废水除磷技术及进展分析_夏宏生

第31卷第1期2006年2月Vol.31.No.1Feb.2006·125·前言随着人类活动的不断增加，水体氮磷的污染日益严重，大量富含氮磷的生活污水、工业废水和含农药、化肥的农田径流排入湖泊、河流、海洋等水体，造成水体富营养化，促使水体中藻类过量生长，使大量水体发生“水华”，使海洋发生“赤潮”。在我国，经济和人口的快速增长，更大量的含有氮和磷的工、农业和生活污水未经处理或经部分处理就排入江河、湖泊中，导致水体水质急剧恶化，许多湖泊已面目全非。根据对全国25个大中型湖泊进行的调查，已趋富营养化的湖泊达92％，按国际上总氮（0.2mg/L）和总磷（0.02mg/L）浓度作为湖泊富营养化的指标，所调查的湖泊中，多数湖泊总氮浓度一般高出5～12.5倍，多数湖泊总磷高出10～50倍[1]。水体的富营养化已对人类的健康及生态环境造成很大的威胁，其主要危害包括：(1)使水体感官性状恶化，从而降低水体美学价值;(2)使水体正常的溶解氧平衡遭到干扰，并进一步促使水质恶化;(3)降低了供水质量，增加水处理负担，从而使水厂不能正常运转;(4)破坏了水体生态平衡，使经济价值降低。因而，防止水体富营养化对社会经济持续协调发展至关重要。大量研究已证实:氮和磷能刺激藻类和光合水生生物的生长，而且最终引起水体富营养化，而磷被认为是产生水体富营养化的最主要因素[2]。根据计算,每1克氮可以增殖10.8克藻类,每1克磷可以增殖78克藻类,藻类生长遵循李比西最小定律，即其生产量或生物量取决于外界供给它的所需养分数量最少的那一种，由于磷在水体中不完全循环，使得全球很多地区的水域都严重缺磷，以致磷成为其初级生产力的重要限制因素，一旦大量磷进入水体，往往引起浮游植物的迅猛生长，而使水体呈现富营养化。可以看出,水体富营养化的危害很大程度是由磷污染遭成的,因此，废水除磷在控制水体富营养化方更有实际意义，只要从废水中除去磷，就可以解决水体的富营养化问题[3]。1化学沉淀除磷技术1.1化学沉淀除磷基本原理磷不同于氮,不能形成氧化体或还原体,向大气放逐,但具有以固体形态和溶解形态相互循环转化的性能.化学沉淀去除磷就是使磷成为不溶性的固体沉淀物，从废除水中分离出去的除磷方法,化学沉淀除磷反应可用下列反应式表示，由反应平衡式可知，增加等式左边钙的浓度可使反应向右移动，形成羟基磷灰石沉淀。5Ca2+＋3PO43-＋OH-＝Ca5（PO4）3OH其它金属离子，如铁、铝，对于除磷也是很有效的。在化学沉淀除磷的实际应用中，主要用铁盐和铝盐作为沉淀剂。当用正铁离子除磷时，为形成磷酸盐沉淀，理论上所需的Fe3+和PO43-质量比为1:1；用亚铁离子除磷时，此比值则为3：2。用铁除磷的效率还取决于PH；对于正铁离子，最适宜的PH为4.5～5.0，对于亚铁离子，则为7.0～8.0[4]。1.2化学沉淀除磷工艺及其特点化学沉淀除磷，主要有四种工艺[5,6]，包括直接或前置化学沉淀、同步化学沉淀、后置化学沉淀和后续接触过滤，分别介绍如下：1.2.1直接或前置化学沉淀化学沉淀在初沉池之前投加，往往投加在曝气沉沙池中，在一些污水处理厂中采用一级处理与化学混凝沉淀相结合的方法，称为强化一级处理，当磷是受纳水体富营养化的限制因素，而在有机物负荷无关紧要的情况下，如往湖泊、水库中排放，这种处理流程可行的。前置化学沉淀除磷效率达90％。1.2.2同步化学沉淀化学沉淀剂往往加在曝气池的进水中，在有些情况下，则投加于曝气池中或回流污泥中；有的则投加于曝气池出水中。化学混凝沉淀除磷与活性污泥法沉淀同时发生于二次沉淀池中，称为同步化学沉淀。这种方法可使用最便宜的沉淀剂硫酸亚铁，除磷效率达85％～90%。1.2.3后置化学沉淀化学沉淀剂加入二次沉淀池之后的单独絮凝－固/液分离设备的进水中，可使用Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）和Al（Ⅲ）盐，并且控文章编号:1673-1212(2006)01-0125-04废水除磷技术及进展分析夏宏生1,向欣2(1.2广东水利电力职业技术学院,广东广州510635)摘要:介绍了磷污染的危害,指出磷是产生水体富营养化的最主要因素.全面阐述废水除磷的技术,分析了各种工艺的特点,指出了生物除磷技术的发展趋势.关键词:化学除磷生物除磷EBPR技术反硝化除磷中图分类号：X703.1文献标识码:B收稿日期:2005-06-22作者简介：夏宏生（1970－），男，工程硕士，工程师，现从事给水排水工程专业的教学和实践工作。环境科学与管理ENVIRONMENTALSCIENCEANDMANAGEMENT第31卷第1期2006年2月Vol.31.No.1Feb.2006·126·制适宜的ＰＨ值，可以达到更高的除磷效率，即90％～95％。1.2.4后续接触过滤后续接触过滤过程，通常接于后置化学沉淀之后。它一般与前置化学沉