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污水除磷的处理方法范文1
Abstract: along with the national and local discharge standards rise, most sewage treatment plants due to the limitation of design before and after the treatment of some indexes of water quality reach new standard requirements. This paper mainly introduces the guangzhou liede sewage treatment plant in the chemical phosphorus removal process of some successful experience in sewage treatment process that the use of the feasibility and operability.
Keywords: sewage treatment; Chemical wastewater; Chemical analysis
中图分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：
1 工艺与方法
1．1 ERP―SBR侧流除磷工艺流程和装置ERP―SBR侧流除磷工艺流程见图1。该系统包括3个主要反应器：SBR主反应器、强化厌氧释磷池和化学除磷池，有效体积分别为18，3，2L。SBR主反应器用小砂头充氧曝气、机械方式搅拌，利用微电脑定时控制器实现曝气、搅拌以及沉淀过程的自动切换。SBR主反应器采用间歇进水、间歇排水方式运行，周期进水量为11L，周期为8 h(3周期／d)，运行工况为：进水厌氧2h―好氧3h―缺氧搅拌1.5h―后曝气0.5h―沉淀排水、污泥外循环、闲置共1h。
在实验运行过程中，每天有2个运行周期进行好氧污泥外循环：将沉淀排水后SBR反应器中混合液约0.5L排放至强化厌氧释磷池中，加入2L实验污水，在磁力搅拌作用下厌氧释磷4h；然后静置沉淀，将分离产生的上层清液约1.5～2L导入化学除磷池，加入石灰乳进行磷的化学固定，除磷后的上层清液汇入实验污水；释磷池污泥转入SBR反应器参与好氧(部分时段)以及后续的缺氧和后曝气阶段的反应过程。运行过程中未进行专门的排泥，系统污泥的损失完全来自指标测试，约为300 mL／d，系统污泥龄大约为60d，稳定运行阶段SBR主反应器的污泥质量浓度为6.5～7.5 g／L。
在实验运行过程中，每天有2个运行周期进行好氧污泥外循环：将沉淀排水后SBR反应器中混合液约0.5L排放至强化厌氧释磷池中，加入2 L实验污水，在磁力搅拌作用下厌氧释磷4h；然后静置沉淀，将分离产生的上层清液约1.5～2L导入化学除磷池，加入石灰乳进行磷的化学固定，除磷后的上层清液汇入实验污水；释磷池污泥转入SBR反应器参与好氧(部分时段)以及后续的缺氧和后曝气阶段的反应过程，运行过程中未进行专门的排泥，系统污泥的损失完全来自指标测试，约为300 mL／d，系统污泥龄大约为60d，稳定运行阶段SBR主反应器的污泥质量浓度为6.5～7.5 g／L。
2．2 实验水质及测定方法
ERP―SBR侧流除磷工艺处理的污水为某大学校园生活污水，测定方法：HACHDR／2O10 COD测定仪测定污水中化学需氧量(COD)；过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定污水中总N 的质量浓度；钠氏试剂光度法测定污水中NH-N 的质量浓度；钼酸铵分光光度法测定污水中总P的质量浓度；ORP-431测定仪测定污水的pH 值；YSI5100 DO测定仪测定污水中的溶解氧(DO)，质量法测定污水中的悬浮物(MLSS)，实验期间水质质量浓度变化为，ρ(COD)=238～694 mg／L ；ρ(N)=28．6～58.3 mg／L；ρ(NH3-N)=20.6～51．4 mg／L；ρ(P)=5.5～13.25 mg／L；pH=7～8实验温度控制在22～3O℃。
2．3 实验方法
为了探索侧流除磷工艺化学固磷系统较为理想的运行条件，以课题组长期运行的ERP―SBR侧流除磷工艺中强化厌氧释磷池富磷上层清液为研究对象，通过添加Na2HPO4模拟不同质量浓度的厌氧富磷污水，以除磷药剂加人量和所得污泥中磷的质量含量为考察指标，探索较为理想的有利于磷资源回收的化学除磷系统。
3 结果与讨论
3．1 富磷污水磷质量浓度与药剂加入量的关系污水中，不同磷质量浓度的厌氧释磷池上层清液在化学除磷过程中对药剂(石灰)需求见图2～3。图中，ρt (P)= 7mg／L的曲线代表了城市污水直接化学除磷时的药剂消耗情况；ρch为出水磷的质量浓度；m ch (P)为单位石灰除磷质量。
由图2～3可知，药剂加入量越大，化学除磷池上层清液中磷的质量浓度就越低；在富磷污水中，磷质量浓度高且药剂加入量较低的情况下，单位药剂(CaO／mg)的除磷量更多，药剂利用率最大；当ρ(CaO)>200 mg／L时，化学除磷池中残留在溶液中的磷质量浓度却几乎相同，和原始磷质量浓度的关系不明显。说明在化学除磷系统中确定合理的化学除磷平衡点(即化学除磷池上层清液中磷的质量浓度)，可以降低化学除磷药剂的加入量，提高药剂的利用率。结合ERP-SBR工艺运行方式可知，由于化学除磷池上层清液依然含有释磷污水携带的氨氮和COD，不作为直接外排水而是汇人污水池。因此，从药剂有效利用率的角度，建议把化学除磷池上层清液中ρ(P)=3～5mg／L作为化学除磷平衡控制点，此时药剂(Ca0)的加人量ρ(CaO)=130～l50 mg／L，单位药剂(CaO／mg)的除磷量为0．6～0．2 mg。与城市污水化学除磷系统的单位药剂(CaO／mg)除磷量相比(0．023 mg)，增加了8～25倍。
