(2)什么是總磷(TP)如何去除
所屬分類:常見問題 點擊次數:566 發布日期: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。目前應用的生物除磷工藝主要有在生物除磷基本原理基礎上發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除磷相結合的一種工藝,即在傳統活性污泥過程的污泥回流管線上增設厭氧釋磷池和混合反應池,采用生物和化學相結合的方法提高除磷效果。該工藝以生物除磷為主體,以化學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水中的磷酸鹽進行吸收,因此可以達到更高的除磷效果。其工藝流程如圖所示。
該工藝各設備單元的功能:
① 含磷廢水進入曝氣池,同步進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:使聚磷菌過量地攝取磷,去除有機物(BOD或COD),還可能出現硝化作用。
② 從曝氣池流出的混合液(污泥含磷,廢水已經除磷)進人沉淀池I,在這里進行泥水分離,含磷污泥沉淀,已除磷的上清液作為處理水而排放。
③ 含磷污泥進入除磷池,除磷池應保持厭氧狀態,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入混合池。
④ 含磷上清液進入混合池,同步向混合池投加石灰乳,經混合后進人攪拌反應池,使磷與石灰反應,形成磷酸鈣[Ca3 (PO4)2]固體物質。此系用化學法除磷。
⑤ 沉淀池Ⅱ為混凝沉淀池,經過混凝反應形成的磷酸鈣固體物質在這里與上清液分離。已除磷的上清液回流進人曝氣池,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用實例。其主要特征有:
① 生物除磷與化學除磷相結合,除磷效果良好,處理水中含磷量一般都低于1mg/L。
② 產生的剩余污泥中含磷量比較高,約為2.1%~7.1%,污泥回流應經過除磷池。
③ 與完全的化學除磷法相比,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BOD/P的比值來靈活調節回流污泥與混凝污泥的比例。
⑥ 流程復雜,運行管理比較復雜,由于投加石灰乳,致使運行費用也有所提高,基建費用高。
⑦ 沉淀池I的底部可能形成缺氧狀態而產生釋放磷的現象,因此,應當及時排泥和回流。
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上設計出來的,其工藝流程如圖所示。
前段為厭氧池,城市污水和回流污泥進入該池,并借助水下推進式攪拌器的作用使其混合?;亓魑勰嘀械木哿姿嵩趨捬醭乜晌杖コ徊糠钟袡C物,同時釋放出大量磷。然后混合液流人后段好氧池,污水中的有機物在其中得到氧化分解,同時聚磷菌將變本加厲,超量地攝取污水中的磷,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:
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?;旌弦旱腟VI小于100,污泥易沉淀,不易發生污泥膨脹,并能減輕好氧池的有機負荷。
③ 在反應池內,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)。
④ 剩余活性污泥含磷率高,一般為2.5%以上,故污泥肥效好。
⑤ 除磷率難以進一步提高。當污水BOD濃度不高或含磷量高時,則P/BOD5比值高,剩余污泥產量低,使除磷率難以提高。
⑥ 當污泥在沉淀池內停留時間較長時,則聚磷菌會在厭氧狀態下產生磷的釋放,從而降低該工藝的除磷率,所以應注意及時排泥和使污泥回流。
A/O生物除磷工藝的缺點:
① 除磷率難以進一步提高,因為微生物對磷的吸收即便是過量吸收,也是有一定限度的,特別是當進水BOD值不高或廢水中含磷量較高,即P/BOD值高時,由于污泥的產量低,將更是如此。
② 在沉淀池內容易產生磷的釋放,特別是當污泥在沉淀池內停留時間較長時更是如此,應注意及時排泥和回流。
六、化學除磷的概念和工藝
化學除磷是通過化學沉淀過程完成的,化學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,污水中進行的不僅僅是沉淀反應,同時還進行著化學絮凝反應。采用的藥劑一般有鋁鹽、鐵鹽(亞鐵鹽)、石灰、鐵鋁聚合物。
化學沉淀工藝是按沉淀藥劑的投加位置來區分的,實際中常采用的有:前沉淀、同步沉淀和后沉淀。
1、前沉淀
在沉淀池前投加金屬沉淀劑到原水中。其一般需要設置產生渦流的裝置或者供給能量以滿足混合的需要。相應產生的沉淀產物(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,以防止對填料產生危害(產生黃銹)。
前沉淀工藝特別適合于現有污水處理廠的改建(增加化學除磷措施),因為通過這一工藝步驟不僅可以去除磷,而且可以減少生物處理設施的負荷。常用的沉淀藥劑主要是生灰和金屬鹽藥劑。經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水中,個別情況也有將藥劑投加在曝氣池進水或回流污泥渠(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的分離在一個與生物設施相分離的設施中進行,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。并在其后設置絮凝池和沉淀池(或氣浮池)。
對于要求不嚴的受納水體,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,但因為需恒定供應空氣而運轉費用較高。
七、化學除磷的幾點規定
在室外排水設計規范 GB50014-2006(2014年版)中對于化學除磷設計做了以下幾個規定:
1、關于化學除磷應用范圍的規定。
《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB 18918規定的總磷的排放標準:當達到一級A標準時,在2005年12月31日前建設的污水廠為1mg/L,2006年1月1日起建設的污水廠為0.5mg/L。一般城鎮污水經生物除磷后,較難達到后者的標準,故可輔以化學除磷,以滿足出水水質的要求。
強化一級處理,可去除污水中絕大部分磷。上海白龍港污水廠試驗表明,當FeCl3投加量為40mg/L~80mg/L,或Al2(SO4)3·18H2O投加量為60mg/L~80mg/L時,進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,有大量含磷物質釋放到液體中,若回流入污水處理系統,將造成污水處理系統中磷的惡性循環,因此應先進行除磷,一般宜采用化學除磷。
2、關于藥劑投加點的規定。
以生物反應池為界,在生物反應池前投加為前置投加,在生物反應池后投加為后置投加,投加在生物反應池內為同步投加,在生物反應池前、后都投加為多點投加。
前置投加點在原污水處,形成沉淀物與初沉污泥一起排除。前置投加的優點是還可去除相當數量的有機物,因此能減少生物處理的負荷。后置投加點是在生物處理之后,形成的沉淀物通過另設的固液分離裝置進行分離,這一方法的出水水質好,但需增建固液分離設施。同步投加點為初次沉淀池出水管道或生物反應池內,形成的沉淀物與剩余污泥一起排除。多點投加點是在沉砂池、生物反應池和固液分離設施等位置投加藥劑,其可以降低投藥總量,增加運行的靈活性。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、關于藥劑種類、劑量和投加點宜根據試驗確定的規定。
由于污水水質和環境條件各異,因而宜根據試驗確定更佳藥劑種類、劑量和投加點。
4、關于化學除磷藥劑的規定。
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??捎糜谏锓磻氐那爸?、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,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,進生物處理系統前需調節pH值;石灰用于后置除磷時,處理后的出水必須調節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,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、關于鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時,投加量的規定。
理論上,三價鋁和鐵離子與等摩爾磷酸反應生成磷酸鋁和磷酸鐵。由于污水中成分極其復雜,含有大量陰離子,鋁、鐵離子會與它們反應,從而消耗混凝劑,根據經驗投加時其摩爾比宜為1.5~3。
6、關于應考慮污泥量的規定。
化學除磷時會產生較多的污泥。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、規定了接觸腐蝕性物質的設備應采取防腐蝕措施。
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的腐蝕性,故做此規定。
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