關于水體中的磷和除磷技術
磷在污水中存在的方式包括有機磷和無機磷。有機磷主要存在于各類微生物機體及動物排泄物中,無機磷包括磷酸鹽、聚磷酸鹽等,主要以各類磷酸根離子存在。
除磷指去除污水中的磷。磷在污水中具有以固體形態(tài)和溶解形態(tài)互相循環(huán)轉化的性能,污水除磷就是以磷的這種性能為基礎而開發(fā)的。
目前主流的污水除磷技術有:使磷成為不溶性的固體沉淀物,從污水中分離出去的化學除磷法;使磷以溶解態(tài)為微生物所攝取,與微生物成為一體,并隨同微生物從污水中分離出去的生物除磷法。根據(jù)磷在廢水中不同的存在方式,應采用不同的除磷技術。
化學沉淀法除磷
化學沉淀法是向污水中投加藥劑,使水中磷酸離子生成難溶性的鹽,形成絮凝體與水分離,從而去除污水中所含磷的一種物理化學方法。根據(jù)使用的藥劑可分為石灰沉淀法和金屬鹽沉淀法兩種。這兩種處理方法的比較如下表所示。
結晶法除磷
結晶法除磷就是使溶液呈堿性并含有適量Ca2+的含磷廢水以一定流態(tài)通過填料結晶床。該填料結構和表面性質與羥基磷酸鈣相似,它破壞溶液中離子的亞穩(wěn)態(tài),形成羥基磷酸鈣在填料顆粒表面結晶,從而達到除磷目的。結晶床填料應具有特定的吸附與其本身結構類似成分的特性,而使水中的Ca2+、OH-、PO43。在填料顆粒表面富集,形成局部濃度增高,其離子積大于溶度積,從而產生結晶沉淀。
結晶法除磷具有處理效率好、污泥產量少、操作簡單、適用范圍廣等優(yōu)點,通常應用于深度處理城市生活污水廠的二級出水;可以和混凝法聯(lián)用處理高濃度工業(yè)含磷廢水;可以用于去除污泥消化池中具有較高磷濃度的上清液等。
污水生物除磷
1.基本原理
污水中磷的轉化過程主要是有機磷轉化為無機磷的過程。有機磷結構較復雜,但它們一般都帶有易斷裂的P≒O、P≒S雙鍵,偏聚磷酸鹽主要包括焦磷酸鹽 (Na4P2O7)、三聚磷酸鹽(Na5P3O10)等,在厭氧條件下,它們都可被生物酶水解,*終生成無機磷酸鹽。在好氧條件下,大分子有機物被氧化生成CO2,隨之,存在于其中的有機磷也會被氧化為無機磷酸鹽。這樣,通過厭氧水解和好氧氧化,污水中的有機磷基本上已完全轉化為無機磷酸鹽,供微生物體合成自身細胞所用而被去除。
對于市政污水而言,有機磷一般在污水管網中已有部分轉化為無機磷酸鹽,在污水處理廠的厭氧段,有機磷進一步轉化為無機磷。
2.生物除磷的基本過程
活性污泥法處理污水時,將活性污泥交替在厭氧和好氧
狀態(tài)下運行,能使過量積聚磷酸鹽的積磷菌占優(yōu)勢生長,使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中積磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷,在好氧狀態(tài)下過量地攝取磷。經過排放富磷剩余污泥,其結果與普通活性污泥法相比,可去除污水中更多的磷。
a 除磷菌的過量攝取磷
好氧條件下,除磷菌利用廢水中的BOD5或體內貯存的聚b-羥基丁酸的氧化分解所釋放的能量來攝取廢水中的磷,一部分磷被用來合成ATP,另外絕大部分的磷則被合成為聚磷酸鹽而貯存在細胞體內。
b 除磷菌的磷釋放
在厭氧條件下,除磷菌能分解體內的聚磷酸鹽而產生ATP,并利用ATP將廢水中的有機物攝入細胞內,以聚b-羥基丁酸等有機顆粒的形式貯存于細胞內,同時還將分解聚磷酸鹽所產生的磷酸排出體外。
c 富磷污泥的排放
在好氧條件下所攝取的磷比在厭氧條件下所釋放的磷多,廢水生物除磷工藝是利用除磷菌的這一過程,將多余剩余污泥排出系統(tǒng)而達到除磷的目的。