3．2 碱度对化学除磷过程的影响
当用石灰直接去除城市污水中低质量浓度的磷时，通常认为石灰药剂的加入量取决于污水碱度而不是磷酸盐浓度。药剂的有效利用率低、费用高。究其原因是，石灰不仅可以和磷酸盐反应生成磷酸钙，同时还可以和污水中的碳酸盐反应生成碳酸钙，而碳酸盐是影响污水碱度最主要的物质，当磷的质量浓度较小时，碳酸盐的竞争或污水碱度的影响就更加明显，为了研究污水碱度对富磷污水除磷系统的影响，以ERP―SBR工艺厌氧释磷污水为基础，通过加入石灰乳人工调配富磷污水的碱度(图4～5)。图4～5分别反映了污水碱度。ρ(CaO)／(mg・L )对富磷污水ρt(P)=50 mg／L和城市污水ρ(P)=7 mg／L化学除磷系统的影响。
由图4～5可知，污水的碱度越大，达到同样的处理程度所需要的石灰药剂量越高；在石灰药剂加入量相同的情况下，污水碱度越高，化学除磷池出水中磷的质量浓度越高，对比2个实验系统发现，污水碱度对城市污水化学除磷池出水磷质量浓度的影响较显著，而药剂的加入量却对富磷污水化学除磷池上层清液中磷的质量浓度的影响更直接，值得注意的是，2种化学除磷方法的除磷池上层清液中磷的质量浓度的控制点是不一样的，富磷污水的平衡质量浓度可以设定为5 mg／L，而在城市污水化学除磷系统中，则宜按达标排放(0．5mg／L)进行核定，据此，可以估算2种除磷方法化学药剂的耗量。
1)城市污水直接化学除磷石灰消耗量。基本条件：城市污水中ρ(CaO)=100～150 mg／L，经过生物脱氮后，由于硝化、反硝化作用的存在，二沉池后出水碱度比原污水下降3O%；城市污水中ρ(P)=7 mg／L，经过二级生物处理后，由于同化作用的存在，磷的质量浓度下降30％。由图5可知，对上述二沉池出水实施化学除磷，并以ρ(P)=0．5 mg／L为处理出水控制标准时，单位体积(1m3)污水将消耗200～250g石灰，按处理1万t／d污水计，石灰消耗量为2～2.5t／d。
2)ERP―SBR工艺侧流化学除磷石灰消耗量。基本条件：根据工艺运行方式，ERP―SBR实验系统处理水量为33 L／d，进入化学除磷池的富磷上层清液约3～4 L／d，相当于处理水量的9～12 。经测试富磷污水的碱度，其值和原污水相当，ρ(CaO)=1O0～150 mg／L。由图4可知，对富磷污水实施化学除磷，并以5 mg／L为处理出水控制目标时，处理单位体积(1m)富磷污水将消耗140g石灰，换算成处理单位体积(1m)城市污水的消耗量为12．6～16.8g石灰，仅为城市污水化学除磷系统药剂耗量的7.7 ～8.4 。
3．3 化学富磷污泥产量及其中磷的质量分数
石灰与磷酸盐可以生成多种形式的钙盐，其中CaHP0,Ca3 (P04)2 ,Ca5(P04) 30H较为常见。实际上，在含碳酸盐的开放污水系统中，较难生成特定形式的纯磷酸盐晶体，通常是一系列较难计量的磷酸盐和碳酸盐沉淀混合物，研究了富磷污水化学除磷过程，化学污泥产率及污泥中磷的质量分数。将ρ(P)=50 mg／L，ρ(Ca0)=166mg／L的富磷污水1000mL加入6个1000 mL的烧杯中，分别加入不同质量的石灰；然后以160 r／min的转速搅拌1 min，80r／min搅拌4min，40r／min慢速搅拌6 min，静沉30min后取上层清液测定磷的质量浓度；过滤后用质量法测定化学污泥质量，根据化学反应前后磷的质量浓度差异计算污泥中磷的质量分数(图6)，由图6可知，伴随着药剂加入量的增加，化学除磷池出水磷酸盐质量浓度逐渐降低，化学污泥产量逐渐增加，而化学污泥中磷的质量分数却逐渐下降；当ρ(CaO)=13O～140 mg／L时，化学除磷池上层清液中ρt(P)< 5 mg／L，化学污泥产生量约为0．27 kg／m。(干质量)，污泥中W (P)=17%，相当于含有38%的P2O5或85%的Ca3PO4，这种高含磷的化学污泥可以直接作为磷资源加以回收利用。
4 结论
（1）在富磷污水侧流化学除磷系统中，确定合理的化学除磷平衡点，可以降低化学除磷药剂的加入量，提高药剂利用率。建议化学除磷池中以ρ（p）=3-5mg/L作为处理出水磷质量浓度的控制目标，此时药剂加入量ρ（CaO）130-150mg/L,单位药剂（CaO/mg）除磷量为0.6-0.2 mg 。
（2）在城市污水化学除磷系统中，石灰的加入量主要取决于污水的碱度；富磷污水侧流化学磷系统中，石灰药剂的加入量将直接影响除磷效果，与城市污水直接化学除磷系统相比较，富磷污水侧流化学除磷工艺只有相当于进水总量9%-12%的厌氧释磷液需要进行化学除磷。富磷污水侧流化学除磷系统，石灰药剂（CaO/mg）的用量仅为城市污水直接化学除磷系统的7.7%-8.4%。
（3）处理单位体积（1m3）ρ（p）=50mg/L的富磷污水，可以得到0.27kg的ω(p)=17%的化学污泥，城市污水中磷资源的回收率可以达到65%，进一步提高SBR运行周期n和充水比λ，磷的回收率有望进一步增加。
污水除磷的处理方法范文2
【关键词】环境污水处理；化学除磷药剂；工艺
随着工业生产的快速发展，城镇化建设的快速推进，大量含磷生活环境污水、工业废水排入江河湖泊中，增加了水体营养物质的负荷，从而引起水体中藻类与水生植物异常繁殖，即水体的富营养化。研究表明。多数水体富营养化的限制因素是磷。因此控制水体中磷的浓度尤为重要。明确了城市环境污水处理中除磷的重要性和迫切性，而在普遍采用的生物除磷技术不能满足出水磷的排放标准时可考虑采用化学除磷技术。
一、环境污水处理中化学除磷工艺的概述
