高浓度含磷废水处理方法综述

143高浓度含磷废水处理方法综述高浓度含磷废水处理方法综述游俊仁,林木兰,汪惠阳(华侨大学材料科学与工程学院，福建厦门361021)摘要摘要：本文综述各种处理高浓度含磷废水的方法，包括传统的生物法、化学法和近年来新开发的电解法、钙法和SBR强化生物法等单一工艺法，以及絮凝沉降-粉煤灰吸附法、化学沉淀-混凝气浮-活性炭吸附法和陶瓷膜混凝反应法等组合工艺，并比较它们的适用条件、工艺参数、处理效果和优缺点等。关键词：关键词：高浓度含磷废水,处理,综述前言前言水中磷、氮等元素超标，会加速水体的富营养化，这种现象在我国较为严重，给工业、水产业、农业以及旅游业都带来了极大的危害。氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。因此，如何有效降低污水中磷的浓度，对消除污染，保护环境，具有十分重要的意义。目前，国内外污水除磷技术主要有生物法、化学法两大类。生物法如A/O，A2/O，UCT工艺，主要适合处理低浓度及有机态含磷废水；化学法和物理化学法主要有混凝沉淀法、结晶法、离子交换吸附法、电渗析、反渗透等工艺，主要适合处理无机态含磷废水。然而，有许多工业生产过程中经常出现一些高浓度的含磷废水。高浓度含磷废水在目前的研究中并没有严格的定义，一般认为只要是高于生活废水中的含磷量或者总磷浓度在100mg/L以上就称为高浓度废水。高浓度含磷废水难以应用单一的生物法或化学法进行去除，即便能去除也会对整个单一的生物法或化学法处理工艺造成极大的负担，使整个处理工艺处理效果降低或者无法连续运行。因此，近来研究主要体现在利用组合工艺处理高浓度含磷废水。这些组合工艺的适用条件、工艺参数、最佳工艺条件以及处理效果存在较大差异，有些工艺只能作为预处理来减轻对后续工艺的磷负担，而有些则可以直接使废水处理后达标排放。本文综述各种处理高浓度含磷废水的方法，包括单一的生物法、化学法和物理化学法及其组合工艺，并比较它们的适用条件、工艺参数、处理效果和优缺点等。1单一工艺单一工艺单一工艺是指利用生物法、化学法或物理化学法来去除高浓度含磷废水中的磷的处理工艺。在生物处理工艺中，大多通过生物同化过程吸磷或强化过量吸磷来进行去除，但磷去除效率不够稳定，特别对含磷浓度较高的畜禽养殖废水和垃圾渗滤液的处理效果不佳，不能满足日益严格的污水排放标准。沉淀法作为一种有效的物理化学手段被广泛运用于各种污水处理工艺中，具有高效、运行稳定等特点，但常用絮凝剂如铝盐造成的二次污染问题，投加铁盐过程中造成的设备腐蚀和堵塞问题，以及存在沉淀污泥含水率高等，使该方法的应用受到限制。除上述两种传统方法外，目前还出现一些新的单一除磷工艺，主要有电解法、钙法、SBR强化生物法等。1.1电解法电解法是一种高效的污水处理方法，占地少，操作简单，综合了电絮凝、沉淀和气浮多种作用。较之生物法，电解法具有去除率高、选择性强、水力停留时间短等优点；与常规化学沉淀法相比，电场作用和气浮作用强化了污水中颗粒物的混凝效率，出水总溶解性固体较少，同时电解工艺维护较化学沉淀法简单，污泥含水率较低，污泥利用前景较好。通过电解对污水中的磷进行去除和回收是近年来国内外关注的热点之一[1-4]。尚晓等[5]采用静态试验，每次处理水量为1L，采用磷酸二氢钾（KH2PO4）配制高浓度含磷废水，溶液中溶解性磷浓度为200mg/L，添加1gNaCl以维持溶液初始电导率在2.0～3.0ms/cm2范围内，用1%NaOH和1%HCl来调整溶液pH值，同时使用磁力搅拌器使溶液混合均匀，设置搅拌转子转速为120rpm，极板间距为1cm，每隔15min交换正负极一次。实验表明：（1）随着溶液中电解和沉淀反应的进行，氢离子在阴极生成氢气逸出，部分亚铁离子转变为铁离子，溶液pH值呈现上升趋势，在不同初始pH值条件下，经过60min电解反应，溶液pH最终都达到11～12，而污水综合排放标准（GB2010年第8期2010年8月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment144游俊仁：高浓度含磷废水处理方法综述8978-1996）要求pH需在6～9之间，显然电解除磷的出水pH值无法满足排放标准要求，需要采取措施进行调整，可以考虑和生物硝化反硝化工艺或电解脱氮工艺联用。实验还发现，初始pH值越低越有利于磷的去除，初始pH值越低时最佳pH值范围时间越长，因此，pH值的变化对电解除磷效果影响非常显著，理想的电解除磷pH范围为5.5～6.5；电解除磷过程中pH值呈上升趋势，为使废水达标排放应采取相应措施调控尾水pH值；（2）随着溶液内铁离子浓度上升，磷的去除率有显著上升趋势，但[Fe]:[P]=4:1时效果提高并不显著，到反应后期甚至出现去除率低于[Fe]:[P]=3:1的情况。反应初期铁离子是反应的主要控制因素，铁离子浓度越高越