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污水脱磷脱氮的几种方法

2022/3/18

1 城市污水现状以及问题的提出

如今工农业生产的发展十分快速,人口也在日益增长,其农业磷、氮肥料的使用也会增加,民用以及工业中含磷的洗涤剂耗用量也在上升,水体富营养化已经成为现代社会十分突出的水环境污染问题。


2 水体富营养化

要将富营养化控制好,就必须要对磷和氮的排放进行限制,从而限制水生植物等繁殖。现在很多二级处理的水体中存在的磷和氮都是超标的,实现污水脱磷和脱氮势在必行。

3 污水脱磷的方法

3.1 脱磷技术

3.1.1 混凝沉淀法

为了提高脱磷率,要按照磷浓度以及碱度对混凝剂的投加量进行确定。而一般采用的金属混凝剂包括铝酸钠、硫酸亚铁等等。

3.1.2 生化处理法

在曝气槽中加入混凝剂以进行化学和生物同时处理,则可将磷和有机物通过微生物作用而去除。

3.1.3 晶析脱磷法

这一方法的原理是利用液相中PO3-4、Ca2+与OH-发生反应,从而生成Ca10(OH)2(PO4)6而出现晶析现象。在采用晶析法处理平均含磷为3 mg/L二级水时,可将其磷浓度减少到0.5 mg/L。



3.2 化学脱磷法

3.2.1 铝-磷酸盐凝聚法

在采用这种方法进行脱磷时,一般都会用到Al2(SO4)318H2O4,而三价铝作为一种生物惰性金属,有利于良好的沉淀物形成。在AlPO4沉淀物和Al(OH)3絮体同时生成。

3.2.2 铁-磷酸盐凝聚法

在采用这种方法进行脱磷时,一般都会使用FeClSO4、FeCl3、Fe2(SO4)3三种材料。当磷酸盐和三价铁进行化学反应时,会得到难溶的磷酸铁。另外,硫酸亚铁成本比较低,也会被普遍应用。

4 污水脱氮的方法

氮的去除方法包括生物处理法以及物化处理法两种。其中生物处理法主要是指脱氮和硝化的结合,而物化处理法主要是指离子交换法、电渗析法、反渗透法、折点加氯法以及氨气提法几种。物化法脱氮比较有希望,但是对象只是具有特定形态的氮。而生物处理法能够将易分解有机氮里面的氮进行有效去除,但是在对难分解的有机氮进行处理时,还是会有很多残留的氮。不过,生物处理法依然是除氮的好方法。

生物的脱氮与硝化相结合的除氮方法有由两种具体方法组成。第一种就是在脱氮槽中加入有机碳源,从而实现脱氮。第二种就是不把有机碳源加入脱氮槽,但是会将水中残存的BOD的内生呼吸采用硝化的方法进行脱氮。第一种方法又可以分为间歇法以及循环法。其中间歇法即为间歇式活性污泥法,不但在维护管理时流程很简单,也不会出现污泥膨胀等现象,具有较高的氮去除率。这种方法一般会应用于工业废水处理之中。

5 同时脱磷脱氮的方法

5.1 生物法

在采用生物法进行脱磷时,如果将规模比较小的脱氮槽放在脱磷槽前面,可以实现同时脱磷脱氮的目的。当曝气时间维持了7.2个小时,脱磷槽和脱氮槽分别滞留时间为8.8个小时、5.8个小时,BOD容积负荷为0.21 kg/m3?d,在MLSS为2630 mg/L等等运行条件下,可以得到以下处理效果图表。(见表1)

image.png

其中磷和氮的去除率分别为90%、60%。

5.2 晶析脱磷与生物脱氮、硝化同时处理法

这种方法可以有三种处理工艺。

活性污泥处理——硝化——砂过滤——晶析脱磷——脱氮

脱氮、硝化、脱氮——砂过滤——晶析脱磷

活性污泥处理——生物过滤——晶析脱磷——脱氮

污水生物脱磷除氮是现今污水处理的热点,也是难点。生物脱磷除氮工艺的发展不单单只是针对磷和氮的去除率,还必须要有稳定的处理效果以及可靠的运行工艺。另外,还需要对除磷机理进行更加深入的研究,突破传统理论。如从微生物的角度来对工艺进行调控。随着脱磷除氮工艺的更进一步发展,很多相关研究者在进行小试的时候,驯化出颗粒污泥。这种物质的出现为改善污泥膨胀提供了可能。这种颗粒污泥在脱磷除氮中的去除N和P的效果比絮状污泥要强得多。因此,应该更加深入地研究颗粒污泥,如了解其外部的胞外聚合物是否具有对磷和氮的吸附作用等等。然后形成相关机理,调整反应器运行参数,促进颗粒污泥的形成,将脱磷除氮的效率提高起来。

6 结语

如今水体富营养化那么严重,必须高度重视污水中的磷和氮去除工作。但是要防止水体富营养化,还需要将富营养盐类的平衡因素考虑进去。因此,还应该开发营养盐的有效去除技术。只是脱磷脱氮技术仍然需要被广泛推广以及利用,从而解决污水问题。