化学除磷的反应机理是在环境污水处理工艺中投加金属盐类等，除磷药剂形成不可溶性的磷酸盐或多聚磷酸盐沉淀产物，然后再通过沉淀分离或过滤分离等方法从环境污水中去除磷酸盐。药剂投加后，首先，金属离子与磷酸盐快速结合会形成低溶解度、极细小晶状体的磷酸盐化合物；然后，在流速梯度或混合扩散过程作用下互相接触生成大颗粒絮凝体；最后，絮凝体通过沉淀分离或过滤分离等方法将水体分开，得到净化的废水和化学污泥，从而实现化学除磷的目的。因此，化学除磷过程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分离四个步骤，其本质就是磷酸盐从液相转移到固相的过程。在这个过程中沉析和凝聚反应发生的非常快，被认为是同时发生的，凝聚时形成的主粒子，在絮凝过程中相互结合形成更大的粒子――絮体，以利于沉淀或者固液分离，由上述分析 可知，化学除磷效率与沉析和絮凝过程直接相关，沉析、凝聚与磷酸盐化合物种类与化学除磷药剂的种类及pH等因素有关，絮凝过程与除磷工艺形式有关，因此，要提高化学除磷效率必须从化学除磷药剂的种类、反应环境的pH及除磷工艺等因素考虑。
二、环境污水处理中化学药剂除磷工艺的分析
目前用于环境污水化学辅助除磷的药剂主要可分为铝盐、铁盐、钙盐、改性硅藻土及复合絮凝剂等。以下就常用的几种进行研究分析，旨在提高对环境污水的处理。
1、铝盐化学除磷药剂。铝盐化学除磷药剂主要有硫酸铝、氯化铝和聚合氯化铝等。三价铝盐药剂除磷的反应包括两个反应过程：（1）三价铝离子与环境污水中的磷酸根发生沉淀反应，生成沉淀化合物AlPO4；（2）三价铝离子发生水解反应，生成具有较高的正电荷和较大的比表面积的单核羟基络合物和多核羟基络合物，然后，多核羟基络合物之间发生范德华力、吸附架桥和网捕等作用获得较好的沉淀效果，从而实现化学除磷。Al3+水解反应和金属磷酸盐的溶解性均受到pH的影响，同时金属离子也会与OH-发生反应，从而与PO43-形成竞争反应不利于除磷，由此可见，铝盐化学除磷过程中控制合适的pH是非常重要的。铝盐除磷理想的pH=5.8～6.9。值得注意的是经用铝盐除磷药剂处理后出水中的铝含量大幅度增加，可能会造成排放水体中铝盐超标，引起微生物铝中毒，因此需要控制投加量。
2、铁盐除磷药剂。铁盐除磷药剂主要有硫酸亚铁、聚合氯化硫酸铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似，之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关，但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议：有人认为pH=8时，Fe2+除磷效果最好 ，但王文超等认为pH=7.5～8.5时不易生成沉淀，从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH 值，而环境污水厂处理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe3（PO4）2-没有FePO4稳定，这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用，实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定，而具有沉降速度快的优点，因此实际应用比较多，但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点，同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素，这些缺点限制其使用范围。由于需要较高的pH，同时钙盐除磷药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等，因此钙盐除磷药剂在城市环境污水处理厂中应用的比较少。磷酸氨镁法是近几年国际上非常流行的废水除磷方法，但我国还未出现相关的报道。
3、复合新型除磷药剂。复合新型除磷药剂主要有聚氯化铝铁（PAFC）、聚氯化铝（PAC）、聚氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚亚铁、聚氯硫酸铁（PFCS）、聚合硫酸氯化铝铁（PAFCS）、聚合硫酸铝铁（PFAS）以及改性硅藻土等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能，凝聚性能良好，絮凝体生成迅速，密集度高且质量大，沉降性能优越，沉降的污泥脱水性能好，无二次污染，适用水体pH值范围广，具有较强的去除效果，而且药剂生产工艺简单，原料易得，生产成本低。其中PAFC在环境污水厂中应用的比较多，原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点，化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此，PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足，同时又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是最近新使用的化学除磷药剂，其组成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可与PO43+反应生成A1PO4和Ca5（PO4）3OH等沉淀物，同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用，能充分接触并除去水中的PO43-。因此除磷效果较稳定，出水TP变化较小。
通过上述分析可知，复合新型除磷药剂，如聚氯化铝铁结合传统铁盐铝盐除磷药剂的优点，适用范围和条件较广，除磷效果好，而且对环境污水处理系统中微生物影响较小，具有良好的发展前景。
结束语
一般生产环境污水仅仅采用单纯的生物除磷，特别目前普遍采用的单级生物脱氮与除磷相结合的工艺，难以满足目前国家环境污水排放标准的要求。因此，有必要考虑采取化学除磷或化学辅助除磷。今后化学除磷的研究方向应是将化学法和生物法结合起来。降低化学药剂的投加量和减少污泥量，从而促进环境污水工艺的发展。
参考文献：
[1]陈媛. A2/O工艺化学除磷优化实验及应用[J].环境. 2010.
