚合度低電荷的無(wú)機(jī)高分子電解質(zhì)與難溶沉淀物共同存在，二者很難截然分開(kāi)。若 pH 值繼續(xù)升高，氫氧化鋁還會(huì)繼續(xù)水解，成為可溶性的陰離子，在 pH 達(dá)到 8~9后，因離子將成為主要態(tài)。

Al(OH)3+H2O→Al(OH)4-+H+

當(dāng)使用鋁鹽作沉淀劑時(shí)，不存在厭氧條件下磷溶解的問(wèn)題。

以上是給大家介紹的工業(yè)廢水處理中關(guān)于污水除磷的幾種方法。三人行環(huán)境十多年專注于工業(yè)廢水處理服務(wù)，秉承從污水源頭治理，前沿技術(shù)處理“低價(jià)投入”，后期資源回收”變廢為寶”的原則。我們環(huán)保工程師在工業(yè)廢水處理方面有多項(xiàng)專利，三人行環(huán)境環(huán)保工程師不斷研發(fā)，只為幫企業(yè)減少工業(yè)廢水處理成本。如您有工業(yè)廢水處理方面問(wèn)題，歡迎來(lái)電咨詢我們環(huán)保工程師。

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