[2]苏敬志.城市污水处理与再生利用的探讨[J].中国新技术新产品.2010.
[3]范华芳. 农林类高校应用化学专业学生现代工程意识的培养[J].教育教学论坛. 2014.
污水除磷的处理方法范文3
关键词：干渣吸附；含磷污水；研究经验
0 前言
就目前来看，世界上较为常用的除磷方式有生物法、离子交换法、吸附法、化学法等。其中，吸附法在处理水污染时的成本较低、操作便利、工作效果相对较好，其在处理含磷污水时的使用频率相对也比较高。干渣作为钢铁工业生产期间产生的副产物，其本身包含了较多的活性成分，具有较强的吸附力，利用它对含磷污水进行处理，可以获得较好的处理效果。
1 干渣吸附除磷实验的材料和方法
1.1 干渣吸附除磷的实验材料
笔者在试验中使用的干渣是上海宝钢公司在生产经营中产生的物质，在经过清洗和干燥处理后，将其研磨成为30、60、100目储备使用。干渣中的物质在借助X射线进行荧光分析后，其包含了氧化镁、二氧化硫、氧化钙、以及少量的三氧化二铁等。
1.2 干渣吸附除磷实验方法
笔者先称取了60目的干渣两个，放置到250毫升具有塞子的锥形瓶之中，加入了100毫升的KCL溶液，配置出了包含了一定量磷元素的溶液，但在恒温状态中，该溶液会因为受到振荡的影响，不能够借助钼锑抗分光这种光度法，测定出清液中产生的磷浓度变化[1]。因此，在利用干渣具有的吸附作用对含磷污水进行处理时，相关人员需要测定出清液中包含的磷元素浓度，以此来计算出污水中需要解吸的磷元素总量，从而确定干渣的使用量。
2.干渣对含磷污水的理效果
2.1 污水中的含磷浓度会影响除磷效果
因为干渣使用量的高低会对不同浓度的含磷污水产生的吸附除磷效果具有一定的差异，且含磷浓度也会对干渣除磷效果产生一定的影响。笔者借助干渣除磷实验，通过对实验过程中具体情况进行观察后发现：在初始吸附阶段，干渣除磷效率会随着时间的增加而提升；在干渣的吸附能力处于平衡状态后，延长干渣与含磷污水的接触时间，则不会使干渣除磷效果得到较大的提升[2]。与此同时，当磷的浓度相对较高时，干渣在各个阶段都能够达到较好的除磷吸附效果，当吸附处理20个小时之后，含磷污水中磷元素的去除率可以达到90%。随着现阶段水体磷污染负荷量的提升，利用干渣对污水进行除磷处理的效率也在不断降低，其在使用了大约20个小时后，对磷元素的去除率只能够达到56%。这样一来，便只能够在使用干渣吸附大约48个小时之后，才能够达到吸附平衡的状态，此时干渣的除磷效率就能够提高到65%左右。
2.2 干渣颗粒会对除磷效果的影响
在30目、60目、100目这三种粒径状态下，干渣都能够达到较好的除磷效果，且干渣在处于吸附平衡的状态时，它的除磷效率「哂80%。由此我们也可以发现，干渣粒径的大小也会对其本身的吸附和除磷效果产生一定的影响。首先，如果干渣粒径越小，除磷的效果就越好，在吸附平衡时，30、60、100目的干渣其能够去除磷元素的效率分别为80%、93%、96%。其次，干渣的粒径越小，其除磷的速度就越快。30目的干渣在吸附24小时时，就能够获得80%的除磷效果、在100目时，只需要6个小时，就能够达到95%的除磷效果。这样一来，我们就可以推断出：干渣粒径的大小会对吸附剂吸附磷元素物质总量和吸附表面积的扩散速率等都会产生较大的影响[3]。其中，干渣粒径越小，吸附剂比表面积就越大，吸附质扩散速度和效率也越高；而干渣粒径越大，则相反。
2.3 现场温度会影响干渣除磷效果
通过上文的实验研究可以发现，温度是对干渣吸附和除磷作用影响最大的一个因素，特别是在现场温度相对较低的条件下，这种影响特别明显。基于此，我们可以发现，当干渣处理现场的温度相对较高时，干渣的吸附和除磷效果就能够得到极大的提升。
污水除磷的处理方法范文4
关键词：除磷药剂；铁盐；除磷效率；研究现状；试验研究
随着国家科技进步，人类生活水平提高，产生了大量工业废水、生活污水。若将未处理的污水直接排入河流湖泊，会造成水体富营养化，引起藻类大量繁殖。由于造成藻类大量繁殖的因素中，磷含量超标最为关键，因此提高水处理效率，降低水中磷含量，已成为防治富营养化水体中最为关键的一步。笔者将在此文中着重对化学除磷剂中的铁盐除磷药剂进行研究。
1 化学除磷药剂种类及其运用情况
污水中磷的去除包括化学除磷和生物除磷，其中生物除磷相对比较经济，但为了满足国家污水处理标准，化学除磷法已成为常用方法，国内外广泛应用的化学除磷剂有铝盐、钙盐、复合絮凝剂以及铁盐。
铝盐中常用的除磷剂主要包括三种：硫酸铝、氧化铝以及聚合氯化铝，其中运用最为广泛的是硫酸铝，多运用于碱性废水。如今在工艺相对落后的情况下，部分造纸厂等仍然采用硫酸铝进行除磷。钙盐中最常见的是石灰石，一般只用于二级出水中，其污泥产量比采用其他絮凝剂时要多得多，而且还需配备汽提塔，污泥焚烧回收必需的相应设备和生产、运行经验，不宜采用在现有污水厂改造上，但可以在新建污水厂中进行一些有益的尝试[1]。复合絮凝剂主要分为三种，无机-无机、无机-有机以及有机-有机复合絮凝剂。目前广泛应用于工业用水、工业废水以及生活污水的处理中，其中无机复合絮凝剂主要是铝盐、铁盐、以及硅酸盐的复合，或者大分子聚合物，在污水处理中主要作为助凝剂和絮凝剂以及污水处理剂。铁盐除磷剂主要包括硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁等，溶于水后发生水解反应，溶液呈酸性，多应用于处理碱性废水。如今生产生活排放的污水多呈碱性，使得铁盐相比于其他除磷剂具有更为广泛的应用和更大的发展潜力。
2 常见的除磷药剂
（一）铝盐
铝盐在除磷过程中，其投放量与污水的含磷量必须严格控制在一定范围内，但经过铝盐除磷药剂处理过的污水含铝量依然存在超标的可能性。由于如今我国很多的水处理工程中所用的铝盐都是由废铝灰制成，在投放铝盐以后如果未经检测就排放，对水体的危害极大，且其中相当一部分的铝会被人或其他生物体吸收，危害人体健康，破坏生态环境，因此除了控制投入量以外，必须在污水处理后对水体的各项指标进行监测，使其控制在标准范围以内[2]。
（二）钙盐
采用石灰石除磷时，一方面，所生成的磷酸氢钙，改善了沉淀效果，加快了沉析速率，另一方面，生成的磷酸钙，作为增重剂其溶解度与pH值有关，当pH值超过一定范围就会产生碳酸钙，有助于沉淀。高碱度废水要求投加大量石灰石pH 调节至10-11，在此氢离子浓度下，磷的沉淀是有效的[3]。只有在碱度非常低的废水中，石灰石才主要消耗在磷沉淀反应中，但同时易造成沉淀池壁上结垢，阻塞管道等现象，在城市污水处理过程中很难控制。
（三）复合混凝剂
复合混凝剂与单一的絮凝剂相比有明显的优势，采用复合混凝剂是一种简单经济的方法，比如目前国内报道较多的阴离子复合氯根和硫酸根复合的铁盐，以及阳离子复合铁铝复合，这种絮凝剂不仅有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，而且有良好的除磷和除COD等性能。
（四）铁盐
铁盐相比铝盐和钙盐，对受纳水体的影响较小，溶于水后，三价铁一方面会形成难溶盐，另一方面会通过溶解和吸水发生强烈水解，在水解的同时发生各种聚合反应，生产各种具有较长线性结构的多核羟基络合物，含铁的羟基络合物能有效降低或消除水体中胶体的 电位，通过电中和，吸附架桥，及絮体的卷扫作用使胶体凝聚，再通过沉淀分离将磷去除[4]。铁盐化学除磷剂处理污水过量的磷极其有效，在磷含量为2.5mg/L 的二级水中，投入50-100mg/L 的氯化铁就可以达到90%以上的去磷率，而且在一定条件下取得其他良好的效果，如降低污泥指数、进一步降解COD、减少异味等[5]，另外，铁盐及其复合混凝剂除磷相比铝盐除磷对于生物的危害更小，更环保，满足可持续发展的要求。因此，在污水处理过程中，铁盐除磷试剂与其它除磷试剂相比，有更高的发展价值和潜力。
3 铁盐除磷药剂的研究现状
由于铁盐除磷药剂呈酸性，在碱性废水中具有除磷效率高、工艺简单等优点，如今我国在除磷药剂市场上的铁盐逐渐替代了铝盐，尤其在自来水与生活污水的处理上更是从法律上严格规定了不能使用铝盐只能使用铁盐。相比于形式单一的铝系除磷剂，铁系除磷剂比较多样化，目前市场上使用的有低分子的三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化亚铁等，另外，我国在研发、生产高分子复合铁盐方面也取得了较大进展，如聚氯化铝铁、复合亚铁、聚硫酸铝铁等。
在2016年郑州大学大学生创新创业训练计划项目《富营养化水体缓释除磷研究》中，主要针对三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合氯化铝铁这四种铁盐除磷药剂的除磷率进行了试验研究。由于河南省境内没有磷含量超标的富营养化水体，再者考虑到经费有限，此试验配制浓度为12.4mg/L的磷酸二氢钾溶液模拟磷含量超标的富营养化水体进行除磷研究。
（一）三氯化铁（FeCl3・6H2O）
三氯化铁极易溶于水，水解后溶液呈强酸性，腐蚀性大，低温下混凝效果好，使用pH范围为4～11[6]。固体三氯化铁含有六个结晶水，在水溶液中以水合离子[Fe（H2O）6]3+形式存在，随着pH的升高不断发生水解反应[7]。从FeCl3・6H2O除磷试验结果来看，当浓度为8.710g/L的FeCl3溶液的质量为16.549mg时，除磷效果最佳，除磷率可达25.806%，可推知，FeCl3・6H2O最优投量为82.8305mg/L。
（二）硫酸亚铁（FeSO4・7H2O）
通常，硫酸亚铁与三氯化铁一起用于水处理，适用于pH为8～11，且其最佳pH>9.5，其溶解性较好，但混凝性不如Fe3+。固体硫酸亚铁含有七个结晶水，在水溶液中多形成络合物。
从FeSO4・7H2O除磷试验结果来看，当向200mL KH2PO4溶液中投入0.673mgFeSO4・7H2O时，除磷效果最佳，除磷率可达41.935%，即FeSO4・7H2O最优投量为3.3640mg/L。相比三氯化铁来说硫酸亚铁更为经济，但考虑到Fe2+的还原性消耗水中大量溶解氧，因此不宜大范围使用。
（三）硫酸铁（Fe2（SO4）
固体硫酸铁不含结晶水，溶解性极差，因此溶解时间较长，导致部分Fe3+被氧化生成Fe（OH）3，降低了除磷效率。从Fe2（SO4）3除磷试验结果来看，当参与反应的Fe2（SO4）3溶液质量为6.450mg时，除磷效果最佳，除磷率为23.790%，可推知，Fe2（SO4）3的最优投量为32.25mg/L。由于硫酸铁溶解慢，除磷效率低，因此目前除磷药剂市场上应用更多的是聚硫酸铁（PFS），是一种盐基性高价铁的大分子化合物，具有混凝性好、适用水体pH范围广等优点。
（四）聚氯化铝铁（PAFC）
聚氯化铝铁是工厂污水处理中经常使用的除磷药剂，是一种以铝为主、铁为辅、性能优良的新型复合无定型、无机高分子混凝剂，有铁盐和铝盐的双重特性，吸附性能好、絮体形成快等。查阅资料得知聚氯化铝铁的最优投量在50mg/L左右，再考虑实验的方便和合理性，确定配制浓度为2.5g/L的聚氯化铝铁溶液，分析实验结果数据可知，5mg该聚氯化铝铁溶液除磷效果最佳，除磷率为31.855%，则聚氯化铝铁的最优投量为25mg/L。
（五）其他复合铁盐
在此项目中，将以上四种除磷剂按其最优投量的比值混合，并加入一定量硅藻土，以制备一种高效复合铁盐除磷药剂。通过试验可知，该除磷剂的最优投量为15.8885mg/L，除磷率可达33%，具有除浊效率高、工作安全可靠、混凝效果好、pH适用范围广等优点。
4 铁盐除磷药剂的发展方向
随着生活水平的提高，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大，而日益严重的水污染却蚕食大量可利用水资源。为了实现污水处理资源化和可持续发展，我国近年来新型铁盐除磷药剂的发展也与时俱进，逐渐从单一型过渡到复合型、从低分子发展为高分子、具备更多优良性能。其中复合型絮凝剂的发展包括有以下几个方面：阴离子复合、阳离子复合、多种离子复合、无机-矿物复合和无机-有机复[8]。
具体来说，在铁盐除磷药剂的研究、开放、制备、应用等方面，环境工作者们也不断在提高技术水平，以制备能广泛应用于生产实际，除磷效率较高，能够进行多级除磷，且对生物无危害的复合铁盐除磷药剂，以求耗材更少、费用更低、去除效率和回收率更高、更环保，并提倡采用生物化学法结合、联合投药的除磷方法。
参考文献
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作者简介
喻晋芳（1996-），女，汉族，湖南长沙市人。
赵佳敏（1995-），女，汉族，湖南长沙市人。
污水除磷的处理方法范文5
关键词：含磷废水 化学除磷 应用
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—123—02
1 前言
大庆炼化公司丙烯酰胺生产装置以四种原料（次磷酸钠、硫酸铜、硫酸、液碱）发生化学反应制备单质铜催化剂，因液碱过量加入，反应液呈强碱行，所以对制备的铜催化剂洗涤6次，除去反应液中的氢氧根离子及钠离子。次磷酸钠与硫酸铜反应后，次磷酸钠被氧化生成亚磷酸钠，所以含磷污水中磷主要以亚磷酸根形式存在。
经检测丙烯酰胺生产装置排出的含磷废水中总磷含量为1820mg/l，要求含磷废水经处理后总磷浓度小于10 mg/l，处理后的含磷废水与公司其他废水混合，使公司总废水排口的总磷浓度小于1.0mg/l。
2 含磷废水水质分析与处理工艺选择
丙烯酰胺生产装置产生的含磷废水，化学组成主要是亚磷酸钠、硫酸钠、氢氧化钠，废水中总磷浓度较高，每年产生含磷废水29600吨。
目前应用较广泛的污水除磷方法有化学除磷和生物除磷两种工艺。生物法除磷适用于处理含磷污水量较大，磷含量较低的污水处理。化学除磷法适用于处理含磷污水量较少，磷含量较高的污水处理。
由于废水中磷浓度高（TP为1820mg/L）、且为无机磷（在强碱性条件下，绝大部分为亚磷酸盐—PO33—、极少量为次磷酸盐—PO2—），因此选择化学除磷为本方案主体技术，并以氯化钙为沉淀剂（过量投加），生成利用价值较高的亚磷酸钙。由于亚磷酸钙为微溶物质、而磷酸钙为不溶物质，为达到排水TP≤10mg/L的标准，须用化学氧化法将剩余的亚磷酸盐氧化成正磷酸盐，而后与水中过量的氯化钙形成磷酸钙沉淀除去。污水呈强碱性，当过量投加氯化钙时，能生成氢氧化钙沉淀。污水中含大量硫酸根，当过量投加氯化钙时，能生成硫酸钙沉淀。
污水经化学沉淀分离后，污水中含有颗粒细小、难以沉淀的SS或胶体物质，须投加混凝剂并用高效气浮设备除去。为节省氧化剂的投加量，先用钙离子沉淀大部分亚磷酸盐，再用化学氧化将剩余少量的亚磷酸盐氧化成正磷酸盐，而后进一步与钙离子形成磷酸钙沉淀除去。
沉淀分离的白色污泥经浓缩、洗泥机洗去Na+、Cl—、NO3脱水后回收利用。
3 化学除磷原理
化学除磷是通过化学沉析过程完成的，化学沉析是指通过向污水中投加无机金属盐药剂，其与污水中溶解性的盐类，如磷酸盐、亚磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物质，这一过程涉及的是所谓的相转移过程，反应方程举例如式（1）。实际上投加化学药剂后，污水中进行的不仅仅是沉析反应，同时还进行着化学絮凝反应。
FeCl3+K3PO4FePO4+3KCl 式（1）
污水沉析反应可以简单的理解为：水中溶解状的物质，大部分是离子状物质转换为非溶解、颗粒状形式的过程，絮凝则是细小的非溶解状的固体物互相粘结成较大形状的过程，所以絮凝不是相转移过程。
在污水净化工艺中，絮凝和沉析都是极为重要的，但絮凝是用于改善沉淀池的沉淀效果，而沉析则用于污水中溶解性磷的去除。如果利用沉析工艺实现相的转换，则当向污水中投加了溶解性的金属盐药剂后，一方面溶解性的磷转换成为非溶解性的磷酸金属盐。另一方面，随着沉析物的增加及较小的非溶解性固体物聚积成较大的非溶解性固体物，使稳定的胶体脱稳，通过速度梯度或扩散过程使脱稳的胶体互相接触生成絮凝体。最后通过固—液分离步骤，得到净化的污水和固一液浓缩物（化学污泥），达到化学除磷的目的。
考虑到生成的沉淀物回收利用的要求，根据业主的要求，化学沉析考虑采用氯化钙用作沉析药剂。在强碱性条件下，亚磷酸钙、磷酸钙的形成是按反应式（2）进行：
4 含磷废水处理工艺流程
由水质性质分析可知，本污水处理场的处理方向主要是去除污水中磷，根据理论分析及小试试验并结合工程经验，制定如图1处理工艺流程。
主要工艺流程描述如下：
污水进入本处理站，首先经污水储存池存储一个批次的水量，起到均质作用，污水储存池设曝气搅拌，防止形成沉淀。储存池内污水自流进入调节沉淀池。调节沉淀池对催化剂制备6次洗涤废水进行均质，并静置沉淀细微铜颗粒。沉淀的铜泥在本污水站检修期间人工清理（一般情况下一年清理一次），回收利用。
调节沉淀池污水经泵加压后进入化学反应搅拌池，过量投加CaCl2，Ca2+离子与PO33—、OH—、SO42—等阴离子反应生成Ca3（PO3）2、Ca（OH）2、CaSO4沉淀物，再经1#高效澄清池沉淀分离出白色污泥。沉淀出的白色污泥定时排入含磷污泥浓缩—储存池。
1#高效澄清池上清液自流进入中和搅拌池，投加盐酸将pH值调到8.5左右，自流进入缓冲池临时储存。缓冲池污水经泵加压后利用管道混合器与ClO2充分混合进入化学氧化反应塔，强氧化剂ClO2将水中剩余的PO33—氧化成PO43—，水中 PO43—与过量的Ca2+离子发生反应生成Ca3（PO4）2沉淀物，再经2#高效澄清池沉淀分离出白色污泥。沉淀出的白色污泥定时排入含磷污泥浓缩—储存池。2#高效澄清池上清液自流进入混凝搅拌池，投加PAC混凝剂，将水中颗粒细小、难以沉淀的SS或胶体物质絮凝成大颗粒物质，再经溶气气浮设备分离除去，进一步降低水中TP含量。气浮出水去综合污水处理厂与其它污水混兑处理。
含磷污泥浓缩—储存池污泥用泵加压后与带压自来水一并进入水力旋流洗泥机，洗去Na+、Cl—、NO3—等离子。再经1#卧式离心脱水机进一步固液分离，白色脱水泥饼用槽车运出污水站（或用螺旋输送机送置自动上袋打包机包装，此方案预留备选），回收利用。
气浮浮渣由于投加PAC而呈棕黄色，自流进入含铝污泥浓缩—储存池，定期用泵加压后经2#卧式离心脱水机进一步固液分离，泥饼经人工装袋后去固废处理。水力旋流洗泥机污水靠余压自流返回调节沉淀池。各污泥浓缩储存池上清液、卧式离心脱水机出水自流返回调节沉淀池。
5 含磷废水处理效果
含磷废水处理装置建成后，经设备调试后投入运行，对含磷废水处理装置出水水质进行监测，含磷废水总磷浓度由1820mg/l 降至8.6 mg/l，达到了设计要求。具体数据见表1。
参考文献：
污水除磷的处理方法范文6
污水处理厂污水处理工艺倒置式多点进水A2/O工艺
中图分类号：S219.06 文献标识码：A 文章编号：
引言
污水处理对于改善环境质量全人类生存环境，促进社会的可持续发展具有非常重要的意义。目前，国内外的污水处理方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种，这些方法根据实际情况，可以单一使用，也可以针对不同的污水混合使用。目前，污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法[1]。
本文结合传统A2/O的污水处理工艺，提出了一种改进的倒置式多点进水A2/O处理工艺，并针对本工艺在污水处理厂的应用做出简要的介绍。
A2/O工艺介绍
A²/O工艺简介
A²/O工艺，是目前较为流行的具有一定代表性的污水生物脱氮除磷技术。该工艺的生化部分由厌氧（A1）、缺氧（A2）、好氧（O）三池组成。形成所谓A1/A2/O布置形式。经过多年的系统研究，证实了该工艺不仅在脱氮除磷[2]效果方面优于常规的A²/O工艺，而且工艺流程见图1。
图1 A²/O工艺流程图
这是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺，其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确、界限分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例的运转条件，只要碳源充足便可根据需要达到比较高脱氮率。其他各种生物方法脱氮除磷工艺都是立足于本工艺的基本原理的基础上逐步改进发展而来的。
常规生物脱氮除磷工艺厌氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。
不过常规A²/O工艺存在以下三个缺点：
①由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响。
②由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的除磷效果。
③由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有一小部分经历了完整的放磷、吸磷过程，这对系统除磷效果不利。
UCT工艺简介
为克服A²/O工艺由于回流污泥中硝酸盐进入厌氧区影响磷的释放，UCT工艺[3]是在A²/O工艺的基础上将回流方式进行调整后提出的新工艺。工艺流程图如图2所示。
图2 UCT工艺流程图
但UCT工艺仍然存在一些缺点：
①UCT工艺比传统的A²/O工艺多了一级污泥回流，因此增加了系统的复杂程度，自控要求和耗能有所增加。
②与A²/O工艺类似，剩余污泥只有一部分经历了完整的放磷、吸磷过程。
③与A²/O工艺类似，反硝化在碳源分配上处于不利地位，影响了系统的脱氮效果。
VIP工艺简介
VIP工艺[4]是美国Randall教授开发的一种生物除磷脱氮工艺。其流程类似于UCT工艺，但与UCT工艺存在两处不同：
①厌氧段、缺氧段和好氧段的每一部分都有两个以上的池子组成，其放磷和摄磷的速度很快。
图3 VIP工艺流程图
②污泥龄比UCT工艺短、负荷比UCT工艺高，因而运行速率高，所需反应设备容积小。其设计污泥龄一般为5-10天。
图3为VIP工艺流程图。
VIP工艺由于在回流方式上同UCT工艺类似，因而也存在能耗高、脱氮效果不理想的缺点。
2 倒置式多点进水A²/O工艺
为避免传统A²/O工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响，通过吸收改良A²/O工艺的优点，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二冗池的回流污泥和原污水以及混合液回流均进入缺氧段，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%。单位池容的反硝化速率明显提高，反硝化作用能够得到有效保证。如果设置多点进水，可根据不同进水水质、不同季节情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能过得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证，与其他除磷脱氮工艺相比具有明显的优点[5]。
为了克服上述三种工艺的缺点，提出了倒置式多点进水A²/O工艺。倒置式多点进水A²/O工艺的流程图见图4。
图4 倒置式多点进水A2/O工艺流程图
倒置式多点进水A²/O工艺的特点是：
①缺氧区位于工艺系统首端，优先满足反硝化反应对碳源的需求，强化了处理系统的脱氮功能，避免了回流污泥携带的硝酸盐对厌氧释磷的不良影响，也使所有的回流污泥全部经历完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程。
②聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用，提高了处理系统除磷能力。
③将常规A²/O工艺的污泥回流系统与混合液回流（好氧混合液与缺氧混合液）系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，工艺流程大大简化，不仅便于运行管理，也使投资与运行成本大大下降[6]。
综上所述，倒置式多点进水A²/O工艺式最成熟可靠的脱氮除磷工艺，投资及运行成本均较经济。
3 应用实例
本课题以上海市嘉定区污水处理厂二期工程控制系统的实现为背景，规模为日处理污水5万m3。本系统的总工艺流程图见图5。
本污水处理厂包括污水处理和污泥处理两个系统。污水处理系统包括进粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、鼓风机房、氧化沟（缺氧池/厌氧池/好氧池）、二沉池、消毒出水池等，污泥处理系统包括污泥泵房、脱水机房等几部分。
本污水处理厂的污水处理流程是：污水经污水排放管网进入粗格栅，滤除大块固体悬浮物后，再由提升泵将污水提升到细格栅，滤除细小的漂浮物和浮渣，然后流入沉砂池，进行砂水分离，去除水中密度较大的无机颗粒，以保护后续处理设施的证常运行。然后污水进入氧化沟，进行生化处理。经生化处理后的污水进入二沉池进行污泥沉淀，经过污泥沉淀后的污水经紫外线消毒后到出水池，最后排放。二沉池分离的一部分生物活性污泥回流到氧化沟，另一部分剩余污泥流经污泥泵房进入污泥处理系统，剩余污泥进入贮泥池，最后进入脱水机房进行脱水处理，脱水处理后就可进行二次利用。
图5某污水处理厂总工艺流程图
4 总 结
传统A2/O工艺有其固有的缺点，往往在保证脱氮效果的同时除磷效果不佳。在充分分析传统A2/O工艺的基础上提出了将缺氧池至于厌氧池前面，厌氧池后设置好氧池的分点进水的倒置式多点进水A2/O工艺。工程实例表明，在COD去除能力与常规A2/O工艺相当的情况下，倒置式多点进水A2/O工艺的脱氮除磷功能明显优于常规A2/O工艺。该工艺工艺流程简便，运行可靠，操作灵活，污泥量小，并且运行经验日益丰富。
从系统的运行情况来看，该倒置式多点进水A2/O工艺大大提高了系统的脱氮除磷效率。经过半年时间的试生产，已经取得较为满意的成果。
参考文献
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